DE2035302A1 - Teileinrichtung fur einen Gerad Teütisch - Google Patents

Description

D-4000 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE -

Malkastenstraße2 DIPL.-ING. ALEX STENGER ■

DIPL-ING. WOLFRAM WATZKl

Unser Zeichen: 11 256 _Datum: ί i JUÜ 1970 ^

Kapp & Co. Werkzeugmaschinenfabrik, 8630 Coburg/Bayern,

Callenberger Strasse 52-58

Teileinrichtung für einen Gerad-Teiltisch

Die Erfindung betrifft eine Teileinrichtung für einen Gerad-Teiltisch, insbesondereiieiner Zahnstangens ehleif maschine ,zur. Erzeugung von Genauigkeitsteilungen beliebiger Größe, mit einer Teilscheibe, die von einem Motor antreibbar ist und ihre der Teilungsgröße entsprechende Bewegung über ein Getriebe auf den das Werkstück tragenden Teiltisch überträgt.

Es sind Teileinrichtungen dieser Art bekannt, bei denen der Teilvorgang von einer Teilscheibe ausgeht, die von einem Elektromotor angetrieben wird und über ein Wechselradgetriebe auf eine Gewindespindel mit Mutter·, wirkt, welche die Teilungsgröße auf den Teiltisch überträgt. Die hierbei verwendete Teilscheibe besitzt an ihrem Umfang eine Raste und führt bei jedem Teilvorgang nur eine Umdrehung aus. Jede Teilungsgröße muß deshalb durch entsprechende Wechselräder eingestellt werden.

Es sind weiterhin verbesserte Ausführungen einer derartigen Teileinrichtung bekannt, bei denen die Teilscheibe entweder mehrere vorwählbare Umdrehungen Je Teilvorgang ausführen kann oder mit mehreren Kasten am Umfang versehen ist und demgemäß um eine vorwählbare Anzahl von Rastteilungen gedreht werden kann. Bei diesen bekannten Ausführungen können somit verschiedene Teilungsgrößen eingestellt werden, z.B. eine gewisse Anzahl von Modulgrößen entsprechend den Modulreihen nach DIN 78o. Die einstellbaren Modulgrößen sind hierbei zwangsläufig ein Vielfaches eines Grundmoduls, wobei der Grundmodul beispielsweise m =0,25 ist und einer Umdrehung der Teilscheibe bzw. einer Drehung der Teilscheibe um eine Rastenteilung entspricht.

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Es ist schließlich eine weitere Ausführungsform bekannt, bei der< .'dem Wechselradgetriebe ein Nortongetriebe vorgeschaltet ist, um die Anzahl der ohne Auswechseln von Zahnrädern einstellbaren Modulgrößen zu erweitern.

Die bekannten.Teileinrichtungen besitzen eine Reihe von Nachteilen. Mit keinem der bekannten Teileinrichtungen ist es möglich, beliebige. Teilungsgrößen schnell und ohne Auswechseln v.on Zahnrädern einzustellen. Beispielsweise ist es bei Schrägverzahnungen erforderlich, die einzustellende Tischteilung gegenüber der Normalteilung des Werkstückes um den Faktor l/cos ß zu vergrößern,wenn mit ß der Schrägungswlnkel der Zahnstange bezeichnet ist. Für jeden Schrägungswinkel ist daher eine bestimmte¹ Wechselradkombination erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß wegen der verlangten hohen Teilgenauigkeit die im Wechselradgetriebe eingestellte Übersetzung auf sehr viele Dezimalstellen genau der Sollübersetzung entsprechen muß, weshalb mindestens drei Getriebestufen erforderlich sind. Werden beim Auswechseln der Getrieberäder die Zahnräder nicht sorgfältig montiert, besteht die Gefahr,zusätzlicher Teilungsfehler.

Durch die Verwendung einer Gewindespindel zum Antrieb des Teil-■>. · tisches können am Werkstück aus thermischen Gründen weitere zusätzliche Teilungsfehler entstehen, vor allem Summentei lungs-" fehler. Diese zusätzlichen Fehler treten auf, wenn sich während des Bearbeitungsprozesses Temperaturunterschiede zwischen Werkstück und Gewindespindel ausbilden, so daß sich Werkstück und Gewindespindel unterschiedlich längen bzw. verkürzen. Da das Werkstück mit seiner gesamten Länge auf dem Teiltisch aufliegt und deshalb einen sehr guten thermischen Kontakt zum Teiltiseh hat, ist seine Temperatur identisch mit der des Telltisehes. Dagegen hat die Gewindespindel einen sehr schlechten thermischen Kontakt zum Teiltisch, so daß sich bei einer Wärmezufuhr zum Werkstück, z.B. durch Zerspanungswärme oder Kühlmittelwärme, eine große Zeitverzögerung bei der Angleichung der Temperatur der Gewindespindel ■ an die des Werkstückes und Teiltisches ergibt; schließlich bleiben

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wegen der ungleichen Abstrahlungsverhaltnisse derartige Temperaturunterschiede über eine sehr lange Zeit bestehen.

Mit den bekannten Teileinrichtungen ist es darüber hinaus nicht möglich, die Teilungsvorgänge bei Werkstücken, die in mehreren Teilungszyklen gefertigt werden müssen, in beiden Tischrichtungen auszuführen, da sich die Teil Stellungen' des Tisches beim Teilen in der einen Richtung gegenüber dem Teilen in der anderen Richtung wegen des Getriebespieles im Teilsystem verschieben. Unter einem Teilungszyklus wird eine dem Werkstück entsprechende Anzahl von aufeinanderfolgenden Teilungsvorgängen verstanden, die in einer . Tischrichtung ausgeführt werden. In derartigen Fällen muß also bei den bekannten Teileinrichtungen nach einem ausgeführten Teilungszyklus der Teiltisch wieder in die Ausgangslage zurückgefahren werden, bevor ein erneuter Teilungszyklus beginnen kann.

Schließlich benötigen die bekannten Teileinrichtungen für einen Teilvorgang Zeiten zwischen 6 und 8 Sekunden. Diese Teilzeiten werden bei der fortschreitenden Entwicklung als zu lange erachtet, vor allem wenn die Teileinrichtung, für eine Zahnstangenschleifmaschine eingesetzt werden soll.

Die voranstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Teileinrichtungen könnten durch die Verwendung einer numerischen Steuerung für den Teiltisch vermieden werden, jedoch würde eine derartige Steuerung wegen der geforderten großen Teilgenauigkeiten und kurzen Teilzeiten zu aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teileinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der ohne die Notwendigkeit, Zahnräder oder andere Teile auswechseln zu müssen, eine beliebige Teilungsgröße mit geringstem Einzelteilungs- und Summenteilfehler innerhalb kurzer Zeit eingestellt werden kann und bei der die Teilvorgänge schnell in beiden Richtungen mit gleicher Genauigkeit und abwechselnd ohne Rückkehr zum Ausgangspunkt des Teilzyklus durchgeführt werden können; schließlich soll die Teileinrichtung

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erheblich preisgünstiger sein als eine numerische Steuerung und hinsichtlich ihrer Teile, die die Teilgenauigkeit bestimmen, keinem oder nur einem vernachlässigbar kleinem Verschleiß auch nach langer Betriebsdauer unterliegen.

Zur* Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Teilungsgröße aus einer bestimmten Anzahl von Fein~Weginkrementeh und einer bestimmten Anzahl von Grob-Weginkrementen zusammenzusetzen. Erfindungsgemäß werden hierbei die Fein-Weginkremente mittels einer ersten Teilscheibe und die Grob-Weginkremente mittels einer zweiten Teilscheibe vorzugsweise gleichzeitig erzeugt, mittels eines Summiergetriebes summiert und über einen Antrieb auf den Teiltisoh übertragen .

Durch die Auflösung der Teilungsgröße in Fein-Weginkremente und Grob-Weginkremente ergibt sich die Möglichkeit, die Teilungsgröße in feine Abschnitte, beispielsweise von 0,0001mm aufzulösen, und auf beliebige Werte innerhalb eines großen Bereiches, beispielsweise zwischen 0 und 100mm einzustellen.Durch die Verwendung von zwei Teilscheiben und eines nachgeschaltften Summiergetriebes fällt das Auswechseln von Zahnrädern fort, so daß die Teilungsgröße sehr schnell eingestellt werden kann. Die Steuerung der Teilvorgänge kann bei dem erfindungsgemäßen System nach dem sogenannten Kettenmaßprinzip erfolgenjbei jedem Teilvorgang wird der Teilti'sch stets um die gleiche eingestellte Anzahl von Weginkrementen verschoben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der Antrieb des Teiltisches über eine am Teiltisoh befestigte Zahnstange,in die ein Positionierritzel eingreift, das über ein aus Schneäcenrad und Schnecke bestehendes Schnsskengetriebe von der Abtriebswelle des Summiergetriebes angetrieben wird«Zum Ausgleich der Lagerungs- und Zahnspiele des Schneckengetriebes, des,Positionierritzels und der Zahnstange ist ein eine Versehiebekraft erzeugender Antrieb vorgesehen, durch den während des Teil-vorganges die Tp.ansportzahnflanken des Schneckengetriebes,der. Zahnstange und des/Positionierrit- zels zur Anlage kommen und der nach Beenden■■ des.Teilvopganges in die Gegenrichtung umgeschaltet wird,so daß in der Endstellung die, Anschlagzahnflanken zur Anlage kommen.AIs Antrieb kann gemäß einem -^r. weiteren Merkmal der Erfindung ein in die Zahnstange-eingreifendes?- Spannritzel vorgesehen sein,das von einem Hydraulikmotor angetrieben wird. 10 9 8 8 4 / 0 8,9 9 ■ _: :. :

Mit dieser Weiterentwicklung der Erfindung wird erreicht, daß der. Antrieb des Teiltisches sich ebenso schnell einer Temperaturänderung des Teiltisches Infolge Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr angleicht wie das Werkstück, so daß insbesondere Summenteilungsfehler infolge von Temperaturdifferenzen vermieden werden. Gleichzeitig wird erreicht, daß sich die Teilstellungen des Teiltisches beim Teilen in der einen Richtung gegenüber dem Teilen in der anderen Richtung nicht verschieben, so daß die .Teilvorgänge in beiden Richtungen mit gleicher Genauigkeit und abwechselnd ohne Rückkehr zum Ausgangspunkt durchgeführt werden können.

Weiterhin wird ein Verschleiß der die Teilgenauigkeit bestimmenden Teile vermieden, weil während des TeilVorganges sich nur die Transportzahnflanken berühren, wogegen die Endstellung durch die Ansehlagzahnflanken bestimmt wird.

Bei einer ausgeführten Teileinrichtung mit den voranstehend erwähnten Zahlen ergibt sich beispielsweise ein Einzelteilungsfehler des Teiltisches von - o,oo§ mm und ein Summenteilfehler je m Tischweg von '■* o, öl mm.

Erfindungsgemäß wird jede Teilscheibe durch zwei Bremsmotoren für einen Eil- und einen Schleichgang und ein Differentialgetriebe angetrieben. Die jeder Teilscheibe zugeordneten Bremsmotoren werden hierbei durch einen Winkelschrittgeber, der sich aus einer Impuls-S3heibe und einem Impulsgeber zusammensetzt, und durch eine elektronische Zä&l er steuerung gesteuert, die aus Zahlen-Vorwahlschaltern, einem Zähler, einer Auswertung und Ausgangsrelais besteht.

Da die durch die Winkelschrittgeber gesteuerten Positionierantriebe für beide Teilscheiben gleichzeitig arbeiten, entspricht die maximale Teilzeit für einen Teilvorgang der maximalen Positionierzeit einer der beiden Positionierantriebe. Durch die Verwendung jeweils eines Bremsmotores für einen Eilgang und für einen Schleichgang ergeben sich' die Vorteile, daß wegen der größeren Übersetzung ein Schleichgang-Bremsmotor mit verhältnismässig geringer Leistung verwendet werden kann und daß deshalb wegen der mit kleiner werdende* Baugröße sich verringernden Nachlaufdrehung die Schleichgangdrehzahl dieses Bremsmotors verhältnismässig hoch gewählt werden kann»

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede Teilseheibe auf ihrem Umfang mit einer Anzahl von Rasten für eine Teilklinke versehen, die entgegen der Kraft einer Feder aus den Rasten aushebbar ist. Jede Teilklinke ist hierbei mit einer in die Rasten der Teilscheibe einfallenden Rastrolle mit verhältnismäßig großem Durchmesser versehen; die Rasten sind voneinander durch verhältnismäisig schmale und spitz zulaufende Pührungsstücke getrennt.

Diese Ausbildung der Teilklinken läßt eine verhältnismäßig große Schwankung für die Nachlaufdrehung zu, da die im Durehmesser großen Rastrollen in Zusammenwirken mit den schmalen Führungsstücken selbst bei großen Abweichungen eine genaue Positionierung der Teilscheibe an der gewünschten Stelle ergeben.

Zum Ausgleich von Verζahnungsfehlern der Zahnstange^ des Positionierritzels, des Schneckenrades und der Schnecke ist gemäß der Erfindung schließlich ein Korrekturgetriebe vorgesehen, das eine axiale Verschiebung der Schnecke entsprechend einer Korrekturschablone bewirkt. Das Korrekturgetriebe besteht aus einer innerhalb eines Gehäuses axial verschiebbar angeordneten Lagerbuchse für die die Schnecke tragende Welle, wobei die Lagerbuchse mittels eines Exzenterbolzens über einen aus zwei relativ zueinander beweglichen Hebeln und einer Welle zusammengesetzten Hebeltrieb durch einen eine Rolle tragenden Abtasthebel steuerbar ist. Mit dieser Ausbildung wird die Genauigkeit der Teileinrichtung weiterhin erhöht.

Auf der Zeichnung ist schematisch ein Äusführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Teileinrichtung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht der für die Erfindung wesentlichen Teile der Teileinrichtung;

Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß der Schnittlinie H-II in Figur Ij-" Pig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Darstellung nach Figur 1; Fig. h einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Figur 3;

Fig. 5 eine Ansicht einer Teilscheibe mit Teilklinke und Winkel- . sohrifctgeber in vergrößertemMaßstab;

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Pig. 6 und 7 zwei Stellungen der Teilklinke;

Fig. 8 ein Diagramm über das Drehzahl-Drehwinkel-Verhalten der Teilscheibenwellen beim Positionieren der Teilscheiben; -

Fig. 9 ein Diagramm der Positionierzeiten der Teilscheiben in Abhängigkeit von der Anzahl durchlaufener. Rastteilungen;

Fig*1du.11 eine Vorderansicht der Zahnstange mit dem Positionierritzel und Spannritzel in zwei verschiedenen Stellungen und

Fig.12 ein Schema der elektronischen Zählersteuerung.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, ist der ausschließlich mit einer translatorischen Bewegung anzutreibende Teiltisch 1, der ein Werkstück 2 trägt/ mittels Wälzkörpein 4 auf einem Maschinenbett 3 reibungsarm gelagert. Die Seitenführung des Teiltisches 1 erfolgt hierbei ebenfalls durch'Wälzkörper 4 und Stützrollen 5i mit denen eine spielfreie Seitenführung erzielt wird. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Fig.4 verwiesen.

Seitlich unterhalb des Teiltisches 1 ist an diesem eine Zahnstange 6 befestigt, in die ein Positionierritzel 7 eingreift, das auf einer Ritzelwelle 8 befestigt ist. Diese im Maschinenbett Jgelagerte Ritzelwelle 8 trägt weiterhin ein Schneckenrad 9, das von einer Schnecke Io angetrieben wird. Der Drehwinkel der Sehnecke entsprechend der gewünschten Teilungsgröße wird durch eine bestimmte Anzahl von Fein-Weginkrementen und eine bestimmte Anzahl von Grob-Weginkrementen bestimmt.

Die Fein-Weginkremente und die Grob-Weginkremente werden jeweils mittels einer Teilscheibe 11 bzw. 21 gleichzeitig erzeugt, wobei der Aufbau und die Wirkungsweise der Einrichtung zum Antrieb der beiflen Teilscheiben Il und 21 sich entsprechen. . '.

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Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen ist, sitzt die Teilscheibe 11 auf einer Teilscheibenwelle 12, die über ein Differentialgetriebe 13 entweder von einem Bremsmotor 14 für einen Eilgang oder von eiüem Bremsmotor 15 für einen Schleichgang angetrieben wird. Jeder der beiden Bremsmotoren 14 und I5 besteht aus einem normalen Drehr strommotor und einer auf den Rotor des Drehstrommotores wirkenden Bremse. Beim Einschalten eines Bremsmotors 14 oder I5 wird gleichzeitig dessen Bremse elektrisch gelüftet. Wird der Bremsmotor 14 oder 15 wieder abgeschaltet, fällt sofort die Bremse ein und bringt den Rotor des Motors nach einer gewissen Nachlauförehung zum"Stillstand. Das Bremsmoment wirkt sodann über die gesamte Stillstandzeit fort. Bei einer bevorzugten Ausführung beträgt die Eilgang» drehzahl der Teilscheibenwelle 12 I250 Umdrehungen pro Minute, die Schleichgangdrehzahl 60 Umdrehungen pro Minute.

Die der Teilscheibe 11 zugeordneten Bremsmotoren 14 und I5 werden durch einen Winkelschrittgeber, der sich aus einer Impulsscheibe 16 und einem Impulsgeber 17 zusammensetzt, und durch eine elektronische Zählersteuerung gesteuert, die in Fig.12 dargestellt ist und später beschrieben werden wird» " . .

Zur Steuerung der Drehung der Teilscheibenwelle 12_S die nicht nur volle Umdrehungen,sondern auch Verdrehungen um einen bestimmten Winkel umfassen kann, ist die Teilscheibe 11 auf ihrem Umfang mit einer bestimmten Anzahl von Rasten 11a versehen, die durch Führungsstücke 11b voneinander getrennt sind. In diese Rasten lla fällt nach vollendeter Drehung der Teilscheibenwelle 12 eine Teilklinke mit einer Rastrolle 19 ein,wie dies in den Fig<,5 bis 7 dargestellt ist

Während die voranstehend beschriebene Teilscheibe 11 mit ihrem Antrieb und ihrer Steuerung die voranstehend erwähnten Fein-Weginkremente erzeugt, werden mit der Teilscheibe 21, die ebenfalls mit Rasten 21a und Führungs stücken 21b versehen ist, die Grob-Weginkremente erzeugt. Die Teilseheibe 21 ist entsprechend den voranstehenden Ausführungen auf einer Teilscheibenwelle 22 angeordnet>. die

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über ein Differentialgetriebe 25 entweder von dem Bremsmotor 24 für den Eilgang oder von dein Bremsmotor 25 für den Scnleichgang angetrieben wird. Die Teilscheibenwelle 22 trägt ebenfalls- eine Impulsscheibe 26, die mit einem Impulsgeber 27 zusammenwirkt. Zur Arretierung der Teilscheibenstellung ist ebenfalls eine Teilklinke 28 mit einer Rastrolle 29 angeordnet.

Die von der Teilscheibenwelle 12 ausgeführten Umdrehungen bzw. Verdrehungen werden über ein Stufengetriebe 2o auf ein Summier-Üetriebe ~*>o übertragen, dem auch die Umdrehungen bzw.Verdrehungen der Teilscheibenwelle 22 zugeleitet werden. Auf der Abtriebswelle Jl dieses Summiergetriebes Jo ist die Schnecke Io befestigt,welche über das Schneckenrad 9» die Ritzelwelle 8 und das Positionierritzel 7 die am Teiltisch 1 befestigte Zahnstange 6 verschiebt.

Die voranstehend erwähnte, zum Antrieb der beiden Teilscheibenwellen 12 und 22 bestimmte elektronische Zählersteuerung besitzt gemäß Fig.12 zwei Zahlen-Vorwä.hl schalter 47, an denen die Anzahl der gewünschten Fein- und Grob-Weginkremente eingestellt wird.Die eingestellten Zahlen werden Jeweils in einen nachgeschalteten Zähler 48 übernommen. Gleichzeitig schaltet ein Relais 5o den Bremsmotor 14 für den Eilgang in einer der Teilrichtüng des Teiltisches 1 entsprechenden Drehrichtung ein. Hierdurch beginnt sich die Teilacheibenwelle 12 zu drehen,wobei der Impulsgeber 17 von der Impuls-' scheibe l6 Impulse empfängt,welche von Markierungen 16a auf der Impulsscheibe 16 erzeugt werden. Diese Markierungen 16a sind ent~ sprechend der Anzahl der Rasten lla auf der Teilscheibe 11 ange-' ordnet, jedoch um eine halbe Rastteilung gegenüber den Rasten lla winkelversehQben. Dies geht deutlich aus Fig.5 hervor.

Die vom Impulsgeber 17 kommenden impulse werden gemäß Fig»12 dem Zähler 48 aufgegeben, der die einkommenden Impulse von der zu Beginn im Zähler 48 stehenden Zahl laufend subtrahiert, da er als Riick«· wärtszähler ausgebildet istj,also gegen Null zählt« In einer dem

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Zähler 48 nachgeschalteten Auswertung 49 wird ein Vorabschaltpunkt eingestellt, der beispielsweise beim Zählerstand von 6o Impulsen liegen kann. Sobald dieser Vorabschaltpunkt erreicht wird, fällt das bei Einschaltung des Bremsmotors 14 betätigte Relais 50 ab und schaltet somit den Bremsmotor 14 für den Eilgang aus. Gleichzeitig schaltet ein Relais 5* ein, das den Bremsmotor 15 für den Schleichgang über eine Starkstromsteuerung 52 in Umdrehungen versetzt. Dieser Bremsmotor 15 treibt nunmehr mit verringerter Drehzahl die Teilscheibenwelle 12 an bis in der Auswertung 49 der Abschaltpunkt erreicht wird, der beispielsweise beim Zählerstand von einem Impuls liegt. Bevor der Bremsmotor 15 durch die Bremse zum Stillstand gebracht wird,führt er noch eine Nachlaufdrehung aus, die bei etwa 1 1/2 Rastteilungen itegt, Danach wird der Kolben J>2 eines Druckzylinders 33 drucklos gemacht, so daß die Teilklinke 18 durch die Kraft einer Feder 34 aus der in Fig.5 strichpunktiert gezeichneten Lage in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung gebracht und auf diese Weise über die Rastrolle I9 eine Festlegung der Stellung der Teilscheibe 11 bewirkt wird. Der sich aus den Fein-Weginkrementen zusammensetzende Teil der Teilungsgröße wurde somit auf den Teiltisch 1 übertragen.

Gleichzeitig erfolgt über die entsprechende Einrichtung in gleicher Weise der Antrieb und die Steuerung der Teilscheibe 21, die die Grob-Weginkremente erzeugt. Es ist noch zu erwähnen, daß bei Einstellung einer Zahl unter sechzig an den Zahlen** Vorwahl sehaltern 4? sofort der Bremsmotor I5 bzw.25 für den Schleichgang eingeschaltet wird, so daß der Bremsmotor 14 bzw·24 für den Eilgang überhaupt nicht in Funktion tritt. Der Drehzahlverlauf in Abhängigkeit von der Anzahl der Rastteilungen ist in Fig, 8 aufgetragen. Die Fig. 9 zeigt die benötigte Positionierzeit für die Teilscheiben 11 bzw.21 in Abhängigkeit von der Anzahl der Rastteilunggn,,

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Rastenzahlen am Umfang der Teilscheiben 11 und 21 und die Getri§beüfeers,et?wngen derart gewählt,, daß einer D^hyng &@V Tei.lsehjeibe 11 von Raste lla zu Raste lla ein Weg dps Teilti§§h@s 1 v©n ©_#©§©:l jm (f§in-Weginkrg=r

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ment), und einer Drehung der Teilscheibe 21 ein Tischweg von o, 1 mm (Grob-Weginkrement), entspricht, line Teilungsgröße von 12,566£ mm setzt sich somit aus 125 Qrob-Weginkrementen und aus 66k PeIn-Weginkrementen zusammen. Beide Teilscheiben 11 und 21 können bei jedem Teilvorgang um maximal 999 Rastteilungen gedreht werden, so daß Teilungsgrößen bis zu 99,9999 mm bei einer Auflösung von ο,οοοΐ mm erzeugt werden können. Da die Antriebe für die Teilscheiben 11 und 21 zur gleichen Zeit arbeiten, entspricht die maximale Teilzeit für einen Teilvorgang der maximalen Positionlerzeit einer der beiden Antriebe für die Teilscheibe 11 bzw.21.

Die Steuerung der aufeinanderfolgenden Teilvorgänge des Teiltisches 1' erfolgt nach dem sogenannten Kettenmaßprinzip. Wegen der großen Teilungsauflösung beträgt der anteilige Summenteilungsfehler nach hundert Teilvorgängen bei dem veranstehend gewählten Ausführungsbeispiel im ungünstigsten Fall nur + o,oo5 mm. Beträgt beispielsweise die Soll-Teilungsgröße lo,3*255 mm und wird an den Zahlen-Vorwählschaltern kf die Teilungsgröße lo,3*26 eingestellt, so ergibt sich nach hundert Teilvorgängen ein Kettenmaßfehler von + o,oo5 mm. Bei einer Soll-Teilungsgröße von lo,3*259 und einer eingestellten Teilung von lo,3*26 ergibt sich ein Kettenmaßfehler von + ο,οόΐ mm.

Mit der voranstehend beschriebenen Ausbildung der Teileinrichtung ergeben sich äußerst kurze Positionierzeiten. Dies liegt darin, daß einmal ein mit geringer Massenträgheit behafteter Bremsmotor 15 bzw. 25 für den Sehleichgang vorhanden ist, wodurch sieh eine geringe Nachlaufdrehung ergibt, und daß andererseits wegen der besonderen Klinkensteuerung eine verhältnismäßig große Machlaufdrehung zugelassen werden kann. In den Figuren 5 bis 7 ist zu erkennen, daß die Rastrollen I9 bzw. 29 einen verMältnismäßig großen Durchmesser aufweisen, so daß sich Resten 11a bzw.21a an den Teilscheiben 11 bzw. 21 ergeben, die lediglich durch verhältnisaässig schaale FUhrungsstücke lib bssw.21b getrennt sind. Durch diese geometrische Ausbildung darf die Kachlaufdrehung der Teilseheiben

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11 bzw.21 um ί ein Drittel der Rastteilung R schwanken, da gemäß den Fdguren 6 und 7 selbst bei einer derartigen Abweichung ein sicheres Positionieren der Teilscheibe 11 bzw.21 durch die Rastrolle 19 bzw.29 erfolgt. Die Rastrolle 19 bzw.29 wird durch die Kraft der Feder 34 nach Beendigung der Drehung der Teilscheibe 11 bzw.21ün die entsprechende Rast© 11a bzw. 21a gedrückt, da nach Beendigung der Drehung der Kolben 52 des Druckzylinders ]5]5 nicht mehr unter Druck steht und die Bremse des entsprechenden Drehstrommotors 1* bzw.24 für die Dauer des Klinkeneinfalles ausgeschaltet wird.

Zum Ausgleich der Lagerungs- und Zahnspiele des aus Schneckenrad und Schnecke Io bestehenden Schneckengetriebes, des Positionierritzels 7 und der Zahnstange 6 ist zusätzlich ein in die Zahnstange 6 eingreifendes Spannritzel 45 angeordnet, das von einem Hydraulikmotor 46 angetrieben wird (Flg.l). Während des Tei!Vorganges, der in der einen oder anderen Richtung vonstatten gehen kann, liefert der Hydraulikmotor 46 ein gleichbleibendes Drehmoment,beispielsweise in der in Flg.Io eingezeichneten Drehrichtung. Dadurch wird eine konstante Verschiebekraft auf den Teiltisch 1 in der durch den Pfeil eingezeichneten Richtung ausgeübt, wodurch die Verzahnungen von Positionierritzel 7 und Zahnstange 6, von Sohneckenrad 9 und Schnecke Io an den sogenannten Transportzahnflanken (Linksflanken) zur Anlage kommen. Di® gegenüberliegenden Ansehlagzahnflanken (Rechtsflanken) sind sodann um die Zahnspiele voneinander entfernt. Nach dem Ende der Positioniervorgänge für die Teilscheiben 11 und 21 und nach dem Einfallen der Teilklinken 18 und 28 wird das Moment des Hydraulikmotors 46 gemäß Figur 11 in die dort eingezeichnete Richtung umgeschaltet, wodurch die auf den Teiltisch 1 ausgeübte Verschiebekraft die durch den dortigen Pfeil gekennzeichnete Richtung erhält. Das Moment und damit die Verschiebekraft behalten ihre Größen unverändert bei. Das Positionierritzel 7 und Zahnstange 6, das Schneckenrad 9 und die Schnecke 1© berühren sich jetzt an den Anschlagzahnflanken (Rechtsflanken). Erst Jetzt ist der Teiltisch 1 in seiner genauen Teilsteilung.Da das Anfahren des Teiltisches 1 an die Anschlagzahnflanken (Endpositionierung)

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immer nur in,, einer "Richtung erfolgt, kann in der einen und anderen Tischrichtung geteilt werden, ohne daß sich die TeIl-Stellungen dabei verschieben. Außerdem wird der Verschleiß der pösitionsbestimmenden Anschlagzahnflanken vermieden.

Um die nicht völlig vermeidbaren'kinematischen Fehler von Sohnekkengetriebe, Positlonierritze'l 7 und Zahnstange 6 auszugleichen, ist ein Korrekturgetriebe vorgesehen, das am besten in den Figuren "I- bis 3 zu erkennen ist. Die Korrektur wird durch axiales;. Verschieben der -Sohnecke Io vorgenommen. .-■■■·

Zu.diesem Zweck ist die die Schnecke Io tragende Abtriebswelle 31 in einer Lagerbüchse 36 gelagert, die innerhalb eines Gehäuses 35 durch einen Exzenterbolzen 37 axial verschiebbar ist. Die Drehung des Exzenterbolzens 37'erfolgt durch zwei Hebel 38 und 39, die zwischen sich eine gewisse LMngenveränderung zulassen. Die Axialverschiebung wird in"Abhängigkeit von einer Korrekturschablone 44 vorgenommen, die mittels einer Tastrolle 42durch einen Abtasthebel 41 abgefühlt wird·,der seine "Verschwenkbewegung auf eine mit dem Hebel 39 verbundene Welle 4o überträgt. Der Hebel 38 steht hierbei, unter der Kraft einer.Zugfeder-43.

Wird der Exzenterbolzen 37 gedreht, so verschiebt sicJa die Lagerbuchse3β"und damit die Schnecke Io in axialer Richtung. Um; auch kurzwellige Yerzahnungs,fehler ausgleichen zu können, ist der Durchmesser der Tastrolle 42 sehr klein gehalten. Die Zugfeder 43 zieht die Tastrolle 42ständig gegen die Korrekturschablone44.

insgesamt ergibt sich somit> daßdie voranstehend beschriebene Teileinrichtung die Nachteile des eingangs erläuterten Standes der Technik vermeidet und die an sie gestellten Förderungen- m%t einemi technischen Aufwand löst, der erheblich unter de» numerischen Steuerung liegt:.

BADORiGlNAL

Claims (1)

1. " ** " . ■ 203 8302

   Patentansprüche;

   ί I, pei!einrichtung für einen Qerad«Teiitij5ch_f insbesoridere tiner ^-^ ZahnstangenschleIfmaschine,zur Erzeugung von GenauigkeitStellungen beliebiger Qr3ße,mit einer Teilscheibe,aie von einem Motor antreibbar ist und ihre der Teilungsg^Sle entsprechende Bewegung über ein Qetriebe auf den das Werkstück tragendem Teil«· tisch überträgt, d a d ur c h g e k e η η ζ e i c h η e t*daj die Tellungsgröße aus einer bestimmten Anzahl ton Fein«»Weginkre"* menten und einer bestimmten Anzahl von arob-Vteginkreinenten zusammengesetzt ist_Φ

   2. Teileinrichtung nach Anspruch X, dadurch gekennzeichnet, daß die Fein-Weginkremente mittels einer ersten Teilscheibe (II) und die Qrob-Weginkremente mittels einer zweiten Teilscheibe (21) vorzugsweise gleichzeitig erzeugt,mittels eines Sunjwlergetriebes (3o)suinmiert und über einen Antrieb auf den Teiltiseh (1) Über* tragen werden.

   5. Teileinrichtung nach den Ansprüchen X und 2, dadurch gekennzeichnet, daf der Antrieb des TeiXtisches (¹I über eine am Teiltisch (X) befestigte Zahnstange (6) erfolgt> in die ein Positionierritzel (7) eingreift,das üiser ein aus Schneckenrad (9) und Schnecke (Xo) bestehendes Schneckengetriebe von der Abtriebswelle (51) des Summiergetriebes (5o) antreibbar ist*

   k. Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeich« net, daß zum Ausgleich der I^gerungs« und Zahnspiele des Sehneckengetriebes (9,Xo), des Positionierfttzöls (7) und der Zahnstange (6)ein eine Verschiebekraft erzeugender Antrieb vot** gesehen ist, durch den während des Teilvorganges die Transport» zahnflanken des Schneckengetriebes (9>*o) und d^r Zahnstange (6> zur Anlage keemen, und der naeJi Beenden d^s f eilvorgaiig«s in die Gegenrichtung urogeschaiteii wird, so dnt in der Äidttellunt die Anschlagzahnflanjcen zur Anlage lfoaimen*

   5, Teileinrichtung nach Anspnch % _$, d»durcih gifcennztichn^t, iii ils Antrieb ein in «Sie Zahnetang» |6) #ini!?iiten<§es?

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   6. Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede 'Teilscheibe-.(1-1 und 21) durch zwei Brerasmotoren -(14,15 bzw.24,25) für einen Eil- und einen Sohleiehgang und ein Differentialgetriebe (15 bzw.23) angetrieben ist.

   7. Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeMinet, daß die jeder Teilscheibe (11 bzw.21) zugeordneten Bremsmotoren (14,15 bzw.24,25)durch einen Winkelsdhrittgeber, der sieh aus einer Impulssoheibe (16 bzw.26) und einem Impulsgeber (17 bzw.27) zusammensetzt, und durch eine elektronische Zählersteuerung gesteuert werden, die aus Zahlen-Vörwählschaltern (47), einem Zähler .(48), einer Auswertung (49) und Relais (5o) besteht.

   8. Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dal jede Teilscheibe (11 und 21) auf ihrem Umfang mit einer Anzahl von Rasten (Ha bzw.2la) für eine Teilklinke (18 bzw.28) versehen ist, die entgegen der Kraft einer Feder (34) aus den Rasten (Ha bzw, 21a) aushebbar ist.

   9-· Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jdde Teilklinke (18,28) mit einer in die Rasten (lla, 21a) der Teilscheibe (11 bzw.21) einfallenden Rastrolle (19 bzw.29) mit verhältnismäßig großem Durchmesser versehen ist und daß die Rasten (Ha, 21a) voneinander durch verhältnismäßig schmale und spitz zulaufende FÜhrungsstücke (lib, 21b) getrennt sind. ^: " '.·■";■ ■ ■ ' ■" ■'."'..■-■■.'-'■'■ ■"■■■■'.. ^:". '

   Io.Teileinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Verzahnungsfefclern der Zahnstange (6), des Fositionierritzels (7), des Schneckenrades (9) und der Schnecke (lo) ein Korrekturgetriebe vorgesehen ist, das eine axialeVerschiebung der Schnecke (lo) entsprechend einer Korrekturschablöne (44) bewirkt.

   !!,Teileinrichtung nach, Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet,daß das Korrekturgetriebe aus einer innerhalb eines Gehäuses (35)

   axial verschiebbar angeordneten Lagerbuchse (>β) für die die Schnecke (lo) tragende Welle besteht ₃ die mittels eines Sxzenterbolzens (37) über einen aus zwei relativ zueinander bewegliehen Hebeln (38,59) und einer Welle (¹Io) zusammengesetzten Hebeltrieb durch einen eine Tastrolle (42) tragenden Abtasthebel (41) steuerbar ist.