DE3638141A1 - Abwaelzfraesmaschine mit kontrollvorrichtung der zaehne des sich in bearbeitung befindlichen teils - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Abwälzfräs­ maschine mit Kontrollvorrichtung der Zähne des sich in Bear­ beitung befindlichen Teiles.

Wie bekannt ist, wird es bei der Herstellung eines Zahnrades mit einer Abwälzfräsmaschine ziemlich oft notwendig, wenn der Zahn erst einmal geformt ist, die Abmessungen des Zahnes selbst zu kontrollieren, da sich Fehler ergeben können, die zum Beispiel auf den Werkzeugwechsel und auf den Austausch des Aufspanntisches zurückzuführen sind, sowie allgemein auch die Gleichförmigkeit der Bearbeitung zu prüfen. Diese Kon­ trolle wird heute durchgeführt, indem das sich in Bearbeitung befindliche Teil von dem Tisch genommen und auf einem Prüf­ stand befestigt wird, der normalerweise in der Nähe der Ma­ schine aufgestellt ist.

Die heutigen Kontrollsysteme sehen Prüflehren oder Rollen vor, die einen Achsabstand messen und keine universellen Eigenschaften aufweisen.

Das die Abwälzfräsmaschine für verschiedene Zahnarten vorge­ sehen ist, d.h. Geradverzahnung, Schrägverzahnung usw., muss jedes Mal die Prüflehre oder die Rolle je nach den Werten der eingestellten Verzahnung gewechselt werden.

Die Arbeit des erneuten Aufspannens des Teiles auf der Ab­ wälzfräsmaschine erfordert ausserdem einen erheblichen Zeit­ verlust.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, die Kontrolle der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles direkt auf der Abwälzfräsmaschine durchführen zu können, ohne das Teil von der Maschine selbst abnehmen zu müssen.

Weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, an einer Abwälzfräsmaschine eine universelle Vorrichtung vorzusehen, die jede beliebige zylindrische oder schräge Verzahnungsart kontrollieren kann.

Diese und weitere Zwecke werden erreicht durch die Abwälz­ fräsmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und dadurch gekennzeichnet wird, dass sie eine Sonde mit ei­ nem Kontaktfühler enthält, die in eine auf dem Wälzfräskopf montierte Halterung eingesetzt ist, wobei die genannte Halte­ rung in der Lage ist, sich aus einer Position, in der sich die genannte Sonde entfernt von dem Arbeitsbereich des Wälz­ fräsers befindet, in eine Position zu verschieben, in der sich die genannte Sonde entsprechend zu einer Ebene befindet, auf welcher der Teilkreisdurchmesser der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles liegt, und wobei sich die ge­ nannte Ebene auf der Höhe der Zähne befindet.

Diese und weitere Eigenschaften gehen deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung einer vorgezogenen, jedoch nicht ausschliesslichen Verwirklichungsform hervor, die rein als Beispiel und nicht begrenzend in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, von denen

• - Abb. 1 in perspektivischer Ansicht eine Abwälzfräsmaschine in ihrer Gesamtheit zeigt, und zwar mit der in dem Wälzfräs­ kopf angeordneten Kontrollvorrichtung der Zähne;
• - Abb. 2 zeigt die Kontrollvorrichtung der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles in einer seitlichen Ansicht im Schnitt und in Ruhestellung;
• - Abb. 3 zeigt die Kontrollvorrichtung der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles in der gleichen Darstellung wie in Abbildung 2, aber in der an das zu kontrollierende Teil angenäherten Position;
• - Abb. 4, 5 und 6 zeigen in schematischen Plandarstellungen die Kontrollvorrichtung während der verschiedenen Kontroll­ phasen an dem Teil.

Unter Bezugnahme auf die Abbildung 1 ist mit 1 eine Verzah­ nungsmaschine vom Typ enthaltend ein Wälzfräswerkzeug 2 be­ zeichnet, die mit einer Welle 3 versehen ist, welche eine Drehbewegung ausführt.

Die Welle 3 ist mit einem Antriebskopf 3 a verbunden, der sei­ nerseits mit einem Wälzfräskopf 4 gekoppelt ist. Der An­ triebskopf 3 ist mit den bekannten Führungen für die Ver­ schiebungen nach der Achse Y versehen, während sich der Wälz­ fräskopf 4 nach der vertikalen Achse X verschieben und sich um die eigene Mittelachse drehen kann.

Ausserdem wird der Wälzfräskopf durch einen Ständer 30 ge­ stützt, der sich nach der Achse X rechtwinklig zu der Ver­ schiebeachse Y des Antriebskopfes 3 a verschieben kann.

Unter dem Wälzfräskopf befindet sich ein Tisch 5, auf das zu verzahnende Teil 6 aufgespannt und während der Bearbeitung durch einen Reitstock 7 zentriert gehalten wird. Wie bekannt ist dreht sich der Tisch 5 um seine eigene vertikale Achse.

Alle oben beschriebenen Bewegungen werden durch eine numeri­ sche Steuerung, die in einem Schrank 8 angeordnet ist, kon­ trolliert, und zwar nach einem bestimmten Programm je nach der Art der Verzahnung.

Wie deutlicher aus den Abbildungen 2 und 3 hervorgeht, ist mit 9 eine Kontrollvorrichtung der Zähne des sich in Bearbei­ tung befindlichen Teiles 6 bezeichnet.

Die Kontrollvorrichtung 9 besteht aus einer Sonde 10 mit ei­ nem Kontaktfühler, wie zum Beispiel das Modell TP5 der Firma Renishaw. Die Sonde 10 ist an einer Halterung befestigt, die aus einem Schaft 11 eines Hydraulik- oder Druckluftzylinders 12 besteht, versehen mit einer Öl- oder Luftzufuhr 13 und 14 zum wechselweisen Verschieben eines mit dem Schaft 11 verbun­ denen Kolbens 15. Der Schaft 11 weist eine durchgehende axia­ le Bohrung 16 auf, durch welche die Kabel 17 laufen, die an die numerische Steuerung 8 angeschlossen sind.

Der Hydraulik- oder Druckluftzylinder 12 hat an seinem unte­ ren Ende eine Führung 18, die sich in eine entsprechende Schlittenführung 19 einfügt, welche fest mit dem Wälzfräskopf 4 verbunden ist und zur Einstellung der Position der gesamten Kontrollvorrichtung im Verhältnis zu dem Wälzfräswerkzeug und im Verhältnis zu dem Tisch 5 dient. An dem Hydraulikzylinder 12 sind ebenfalls zwei Mikroschalter 20 und 21 zur Kontrolle des Hubes des Schaftes 11 vorgesehen. Um die Umdrehung des Kolbens 11 zu vermeiden, wird weiter ein Keil 25 vorgesehen, der in der Vertiefung einer Abdeckung 26 geführt wird. Es wird nun der Betrieb der Kontollvorrichtung des sich in Bear­ beitung befindlichen Teiles beschrieben. In der Arbeitsphase des Wälzfräswerkzeuges wie in Abb. 2, befindet sich die Sonde 10 mit dem Kontaktfühler in einer von dem Arbeitsbe­ reich entfernten Position, geschützt durch den Zylinder 12 und die Führung 18. Nach Beendigung der Verzahnung des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles verschiebt sich der Wälz­ fräser entlang der Achse X, wobei er sich von dem sich in Be­ arbeitung befindlichen Teil um einen solchen Abstand ent­ fernt, der es dem Schaft 11 ermöglicht, die Sonde 10 in eine Position zu bringen - dargestellt in Abb. 3 -, die auf der Ebene liegt, auf der sich auch der Teilkreisdurchmesser der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles befindet.

Der Wälzfräskopf und folglich die Sonde 10 werden in Richtung des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles verschoben, wobei sie sich auf der Achse X bewegen, bis die genannte Sonde 10 den Teilkreisdurchmesser 22 des zu kontrollierenden Teiles schneidet, wie es in der Abb. 4 dargestellt ist.

An diesem Punkt schaltet sich die Umdrehung des Wälzfräswerk­ zeuges ein, wobei auch die Mittel für die Umdrehungssynchro­ nisierung des Tisches 5 eingeschaltet sind, die von bekannter Art und hier nicht dargestellt sind, so dass die Sonde 10 ge­ gen die rechte Seite eines Zahnes 23 des zu kontrollierenden Teiles geführt wird, wie in Abb. 6 dargestellt.

Sobald die Sonde von ausgesprochener Empfindlichkeit auf die Seite des Zahnes stösst, erfolgt das Anhalten der Umdrehung des Wälzfräswerkzeuges und gleichzeitig nimmt die numerische Steuerung die Ablesung und die Speicherung des Wertes des von der Achse des Wälzfräswerkzeuges ausgeführten Winkels vor. An diesem Punkt schaltet die Umdrehung des Wälzfräswerkzeuges um, wobei immer die obengenannten Synchronisiermittel einge­ schaltet bleiben, so dass die Sonde 10 gegen die linke Seite eines anschliessenden Zahnes 24 geführt wird, wie in Abb. 5 gezeigt ist.

Sobald der Kontakt der Sonde mit der Seite des Zahnes statt­ findet, erfolgt das unverzügliche Anhalten des Wälzfräsers, die Ablesung und Speicherung des Wertes des Umdrehungswinkels des Wälzfräsers, wobei stets die numerische Steuerung verwen­ det wird, die automatisch einen Vergleich des eingegebenen Winkelwertes mit dem gemessenen vornimmt.

Im Falle der Gleichheit zwischen den Werten oder einer Abwei­ chung, die innerhalb der eingegebenen Toleranzen liegt, er­ folgt das Zurückziehen der Sonde in die Ruhestellung und der Rücklauf des Wälzfräsers in die Ausgangsposition. Für den Fall, dass die verglichenen Werte eine Abweichung ergeben, die ausserhalb der zulässigen Toleranz liegt, kann, wenn die genannte Abweichung positiv ist, eine automatische Korrektur der Verzahnungswerte vorgenommen werden, ohne dass das Teil von dem Tisch abgenommen werden muss. Die genannte Korrektur kann automatisch durch die numerische Steuerung vorgenommen werden.

Wie man sich vorstellen kann, kann die Winkelmessung auch vorgenommen werden, indem die Sonde an die rechte oder linke Seiter desselben Zahnes herangeführt wird.

Es ist klar, dass es mit der oben beschriebenen Vorrichtung möglich ist, die Kontrolle jeder beliebigen Verzahnungsart vorzunehmen, ob Gerad- oder Schrägverzahnung, ohne Teile der Sonde austauschen zu müssen.

Natürlich kann die Sonde von jeder beliebigen Art sein, die heute im Handel verfügbar ist, ohne deshalb aus dem Schutzbe­ reich der Ansprüche herauszugehen.

Claims (3)

1. Abwälzfräsmaschine mit Kontrollvorrichtung der Zähne des sich in Bearbeitung befindlichen Teiles, dadurch gekennzeich­ net, dass sie eine Sonde 10 mit einem Kontaktfühler enthält, die in eine auf dem Wälzfräskopf 4 montierte Halterung 11 eingesetzt ist, wobei die genannte Halterung 11 in der Lage ist, sich aus einer Position, in der sich die genannte Sonde 10 entfernt von dem Arbeitsbereich des Wälzfräsers 2 befin­ det, in eine Position zu verschieben, in der sich die genann­ te Sonde 10 entsprechend zu einer Ebene befindet, auf welcher der Teilkreisdurchmesser 22 der Zähne 23, 24 des sich in Be­ arbeitung befindlichen Teiles liegt, und wobei sich die ge­ nannte Ebene auf der Höhe der Zähne befindet.

2. Abwälzfräsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Halterung 11, in die die Sonde 10 ein­ gesetzt ist, im wesentlichen aus dem Schaft eines Druckluft- oder Hydraulikzylinders 12 besteht, der eine axiale Bohrung 16 aufweist, um ein Kabel 17 zur Verbindung der Sonde mit ei­ ner numerischen Steuereinheit 8 aufzunehmen, die in den elek­ trischen Steuerkreis für die bekannten Verschiebemittel ein­ gesetzt ist.

3. Abwälzfräsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Halterung 11 eine Führung 18 enthält, die auf einer entsprechenden, fest an dem Wälzfräskopf 4 an­ gebrachten Führung 19 gleitet, und zwar zur Positionierung der Halterung selbst im Verhältnis zu dem Wälzfräser 2.