CH621274A5

CH621274A5 -

Info

Publication number: CH621274A5
Application number: CH1398577A
Authority: CH
Inventors: Oskar Maag
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1981-01-30
Also published as: GB2008764B; DE2757740C2; US4213401A; DE2757740B1; IT1100252B; GB2008764A; JPS5484693A; JPS6212841B2; IT7829784A0; FR2409485B1; FR2409485A1

Description

Die Erfindung betrifft die Abstützung eines Werkstücktisches einer Zahnradprüfmaschine, der um eine senkrechte Achse drehbar mittels einer Wälzlagerung auf einem Maschinengestell gelagert ist.

Die Abstützung solcher Werkstücktische besteht üblicherweise aus einer Wälzlagerung, die entweder von einem kombinierten Radial-Axial-Lager gebildet oder aus voneinander getrennten Axiallagern und Radiallagern zusammengesetzt ist. Die Messgenauigkeit einer Zahnradprüfmaschine mit einem solchen Werkstücktisch hängt unter anderem von der Genauigkeit der Lagerung und Abstützung des Werkstücktisches am Maschinengestell ab; die Abstützung des Werkstücktisches über das oder die Wälzlager muss also von Spiel sowie von Radial- und Planschlag in hohem Masse frei sein. Dies sowie die Forderung, dass der Werkstücktisch leicht drehbar sein soll und schliesslich die Tatsache, dass der Werkstücktisch einer Zahnradprüfmaschine im Gegensatz zum Werkstücktisch von Werkzeugmaschinen im Betrieb nur vernachlässigbar kleinen Messkräften, nicht aber Bearbeitungskräften ausgesetzt ist, hat dazu geführt, dass Werkstücktische von Zahnradprüfmaschinen auf verhältnismässig leichten Wälzlagern am Maschinengestell abgestützt sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Wälzlager, vor allem Axiallager, bis zu einem gewissen Grad aber auch Radiallager, über die der Werkstücktisch am Maschinengestell abgestützt ist, durch unsanftes Absetzen eines schweren Werkstücks auf dem Werkstücktisch gelegentlich stossartig überlastet werden. Dies gilt vor allem für grössere Zahnradprüfmaschinen, bei denen die zu prüfenden Zahnräder mit einem Kran auf dem Werkstücktisch abgesetzt werden, wobei es sich schwer vermeiden lässt, dass die erste Berührung zwischen Zahnrad und Werkstücktisch weit ausserhalb der Tischmitte stattfindet, so dass die Wälzlager stark exzentrisch belastet werden. Exzentrische Belastungen können auch auftreten, wenn das geprüfte Zahnrad mit dem Kran wieder vom Werkstücktisch abgehoben wird. Solche stossartigen und/oder exzentrischen Belastungen können bleibende Verformungen der Wälzlager hervorrufen und dadurch die Messgenauigkeit der Zahnradprüfmaschine beeinträchtigen, obwohl das meist an einem Maschinenständer angeordnete eigentliche Messgerät solchen Belastungen selbst nicht ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Abstützung eines Werkstücktisches der eingangs beschriebenen Gattung derart zu verbessern, dass Lagerschäden der beschriebenen Art mit Sicherheit vermieden werden können.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Maschinengestell und dem Werkstücktisch gleichachsig mit der Wälzlagerung zwei gegeneinander verdrehbare Stützringe angeordnet sind, die über mehrere Paare komplementärer, in Drehrichtung ansteigender Schrägflächen miteinander in Eingriff stehen und durch eine Relativdrehung aus einer Ruhestellung, in der sie den Werkstücktisch auf der Wälzlagerung ruhen lassen, in eine Stützstellung bewegbar sind, in der sie die Wälzlagerung vom Werkstücktisch entlasten.

Man braucht also nur die Stützringe durch eine Relativdrehung in ihre Stützstellung zu bringen, um sicher zu sein, dass die Wälzlagerung selbst bei äusserst unvorsichtigem Absetzen eines besonders schweren, zu prüfenden Zahnrades nicht leidet. Anschliessend bringt man die Stützringe durch eine entgegengesetzte Relativdrehung wieder in ihre Ruhestellung, so dass der Werkstücktisch zusammen mit dem auf ihm ruhenden und nötigenfalls festgespannten zu prüfenden Zahnrad entsprechend dem Messprogramm schrittweise oder kontinuierlich gedreht werden kann, ohne von den Stützringen behindert zu werden. Der Zeitaufwand für die Relativbewegung der Stützringe in die Stützstellung und zurück in die Ruhestellung braucht nicht grösser zu sein als der Zeitgewinn, den die Erfindung dadurch ermöglicht, dass beim Absetzen des zu prüfenden Zahnrades auf dem Werkstücktisch weniger Sorgfalt aufgewandt werden muss.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die Stützringe in ihrer Stützstellung den Werkstücktisch vollständig von der Wälzlagerung abgehoben halten; sie können ihre Aufgabe, die Wälzlagerung vor Stössen und exzentrischen Belastungen zu schützen, auch schon dann erfüllen, wenn sie nur dafür sorgen, dass der Werkstücktisch die Wälzlagerung im wesentlichen drucklos berührt.

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Vorzugsweise sind die Stützringe in geringem Abstand radial ausserhalb der Wälzlagerung angeordnet. Werkstücktische der hier in Frage kommenden Art sind in ihrem radial äusseren Bereich im allgemeinen eher etwas flexibler als in ihrem mittleren Bereich und können deshalb bei unvorsichtigem exzentrischem Absetzen eines zu prüfenden Zahnrades elastische Verformungen in ihrem radial äusseren Bereich erleiden. Durch die Anordnung der Stützringe radial ausserhalb der Wälzlagerung werden die Einflüsse solcher elastischen Verformungen des Werkstücktisches von der Wälzlagerung ferngehalten.

Die Schrägtlächen lassen sich mit den in der Zahnradfertigung üblichen Mitteln besonders einfach herstellen, wenn sie gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an den Stirnseiten der Stützringe angeordnet und in der Art schräger Zahnflanken einer Sägenverzahnung gestaltet sind.

Der Neigungswinkel der Schrägflächen beträgt zweckmässigerweise 2-20°, vorzugsweise 5-10°.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Stützringe gegen eine Rückdrehung aus der Stützstellung in die Ruhestellung verriegelbar oder abbremsbar sind. In diesem Fall können die Schrägflächen der Stützringe derart steil gestaltet sein, dass die Stützringe nach dem Lösen der Verriegelung oder Abbrem-sung einfach infolge des Gewichts des Werkstücktisches und des darauf ruhenden Zahnrades in ihre Ruhestellung zurückkehren. Wenn aber die Steigungswinkel der Schrägflächen so gering sind, dass sie im Bereich der Selbsthemmung liegen, dann kann auf eine Verriegelung oder Abbremsung der Stützringe verzichtet werden; es ist dann allerdings erforderlich, ein äusseres Moment aufzubringen, um eine Relativbewegung der Stützringe aus der Stützstellung in die Ruhestellung zu bewirken.

Zum Verdrehen und zum Verriegeln der Stützringe gegeneinander ist vorzugsweise ein zumindest in der Stützstellung selbsthemmender Antrieb vorgesehen.

Da es nur auf eine Relativdrehung der Stützringe in bezug aufeinander ankommt, kann einer der Stützringe am Maschinengestell befestigt sein. In diesem Fall kann der Antrieb am Maschinengestell gelagert sein und mit dem anderen, drehbaren Stützring zusammenwirken.

Unabhängig davon, ob beide Stützringe drehbar sind oder nur einer von ihnen drehbar ist, kann für die Relativdrehung der Stützringe ein solcher Antrieb vorgesehen sein, der in eine Übertotpunktstellung bewegbar ist, in der die Stützringe gegen eine Rückdrehung aus der Stützstellung in die Ruhestellung verriegelt sind.

Es ist zweckmässig, wenn der Antrieb in der Ruhestellung ständig ein Drehmoment ausübt, das eine Relativdrehung der Stützringe in die Stützstellung bewirkt, sobald der Werkstücktisch zumindest teilweise entlastet ist. Damit wird einerseits vermieden, dass der Werkstücktisch versehentlich in seiner Ruhestellung belassen wird, wenn ein Werkstück auf ihm abgesetzt werden soll. Anderseits werden stossartige Überlastungen der Wälzlagerung auch beim Abheben des Werkstückes mit Sicherheit vermieden. Die Gefahr solcher Überlastungen besteht vorallem dann, wenn während des Abhebens des Werkstückes mit einem Kran festgestellt wird, dass der Kran nicht genau senkrecht über dem Werkstücktisch steht und deshalb verfahren werden muss, ehe das Werkstück vollends abgehoben werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in Schrägansicht:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Zahnradprüfmaschine, auf der ein zu prüfendes Zahnrad abgesetzt wird,

Fig. 2 die Zahnradprüfmaschine beim Prüfen des Zahnrades.

Fig. 3 eine Abwandlung von Fig. 1, und

Fig. 4 ein Paar Stützringe, die anstelle von in Fig. 1-3 dargestellten Stützringen verwendbar sind.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Zahnradprüfmaschine hat ein Maschinengestell 12 mit einer waagrechten Führung 14, längs der ein senkrechter Ständer 16 verschiebbar ist. Auf dem Ständer 16 ist ein Vertikalschlitten 18 senkrecht verschiebbar geführt und dieser führt seinerseits einen auf ihm waagrecht verschiebbaren Querschlitten 20. Der Querschlitten 20 trägt einen Taster 22, dessen Aufgabe es ist, die Zahnflanken eines zu prüfenden Zahnrades 24 abzutasten.

Das Zahnrad 24 hängt gemäss Fig. 1 an Seilen 26 eines Krans, der dabei ist, das Zahnrad auf einem Werkstücktisch 28 der Zahnradprüfmaschine abzusetzen.

Der Werkstücktisch 28 ist mittels einer Wälzlagerung 30, 32, die im dargestellten Beispiel aus einem Rollenlager 30 als Axiallager und einem zweireihigen Kugellager 32 als Radiallager besteht, auf einem ringförmigen Mittelteil 34 des Maschinengestells 12 derart gelagert, dass der Werkstücktisch um eine senkrechte Achse 36 drehbar ist. Um das Zahnrad 24 in bezug auf die Achse 36 zu zentrieren und in zentrierter Lage festzuspannen, weist der Werkstücktisch 28 einen Zentrierdorn 38 sowie radial angeordnete Spannuten 40 auf.

Gleichachsig mit der Wälzlagerung 30, 32 und in geringem Abstand radial ausserhalb davon ist am Mittelteil 34 des Maschinengestells 12 ein unterer Stützring 42 befestigt, der an seiner oberen Stirnseite ein sägezahnähnliches Profil mit Schrägflächen 44 aufweist. Auf dem unteren Stützring 42 ruht ein oberer Stützring 46, der an seiner unteren Seite ein komplementäres sägezahnähnliches Profil mit zu den Schrägflächen 44 parallelen Schrägflächen 48 aufweist. Der obere Stützring 46 ist in Fig. 1 in einer Stützstellung dargestellt, in der er den Werkstücktisch 28 derart abstützt, dass dieser entweder vollständig vom Rollenlager 30 abgehoben ist oder dieses jedenfalls nicht in nennenswertem Mass belastet. Falls Verkantungsoder Verformungskräfte auf den Werkstücktisch 28 einwirken, die normalerweise das Kugellager 32 belasten würden, wird auch eine solche Belastung vom oberen Stützring 46 aufgenommen und über den unteren Stützring 42 auf das Mittelteil 34 des Maschinengestells 12 abgeleitet.

Der obere Stützring 46 ist um die senkrechte Achse 36 in bezug auf den unteren Stützring 44 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der in Fig. 1 dargestellten Stützstellung in die in Fig. 2 dargestellte Ruhestellung drehbar. Diese Relativdrehung lässt sich mit einem Antrieb 50 bewirken, der eine in bezug auf die senkrechte Achse 36 radial im Maschinengestell 12 drehbar gelagert Welle 52 mit daran befestigter Handkurbel 54 und an der Welle ausgebildetem Exzenterzapfen 56 aufweist. Der Exzenterzapfen 56 greift mit geringem Spiel in einen zur Achse 36 parallelen Schlitz 58 des oberen Stützrings 46 ein. Der Bereich, in dem sich der Antrieb 50 drehen lässt, ist durch den Schlitz 58 begrenzt, auf dessen Boden der Exzenterzapfen 56 gemäss Fig. 1 in der Stützstellung des oberen Stützrings 46 autliegt. Diese Stellung des Antriebs 50 ist eine Übertotpunktstellung, das heisst, der obere Stützring 46, der infolge der Belastung durch den Werkstücktisch 28 bestrebt ist, sich im Sinne des Pfeils 62 in Fig. 1 zu drehen, übt ein Drehmoment auf den Antrieb 50 aus, das den Exzenterzapfen 56 in Anlage an dem Boden des Schlitzes 58 hält.

Dreht man die Kurbel 54 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Stellung gemäss Fig. 2, so dreht sich der Stützring 46 in Richtung des Pfeils 62 in seine Ruhestellung, in der er den Werkstücktisch 28 nicht mehr berührt, so dass dieser in der zum Prüfen des Zahnrades 24 erforderlichen Weise drehbar ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist anstelle des Antriebs 50 ein Antrieb 70 vorgesehen, der eine im Maschinengestell 12 gelagerte Schnecke 72, einen damit gekuppelten Elek-

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tromotor 74 und eine am oberen Stützring 46 befestigte, mit der Schnecke kämmende Schneckenradverzahnung 76 aufweist. Der Elektromotor 74 wird jeweils eingeschaltet, ehe ein Zahnrad 24 auf dem Werkstücktisch 28 abgesetzt oder von ihm abgehoben wird. Der Elektromotor 74 ist dabei so gepolt, dass er bestrebt ist, den oberen Stützring 46 in seine Stützstellung gemäss Fig. 1 und 3 zu drehen. Nur zum Zurückdrehen des oberen Stützrings 46 in die Ruhestellung gemäss Fig. 2 wird der Elektromotor 74 kurzzeitig umgepolt.

Fig. 4 zeigt einen unteren Stützring 42' und einen oberen Stützring 46', die anstelle der Stützringe 42 und 46 verwendet werden können. Der untere Stützring 42' hat an seiner Innenseite drei um 120° gegeneinander versetzte wendeiförmige Ansätze 64, von denen jeder mit seiner Oberseite eine Schrägfläche 44' bildet. Der obere Stützring 46' hat einen Aussen-durchmesser, der um ein Geringes kleiner ist als der Innendurchmesser der nicht mit den Ansätzen 64 versehenen Teile des unteren Stützrings 42' und weist drei um 120° gegeneinander versetzte wendeiförmige Nuten 66 auf, deren obere Nutwände Schrägflächen 48' bilden. Der obere Stützring 46' lässt sich mehr oder weniger tief in den unteren Stützring 42' einschrauben und kann deshalb wahlweise eine Stützstellung einnehmen, in der er den Werkstücktisch 28 abstützt, oder eine Ruhestellung, in der er den Werkstücktisch freigibt.

Die Schrägflächen 44 und 48 in Fig. 1—3 haben einen Neigungswinkel von etwa 15° gegen die Horizontale, der unter 5 der Voraussetzung, dass die Stützringe aus Stahl bestehen, deutlich ausserhalb des Bereichs der Selbsthemmung liegt. Deshalb ist es erforderlich, die Stützringe 42 und 46 durch eine Verriegelung, beispielsweise mittels des beschriebenen Exzentertriebs 50, oder durch eine Abbremsung an einer un -io beabsichtigten Relativdrehung aus der Stützstellung in die Ruhestellung zu hindern. Die Stützflächen 42' und 48' in Fig. 4 haben dagegen eine Neigung von nur etwa 7° gegen die Horizontale, was bei einer Paarung Stahl auf Stahl im Grenzbereich der Selbsthemmung liegt, so dass der obere Stützring 46' an 15 einer Drehung gegenüber dem unteren Stützring 42' ohne weiteres dadurch gehindert werden kann, dass man den auf dem oberen Stützring 46 aufliegenden Maschinentisch 28 während des Absetzens des Zahnrades 24 mit einer Hand festhält. Anschliessend genügt ein geringes Drehmoment, das ebenfalls 20 von Hand aufgebracht werden kann, um den Stützring 46' in die Ruhestellung zu bringen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Abstützung eines Werkstücktisches einer Zahnradprüfmaschine, der um eine senkrechte Achse drehbar mittels einer Wälzlagerung auf einem Maschinengestell gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Maschinengestell (12) und dem Werkstücktisch (28), gleichachsig mit der Wälzlagerung (30, 32), zwei gegeneinander verdrehbare Stützringe (42, 46; 42', 46') angeordnet sind, die über mehrere Paare komplementärer, in Drehrichtung ansteigender Schrägflächen (44, 48; 44', 48') miteinander in Eingriff stehen und durch eine Relativdrehung aus einer Ruhestellung (Fig. 2),'in der sie den Werkstücktisch (28) auf der Wälzlagerung (30, 32) ruhen lassen, in eine Stützstellung (Fig. 1 und 3) bewegbar sind, in der sie die Wälzlagerung (30, 32) vom Werkstücktisch (28) entlasten.

2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (42, 46; 42', 46') in geringem Abstand radial ausserhalb der Wälzlagerung (30,32) angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen (44,48) an den Stirnseiten der Stützringe (42, 46) angeordnet und in der Art schräger Zahnflanken einer Sägenverzahnung gestaltet sind.

4. Abstützung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Schrägflächen (44, 48; 44', 48') 2-20°, vorzugsweise 5-10°, beträgt.

5. Abstützung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (42, 46) gegen eine Rück-drehung (Pfeil 62) aus der Stützstellung (Fig. 1 und 3) in die Ruhestellung (Fig. 2) verriegelbar oder abbremsbar sind.

6. Abstützung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verdrehen und zum Verriegeln der Stützringe (42, 46) gegeneinander, ein zumindest in der Stützstellung selbsthemmender Antrieb (50, 70) vorgesehen ist.

7. Abstützung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Stützringe (42) am Maschinengestell (12) befestigt und der Antrieb (50, 70) am Maschinengestell (12) gelagert ist und mit dem anderen, drehbaren Stützring (46) zusammenwirkt.

8. Abstützung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (50) in eine Übertotpunktsteilung (Fig. 1) bewegbar ist, in der die Stützringe (42,46) gegen eine Rückdrehung (Pfeil 62) aus der Stützstellung (Fig. 1) in die Ruhestellung (Fig. 2) verriegelt sind.

9. Abstützung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (70) in der Ruhestellung (Fig. 2) ständig ein Drehmoment ausübt, das eine Relativdrehung der Stützringe (42, 46) in die Stützstellung (Fig. 1 und 3) bewirkt, sobald der Werkstücktisch (28) zumindest teilweise entlastet ist.

10. Abstützung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb (70) ein Elektromotor (74) gehört, der eine Schnecke (72) antreibt, die mit einer Schneckenradverzahnung (76) an dem drehbaren Stützring (46) kämmt.