Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer mechanischen Vorschubantriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen.
Der Handantrieb des Vorschubs bei kleinen Werkzeugmaschinen, beispielsweise der Antrieb von Schlitten von Drehmaschinen, sei es eines Quer- oder eines Längsschlittens, erfordert bekanntlich eine gleichmässige Bewegung der Hand, was viel Aufmerksamkeit unerlässlich macht und nur schwer zu erreichen ist.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, mechanischen Vorschubantriebsvorrichtung, die mit einfachen Mitteln und einem grossen Untersetzungsverhältnis mit dem Antrieb der Drehmaschine Verbunden und gewünschtenfalls auch abgeschaltet werden kann.
Eine solche mechanische Vorschubantriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen ist hierzu erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine auf der anzutreibenden Welle frei drehbar gelagerte Riemenscheibe mit wenigstens einem Planetenrad, welches mit seiner Aussenzahnung in die Innenzahnung eines mit der Riemenscheibe koaxialen, unbeweglichen Hohlrades eingreift und an seiner der Riemenscheibe entgegengesetzten Seite eine koaxiale, kegelstumpfartige Verlängerung aufweist, gegen welche der Innenumfang des Randes einer Scheibe kraftschlüssig drückbar ist, die drehfest und axial verschiebbar auf der anzutreibenden Welle sitzt.
Zur Übertragung des Axialdruckes von der Scheibe auf die Planetenräder kann eine die Scheibe umgebende, mit dieser axial verschiebbare Glocke vorgesehen werden, die achsparallele Klauen an ihrer dem Hohlrad zugekehrten Stirnfläche aufweist, womit sie bei kraftschlüssiger Verbindung zwischen der Scheibe und der bzw. den Planetenradverlängerungen an Gegenklauen am Hohlrad verriegelbar ist.
Zur Kontrolle des Vorschubes kann ferner eine auf der anzutreibenden Welle verdrehbar gelagerte Trommel vorgesehen werden, welche eine Skala trägt und durch Reibung von der Welle mitgedreht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäss ausgebildeten Vorschubantriebsvorrichtung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt, in welcher zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung von oben in ausgeschaltetem Zustand.
Fig. 2 einen Axialschnitt in Seitenansicht,
Fig. 3 einen Schnitt III-III nach Fig. 2 und
Fig. 4 das Profil der Klauen.
Das an der Maschine befestigte Gehäuse 1 enthält ein Lager für die anzutriebende Welle 2 der Vorschubantriebsvorrichtung. Dieses Lager ist als Kugellager ausgebildet und in einem besonderen kleinen Gehäuse 3 untergebracht, welches in das Vorrichtungsgehäuse 1 eingeschraubt ist.
An dem Vorrichtungsgehäuse 1 ist ferner mittels zweier Schrauben 4 und 4' ein Verbindungsstück 5 befestigt, welches ein unbewegliches, innenverzahntes Hohlrad 6 eines Planetengetriebes trägt, mit dem es durch die Radialschrauben 4" und 4"' verbunden ist.
Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Hohlrad 6 ist auf zwei Kugellagern 7 und 7' eine Riemenscheibe 8 frei drehbar gelagert, welche mittels je einer achsparallelen Achse 9, 9' und 9" drei Planetenräder 10, 10' und 10" trägt, deren Aussenzahnung mit der Innenzahnung des Hohlrades 6 in Eingriff steht.
Alle Planetenräder 10, 10', 10" sind mit einer kegelstumpfartigen Verlängerung 11, 11', 11" versehen, an welche die ebenfalls kegelstumpfförmige Innenfläche des Randes einer Scheibe 12 andrückbar ist.
Diese Scheibe 12 ist an einer kurzen Wellenverlängerung 13 mittels eines Keiles 24 aufgekeilt, wodurch sie drehfest, jedoch axial verschiebbar ist. Wenn also die Scheibe 12 axial gegen die Planetenradverlängerungen 11, 11', 11" gedrückt und die Riemenscheibe 8 angetrieben wird, wird die Wellenverlängerung 13 und damit die Welle 2 gedreht, und zwar infolge der grossen Planetenraduntersetzung und der Untersetzung zwischen den Planetenradverlängerungen 11 und der Scheibe 12 nur langsam. Nach Aufhören des Axialdruckes kommt die angetriebene Welle 2 wieder zum Stillstand, während sich die Riemenscheibe 8 weiterdreht.
Zur Übertragung des Axialdruckes von der Scheibe 12 auf die Planetenräder 10, 11 ist eine die Scheibe 12 umgebende, mit dieser axial verschiebbare Glocke 21 vorgesehen, an deren dem Hohlrad 6 zugekehrten Stirnfläche im Winkelabstand von jeweils 1200 drei Klauen 25' nach Fig. 4 eingefräst sind. Gegenüber am Hohlrad 6 sind ebenfalls drei Gegenklauen 25 eingefräst, wobei diese Klauen 25, 25' jeweils eine senkrechte Fläche 25a und eine schräge Fläche oder Auflauffläche 25b aufweisen. Eine Feder 22 drückt die Klauen 25' der Glocke 21 und des Hohlrades 6 gegeneinander bzw. in eingeschaltetem Zustand ineinander.
Wenn die Klauen eingekuppelt sind und man während des Laufens der Drehmaschine die Glocke 21 mit der Hand verdreht, laufen die Klauen auseinander. In diesem Zustand besteht zwischen den drei Planetenrädern und der Scheibe 12 kein Reibschluss mehr und der Vorschub steht still, auch wenn sich die Riemenscheibe 8 weiterdreht.
Die manuelle Betätigung des Vorschubes mittels der Kurbel 16 ist dann jederzeit möglich.
Will man den mechanischen Vorschub wieder einrücken, dreht man von Hand die Glocke 21 um 1/3-Umdrehung.
Die Feder 22 drückt dann die Glocke 21 wieder in die Klauenrasterung und die kegelstumpfförmigen Verlängerungen 11, 11', 11" der Planetenräder gelangen wieder in Reibschluss mit der Scheibe 12 und treiben so den Vorschub wieder an. Übertragen wird das Drehmoment des Vorschubes über den Längskeil 24. womit die Scheibe 12 auf die Welle 2 bzw. deren Verlängerung 13 aufgekeilt ist.
Die Klauenkupplung ist mit etwas Spiel ausgebildet, so dass die Abnutzung an den Planetenrädern kompensiert wird.
Durch geeignete Materialauswahl, Steigung der Reibschlussflächen usw. kann die Abnutzung jedoch sehr gering gehalten werden.
Durch diese Ausbildung der erfindungsgemässen Vorschubantriebsvorrichtung kann man den Vorschub in jeder Position unterbrechen bzw. einschalten. Ist der Vorschub ausgeschaltet, so kann der Vorschub ganz normal von Hand mittels der Kurbel 16 ausgeführt werden.
In Fig. 2 der Zeichnung ist der Vorschubantrieb in ausgerastetem Zustand dargestellt, wobei dann zwischen den Planetenradverlängerungen 11, 11', 11" und der Scheibe 12 ein geringes Spiel vorhanden ist.
Mit der erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung kann man auch bei einem sehr kleinen Bearbeitungsdruck einen regelmässigen Vorschub erhalten, weil der Bearbeitungsdruck nicht in Abhängigkeit des Vorschubes gelangt.
Der Verbindungsstift 15 dient nur zur Drehmoment übertragung und Montage der Achsen bzw. Achsenteile 13 und 14.
Die Skalentrommel 18 dreht sich nur so lange, bis der Vorschub ausgeschaltet wird. So ist es auch möglich, die Vorschublänge (Drehlänge) abzulesen.
Die Drehung der Welle 2 kann an einer einstellbaren Skala gemessen werden. Diese Skala 17 befindet sich an der Trommel 18, die an der Wellenverlängerung 13 frei drehbar gelagert ist, die aber über eine dreiarmige Tellerfeder 19 durch Reibung mitgenommen wird, so dass sie von Hand beliebig gegenüber einer am Gehäuse angebrachten Strichmarke 20 eingestellt werden kann.
Die Vorrichtung kann beispielsweise mittels eines Rundriemens 23 von der Antriebsvorrichtung der Drehmaschine in Bewegung versetzt werden.
Die Verwendung dieser Vorrichtung ist selbstverständlich nicht auf Drehmaschinen begrenzt, sondern kann überall dort eingesetzt werden, wo eine einfache, aber abschaltbare Untersetzung einer schnellen Drehbewegung in eine langsame gewünscht ist.
The invention relates to the design of a mechanical feed drive device for machine tools.
The manual drive of the feed in small machine tools, for example the drive of slides of lathes, be it a cross or a longitudinal slide, as is known, requires a uniform movement of the hand, which requires a lot of attention and is difficult to reach.
The purpose of the invention is to create a simple, mechanical feed drive device which can be connected to the drive of the lathe with simple means and a large reduction ratio and, if desired, also switched off.
Such a mechanical feed drive device for machine tools is characterized according to the invention by a belt pulley freely rotatably mounted on the shaft to be driven, with at least one planet gear, which engages with its external teeth in the internal teeth of an immovable ring gear that is coaxial with the belt pulley and a coaxial one on its side opposite the belt pulley , has a frustoconical extension against which the inner circumference of the edge of a disk can be pressed in a non-positive manner, which is seated in a rotationally fixed and axially displaceable manner on the driven shaft.
To transmit the axial pressure from the disk to the planetary gears, a bell can be provided that surrounds the disk and can be axially displaced with it, which has axially parallel claws on its end face facing the ring gear, which means that when there is a positive connection between the disk and the planetary gear extension (s) Counter claws can be locked on the ring gear.
In order to control the advance, a drum can be provided which is rotatably mounted on the shaft to be driven and which carries a scale and which is rotated by the shaft through friction.
An exemplary embodiment of the feed drive device designed according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which:
1 shows a view of the device from above in the switched-off state.
2 shows an axial section in side view,
3 shows a section III-III according to FIGS. 2 and
4 shows the profile of the claws.
The housing 1 attached to the machine contains a bearing for the shaft 2 of the feed drive device to be driven. This bearing is designed as a ball bearing and accommodated in a special small housing 3 which is screwed into the device housing 1.
A connecting piece 5 is also attached to the device housing 1 by means of two screws 4 and 4 'and carries an immovable, internally toothed ring gear 6 of a planetary gear to which it is connected by the radial screws 4 "and 4"'.
Between the housing 1 and the ring gear 6, a pulley 8 is freely rotatably mounted on two ball bearings 7 and 7 ', which by means of an axially parallel axis 9, 9' and 9 "each carries three planet gears 10, 10 'and 10", their external teeth with the internal teeth of the ring gear 6 is in engagement.
All planet gears 10, 10 ', 10 "are provided with a frustoconical extension 11, 11', 11" against which the likewise frustoconical inner surface of the edge of a disk 12 can be pressed.
This disk 12 is keyed on a short shaft extension 13 by means of a wedge 24, whereby it is non-rotatable but axially displaceable. So when the disk 12 is pressed axially against the planetary gear extensions 11, 11 ', 11 "and the pulley 8 is driven, the shaft extension 13 and thus the shaft 2 is rotated, due to the large planetary gear reduction and the reduction between the planetary gear extensions 11 and the Only slowly pulley 12. After the axial pressure has ceased, the driven shaft 2 comes to a standstill again while the belt pulley 8 continues to rotate.
To transmit the axial pressure from the disk 12 to the planetary gears 10, 11, a bell 21 surrounding the disk 12 and axially displaceable with it is provided, on whose end face facing the ring gear 6 three claws 25 'are milled at an angular distance of 1200 each according to FIG are. Opposite the ring gear 6, three counter claws 25 are also milled, these claws 25, 25 'each having a vertical surface 25a and an inclined surface or run-up surface 25b. A spring 22 presses the claws 25 'of the bell 21 and the ring gear 6 against one another or, in the switched-on state, one into the other.
When the claws are engaged and the bell 21 is rotated by hand while the lathe is running, the claws diverge. In this state, there is no longer any frictional engagement between the three planetary gears and the disk 12 and the feed is at a standstill, even if the belt pulley 8 continues to rotate.
The manual actuation of the feed by means of the crank 16 is then possible at any time.
If you want to engage the mechanical feed again, you turn the bell 21 by hand by 1/3 of a turn.
The spring 22 then pushes the bell 21 back into the claw notch and the frustoconical extensions 11, 11 ', 11 "of the planetary gears come into frictional engagement with the disk 12 and thus drive the feed again. The torque of the feed is transmitted via the longitudinal wedge 24. With which the disk 12 is keyed onto the shaft 2 or its extension 13.
The dog clutch is designed with a little play so that wear on the planetary gears is compensated.
However, the wear and tear can be kept very low through a suitable choice of material, incline of the frictional engagement surfaces, etc.
With this design of the feed drive device according to the invention, the feed can be interrupted or switched on in any position. If the feed is switched off, the feed can be carried out quite normally by hand using the crank 16.
In Fig. 2 of the drawing, the feed drive is shown in the disengaged state, then between the planetary gear extensions 11, 11 ', 11 "and the disk 12 there is a slight play.
With the device designed according to the invention, a regular advance can be obtained even with a very low processing pressure, because the processing pressure does not depend on the advance.
The connecting pin 15 is only used for torque transmission and assembly of the axles or axle parts 13 and 14.
The scale drum 18 rotates only until the feed is switched off. It is also possible to read off the feed length (turning length).
The rotation of the shaft 2 can be measured on an adjustable scale. This scale 17 is located on the drum 18, which is freely rotatably mounted on the shaft extension 13, but which is carried along by friction via a three-armed disc spring 19, so that it can be adjusted by hand as required against a line mark 20 attached to the housing.
The device can be set in motion by the drive device of the lathe, for example by means of a round belt 23.
The use of this device is of course not limited to lathes, but can be used wherever a simple, but switchable, step-down of a fast rotary movement into a slow one is desired.