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Antrieb für Werkzeugmaschinen.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Antrieb für Werkzeugmaschinen. Die Erfindung besteht in der Kombination eines Flüssigkeitsgetriebes mit stetig veränderbarer Übersetzung mit einem oder
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schalteten Rädervorgelegen, deren Übersetzungen kleiner oder nicht wesentlich grösser als der Regelbereich des Flüssigkeitsgetriebes sind. Der Hauptzweck einer solchen Kombination ist der, von dem an sich möglichen grossen Regelbereich des Flüssigkeitsgetriebes nur den Teil herauszugreifen, der die günstigsten Treibmitteldrücke und die höchsten Wirkungsgrade ergibt und durch Zuschaltung der Räder Vorgelege trotzdem eine stufenlose Regelung der Übersetzung in den weitesten Grenzen zu ermöglichen.
Es können daher Flüssigkeitsgetriebe mit verhältnismässig kleinem Rcgelbereieh verwendet werden, deren Drehzahl und Abmessungen so gewählt werden können, wie es mit Rücksicht auf die Wirt-
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dass auch der Antriebsmotor stets mit gleicher Drehzahl umlaufen kann, also keiner besonderen Regelung bedarf. Verwendet man einen derartigen Antrieb für Plandrehbänke, Abstcchmaschinen u. dgl., so kann man im weiteren Ausbau der Erfindung in Abhängigkeit vom Antrieb des Vorschubes des Werkzeuges
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geschwindigkeit bei allen Bearbeitungsdurchmessern die gleiche bleibt. Ferner ist es der Erfindung gemäss möglich, die Schnittgeschwindigkeit dem zu bearbeitenden Werkstoff und Durchmesser genau anzupassen, indem auch die Treibpumpe des hydraulischen Getriebes mit stetig veränderbarer Fördermenge ausgebildet ist.
Durch die Einstellung der Treibpumpe kann dann die Anfangsschnittgeschwindigkeit entsprechend verändert werden.
Auf der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen die Fig. 1-3 den Hauptantrieb einer Drehbank. Hiebei ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch das
Getriebe nach der Linie A-A der Fig. 2 ; Fig. 2 ein wagrecht geführter Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 1 ; Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie C-C der Fig. 2. In Fig. 4-6 ist der Antrieb einer Plandrehbank dargestellt. Fig. 4 ist ein Längsschnitt nach der Linie E-E der Fig. 5 ; Fig. 5 ein wagrechter Schnitt nach der Linie F-F der Fig. 4 und Fig. 6 ein Querschnitt nach der Linie G-G der Fig. 5.
Die Welle 1, (Fig. 2), welche ständig mit gleicher Drehzahl angetrieben wird, arbeitet auf ein am Maschinengestell gelagertes hydraulisches Getriebe a. Die Kolbentrommel 2 der Treibpumpe dieses Getriebes ist mit der Welle 1 fest verbunden und dreht sich in der als Gehäuse ausgebildeten Kolbentrommel 3 des Flüssigkeitsmotors. Mit der Trommel 3 ist ein Achsstumpf 4 fest verbunden. Die Trommel 3 dreht sich in einem geteilten Gehäuse 5 und 5a, das durch die Hebel 6 und 6a vermittels einer Gewindespindel 7 zusammen-oder auseinandergeschoben werden kann. Dadurch kann der Arbeitsraum und demzufolge auch die Fördermenge des Flüssigkeitsmotors gleichmässig zwischen 0 und einem Höchstwert verändert werden. Dementsprechend wird auch die Übersetzung des Flüssigkeitsgetriebes geändert.
Liegen die Gehäusehälften 5 und 5a dicht am Umfange der Trommel 3, so ist die Fördermenge des Flüssigkeitsmotors gleich Null, die in dem Arbeitsraum der Treibpumpe eingeschlossene Flüssigkeit kann nicht umlaufen, sondern wirkt als Kupplungsmittel zwischen den Trommeln 2 und 3, so dass die Drehkraft unmittelbar von der Welle 1 auf die Welle 4 übertragen wird und beide Wellen mit der gleichen Drehzahl umlaufen. Je mehr die Gehäusehälften 5 und 5a auseinandergeschoben werden, umsomehr Treib-
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flüssigkeit kann über den Flüssigkeitsmotor abströmen und unter entsprechender Verminderung der Drehzahl der Welle 4 dort Arbeit verrichten und sich an der Übertragung der Drehkraft beteiligen.
Auf der Welle 4 ist ein Zahnrad 8 befestigt, das in ein lose auf der Arbeitsspindel 9 laufendes Rad 10 eingreift. Mit 10 ist ein kleineres Zahnrad 11 fest verbunden, das in ein lose auf einer Vorgelegewelle 12 laufendes Rad 13 eingreift. Mit 1. 3 ist ein kleineres Rad 14 fest verbunden, das in ein auf 9 lose sitzendes Rad 15 eingreift. An 15 sitzt ein kleineres Rad M, das in ein auf der Welle 12 aufgekeiltes Zahnrad 17 eingreift. Durch diese hintereinander geschalteten Übersetzungsräder ist die Umdrehungszahl der Welle 12 geringer als jene der Welle 4. Auf 12 sitzen noch lose Räder 18 und 19, die durch eine Reibungskupplung 20 wechselweise mit 12 gekuppelt werden oder leer mitlaufen.
Das Rad 18 treibt mittels eines Zwischenrades 18a ein auf 9 befestigtes Rad 21, das Rad 19 unmittelbar das auf 9 sitzende Rad 22. Durch Verstellung der Kupplung 20 wird eines der Räder 18 oder 19 mit der Welle 12 gekuppelt und dadurch die Drehrichtung der Spindel 9 geändert. Der Rücldauf kann je nach der gewählten Übersetzung beliebig rascher als der Vorlauf sein.
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betätigt wird, dass bei einem Ausschwenken des Räderpaares 15, 16, das Rad 17 mit dem Rad 14 gekuppelt und nunmehr der Antrieb von der Welle 4 unmittelbar auf die Welle 12 übertragen wird.
Auf der Spindel 9 ist noch ein Rad 28 befestigt, das in ein auf einer Welle 30 gelagertes Rad 29 eingreift. Von der Welle 30 wird in bekannter Weise die Leitspindelbewegung abgeleitet. Durch Verschieben des Rades 29 kann dieser unmittelbar von der Werkstückspindel abgeleitete Antrieb unterbrochen, und die Welle 30 mittels des Zwischenrades 31 durch das Rad 32 angetrieben werden, das mit dem auf der Welle 4 aufgekeilten Rad 8 fest verbunden ist, wodurch zwischen die Arbeitsspindel und die Leitspindel die ganzen verfügbaren Räderübersetzungen geschaltet werden können, welche das Schneiden auch von sehr steilen Gewindegängen ermöglichen.
Ist beispielsweise für eine Maschine ein Regelbereich der Umlaufzahl der Werkstückspindel zwischen 4 und 500 Umläufen gefordert, so kann dies der Erfindung gemäss durch die Anwendung eines regelbaren Flüssigkeitsgetriebes mit einem Übersetzungsbereich zwischen l : l und 1 : 5 erreicht werden. Dieses Flüssigkeitsgetriebe wird mit zwei Rädervorgelegen mit den Übersetzungen 1 : 5 in Verbindung gebracht, die zu-oder abgeschaltet werden können. Die Übersetzung ist nun bei grösster Übersetzung des Flüssig- keitsgetricbes und beiden vorgeschalteten Vorgelegen 1/5.1/5.1/5=1:125.
Durch Regelung des Flüssigkeitsgetriebes bis zu der Übersetzung 1 : 1 würde die Übersetzung des Getriebes Vr-Vsl : S5 werden, wobei zwischen l : 125 und 1 : 25 jede gewünschte Übersetzung verfügbar ist. Wird nun das Flüssigkeitsgetriebe wieder auf die Übersetzung 1 : 5 zurückverstellt und statt dessen ein Vorgelege kurzgeschlossen, so stellt sich die Übersetzung des Getriebes auf 1/5.1/1.1/3=1:25. Durch Regelung des Flüssigkeitsgetriebes auf die Übersetzung 1 : 1 stellt sich die Übersetzung dann auf 1/1.1/1.1/3=1: 5, wobei zwischen beiden Grenzen ebenfalls jede gewünschte Übersetzung verfügbar ist. Durch nochmaliges
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4-6 treibt die Welle 1 ein hydraulisches Getriebe a an, das aus einer Treibpumpe b und einem gleichachsig neben ihr liegenden Fliissigkeitsmotor c besteht. Die
Trommel 2 der Treibpumpe ist mit der Welle 1 gekuppelt und läuft in einem zweiteiligen Gehäuse, dessen beide Hälften 33 und 33a von einem Handrad 34 aus gegen die Trommel 2 verstellt werden können, wo- durch die Fördermenge der Treibpumpe b gleichmässig verändert werden kann. Das durch b beförderte
Treibmittel wird c zugeführt, wodurch die Trommel 35 und mit ihr die Welle 36 angetrieben wird.
Von der Welle 36 wird dann beispielsweise vermittels der ausrückbaren Vorgelegeräder 37, 38, 39 und 40 die
Welle 41 angetrieben, von der aus die Spindel 47 je nach der Stellung der Kupplung 45 entweder durch die Räder 42 und 43 vorwärts oder durch die Räder 44, 44'und 46 rÜckwärts angetrieben oder auch still- gesetzt wird.
Auch die Trommel 35 des Flüssigkeitsmotors ist in einem geteilten Gehäuse gelagert, dessen
Hälften 48 und 48a gegen die Trommel 35 hin durch Hebel 49 und 49a und eine Gewindespindel 50 ver-
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ändern und einstellen. Wird das Getriebe beispielsweise für eine Drehbank verwendet, so wird die Spindel 50 von der Spindel aus angetrieben die auch den Planvorschub des Werkzeuges bewirkt. In dem dargestellten Falle ist die Spindel 51, die mit der Spindel 50 durch eine Schnecke 52, ein Schneckenrad 5. 3 und Zahnräder 54, 56 oder 56,57 in zwangläufiger Verbindung steht. Die Spindel 50 trägt noch ein Kegelrad 58, welches ein die verschiedenen Durchmesser anzeigendes Zahnrad 59 antreibt.
Die Übersetzung zwischen den Rädern 58 und 59 ist so gewählt, dass 59 höchstens eine ganze Umdrehung zurücklegt, wenn der Flüssigkeitsmotor c von der grössten auf die kleinste Fördermenge verstellt wird. Am Gehäuse ist noch ein durch den Handhebel 62 (Fig. 4) verschwenkbarer Doppelhebel 60 gelagert, der die Kupplung 61
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wird die Gewindespindel 50 über das Räderpaar 56,57 angetrieben, während bei unmittelbarem Antrieb der Spindel 47 die Gewindespindel 50 über das Räderpaar 54, 55 angetrieben wird, so dass der Antrieb der Gewindespindel 50 in demselben Masse beschleunigt wird, wie der Antrieb der Spindel 47.
Das Zahnrad 59 trägt Anschläge 63 und 6. 3a, durch die der Doppelhebel 60 in eine Mittellage gebracht wird, wenn die Gehäusehälften 48 und 48a des Flüssigkeitsmotors in einer ihrer Endstellungen angelangt sind. Es wird dadurch der Antrieb der Spindel 50 unterbrochen und eine Zerstörung des Regelgetriebes verhindert. Der Planvorschub läuft dann weiter, während das Werkstück die im Augenblick des Unterbrechen der Regelung gehabte Drehzahl beibehält. Durch das Handrad 64 kann die Spindel 50 auch von Hand gedreht werden, um die Einstellung des Flüssigkeitsmotors nach dem gewünschten Drehdurchmesser zu ermöglichen. Durch das Schauloch 65 kann die Einstellung des Zahnrades 59, dessen obere Fläche mit Zahlen versehen ist, abgelesen werden.
Jede Stellung des Zahnrades 59 entspricht dann bei einem Flüssigkeitsgetriebe mit Zahnrädervorgelegen mehreren Durchmessern. Ist beispielsweise ein Vorgelege mit 1 : 4 zwischengeschaltet, so entspricht die Zahl 500 einem Durchmesser von 500 mm bei eingeschaltetem Vorgelege und einem Durchmesser von 125 mm bei kurzgeschlossenem Vorgelege.
Die Bedienung dieses Getriebes gestaltet sich wie folgt : Die Fördermenge des Flüssigkeitsmotors wird zunächst nach dem zu bearbeitenden Durchmesser eingestellt. Ist dieser beispielsweise 1000 mm, so wird die Spindel 50 von Hand so lange gedreht, bis die Zahl 1000 auf dem Zahnrad 59 im Schauloch erscheint. Hierauf wird die Fördermenge der Treibpumpe für die dem zu bearbeitenden Werkstoff entsprechend Schnittgeschwindigkeit eingestellt ; nach Einschalten des Planvorschubes wird dann der selbsttätige Antrieb der Regeleinrichtung des Flüssigkeitsmotors eingeschaltet. An Stelle der gezeichneten aus Kapselwerken gebildeten Flüssigkeitsgetriebe können auch andere mit gleichmässig veränderlicher Fördermenge verwendet werden.
Es können hiebei auch die Treibpumpen und Flüssigkeitsmotoren an verschiedenen Stellen sitzen und durch eine Rohrleitung miteinander verbunden sein.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Antrieb für Werkzeugmaschinen, gekennzeichnet durch die Kombination eines Flüssigkeitgetriebes mit stetig veränderbarer Fördermenge mit einem oder mehreren ein-und ausrückbaren, zwischen Flüssigkeitsgetriebe und der getriebenen Welle geschalteten Rädervorgelegen, deren Übersetzungen kleiner oder nicht wesentlich grösser als der Regelbereich des Flüssigkeitsgetriebes sind.