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Antriebsvorrichtung für an Schablonen gefiillrte Werkzeughalter.
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für an Schablonen geführte Werkzeughalter und bezweckt Verbesserungen, die vor allem eine gleichmässige Führung des Werkzeuges gewährleisten, was insbesondere bei Maschinen für autogene Schneiden von grösserer Bedeutung ist.
Die mit der Schablone zusammenwirkenden Führungseinrichtungen bekannter Maschinen haben gewisse Mängel, die insbesondere an scharfen Krümmungen der Schablonenkurve auftreten. Um das Ablaufen der beiderseits am Schablonenflansch anliegenden Rollen zu ermöglichen, wurde in den Antrieb der Führungseinrichtung bisher ein Differentialgetriebe eingeschaltet. Da es nun im Gegensatz zur Kurvenfahrt eines Fahrzeuges häufig vorkommt, dass die innere Führungsrolle in einer scharfen Krümmung der Schablonenkurve vorübergehend zum Stillstand kommt, so müssen infolge der zur Frontveränderung notwendigen Drehung der ganzen Führungseinriehtung Unregelmässigkeiten gegenüber der gewöhnlichen Differentialwirkung auftreten.
Diese bedingen ein langsameres Fortschreiten der äusseren Rolle und der ganzen Führungseinrichtung gegenüber der Geschwindigkeit bei gerader Fahrt, was bei der Führung von Schneidbrennern höchst unerwünscht ist. Wenn ein konzentrischer Antrieb vorgesehen ist, wie dies besonders für Schneidbrenner zweckmässig ist, so spielt es bei Kurvenfahrt auch eine Rolle, ob der Drehsinn des Antriebes mit demjenigen der Drehbewegung der ganzen Führungeinrichtung zusammenfällt oder nicht, da im letzteren Falle Widerstände auftreten, die das Fortschreiten der Führungseinrichtung an der Schablone verzögern. Nach einer Hemmung tritt dann ein Vorsehnellen der Führungseinrichtung ein, so dass die Sclmittfuge zuerst zu breit und dann unterbrochen wird.
Es ist bisher auch nicht gelungen, durch Erschütterungen der Führungseinrichtung bedingte ruckweise Lageänderungen derselben gegenüber der Schablone unter allen Umständen unschädlich zu machen.
Durch die Erfindung werden alle diese Nachteile vermieden. Es ist nunmehr möglich, gerade Linien und Kurven mit genau gleicher Geschwindigkeit zu befahren, durch Anordnung eines zentrischen Antriebes allen Anforderungen der modernen Schneidtechnik zu genügen und die Führungsrollen gegen- über äusseren Kräften ständig zu sperren, indem sie nur über den Antrieb beweglich sind, in welchen erfindungsgemäss ein Stirnumlaufrädergetriebe eingeschaltet ist. Eine besondere Bauart der Führungeinrichtung und der Rollen ermöglicht trotz verhältnismässig schwacher Federung ein sicheres Greifen der Rollen an der Schablone.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform im Schnitt durch den Rollenträger dargestellt. Der Rollenträger. welcher in beliebiger Weise mit dem nicht dargestellten Träger des Werkzeuges oder Brenners in Verbindung ist, besteht aus einem Gehäuse 1, in dessen oberen Hals 2 das Ende einer biegsamen Welle 3 ragt, die mit einem Zapfen 4 eines hohlen im Gehäuse befindlichen Querarms 5 in Eingriff steht. Der Zapfen 4 ist im Hals mittels Kugellager gelagert.
Im Querarm 5 sind zwei Paare von Planetenrädern 6. 7 bzw. 6', 7'gelagert. Die Räder 7, 7'stellen mit der Aussenverzahnung 8'einer Hohlwelle 8 in Eingriff, die in einem Kugellager läuft, das in einem im Gehäuse 1 gelagerten Stützring 9 angeordnet ist. Die Hohlwelle ist am andern Ende als Kegelrad 10 ausgebildet, das mit einem im Gehäuse gelagerten Kegelrad 11 in Eingriff steht, dessen Zapfen 12 an seinem aus dem Gehäuse herausragenden Ende die eine Führungsrolle 7J trägt. Das Kegelrad 77 ist gegen das Gehäuse mit einer Kugel abgützt. Der Zapfen 12 ist im Gehäusedeckel. M mittels Rollen 15 gelagert, wodurch eine günstige Verteilung des Lagerdruckes erzielt wird.
Die Planetenräder 6, 61 stehen in Eingriff mit einem Zahnrad 16, das an dem einen Ende einer teils im Querarm, teils im Gehäuse gelagerten Welle 17 fest angeordnet ist. Am andern Ende der Welle 17
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wie der Zapfen 12 des Kegelrades 11 gelagert ist und am Ende die andere Führungsrolle 21 trägt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, konvergieren die beiden Zapfen 12 und 20. Die Führungsrollen sind am Umfange mit scharfkantigen Zähnen versehen und lassen so viel Raum zwischen sieh, dass die Schablone von den Zähnen wirksam erfasst wird. Das Zahnrad 19 besitzt einen gegen den Stützring 9 ragenden Zapfen 22, dessen Ende von der Pfanne 23 umgeben ist.
Eine Feder 24 stützt sich einerseits gegen das Zahnrad 19, anderseits gegen die Pfanne und drückt somit den Zapfen 20 und damit die Rolle 21 nach aussen, wodurch die Führung Unregelmässigkeiten in der Wandstärke der Schablone nachgeben kann. Die Nachgiebigkeit der Rolle 21 dient auch zur Aufbringung der Rollen auf die Schablone, wozu im Gehäusedeckel ein zweiarmiger Hebel 25, 26 gelagert ist, dessen Arm 26 am Zahnrad 19 anliegt und dasselbe beim Verschwenken des Armes 25 zurückdrüekt.
Durch die Verwendung des beschriebenen Stirnumlaufrädergetriebes wird vor allem erreicht, dass die an der Schablone laufenden Rollen nur über das Getriebe beweglich sind, während sie durch äussere Kräfte, z. B. Erschütterungen der Führungseinrichtung nicht bewegt werden können. Zum Verständnis der Antriebswirkung sei vorerst angenommen, dass die Führungseinrichtung noch nicht auf die Schablone aufgesetzt ist. Die Antriebswelle versetzt den Arm 5 in Drehung, der die Planetenräder 6,7, 6', 7'trägt.
Diese bewirken bei ihrem Umlauf (ohne Drehung) eine Drehung der Zahnräder 16, 8'im gleichen Sinne,
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der Rollen 13, 21 erzielt wird.
Beim Aufsetzen der Führungseinrichtung auf die Schablone können die Rollen infolge des Eingriffes ihrer Zahnung in die Schablonenflanken naturgemäss nur eine gegenläufige Drehung ausführen.
Es muss somit schon aus diesem Grunde die Ausgleichswirkung des Stirnumlaufrädeigetriebes auftreten, u. zw. auch bei ebener Form der Schablone, also gerader Fahrt der Rollen. Dies ist auch ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem bekannten Antrieb mit Differential, bei welchem in gerader Fahrt keine Ausgleichswirkung eintritt.
Beim Stirnumlaufrädergetriebe gemäss der Erfindung tritt schon bei gerader Fahrt eine Hemmung der einen mit Rücksicht auf die Abwälzung an der Schablone gegenläufigen Rolle ein oder besser gesagt, eine über die Hemmung hinausgehende entgegengesetzte Drehung der Rolle, welche infolge der Mitnahme durch die andere Rolle erzwungen wird. Angenommen, dass der Drehsinn der Rolle 1 : 3 umgekehrt werden muss, bewirkt die Hemmung ihres natürlichen Antriebes eine entgegengesetzte Drehung des Zapfens 12 der Zahnräder 11, 10 und damit des Zahnrades 8'. Dies hat aber zur Folge, dass die Planetenräder nunmehr eine Drehung erhalten, welche sich auf den Antrieb von 16, 18, 19 und 21 derart auswirkt, dass die Rolle 21 mit verringerter Geschwindigkeit angetrieben wird.
Die Rolle 21 erscheint gewissermassen durch den von der Rolle 13 ausgehenden Widerstand belastet, nimmt aber die letztere zwangläufig mit.
Bei gekrümmter Schablone, also Kurvenfahrt der Rollen ergibt sich ähnlich wie beim Differential ein Ausgleich, indem beim Zurückbleiben der an der Konkavseite der Schablone laufenden Rolle eine Beschleunigung der andern Rolle eintritt. Unter der Annahme des Grenzfalles, dass z. B. die Rolle 13 sich in einer konkaven Kurve befindet, deren Krümmungsradius dem Rollenradius entspricht, also für einen Augenblick zum Stillstand kommt, verringert sich der vorerwähnte Widerstand, so dass die Rolle 21 beschleunigt angetrieben wird. Umgekehrt wirkt sich eine langsamere Drehung der Rolle 21 in einer Beschleunigung der Drehung der Rolle 13 aus.
Äussere Kräfte, wie z. B. Erschütterungen der Führungseinrichtung, können sieh nicht in einer Veränderung der Stellung der Rollen an der Schablone auswirken, da dies einem Hindurchziehen der Schablone zwischen den Rollen gleichkommen würde. Dies ist jedoch unmöglich, da die Planetenräder jedes Paares alsdann infolge der gegenläufigen Drehung der Rollen von diesen her gleichfalls gegenläufig angetrieben würden. Mit Rücksicht auf die feste Verbindung der paarweise vereinigten Planetenräder können diese jedoch einer solchen Beeinflussung von den Rollen her nicht folgen.
Infolge der Konvergenz der Achsen der Führungsrollen 13, 21 können diese an den Flanken der Schalone laufen. Die Einrichtung ist von der Wandstärke der Schablonen in gewissen Grenzen unabhängig, da sich die federnd gelagerte Rolle selbsttätig nachstellt. Durch die Bombierung der gezahnten Rollen ist erreicht, dass dieselben die Schablone nicht bloss punktweise berühren, wie dies bei bekannten Bauarten der Fall ist, sondern auf grössere Breite der Zähne. Infolge der Federung der einen Rolle dringen die Zähne kräftig in die Schablone ein, so dass nach einmaligem Befahren derselben bereits ein zahn- 3tangenähnIichpr Eingriff gegeben ist.
Der infolgedessen erhöhten Beanspruchung erscheint durch die Lagerung der Zapfen 12, 20 auf Rollen Rechnung getragen. Überdies erleichtern die Bombierung und die Nachgiebigkeit der einen Rolle das Aufsetzen der Führungseinrichtung auf die Schablone.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antriebsvorrichtung für an Schablonen geführte Werkzeughalter, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Schablone laufenden Rollen durch Einschaltung eines Stirnumlaufrädergetriebes in deren Antrieb unter allen Umständen, d. h. sowohl bei gerader als auch Kurvenfahrt, nur über das Getriebe
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