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Werkstückspanneinrichtung für Drehbänke Die Erfindung betrifft eine
Werkstückspanneinrichtung für Drehbänke.
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Eine über einen Antriebsmotor betätigbare Spannvorrichtung an Drehbänken
ist bereits bekannt. Dabei ist ein zum Spannen und Lösen des Werkstückes dienendes
rohrförmiges Verbindungsstück vorgesehen, das durch eine von einem Elektromotor
antreibbare Mutter in der Spindel axial verschiebbar ist. Der exzentrisch zur Spindel
angeordnete Motor bewirkt die relative Verdrehung zweier Zahnkränze, mit denen ständig
zwei um eine zur Spindel parallele Achse umlaufende Zahnräder kämmen, von denen
das eine den Ständer des Elektromotors mitnimmt, während das andere über eine Rutschkupplung
durch die Motorwelle zusätzlich zu dem von der Spindel abgeleiteten Antrieb antreibbar
ist. Hierdurch kommt zwar eine eine besondere Bedienung erfordernde Kupplungsvorrichtung
zum Fortfall, doch ist es zum Spannen und Lösen eines Werkstückes nach wie vor notwendig,
den Drehsinn des Motors umzukehren. Hierdurch ergibt sich durch das ständige Abstoppen
und Anlaufen eine erhebliche Erwärmung des Motors bei jedem Spannvorgang.
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Ferner ist es bekannt, einen von Hand ausgeübten Spanndruck eines
Werkstückes an Werkzeugmaschinen noch mechanisch über einen Elektromotor zu verstärken,
wobei der Motor ständig umlaufen kann. Hierdurch erfolgt jedoch lediglich das Spannen
des Werkstückes durch den Motor, während das Entspannen ganz von Hand durchgeführt
werden muß. Diese Anordnung ist deswegen ungünstig, weil hier der vorhandene Motor
nicht für die beiden beim Werkstückwechsel notwendigen Vorgänge ausgenutzt wird,
ganz abgesehen davon, daß sich eine solche Anordnung für automatisches Arbeiten
nicht eignet.
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Diese Nachteile sind bei Werkstückspa,nneinriehtungen für Drehbänke,
bei denen über eine lösbare Kupplung durch einen am Spindelstock angeordneten, mit
einem Untersetzungsgetriebe verbundenen Spannmotor ein Spannhebel in einer Ebene
hin- und herverschwenkt wird, der eine auf die Spannbacken wirkende Muffe od. dgl.
verschiebt, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Spannmotor ständig im
gleichen Drehsinn umläuft und die Kupplung über ein bei eingeschalteter Kupplung
vom Spannmotor bewegtes, als Steuerorgan wirkendes Teil, beispielsweise eine Nockenscheibe,
im Zusammenwirken mit stationären Steuerelementen, beispielsweise Steuerstiften,
nach einer vorbestimmten Drehung, bei der der Spannhebel zum Spannen oder Entspannen
des Werkstückes jeweils hin- oder jeweils herbewegt wird, entkuppelbar ist. Bei
dieser erfindungsgemäßen Einrichtung-kann nun der Antriebsmotor ständig im selben
Drehsinn umlaufen und bewirkt sowohl das Spannen als auch das Entspannen. Ferner
kann die Kupplung ganz abgeschaltet werden, so daß eine Kupplung beliebiger Art
verwendet werden kann.
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Um die Hin- und Herbewegung des Spannnebels zu bewirken, ist es vorteilhaft,
wenn an den Spannhebel ein jeweils nur um 180° drehbarer Kurbeltrieb angelenkt ist.
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Das Ein- und Ausschalten der Kupplung, insbesondere der an sich bekannten
elektromagnetischen Kupplung, kann von Hand durch entsprechende Schalter vorgenommen
werden. Da jedoch bei Anwendung einer Kurbel diese zur Betätigung des Spannhebels
jeweils eine halbe Umdrehung vollführen soll, so ist es zweckmäßig, eine Steuereinrichtung
vorzusehen, mit deren Hilfe die elektromagnetische Kupplung jeweils nach Schwenken
der Kurbel um 180° abgeschaltet wird. Die Steuereinrichtung kann dabei eine mit
der Kurbel umlaufende Steuerscheibe aufweisen, mit deren Hilfe dann beispielsweise
zwei Endschalter der Steuereinrichtung schaltbar sind, die ihrerseits wiederum über
entsprechende Einrichtungen ein Ausschalten der Kupplungen bewirken. Dabei sind
diese zwei Endschalter vorzugsweise um 180° versetzt und über Steuerelemente, die
auf der Steuerscheibe ablaufen, so schaltbar, daß jeweils ein Endschalter offen.
und der andere geschlossen ist.
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Bei diesem automatischen Abschalten der elektromagnetischen Kupplung
nach einer halben Umdrehung der Kurbel können die übrigen Bedienungsvorgänge, nämlich
das erneute Einschalten der Kupplung zum Lösen bzw. Spannen der Spanneinrichtung,
durch irgendeinen ha,nd- oder fußbetätigten Schalter durch die Bedienungsperson
erfolgen. Doch kann es in vielen Fällen auch vorteilhaft sein, den gesamten Arbeitsablauf
selbsttätig zu gestalten, und dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß zwei
Zeitrelais vorgesehen sind, von denen je eines jeweils über einen
Endschalter
einschaltbar ist. Nach Ablauf des Zeitrelais wird dann die elektromagnetische Kupplung
wieder eingeschaltet, so daß entweder die Spanneinrichtung gelöst oder gespannt
wird. Durch das Einstellen der beiden Zeitrelais kann dann jeweils die Zeit für
den gelösten bzw. gespannten Zustand der Spanneinrichtung festgelegt werden, wobei
die Zeit bei gelöster Spanneinrichtung zum Einspannen oder Vorschieben des Werkstückes
ausgenutzt wird und die Zeit bei gespannter Zeiteinrichtung zur Vornahme der Werkstückbearbeitung
dient.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Drehbank, Fig. 2 eine Seitenansicht
der Drehbank nach Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 4 in
größerem Maßstab, Fig. 4 eine Teildraufsicht nach Fig. 1, die teilweise gemäß Linie
4-4 der Fig. 3 geschnitten ist, Fig. 5 ein Schaltschema zur Betätigung der Spanneinrichtung
mittels Handschalter, Fig. 6 ein Schaltschema zur automatischen Betätigung der Spanneinrichtung.
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In Fig. 1 und 2 bedeutet 10 ein Drehbankbett, auf dem ein Support
11 und ein Spindelstock 12 angeordnet sind. Der letztere weist eine Drehbankspindel
13 auf. die eine an sich bekannte Spanneinrichtung besitzt. Ein Teil dieser Spanneinrichtung
ist am rückwärtigen Teil des Spindelstockes 12 in Form einer Spannmuffe 14 erkennbar,
die über einen Spannhebel 15 in Achsrichtung hin- und hergeschoben werden kann und
dabei die Spanneinrichtung löst oder spannt.
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Der Spannhebel 15 ist bei 16 an einem Arm 17 schwenkbar gelagert,
der mit dem Spindelstock 12 fest verbunden ist. Am Spindelstock 12 ist ein Anbaugehäuse
20 befestigt, das seinerseits einen Antriebsmotor 21 trägt.
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Wegen der nachfolgend beschriebenen Einzelheiten der in oder am Anbaugehäuse
20 vorgesehenen Teile wird insbesondere auf die Fig. 3 und 4 verwiesen.
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Der bereits erwähnte Antriebsmotor 21 weist eine Antriebswelle 22
auf, an deren Ende eine mit einem Schneckenrad 23 kämmende Schnecke 24 befestigt
ist. Das Schneckenrad 23 ist drehbar auf einer Welle 25 gelagert, und es ist mit
diesem Schneckenrad eine elektromagnetische Kupplung 26, 27 verbunden, die eine
Antriebshälfte 26 und eine Abtriebshälfte 27 aufweist. Zur Stromzuführung ist ein
Isolator 28 vergesehen, der an seinem inneren Ende eine Bürste 29 trägt, die auf
einem Schleifring 30 gleiten kann.
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Mit der Abtriebshälfte 27 ist eine Steuerscheibe 35 starr verbunden,
die ihrerseits auf der Welle 25 verkeilt ist. Auf der Steuerscheibe 35 laufen zwei
Steuerstangen 37 und 38 ab, die durch nicht gezeichnete Federn ständig gegen die
Steuerscheibe gedrückt werden. An ihrem Ende tragen diese Steuerstangen je eine
Kontaktplatte 39 und 40, mit deren Hilfe jeweils ein Kontaktpaar 41 und 42 überbrückt
werden. kann. Eine Kontaktplatte und ein Kontaktpaar bilden dabei jeweils einen
Endschalter.
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Auf der Steuerscheibe sind, wie aus Fig. 4 erkennbar, noch zwei Anschlagnocken
45 vorgesehen, die mit einem gegen die Wirkung einer Feder 46 verschiebbaren Anschlagstift
47 zusammenwirken und so das Anhalten der Steuerscheibe in der gewünschten Stellung
gewährleisten.
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Auf dem Ende der Welle 25 ist eine Kurbelscheibe 50 befestigt, auf
deren Kurbelzapfen 51 eine Pleuelstange 52 angeordnet ist. Diese letztere ist mit
ihrem in Fig. 3 und 4 linken Ende bei 53 mit einem Verlängerungsstück 54 des Spannhebels
15 gelenkig verbunden.
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Bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Schaltschema sind die in Fig.
1 bis 4 bereits eingezeichneten Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Im Schaltschema
5 sind außerdem zwei Handschalter 70 und 71 eingezeichnet. Der Strom führt entweder
über das Kontaktpaar 42 und den Handschalter 70 oder über das Kontaktpaar 41 und
den Handschalter 71 zu dem Isolator 28 und von diesem zu der elektromagnetischen
Kupplung 26, 27. In dem Schaltschema nach Fig.6 sind ferner zwei Zeitrelais 60 und
61, je ein Handschalter 62, 63 und ein Fußschalter 64 erkennbax und weiterhin drei
Schütze 65, 66, 67 und ein Ausschalter 68 vorgesehen. Der Strom von 24 Volt für
die Kupplung wird in diesem Schaltschema über die Schließkontakte der Schütze 65
und 66 dem Isolator 28 zugeleitet. Diese. Schütze können mittels des Steuerstromes
von 220 Volt durch die Handschalter 62, 63 oder den parallel dazu geschalteten Fußschalter
64 oder, wenn der Ausschalter 68 geschlossen wird, durch die ebenfalls parallel
dazu geschalteten Zeitrelais 60 und 61 geschlossen werden, wobei der Schließstrom
über das Kontaktpaar 41 oder 42 fließt und von diesen jeweils nach einer halben
Umdrehung der Steuerscheibe 35 unterbrochen wird. Wird beispielsweise in Fig. 6
der Handschalter 63 geschlossen, so fließt der mit 220 Volt bezeichnete Strom über
das Kontaktpaar 41 und Handschalter 63, geschlossener Kontakt im Schütz 65 durch
Spule im Schütz 66 zur Hauptleitung MP. Das Schütz 66 schließt die Leitung
24 Volt zur Kupplung. Sobald die Steuerscheibe eine halbe Umdrehung gemacht hat,
wird das Kontaktpaar 41 unterbrochen, das Schütz 60 fällt aus und unterbricht den
Strom zur Kupplung. Gleichzeitig wird aber das Kontaktpaar 42 geschlossen.. Somit
kann der Handschalter 62 betätigt werden, wobei der Strom 220 Volt über das Kontaktpaar
42, Handschalter 62, den geschlossenen Kontakt bei Schütz 66 durch die Spule in
Schütz 65 zur Hauptleitung MP fließt. Das Schütz 65 schließt die Leitung
24 Volt zum Isolator, und das Spiel beginnt von neuem. Derselbe Stromverlauf tritt
auf bei Betätigung des Fußschalters 64 oder der Zeitrelais 60 und 61. Um das gegenseitige
Ein- und Ausschalten der Zeitrelais zu gewährleisten, ist das Schütz 67 angeordnet,
über dessen Funktionieren im einzelnen nicht eingegangen werden soll, da dies zum
Verständnis des Arbeitsablaufes nicht beitragen kann. Auch die Schaltung ist nicht
näher beschrieben.
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Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ist wie. folgt:
Es sei angenommen, daß sich die Kupplung 26, 27 in gelöstem Zustand und die Spanneinrichtung
in entspanntem Zustand befinde. Nunmehr wird in bekannter Weise in den Spindelkopf
der Spindel 13 ein Werkstück eingesetzt, oder es wird bei Stangenarbeit die Stange
um ein vorbestimmtes Stück vorgeschoben. Um nun dieses Werkstück einzuspannen, muß
die Kupplung 26, 27 beispielsweise durch Betätigung des Fußschalters 64 nach oben
oder des Handschalters 62 betätigt werden. Der ständig umlaufende Motor 21 treibt
dann über die Kupplung 26, 27 die Kurbelscheibe 50 an, und es wird über die Pleuelstange
52 der Spannhebel aus der entspannten Lage in die in der Figur gezeichnete, gespannte
Lage geschwenkt. Bei dieser Drehung der Kurbelscheibe dreht sich auch die Steuerscheibe
35, und nach einer halben Umdrehung wird das Kontaktpaax 42 geöffnet und das Kontaktpaar
41 geschlossen. Durch die Öffnung des erstgenannten Kontaktpaares wird die Kupplung
26, 27 gelöst,
und es ist damit der Spannvorgang beendet. Nunmehr
läuft der Antriebsmotor 21 leer weiter.
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Nach Einspannen des Werkstückes kann nunmehr der eigentliche Arbeitsvorgang
beginnen; und nach Beendigung desselben wird wiederum durch Betätigung des Fußschalters
60 nach unten oder des Handschalters 63 die Kupplung 26, 27 eingeschaltet, worauf
in ähnlicher Weise, wie vorbeschri-eben, die, Kurbel unter der Wirkung der Steuerscheibe
eine halbe Umdrehung vollführt und den Spannhebel zur Lösung der Spanneinrichtung
entsprechend schwenkt. Am Ende dieses Vorganges wird dann die Kupplung 26, 27 wieder
abgeschaltet, so daß der Motor 21 leer weiterläuft. Nunmehr ist der Arbeitszyklus
beendet und kann von neuem beginnen.
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Außer und neben dieser vorbeschriebenen Einschaltung durch die Bedienungsperson
kann noch eine automatische Schalteinrichtung zugeschaltet werden, und zwar in der
Art, daß jeweils bei Ausschalten der Kupplung eines der beiden Schaltrelais 60 und
61 in Lauf gesetzt wird, das dann nach Ablauf einer vorbestimmten, einstellbaren
Zeit die Kupplung wieder einschaltet. Durch die entsprechende Einstellung der beiden
Zeitrelais können nun die Zeiten einmal für die Bearbeitung und zum anderen für
das Einsetzen oder Vorschieben des Werkstückes beliebig eingestellt werden.
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Bei automatischem Arbeitsablauf kann jedoch bei dem dargestellten
Beispiel jederzeit die Schaltung der Kupplung auch noch durch die Bedienungsperson
erfolgen, was insbesondere dann notwendig ist, wenn irgendeine Störung während des
Betriebes eintritt.