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Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung
Die Erfindung betrifft ein Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in
eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren
Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körper, z. B. für Werkzeugmaschinen und
Arbeitsmaschinen, wobei ein oder mehrere in einem gemeinsamen Gestell gelagerte
Ringkörper mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche
einer Welle stehen und die Ringkörper zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses
um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen gemeinsam verdrehbar sind,
nach Patent 1057411.
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Hierdurch wurde der Vorteil einer linienhaften Berührung zwischen
dem Ringkörper und der Welle erreicht und eine erhebliche größere Kraftübertragung
zwischen beiden ermöglicht, als durch eine punktförmige Berührung bei früher bekannten
Anordnungen erzielt wurde.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterführung des Gegenstandes
des Hauptpatents sowohl bezüglich der Konstruktion als auch bezüglich der Anwendung.
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Vorschubgetriebe mit schwenkbaren Reibrollen in Anwendung auf eine
Werkzeugmaschine, bei denen der Reibrollenträger den Support bildet, dessen von
einer Welle abgeleitete Vorschubbewegung durch Schwenken der Reibrollen stufenlos
veränderbar ist, sind bekannt. Auch bei Drehbänken sind ähnliche Vorschubgetriebe
bekannt. Ebenfalls gibt es entsprechende Vorschubgetriebe bei Meßgeräten und Pumpen.
Bei einer Schreibmaschine wurde ein ähnlicher Wagenvorschub vorgeschlagen.
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Diese bekannten bzw. vorgeschlagenen Getriebe hatten jedoch sämtlich
den Nachteil, nur ein beschränktes Anzugsmoment und eine verhältnismäßig geringe
Kraftübertragung zu leisten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaft des
Gegenstandes des Hauptpatentes, eine erheblich größere Kraftübertragung mit höheren
Anzugsmomenten aufzuweisen, für die erwähnten Anwendungszwecke nutzbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Träger der Ringkörper den Gleitstein und die Welle die Leitspindel einer Drehbank
bilden und zur Umkehrung der Bewegungsrichtung verstellbare Anschläge vorgesehen
sind, mit denen ein die Neigung der Reibringe zur Wellenachse verstellbarer Hebel
zusammenarbeitet.
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Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß der
Träger der Ringkörperanordnung den Schreibschriftträger eines Rechen- oder Registriergerätes
bilden, wobei die zu registrierenden Größen in den Drehantrieb der Welle und den
Verstellhebel für die Neigung der Reibringe zur Wellenachse eingeleitet werden.
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Entsprechende Anwendungen sind als Antrieb für Schraub- und Rohrwerkzeuge
sowie für Tubusse an Meßgeräten, z. B. Mikroskopen, vorgesehen und aus den weiteren
Ansprüchen ersichtlich.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungs-und Anwendungsformen der
Antriebsvorrichtung nach der Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt.
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Grundsätzlich ist hierbei der Leitgedanke zu beachten, daß das Getriebe
nach der Erfindung, wie auch die Antriebsvorrichtung nach dem Hauptpatent, in übertragenem
Sinne als eine Gewindespindel mit veränderlicher positiver oder negativer Steigung
aufgefaßt werden kann und infolgedessen überall da mit Vorteil anwendbar ist, wo
sonst Gewindespindeln gebraucht werden; und zwar besonders dann, wenn ein guter
Wirkungsgrad leichte Veränderbarkeit, Spielfreiheit, leichtes Kuppeln oder Sicherheitskupplung
durch Kraftschluß, längere Lebensdauer sowie geringere Abnutzung erwünscht sind.
Bezüglich der genannten Vorteile ist die Getriebevorrichtung nach der Erfindung
der Gewindespindel deshalb überlegen, weil der Gleitvorgang der Gewindespindel bei
der Anordnung nach der Erfindung durch einen Rollvorgang ersetzt wird.
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F i g. 1 zeigt das Anwendungsbeispiel einer Werkzeugmaschine, insbesondere
des Antriebes des Supports einer Drehbank. Das Gehäuse 7 enthält drei Reibringe,
die auf der Welle 8 angeordnet sind, welche vom Zahnrad 31 angetrieben wird. Auf
dem
Gehäuse 7 ist der Support 32 angeordnet, mittels dessen der
Fräser 33 in Richtung des Pfeiles 34 bewegt werden soll. Die Bewegungsrichtung
und -geschwindigkeit sind mittels der Kurbel 35 einstellbar, welche die Winkelstellung
der Reibringe bestimmt. Für andere Zwecke, z. B. für Schleifvorgänge, sind Anschläge
36 und 37 auf dem Bett der Drehbank verstellbar angeordnet, welche in Analogie zur
F i g. 4 des Hauptpatentes auf einen Hebel 12 arbeiten und eine hin- und hergehende
Bewegung des Gehäuses 7 mit dem Support 32 bewirken.
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In analoger Weise lassen sich auch in anderen Werkzeugmaschinen mittels
der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung sowohl Werkzeuge als auch Werkstücke
sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung bewegen; unter Umständen lassen
sich Tischbewegungen an einfachen Fräs-, Abwälzfräs-und Schleifmaschinen in allen
drei Raumrichtungen durchführen. Die Führung bzw. Einstellung des Bewegungsvorganges
kann von Hand, mittels Stellschrauben, Anschlägen, Kurvenscheiben, Gelenkvierecken
oder durch zusätzliche andere Kräfte bewirkt werden. Gegenüber den bekannten Bewegungsmechapismen
hat die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß keine Wechselräder
benötigt werden. Da die Vorschubverstellung während des Arbeitsganges durchgeführt
werden kann und eine schnelle Rückführung möglich ist, läßt sich eine Überlastungssicherung
bei zu großen Spänen oder stumpfem Werkzeug durch Kraftschluß bewirken. Der Tasthebel12
läßt sich unter Umständen für Kopierverfahren zum Abtasten von Schablonen verwenden.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens läßt sich
die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung auch in der Weise anwenden, daß das Gehäuse
mit dem Ringsystem fest angeordnet ist und die Abwälzbewegung der Welle zum Transport
eines Werkzeuges ausgenutzt wird. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß sich
die Welle und die Reibringe im stabilen Gleichgewicht zueinander befinden. Bei einer
Schrägstellung der Ringe verschiebt sich die Welle je nach Wunsch in der einen oder
in der anderen Richtung.
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In F i g. 2 ist eine auf diesem Prinzip beruhende Bohrmaschine schematisch
dargestellt. 7 bedeutet wiederum das Gehäuse mit dem Ringsystem. Es ist in diesem
Falle am Ständer 40 fest angeordnet. Die Welle 8 wird durch einen Motor 41 über
einen Riemen 42 angetrieben. Am Ende der Welle ist ein Bohrer 43 angeordnet. Durch
Betätigung des Hebels 44 wird wiederum der Schwenkwinkel der Ringe verstellt und
damit die Vorschubbewegung der Welle 8 mit dem Bohrer 43 gesteuert. In gleicher
Weise können auch die Spindeln bei Drehbänken, Bohrwerken und Fräsmaschinen ausgebildet
sein. Besonders einfach gestaltet sich der Antrieb bei einer Abwälzfräsmaschine,
bei der gegebenenfalls der axiale Fräsvorschub fortfallen kann, wenn die Werkstückspindel,
wie an Hand der F i g. 2 beschrieben, gelagert ist. Auch bei anderen Werkzeugmaschinen
mit vorzugsweise geradlinigen Bewegungen lassen sich die im vorstehenden dargestellten
Gesichtspunkte mit Vorteil verwerten, z. B. bei Feilmaschinen, Gewindeschneidmaschinen,
Säge- und Trennmaschinen. Auch Hobelbänke mit langsamem Vorlauf und schnellem Rücklauf
oder Materialvorschubvorrichtungen an Revolverdrehbänken kommen hierfür in Frage.
Bei einem Schraubwerkzeug (Schraubenzieher) kann durch axialen Druck eine Links-
oder Rechtsdrehung bewirkt werden.
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Besonders bei der Verwendung von einer größeren Anzahl von Reibringen
auf der Welle lassen sich so große Leistungen entwickeln, daß die Vorrichtung nach
der Erfindung auch an Stelle von hydraulischen Getrieben verwendbar und z. B. zum
Antrieb von Schnellhoblem und Schreibmaschinen geeignet ist.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß
die Welle nicht gerade, sondern in bestimmter Weise gekrümmt oder als biegsame Welle
in gewünschter Weise krürnmbar ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform läßt sich
die Einrichtung nach der Erfindung auch in Maschinen oder Apparaten zur Erzeugung
nicht geradliniger Bewegungen ausnutzen. Bei Ausbildung der Einrichtung nach der
Erfindung als Kraft- oder Momentverstärker lassen sich Transportbewegungen durchführen,
welche unter Umständen automatisch gesteuert werden können (Nachlaufsteuerung);
hierdurch ergibt sich die Anwendung, Werkzeuge oder andere Geräte in Arbeitsstellung
zu bringen, z. B. Papierstapel bei Druckmaschinen oder Vervielfältigungsmaschinen.
Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, Hubbewegungen bei Rammen, Fallhämmern
od. dgl. oder eine gleichlaufende Nachführung von Werkzeugen, Material oder Werkstücken
bei Fließ- und Transportbändern zu bewirken.
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Weitere Anwendungsgebiete sind Arbeits- und Vorarbeitungsmaschinen,
z. B. Verpackungsmaschinen, bei denen unter Umständen Material mittels Greifbewegung
transportiert wird, Schneidmaschinen für Aufschnitt, Brot usw., ebenso Längenabschneider
und Querabschneider an Papiermaschinen, Ziegelpressen und damit zusammenhängende
Teilapparate; ferner Ableiter oder Abbinder an Wurst- und Fleischmaschinen, Mikrotomen
usw. Bei Textilmaschinen und Drahtwickelmaschinen ist die Einrichtung nach der Erfindung
geeignet z. B. für die Garnführung bei einfachen Wickelmaschinen und bei Präzisionswickelmaschinen
mit Flaschen- und Zylinderspulen. Auch zur Erzeugung von Streckvorgängen, beispielsweise
bei einer Regelstrecke, ist die Einrichtung nach der Erfindung mit Vorteil anwendbar.
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Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung kann auch zur spielfreien
und leichtgängigen Einstellung von Meßgeräten, Instrumenten, Vergrößerungsapparaten
zum Lichtbilderwechsel, bei Lichtprojektoren und bei Sortiermaschinen verwendet
werden.
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Als Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 3 ein Mikroskop. Der Mikroskoptubus
45 ist nach Art der Welle 8 aus den vorangehenden Ausführungsbeispielen in drei
Ringen 46, 47, 48 gelagert, deren Neigungswinkel ein für allemal festgelegt sind,
dadurch, daß ihre Kugellagerungen fest im Mikroskopstativ 49 angeordnet sind. Durch
Drehen des obersten Ringes 46 mittels des Ansatzes 50 läßt sich der Mikroskoptubus
spielfrei und leichtgängig in der Höhe verstellen.
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Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind: die Steuerung der Lenkung schwerer
Fahrzeuge, das Schließen und öffnen von Vorhängen, Schiebe- und Drehtoren durch
Motorkraft, die Fernbetätigung von Schiebern. Auch kann die Getriebeanordnung nach
der Erfindung zum Krängungsausgleich bei Schiffen und anderen
Fahrzeugen
in der Weise verwendet werden, daß die veränderte Schwerkraftsrichtung oder Zentrifugalkraft
das Getriebe so beeinflussen, daß es Gewichts- und Schwerpunktverlagerungen herbeiführt.
Bei selbsttätigen Laufgewichtswaagen kann der von der Mitte abweichende Waagebalken
die Laufringe des Getriebes so verstellen, daß ein Gewicht so lange verschoben wird,
bis der Waagebalken in der Waage ist.
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In F i g. 4 ist die Einrichtung nach der Erfindung in einem Anwendungsbeispiel
als mathematisches Gerät dargestellt. Von dem am Gehäuse 7 befestigten Schreiber
51 wird auf einen Registrierstreifen das Produkt aus dem Tangens des Schwenkwinkels
ß der Reibringe mit der Summe der Umdrehungen co der Welle 8 aufgeschrieben. Der
in der Figur aufgeschriebene Proportionalitätsfaktor k hängt hierbei vom Durchmesser
r der Welle 8 ab. Dieses Gerät kann als Multiplikator, als Integrator, als Mengenmeßgerät,
als Registriergerät, bei dem ein Winkel in einen linearen Wert umgewandelt wird,
als Pantograph od. dgl. verwendet werden. Weitere Anwendungen sind: Führungen von
Meßgeräten und Apparaten zur Abtastung, Registrierung oder Übertragung von Linien,
Flächen und Räumen oder Körpern, wobei die Bewegung fortlaufend oder mit Unterbrechung,
vorzugsweise zeilenweise, durchgeführt werden kann, wie es bei Bildübertragungen,
beim Nachkopierverfahren, beim Auswerten von Röntgenbildern od. dgl. erforderlich
ist. Auch die Einregulierung der Kohlenstifte in Bogenlampen kann mittels des Getriebes
nach der Erfindung stufenlos durchgeführt werden. In analoger Weise läßt sich der
Vorschub bei einem Schallplatten-Schneidegerät nach der Lautstärke gesteuert durchführen.
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Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 5 ein Kolbenantrieb
dargestellt, bei welchem die Pleuelstange durch die Getriebeanordnung nach der Erfindung
ersetzt ist. 53 und 54 deuten zwei Kolbenmaschinen an, deren Kolben durch die Enden
der Welle 8 gebildet werden. Die dargestellte Anordnung ist als Pumpanordnung gedacht,
deren Förderleistung durch Verschwenken der Reibringe eingestellt werden kann. In
entsprechender Weise läßt sich umgekehrt auch ein Verbrennungsmotor aufbauen, dessen
Kolben in Reibringen derart gelagert ist, daß er beim Hub gleichzeitig in Umdrehungen
gesetzt wird, von denen eine Antriebsbewegung abgenommen werden kann.
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F i g. 6 zeigt schließlich den Wagenantrieb einer Büro- oder Buchungsmaschine.
F i g. 6 zeigt den Schreibmaschinenwagen 50 im Querschnitt, welcher nicht, wie üblich,
auf zwei Führungsschienen gelagert ist, sondern nur auf einer einzigen Führungsschiene
56 läuft und links auf dem System 7 der Reibringe ruht, welche auf der Antriebswelle
3 laufen. Die Verstellung der Ringe erfolgt ähnlich wie bei den früheren Ausführungsbeispielen
über ein Gestänge 57 mittels des Hebelarms 58. Der Lauf des Wagens wird durch den
Hebel 59 abgebremst, wobei der Anschlag mittels der Feder 60 abgefedert wird. Der
Pfeil V gibt die Bewegungsrichtung an. Bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen
kann übrigens der Ring Antriebsorgan oder angetriebenes Organ sein, wobei Welle
und Rotationskörperanordnung miteinander vertauscht werden. Die Steuerung der Antriebsvorrichtung
nach der Erfindung durch Verstellen des Schwenkwinkels kann entweder von Hand oder
unter Zuhilfenahme geeigneter elektrischer, hydraulischer oder sonstiger Mittel
erfolgen. Gegebenenfalls läßt sich die Steuerung mittels einer Getriebeanordnung
oder einer äquivalenten elektrischen Fernsteuerung von der Wellendrehung selbst
ableiten.