DE1297434B - Teilschaltvorrichtung fuer Werkzeugmaschinen, insbesondere fuer die Werkstueckspindel von Verzahnungsmaschinen - Google Patents

Description

triebsglied antreibbar ist, wobei jeweils nur während io F i g. 4 verlaufenden Längsschnitt durch den Werkdes Rücklaufs des Antriebsgliedes dessen Trieb- stückspindelstock der Maschine, Verbindung mit dem Malteserrad durch einen mittels F i g. 2 und 3 Querschnitte nach den Ebenen 2-2

eines Druckmittels verschiebbaren Kolben unter- und 3-3 der F i g. 1,

brechen wird, der die Drehung des Trieblings mit- Fig. 4 einen Querschnitt durch den Werkstückmacht und längs dessen Umlauf achse verschiebbar ist. 15 spindelstock nach der Linie 4-4 der F i g. 1, jedoch in

Bei einer bekannten Teilschaltvorrichtung dieser einem anderen Zeitpunkt des Arbeitsspiels und Art unterbricht der Kolben die Triebverbindung zwi- F i g. 5 das hydraulische und elektrische Schalt-

schen dem Antriebsglied und dem Malteserrad da- schema der Steuerung der Teilschaltvorrichtung, durch, daß er den Triebling in Achsenrichtung vom J_n dem aus mehreren Teilen zusammengesetzten

Malteserrad zurückzieht, um den kreisenden Zapfen ao Gehäuse 10 des Spindelstocks ist die Werkstück-

aus der Umlaufebene des Malteserrades zu bringen. Das Antriebsglied bleibt dabei ständig mit dem Triebling gekuppelt und dreht diesen nach seiner Zurückziehung im Leerlauf in die Ausgangslage zurück. Um

spindel derart gelagert, daß sie sich längs ihrer Achse 13 um ein geringes Maß verschieben kann. Zu den starr verbundenen Teilen des Gehäuses 10 gehören ein Lagerring 11 und ein vorderer Ring 12. Die Spin-

das Malteserrad während des Rücklaufs des Trieb- _a5 del besteht aus einem Vorderteil 14 und einem Hinlings festzuhalten und die mit dem Malteserrad starr terteil 15, die starr miteinander verbunden sind und verbundene Spindel der Verzahnungsmaschine genau
auszurichten, greift in eine Kerbe des Malteserrades

eine unter Federdruck stehende Klinke ein, die für

eine zylindrische Kammer umschließen, die einen Antriebskolben 16 für die Spannzange eines Futters enthält, das zum Festspannen eines Werkstücks G an die Dauer der Weiterschaltung durch einen mit dem 30 der Spindel dient. Dieses Werkstück soll zu einem Triebling umlaufenden Nocken ausgerückt wird. Kegelrad verzahnt werden. Der Vorderteil 14 der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spindel läuft im Ring 11 mittels eines Kugellagers 17. Notwendigkeit der axialen Verschiebung und des im Während der Fräsarbeit wird die Werkstückspindel Leerlauf erfolgenden Rücklaufs des Trieblings zu _am Gehäuse 10 festgeklemmt. Diesem Zweck dient erübrigen, um dadurch die im Betrieb auftretenden ₃₅ ein ringförmiger Kolben 18, der zwischen dem Haupt-Massenkräfte zu verringern und um die Teilschalt- teil des Gehäuses 10 und dem Ring 11 eingefügt und Vorrichtung zu vereinfachen. j_n Achsenrichtung verschiebbar gelagert, aber gegen

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- Drehung durch einen Zapfen 19 gesichert ist. An der löst, daß der Kolben als eine relativ zum Triebling Vorderseite des Kolbens ist eine Ringkammer 21 vorhin- und herbewegbare Kupplungsmuffe ausgebildet ₄₀ gesehen. Wird diese mit einem hydraulischen Druckist, die an ihren beiden Stirnflächen je Kupplungs- _m;_ttel beschickt, dann werden die bei 22 und 23 gezähne aufweist, die mit am Antriebsglied bzw. am legenen Flächen zusammengeklemmt. Die vom Werk-Gehäuse angeordneten Gegenzähnen in Eingriff zeug auf das Werkstück bei der Bearbeitung ausgeübbringbar sind. ten Kräfte, insbesondere Drehmomente, werden da-

Der Unterschied in der Wirkung beruht also dar- 45 her unmittelbar von der Spindel auf das Gehäuse 10, auf, daß die bloße Hin- und Herbewegung der ver- H übertragen. Zum Zweck der Teilschaltung der hältnismäßig leichten Kupplungsmuffe von geringer
Masse und geringer Reibung an die Stelle der Hin-
und Herbewegung des verhältnismäßig schweren
Trieblings der bekannten Vorrichtung tritt. 50

Vorzugsweise ist der Schaltweg der Kupplungsmuffe kürzer als die Summe der Zahnhöhen der beiden stirnseitig angeordneten Verzahnungen. Der
Triebling kann daher keine vom Antriebsglied unab hängigen, ungewollten Drehbewegungen ausführen, 55 wird. Der lindere Teil des Malteserrades besfeht aus weil er durch die Kupplungsmuffe stets am Gehäuse einer Platte 25, in deren Umfang Kerben 27 in gleichverriegelt ist, solange er nicht durch das Antriebs- mäßigem Abstand vorgesehen sind. Die Zahl dieser glied in Drehung versetzt wird. Kerben entspricht der Zahl der Schlitze 26. Das MaI-

Bei Teilschaltvorrichtungen mit einem schritt- teserrad erfährt seinen schrittweisen Antrieb durch weise antreibbaren Malteserrad, in dessen radiale 60 einen Triebling in Gestalt einer Scheibe 28 und einer Schlitze jeweils ein kreisender Zapfen eines Trieb- Welle 31. Die Scheibe 28 hat zwei einander in Durchlings eingreift, ist es bekannt, das Antriebsglied um messerrichtung gegenüberstehende, kreisende Zapfen einen Winkel von 180° hin- und herdrehbar auszu- 33 und ist starr, aber abnehmbar am Flansch 29 der gestalten und den Triebling mit zwei kreisenden Zap- Welle 31 befestigt. Die Umlaufachse dieses Triebfen auszurüsten, die einander in Durchmesserrich- 65 lings ist mit 32 bezeichnet. Die Zapfen 33, die mit tung gegenüberliegen (USA.-Patentschrift 2 307 176). Rollen versehen sein können, greifen abwechselnd in Diese Maßnahme empfiehlt sich auch beim Gegen- die radialen Schlitze 26 ein. Nach jeder Teilschaltung stand der Erfindung. Dabei sind die Kupplungszähne wird die Spindel in ihrer jeweiligen Winkellage genau

Spindel wird indessen die Klemme 18 gelöst, so daß sich die Spindel in Achsenrichtung etwas verschieben kann.

Der Teilschaltung dient ein zweiteiliges Malteserrad 24,25, das auf dem hinteren Ende der Spindel starr, aber abnehmbar befestigt ist und dessen einer Teil 24 von einer Platte mit in gleichmäßigen Abstand vorgesehenen radialen Schlitzen 26 gebildet

ausgerichtet. Das geschieht dadurch, daß eine am Gehäuse 10 mittels Gelenkzapfen 35 gelagerte Sperrklinke 34 unter der Kraft einer Feder 36 in eine der Kerben 27 eingreift. Dieser Eingriff beginnt jeweils am Ende jedes Teilschaltvorganges.

Dem Antrieb der Welle 31 dient ein hydraulischer Motor, nämlich ein Flügelkolbenmotor, dessen vielteiliges Gehäuse 38, das den Ständer des Motors bildet, starr im Spindelstockgehäuse 10 befestigt ist und dessen Flügelkolben 39 mit seiner Nabe 41 um die Achse 32 umlaufend das auf Rollenlagern 42 gelagerte Antriebsglied bildet. Der Ständer und der Flügelkolben sind so bemessen, daß dieser Flügelkolben um einen Winkel von 180° hin und her schwingen kann. »5

Der Triebling 28 wird durch eine Kupplungsmuffe

43 abwechselnd mit dem Antriebsglied 39 gekuppelt und mit dem Gehäuse 10 verriegelt. Zu diesem Zweck geht die Welle 31 des Trieblings 28 durch die Nabe 41 hindurch, in der sie gelagert ist und ragt in die »° Kupplungsmuffe 43 hinein, mit der sie durch Feder und Keil undrehbar verbunden ist. Diese Kupplungsmuffe ist in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses 10 und auf der Welle 31 in Achsenrichtung verschiebbar, während eine axiale Verschiebung der Welle 31 *5 durch ein den Flansch 29 abstützendes Spurlager 45 und durch eine über diesen Flansch greifende Zunge

44 des Gehäuses 10 (F i g. 4) verhindert ist.

Die verschiebbare Kupplungsmuffe 43 hat an ihrer einen Stirnseite Kupplungszähne, die in entsprechende 3<> Gegenzähne 46 der Nabe 41 eingreifen, wenn sich die Muffe in ihrer linken Endstellung mit Bezug auf F i g. 1 befindet. Auf ihrem anderen Ende ist die Muffe mit Zähnen 47 versehen, in die eine am Gehäuse befestigte Klaue eingreifen kann, welche von dem inneren Ende einer Stange 48 (Fig. 1 und 3) gebildet wird. Dieser Eingriff erfolgt, wenn die Kupplungsmuffe sich in ihrer rechten Endstellung befindet. Die Stange 48 ist am Gehäuse 10 starr befestigt. Der Schaltweg der Kupplungsmuffe ist kürzer als die Summe der Zahnhöhen der beiden stirnseitig angeordneten Verzahnungen. In der linken Endstellung der Muffe stehen die Klauen 46 im Eingriff, aber die Klauen 47 außer Eingriff, während in der rechten Endstellung der Muffe umgekehrt die Klauen 47 ineinander eingreifen, aber die Klauen 46 ausgerückt sind. In der Mittelstellung der Muffe greifen die Klauen 46 und 47 gleichzeitig ineinander ein. Dadurch ist erreicht, daß die Kupplungsmuffe 43 und mit ihr der Triebling 28 zu keiner Zeit frei drehbar sind, sondern stets entweder mit dem Antriebsglied 39 gekuppelt oder am Spindelstockgehäuse 10 verriegelt sind. Die Kupplungsmuffe wird durch eine Feder 49 nachgiebig in ihre rechte Endstellung gedrückt. In ihre linke Endstellung ist sie durch das hydraulische Druckmittel verschiebbar, das zu diesem Zweck einer Kammer 51 (F i g. 5) zugeführt wird und in dieser auf eine Schulter der Muffe 43 drückt.

Die Muffe 43 dient noch einem weiteren Zweck: Sie dient als Steuerschieber für das den Motor 38,39 bei seinem Antriebshub antreibende Druckmittel. Dadurch ist gewährleistet, daß die Ankupplung des Trieblings 28 an das Antriebsglied 39 erfolgt, bevor dieser seinen Antriebshub beginnt. Zu diesem Zweck gibt die Schulter der Kupplungsmuffe 43 bei Annäherung an deren linke Endstellung die Verbindung der Kammer 51 mit einer ringförmigen Steueröffnung 50 frei.

Ferner gehört zur hydraulischen Steuerung ein Steuerschieber 52 (F i g. 4 und 5), dessen Steuerkolben durch einen Gelenkzapfen 53 mit der Klinke 34 verbunden ist und in einer mit den Steueröffnungen versehenen Bohrung 54 des Gehäuses 10 gleitend geführt ist. Dieser Steuerkolben ist durch das hydraulische Druckmittel verschiebbar und dient zum Antrieb der Klinke. Er wird seinerseits durch einen Magnet-Umsteuerschieber 55 gesteuert. Die beiden Steuerschieber 52 und 55 bilden zusammen mit der als Steuerschieber ausgestalteten Kupplungsmuffe 43 die hydraulische Steuerung der Teilschaltvorrichtung. Die Magnetwicklung des Steuerschiebers 55 wird durch einen Schalter 57 gesteuert, der durch einen Nocken 56 der Zahnradfräsmaschine umschaltbar ist. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Teilschaltung in einem ganz bestimmten Zeitpunkt des Arbeitsspiels der Fräsmaschine stattfindet.

Die hydraulische Druckmittelquelle ist nicht näher veranschaulicht. Von ihr verlaufen zu der hydraulischen Steuerung Druckleitungen 58 und 61 und Abflußleitungen 59,60 und 70. Die Druckleitung 61 führt zu einem mechanischen Druckspeicher 62.

Der Schieberkolben des Kolbenschiebers 52 ist in seiner linken Endstellung, während die Feder 36 die Klinke 34 eingedrückt hält, was während der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks der Fall ist. Von dem Druckspeicher 62 führt eine Druckleitung 63 zu einer Steuermündung des Steuerschiebers 52. Dieser verbindet diese Steuermündung über eine weitere Steuermündung mit einer Leitung 64, die zur Kammer 21 der Klemme führt. In diesem Zustand nimmt der Magnet-Umsteuerschieber 55 diejenige Schaltstellung ein, in der die Druckleitung 58 mit einer Leitung 66 verbunden ist, die einen zum hydraulischen Motor führenden Zweig 65 hat. Das durch diesen Zweig zugeführte Druckmittel hält den Flügelkolben 39 in der in Fi g. 5 gezeigten Grenzstellung im Gegenuhrzeigersinn. Durch die Leitung

66 wird das Druckmittel der stirnseitigen Kammer

67 des Steuerschiebers 52 zugeführt, so daß der auf den Schieberkolben wirkende Druck die Feder 36 unterstützt und zusammen mit ihr die Klinke 34 eingedrückt hält. Die linke stirnseitige Kammer 68 dieses Steuerschiebers ist über eine Leitung 69, den Magnetsteuerschieber 55 und die Leitung 59 auf Abfluß geschaltet. Auch die linke Kammer des hydraulischen Motors 38 und 39 steht mit dem Abfluß über eine Leitung 71, den Steuerschieber 52 und die Abflußleitung 60 in Verbindung. Ist die Zahnlücke am Werkstück G herausgefräst, dann schließt der Nocken 56 den Schalter 57. Dadurch wird der Steuerschieber 55 umgeschaltet. Er verbindet dann die Leitung 69 mit der Druckleitung 58 und die Leitungen 65 und 66 mit der Abflußleitung 59. In der Leitung 69 ist ein Rückschlagventil 72 eingeschaltet. Dieses läßt das Druckmittel durch eine Leitung 73 in die ringförmige Kammer 51 der Kupplungsmuffe 43 fließen, wodurch diese nach links verschoben wird und den Triebling 28 des Maltesergetriebes mit dem Antriebsglied 39 kuppelt. Ist diese Verschiebung der Kupplungsmuffe beendet, dann gibt diese die Steuermündung 50 frei. Das Druckmittel fließt daher aus der Kammer 51 über die Mündung 50, eine Leitung 74 und die Leitung 69 zur linken stirnseitigen Kammer 68 des Umsteuerschiebers. Der Schieberkolben des Umsteuerschiebers 52 geht daher nach rechts und rückt die Klinke 34 aus. Bei seiner Verschiebung nach rechts

trennt der Umsteuerschieber zunächst die Leitung 64 von der Leitung 63 und verbindet die Leitung 64 dann mit der Abflußleitung 70, wodurch der Kolben 18 vom Druckmittel entlastet und die Klemme geöffnet wird. Dann verbindet der Umsteuerschieber 52 die Leitungen 63 und 71. Infolgedessen beaufschlagt das vom Speicher 62 gelieferte Druckmittel den Flügelkolben 39 im Uhrzeigersinn und dreht ihn mit hoher Geschwindigkeit um 180°. Diese Drehung wird durch die Kupplungsmuffe auf den Maltesertriebling 28 übertragen, dessen in F i g. 4 rechts gezeigter Stift 33 im Uhrzeigersinn kreisend in den ihm benachbarten Schlitz 26 eintritt und das Malteserrad um eine Zahnteilung weiterschaltet, um dann am äußeren Ende dieses Schlitzes stehenzubleiben.

Da das Druckmittel vom Speicher 62 bis zum Flügelkolbenmotor nur einen kurzen Weg zurückzulegen hat und im Speicher unter vollem Druck steht, erfolgt die Teilschaltung sehr schnell. Sie ist beendet, bevor der Nocken 56 den Schalter 57 wieder freigibt. Bei Freigabe dieses Schalters wird das Umsteuerventil 55 wieder umgeschaltet. Es verbindet dann die Leitung 69 mit der Abflußleitung 59 und die Leitungen 65 und 66 mit der Druckleitung 58. Das führt zur Druckentlastung der Ringkammer 51. as Die Feder 49 verschiebt daher die Kupplungsmuffe 43 wieder in die rechte Grenzstellung. Dadurch wird der Triebling 28 vom Antriebsglied 39 abgekuppelt und am Gehäuse 10 verriegelt. Gleichzeitig gleitet der Schieferkolben des Steuerschiebers 52 wieder nach links, wobei die Sperrklinke 34 in eine Kerbe der Scheibe 25 eingerückt wird. Dabei wirkt der hydraulische Druck der Flüssigkeit mit, der durch die Leitung 66 in die stirnseitige Kammer 67 des Steuerschiebers fließt, während die andere stirnseitige Kammer 68 über die Leitung 69 und das Rückschlagventil 72 auf Abfluß geschaltet ist. Bei der Verschiebung des Schieberkolbens nach links wird die Leitung 64 von der Abflußleitung 70 abgetrennt und mit der Leitung 63 verbunden, wodurch die Kammer 21 der Klemme unter Druck gesetzt wird. Ferner wird die Leitung 71 über die Leitung 60 auf Abfluß geschaltet, so daß der über die Leitung 65 auf die rechte Kammer des Motors 38, 39 wirkende Flüssigkeitsdruck den Flügelkolben im Gegenuhrzeigersinn in seine Grenzlage zurückführen kann. Zwar verläuft die beschriebene Teilschaltung sehr schnell, doch sind die Beschleunigungskräfte verhältnismäßig niedrig, weil der Maltesertriebling die Spindel stoßfrei beschleunigt und verzögert. Denn beim Eintritt und Austritt des Triebzapfens 33 ist der Schlitz 26 tangential zur Bahn des kreisenden Treibzapfens gerichtet.

Es wäre auch möglich, als Druckmittel pneumatischen Über- oder Unterdruck zu verwenden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Teilschaltvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für die Werkstückspindel von Verzahnungsmaschinen, mit einem Gehäuse und mit einem schrittweise antreibbaren Malteserrad, in dessen radiale Schlitze (26) für jede Schrittschaltung ein kreisender Zapfen (33) eingreift, der von einem Triebling (28, 31) getragen wird, welcher durch ein drehbares, gleichachsig mit ihm angeordnetes und hin- und herlaufendes Antriebsglied antreibbar ist, wobei jeweils nur während des Rücklaufes des Antriebsgliedes (39,41) dessen Triebverbindung mit dem Malteserrad (24) durch einen mittels eines Druckmittels verschiebbaren Kolben (43) unterbrochen wird, der die Drehung des Trieblings mitmacht und längs dessen Umlauf achse (32) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als eine relativ zum Triebling (28) hin- und herbewegbare Kupplungsmuffe (43) ausgebildet ist, die an ihren beiden Stirnflächen je Kupplungszähne aufweist, die mit am Antriebsglied (39,41) bzw. am Gehäuse (10) angeordneten Gegenzähnen (46 bzw. 48) in Eingriff bringbar sind.

2. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltweg der Kupplungsmuffe (43) kürzer ist als die Summe der Zahnhöhen der beiden stirnseitig angeorneten Verzahnungen.

3. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (39,41) um einen Winkel von 180° hin- und herdrehbar ist und der Triebling (28, 31) zwei solcher kreisenden Zapfen (33) aufweist, die einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegen, und daß die Kupplungszähne in die Gegenzähne in zwei Winkelstellungen eingreifbar sind, die mit Bezug auf die Achse des Trieblings um 180° versetzt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen