DE1602928A1

DE1602928A1 - UEberlastkupplung fuer Werkzeugmaschinen,insbesondere Drehbaenke

Info

Publication number: DE1602928A1
Application number: DE19671602928
Authority: DE
Inventors: Dipl-Masch Techn Max Anderes
Original assignee: Oerlikon Buehrle Holding AG
Current assignee: OC Oerlikon Corp AG Pfaeffikon
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1967-02-21
Publication date: 1970-04-30
Also published as: DE1602928B2; US3435932A; DE1602928C3; CH454548A; SE313478B; GB1175752A

Description

Oerlikon-Bührle Holding AG. Zürich

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Patentanwalt

Dipl.-Ing. H. Lesser

1. FM. 1967

Überlastkupplung- für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke

Die Erfindung betrifft eine Ueberlastkupplung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke, mit zwei durch Federkraft aneinander oepreeeten KuppLungsteilea, welche schräg zur Bewegungsdichtung angeordnete Kupplungaflachen besitzen, die aus der durch die Kupplung zu über· tragenden Kraft ein« entgegen der federkraft wirkende Kraftkomponente erzeugen.

E3 ist eine Ueberlastkupplung bekannt, welche zwei Stirnzahnrlider aufweist die miteinander in Eingriff stehen und von denen das eine schwenkbar gelagert ist und durch eine Kipphebelvorrichtunc mit dem anderen Zahnrad in gingriff gehalten ist. Falls die von den beiden Zahnrädern zu übertragende Kraft einen bestimmten Wert .überschreitet, •o bewirtet die auf die Achse des schwenkbaren Zahnrades wirkende

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Kraftkomponente ein Verschwenken dieses Zahnrades entgegen der Kraft der Kipphebelvorrichtung, wodurch die Zahnräder ausser Eingriff gelangen.

Eine solche überlastkupplung hat folgende Nachteile: Tn der Kipphebelvorrichtung 1st eine starke Feder erforderlich, um die Zahnräder im gegenseitigen Eingriff zu halten. Die für das Ein- und Ausschalten der Kupplung benötigten Kräfte sind daher ebenfalls gross. Diese starke Feder hat auch zur Folge, das? eine genaue Einstellung der Überlastkupplung auf einen bestimm- · ten Wert, bei derr sie ausschalten soll, nicht möglich ist. Weiter erweist sich der grosse Sohaltweg bis zum Kippen der Kippvorrichtung als ungünstig. Schliesslich arbeitet die Verriegelung nicht mehr zuverlässig, wenn die Kanten eines hierfür vorgesehenen Riegels unscharf geworden sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine überlastkupplung der eingangs angegebenen Art derart vorteilhaft auszubilden, dass die aufgezeigten Nachteile vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch, dass bei einer überlastkupplung vorgenannter Art erfindungsgemäss die Kupplungstelle mittels einer Feder aneinanderdrückbar sind, deren Kraft über ein im gestreckten Zustand befindliches Kniehebelgelenk auf das eine, axial verschiebbare Kupplungstell übertragbar ist, während beim überschreiten eines bestimmten Wertes des von der überlastkupplung zu übertragenden Drehmomentes, für den die Vorspannung der Feder einstellbar ist, mittels sich entgegen der Wirkung der Feder verschiebenden Kupplung·- 009818/ 03 4 2 BAD ORIGINAL

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teils über ein verschwenkbares übertragungselement das Kniehebelgelenk einseitig ausknickbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das übertragungselement aus einem auf einer ortsfesten Achse schwenkbar gelagerten Winkelhebel, dessen einer Arm in Wirkverbindung mit pinem von der Feder beaufschlagten Gleitstück steht, dessen anderer Arm einen dem Ausknicken des Kniehebelgelenks dienenden Anschlag bildet.

Nach der Erfindung ist ferner die überlastkupplung mittels eines ⁿ" über eine Lasche am Kniehebelgelenk angelenkten Betätigungshebels ein- und aussobaltbar und das durch die überlastkupplung übertragbare Drehmoment mittels eines drehbaren Knopfes einstellbar, der mit pinem Bolzen verbunden ist, auf dem sich die einerseits am Gleitstück abstützende Feder andrerseits abstützt, wobei der Betätigungshebel und der Knopf an der Aussenseite einer Wand eines Schlosskastens einer Drehbank angeordnet sind.

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Schliessll?h schlägt die Erfindung vor, dass die Ansprechempfindlichkeit der Überlastkupplung mittels eines verstellbaren, den Schwpnkbereich des WinkelhebeIs im Uhrzeigersinn begrenzenden Anschlags einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird Bekanntem gegenüber der wesentliche technische Fortschritt erreicht, der darin besteht, dass eine überlastkupplung geschaffen wird, die bei einem genauen, einstellbaren Wert auskuppelt und auch zu ihrer Ein- und Ausschaltung, mit Hand nur geringe Kräfte erfordert. Ausserdem

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ist ein zuverlässiges Arbeiten der Kupplung gewährleistet.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen waagerechten Schnitt nach Linie I - I,in Pig. 3 durch einen Schlosskasten einer Drehbank, in dem zwei

Uberlastkupplungen nach der Erfindung untergebracht sind, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie II - II in Fig. j5

durch den in Fig. 1 dargestellten Schlosskasten und Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 1 und 2 dargestellten Schlosskastens.

GemHss Fig. 1 ist am Schlosskasten 50 einer Drehbank eine im Querschnitt sechseckige Welle 10 angeordnet, auf der ein Kegel-

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zahnrad 11 verschiebbar gelagert ist. Dieses Kegelzahnrad 11 steht mit einem zweiten Kegelzahnrad 12 in Eingriff« das auf einer senkrecht zur Antriebswelle 10 angeordneten Welle 13 aufgekeilt ist. Auf der Welle IjJ ist ein Stirnzahnrad 14 drehfest, aber axial verschiebbar gelagert, das mit einem zweiten Stirnzahnrad 15 in Eingriff steht, das auf einer parallel zur Welle 13 im Schlosskasten gelagerten Welle 16 aufgekeilt 1st. Auf dieser Welle 16 ist ferner ein Ritzel 17 aufgekeilt, das mit einem Stirnzahnrad 18 in Eingriff steht. Dieses Stirnzahnrad 18 ist aus einem Stück mit einem ersten Kupplungsteil 19 einer Ueberlastkupplung 20 für den Längsvorschub. An dem Kupplungsteil 19 ist stirnseitig eine sogenannte Hirtverzahnung vorgesehen, welche mit einer entsprechenden Verzahnung eines zweiten Kupplungsteiles 21 der Ueberlastkupplung 20 im Eingriff steht. Dieser zweite Kupplungsteil 21 ist aus einem Stück mit einer Welle 22 der Ueberlastkupplung 20. Auf der Welle 22 ist ein Ritzel 23 aufgekeilt, das mit einem Zahnrad 24 in Eingriff steht. Das Zahnrad 24 sitzt drehfest auf einer Welle 25* auf der ferner ein Ritzel 26 befestigt 1st, das mit einer Zahnstange 27 in Eingriff steht. Die Zahnstange 27 ist am nicht dargestellten Oestell der Drehbank befestigt, auf dem der Schlosskasten verschiebbar gelagert 1st. Die Verschiebung des Schlosskaetens erfolgt durch den Antrieb der Sechskantwelle 10, welche Über die beschriebenen ZahnrÄder 11, 12} 14, 15» 17» 18 und 23, 24 das mit der ortsfesten Zahnstange 27 in Eingriff stehende Ritzel 26 antreibt, wodurch der Schlosskasten sich gegenüber der Zahnstange 27 und somit gegenüber den Oestell der Drehbank versohitbt. '

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Falls der Schlosskasten gegen einen nioht dargestellten Anschlag fährt, oder falls der Widerstand für den Vorschub des Schlosskastens aus Irgendeinem Grunde einen gegebenen einstellbaren Wert überschreitet, wird die oben erwähnte Ueberlastkupplung 20 ausgeschaltet. Im ersten Kupplungsteil 19, der in der Wand 50a des Gehäuses 50 drehbar und verschiebbar gelagert ist, ist ebenfalls drehbar und axial verschiebbar der rohrförmige und untere Teil der Welle gelagert. Eine Feder 28, welche sich einerseits auf dem zweiten Kupplungsteil 21 und anderseits am Kupplungsteil 19 abstützt, hat das Bestreben, die beiden Kupplungsteil 19 und 21 ausser Eingriff zu bringen. Der a<ial verschiebbare Kupplungsteil 19 stützt sich über ein Kugellager 29 auf einen sich nicht drehenden Zapfen J50 ab. An diesem Zapfen j50 ist ein aus zwei Hebeln 31 und 32 bestehendes Kniehebelgelenk angelenkt, welches sich auf einem Gleitstück 33 abstützt. Ein WinkelhebGl Jk ist um eine ortsfeste Achse 35 schwenkbar gelagert und weist einen Anschlag 36 auf, der verhindert, dass das Kniehebelgelenk 31, 32 nach rechts ausknickt. Die Schwenkbarkeit des Winkelhebels 3^ im Unrzeicersinn ist durch einen Anschlag 37 begrenzt. Eine Feder 38, welche sich einerseits am Gleitstück 33 ^und anderseits an einem verstellbaren Bolzen 39 abstützt, hat das Bestreben, den Winkelhebel 3^ ira Uhrzeigersinn zu schwenken und gegen den Anschlag 37 zu drücken. Der Bolzen 39 ist mit Hilfe eines Einstellknopfes kO drehbar, wodurch die Vorspannung der Feder 38 einstellbar ist. Zur Verdrehung des Bolzens 39 ist im Innern des Einstellknopfes ein Gewinde vorgesehen, so dass beim Drehen des Einstellknopfes der Bolzen 39 axial versohoben wird. An der Qelenk- «tollt 41 zwischen den beiden Hebeln 31 u.32 des Kniehebelgelenkes isttim

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Lasche 42 angelenkt, welche ihrerseits über einen Bolzen 45 an einem Schaltstück 4;j angelenkt ist« das wahlweise um zwei zueinander senkrecht stehende Bolzen 44 und 45 in einer horizontalen bzw. in einer senkrechten Ebene verschwenkbar ist, wobei der Bolzen 44 gemSss Fig. 2 an einer Lasche 60 angelenkt ist. An diesem Schaltstück 4> ist eine Betätigungsstange 46 mit einem Schaltknopf 47 befestigt, welche in einem waagrechten Schlitz 48 bzw. in einem senkrechten Schlitz 49 des Schlosskastengehäuses 50 verschwenkbar ist.

OemSss Fig. 2 steht das weiter oben erwähnte Stirnzahnrad 15» das auf der Welle lö aufgekeilt ist und vom Zahnrad l4 angetrieben ist, mit einem weiteren Zahnrad 51 in Eingriff, das auf einem ersten Kupplungsteil 52 einer zweiten Ueberlastkupplung 53 für den Vorschub des Planschlittens befestigt ist. Diese zweite Ueberlastkupplung 53 1st genau gleich ausgebildet wie die soeben beschriebene erste Ueberlastkupplung 20 für den Längsvorschub. Die Beschreibung dieser zweiten Ueberlastkupplung 53 kann daher weniger ausführlich sein. Ein zweiter Kupplungsteil 54/ der ebenfalls über eine sogenannte Hirtverzahnung mit dem ersten Kupplungsteil in Eingriff steht, ist auf-einer Welle 55 aufgekellt und mit einem

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Zahnrad 56 starr verbunden, das für den Antrieb des nicht dargestellten Planschlittens bestimmt ist.

Diese zweite Ueberlastkupplung 53 besitzt ebenfalls ein Kniehebelgelenk, bestehend aus den beiden Hebeln 57 und 58. An der Gelenksteile 59 zwischen den beiden Hebeln 57 und 58 ist eine Lasche 60 angelenkt, welche ihrerseits an dem selben Schaltstück 43 angelenkt ist wie die Lasche 42 der ersten Ueberlastkupplung 20. Die zweite Ueberlastkupplung 53 kann also mit der selben Betätigungsstange 46 mit Schaltknopf 47 ein- und ausgeschaltet werden wie die erste Ueberlastkupplung 20. Zum Ein- und Ausschalten der ersten Ueberlastkupplung für den Planschlitten wird die Betätigungs- - stange 46 im waagrechten Schlitz 48 des Schlosskastengehäuses 50 verschwenkt und zum Ein- und Ausschalten der zweiten Ueberlastkupplung 53 wird die Betätigungsstange 46 im senkrechten Schlitz des Schlosskastengehäuses 50 verschwenkt. Wenn sioh der Betätigungshebel im Kreuzungspunkt der beiden Schlitze 48 und 49 befindet, sind beide Kupplungen ausgeschaltet. Diese Stellung ist aus Fig. ersichtlich. Bei dieser Anordnung kann nur die eine oder andere der beiden Ueberlastkupplun^en 20 und 53 eingeschaltet werden; Jedoch nicht beide gleichzeitig.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Sowohl der Antrieb des Planschlittens als auch der Antrieb des Längssohlittens erfolgen in bekannter Weise durch die sogenannte Zugspindel, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Seohskantwelle 10 ist. Diese Sechskantwelle 10 wird In an sich bekannter Weise vom nicht dargestellten Getriebekasten der Werkzeugmaschine angetrieben und treibt über die beiden Kegel-

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rHder 11 und 12 und die Welle 13 das Zahnrad 14 an* welches seinerseits beim Längsvorschub über Zahnrad 15, Welle 16 und Ritzel 17 das Zahnrad 18 antreibt. Das Zahnrad 18 Überträgt ein Drehmoment über die beiden Kupplungsteile 19 und 21 der ersten Ueberlastkupplung 20 auf das Ritzel 23. Das Ritzel 2J5 treibt über Zahnrad 24 und Welle 25 das Ritzel 26 an, wodurch der Schlosskasten gegenüber der Zahnstange 27 verschoben wird.

Ueberschreitet das Drehmoment, das vom ersten Kupplungsteil 19 auf den zweiten Kupplungsteil 21 übertragen werden muss, einen bestimmten einstellbaren Wert, so entsteht eine Kraftkomponente, welche bestrebt ist, die beiden Kupplungsteile 19 und 21 gegenseitig ausser Eingriff zu bringen. Diese Kraftkomponente wird über das Kniehebelgelenk 31, 32 und über das Gleitstück 33 auf die Feder 38 Übertragen und bewirkt eine Kompression der Feder Beim Zusammendrücken der Feder 38 wird der Winkelhebel 34 im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt und der Anschlag 36 des Winkelhebels 34, an dem sich das Kniehebelgelenk 31, 32 abstützt, bewirkt ein Ausknicken des Kniehebelgelenkes. Durch das Ausknicken des Kniehebelgelenkes 3I* 32 kann sich die Feder 28 entspannen, wobei sie die beiden Kupplungsteil 19 und 21 ausser Eingriff bringt, wodurch der Antrieb unterbrochen wird und der Schlosskasten zum Stillstand kommt.

Die Grosse des durch die überlastkupplung übertragenen Drehmomentes kann mit Hilfe des Einstellknopfes 4Ö bestimmt werden. Durch Drehen des Einstellknopfes 40 kann die Vorspannung der Feder 38 vergröesert oder verkleinert werden» so dass eine grössere tos«, kleinere Kraftkomponente notwendig ist, um den Winkelhebel

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le Oegenuhrreigersinne zu verschwenken, damit das Kniehebelgelenk 31» 32 auegeknlokt wird. Da das Drehmoment, da» von der Ueberlastkupplung übertragen werden kann, steta proportional ist zu der Kraftkomponente, die notwendig let, um das Kniehebelgelenk 31, auezuknioken, so ändert eich auoh das übertragbare Drehmoment, wenn die Vorspannung der Feder 33 verändert wird.

Wie aus, Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die beiden Ueberlastkupplungen ausgeschaltet, wenn der Betätigungehebel 46„sich im Kreuzpunkt der beiden Schlitze 49 und 43 befindet. Die Anlenkstelle 61 der Lasche 42 am Schaltstück 43 beschreibt beim Verschwenken des SchaltstUckes 43 um seine senkrechte Schwenkachse einen Kreisbogen. Somit kann zum Einschalten der Überlastkupplung der Betätigungshebel 46 aus seiner Mittelstellung entweder nach rechts, wie In Fig. 1 dargestellt, oder nach links verschwenkt werden. In beiden Fällen wird durch die Lasche 42 das Kniehebelgelenk 31» 32 In die dargestellte, gestreckte Lage geschwenkt, in welcher die Gelenkstelle 41 am Anschlag 36 dee Winkelhebels 34 anliegt.

Das Oleiohe gilt für die zweite Ueberlastkupplung 53, Diese ist ebenfalls ausgeschaltet, wenn der Betätigungshebel 46 sich in seiner Mittelstellung befindet und kann zum Einschalten nach oben wie in Fig. 2 dargestellt oder naoh unten verschwenkt werden. Wiederum wird in beiden Fällen durch die Lasche 60 das Kniehebelgelenk 57» 58 in die dargestellte, gestreckte Lag· versohwenkt.

Bei« Vorschub des Plansohlittens erfolgt der Antrieb ebenfalls von 4er Seokskantwelle 10 über die Kegelräder 11 und 12, die Well· 13 u»d di« Zahnräder Xh und 15. Das Zahnrad 15 treib» das an dem

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ersten Kupplungsteil 52 der Ueberlastkupplung 53 befestigte Zahnrad 51 an. Dieses Zahnrad überträgt ein Drehmoment über die beiden •Kupplungsteile 52 und 5^ der zweiten Ueberlastkupplung 53 auf das Zahnrad 5^, welches den nicht dargestellten Planschlitten antreibt. Das zulässige maximale Drehmoment lässt sich bei dieser Kupplung 53 in derselben Weise wie bei der ersten Ueberlastkupplung mit Hilfe des Einstellknopfes 62 entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen verändern.

Urn die Ansprechempfindlichkeit der beschriebenen Ueberlastkupplungen zu verdrössen! oder zu verkleinern, kann der Anschlag 37» welcher die eine Endstellung des Winkelhebels J>k begrenzt, einstellbar ausgebildet sein, wodurch der notwendige Betrag um den der Winkelhobel 3^ ^aus seiner Endlage im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt werden muss, damit das Kniehebelgelenk 31, j?2 ausknickt grosser oder kleiner eingestellt werden kann. Der Anschlag 37 kann z.B. exzentrisch gelagert sein.

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Claims

Patentansprüche

1. überlastkupplung für "Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke, mit zwei durch Federkraft aneinandergepressten Kupplungsteilen, die sich schräg zur Richtung einer durch die Kupplung zu übertragenden Bewegung erstreckende, aus der von der Kupplung zu übertragenden Kraft eine entgegen der genannten Federkraft wirkende Kraftkomponente erzeugende Kupplungsflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsteile (19 bzw. 52 und 21 bzw. 5²O mittels einer Feder (38) aneinanderdrückbar sind, deren Kraft über ein im gestreckten Zustand befindliches Kniehebelgelenk (31, 32, 4l bzw. 57 bis 59) auf das eine, axial verschiebbare Kupplungsteil (19 bzw. 52) übertragbar ist, während beim Überschreiten eines bestimmten Wertes des von der überlastkupplung zu übertragenden Drehmomentes, für den die Vorspannung der Feder (38) einstellbar ist, mittels des sich entgegen der Wirkung der Feder (3^) verschiebenden Kupplungsteils (19 bzw. 52) über ein verschwenkbares übertragungselement' (3²O das Kniehebelgelenk (31# 32, ^l bzw. bis 59) einseitig ausknickbar ist.

2. überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, dass das übertragungselement aus einem auf einer ortsfesten Achse (35) schwenkbar gelagerten Winkelhebel (3*0 besteht, dessen einer Arm in Wirkverbindung ml einem von der Feder (38) beaufschlagten Gleitstück (33) steht, dessen anderer Arm einen dem Ausknicken des Kniehebel-

gelenks (Jl, 32, 4l bzw. 57 bis 59) dienenden Anschlag (36) bildet.

3. überlastkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass sie mittels eines über eine Lasche (42 bzw. 60) am Kniehebelgelenk (31, 32, 4l bzw. 57 bis 59) angelenkten Betätigungshebels (46) ein- und ausschaltbar ist und das durch sie übertragbare Drehmoment mittels eines drehbaren Knopfes (40 bzw. 62) einstellbar ist, der mit einem Bolzen (39) verbunden ist, auf dem sich die einerseits am Gleitstück (33) abstützende Feder (3^) andererseits abstützt, wobei der Betätigungshebel (46 und der Knopf (40 bzw. 62) an der Aussenseite einer Wand eines Schlosskastens (50) einer Drehbank angeordnet sind.

4. überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass ihre Ansprechempfindlichkeit mittels eines verstellbaren, den Schwenkbereich des Winkelhebels (34) im Uhrzeigersinn begrenzenden Anschlags (37) einstellbar ist.

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