DE211897C

DE211897C -

Info

Publication number: DE211897C
Application number: DENDAT211897D
Authority: DE

Description

die! WtiiViU'-i! ii;it₍;-nibHi!λ

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 211897 -KLASSE 49«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1906 ab.

Die Belastung von Arbeitsmaschinen hängt nicht allein von dem Arbeitswiderstand im Werkstück, sondern auch vom Vorschub ab in der Weise, daß die Belastung mit der Vor-Schubgeschwindigkeit wächst. Es läßt sich daher bei beliebiger Art der Verschubbetätigung durch Änderung der Vorschubgeschwindigkeit die Belastung der Arbeitsmaschine regulieren und dieses kann bei selbsttätigem

ίο Vorschub ebenfalls selbsttätig erfolgen. In bekannter Weise geschieht dies durch Einrichtungen, welche bei Anwachsen des Vorschubwiderstandes, ζ. Β. des Bohrerrückdruckes über einen bestimmten Betrag, die Vorschubgeschwindigkeit selbsttätig verringern. Derartige Einrichtungen genügen aber nicht in jeder Hinsicht, da in vielen Fällen auch bei ihäßigem Vorschubwiderstand die Arbeitsmaschine überlastet werden kann, z. B.

bei Drehbänken, wenn das Werkstück zu schnell umläuft oder der Durchmesser des Werkstückes sich ändert. Durch Regelung auf Vorschubwiderstand wird also die Arbeitsmaschine, nicht \rollständig gegen Überlastung geschützt. Dies kann aber geschehen, wenn das Vorschubwerk derart unter Einfluß des Arbeitswerkes gestellt wird, daß die Vorschubgeschwindigkeit verringert wird, wenn die Arbeitsbelastung einen zulässigen Betrag überschreitet. Eine solche Regelung kann in bekannter Weise bei einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine mit Vorschub durch Schraube und Mutter dadurch erreicht werden, daß, während die Schraube gleichmäßig umgedreht wird, die Aiutter durch magnetische Kraft gebremst, bei zunehmender Arbeitsbe

lastung aber zu schnellerem Umlauf gebracht wird, indem man den Arbeitsstrom der Maschine entmagnetisierend auf das den.Motor bremsende Magnetsystem wirken läßt. Dann wird die Tourendifferenz zwischen Mutter und Schraube, also auch der Vorschub bei Überlastung verringert. Diese Vorrichtung fällt aber kompliziert aus und erfordert das Anbringen von Stromspulen in der Arbeitsmaschine selbst.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe in einfacherer, auf alle Antriebs- und Vorschubarten anwendbare Weise dadurch, daß sie die Regelungskräfte lediglich von dem Drehmoment abhängig macht, mit dem irgendeine umlaufende Maschinenachse angetrieben wird, deren Umlaufzahl zu der des Antriebsmotors in unveränderlichem Verhältnis steht. Diese proportional demDrehmoment einer Antriebswelle sich ändernden Regelungskräfte ändern nach der Erfindung das Übersetzungsverhältnis eines in das \^Aorschubwerk eingeschalteten Getriebes mit veränderlicher Übersetzung, und zwar im Sinne eines langsameren Vorschubes, sobald die Arbeitsleistung und damit das Drehmoment eine bestimmte zulässige Grenze überschreitet.

Als Getriebe mit veränderlicher Übersetzung eignen sich vor allem Reibungskupplungen.

Die Übertragung der Regelungskraft auf dieses beliebig ausgebildete Getriebe mit veränderlicher Übersetzung kann wiederum auf mannigfache Arten erfolgen, von welchen zwei Ausführungsformen zeichnerisch dargestellt sind. Diese Ausführungsformell sollen lediglich als Beispiele für die Verkörperung des Er-

findungsgegenstand.es dienen, in der spezifischen Ausbildung ihrer Teile aber den Patentschutz nicht genießen.

Die in Fig. ι dargestellte Ausführungsform der Regelung der Belastung verwertet den Lagerdruck eines Zwischenrades c des Antriebes, welcher unter Vermittlung von Hebeln dem Kupplungsdruck der Lamellenkupplung k entgegenwirkt und teilweises Gleiten bis zur

ίο vollständigen Auslösung des Antriebes der Vorschubspindel bewirken kann, je nach der Größe des Lagerdruckes A₁ der proportional dem Drehmoment des Antriebes und damit proportional der Belastung des Antriebsmotors wächst.

Im einzelnen ist. die Wirkungsweise dieser Ausführungsform folgende : Der Antrieb der Arbeitsmaschine erfolgt etwa durch die Riemscheibe α in der Pfeilrichtung und wird durch die Kegelräder b, C₁ d auf die Arbeitswelle e übertragen, welche das Werkstück bzw. das Werkzeug in Bewegung setzt. Von der Welle der Riemscheibe α ist aber mittels der Zahnräder /, g auch die Welle h angetrieben. Mit dieser Welle h ist die unter dem Druck der Feder i schließende Lamellenkupplung k der Hülse ' gekuppelt, welche das Zahnrad m trägt und mittels dieses und des Zahnrades η die Schraubenspindel 0 antreibt und dadurch den Vorschub des Werkstückes bzw. Werkzeuges betätigt. Nun ist der Zahndruck der Kegelräder b und d annähernd gleich groß und abwärts gerichtet in Richtung der Pfeile B₁ C und der Lagerdruck A gleich der Summe der beiden genannten Zahndrücke B₁ C und gleichfalls abwärts gerichtet. Der Lagerkörper p des Radesc, welcher jenen Druck aufzunehmen hat, ist in einer Schlitzführung nach unten verschiebbar g"elag^-ert und an dem einen Schenkel des Winkelhebels q aufgehängt. Der andere Schenkel dieses Hebels legt sich unter Vermittlung der auf der Welle h verschiebbaren Muffe r und eines Kugellagers gegen die Hülse L Der die Lamellenkupplung schließende Federdruck verschiebt die Hülse I in Richtung D₁ der durch den Winkelhebel übertragene Lagerdruck A von c wirkt in Richtung E entgegengesetzt. Bei normaler Belastung des Antriebsmotors und entsprechendem Lagerdruck A hält der Kupplungsdruck in Richtung D dem in Richtung E auf die Hülse I ausgeübten Lagerdruck das Gleichgewicht, wächst aber der Lagerdruck mit zunehmender Belastung, so wird in demselben Verhältnis der Kupplungsdruck verringert, und es tritt Gleiten in der Lamellenkupplung ein, so daß sich die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse I und damit der Schraubspindel 0, also auch die Vorschubgeschwindigkeit, verringert und dadurch die Belastung in den gewollten Grenzen hält.

Eine zweite bedeutend einfachere Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, welche zugleich den Zusammenbau der Vorrichtung mit der Werkzeugmaschine zeigt. Das Gestell ^ der Werkzeugmaschine, in diesem Falle einer Bohrmaschine, wird auf oder vor dem fest gelagerten Werkstück befestigt. In dem Gestell s verschiebbar gelagert ist das Supportgehäuse t, ferner drehbar gelagert die Welle u des Antriebsmotors V₁ und weder drehbar noch verschiebbar angeordnet die Schraubenspindel w des Vorschubwerkes. Im Supportgehäuse t drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert ist die Bohrspindel x. Das auf der Motorwelle u verschiebbar angeordnete Zahnrad y greift in das Zahnrad ζ ein, das in der Nabenbohrung mit steilen _#Schraubennuten versehen ist. Letzteres Zahnrad ist auf der Hülse ι angeordnet, deren Schraubengänge in die Schraubennuten des Zahnrades ζ eingreifen. Diese Hülse 1 ist mit der Bohrspindel in der Drehrichtung durch Nut und Feder gekuppelt, in der Längsrichtung aber verschiebbar und als innerer Kupplungslamellenträger und Druckteller für die Kupplungsfeder 2 ausgebildet. Mit den Gegenlamellen in der Drehrichtung fest gekuppelt ist das Zahnrad 3, in welches das auf der Vorschubspindel angeordnete, als Vorschubmutter ausgebildete Zahnrad 4 eingreift. Erfolgt nun von der Antriebswelle u eine Drehbewegung in der Pfeilrichtung·, so teilt sich diese dem Zahnrad ζ mit. Hierdurch entsteht außer der Drehbewegung, die sich auch der Hülse 1 und der Bohrspindel χ mitteilt, durch 'die Schraubengänge ein achsialer Schub, der der Feder 2 entgegenwirkt und bei Überschreiten ihrer Spannung ein Lösen der Lamellenkupplung veranlaßt. Die Folge hiervon ist ein Gleiten der Lamellenkupplung und damit ein Verlangsamen oder Aufheben des Vorschubes. In einfacher Weise gestattet schließlich diese Einrichtung noch eine zusätzliche Verbesserung, welche besonders dann von Wichtigkeit ist, wenn Maschine oder Werkzeug nicht bloß durch Überlastung des Antriebes, sondern bei zulässigem Arbeitsmoment durch übermäßiges Anwachsen des Vorschubwiderstandes gefährdet werden können. Arbeitet beispielsweise eine Dreh- no bank mit einem in der Vorschubrichtung stumpfen Drehstahl, so wird das Arbeitsmoment nicht groß, weil der Stahl in das Werkstück nicht eindringt, dagegen kann, wenn der Vorschub fortdauert, das Werkzeug, ein Maschinenteil, oder auch das Werkstück beschädigt werden. In derartigen Fällen nun läßt sich die zur Regelung auf Belastung des Arbeitswerkes dienende Einrichtung zugleich zur Mitanwendung der bekannten Regelung auf A^orschubwiderstand benutzen. Dies wird ohne weiteres verständlich aus der Zeichnung

. Fig. 3, welche einen Teil der Fig. 2 in veränderter Ausführung darstellt. Die Arbeits-, in diesem Falle Bohrspindel ist im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 2 im Gehäuse t auch verschiebbar gelagert und mit einem Bund 5 versehen, der sich, durch den Arbeitsdruck ,in der Längsrichtung der Spindel, in diesem Falle durch den Bohrerrückdruck, gegen die Hülse ι preßt, so daß die durch die

ίο Schraubengänge der Hülse eingeleitete Druckkomponente, die der Kupplungsfeder 2 entgegenwirkt, durch den Bohrerrückdruck unterstützt wird. Durch diese Anordnung ist also nicht nur eine Regelung auf Drehmoment, sondern auch noch eine zusätzliche auf Bohrdruck erzielt.

Claims

Patent-Ansprüche:

.1. Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Belastung von Arbeitsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit von dem im Arbeitswerk der Maschine auftretenden mechanischen Drehmoment (Arbeitsmoment) in Abhängigkeit gebracht, und zwar verringert wird, wenn dieses einen gewissen Betrag übersteigt, indem in den Antrieb des Vorschubwerkes ein mechanisches Getriebe mit veränderlicher Übersetzung eingeschaltet ist, dessen Übersetzungsverhältnis im Sinne eines langsameren Vorschubes durch Mechanismen geändert wird, welche durch das an einer Triebwelle des Arbeits Werkes wirksame Drehmoment gleichsinnig bewegt werden.
2. Vorrichtung zur Beeinflussung des Getriebes mit veränderlicher Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender Körper des Arbeitswerkes aus zwei konachsialen, gegenein- ander drehbaren Teilen zusammengesetzt ist, welche so angeordnet sind, daß beim Antrieb des einen durch den anderen ein mit dem übertragenen Drehmoment gleichsinnig veränderlicher Druck auf das Getriebe mit veränderlicher Übersetzung ausgeübt wird.
.3. A^orrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender Körper des Arbeitswerkes zu einem Schraubenpaar ausgebildet ist, bei dessen Relativdrehung auf das Getriebe mit veränderlicher Übersetzung ein auf Verlangsamen des Vorschubes wirkender Druck ausgeübt wird, welcher mit dem vom Motor übertragenen Drehmoment gleichsinnig veränderlich ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen ■ 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit veränderlicher Übersetzung nicht nur bei übermäßigem Anwachsen des Arbeitsmomentes der Arbeitsmaschine, sondern auch bei übermäßigem Anwachsen des Vorschubwiderstandes derart beeinflußt wird, daß der Vorschub sich ver-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.