DE2122691A1 - Stelleinrichtung mit absoluter Positionsanzeige, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen - Google Patents
Stelleinrichtung mit absoluter Positionsanzeige, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei WerkzeugmaschinenInfo
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Description
ο»-α. ■'—.«.ac. —Ην,DR. 0,Pc-PHV,.
OtiER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKER
Λ 38 736 h O1OOCQ1
26.4.71 212269 ι
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Index-Werke KG Hahn & Tessky 73 Esslingen, Plochinger Str. 92
Stelleinrichtung 'mit absoluter Positionsanzeige, insbesondere zur Einstellung des
Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung, die eine AnzGigeskala
zur absoluten Positionsanzeige aufweist, insbesondere zur Einstellung dos Vorschubwoges von Werkzeugträgern bei
Werkzeugmaschinen, mit einer in einem Lagergehäuse gelagerten Stellspindel, der koaxial ein Skalenring zur Grobeinstellung
und eine mit der Stellspindel drehfest verbundene Drehskala zur Feineinstellung des Vorschubweges zugeordnet ist, zwischen
welchen ein eine Positionsiuarke auf v/eisender Positionsring
vorgesehen ist und mit einem innerhalb der Ringe angeordneten Zwischengetriebe zur untersetzten Antriebsübertragung von der
Stellispindel zu dem zur Grobeinstellung dienenden Skalenring,
wobei letzterer eine Innenverzahnung aufweist, die mit einem durch die Stellspindcl verstellbaren Zahnrad kämmt.
Für die Fertigung von Werkstücken auf Werkzeugmeischinen,
imibenoiKlcre Drehaulomaten, bedient man sich immer nehr vorein-
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gestellter Werkzeuge, um sowohl beim Einrichten der Maschinen
als auch bei einem notwendig v/erdenden Werkzeugwechsel die Maschinenausfallzeiten so klein wie. möglich zu halten.
Zu diesem Zweck sind die mit einem Anschlag zusammenwirkenden Werkzeugträger mit Stelleinrichtungen ausgestattet, mit deren
Hilfe sie sich auf eine bei der Arbeitsvorbereitung ermittelte Anschlagposition feineinstellen lassen.
Es gehören nun bereits verschiedene Konstruktionen von Stelleinrichtungen
zum Stande der Technik, bei denen durch entsprechende Verstellung der Stellspindel die ermittelte Anschlag
position als kompletter Wert in Millimetern oder Zoll und Bruchteilen dieser Massgrössen angezeigt v/ird, und zwar weisen
diese Einrichtungen zv/ei sich während der Verstellung der Stell spindel mitdrehende Skalenringe auf, denen zur Anzeige des
Verstellweges eine ortsfeste Positionsmarke zugeordnet ist,
Bei einer dieser bekannten Konstruktionen ist dabei die Posi-tionsmarke
am freien Ende eines beispielsweise an der Maschine befestigten Armes vorgesehen, der über beide Skalen ragt und
ein Fenster aufweist, in welchem die feststehende Marke vorgesehen ist. Abgesehen davon, dass ein derartiger Arm das
leichte Ablesen der Anzeigeskalen beeinträchtigt, erfordert er zusätzliche Montagearbeiten und steht hinderlich w im Wege.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wurden nun diese Nachteile dadurch vermieden, dass, analog zur eingemgs beschriebenen
Stelleinrichtung, die Positionsmarke am Umfange eines zwischen dem Skalenring und der Drehskala angeordneten
Positionsringes vorgesehen ist. Dieser Positionsring dur
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mit einem Ringbund den über ein Zwischengetriebe durch die
Stellspindel antreibbaren Skalenring für die Grobeinstellung und ist aia Lagergehäuse der Stellspindel festgeschraubt, Das
Zwischengetriebe ist bei dieser Konstruktion durch ein aufwendiges, eine Vielzahl von Zahnrädern aufweisendes und entsprechend
kompliziertes Planetenradgetriebe gebildet, für dessen Unterbringung ein Wandteil des den Skalenring durchgreifenden
Positionsringes mit entsprechenden Ausnehmungen auszustatten ist. Es handelt sich somit um eine herstellungstechnisch
aufwendige und entsprechend teuere Konstruktion ( siehe österreichisches Patent 271 139).
Hier setzt nun die Erfindung ein. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde,
den Gesamtaufbau derartiger, eingangs beschriebener Stelleinrxchtungen erheblich zu vereinfachen und in der Her-1
stellung zu verbilligen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das mit der Innenverzahnung des zur Grobeinstellung
dienenden Skalenringes kämmende Zahnrad auf einem exzentrischen Umfangsteil der Stellspindel drehbar angeordnet
ist und in eine Innenverzahnung des Lagergehäuses eingreift, dass der Positionsring zwischen dem Skalenring und der Drehskala
lose angeordnet und mit einer mit dem Zahnrad kämmenden Innenverzahnung ausgestattet ist und dass die Zähnezahl der
Innenverzcihnungen von Lagergehäuse und Positionsring gleich ist,
während die Zähnezahl der Innenverzahnung des Skalenringes für die Grobeinstellung und der beiden anderen Innenverzahnungen
entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis für den Antrieb
des Skalenringes grosser oder kleiner ist.
Die erfindungsgemässe Stelleinrichtung weist damit innerhalb
des durch die Ringe definierten Raumes lediglich noch ein Zahnrad
in. Forr.'t eines lose auf der Stellspindel gelagerten Zahnkranzes
auf, der sowohl zum Antrieb des Skalenringes als auch
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zur Fixierung des Positionsringes dient. Der Stillstand des Positionsringes .resultiert hierbei daraus, dass bei der übereinstimmenden
Zähnezahl zwischen den Innenverzahnungen von Lagergehäuse und Positionsring bei drehender Stellspindel der
sich exzentrisch verlagernde Zahnkranz lediglich an der Innenverzahnung des Positionsringes abwälzt, wobei dessen Wälzbewegung
durch die Innenverzahnung des stationären Lagergehäuses bestimmt wird und deshalb am Positionsring ohne Wirkung bleibt.
Die mit entsprechender Untersetzung auszuführende Drehung des Skalenringes für die Grobeinstellung resultiert hingegen aus
den verschiedenen Zähnezahlen der Innenverzahnungen von Skalenring
und Lagergehäuse zur Anzeige des Vorschubweges in Millimetern oder Zoll. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass sich
der Ausdruck " Stellspindel im Sinne der Erfindung sowohl auf eine Gewindespindel bezieht, die im Lagergehäuse über einen Lagerschaft
drehbar gelagert ist und die mit ihrem einen Endstück mit einem Drehknebel verbunden ist, welcher an einem entsxjrechenden
Unifangsteil die Drehskala aufweist, als auch für eine solche
Spindel gilt, die beispielsweise in einem die Drehskala tragenden Drehknebel, axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar angeordnet
ist.
Was schliesslich die erfindungsgemässe Stelleinrichtung betrifft,
so ist es vorteilhaft, zur Zentrierung der Ringe bzv/. Skalen zum Lagergehäuse diese Teile an ihren Stirnseiten mit
ineinandergreifenden Ringbunden auszustatten. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel· der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig.l einen Längsschnitt durch eine Stelleinrichtung,
Fig.2 einen Querschnitt der Stelleinrichtung entlang
der Linie 2-2 der Fig.l,
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Fig.3 eine Ansicht des die Anzeigeskalen aufweisenden
Teils der Stelleinrichtung,
Fig.4 eine Explosionszeichnung von der Stelleinrichtung.
Die gezeigte Stelleinrichtung weist einen mittels eines Befestigungsflansches
Io an einem Werkzeugträger 12 befestigbares Lagergehäuse 14 auf, das in axialer Richtung mit einer
zylindrischen Ausnehmung 16 versehen ist, die im Gehäuseinnern kurz vor dem Cefestigungsflansch Io endet, wobei sich
in axialer Richtungvom Boden dieser zylindrischen Ausnehmung eine Bohrung 18 geringeren Durchmessers fortsetzt, die den
Befestigungsflansch Io durchdringt. Das Gehäuse v/eist ausserdem
gegenüber des Befestigungsflansches Io ein flanschartig
erweitertes Gehäuseendstück 2o auf, dessen Innendurchmesser wesentlich grosser als der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung
16 ist. Ära Innenumfang dieses Gehäuseendstückes 2o ist eine Innenverzahnung 22 vorgesehen. Im Lagergehäuse 14 ist
ein als Ganzes mit 24 bezeichneter Drehknebel drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Zu diesem Zweck weist derselbe
einen zylindrischen Lagerschaft 26 auf, der in die zylindrische Ausnehmung 16 des Lagergehäuses 14 eingreift. Das gemäss Fig.
1 und 4 linke Ende des Drehknebels bildet ein im Durchmesser vergrössertes zylindrisches Drehglied 25, das gemäss Fig.3
an seinem Umfang eine Drehskala 27 für die Feineinstellung einer Stellspindel 28 aufweist. Diese Stellspindel ist mittels
eines zylindrischen Endstückes 32 in einer den Drehknebel axial durchdringenden Bohrung 3o axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar
geführt, wozu in das zylindrische Endstück 32 eine Passfeder 34 eingesetzt ist, die in eine Längsnut 36 der Bohrung 3o des
Drehknebels eingreift. Die Stellspindel durchdringt mit ihrem Gewindeschaft die Bohrung 18 des Lagergehäuses 14 und ist im
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Gewinde 37 des Werkzeugträgers 12 axial verstellbar. Zur axialen Sicherung und Spieleinstellung des Drehknebels 24 im
Lagergehäuse 14 dient ein Gewindestift 38, der in ein im flanschartigen Gehäuseendstück 2o des Gehäuses radial angeordnetes
Gewindeloch 4o eingeschraubt ist und der eine am hinteren Ende des Lagerschaftes angeformte schräge Ringfläche 42
hintergreift.
Zwischen dem Lagerschaft 26 des Drehknebels 24 und der Drehskala/weist
der Drehknebel 24 ein exzentrisch angeformtes^ zylindrisches Umfangsteil 44 auf, dessen Durchmesser vorzugsweise
geringfügig grosser als der Durchmesser des Lagorschaftes
26 ist. Dieses exzentrisch angeformte,zylindrische Umfangsteil 44 befindet sich in einem gewissen Abstand vom hinteren
Ende des Lagerschaftes 26.
Wie aus Fig.l deutlich zu ersehen ist, befinden sich zv/ischen
dem flanschartig erweiterten Gehäuseendstück 2o und der Drehskala 27 des Drehknebels 24 ein Positionsring 46 sowie ein
Skalenring 48 für die Grobeinstellung der Stellspindel 28. Die Ringe 46 und 48 sind hierbei zu sich selbst, zum Drehglied
25 sowie zum flanschartigen Gehäuseendstück 2o des Lagergehäuses 14 koaxial angeordnet und v/eisen sämtliche den gleichen
Aussendurchmesser auf. Zur gegenseitigen koaxialen Zuordnung
dieser Teile v/eist das Drehglied 25 des Drehknebels an seiner dem Lagerschaft 26 zugekehrten Stirnseite ein zylindrisches
Ansatzstück 5o auf, dessen Aussendurchmesser kleiner als der-Aussendurchmesser des Drehgliedes 25 ist. Der Positionsring 46 weist hingegen an seiner dem Drehglied 25 zugekehrten
Stirnseite eine entsprechende Ausdrehung 52 auf, welche das zylindrische Ansatzstück 5o des Drehgliedes 25 aufnimmt. An
der gegenüberliegenden Stirnseite ist am Positionsriny ein
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zylindrisches Ansatzstück 54 angeformt, das wiederum in eine entsprechende Ausdrehung 56 des Skalenringes 48 eingreift, der
an der gegenüberliegenden Stirnseite eine gleichartige Ausdrehung 58 zur Aufnahme eines an der benachbarten Stirnseite
des flanschartig erweiterten Gehäuseendstückes 2o angeformten, zylindrischen Ringbundes 6o aufweist. Damit sind die Teile
25,46,48 relativ zueinander verdrehbar. Die beiden Ringe 46 und 48 weisen, analog zum flanschartig erweiterten GeHäiseendstück
2o des Lagergehäuses 14 jeweils eine Innenverzahnung 62 bzw. 64 auf. Während die Anzahl der Zähne der beiden Innenverzahnungen
des Gehäuseendstückes 2o und des Positionsringes 46 einander entsprechen, v/eicht die Zähnezahl- der Innenverzahnung
64 des Skalenringes 48 von dieser Zähnezahl ab. Wie aus Fig.1 zu ersehen ist, ist schliesslich auf dem exzentrisch
angeformten,zylindrischen Umfangsteil 44 des Drehknebels 24 ein
vorzugsweise aus Kunststoff hergestelltes Zahnrad 66 drehbar angeordnet, das eine solche axiale Länge aufweist, dass dessen
Verzahnung mit sämtlichen Innenverzahnungen 22,62,64 sich in Eingriff befindet.
Aus Fig.3 ist schliösslich zu ersehen, dass am Umfang des
Positionsringes 46 eine strichförmige Positionsmarke 68 in Richtung der Skalenstriche beider Skalen vorgesehen ist»
Die Einteilung der Anzeigeskala des Skalenringes 48 ist abhängig von dem durch die Stellspindel 28 festlegbaren maximalen
Vorschub des Werkzeugträgers 12, d.h. wenn z.B. ein maximaler Vorschubweg von loo mm zur Verfügung steht, so ist die Anzeigeskala
des zur Anzeige der Grobeinstellung dienenden Skalen ringes 48 in hundert gleiche Teile einzuteilen, so dass eine
Verstellung dieses Skalenringes vom einen Skalenstrich einem Verstollweg von 1 mm entspricht. Durch Überlauf, der Drehskala
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kann ein noch grösserer Weg eingestellt und abgelesen werden,
wenn sie eine doppelte Skalenbeschriftung hat.
Zum Ablesen von nur-Bruchteilen eines Millimeters ausmachenden
Verstellwegen dient die Drehskala 27 des Drehgliedes 25. Deren Einteilung richtet sich nach der Gewindesteigung der Stellspindel
28. Es sei angenommen, dass die Gewindesteigung einen Millimeter beträgt. Demgemäss ist die Drehskala um Verstellwege von
l/loo/ mm zur Anzeige zu bringen, in loo gleiche Teile einzuteilen.
Schliesslich sei bemerkt, dass zwischen der Zähnezahl der Innenverzahnungen 22,62 und der Innenverzahnung 64 des Skalenringes
48 eine solche Differenz besteht, dass bei Drehen des Drehknebels 24 der Skalenring 48 mittels des Zahnrades 66 um
einen jeweils einem Verstellweg von 1 mm entsprechenden Drehwinkel
verdreht wird. Zu diesem Zv/eck entspricht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zähnezahl der Innenverzahnung 64
des Skalenringes 48 der Anzahl der Teilstriche auf dessen Anzeigeskala, d.h. dessen Innenverzahnung besitzt loo Zähne. Um
den gewünschten Drehwinkel pro Umdrehung des Drehknebels 2 4 zu erzielen, weisen demgemäss die Innenverzahnungen 22,62 einen
Zahn mehr, d.h. lol Zähne bzw. einen Zahn weniger, d.h. 99 Zähne
auf, entsprechend der gewünschten Drehrichtung des Skalenringes 48.
bzw.- dessen Drehglied 25
Wird der Drehknebel 24/verdreht, so bewirkt das exzentrisch angeformte
zylindrische Umfangsteil 44, dass sich das auf diesem drehbar gelagerte Zahnrad 66 in der feststehenden Innenverzahnung
22 des Lagergehäuses 14 abwälzt. Das Zahnrad 6 6 verstellt hierbei, aufgrund der Differenz zwischen den Zähnezahlen der Innenverzahnungen,
den Skalenring 48 um einen Zahn bzw. einen Teilstrich seiner Anzeigeskala. Ausserdcra bewirkt die übereinstimmende
Zähnezahl der Innenverzahnungen von Positionsring 4 6 und Lagergehäuse 14, dass bei Betätigung des Drehknebels 24 der Positionsring
46 seine Lage unverändert beibehält.
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Claims (4)
1.) Stelleinrichtung, die eine Anzeigeskala zur absoluten
Positionsanzeige aufweist, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen,
mit einer in einem Lagergehäuse gelagerten Stellspindel, der koaxial ein Skalenring zur Grobeinstellung
und ein mit der Stellspindel drehfest verbundene Drehskala zur Feineinstellung des Vorschubweges zugeordnet
ist, zwischen welchen ein eine Positionsmarke aufweisender Positionsring vorgesehen ist und mit einem innerhalb der
Ringe angeordneten Zwischengetriebe zur untersetzten Antriebsübertragung von der Stellspindel zu dem zur Grobeinstellung
dienenden Skalenring, wobei letzterer eine Innenverzahnung aufweist, die mit einem durch die Stellspindel
verstellbaren Zahnrad kämmt, dadurch
gekennzeichnet , dass das mit der Innenverzahnung (64) des zur Grobeinstellung dienenden Skalenringes
(48) kämmende Sahnrad (66) auf einem exzentrisch angeformten,zylindrischen Umfangsteil (44) der Stellspindel
(28) drehbar angeordnet ist und in eine Innenverzahnung (22) des Lagergehäuses (14) eingreift, dass
der Positionsring (46) zwischen dem Skalenring (48) und
der Drehskala (27) lose angeordnet und mit einer mit dem Zahnrad (66) kämmenden Innenverzahnung (62) ausgestattet
ist und dass die Zähnezahl der Innenverzahnungen (22,62) von Lagergehäuse (14) und Positionsring (46) gleich ist,
während die Zähnezahl der Innenverzahnung (6 4) des Skalenringes (48) für die Grobeinstellung und der beiden anderen
Innenverzahnungen (22,62) entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis für den Antrieb des Skalenringes
(4 8) grosser oder kleiner ist.
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2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung der Ringe (46,48) bzw, Skalen zum"
Lagergehäuse (14) diese Teile an ihren Stirnseiten mit ineinandergreifenden Ringbunden (54,6o) ausgestattet sind,
3, Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das auf dem exzentrisch angeformten, zylindrischen
Umfangsteil (44) der Stellspindel (28) gelagerte Zahnrad (66) aus geeignetem Kunststoff hergestellt ist.
4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknebel (24) mit dera
Positionsring (46) und dem Skalenring (43) zum Lagergehäuse
(14) in beliebiger Lage verdrehbar und montierbar sind.
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