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Teilkopf Ur Werkzeugmaschinen (Zusatzpatentanmeldung zur Patentanmeldung
P 21 51 946.0) Die Erfindung bezieht sich auf einen Teilkopf für Werkzeugmaschinen,
bei welchem die teilspindel über ein mit ihr verbundenes Schneckenzahnrad der jeweils
vorgesehenen Teilung entsprechend durch dIe Einstellung einer Schnecke zu verdrehen
und das Schneckenzahnrad mit der Teilspindel auslösbar gekuppelt ist, wobei nach
Patent (Patentanmeldung P 21 51 948.0) die Kupplung eine die Teilspincel nur in
deren Drehrichtung mitnehmende Freilaufkupplung ist, und die Schnecke auf einer
Einstellspindel verdrehungsgesichert axial zwischen festen Gehäuseanschlägen verschieblich
ist sowie mit dem Innengewinde einer äußerlich als 7.ahnstange ausgebildeten Mutter
im Eingriff steht, die ihrerseits mit dem Schneckenzahnrad kämmt, und wobei ferner
für die Bewegung der Mutter mit der Schnecke ein hin- und herbeweglichter Antrieb
vorgesehen ist.
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Ein derartiger Teilkopf gestattet die Vornahme von Teilungsvorgängen
im Anschluß an eine einmalige Einstellung der Teilung beliebig häufig mit sehr großer
Genauigkeit. Insbesondere sind dabei die bei herkömmlichen Teilköpfen bestehenden
Begrenzungen im Hinblick auf die Teilungszahl sowie die Abweichungen zwischen aufeinanderfolgenden
Teilungsvorgängen behoben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gemäß Patent
(Patentanmeldung P 21 51 946.0) vorgeschlagene Ausführung durch auf das Zusammenwirken
zwischen der als Zahnstange ausgebildeten Mutter mit dem freilaufgekuppelteii Schneckenzahnrad
gerichtete Ausführungsvorschläge weiterhin in Bezug auf Zuverlässigkeit und Genauigkeit
zu verbessern. Erfindungsgemäß werden aus diesem Grunde die Mutter und das Schneckenzahnrad
durch ein sich am Gehäuse abstützendes, tangential zum Eingriff des Schneckenzahnrades
elastisch wirkendes Organ miteinander im kraftschlüssigen Eingriff gehalten. Das
elstisch wirkende Organ kann insbesondere als Schraubenzugfeder ausgebildet sein,
deren eines Ende peripher an einer mit dem Schneckenzahnrad drehfest verbundenen
Rolle und deren anderes Ende am Gehäuse befestigt ist, und die die Rolle wenigstens
teilweise umschließt.
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Auf diese Weise wird das sich sonst bei beweglichen, miteinander im
Verzahnungseingriff stehenden Teilen bestehende Spiel ausgeschaltet, da von dem
elastisch wirkenden Organ ständig eine in der gleichen Richtung wirkende Kraft erzeugt
wird.
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Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, daß das mit der Schnecke
im Eingriff stehende Innengewinde der Muttereine Steigung besitzt, deren ganzzahliges
Vielfaches durch /l ohne Rest teilbar ist. Auf diese Weise läßt sich die Einstellung
der Mutter sehr leicht handhaben, da man das Handrad für die
Betätigung
der Einstellspindel mit einer niedrigen, peripheren Unterteilung ausbilden kann.
Beispielsweise genügt es, auf das Handrad einen Skalenring mit nur einhundert gleichmäßig
beabstandeten Skalenteilen für den gesamten Umfang vorzusehen; ein mit dem Handrad
verbundener Skalenring, der einem am Gehäuse befindlichen Nonius gegenübersteht,
braucht also nur mit verhAltnism!ßig geringem Durchmesser ausgeführt zu werden und
wird zweckmäßig als eine abnehmbare und auswechselbare Hülse auf das Handrad aufgesetzt.
Wenn man einer. einer bestimmten Teilungszahl zugeordneten Zahlenwert am flandrad
einmal eingestellt hat, läßt sich die Genauigkeit der Einstellung auch noch dadurch
steigern, daß durch wiederholte Teilungsvorgänge, also durch Ifin- und iterschieben
der Mutter, die Teilungsspindel um insgesamt 3600 gedreht und geprüft wird, ob sie
sich nach Vornahme einer der Teilungsza0#l entsprechenden Anzahl von Teilungsvorgängen
wieder genau in ihrer Ausgangsstellung befindet. Sofern diese Bedingung nicht erfüllt
sein sollte, kann man die Abweichung vom Sollwert nach Division durch die Teilungszahl
durch eine Nacheinstellung der Einstellspindel mittels des:Bhndrades ausgleichen.
Man kommt auf diese Weise zu einer besonders präzisen Teilung.
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Ilm die Führung der mutter mit erhöhter Präzision zu ermdglichen,
ist sie im Bereich ihrer nicht verzahnten Umfangs fläche zylindrisch ausgeviluet
und in einer Rundführung im Gehäuse verdrehungsgesichert längsverschieblich. Auf
diese Weise wird eine sehr große Auflagefläche für die Führung geschaffen, bei welcher
die Auflagekraft weitgehend gleichmäßig: sowie gering ist. Auch nach längerer Benutzung
bleiben Verschleißauswirkungen der Ft'hrung hierbei Sußerst gering, so das sich
die Lage des Zahneingriffspunktes zwischen der Außenverzahnung der Mutter und dem
Schneckenzahnrad praktisch nicht ändert. Besonders wirkungsvoll ist es, die Rundfuhrung
der Mutter in einem in das Gehäuse eingesetzten Block vorzusehen, der gleichzeitig
ein Bestandteil eines Zentrierlagers für einen unterseitigen, prismatischen
Zentrierring
eines mit der Teilspindel verbundenen Arbeitutisches ist. Wenn bei einer derartigen
Anordnung der Arbeitstisch festgespannt wird, kommt ein vollständiger Kraftschluß
zustande, der für die Einhaltung vorgegebener Teilungsmaße von Vorteil ist.
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Bei der für die Übertragung des Einstellmaßes der Mutter in einer
Bewegungsrichtung auf die Teilspindel erforderlichen Freilaufkupplung kann es sich
um eine an sich bekannte, mechanische Aus führungs form mit federnd gelagerten Freilaufdruckstücken
handeln. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, daß die Freilaufkupplung
elektromagnetisch ausgebildet ist und durch je einen Endlagenschalter an den Gehäuseanschlägen
aus ihrer Freilaufstellung in ihre Mitnehmerstellung und umgekehrt umschaltbar ist.
Diese Anordnung hat gegenüber einer mechanisch ausgeführten Freilaufkupplung den
Vorteil, daß sie mit Sicherheit erst dann betätigt wird, wenn die Gehauseanschläge
von der Mutter auch tatsächlich erreicht werden. Bei der mechanisch ausgeführten
Freilaufkupplung wäre, um sie in ihre Mitnehmerstellung zu überführen, hingegen
lediglich die Bewegungsumkehr des hin- und herbeweglichen Antriebes der Mutter erforderlich,
ohne daß einer der beiden Gehäuseanschläge mit Sicherheit zuvor angefahren werden
mußte; das die Mutter mit dem Schneckenzahnrad im kraftschlüssigen Eingriff haltende,
elastische Organ vermag die Mutter nämlich nur in eine ihrer beiden Endlagenstellungen
selbsttätig zurückzuführen.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die genannten Endlagenschalter in
der Freilaufstellung zugleich eine die Teilspindel in Bezug auf das Gehäuse feststellende,
elektromagnetische Bremse ein- und in der Mitnehmerstellung ausschalten. Hierdurch
kann vermieden werden, daß die Teilspindel in einer anderen als der vorgesehenen
Endlagenstellung der Mutter festgespannt wird.
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Auch wird die Bedienung vereinfacht, da beispielsweise ein Betätigungshebel
für den hin- und herbeweglichen Antrieb der
Mutter nur zwischen
zwei Endstellungen verschwenkbar ausgeführt werden muß. Anstelle eines von Hand
zti betätigenden Hebels lassen sich gleichfalls Antriebe verwenden. Im übrigen bestehen
vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten des neuen Teilkopfes nicht nur bei Werkzeugmaschinen,
sondern auch bei anderen maschinellen Anlagen, wie zum Beispiel bei Automaten für
die Ab füllung und Etikettierung von Flaschen.
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Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf
Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen: Fig.
1 einen teilweisen Querschnitt durch den neuen Teilkopf in Höhe der Mutter bzw.
des Schneckenzahnrades, Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie
II - II der Fig. 1, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 2 mit elektromagnetischer
Bremse und Fig. 4 eine abgewandelte AusfUhrungsform wm§ß Fig. 2 und 3 mit elektromagnetischem
Freilauf.
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Gemäß Fig. 1 ist in einem GehAuse 18 die Teilspindel 11 gelagert und
mit einer mechanisch ausgebildeten Freilaufkupplung 9 verdrehungasicher verbunden.
Die Freilaufkupplung 9 trägt das Zahnrad 10. Außerdem ist mit den beiden letztgenannten
Teilen eine Rolle fest verbunden, an welcher peripher das Ende der Schraubenzugfeder
19 befestigt ist, deren anderes freies Ende mit dem Gehäuse 18 verbunden ist.
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Mit dem Schneckenzahnrad 10 steht die einseitig als Zahnstange ausgebildete
Mutter 2 im Eingriff. Im Innern besitzt die Mutter 2 ein Innengewinde, bei welchem
die ganzzahligen Vielfachen der Teilung durch y' ohne Rest teilbar sind. Mit diesem
Innengewinde
steht die Schnecke 3 im Eingriff, die auf der Spindel
4 in #ngsrichtung verschieblich ist, so daß die Mutter 2 in ihrer einen Endstellung
am Gehäuseanschlag 1 anliegt, wohingegen ihre andere Endstellung dadurch gegeben
ist, daß die Schnecke 3 am Gehauaeanschlag 5 zur Anlage gelangt.
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Die Einstellspindel 4 ist mittels des Handrades 7 auf Einstellmaße
für jede beliebige Teilungszahl verstellbar. Zu diesem Zweck besitzt das Handrad
7 eine Skalenteilung 6, die eine genaue Einstellung an einem am Gehäuse 18 befindlichen
Nonius ermöglicht. Die Feststellung ermöglicht eine Stellschraube 8 oder ein entsprechender
Stellhebel.
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Wie Fig. 2 erkennen läßt, steht die Mutter über eine weitere Zahnstange
mit einem Zahnrad 16 im Eingriff, welches mit Hilfe des Hebels 15 gedreht werden
kann. Der Hebel 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel weiterhin senkrecht zur Langæerstreckung
der Mutter 2 verschwenkbar, um mittels der Stange 17 auf ein Fe#tstellteil 12 einzuwirken,
welch letzteres hierdurch gegenüber einem festen Keil 13 derart verschoben wird,
daß der Arbeitstisch 14 über die Teilspindel festgespannt werden kann.
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Die Mutter 2 besitzt äußerlich, soweit sie nicht als Zahnstange ausgebildet
ist, eine zylindrische Gestalt und ist in einer Rundführung 20 verschieblich. Dabei
ist sie, wie in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 nicht näher veranschaulicht
wurde, gegen Verdrehung gesichert. Die genannte Rundführung befindet sich im Block
21, der ein Zentrierlager 22 aufweist, in welches ein mit dem Arbeitstisch 14 einteilig
ausgebildeter und im Querschnitt dreieckiger Zentrierring 23 eingreift. Durch diese
Art der Zentrierung werden sowohl horizontale als auch axiale, auf das Teilgerät
einwirkende Kräfte aufgenommen.
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Das Feststellteil 12 sowie der Keil 13 sind bei der Ausführwtgsform
gemäß Fig. 3 durch eine elektromagnetische Bremse
26, 27 ersetzt.
Wenn die Magnetspule 26 erregt wird, verschiebt sich der nur in axialer Richtung
auf der Teilspindel 11 verschiebliche Ring 27 in Richtung auf den Elektromagneten,
der in Bezug auf das Gehäuse unbeweglich ist, und wird von diesem festgehalten,
so daß es weiterer Mittel zum Einspannen nicht bedarf.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 findet anstelle einer mechanisch
ausgebildeten Freilaufkupplung eine elektromagnetische Ausführung 28 Verwendung.
Dabei zieht der Elektromagnet den Ring 27 entgegengesetzt zu seiner Bremsstellung
an und ermöglicht es somit, daß sich die Teilspindel 11 mit dem Zahnrad 10 und dem
damit fest verbundenen Elektromagneten dreht.
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Zur Steuerung der in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen
finden Endlagenschalter Verwendung, die in Fig.
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1 mit 24 und 25 bezeichnet sind. Diese Endlagenschalter bewirken in
jeder der beiden Endlagen der Mutter 2 eine Umschaltung der Elektromagneten für
die Freilaufkupplung und die Bremse derart, daß immer nur einer dieser beiden Magnete
erregt ist. Die die Teilspindel 11 gegen das Gehäuse verriegelnde Bremsung wird
nur dann freigegeben, wenn die elektromagnetische Freilaufkupplung in ihre Mitnehmerstellung
geschaltet ist.