DE2250240A1

DE2250240A1 - Kupplungsmechanismus zum automatischen entkuppeln von handraedern an werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2250240A1
Application number: DE19722250240
Authority: DE
Inventors: Marcel Berly
Original assignee: ERNAULT SOMUA H
Current assignee: ERNAULT SOMUA H
Priority date: 1971-10-26
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-05-03
Also published as: ES406970A1; FR2157695B1; FR2157695A1

Description

tep. i^S.irTER toUiS ,

Firma H. Ernault-Somua S.A., 7S-¥elizy-Villac.oublay, lrankreAcli

KupplTingsmechanismus zum automatiscliert Eatkuppeln von Handrädern an Werkzeugmaschinen

Die Erfindung "betrifft einen.Kupplungsmechanismus zum automatischen Entkuppeln eines Handrades von der Vorschubwelle des Supports einer Werkzeugmaschine, der.eine automatische Vorschubsteuerung für den Support und einen Handsteuerhebel enthält, durch den eine Kupplung zwischen dem Vorschubelement
und dessen Antrieb betätigbar ist. Die Erfindung befasst sich also mit Werkzeugmaschinen, deren Support sowohl automatisch
gesteuert mit langsamer Arbeitsgeschwindigkeit oder im Schnellgang zum Zwecke des Heranfährens oder Entfernens des Supports vom Werkstück,als auch durch Handeinwirkung mittels eines mit Handgriff versehenen Handrades, das auf der Vorschubwelle- befestigt ist_t bewegt werden kann.

Führt der Support Verschiebungen im Schnellgang durch» wobei die automatische Steuerung eingeschaltet ist, so dreht sich das Handrad, wenn es mit der Vorschubwelle fest verbunden ist, mit grosser Geschwindigkeit, was offensichtlich eine Unfallgefahr für den die Maschine bedienenden heraufbeschwört. Man könnte daher das Handrad lösbar anordnen, um die Gefahr zu mindern. Wenn Jedoch der die Maschine bedienende das Entkoppeln vergisst oder nicht ausführt, sobald er die automatische Vorschubsteuerung in Betrieb setzt, bleibt die Gefahr weiterhin bestehen.

Es gäbe auch eine Lösung dahingehend, dass man. den Handgriff von dem Handrad einfach weg lässt, um Unfälle zu vermeiden. Auch diese Lösung befriedigt jedoch nicht, da es sehr häufig bei Vorbereitungen oder Einstellungen nötig ist, das Handrad von Hand mit einer zwar unter der Geschwindigkeit des autoaatischen Schnellganges, jedoch über der normalen Arbeitsvorschubgeschwindigkeit liegenden Drehzahl zu drehen. Es erwiese sich aber als sehr lästig, das Handrad eine volle Umdrehung oder sogar viele Umdrehungen ohne einen Handgriff zu verdrehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Mechanismus vorzuschlagen, der automatisch die Entkupplung des Handrades bewirkt, sobald die automatische Vorschubsteuerung für den Support eingeschaltet wird. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Schaltfinger vorgesehen ist, der ebenfalls unter der Wirkung des HandsteuerhebeIs steht und das

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Handrad gegen Federwirkung in einer Richtung achsial verschiebt, in der Mitnehmerelemente des ansonsten frei drehbar auf der Vorschubwelle angeordneten Handrades ausser Eingriff mit Mit-⁴ nehmerelementen der Vorschubwelle treten.

Durch den erfindungsgemäss vorgesehenen Schaltfinger wird somit das Handrad in achsialer Richtung, entgegen einer Rückstellfeder, in einem Sinn verschoben, so dass achsial wirkende Mitnehmerelemente am Handrad ausser Eingriff mit entsprechenden Mitnehmerelementen der Vorschubwelle kommen. Bei entgegengesetzter Schieberichtung des Handrades treten die achsial angeordneten Mitnehmerelemente wieder miteinander in Eingriff. Aufgrund der erfindungsgemässen Ausgestaltung wird einerseits die zur raschen Bedienung der Werkzeugmaschine erforderliche Bequemlichkeit in Gestalt des Handgriffes am Handrad beibehalten, jedoch jede Uhfallgefahr dadurch unterbunden, dass Jedesmal, wenn der die Maschine Bedienende den automatischen Vorschub des Support einschaltet, das Handrad automatisch entkoppelt wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. Die Ausführungsform' befasst sich mit einem Handrad zur manuellen Betätigung des Quersupports einer Drehmaschine.

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In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 einen vertikalen Querschnitt längs der Linie I-I in Figur 2 des Teils der Drehmaschine, an dem die Betätigungseinrichtung für den Quersupport sowie der erfindungsgemässe Kupplungsmechanismus angeordnet sind, wobei sämtliche Teile in ihrer Buhelage dargestellt sind;

Figur 2 eine Stirnansicht auf den in Figur 1 dargestellten Teil, und

Figur 3 eine zur Figur 1 analoge Darstellung, wobei jedoch die verschiedenen Teile und Elemente die Lage einnehmen, in der sie sich bei eingeschaltetem automatischen Vorschub befinden.

Auf einem Maschinenbett (Gleitführung) 1 einer Drehmaschine ist ein Schlitten 3 mit der zugehörigen Schlossplatte 6 verschiebbar. An der Oberseite des Schlittens 3 ist eine Gleitführung M- vorgesehen, auf der ein Querschlitten 5 als Werk* zeugträger verschiebbar ist.

Die Verschiebung des Querschlittens oder Quersupports 5 erfolgt mittels einer Betätigungseinrichtung, die eine mit dem Quersupport einstückige Mutter 8 umfasst, in welcher eine

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Schraubspindel 9 drehbar ist. Die Schraubspindel 9 lauft in Gleitlagern 11 des Schlittens 3· Die achsiale Positionierung der Schraubspindel 9 ist durch zwei Achsial-Wälzlager 1-3»' 14-gewährleistet, deren einander gegenüberliegende Flächen sich auf dem Schlitten 3 abstützen, während die aussenliegende Stirnseite des Wälzlagers 14 sich über eine verzahnte und abgesetzte Hülse 17 an einer Schulter 16 der Schraubspindel abstützt. Die aussenliegende Stirnfläche des anderen Wälzlagers 13 stützt sich ebenfalls über mehrere mit der Schraubspindel verschraubte Teile auf dieser ab. Diese Teile sind: ein Skalenoder Noniusträger 21, eine abgesetzte Büchse 22, eine Anschlaghülse 23 und eine auf das Schraubende der Schraubspindel aufgeschraubte Mutter 24. Mittels der Mutter 24, die durch eine herkömmliche Sicherung gesichert ist, wird die Achsiallage der Schraubspindeln 9 spielfrei im Schlitten 3 justiert.

Verdreht man die Schraubspindel 9 ia dem einen oder anderen Drehsinn, so wird der Quersupport 5 vor- oder rückwärts bewegt. Die Verdrehung erfolgt mittels eines Handrades 27, das einen Handgriff 28 trägt und frei drehbar auf der abgesetzten' Büchse 22 montiert ist. Das Handrad ist beispielsweise über ein Nadellager 29 gelagert und weist achsiale Mitnehmerelemente in Form von Stiften 32 auf, die mit komplementär gestalteten Mitnehmerelementen, nämlich Sacklöchern 35 im Skalenträger in Eingriff treten können. Der Skalenträger 21 ist drehfest mit der Schraubspindel 9 über eine Passfeder 34 verbunden.

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Das Handrad 27 lässt sich weiterhin auch in achsialer Richtung auf der abgesetzten Büchse 22 gegen die Wirkung von Rückstellfedern 36 verschieben. Ein Ende der Feder stützt sich am Grund von Sacklöchern 37 ab, die achsial in das Handrad eingearbeitet sind, während das andere Ende davon an einem Achsial-Wälzlager 38 anliegt, das von der Anschlaghülse 23 gehalten ist. Der AchsieQweg des Handrades 27 ist ausreichend, um bei einer Verschiebung im Sinne des Pfeiles f die Stifte 32 aus den zugeordneten Sacklöchern 33 auszuheben, so dass die Schraubspindel 9 sich frei drehen kann ohne das Handrad mitzunehmen.

Der automatische Vorschub des Quersupports 5 erfolgt ausgehend von einer Längsspindel 42, die in üblicher Weise an ihren Enden an den Stirnseiten der Drehmaschine 2 gelagert ist. Der Antrieb erfolgt über ein Getriebe, das aus der bereits erwähnten verzahnten Hülse 17» die drehfest auf der Schraubspindel 9 mittels einer Passfeder 4-3 angeordnet ist, einem Zahnrad 44, dessen Nabe auf einem Gleitlager 45 der Schlossplatte rotiert, einem Schraubenrad 46, das mit dem Zahnrad 44 über eine Zahnkupplung 47, 48 koppelbar ist, und aus einer Schnecke 51 besteht, die im Eingriff mit dem Schraubenrad 46 steht und auf einer Welle 52 befestigt ist. Die Welle 52 trägt ausserdem ein Zahnrad 53» das mit einem weiteren Zahnrad 54 kämmt, welches längsverschiebbar auf der Keilwelle 42 angeordnet ist und dem Schlitten 3 dessen Schlossplatte 6 bei deren Verschiebungen in Längs-

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richtung der Drehmaschine folgt.

Die Kupplungszähne 47 der Kupplung sind auf einer Stirnseite einer Nuss 57 eingearbeitet, die frei drehbar auf einer Welle 58 sitzt, deren Ende in einer Büchse 59 gelagert ist. Die Büchse 59 ist, ebenfalls frei drehbar, in einer mit Bund versehenen Lagerbuchse 61 gelagert, die an der Schlossplatte mittels Schrauben 62 befestigt ist. Das andere Ende der Welle

58 ist in der Nabenbohrung des Zahnrades 44 gelagert.

Die andere Stirnseite der Nuss 57 ist mit Kupplungszähnen 65 versehen, die mit entsprechenden Kupplungszähnen 66, welche an einem Zahnrad 67 einstückig angeordnet sind, in Eingriff treten können. Das Zahnrad 67 dreht sich leer auf der Büchse

59 und bildet einen Teil eines nicht dargestellten Getriebes bekannter und üblicher Art, das dazu bestimmt ist, den automatischen Vorschub ausgehend von der Längsspindel 42 für die Verschiebung des Schlittens 3 längs der Drehmaschine zu bewerk

stelligen.

Die Kupplungsnuss 57 wird in ihrer in Figur 1 gezeigten neutralen Mittellage, in der keine Kupplung stattfindet, durch ein System gehalten, das aus'einer Schraubenfeder 71» zwei Federtellern 72, 73 und einer an einem Schaft 75 befestigten Muffe 74 besteht. Der Schaft 75 dient zur Befestigung der Welle 58 mittels einer Mutter 76, die auf sein Ende aufgeschraubt ist. Die beiden Federteller 72, 73 können auf einer

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zylindrischen Lagerfläche 81 der Muffe 74- zwischen zwei Anschlägen gleiten, von denen der eine durch eine Schulter 82 der Muffe und der andere durch eine Scheibe 83 gebildet wird ,die mittels einer Schraube 84 an der zylindrischen Lagerfläche 81 befestigt ist. Die beiden gleichen Federteller 72, 73 können sich in achsialer Richtung auch in der Schlossplatte zwischen zwei Anschlägen verschieben, von denen der eine durch eine Stirnfläche 86 und derandere durch eine Stirnfläche 87 gebildet wird. Der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 82, 83 ist gleich dem Abstand zwischen den beiden Anschlagflächen 86, 87· Durch dieses System wird eine elastische Mittellage der Schiebe anordnung, die aus der Muffe 74-> der Welle 58, dem Schaft 75, der Büchse 59 und der Nuss 57 mit den Kupplungszähnen besteht, gewährleistet. Die Winkellage der Muffe 74- in der Schlossplatte wird durch eine Passfeder 77 eingehalten.

Wird diese Anordnung nach links verschoben, d.h. von der in Figur 1 dargestellten Position in die Position gemäss Figur3» dann bewirkt dies die Koppelung des automatischen Vorschubes des Quersupports 5» während bei einer Verschiebung nach rechts dadurch das Zahnrad 67 für den Vorschub des Schlittens 3 gekoppelt wird. Die Betätigung dieser Kupplungsanordnung erfolgt durch einen Handsteuerhebel 91» der mit einer Achse 92 fest verbunden ist, die sich in der Schlossplatte* in horizontaler Richtung senkrecht zur geometrischen Achse der Kupplungsanordnung verdreht. Die Achse 92 trägt eine Kurvenscheibe 93» die wahlweise auf die eine oder andere zweier geneigter Flächen

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95 einwirkt, je nachdem ob man den Handsteuerhebel 91» ausgehend von seiner in Figur 1 dargestellten neutralen Mittellage, nach oben in Richtung des Pfeiles f^ oder nach unten in Richtung des Pfeiles S.^ verschwenkt. Die beiden Flächen 94, 95 werden durch eine in die Muffe 74· eingearbeitete Ausnehmung gebildet.

Der Kupplungsmechanismus zur automatischen Entkoppelung des Handrades 27 zur manuellen Betätigung des Quersupports besteht aus einem Schaltfinger 101, dessen eines Ende an einer Ringfläche 102 des Handrades anliegt und der um eine Achse 103, die parallel zur Gleitführung der Drehmaschine verläuft, schwenken kann. Die Verschwenkung erfolgt zwischen den beiden Armen einer Gabellagerung 104, die von der Vorderseite der Schlossplatte 6 getragen wird und gerade unterhalb der geometrischen Achse der Muffe 74- zur Betätigung der vorstehend erläuterten Kupplung liegt. Ein Druckknopf 106, der durch eine Verlängerung des Kopfes der Schraube 84 gebildet wird, kann den Schaltfinger 101 über einen am Schaltfinger 101 befestigten Stift 107 zurückstossen. Der Stift 107 ist beispielsweise in ein Loch 108 am Schaltfinger eingesteckt und durch einen Stift 109 befestigt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

In der Ruhelage nimmt der Handsteuerhebel 91 für die Kupplung die in Figur 1 gezeigte Mittellage ein, so dass zwischen dem

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Druckknopf 106 und dem Stift 107 am Schaltfinger 101 Spiel besteht. Folglich wird das Handrad 2? durch seine Rückstellfedern 37 verschoben, so dass es mit der Schraubspindel 9 für den Vorschub des Quersupports 5 über die Stifte 32 und die Sacklöcher 33 drehfest verbunden ist. Der automatische Vorschub des Quersupports 5 ist entkuppelt, so dass es möglich ist, den Support beliebig vorwärts oder rückwärts mittels des Handrades 27 zu bewegen.

Wird der automatische Vorschub des Quersupports durch Anheben des Handsteuerhebels 91 in die in Figur 3 gezeigte Lage eingekuppelt, dann tritt die Kurvenscheibe 93ι <lie mit diesem Hebel fest verbunden ist, in Kontakt mit der ansteigenden Fläche 94· der Muffe 74-, die dadurch achsial - in der Zeichnung nach links verschoben wird. Auf diese Weise gelangt der Druckknopf 106 in Kontakt mit dem Stift 107 und verschwenkt den Schaltfinger 101 in Richtung des Pfeiles £-,. Das Ende des Schaltfingers, das sich auf der Ringfläche 102 des Handrades 27 abstützt, stösst nunmehr das Handrad achsial in Richtung des Pfeiles F,so dass dieses mit seinen Stiften 32 aus den Sacklöchern 33 ausgehoben wird. Folglich wird das Handrad automatisch von der Schraubspindel 9 entkoppelt. Diese bewirkt,' über die Längsspindel 42 in Rotation versetzt, den automatischen Vorschub des Quersupports 5, wobei aber das Handrad 27 aufgrund der Entkoppelung und aufgrund der Reibung, die vom Ende des Schaltfingers 101 auf die Ringfläche 102 ausge-

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übt wird, an einer Drehung gehindert ist. Es verbleibt also nur das vernachlässigbare kleine Drehmoment des Nadellagers 29» das auf das Handrad wirkt. ........

Wird der automatische Vorschub wieder ausgeschaltet, indem der Handsteuerhebel 91 in die in Figur 1 gezeigte neutrale Position zurückgeführt wird, dann wird der Schaltfinger 101, der nunmehr frei ist, durch das Handrad wieder zurückgestossen, während das Handrad wieder mit der Schraubspindel 9 gekoppelt wird.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist zu entnehmen, dass das Handrad zwangsläufig entkoppelt wird, sobald die Schraubspindel 9 durch den automatischen Vorschub betätigt wird. Dies gilt sowohl für den Fall der langsamen Arbeitsgeschwindigkeit als auch für den Schnellgang. Der Vorteil dieser automatischen Entkoppelung und die dadurch für die Bedienungsperson geschaffene Sicherheit sind daher offensichtlich.

Bemerkenswert ist weiterhin, dass die Skala 111, die drehbar auf dem Skalenträger 21 montiert ist, gewöhnlich mittels ' einer radialen Druckschraube zeitweilig befestigt wird. Diese Druckschraube ist jedoch insofern von Nachteil, als sie nicht nur unästhetisch und störend ist, sondern die Bedienungsperson die meiste Zeit dazu zwingt, sie zu suchen, da nie feststeht, an welcher Stelle sie sich befindet. Ausserdem liegt sie häufig

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an der Unterseite der Skala, d.h. an einer Stelle, wo sie praktisch verborgen ist. Eine neue Einrichtung, die aus den Zeichnungen hervorgeht, ergibt eine Verbesserung dieses Nachteiles. Sie besteht aus einer Achsialschraube 113 mit Rändelkopf, die in ein Gewindeloch am vorderen Ende der Schraubspindel 9 eingeschraubt ist und deren Ende an. einem achsial verschiebbaren Stift 114 anliegt. Der Stift 114 besitzt eine Ringnut 115 mit geneigten Flanken, in welche eine Kugel 116 einrastet, die in einer Radialbohrung der Schraubspindel 9 liegt und in Kontakt mit einem radialen Schiebestift 117 steht« Der Schiebestift 117 ist im Skalenträger 21 verschieblich und liegt an der zylindrischen Innenfläche der Skala an.

Wenn die Schraube 113 eingedrückt wird, dann schiebt sie über die geneigten Flanken der Nut 115 des Stiftes 114 und die Kugel 116 den Schiebestift 117 nach aussen, so dass dieser die Skala 111 auf dem Skalenträger 21 arretiert. Um die Skala wieder freizugeben, genügt es, die Schraube 113 wieder zu entlasten, was ohne ein Herumtasten möglich ist, weil die Lage dieser Schraube unveränderlich im Zentrum des Handrades 27 ist.

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Claims

Patent- (Schutz-) Ansprüche

Kupplungsmechanismus zum automatischen Entkuppeln eines Handrades von der Vorschubwelle des Supports einer Werkzeugmaschine, der eine automatische Vorschubsteuerung für den Support und einen Handsteuerhebel enthalt, durch den eine Kupplung zwischen der Vorschubwelle und deren Antrieb betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltfinger (101) vorgesehen ist, der ebenfalls unter der Wirkung des Handsteuerhebels (91) steht und das Handrad (27) gegen Federwirkung (36) in einer Richtung achsial verschiebt, in der Mitnehmerelemente (32) des ansonsten frei drehbar auf der Vorschubwelle (9) angeordneten Handrades(27) ausser Eingriff mit Mitnehmerelementen (33) der Vorschubwelle (9) treten.
2. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1, bei dem der Handsteuerhebel eine Axialverschiebung eines Schaftes ermöglicht, der eine mit Kupplungszähnen versehene Nuss trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger(101)durch den genannten Schaft (58) verschwenkbar ist und mit seinem freien Ende auf eine Ringfläche (102) des Handrades (27) drückt.

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