DE254540C

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Publication number: DE254540C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV£ 254540 KLASSE 49 δ. GRUPPE

OTTO FEZER in ULM a. D.

Leitspindelmutter.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1910 ab.

zwar Differentialvorschubgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltvorrichtungeri mit Differentialvorschub für Werkzeugmaschinen, insbesondere Kaltsägen u. dgl., bei denen der Vorschub des Werkzeugschlittens durch gleichzeitiges Verdrehen einer Gewindespindel und zugehöriger Mutter mit verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgt, wobei die Regelung des Vorschubes den Schwankungen des Arbeitswiderstandes entsprechend selbsttätig vor sich geht.

Es sind

bekannt, bei denen durch Auswechseln eines Rades verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten erzielt werden können, jedoch fehlt diesen eine selbsttätige Regelung des Vorschubes entsprechend dem Arbeitsdruck. Derartige Regelungseinrichtungen sind nun allerdings auch bekannt, jedoch findet bei diesen eine Regelung des Vorschubes nur bei Erreichung" " eines bestimmten Maximums des Arbeitswiderstandes statt, indem alsdann eine Klauenkupplung ausgerückt wird, bei geringeren Schwankungen dieses Widerstandes tritt aber keine Regelung des Vorschubes ein. Es haftet diesen Einrichtungen daher der Nachteil ungenügender Empfindlichkeit an; sofern jedoch eine Empfindlichkeitsänderung ermöglicht werden soll, muß diese von Hand durch Spannen oder Entspannen einer Feder ausgeführt werden. Den Erfindungsgegenstand bildet nun eine Schaltvorrichtung mit Differentialvorschub und selbsttätiger Regelung desselben entsprechend den Schwankungen des Arbeitswiderstandes, und zwar derart, daß selbst die geringsten Schwankungen desselben sofort auf das Vorschubgetriebe sicher übertragen werden, so daß Überlastungen des Werkzeuges vollkommen ausgeschlossen sind.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine mit einer Reibungskupplung vereinigte Klauenkupplung die lose auf der Antriebswelle laufende Antriebsscheibe durch die besondere Gestaltung ihrer Klauen infolge der Schwankungen des Arbeitswiderstandes auf der Antriebswelle verschiebt.' Dadurch wird der Durchmesser einer in bekannter Weise als Expansionsscheibe ausgebildeten Riemenscheibe eines an sich bekannten Differentialvorschubgetriebes verändert, wodurch eine Änderung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Vorschubspindel und deren im Werkzeugschlitten drehbar, aber nicht verschiebbar gelagerten Mutter eintritt. Nach beendetem Arbeitsvorgang wird durch eine zwischen die Antriebsscheibe und die Reibscheibe der Reibungskupplung eingeschaltete Feder das Ausrücken dieser Kupplung bewirkt, was den selbsttätigen Rückgang des Werkzeugschlittens mit größerer Geschwindigkeit als der Vorschub zur Folge hat. Denn hierbei bleibt die Antriebswelle und mit ihr die Mutter der Vorschubspindel stehen, wogegen letztere von der durch die Antriebsscheibe weitergedrehten Expansionsscheibe fortbewegt wird. Der Rückgang des Werkzeugschlittens erfolgt sonach mit dem Maximum der relativen Geschwindigkeit¹ des Diffe-

rentialgeti'iebes, d. h. der vollen Steigung· des Gewindes der Vorschubspindel.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der beiliegenden Zeichnung an einer Kaltsäge in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert:

Fig. ι ist ein Längsschnitt,
Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. i.

ίο Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab das Differentialgetriebe nebst Antrieb.im Längsschnitt.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die die Geschwindigkeitsänderung des einen Riemen-Scheibenansatzes bewirkende Expansionsriemenscheibe in ihrer kleinsten Gestalt nach der Linie C-D der Fig. 3, und

Fig. 5 zeigt vergrößert schematisch die Gestaltung der Klauen der zum Antrieb des Differentialgetriebes gehörenden Klauenkupplung.

Die im Maschinengestell in ihrer Längsrichtung unbeweglich gelagerte Antriebswelle ι trägt lose laufend eine auf ihr verschiebbare Antriebsscheibe 2, deren Nabe rechts bei 3 (Fig. 1 und 3) als Teil einer Reibungskupplung ausgebildet ist, welche mit einer ebenfalls auf der Welle 1 lose laufenden Reibungsscheibe 4 zusammenarbeitet, deren eine Seite mit schrägen Klauen 5 (Fig. 5) versehen ist, welche in entsprechende Klauen 5^a eines mit der Welle 1 durch einen Keil o. dgl. verbundenen, gegen Verschiebung gesicherten Mitnehmers 6 eingreifen.

Zwischen die Naben der Riemenscheibe 2 und der Reibungsscheibe 4 ist eine Druckfeder 7 eingeschaltet, welche diese beiden Scheiben bei Stillstand der Maschine außer Eingriff hält.

Links von der Antriebsscheibe 2 sind auf der Welle 1 zwei Riemenscheiben 9 und 10 (Fig. ι und 3) angeordnet, von denen 9 fest auf der Welle 1 sitzt, während 10 lose laufend angebracht ist und durch Reibung mitgenommen wird. Diese Scheibe 10 ist als Expansionsscheibe ausgebildet, d. h. ihr Durchmesser ist veränderlich. Sie besteht nämlich in bekannter Weise aus einer beliebigen Anzahl von Segmenten (Fig. 4), die zu beiden Seiten der Riemenlauffläche mit Eindrehungen versehen sind, in denen endlose Schraubenfedern 11 liegen, die das Bestreben haben, die Teile der Scheibe 10 zusammenzuziehen. Die Bohrung der Scheibe 10 ist nach beiden Seiten gleichmäßig kegelförmig gestaltet. In diese Hohlkegel greift einerseits die auf der Welle ι feste Riemenscheibe 9 mit einem entsprechenden Kegelansatz und andererseits die verschiebbare Antriebsscheibe 2 mit ihrem Kegel 12 ein. Da der Kegel 12 genau demjenigen der Scheibe 9 entspricht und letzterer der Scheibe 10 nur als festes Widerlager dient, so wird diese bei Verschiebung der Scheibe 2 nach links durch deren Kegel 12 in ihrer ganzen Breite gleichmäßig ausgedehnt, während beim Rückgang der Scheibe 2 die Scheibe 10 durch die Federn 11 wieder gleichmäßig zusammengezogen wird.

Die beiden Riemenscheiben 9 und 10 stehen durch Riemen 13 und 14 mit den gleich großen Riemenscheiben 15 und 16 (Fig. 1 und 3) in Verbindung, von denen 15 fest mit der im Werkzeugschlitten iy drehbar, aber nicht verschiebbar gelagerten Mutter 18 verbunden ist, während die Scheibe 16 durch einen Keil 19, der sich in einer Längsnut 20 der Leitspindel 21 führt, die Vorschubspindel in Drehung versetzt und andererseits lose auf der Nabe der Scheibe 15 läuft. Um ein Lockerwerden des durch die Dimensionsänderungen der Scheibe 10 in seiner Spannung veränderlich beeinflußten Riemens 14 zu vermeiden, wird derselbe der Wirkung irgendeiner bekannten Riemenspannvorrichtung ausgesetzt, die ihn in stets gleicher Spannung erhält, jedoch in der Zeichnung der Deutlichkeit halber fortgelassen ist.

Die Wirkungsweise dieser neuen Schaltvorrichtung ist folgende:

Die Maschine wird durch Einrücken der Reibungskupplung 3,4, was in beliebiger Weise z. B. unmittelbar von Hand geschehen kann, inTätigkeit gesetzt, indem die Scheibe 4 durch die Klauen 5, 5^a den Mitnehmer 6 und durch diesen die Welle 1 in Drehung versetzt, welche die Bewegung beispielsweise durch Schnecken- und Rädergetriebe auf das Werkzeug 8 überträgt, wobei die Scheiben 2 und 4 bzw. 'die Reibungskupplung durch die dabei auftretende Druckwirkung der gegeneinander arbeitenden schrägen Flächen y der Klauen 5 (des losen) und ζ^α (des festen Teiles) der Klauenkupplung bzw. Mitnehmers 6 infolge der Wirkung des beim Arbeiten der Maschine von dem Arbeitswiderstand erzeugten, von den Klauen 5, ζ^α übertragenen Drehmoments in sicheren Eingriff gehalten werden.

Bei der Drehung der AVelle 1 wird durch die auf ihr festsitzende Riemenscheibe 9 und ' den Riemen 13 die Riemenscheibe 15 (Fig. 3) und mit dieser auch die mit ihr fest vereinigte Mutter 18 gedreht. Gleichzeitig würde durch die Expansionsriemenscheibe 10, die durch die Reibung zwischen ihrem rechtsseitigen Hohlkegel und dem in diesen hineingreifenden Kegel 12 der Scheibe 2 mitgenommen wird, und durch den Riemen 14 auch die Scheibe 16 in Drehung versetzt, welche durch den Keil 19 die Spindel 21 dreht.

Da die Scheibe 10 bei normalem Gang der Maschine einen etwas geringeren Durchmesser hat als die Scheibe 9, so dreht sich die

Spindel 21 etwas langsamer als die Mutter 18. Aus dem Produkt der Differenz der Umdrehungszahlen zwischen Spindel und Mutter sowie der Steigung des Gewindes der Spindel 21 ergibt sich der Vorschub des Werkzeugschlittens 17 und des Werkzeuges 8.

Dreht sich z. B. die Mutter 18 mit 200 und die Spindel 21 mit 195 Umdrehungen in der Minute, und beträgt die Steigung des Gewindes der Spindel 12 mm, so ist der normale A⁷OrSChUb des Werkzeuges 8 in der Minute = (200 — 195) χ 12 mm = 5 X 12 = 60 mm. Sobald sich nun der Arbeitswiderstand der Säge 8 aus irgendeinem Grunde erhöht, so wird dadurch naturgemäß das Drehmoment der Scheibe 2 gesteigert, was zur Folge hat, daß die schrägen Flächen ζ der Klauen 5 der Scheibe 4 auf den zugehörigen Flächen ζ der Klauen 5» des Mitnehmers 6 in der Pfeilrichtung gleiten (Fig. 5), wodurch die Scheibe 4 die Riemenscheibe 2 nach links verschiebt, durch deren Kegel 12 alsdann die Scheibe 10 ausgedehnt wird. Die Vergrößerung des Durchmessers der Scheibe 10 hat aber sofort eine Verringerung der Geschwindigkeit der Spindel 21 gegenüber der Mutter 18 zur Folge, so daß sich dementsprechend auch sofort der Vorschub verringert.

Steigert sich der Arbeitswiderstand derart,

daß der durch die Flächen ζ der Klauen 5, 5« nach links verschobene Kegel 12 den Durchmesser der Scheibe 10 dem der Scheibe 9 gleich werden läßt, so wird 'der Vorschub gleich Null. Wird infolge allzu großen

Arbeitswiderstandes der Durchmesser der Scheibe 10 um ein geringes größer als der der Scheibe 9, so findet ein Rückgang des Werkzeugschlittens 17 statt, weil in diesem Fall die Geschwindigkeit der Spindel 21 etwas größer

wird als die der Mutter 18.

Beginnt der Arbeitsdruck abzunehmen, so tiitt die entgegengesetzte Wirkung ein, d.h. die Scheibe 2 bewegt sich infolge des bei abnehmendem Arbeitswiderstand schwächer werdenden Drehmoments auf Grund der zusammenziehenden Wirkung der Federn 11 auf die einzelnen Teile der Scheibe 10 nach rechts, so daß sich der Durchmesser der Scheibe 10 . wieder verringert und damit der Vorschub wieder vergrößert, weil sich dabei die Geschwindigkeit der Spindel 21 gegenüber derjenigen der Mutter 18 vermindert.

Hat das Werkzeug 8 seine Arbeit verrichtet, so daß sein AViderstand gleich Null geworden ist, so kommt die Feder 7 zur Wirkung und bringt die Reibungsscheibe·4 außer Eingriff mit der Scheibe 2, so daß, da nunmehr die Reibungskupplung 3, 4 ausgerückt ist, in demselben Augenblick die Welle 1 mit der Scheibe 9 und mit dieser auch die Scheibe 15 samt Mutter 18 stehen bleibt, während die lose auf der Welle 1 sitzende Scheibe 2 selbst sowie die Scheiben 10 und 16 und damit auch die Spindel 21 mit voller Geschwindigkeit, d. h. dem Maximum der relativen Geschwindigkeit zwischen Mutter und Spindel weiterlaufen. Dabei kann die Scheibe 9 deshalb nicht von der Scheibe 10 mitgenommen werden, weil die Reibung zwischen beiden viel geringer ist als der Reibungswiderstand der Welle ι samt dem Getriebe des Werkzeuges 8. Gegebenenfalls' ließen sich zwischen den Kegel der Scheibe 9 und den zugehörigen Hohlkegel der Scheibe 10 auch noch reibungmindernde Mittel einfügen. Durch diesen Vorgang wird die Rückbewegung des Werkzeugschlittens 17 nach beendetem Arbeitsgang selbsttätig, und zwar mit erheblich größerer Geschwindigkeit als der Vorschub, nämlich mit der vollen Steigung des Gewindes der Spindel 21, erzeugt.

Hieraus ergibt sich, daß sich der Vorschub des Werkzeuges andauernd entsprechend dem Arbeitswiderstand selbsttätig regelt, so daß Überlastungen des Werkzeuges völlig ausgeschlossen sind.

Claims

Patent-Anspruch:

Vorrichtung zur Regelung des Vorschubes an Kaltsägen und ähnlichen Werkzeugmaschinen mittels einer Differentialbewegung zwischen Leitspindel und Leitspindelmutter, dadurch gekennzeichnet, daß eine die bewegliche Hälfte (5) einer Klauenkupplung (5, 5^α) tragende Reibscheibe (4) die einerseits mit der Reibfläche (3), andererseits mit einer konischen Verlängerung (12) der Nabe versehene Antriebsscheibe (2) infolge der Aneinanderbewegung der Kupplungshälften auf Grund des veränderlichen Arbeitswiderstandes verschiebt und dadurch den Durchmesser einer die Leitspindel (21) antreibenden Expansionsscheibe (10) vergrößert oder verkleinert, so daß die Umdrehungszahl der Leitspindel (21) gegenüber der Umdrehungszahl der von der Scheibe (9) über die Scheibe (15) angetriebenen Leitspindelmutter (18) ebenfalls vergrößert bzw. verkleinert und damit Vorschub, Stillstand oder Rückgang des Werkzeugschlittens bewirkt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.