DE2551691C3 - Mechanical switching device for clutches of main drives of cutting machine tools - Google Patents

Mechanical switching device for clutches of main drives of cutting machine tools

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    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/04—Ratio selector apparatus
    • F16H59/041—Ratio selector apparatus consisting of a final output mechanism, e.g. ratio selector being directly linked to a shiftfork

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Schalteinrichtung für Schaltkupplungen von Hauptantrieben spanabhebender Werkzeugmaschinen, insbes. Drehmaschinen, bei der eine einen Handgriff tragende horizontale Welle und eine mit dem beweglichen Element der Kupplung kinematisch verbundene vertikale Welle miteinander mittels einer Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung von der horizontalen Welle auf die vertikale Welle verbunden sind.The invention relates to a mechanical switching device for clutches of main drives Cutting machine tools, especially lathes, in which a handle carrying a handle horizontal shaft and a vertical shaft kinematically connected to the movable element of the coupling Shaft with each other by means of a device for transmitting the rotary motion from the horizontal Shaft connected to the vertical shaft.

Eine solche Schalteinrichtung ist im wesentlichen aus der 1973 in Moskau erschienenen Betriebsanleitung für Dreh- und Gewindeschneidmaschinen der Modelle 16K20, 16K20P, I6K20G und I6K25 der Moskauer Werkzeugmaschinenfabrik »Roter Proletarier« (vgl. S. 48) bekannt.Such a switching device is essentially from the operating instructions published in Moscow in 1973 for Turning and threading machines of the models 16K20, 16K20P, I6K20G and I6K25 from Moscow Machine tool factory "Red Proletarian" (see p. 48) known.

Bei der bekannten Schalteinrichtung gehören zur Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung von der horizontalen Welle auf die vertikale Welle zwei Kurbeln, deren eine an der horizontalen Welle befestigt ist und in der mittleren Stellung senkrechi aufragt, während die andere an der vertikalen Welle parallel zur horizontalen Welle waagerecht befestigt ist. Die Enden dieser Kurbeln sind miteinander mittels einer Stange verbunden, so daß ein Drehen der horizontalen Welle zu einer entsprechenden Drehung der vertikalen WelleIn the known switching device belong to the device for transmitting the rotary movement of the horizontal shaft on the vertical shaft two cranks, one of which is attached to the horizontal shaft is and rises vertically in the middle position, while the other on the vertical shaft parallel to horizontal shaft is fixed horizontally. The ends of these cranks are connected to each other by means of a rod connected so that rotation of the horizontal shaft corresponds to rotation of the vertical shaft

führt- An deren oberem Ende sitzt ein Zahnsegment, welches mit einer Zahnstange kämmt, die am beweglichen Element der Kupplung angreift. Eine Bewegung des Handgriffs aus der mittleren Stellung heraus nach einer Seite bewirkt eine entsprechende Bewegung der Zahnstange und ein Einrücken der Kupplung in einem Drehsinn, während eine Bewegung des Handgriffs zur anderen Seite hin in entsprechender Weise das Einrücken der Kupplung im entgegengesetzten Drehsinn bewirkt.- At the upper end there is a tooth segment, which meshes with a rack that engages the movable element of the coupling. A movement of the handle from the middle position to one side causes a corresponding movement of the Rack and engagement of the clutch in one direction of rotation while the handle is moved to on the other hand, the engagement of the clutch in the opposite direction of rotation in a corresponding manner causes.

Zu Beginn der Drehung der horizontalen Welle aus der Mittelstellung heraus ist das auf die vertikale Welle übertragene Drehmoment verhältnismäßig klein und nimmt mit größer werdender Kraft, die zum Zusammendrücken der Kupplungsscheiben dient, zu. Gleichzeitig damit nimmt die Länge der Projektion des Kurbelarms der horizontalen Welle auf die Achse der vertikalen Welle und die des Kurbelarmes der letzteren auf die Achse der horizontalen Welle ab, was zu einer zusätzlichen Steigerung der von der Bedienungsperson am Griff aufzubringenden Kraft führuAt the beginning of the rotation of the horizontal shaft out of the middle position, this is on the vertical shaft transmitted torque is relatively small and decreases with increasing force, which leads to compression the clutch plates is used, too. Simultaneously with this, the length of the projection of the Crank arm of the horizontal shaft on the axis of the vertical shaft and that of the crank arm of the latter on the axis of the horizontal shaft, resulting in an additional increase of the operator force to be applied to the handle

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beseitigung des erwähnten Nachteils eine mechanische Schalteinrichtung für Schaltkupplungen von Hauptantrieben spanabhebender Werkzeugmaschinen der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der trc;z beträchtlicher Steigerung des Drehmomentes die Kraft klein bleibt, weiche die Bedienungsperson am Griff zur Einschaltung der Kupplung anlegen muß.The object of the invention is to provide a mechanical switching device while eliminating the disadvantage mentioned for clutches of main drives of metal-cutting machine tools of the type mentioned at the beginning To create a type in which trc; z a considerable increase in the torque, the force remains small, soft the operator must put on the handle to engage the clutch.

Diese Aufgabz ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Achsen der horizontalen Welle und der vertikalen Welle in einer Ebene liegen und daß die Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung nach Art eines Malteserkreuzgetriebes ausgebildet ist, welches aus einem einen Zapfen tragenden, an der horizontalen Welle befestigten Antriebsglied und aus einem eine Nut aufweisenden, an der vertikalen Welle befestigten Abtriebsglied besteht.This Aufgabz is achieved according to the invention in that the axes of the horizontal shaft and the vertical shaft lie in one plane and that the device for transmitting the rotary movement according to Kind of a Maltese cross gear is formed, which consists of a journal bearing on the horizontal shaft attached drive member and from a having a groove on the vertical shaft attached output member consists.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist in der horizontalen Welle senkrecht zu deren Achse eine für den Durchtritt der vertikalen Welle vorgesehene durchgehende Bohrung vorgesehen, in der ein sphärisches Gleitlager mit einem in der horizontalen Welle befestigten Außenring und einem an der vertikalen Welle befestigten Innenring angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung ist die horizontale Welle durch das sphärische Gleitlager zusätzlich gestützt.According to an advantageous embodiment of the invention, the horizontal shaft is perpendicular to the axis of which is provided with a through hole provided for the passage of the vertical shaft, in which a spherical plain bearing with an outer ring fastened in the horizontal shaft and one on the vertical shaft attached inner ring is arranged. In this training, the horizontal wave is through the spherical plain bearing is additionally supported.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der Zapfen des Antriebsgliedes eine drehbar gelagerte Rolle trägt, die tonnenförmig ausgebildet und in der Nut des Abtriebsgliedes geführt ist. Diese Ausbildung ist konstruktiv einfach, und es treten nur minimale Reibungsverluste auf.It is also useful if the pin of the drive member carries a rotatably mounted roller that is barrel-shaped and guided in the groove of the output member. This training is constructive simple, and there are only minimal frictional losses.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die geometrische Achse der Rolle mit der Achse der horizontalen Welle einen Winkel von 45" einschließt, weil dann der bei den Bewegungen auftretende Schlupf minimal wird.Finally, it is useful if the geometric axis of the roller coincides with the axis of the horizontal shaft encloses an angle of 45 "because the slip that occurs during the movements is then minimal.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ermöglicht es, mit relativ geringen Betätigungskräften am Griff ausreichende Einrückkräfte für das bewegliche Element der Kupplung zu erzielen, was die Ermüdung der Bedienungsperson verringert. Die Schalteinrichtung ist dabei konstruktiv und in der Herstellung einfach sowie betriebssicher.The switching device according to the invention makes it possible to operate the handle with relatively low operating forces To achieve sufficient engagement forces for the moving element of the clutch, which reduces the fatigue of the Operator reduced. The switching device is constructive and simple to manufacture as well operationally reliable.

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbcispiels an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the description of an exemplary embodiment with reference to the drawing explained. It shows

Fig. I eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung imFig. I a switching device according to the invention in

Schnitt,Cut,

F i g, 2 die Ansicht nach Pfeil Λ in F i g, I,Fig. 2 the view according to arrow Λ in Fig. I,

F i g. 3 die drei Stellungen des Handgriffs.F i g. 3 the three positions of the handle.

Die mechanische Sehalteinrichtung für die Schaltkupplung einer spanabhebenden Werkzeugmaschine hat eine horizontale Welle l (Fig. 1), die im Maschinenbett 2 gelagert ist. Die Welle ! besteht aus zwei Teilen a und b, die miteinander starr verbunden sind. An dem einen Ende der Welle 1 ist eine Nabe 3 befestigt, in der eine Rasteinrichtung 4 untergebracht istt die aus einer Kugel 5 und einer Feder 6 besteht In der Nabe 3 ist ein Handgriff 7 starr befestigt.The mechanical holding device for the clutch of a cutting machine tool has a horizontal shaft 1 (FIG. 1) which is mounted in the machine bed 2. The wave ! consists of two parts a and b, which are rigidly connected to each other. At one end of the shaft 1, a hub 3 is fixed, is housed in a locking device 4 t consisting of a ball 5 and a spring 6 is made in the hub 3, a handle 7 is fixedly mounted.

Im Maschinenbett 2 ist in Lagern 8 und 9 eine vertikale Welle 10 angeordnet Diese vertikale Welle 10 ist mit dem beweglichen Element Il einer Schaltkupplung 12 kinematisch verbunden, das längs einer Antriebswelle 13 verschiebbar angeordnet ist.A vertical shaft 10 is arranged in bearings 8 and 9 in the machine bed 2. This vertical shaft 10 is with the movable element II of a clutch 12 kinematically connected, which is arranged displaceably along a drive shaft 13.

Zur Kupplung 12 gehören zwei Kupplungshälften 14 und 15, die auf der Antriebswelle 13 zu beiden Seiten des beweglichen Elements 11 sitzen.The coupling 12 includes two coupling halves 14 and 15, which are on the drive shaft 13 on both sides of the movable element 11 sit.

Jede der Kupplungshälftcn 54 und 15 ist mit einem Zahnrad 16 bzw. 17 starr verbunden, wcches einen Support, einen Schlitten od. dgl. in der einen bzw. anderen Richtung antreibt.Each of the coupling halves 54 and 15 is provided with a Gear 16 or 17 rigidly connected, wcches a support, a slide or the like. other direction.

Die kinematische Kette, die die vertikale Welle 10 mit der Schaltkupplung 12 verbindet, besteht aus einem Zahnrad 18 am Ende der vertikalen Welle 10, welches mit einer Zahnstange 19 kämmt, die ihrerseits über einen Steg 20 mit dem beweglichen Element 11 der Kupplung 12 verbunden ist. Die geometrischen Achsen cund i/der Wellen 1 und 10 liegen in einer Ebene.The kinematic chain that connects the vertical shaft 10 to the clutch 12 consists of one Gear 18 at the end of the vertical shaft 10, which meshes with a rack 19, which in turn over a web 20 is connected to the movable element 11 of the coupling 12. The geometric axes c and i / of waves 1 and 10 lie in one plane.

Im Teil b der horizontalen Welle 1 ist eine durchgehende Bohrung 21 zum Durchtritt der vertikalen Welle 10 ausgeführt. In dieser Bohrung ist ein sphärisches Gleitlager 22 angeordnet, dessen Außenring 23 im Teil öder Welle 1 sitzt und dessen Innenring 24 die vertikale Welle 10 umfaßt. Das Lager 22 wirkt auch als Stütze für die horizontale Welle 1.In part b of the horizontal shaft 1, a through hole 21 is made for the vertical shaft 10 to pass through. In this bore a spherical slide bearing 22 is arranged, the outer ring 23 of which sits in the part or shaft 1 and the inner ring 24 of which surrounds the vertical shaft 10. The bearing 22 also acts as a support for the horizontal shaft 1.

Zur Übertragung der Drehbewegung der horizontalen Welle 1 auf die vertikale Welle 10 dient ein Getriebe 25 nach Art eines Malteserkreuzgetriebes. Das verbindende Element dieses Getriebes 25 ist eine tonnenförmig ausgebildete Rolle 26, die auf einem Zapfen 27 gelagert ist, welcher in einem Antriebsglied 28 starrA transmission is used to transmit the rotary movement of the horizontal shaft 1 to the vertical shaft 10 25 in the manner of a Maltese cross gear. The connecting element of this gear 25 is barrel-shaped formed roller 26 which is mounted on a pin 27 which is rigid in a drive member 28

befestigt ist Dabei stellt das Antriebsglied 28 einen auskragenden Fortsatz des Teils b der Welle 1 dar.The drive member 28 represents a cantilevered extension of part b of the shaft 1.

Das Abtriebsglied 29 dies einem Mniteserkreuzgeiriebe ähnlichen Getriebes 25 ist ein ähnlicher Fortsatz einer Schelle, die auf einem entsprechend ausgebildeten Abschnitt der vertikalen Welle 10 mittels Schraubenbolzen festgeklemmt ist. Im Abtriebsglied 29 ist eine Nut 3t ausgeführt, welche die tonnenförmige Rolle 26 beidseitig umfaßtThe output member 29 is a Mniteserkreuzgeiriebe Similar gear 25 is a similar extension of a clamp that is trained on a corresponding Section of the vertical shaft 10 is clamped by means of screw bolts. In the output member 29 is a groove 3t executed, which includes the barrel-shaped roller 26 on both sides

Um einen minimalen Schlupf der Rolle 26 bei deren Abwälzen längs der Seitenflächen der Nut 31 zu gewährleisten, ist die Rolle 26 so im Antriebsglied 28 angeordnet, daß ihre Achse mit der Achse c einen Winkel von etwa 45° bildetIn order to ensure minimal slippage of the roller 26 when it rolls along the side surfaces of the groove 31, the roller 26 is arranged in the drive member 28 that its axis forms an angle of about 45 ° with the axis c

Der Betrieb der beschriebenen Schalteinrichtung verläuft wie folgt:The operation of the switchgear described is as follows:

Die Bedienungsperson d-eht den Handgriff 7 aus der mittels der Kugel 5 fixierten neutralen Mittelstellung in eine der beiden Endstellungen. Zusammen mit der Drehung der horizontalen Welle ! kommt es dadurch zur Schwenkung des Antriebsglieds: 28. und die Rolle 26 drückt auf eine der Seitenflächen der im Abtriebsglied 29 ausgeführten Nut 31 und bewirkt die Drehung der vertikalen Welle 10 und damit des Zahnrades IS. Dieses verschiebt die Zahnstange 19, die über den Steg 20 das bewegliche Element 11 der Kupplung längs der Antriebswelle 13 verschiebt. Je nach der Drehrichtung des Handgriffes 7 schaltet das bewegliche Element U eine der Kupplungshälften 14 oder 15 ein. Hierdurch wird die Drehbewegung von der Weile 13 auf das jeweilige Zahnrad 16 bzw. 17 übertragen.The operator d-ehts the handle 7 from by means of the ball 5 fixed neutral center position in one of the two end positions. Together with the Rotation of the horizontal shaft! this causes the drive link to pivot: 28. and the roller 26 presses on one of the side surfaces of the output member 29 executed groove 31 and causes the rotation of the vertical shaft 10 and thus the gear IS. This moves the rack 19, which via the web 20, the movable element 11 of the coupling along the Drive shaft 13 moves. Depending on the direction of rotation of the handle 7, the movable element U switches one of the coupling halves 14 or 15. This changes the rotary movement from the shaft 13 to the respective gear 16 and 17 transferred.

Bei der fortschreitenden Drehung des Handgriffes 7 aus der neutralen Mittelstellung in eine der Endstellungen läuft die Rolle 26 in der Nut 31 relativ zum Abtriebsglied 29 nach außen in Richtung zu größeren Halbmessern, wodurch die Länge des Hebelarms der angreifenden Kraft zunimmt. Infolgedessen nimmt bei gleichbleibender Kraft am Handgriff 7 das von der horizontalen Welle 1 auf die vertikale Welle 10 übertragene Drehmoment stetig zu und erreicht seinen r,\aximalen Wert am Ende des Ganges des beweglichen Elementes II, d.h. im Endstadium des Einriickens der Kupplung 12, wenn die größte Kraft zwischen den Kupplungsteilen übertragen werden muß.With the progressive rotation of the handle 7 from the neutral central position into one of the end positions the roller 26 runs in the groove 31 relative to the output member 29 outwards in the direction of larger ones Radius, which increases the length of the lever arm of the applied force. As a result, it is increasing constant force on the handle 7 that of the horizontal shaft 1 on the vertical shaft 10 transmitted torque increases steadily and reaches its maximum value at the end of the gear of the moving Element II, i.e. in the final stage of the engagement of the Coupling 12 when the greatest force has to be transmitted between the coupling parts.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche;Claims; 1. Mechanische Schalteinrichtung for Schaltkupplungen von Hauptantrieben spanabhebender Werkzeugmaschinen, insbes. Drehmaschinen, bei der eine einen Handgriff tragende horizontale Welle und eine mit dem beweglichen Element der Kupplung kinematisch verbundene vertikale Welle miteinander mittels einer Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung von der horizontalen Welle auf die vertikale Welle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der horizontalen Welle (1) und der vertikalen Welle (10) in einer Ebene liegen und daß die Vorrichtung (25) zur Übertragung der Drehbewegung nach Art eines Malteserkreuzgetriebes ausgebildet ist, welches aus einem einen Zapfen (27) tragenden, an der horizontalen Welle (1) befestigten Antriebsglied (28) und aus einem eine Nut (31) aufweisenden, an der vertikalen Welle (10) befestigten Abtriebsglied (29) besteht.1. Mechanical switching device for clutches of main drives of cutting machine tools, esp. Lathes, in the one a horizontal shaft carrying a handle and one with the movable element of the coupling kinematically connected vertical shaft to each other by means of a device for transmitting the Rotational movement of the horizontal shaft connected to the vertical shaft, characterized in that the axes of the horizontal shaft (1) and the vertical shaft (10) in one Level lie and that the device (25) for transmitting the rotational movement in the manner of a Maltese cross gear is formed, which consists of a pin (27) bearing on the horizontal shaft (1) fixed drive member (28) and a groove (31) having on the vertical shaft (10) attached output member (29). 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der horizontalen Welle (1) senkrecht zu deren Achse (c) eine für den Durchtritt der vertikalen Welle (10) vorgesehene durchgehende Bohrung (21) vorgesehen ist, in der ein sphärisches Gleitlager (22) mit einem in der horizontalen Welle (1) befestigten Außenring (23) und einem an der vertikalen Welle (10) befestigten Innenring (24) angeordnet ist.2. Switching device according to claim 1, characterized in that a through bore (21) provided for the passage of the vertical shaft (10) is provided in the horizontal shaft (1) perpendicular to its axis (c), in which a spherical slide bearing ( 22) is arranged with an outer ring (23) fastened in the horizontal shaft (1) and an inner ring (24) fastened on the vertical shaft (10). 3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zt^ /fen (27) des Antriebsgliedes (28) eine drehbar gelagerte Rolle (26) trägt, die tonnenförmig ausgebildet ad in der Nut (31) des Ablriebsgliedes (29) geführt ist.3. Switching device according to claim 1, characterized in that the Zt ^ / fen (27) of the drive member (28) carries a rotatably mounted roller (26), which is barrel-shaped ad is guided in the groove (31) of the abrasive member (29). 4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Achse der Rolle (26) mit der Achse der horizontalen Welle (1) einen Winkel von etwa 45° einschließt.4. Switching device according to claim 3, characterized in that the geometric axis of the Roller (26) encloses an angle of about 45 ° with the axis of the horizontal shaft (1).
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