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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 282686 ~ KLASSE 49 b. GRUPPE

OTTO FEZER in ULM.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juli 1912 ab.

Bei Kaltsägen und ähnlichen Werkzeugmaschinen ist es bekannt, den Vorschub je nach dem Arbeitsdruck selbsttätig durch eine Differentialbewegung zwischen der Leitspindel und der Leitspindelmutter zu regeln.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine auf diesem Prinzip beruhende Vorrichtung, bei welcher die Regelung des Vorschubes einerseits von dem Werkzeugwiderstand —

ίο bei Sägen vom Drehmoment des Sägeblattes ■— und andererseits vom Anpressungswiderstand (durch die Vorschubgeschwindigkeit bedingt) abhängt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das Ein- und Ausrücken des Vorschubes sowie das Vor- und Rückwärtsschalten des Werkzeugschlittens durch Spannen oder Entspannen zweier die Differentialbewegung zwischen Leitspindel und Leitspindelmütter vermittelnder Riemen erfolgt, die unter dem Einfluß von gewichtsbelasteten Spannrollen stehen, auf welche sich die Wirkung der vorerwähnten Widerstände selbsttätig überträgt, solange die Maschine eingerückt ist.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform an einer Kaltsäge näher erläutert. Es ist

Fig. ι ein Längsschnitt nach Linie A-B der Fig. 4,

Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine teilweise geschnittene Endansicht von links,

Fig. 4 eine Endansicht von rechts,

Fig. 5 eine Rückansicht der Fig. 1 bzw. 2, Fig. 6 eine Einzelheit in größerem Maßstab,

Fig. 7 ein Querschnitt nach Linie C-D der Fig. 2, von rechts gesehen,

Fig. 8 ein Querschnitt nach Linie E-F der Fig. 2, von links gesehen,

Fig. 9 ein Querschnitt nach Linie G-H der Fig. 2, von links gesehen,

Fig. 10 ein Querschnitt nach Linie T-K der Fig. 9, von links gesehen,

Fig. 11 bis 16 schematische Darstellungen verschiedener Stellungen der Riemenspannrollen.

DieAntriebswelle 1 ruht in einer langen, mit dem Werkzeugschlitten 2 fest verbundenen Büchse 3, auf welcher die Antriebsscheibe 4 lose laufend angeordnet ist. Ferner ist mit der Welle 1 eine Büchse 5 durch einen Keil 6 fest verbunden, auf welcher die Leerscheibe 7 lose drehbar ist. Die Antriebsscheibe 4 steht mit der Büchse 5 durch eine stets in Eingriff befindliche Klauenkupplung 8 in fester Verbindung, so daß die Welle 1 bei Drehung der Scheibe 4 durch die Kupplung 8 und die Büchse 5 mitgenommen wird (Fig. 1). Auf dem hinteren Ende der Welle 1 sind nebeneinander zwei Riemenscheiben 9 und IO aufgekeilt, von denen die Scheibe 9 einen kleineren

Durchmesser hat als die Scheibe 10. Die bei- j den Riemenscheiben 9 und 10 stehen durch i offene Riemen 11 bzw. 12 mit zwei gleich gro- ] ßen Riemenscheiben 13 und 14 in Verbindung, die sich somit in demselben Sinne drehen wie | die Scheiben 9 und 10 (Fig. t). Die Riemen- ! scheibe 13 läuft lose auf einer Verlängerung ; der Leitspindelmutter 15, mit welcher die Riemenscheibe 14 fest verbunden ist. Die Mutter

ip 15 ist in einer Büchse 16 gelagert. Die Leitspindel 17, welche durch die Mutter 15 hin- j durchgeht, ist mit der Riemenscheibe 13 durch i eine Mitnchmerbüchse iS gekuppelt, die einer- ! . seits an der Scheibe 13 versehraubt ist und j

andererseits mittels zweier Keile 19 in lange Führungsnuten 20 der Leitspindel 17 eingreift. Die Leitspindel 17 ist an ihrem vorderen Ende im Maschinengestell 21 drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert und mit einem Handrad 22 versehen. Zum Zweck des Spannens und Entspannens der Riemen 11 und T2 ist für jeden derselben eine Spannrolle 23 bzw. 24 (Fig. 4,9 und 10) vorgesehen, die lose auf Bolzen 25, 26 sitzen. Bolzen 25 der Rolle-23 ist in einem Hebel 27 und der Bolzen 26 der Rolle 24 in einem Hebel 28 befestigt. Die Hebel 27, 28 stehen durch einen Bolzen 29 mit einem Arm 30 (Fig. 2, 4 und 9) in Verbindung, der mittels einer Stellschraube 31 ver- und feststellbar mit einer in dem Lager 32 ruhenden Welle 33 verbunden ist. Der Hebel 27 ist fest auf einer lose um den Bolzen 29 drehbaren Hülse 34 (Fig. 6), deren Bund gleichzeitig die Nabe für einen Gewichtshebel 35 (Fig. 2, 4 und 9) bildet, der ein verstellbares Gewicht 36 trägt (Fig. 4, 6, 9 und 10). Der Hebel 28 ist mit dem Bolzen 29 und dadurch mit dem Arm 30 fest verbunden. Auf der den Spannrollen 23, 24 entgegengesetzten Seite trägt die Nabe des Armes 30 ein verstellbares Gewicht 37, das einerseits als Gegengewicht für die Spannrollen und ihr Hebelwerk dient, andererseits aber auch das Ausschalten des Vorschubmechanismus beeinflußt (Fig. 2, 3 und 9). Die Welle 33 trägt auf ihrem anderen Ende ein festes Zahnsegment 38 (Fig. 2, 3 und 7), das mit einem gleichen Segment 39 in Eingriff steht, welch letzteres mit der Büchse 59 fest verbunden ist. Diese Büchse 59 ist mit Nut und Feder auf einer Welle 40 angeordnet, die in dem Lager 32 drehbar und verschiebbar gelagert ist, und auf deren einem Ende ein Handhebel 41 sitzt, der zur Verschiebung und Verdrehung der AVelle 40 dient (Fig. 2 und 7). An · die Welle 40 greift ferner der Riemenrücker 42 (Fig. 2, 8 und 9) mit einem Arm 43 an, jedoch so, daß er der Längsbewegung der AVeIl e 40 folgen kann, ohne deren Drehung zu hindern und ohne an letzterer teilzunehmen (Fig. 2). Der Riemenrücker 42 ist zu dem Zweck auf einer feststehenden Stange 44 geführt, die mit ihrem einen Ende im Lager 32 befestigt ist und mit ihrem anderen verjüngten Ende in einer sich in einem anderen Teil des Lagers 32 verschiebbar führenden Büchse 45 ruht (Fig. 2). Zwischen diese Büchse 45 und die Nabe des Riemenrückers 42 ist eine Schraubenfeder 46 eingefügt. Der Riemenrücker 42 wird in seinen Endlagen durch einen federbeeinflußten BoI-zen 47 arretiert, der in Rasten 48 der Stange 44 einschnappt. Die verschiebbare Büchse 45 ist an ihrem vorderen Ende bei 49 kegelförmig gestaltet, um mit dieser Spitze 49 in verschieden tiefe Rasten 50 des Segments 38 eindringen zu können, und der verstärkte Kopf der Büchse 45 ist mit einem nach oben und unten vorstehenden Anschlagstift 51 versehen (Fig. 2 und 8).

Das obere Ende des Stiftes 51 durchdringt einen Bolzen 52 (Fig. 8), der an einem bei 53 am Lager 32 drehbaren Doppelhebel 54 befestigt ist, der ebenso wie das untere Ende des Stiftes 51 zur Verschiebung der Hülse 45 in den Endlagen des Werkzeugschlittens 2 dient. Zu diesem Zweck arbeitet das untere Ende des Stiftes 51 mit einem am Gestell 21 festen Anschlag 55 zusammen (Fig. 8), den es kurz vor Beendigung der Vorbewegung des Schlittens 2 erreicht. Der untere Arm des Doppelhebels 54 trifft kurz vor Beendigung des Rücklaufes des Schlittens 2 mit einem ebenfalls am Gestell 21 festen, aber verstellbaren Anschlag 56 zusammen (Fig. 8). In beiden Fällen wird eine Verschiebung der Büchse 45 erzeugt, die zur Folge hat, daß deren Spitze 49 die jeweilige Rast 50 des Zahnsegmentes 38 verläßt (Fig. 7). Die durch den Hebel 54 bewirkte Abschiebung der Büchse 45 erhöht die Spannung der Feder 46 derart, daß der Federbolzen 47 ausgelöst und der Riemenrücker 42 durch die Feder 46 von der Antriebsscheibe 4 auf die Leerscheibe 7 bewegt wird.

Auf der Welle 40 ist ein verstellbarer Anschlagring 57 angeordnet (Fig. 2), der so eingestellt werden kann, daß er mit einem an geeigneter Stelle vorgesehenen festen Anschlag zusammentrifft, wenn die Maschine ganz ausgerückt werden soll, ohne daß der Werkzeug-. schlitten 2 vorher zurückgeschaltet wird. Die Verschiebung der Welle 40 beim Einrücken der Maschine wird außer durch den Federbolzen 47 auch noch durch einen Anschlag 58 begrenzt, der alsdann gegen den Bund 59™ der im Lager 32 um-dieAVelle 40 drehbaren Büchse 59 stößt..

Zur Begrenzung der Bewegung der Spannrolle 23 gegen den Riemen it ist die. Büchse 34 des Hebels 35 mit einem Anschlag 60 versehen, der mit einem am Arm 30 vorgesehenen

Gegenanschlag 6i zusammentreffen kann (Fig-9)·

Die Wirkungsweise der .Vorrichtung ist folgende:

Nach der Zeichnung befindet sich der Werk- j zeugschlitten 2 in ganz zurückgezogener Stel- j lung, und die Maschine ist ausgerückt. Dabei | befindet sich die Kegelspitze 49 der Büchse 45 j in der obersten Rast 50 des Zahnbogens 38 j

(Fig. 3), welche die geringste Tiefe besitzt, und die Feder 46 ist entspannt. Soll die Maschine in Tätigkeit gesetzt werden, so wird mit Hilfe des Hebels 41 die Welle 40 (Fig. 2) so weit nach links verschoben, bis der Anschlag 58 gegen die Büchse 59 stößt, wodurch der Riemenrücker 42 den Antriebsriemen von der Leerscheibe 7 auf die Antriebsscheibe 4 leitet^ in welcher Stellung er durch den Federbolzen 47 arretiert wird. Dabei ist gleichzeitig die Feder 46 gespannt worden.

Durch diesen Vorgang ist die Antriebswelle ι und mit ihr die Riemenscheiben 9 und 10 sowie das Sägeblatt 62 in Drehung versetzt, da aber die Riemen 11 und 12 noch nicht gespannt sind (Fig: 11), so laufen sie lose mit, ohne die Riemenscheiben 13, 14 zu bewegen; ein Vorschub findet also noch nicht statt. Um den Vorschub einzuschalten, wird der Handhebel 41 aus seiher wagerechten Lage (Fig. 3) nach abwärts gedreht, wodurch der Zahnbeigen 39 den Zahnbogen 38 verdreht, bis die Spitze 49 der Büchse 45 aus der obersten flachsten Rast 50 in die unterste tiefste Rast 50 des Zahnbogens 38 einschnappt. Bei dieser Bewegung wird das Gewicht 37 gehoben und beide Spannrollen 23,24 gegen die zugehörigen Riemen 11, 12 gedruckt und diese gespannt (Fig. 12). Dadurch werden die Riemenscheiben 13 und 14 in Drehung versetzt, jedoch infolge des verschiedenen Durchmessers der Riemenscheiben 9 und 10 mit verschiedenen Ge-. schwiridigkeiten, woraus sich in bekannter Weise die Relativbewegung zwischen der Leitspindel 17 und der Spindelmutter 15 und damit der Vorschub ergibt. Stößt nun kurz vor Beendigung des Vorschubes der Stift 51. der Büchse 45 mit seinem unteren Ende gegen den Anschlag 55, so wird dadurch die Büchse 45 nach rechts verschoben und ihre Spitze 49 aus der tiefsten Rast des Zahnbogens 38 herausgezogen, wodurch das Gewicht 37 zur Geltung kommt und die Welle 33 so weit zurückdreht, bis die Spitze 49 in die mittlere Rast 50 des Segments 38 eingeschnappt ist. Das Gewicht 37 bewirkt hierbei eine Entspannung des Riemens 12, während der Riemen 11 durch das Gewicht 36 noch gespannt bleibt (Fig. 13). Es dreht sich daher nur die Leit-

. spindel 17, wogegen die Spindelmutter 15, die durch die Schraube 63 etwas gebremst wird, stehenbleibt, so daß sich der Werkzeugschlitten 2 nach rechts, d. h. zurück bewegt. Kurz bevor der Werkzeugschlitten seine rechte Endstellung erreicht, stößt der Doppelhebel 54 mit seinem unteren Arm gegen den Anschlag 56, was zur Folge hat, daß die Büchse 45 weiter nach rechts verschoben wird und ihre Spitze 49 die mittlere Rast 50 des Zahnbogens verläßt. Infolgedessen dreht das Gewicht 37 die Welle 33 abermals zurück, bis die Spitze 49 wieder in die oberste Rast 50 des Zahnbogens 38 eindringt. Dadurch ist auch Spannrolle 23 abgehoben und somit auch Riemen 11 entspannt, 30 daß beide Riemen 11, 12 leer durchlaufen. Durch diese letzte Bewegung der Büchse 45 ist die Feder 46 so stark gespannt, daß sie den Federboizen 47 überwindet und den Riemenrücker 42 wieder von der Antriebsscheibe 4 auf die Leerscheibe 7 verschiebt, so daß die ganze Maschine ausgerückt ist (Fig.14).

Dies ist der normale Arbeitsgang der Maschine.

Würde beim Einschalten des Vorschubes zu- ■ nächst nur der Riemen 12 gespannt, derjenige ΐτ. dagegen entspannt bleiben, so würde sich die Spindelmutter 15 samt der Spindel 17, aber mit derselben Geschwindigkeit drehen, d. h. der Vorschub wäre gleich Null. Die Spindel 17 dreht sich in diesem Fall deshalb gleichförmig mit, weil erfahrungsgemäß der durch die Last des Werkzeugschlittens 2 und die Steigung des Spindelgewindes verursachte Reibungswiderstand, welcher sich aus dem achsialen. Druck gegen das .Spindellager ergibt, größer ist als derjenige der Spindel allein. Hält man die Spindel am Handrad 22 fest, so bewegt sich der Schlitten 2 schnell vorwärts, so daß dadurch der Schlitten in jede Stellung gebracht werden kann; mit dem Loslassen des Handrades aber hört diese Vorbewegung sofort wieder auf. Erst wenn beide Riemen 11 und 12 gespannt werden (Fig. 12), erfolgt der : selbsttätige Vorschub wie vorbeschrieben.

Findet der Werkzeugschlitten einen größeren Widerstand, hat z. B. die Säge eine größere Schneidfläche, so verringert sich die Vorschubgeschwindigkeit aus nachstehenden Gründen: Beim Riemen 12 befindet sich der ziehende Strang auf der der Spannrolle 24 entgegengesetzten Seite, es wird deshalb wie üblich der gezogene Strang durch die Spannrolle 24 gespannt gehalten. Beim Riemen 11 ist es umgekehrt, d. h. hier befindet sich während der selbsttätigen Schaltung der ziehende Strang auf der Seite der Spannrolle 23, weil dieser Riemen 11 nicht von der Welle 1 aus angetrieben, sondern von der Spindel 17 bzw. der Riemenscheibe 13 seine Bewegung erhält, so daß hier also der ziehende Strang von der Spann-

rolle 23 beeinflußt wird, die unter der Wirkung des Gewichtes 36 steht.

Es wird deshalb bei . zunehmendem Vorschubwiderstand der ziehende Strang des Riemens 11 stärker beansprucht, d. h. er wird verkürzt und dadurch die Rolle 23 nach außen zurückgedrängt, wodurch sich das mit derselben starr verbundene Gewicht 36 hebt, während der gezogene Strang des Riemens 11 länger

to wird (Fig. 15), was zur Folge hat, daß sich die Riemenschlüpfung vergrößert und der Vorschub verringert, weil infolge der erhöhten Riemenschlüpfung die Leitspindel 17 in der Bewegungsgeschwindigkeit gegenüber der Spindelmutter 15 zunimmt bzw. von dieser durch die größer gewordene Gewindereibung mitgenommen wird. Steigert sich der Vorschubwiderstand noch mehr, z. B. läuft der Schlitten gegen das feste Werkstück an, so wird der ziehende Strang des Riemens 11 noch mehr beansprucht und verkürzt sich so lange, bis er die geradlinige Tangente der Scheiben 9 und 13 bildet (Fig.- 16), so daß der Vorschub gleich

. Null wird und die Scheiben 13 und 14 gleiche Geschwindigkeit haben. Verringert sich der Vorschubwiderstand, so tritt die umgekehrte Wirkung ein, d. h. es wird der ziehende Strang des Riemens 11 wieder länger, der umspannte Bogen der Scheibe 9 größer, und die Spindel 17 nimmt an Geschwindigkeit ab, so daß sich der Vorschub vergrößert. Beim Rücktransport des Werkzeugschlittens 2 bleibt nur der Riemen 11 gespannt, weil beim Austreten der Spitze 49 aus der mittleren Rast 50 durch das Gewicht 37 der Hebel 30 aufwärts schwingt. Dabei wird die Rolle 24 mit Hebel 28 vom Riemen 12 abgehoben. Rolle 23 dagegen bleibt, durch das Gewicht 36 an den Riemen 11 angedrückt, nur in einer der Hebeldrehung entsprechend höheren Lage (Fig. 13), so daß sich nur die Spindel 17 dreht, während die Mutter 15 erfahrungsgemäß durch eigene Reibung stehenbleibt, was noch dadurch unterstützt werden kann, daß man die sich gegen die Lagerbüchse 16 derselben stützende Druckschraube 63 etwas anzieht, so daß die Lagerreibung der Mutter 15 erhöht wird. Bei noch weiterer Drehung des Hebels 30 wird auch die Rolle 23 vom Riemen 11 abgehoben, so daß auch dieser dann frei durchhängt (Fig. 11).

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Vorrichtung zur Regelung des Vorschubes an Kaltsägen und ähnlichen Werkzeugmaschiiien durch Differentialbewegung zwischen Leitspindel und der Leitspindelmutter, dadurch gekennzeichnet, daß Mutter (15) und Leitspindel (17) durch Riemen (12 bzw. 11), die durch Rollen (24 bzw. 23) die zum Antrieb erforderliche Spannung erhalten, angetrieben werden, und zwar von Riemenscheiben (10, 9) verschiedenen Durchmessers aus derart, daß bei normalem Arbeitswiderstand die Mutter eine der Riemenübersetzung entsprechende höhere Umlaufszahl als die Leitspindel besitzt, daß aber bei wachsendem Arbeitswiderstand und dadurch bedingter erhöhter Reibung zwischen Mutter und Spindel letztere von der Mutter mitgenommen wird und schließlich die gleiche. Umlaufszahl wie die Mutter erreicht, so daß ein Vorschub des Werkzeugschlittens (2) durch die mit ihm verbundene Mutter nicht mehr stattfindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Gegengewicht (37) für die beiden Spannrollen versehene Welle (33) fest mit ihr verbunden einen Arm (28) mit der Spannrolle (24) für den einen Riemen (12) und lose drehbar einen zweiten Arm (27) für die zweite Spannrolle (23) trägt, die bei angehobenem Gegengewicht (37) durch ein mit ihrem Arm (27) verbundenes besonderes Gewicht (36) gegen ihren zugehörigen Riemen (11) gepreßt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gegengewicht für die beiden Spannrollen tragende Welle (33) ein Zahnsegment (38) besitzt, das mit einem gleichen Segment (39) in Eingriff steht, welches auf einer zu der ersteren parallelen Welle (40) angeordnet ist, die drehbar und verschiebbar in einem Lager (32) ruht und an ihrem einen Ende einen Handhebel (41) trägt, der zu ihrer Bewegung dient, während außerdem mit dieser Welle (40) ein Riemenrücker (42) durch einen Arm (43) verschiebbar verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch ϊ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Riemenrücker (42) außer auf einer Welle (40) noch auf einer festgelagerten Stange (44) führt, auf deren einem Ende eine Hülse (45) verschiebbar ist, wobei zwischen diese Hülse (45) und die Nabe des Riemenrückers (42) eine Schraubenfeder (46) eingefügt und zur Sicherung des Riemenrückers (42) in seinen Endlagen ein in Rasten (48) der Stange (44) eingreifender Federbolzen (47) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (45) einerseits eine kegelförmige Spitze (49) besitzt, mit welcher sie in verschieden tiefe Rasten (50) des einen Zahnsegments (38) eindringen kann und andererseits einen nach oben und unten über- iao

ragenden Anschlagstift (51) trägt, dessen oberes Ende einen an einem Doppelhebel (54)-befestigten Bolzen (52) durchdringt, während sein unteres Ende mit einem am Maschinengestell (21) festen Anschlag (55) kurz vor Beendigung des Vorschubes zusammenarbeitet, wogegen der Doppelhebel (54) mit seinem unteren Arm kurz vor Beendigung der Rückbewegung des Werkzeugsclilittens (2) mit einem ebenfalls am Gestell (21) festen, aber einstellbaren Anschlag (56) zusammentrifft, wodurch das selbsttätige Ausrücken der Maschine erfolgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.