DE289413C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

Durch vorliegende Erfindung soll ein an jeder Werkzeugmaschine leicht anbringbares, \venig Raum einnehmendes Wechselgetriebe ohne Planetenräder geschaffen werden, welches Übersetzungsberechnungen für Sonderfälle entbehrlich macht und ohne Räderwechsel auch von jedem Ungeübten zwischen gewissen Grenzen auf Werkzeugverschiebungen in Abstufungen von Millimetern, Zehntel-,

ίο, Hundertstel- und Tausendstelmillimetern oder von beliebigen Brüchen pro Umdrehung des Werkstückes rasch eingestellt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die die Verschiebung des Werkzeuges um ganze, zehntel, hundertstel usw. Millimeter herbeiführenden, von ständig ineinandergreifenden Satzrädern erzeugten Bewegungen durch einzelne Rädergruppen auf die Leitspindel übertragen werden, welche so aneinandergeschlossen sind, daß beliebig nur eine Gruppe für sich oder nur zwei Gruppen oder alle Gruppen gemeinsam in Bewegung gesetzt werden können, ohne daß das Übersetzungsverhältnis der einzelnen Gruppen sich ändert.

Auf den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform des neuen Getriebes veranschaulicht.

Fig. ι zeigt dasselbe im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2,

Fig. 2 im Schnitt nach der Linie E-F der Fig. i,

Fig. 3 im Schnitt nach der Linie H-I der Fig. 2,

Fig. 4 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 1,

Fig. 5 im Schnitt nach der Linie K-L der Fig. i, und

Fig. 6 in Vorderansicht.

Durch das Getriebe soll dem auf der Vorschubspindel ι wandernden, an der Vorschubmutters sitzenden Werkzeug 3 während jeder Umdrehung des mit der Werkstückspindel 4 umlaufenden Werkstückes ein bestimmter Vorschub erteilt und dieser in hunderterlei oder tausenderlei Abstufungen' rasch eingestellt werden können. Zu diesem Zweck werden die Werkstückspindel 4 und die Vorschubspindel ι von einem Triebrad 5 (Fig. 4) gemeinsam angetrieben. Dessen Bewegung wird durch Zahnräder 6, 7 oder durch Zahnräder 6, 8, 9 auf die Werkstückspindel übertragen. Die fest miteinander verbundenen Zahnräder

6, 8 sind in einer Schere 10 drehbar und um das Triebrad 5 schwenkbar, während das ebenfalls fest miteinander verbundene Räderpaar

7, 9 auf der Werkstückwelle 4 verschiebbar ist. Ist durch Herabschwenken und Feststellen der Schere 10 und Einwärtsschieben der Räder 7,9 die Radverbindung 5,6,7 gebildet, so wird die Werkstückspindel 4 zehnmal so rasch gedreht, als wenn durch Auswärtsschieben der Räder 7, 9 und Hochschwenken und Feststellen der Schere 10 die Radverbindung 5, 6, 8, 9 hergestellt ist. Im letzteren Falle wird der Werkzeugvorschub pro Werkstückdrehung ebensoviel Zentimeter wie im ersteren Fall Millimeter betragen.

Andererseits bewirkt das Triebrad 5 den Antrieb der ständig ineinandergreifenden eigentlichen Erzeugungsräder der Bewegungs-

größen, die als stationäre Satzräder bezeichnet werden sollen. Der Antrieb kann natürlich auch wie sonst von der Stufenscheibe der Werkstückspindel 4 aus vermittels der Räder 7, 9 erfolgen.

Auf die undrehbare Achse 11 sind drei Zahnradkörper 12,13 und 14 (Fig· 3) und auf eine drehbare Welle 15 bzw. auf deren Nabe 16 fünf Zahnradkörper 17, 18, 19, 20, 21 lose aufgesetzt, während ein Radkörper 22 mit dem Triebwerksgehäuse 23 fest verbunden ist. Der Radkörper 12 trägt drei Zahnkränze 24, 25, 26, während die Radkörper 13 und 14 je zwei Kränze 27, 28 bzw. 29, 30 besitzen. Die Radkörper 16 bis 20 tragen je zwei Kränze ■31. 3²; 33. 34; 35. 36 und 37, 38, die Radkörper 21 und 22 dagegen nur je einen Kranz 39 ■ und 40. Die Zahnkränze 24, 25 und 26 greifen ständig in die Zahnkränze 32, 33 und 35 ein.

Von dem Kranz 36 aus wird die Bewegung durch die Kränze 27, 28 auf den Kranz 37 und von dem an diesem festsitzenden Kranz 38 aus weitefhin durch die Kränze 29,30 auf den Kranz 39 übertragen. Wird also das in den Zahnkranz 24 eingreifende Triebrad 5 gedreht, so werden alle neun Zahnkränze 31 bis 39 gleichzeitig mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten mitgedreht, wogegen der Kranz 40 stehen bleibt.

Die Bewegungen der stationären Satzkränze 3.1 bis 40 werden nun der Erfindung gemäß durch ebenso viele voneinander unabhängig bewegbare.Rädergruppen, als die gewünschte Vorschubgröße des Werkzeuges Zahlenstellen aufweist, weitergeleitet. (Soll das Werkzeug z. B. in Grenz'en von ο bis 9,99 mm in Abstufungen von Y₁₀₀ mm pro Werkstückdrehung vorgeschoben werden können, so sind drei solcher Rädergruppen erforderlich. Ist eine Einstellung in Grenzen von ο bis 9,999 mm in Abstufungen von V₁₀₀₀ mm verlangt, so. tritt noch eine vierte Rädergruppe hinzu. Bei drei Rädergruppen und Einschaltung der oben erwähnten Werkstückübersetzung ins Langsame können auch Werkzeugverschiebungen von ο bis 9,99 cm in Abstufungen von ¹Z₁₀ mm eingestellt werden. Durch Vorschalten einer weiteren Übersetzung ins Langsame vor die AYerkstückwelle käme man auf Steigungen von ο bis 99,9 cm bei Mi Hi meter-S tu fen). Jeder der Kränze 31 bis 40 liefert eine durch eine andere Zahl ausdrückbare Vorschubgröße des Werkzeuges, und zwar ergibt der ortsfeste Kranz 40 den Vorschub o, der erste umlaufende Kranz 39 den Vorschub 1, der zweite 38 den Vorschub 2 usw., der letzte Kranz 31 also den Vorschub 9. Je nachdem nun die der ersten, zweiten oder dritten Zahlenstelle entsprechende Rädergruppe mit den Kränzen 31 bis 40 in Eingriff gebracht wird, erscheinen die den letzteren entsprechenden Zahlen im Ausdruck der Vorschubgröße an erster,' zweiter oder dritter Stelle. Die Verhältnisse sind so gewählt, daß beim Einschalten der ersten Rädergruppe in einen bestimmten Satzkranz das Werkzeug um die diesem Kranz entsprechende Zahl von Millimetern, bei Einschalten der zweiten Rädergruppe um eine entsprechende Zahl von Zehntel- und beim Einschalten der dritten Gruppe um eine entsprechende Zahl von V₁₀₀ mm pro Umdrehung des Werkstückes vorgeschoben wird. Natürlich könnten die Zahlen auch in anderen als Metermaßstäben zum Ausdruck gebracht werden.

Konzentrisch zu der Satzradwelle 15 sind drei \¥ellen 41, 42 und 43 angeordnet (Fig. 2), und auf diesen sind zweiarmige Schalthebel 44,45,46 lose drehbar, deren gabelförmige Arme 44', 45', 46' die Abnahmeräder 47, 48, 49 tragen und in diese eingreifende Räder 50, 51. 52 beiderseits umfassen, welche durch Nut und Feder mit ihren Wellen 41, 42 und 43^ verbunden sind. Durch Längsverschiebung und Schwingung der Schalthebel können die Abnahmeräder also mit jedem der Satzkränze 31 bis 40 in Eingriff gebracht werden. Um die richtige Einstellung zu sichern, sind in zu den Wellen 41, 42 und 43 konzentrischen Gehäuseteilen Einstellbohrungen 53, 54, 55 vorgesehen, in welche in den Einstellhebeln radial verschiebbare, federbelastete Stifte 53', 54' und 55' einspringen können. Die Einstellöcher sind in der Mitte der zugehörigen Satzkränze angeordnet und von rechts nach links mit o, I. II ... IX numeriert (Fig. 6). Dem Satzkranz 40 entspricht demnach das Loch o, dem Satzkranz 39 schließlich das Loch IX.

Durch Einführen des Federstiftes 55' z. B. in die Bohrung IX wird man das Abnahmerad 49 also mit dem Satzkranz 39 in richtigen Eingriff bringen. Stellt man . die Stifte 53' und . 54' nun auf die zugehörigen Löcher ο ein, so wird beim Drehen des Triebrades 5 das Werkzeug 3 pro Umdrehung der Werkstückspindel 4 um 0,09 mm vorgerückt. . Stellt man nun auch den Stift 54' auf IX, so rückt das Werkzeug um 0,99 mm vor, während bei einer weiteren Einstellung des Stiftes 53' auf IX_: eine Vorschaltung um 9,99 mm stattfindet. Jeder Ungeübte kann also ohne vorhergehende Rechnung oder Radauswechslung jede beliebige Vorschubgröße einstellen. Die Vorschubgröße 3,67 mm . wird z. B. durch Einstellen des Stiftes 53' auf 3, des Stiftes 54' auf 6 und des Stiftes 55' auf 7 erzielt.

Zur Weiterleitung der Satzradbewegungen auf die Supportspindel 1 sind folgende Rädergruppen vorgesehen:

i. Hundertstelgruppe (Fig. 1, 4 und 5): Auf der Welle 43 sitzt fest ein Zahnrad 56, welches in ein lose um die Welle 15 drehbares Zahnrad 57 eingreift, dessen Nabe 57' zu

- einem Zahnrad 58 ausgebildet ist. Ein um die Nabe 57' lose drehbares Zahnrad 59 trägt um einen Bolzen 60 lose drehbar einen sogenannten blinden Radkolben 61, der einerseits in das Zahnrad 58 und andererseits in einen Innenzahnkranz 62 eingreift, Der Innenzahnkranz 62 sitzt wie ein weiteres Zahnrad 63 fest auf der Welle 15. Ein um die Gehäusenabe 64 lose drehbares Zahnrad 65 trägt wie das Zahnrad 59 um einen Bolzen 66 lose drehbar einen blinden Radkolben 67, der einerseits in das auf der AVelle 15 festsitzende Zahnrad 63 und andererseits in einen Innenzahnkranz 68 eingreift, der mit der Supportspindel 1 fest verbunden ist.

2. Zehntelgruppe (Fig. 3 und 4) : Auf der Welle 42 sitzt fest ein Zahnrad 69, das zwecks Änderung der Drehrichtung^j in ein lose drehbares Zahnrad 70 eingreift. Dieses steht ständig im Eingriff mit dem oben erwähnten Zahnrad 59, von dem aus die Bewegung durch die bereits angegebenen Getriebe weitergeleitet wird.

3. Einergruppe (Fig. 1 und 5) : Ein auf der Welle 41 festsitzendes Zahnrad 71 greift ständig in das oben mit 65 bezeichnete Zahnrad ein, von dem die Bewegungen auf die Spindel ι fortgeleitet werden.

Bei dieser Einrichtung kommt das Getriebe zur AVirkung wie folgt:

i. Beispiel.

Die Vorschaltung soll genau 5 mm betragen. Man bringe durch Einstellung des Stiftes sV des Einerhebels 44 in die Bohrung 53/V das Abnahmerad 47 in Eingriff mit dem Satzkranz 35, und durch Einstellung der Stifte 54' und 55' in die Bohrungen 54/0 Ι3ζλν. 55/0 die Abnahmeräder 48 und 49 in Eingriff mit dem ortsfesten Satzkranz 40. Bei der Drehung des Triebrades 5 wird dann nur die Rädergruppe 71, 65, 67, 68 in Drehung versetzt, während die Übersetzungsverhältnisse der Zehntel- und Hundertstelgruppen von der Ein-Schaltung der Einergruppe unbeeinflußt bleiben, d. h. der Innenzahnkranz 62, die Welle 15 und somit auch das Zahnrad 63 stehen bleiben. Bei der Drehung des Rades 65 wird der blinde Radkolben 67 mitgenommen und auf dem festgestellten Zahnrad 63 abgerollt, so daß er den Innenzahnkranz 68 nicht mit der Umlaufzahl des Rades 65, sondern mit einer der Zähnezahl des Rades 63 entsprechenden Vergrößerung dieser Umlaufzahl antreibt. Besitzt das Rad 63 ζ. B. 10, der Innenzahnkranz 100 Zähne, so entspricht j eder Umdrehung des Rades 65 ein Vorrücken des Innenkranzes um 110 Zähne, also eine 1,1 fache Drehung. Hat die Spindel ι z. B. 10 mm Steigung, so ist zur Erzeugung des Vorschubes von 5 mm pro Umdrehung des Werkstückes eine halbe Umdrehung des Rades 68 erforderlich, welche durch einmalige Berechnung der entsprechenden Übersetzungsverhältnisse vom Antriebsrad 5 bis zum Rad 65 bzw. bis zur Werkstückspindel 4 unter Berücksichtigung der zusätzlichen Zehnteldrehung durch den blinden Radkolben 67 erreichbar ist.

2. Beispiel.

Verlangt ist ein Vorschub von 5,5 mm. Man stelle von der vorher beschriebenen Stellung ausgehend auch den Stift 54' in das Loch 54/V ein, so daß auch die Zehntelrädergruppe mit dem Satzrad 35 im Eingriff steht. ■ Nun muß auch das Rad 63 in Drehung gesetzt werden, und zwar in entgegengesetzter Richtung wie der Radkolben 67, so daß dieser sich rascher wie vorher dreht und damit eine Beschleunigung der vorherigen Drehung des Innenkranzes 68 herbeiführt. Zu diesem Zweck wird die Bewegung des Satzkranzes 35 durch die Räder 48, 51, 69, 70, 59 (Fig. 2, 4 und 1), Radkolben 61 und Innenkranz 62 auf die Welle 15 und Rad 63 übertragen. Das Rad 58, in welches der Radkolben eingreift, bleibt dabei infolge des Eingriffes des Rades 49 in den ortsfesten Satzkranz 40 stehen. Bei Berechnung der Übersetzungsverhältnisse ist zu berücksichtigen, daß der Innenzahnkranz 62 durch den blinden Radkolben 61 wie vorhin der Innenkranz 68 eine Beschleunigung seiner Umdrehung erfährt. Bemerkenswert ist vorerst, daß auch bei Einschaltung der Zehntelgruppe das Übersetzungsverhältnis der Hundertstelgruppe unberührt bleibt und keinerlei vorhergehende Satzradauswechslung erforderlich ist. Die Übersetzungsverhältnisse-sind hier so zu berechnen, daß die Drehzahl des Innenkranzes 68 im Vergleich mit dem vorherigen Beispiel um V₁₀ vergrößert wird.

3. B e i s ρ i e 1.

Der Vorschub soll 5,55 mm betragen.

Durch Einrückung des Stiftes 55' in das Loch 55/V wird das Zahnrad 49 mit dem Satzkranz 35 in Eingriff gebracht und somit auch vermittels der Radgruppe 49, 52, 56, 57 (Fig. 2 und ι) das Rad 58 entgegengesetzt, der vorigen Drehrichtung des Radkolbens 61 gedreht, n₀ so daß dieser und somit der Innenkranz 62 und weiterhin der Innenkranz 68 und die Spindel 1 eine weitere zusätzliche Drehung erfährt. Nun sind alle drei Abnahmeräder 47, 48 und 49 mit dem Satzkranz in Eingriff. n₅

Natürlich hätten die Einstellungen in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden können. In diesem Fall wäre die Bewegung des Satzrades 35 durch die Hundertstel-Rädergruppe 49, 52, 56, 57, 58, 6l, 62, 63, 67, 68 ebenfalls unabhängig von der nun zuerst stillstehenden Zehntel-Rädergruppe 48, 51, 69,

Jo, 59 ^un(l der Einergruppc 47, 50, 71, 65 auf die Spindel ι übertragbar. Eine jedesmalige Berechnung der Übersetzungsverhältnisse für bei bekannten Getrieben nicht vorgesehene Sonderfälle und irgendeine Radauswechslung sind also in jedem Fall entbehrlich.

Zur Erzielung eines Vorschubs von z. B. 3,14 mm wäre entsprechend der Einerhebel auf III, der Zehntelhebel auf I und der Hundertstelhebel auf IV einzustellen.

Wie erwähnt, könnten die Übersetzungen auch so berechnet sein, daß die Vorschübe z. B. in Zoll englisch direkt entstehen und an entsprechenden Einstellöchern eingestellt werden könnten. Das beschriebene Beispiel eignet sich aber auch ohnehin zu Einstellungen, der Vorschübe in allen möglichen Maßstäben, wenn man eine Maßstabumrechnungstabelle benutzt. Soll z. B. ein Gewinde von vier Gängen auf 1 Zoll geschnitten werden, so zeigt diese Tabelle, daß auf einen Gang eine Steigung von 6,35 mm trifft. Die Einstellung hierauf bewerkstellige man wie oben beschrieben. Sollen die stationären Satzräder. zum gewohnlichen Schalten (Abnahme von Drehspänen auf Drehbänken oder sonstigen Werkzeugmaschinen) oder mit der Zahnstange verbunden verwendet werden, so stelle man nur eine nach Belieben feine Steigung ein, deren ja bis zu 0,01 mm zur Verfügung stehen.

Bei Vorhandensein eines vierten Einstellhebels könnte der Vorschub auf V₁₀₀₀ mm eingestellt werden. Findet das Wechselgetriebe z. B. bei Mühlwalzenriffelmaschinen u. dgl.

Anwendung, so lassen sich die Millimeter in Meter verwandeln, so daß der Drall bis 10, 100 und mehr Meter pro Walzenumdrehung eingestellt werden kann.

Das neue Getriebe gestattet eine leichte Anbringbarkeit an allen möglichen Werkzeugmaschinen und eine Verwendbarkeit auch für sonstige Zwecke, z. B. bei entsprechender Anpassung der Übersetzungsverhältnisse zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit von Kraftfahrzeugen.

Claims (2)

Paten t-An Sprüche:

1. Wechselgetriebe zum Verschieben oder Verdrehen von Maschinenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschiebung des Werkzeuges um ganze, zehntel, hundertstel usw, Millimeter herbeiführenden, von ständig ineinandergreifenden Satzrädern (24 bis 40) erzeugten Bewegungen durch einzelne Rädergruppen (50, 47, 71, 65; 48, 51, 69, 70, 59; 49, 52, So» 57, 58, 61, 62) auf die Leitspindel (1.) übertragen werden, \velche so aneinandergeschlossen sind, daß beliebig nur eine Gruppe für sich oder nur zwei Gruppen oder alle Gruppen gemeinsam in Bewegung gesetzt werden können, ohne daß das Übersetzungsverhältnis der einzelnen Gruppen sich ändert.

2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der einzelnen Gruppen durch lose Radkolben (61, 67) summiert werden, die an lose umlaufenden Rädern (59,65) der Einer- bzw. Zehntelgruppe befestigt sind und einerseits in ein Rad (58,63) der Hundertstel- bzw. Zehntelgruppe und andererseits in Innenkränze (62, 68) eingreifen, welche mit einer die Hundertstel und Zehntel weiterleitenden Hilfswelle (15) bzw. mit der Leitspindel (1) selbst in fester Verbindung stehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.