DE3025844A1

DE3025844A1 - Zufuhr- und abhubsteuerung fuer werkzeugschlitten

Info

Publication number: DE3025844A1
Application number: DE19803025844
Authority: DE
Inventors: John Henry Brems
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1981-02-26
Also published as: FR2462967A1; GB2055639A; US4271710A; CA1122391A; JPS582025B2; JPS5627757A; GB2055639B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft die Zerspanung durch Bohren, Reiben, Planfräsen auf Maschinen mit mehreren Arbeitsstationen, bei welchen ein sich drehendes Werkzeug schnell an das Werkstück herangefahren wird, im Vorschub oder einem Arbeitshub bewegt wird, solang es mit dem Werkstück in Berührung steht und schließlich in eine Stellung zurückgefahren wird, in welcher das Werkstück an eine andere Arbeitsstation befördert werden kann.

Bei Maschinen mit mehreren Arbeitsstationen, die auch automatisierte Maschinen genannt werden, soll jede Station eine bestimmte Zerspanungsaufgabe erfüllen. Bei der Beförderung eines Motorblocks von Arbeitsstation zu Arbeitsstation werden auf einer Station einige Löcher gebohrt, andere Löcher auf einer anderen Station, Reibarbeiten an einer dritten Station und möglicherweise Planfräsarbeiten an einer weiteren Station usf. vorgenommen. Jedes zerspanende Werkzeug muß zum Werkstück zugestellt und dann wieder abgehoben werden, damit dieses von einer zur anderen Station befördert werden kann. Die Taktgabe einer jeden Arbeit ist wichtig, daß sich die an einer Station eingesparten Sekunden wegen der hohen Produktionszahlen in vielen Industriezweigen zu Stunden addieren.

Auf dem Gebiete der automatischen BearbeitungsZentren oder der verketteten Maschinen, die für Zerspanungsarbeiten wie Fräsen, Bohren, Reiben oder Gewindebohren eingesetzt werden, werden im allgemeinen auf solchen Stationen Führungsbahnen eingesetzt, auf welchen die Werkzeugschlitten montiert sind und schnell dem Werkstück zugestellt werden, bis die Werkzeuge fast, jedoch nicht ganz das Werkstück berühren; darauf wird auf einen viel niedrigeren Gang umgeschaltet, um die Werkzeuge für den Zerspanungsgang am Werkstück vorzuschieben.

Bei herkömmlichen mechanisch betätigten Führungsbahnen, die durch eine Leitspindel od. dgl. betrieben werden, erfolgt der übergang von der Schnellzustellung mit hoher Drehzahl zu einem verhältnismäßig langsamen Arbeitsvorschub durch eine Art von Reibkupplung oder Bremse, die bei einer relativ hohen Drehzahl in Eingriff

130009/0695

kommt. Dadurch entsteht ein gewisser Unsicherheitsbereich für die genaue Stellung, von welcher aus die Werkzeuge an das Werkstück mit Vorschubgeschwindigkeit herangeführt werden. Das gleiche gilt auch für hydraulische Zustellungs- und Abhubgeräte, da eine genaue Steuerung schwierig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher der Werkzeugschlitten schnell an das Werkstück mit einer vorgegebenen Beschleunigungs-Verzögerungsbewegung herangefahren wird im Gegensatz zu der herkömmlichen Schnellzufuhrbewegung mit konstanter Geschwindigkeit, die plötzlich auf Vorschubgeschwindigkeit abbremst. Erfindungsgemäß soll auch eine Vorrichtung geschaffen werden bei welcher der Übergang von der Schnellzüstellbewegung zur Vorschubbewegung an einer sehr genau bestimmten und wiederholbaren Stellung des Werkzeugschlittens erfolgt. Dadurch wird nicht nur Zeit eingespart, sondern auch gewährleistet, daß kein Werkzeugbruch auftritt.

Im allgemeinen wird am Ende der Vorschubbewegung oder des Arbeitshubes der Werkzeugschlitten in seine ursprüngliche Ausgangsstellung im Eilgang zurückgefahren. Dies erfolgt meist durch den gleichen mit konstanter Geschwindigkeit gefahrenen Antrieb, der auch für Schnellzustellung verwendet wird und führt zu einer sehr großen kurzen Beschleunigung am Beginn des Eilgangrücklaufs und einer sehr starken kurzen Abbremsung am Ende des gleichen Eilgangrücklaufs.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll somit eine Vorrichtung geschaffen werden, bei welcher der Werkzeugschlitten mit einer Beschleunigungs-Bremsbewegung schnell in seine Ausgangsstellung zurückgefahren wird, wobei diese Rückfahrtshub die Summe der vorangehenden Schnellzustellung und des Vorschubs ist.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Vorschubeinrichtung.

130009/0695

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1.

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 5 ein schematisches Funktionsbild einer erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung.

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Mittelebene des Antriebs der Fig. 5 in zurückgefahrener oder abgehobener Stellung.

Fig. 7 eine Teilansicht am Pfeil 7 der Kupplung der Fig. 6.

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 6.

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 6.

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 der Fig. 6.

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 6.

Fig. 12 einen Schnitt durch die Schnellzufuhr-Schnellabhubeinrichtung am Ende der Schnellzufuhr.

Fig. 13-15 vereinfachte schematische Schaubilder mit Darstellung der verketteten Gestängebewegung während verschiedener Schnellzufuhr- und'VorSchubbewegungen.

Fig. 16 ein vereinfachtes schematisches Schaubild mit Darstellung der verketteten Gestängebewegung während des Schnellabhubs.

Fig. 17-19 schematische Schaubilder für andere Vorrichtungen zur Betätigung des Schnellzufuhr- und Schnellabhubgliedes.

Fig. 20 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei welcher das Gestänge am Schlitten montiert ist.

Fig. 21 ein vereinfachtes schematisches Schaubild der Vorrichtung der Fig. 20 mit Darstellung der verketteten Gestängebewegung während der Schnellzustellung, des Vorschubes und des Schnellabhubes.

Fig. 22 einen Schnitt längs der Linie 22-22 der Fig. 20.

Fig. 23 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Verwendung von Schlitten anstatt von Gestängen.

Fig. 24 einen Schnitt längs der Linie 24-24 der Fig. 23.

Fig. 25 eine Seitenansicht einer Abänderung der Vorrichtung der Fig. 22, bei welcher ein Schlitten und ein Gestänge verwendet wird.

Fig. 26 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels

130009/0695

3Ö25844

der Erfindung, bei welcher ein Hilfsschlitten auf dem Hauptschlitten montiert ist.

Fig. 27 einen Schnitt längs der Linie 27-27 der Fig. 26.

Fig. 28 einen vergrößerten Schnitt der Verriegelung der Fig. 26.

Fig. 29 einen vergrößerten Schnitt einer anderen Verriegelungsvorrichtung für Fig. 26 unter Verwendung eines drehbar gelagerten Verriegelungshebels.

Fig. 30 eine Teilseitenansicht einer Abänderung der Vorrichtung der Fig. 26 unter Verwendung eines einfachen drehbar gelagerten Gestänges anstelle eines Hilfsschlittens.

Fig. 31 einen Schnitt längs der Linie 31-31 der Fig. 30.

Fig. 32 eine Teilseintenansicht der Vorrichtung der Fig. 30, wobei eine Nocke am Gestänge montiert ist und die Kurvenrolle auf der Grundplatte angebracht ist.

Die Fig. 1,2,3,4 zeigen eine durchschnittliche herkömmliche Vorrichtung. In den Fig. 1 und 2 ist ein Schlittenbett 2 fest an einer Bettwange 4 angebracht. Ein Schlitten 6 ist verschiebbar; darauf montiert und wird durch Abstandsstücke 8 und Keilleisten 10 arretiert. Eine spezielle Werkzeugbestückung 12 ist am Schlitten montiert und besteht im allgemeinen aus einem Motor, einem Getriebekasten, den Spindeln sowie den Schneid- oder Zerspanungswerkzeugen selbst. Der Schlitten 6 wird linear längs des Schlittenbettes 2 durch eine Spindelmutter 1 4 verfahren, die mit Hilfe eines Bügels 16 an der Unterseite des Schlittens 6 befestigt ist. Die Spindelmutter 14 wird durch eine im Schlittenbett 2 drehbar gelagerte Kugelrollspindel 18 angetrieben.

Die Kugelrollspindel 18 wird durch ein im Getriebekasten 20 untergebrachtes Getriebe betätigt. In den Fig. 3 und 4 ist das Abtriebsende der Kugelrollspindel 18 in Lagern 22 im Getriebekasten 20 gelagert. Ein Sonnenrad 24 ist zum Antrieb am Ende der Kugelrollspindel 18 befestigt. Eine Antriebswelle 26 für Schnellzufuhr und Schnellabhub ist in Lagern 28 im Getriebekasten 20 gelagert. An einem Ende ist ein Antriebssonnenrad 30 und am anderen Ende eine Riemenscheibe 32 montiert, die durch einen Riemen 34 und eine an

130009/0695

einem Motor 38 für die Schnellzufuhr und den Schnellabhub (Fig. 1) angetrieben wird. Am Getriebekasten 20 ist eine elektrische Bremse 40 montiert, die eine auf der Welle 26 befestigte Bremsscheibe 42 betätigt. Wird die Bremse 40 elektrisch beaufschlagt, so hält sie die Bremsscheibe 42 stationär und verhindert damit eine Drehung der Welle 26.

Ein Planetenradträger 44 ist in einem mit der Kugelrollspindel 18 verbundenen Lager 46 und mit einem mit der Welle 26 verbundenen Lager 48 gelagert. Drei Stufenrädergetriebe 50 sind im Planetenradträger 44 über Wellen 52 gelagert. Jeweils ein Planetenrad des Stufenrädergetriebes 50 steht mit dem Sonnenrad an der Welle 26 in Eingriff. Das andere Stufenrad steht mit dem Sonnenrad 24 auf der Kugelrollspindel 18 in Eingriff. Es sei bemerkt, daß das Sonnenrad 30 kleiner ist als das Sonnenrad 24 und daß die Stufen der Stufenrädergetriebe 50 entsprechend bemessen sind. Ein Schneckenrad 54 ist am Umfang des Planetenradträgers 44 angebracht. Es steht mit einem Schneckenrad 56 in Eingriff, das mit Hilfe von Muffen 58 und 60 und Lagern 62 und 64 im Getriebekasten 20 montiert ist. Das Schneckenrad 56 dreht sich mit den Muffen 58 und 60 als eine Einheit gegenüber dem Getriebekasten 20. Außerdem kann sich das Schneckenrad 56 durch Gleiten in den Muffen 58 und 60 axial nach rechts bewegen (Fig. 3), wobei eine Feder 66 zusammengedrückt wird, die zwischen der Muffe 60 und einem Absatz 68 am Schneckenrad 56 wirkt. Unterhalb einer gegebenen Axiallast am Schneckenrad 56 bewirkt die Feder 66, daß ein Absatz 70 am Schneckenrad 56 an der Muffe 58 anliegt. Das Schneckenrad 56 wird durch eine an ihm montierte Riemenscheibe 52 angetrieben, die ihrerseits über einen Riemen 74 mit einem Vorschubmotor 76 (Fig. 1) in Verbindung steht.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Der Schlitten wird aus der Abhubstellung durch einen Schnellzustellungshub relativ hoher Geschwindigkeit nach vorne bewegt. Während dieser Bewegung wird die Bremse 40 nicht betätigt, und der Motor 38 treibt die Welle 26 über den Riemen 34 und die Riemenscheibe 32 und 36 an. Die Welle 26 treibt die Kugelroll- oder Leitspindel 18 über die Getriebesätze 30,50 und 24 an, die als ein einfaches Vorgelege wirken. Die Untersetzung über dieses Getriebe ist verhältnismäßig klein, und die Winkelgeschwindigkeit der Kugelrollspindel beträgt etwa die

130009/0636

- 11 - 30258A4

Hälfte der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 26. Die sich mit verhältnismäßig hoher Drehzahl drehende Kugelrollspindel treibt den Schlitten 6 über die Spindelmutter 14 nach links (Fig. 1). Am Ende des Schnellzustellhubes wird ein nicht gezeigter Grenzschalter vom Schlitten 6 oder der Werkzeugbestückung 12 ausgelöst. Der Motor 38 schaltet ab und die Bremse 40 wird beaufschlagt. Dadurch wird die Welle 26 über die Bremsscheibe 42 arretiert.

Während des folgendes Vorschubhubes treibt der Motor 76 das Schneckenrad 56 über den Riemen 74 und die Riemenscheibe 72 an. Das Schneckenrad 56 treibt das Schneckenrad 54 und über dieses den Planetenradträger 44 an. Wenn jetzt die Welle 26 und das Sonnenrad 30 stationär sind, bewirkt die Drehung des Planetenradträgers 44, daß die Kugelrollspindel 18 über das Sonnenrad 24 sowie über das Differentialplanetengetriebe mit dem Sonnenrad 30, den Stufenradgetrieben 50 und das Sonnenrad 24 angetrieben wird. Die Gesamtuntersetzung zwischen Schneckenrad 56 und Kugelrollspindel 18 ist sehr groß, wobei sich diese mit einer verhältnismäßig niedrigen Winkelgeschwindigkeit, jedoch unter sehr hohem Drehmoment dreht, das zum Antrieb des Schlittens 6 und der Werkzeugbestückung 12 am Werkstück ausreicht, solange die Werkzeuge spanend arbeiten.

Am Ende des Vorschubhubes gelangt der Schlitten 6 an einen Anschlag, der seinen weiteren Weg begrenzt. Dies arretiert die Kugelrollspindel und verhindert ihre weitere Vorwärtsdrehung. Auch der Planetenradträger 44 und das Schneckenrad 54 werden angehalten. Die Weiterdrehung des Schneckenrades 56, das mit dem arretierten Schneckenrad 54 im Eingriff steht, bewirkt, daß es sich axial nach rechts bewegt (Fig. 5) und die Feder 66 komprimiert. Das Außenenede des Schneckenrades 56 beaufschlagt einen Grenzschalter 78, der den den Vorschubhub beendenden Motor 76 anhält.

Der Schnellabhub ist im wesentlichen identisch mit der Schnellzufuhr, mit Ausnahme, daß sich der Motor 38 in Gegenrichtung dreht. Die Bremse 40 wird wieder abgeschaltet, und die Kugelrollspindel wird über die Getriebe 24,50 und 30 von der Welle 26 angetrieben. Dieser Schnellabhub erfolgt im wesentlichen mit der gleichen linearen Geschwindigkeit wie die Schnellzufuhr.

130009/0695

Daraus ergibt sich, daß sowohl die Schnellzufuhr als auch der Schnellabhub im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen und eine plötzliche Beschleunigung zu Beginn des Hubes infolge der Erregung des Motors 38 sowie eine plötzliche Abbremsung am Endes des Hubes infolge der Beaufschlagung der Bremse 40 erfahren. Außerdem wird am Ende der Schnellzufuhr die Stellung des Übergangspunktes von der Geschwindigkeit für die Schnellzufuhr zur Vorschubgeschwindigkeit durch die Wiederholbarkeit des Bremsmomentes der Bremse 40 und der Bremsscheibe 42 bestimmt. Da dieses Bremsmoment von der Reibung abhängt, die ihrerseits durch Feuchtigkeit, Abrieb und andere veränderliche Größen bestimmt wird, ergibt sich eine Schar von Unsicherheitsfaktoren für die genaue Stellung des Übergangspunktes von der Schnellzufuhr zum Vorschub. In der Praxis wird diese Unsicherheit der Stellung des Übergangspunktes dadurch kompensiert, daß man den Schlitten auf Vorschubgeschwindigkeit fahren läßt, wenn sich die Werkzeuge noch ein Viertel bis einen halben Zoll (6,35 - 12,7 mm) vom Werkstück entfernt befinden. Da diese Vorschubgeschwindigkeit erheblich kleiner ist als die Schnellzufuhrgeschwindigkeit, erhöht dieser frühe übergang die Gesamttaktzeit um etwa 1 bis 2. s gegenüber einer Idealsituation, bei welcher der Übergangspunkt erreicht wird, wenn die Werkzeuge nur etwa 1/32 Zoll (ca. 0,8 mm) vom"Werkstück entfernt sind. Die nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtungen bilden ein Mittel, dieses Ideal zu erreichen.

Fig. 5 stellt ein Funktionsschaubild der Erfindung dar. Das Schlittenbett 2 ist wieder auf einer Bettwange 4 montiert und trägt verschiebbar den Schlitten 6, auf welchem die Werkzeugbestückung 12 angebracht ist. Der Schlitten 6 wird abwechselnd durch zwei Einrichtungen angetrieben: eine Einrichtung dient für den Vorschub und verwendet eine Kugelrollspindel 18, eine Spindelmutter 14 sowie einen am Schlitten 6 montierten Bügel 16, wobei die Kugelrollspindel durch ein nachstehend näher beschriebenes Wechselgetriebe angetrieben wird. Die anderen Einrichtungen für den Antrieb des Schlittens während der Schnellzufuhr oder der Schnellzustellung und dem Schnellabhub erfolgt durch ein über einen Bügel 102 mit einem Stift 104 verbundenes Gestänge, das durch eine Beschleunigungs-Bremseinrichtung im Umrißfeld 108 angetrieben wird, während sich die Kugelrollspindel frei dreht und im Wechselgetriebe 100

130009/0695

nicht angekuppelt ist.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch das Wechselgetriebe 100. Die Kugelrollspindel läuft in Lagern 110 im Wechselgetriebe 100. Ein Freilaufring 112 ist drehbar auf einer Verlängerung der Kugelrollspindel 18 in einem Lager 114 gelagert, und ein Schneckenrad 116 ist konzentrisch auf seinem Umfang montiert. Das Schneckenrad 116 wird durch ein Schneckenrad 56 praktisch in der gleichen Weise wie die Vorschubeinrichtung der Fig. 3 und 4 angetrieben, d.h., daß das Schneckengetriebe 56 sich axial frei zu einer Feder am Ende des Vorschubhubes hin bewegt. Das Schneckengetriebe 56 wird durch eine auf ihm montierte Riemenscheibe 118, einen Riemen 120 sowie eine Riemenscheibe 122 angetrieben, die am Vorschubmotor 124 angebracht ist.

Eine Antriebshülse 126 ist auf das Ende der Leitspindel 18 aufgeschraubt. Keilzähne 128 sind in ihren Umfang eingeschnitten, auf welchem eine Gleitkupplung 130 mit eingreifenden Innenkeilzähnen aufgepaßt ist. Auf der Innenfläche der Gleitkupplung 130 ist eine Kerbverzahnung ausgeformt, welche mit der entsprechenden Kerbverzahnung im Freilaufring 112 (Fig. 7) im Eingriff steht. Die Gleitkupplung 130 wird vom Freilaufring 112 durch eine Feder 132 ausgekuppelt, die in der Antriebshülse 126 untergebracht ist.

Ein Einsatzstück 134 ist konzentrisch in der Gleitkupplung 130 in einem Axiallager 136 gelagert. Eine Eingriffsfeder ist im Einsatzstück 134 angeordnet und ruht auf einem Absatz 140 eines Betätigungskolbens 142, der gleitbar in einer Buchse 144 im Gehäuse 100 angeordnet ist. Dieser Kolben wird von außen betätigt, wie nachstehend näher erläutert wird. In der in Fig. 6 gezeigten Stellung ruht der Kolben, und die Kupplung, die das ringförmige Zwischenglied zwischen dem Freilaufring 112 und der Gleitkupplung 130 darstellt, ist ausgekuppelt. In diesem Zustand besteht kein Kraftschluß zwischen dem Vorschubschneckengetriebe 56 und der Kugelrollspindel 18. Dieser Zustand herrscht, wenn der Schlitten 6 vom Gestänge 106 während der Schnellzufuhr und des Schnellabhubes angetrieben wird. Die Kugelrollspindel 18 wird durch die Spindelmutter 14 zurückgeführt und dreht sich in den Lagern 110 und 114. Die

130009/069S

Die Antriebshülse 126, die Gleitkupplung 130 sowie die Feder 132 drehen sich frei mit der Kugelrollspindel 18.

Auf andere Weise ausgedrückt heißt dies, daß der Schlitten 6 während der Schnellzufuhr und des Schnellabhübes durch das Gestänge 106 angetrieben wird und, daß sich die Spindelmutter 14 mit dem Schlitten 6 bewegt und daß ihre Längsbewegung eine Drehung der Kugelrollspindel 18 verursacht. Dies wird durch den sehr geringen Reibungsfaktor zwischen Spindelmutter und Spindel ermöglicht. Unter diesen Umständen dreht sich die Kugelrollspindel frei, weil kein Eingriff zwischen der sich mit der Kugelrollspindel 18 drehenden Gleitkupplung 130 und dem Freilaufring 112 besteht, der durch die Vorschubeinrichtung angetrieben wird.

Bewegt sich der Kolben 142 nach links (Fig. 6), so drückt die Eingriff sfeder 138 das Einsatzstück 134 auch nach links. Dieses wirkt auf das Axiallager 136 und überträgt diese Bewegung auf die Gleitkupplung 130, die dann die Feder 132 zusammendrückt. Die Zähne der Gleitkupplung 130 kommen mit den Zähnen des Freilaufringes 112 in Eingriff, wodurch zwischen beiden ein Kraftschluß entsteht. Unter diesen Umständen, dh. wenn der Kolben 142 nach links versetzt ist, wird das Schneckenrad 116 durch Drehung des Schneckengetriebes 56 in Drehung versetzt, die dann an die Kugelrollspindel 18 über den Freilaufring 112, die Gleitkupplung 130, die Keilzähne 128 sowie die Antriebshülse 126 übertragen wird. Dies ist der Zustand der Einrichtung im Wechselgetriebe 100 während des Vorschubs.

Die Fig. 6 sowie 8 bis 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Beschleunigungs-Bremseinrichtung 108. Zwei in Abstand voneinander angeordnete Verlängerungen 150 des Wechselgetriebes 100 bilden einen Konstruktionsrahmen, in welchem die Beschleunigungs-Bremseinrichtung aufgehängt ist. Ein Hauptgelenk 152 besitzt gegabelte Teile, die drehbar auf einer Welle 154 zwischen den voneinander abstehenden Verlängerungen 150 montiert sind. Über einen Drehzapfen 158 ist das Gelenk 152 mit einem Antriebsgestänge 156 verbunden. Der verlängerte Teil des Antriebsgestänges ist als Zahnstange 160 ausgebildet, die mit einem Antriebsrad 162 in Eingriff steht. An diesem Antriebsrad 162 sind zwei Wellenstummel 164 (Fig. 11) aus-

130009/0695

geformt, die in voneinander abstehenden Wangen 166 montiert sind. Die Wangen sind an Wellen 168 und 170 befestigt, die sich in Lagern 172 und 174 drehen, welche in den Verlängerungen 150 auf einer Achse A₁ montiert sind. Das aus den Wellen 168 und 170, den Wangen 166, dem Antriebsrad 162 sowie den Wellenstummeln 164 bestehende Aggregat bildet eine Kurbel und dreht sich als eine Einheit um die Achse A., . Die Achse A₁ fällt praktisch mit dem Teilkreis des Antriebsrades 162 zusammen.

Die Zahnstange 160 bleibt in Teilkreisberührung mit dem Antriebsrad über eine Stützplatte 176, die zwischen zwei Seitenplatten befestigt ist, die in Lagern 180 auf den Wellenstummeln 164 laufen. Die Seitenplatten sind auch durch zwischen ihnen angebrachte Distanzblöcke 182 miteinander verbunden. Die gesamte aus den Bauteilen 160-182 bestehende Einrichtung stellt ein Ausführungsbeispiel meiner Erfindung dar, die im US-Patent Nr. 3 789 676 bekanntgemacht wurde. Die Welle 168 wird durch eine Riemenscheibe oder ein Kettenrad 184 sowie einem Riemen oder einer Kette 186 vom Schnellzufuhrmotor 188 (Fig. 6) angetrieben. In vielen Fällen kann ein Untersetzungsgetriebe zwischen die Riemenscheibe 184 und die Welle 168 gelegt oder im Elektromotor 188 selbst vorgesehen werden. In jedem Fall wird der Schnellzufuhrhub durch eine einzige Umdrehung des Antriebsrades 162 um die Achse A₁ in Linksrichtung (Fig. 6) erzeugt. Dies bewirkt eine allgemeine Aufwärtsbewegung der Zahnstange durch einen Hub, der im wesentlichen gleich ist dem Teilkreis des Antriebsrades 162. Außerdem beschleunigt sich die Aufwärtsbewegung der Zahnstange 160 weich und übergangslos bis auf eine maximale Geschwindigkeit bei etwa der Hälfte und bremst dann ebenso übergangslos weich bis zum Ende des Hubes am, um eine angenommene konstante Winkelgeschwindigkeit des Antriebsrades 162 während seiner einzigen Umdrehung zu erzielen. Die Aufwärtsbewegung der Zahnstange teilt dem Hauptgelenk 152 eine Gegendrehbewegung um die Welle 154 mit.

Ein Nebengelenk 185 ist drehbar über eine Welle 187 mit dem Hauptgelenk 152 verbunden. Das andere Ende des Nebengelenks 185 ist als Schlitz 189 ausgebildet, in welchen das Gestänge 106 eingepaßt ist, dessen anderes Ende den Schlitten 6 antreibt. Das Nebengelenk

130009/0696

ist über einen Stift 190 mit dem Gestänge 106 drehbar verbunden. Diese Drehstiftverbindung kann in der gezeigten Stellung gemacht werden, der Stift 190 kann jedoch auch in zwei weitere Löcher 192 oder 194 (Fig. 6) eingeführt werden, um verschiedene Schnellzufuhrhübe zu erzielen, wie nachstehend näher erläutert wird. Eine Nocke oder Kurve 196 ist über einen Drehzapfen 198 an das Nebengelenk 185 angelenkt. Diese Nocke ist mit der Seite des Nebengelenks 185 durch Längslöcher verschraubt, die eine Winkelverstellung der Nocke 196 um den Stift 198 gegenüber dem Nebengelenk 185-gestatten. Diese Nocke 196 wirkt mit einer Kurvenrolle 200 zusammen, die auf einer Verlängerung 150 montiert ist.

Ein Sperrgelenk 202 ist über einen Drehzapfen 204 mit dem Hauptgelenk 152 verbunden. Ein Ende des Sperrgelenks, das grob Dreiecksform besitzt, beherbergt eine Druckfeder 206, die in einer Ausnehmung oder Tasche im Hauptgelenk 152 wirkt. Die Feder 206 erzeugt ein nach rechts gerichtetes Drehmoment am Sperrgelenk 202 um den Drehzapfen 204 gegenüber dem Hauptgelenk 152. Auf einer anderen Ecke des Sperrgelenks 202 ist eine Kurvenrolle 208 (Fig. 9) montiert, die mit einer Sektorenkurve 210 (Fig. 12) zusammenarbeitet, die auf der Welle 168 montiert ist und sich mit dieser um die Achse A. dreht. Die dritte Ecke des Sperrgelenks 202 ist geschlitzt, um dem Gestänge 106 Platz zu geben und als Haken oder Riegel 212 ausgebildet, der mit einem entsprechenden Haken oder Riegel 214 des Nebengelenks 185 in Eingriff kommt. Wenn der Haken 212 am Sperrgelenk 202 mit dem Haken 214 des Nebengelenks 185 in Eingriff steht, wird das Nebengelenk 185 an einem Anschlag 215 gehalten, der am Hauptgelenk 152 montiert ist. In diesem Zustand sind das Nebengelenk 185 und das Hauptgelenk 152 durch das Sperrgelenk 202 miteinander verriegelt und bilden in der Praxis einen einzigen starren Körper.

Ein aus einem waagrechten Arm 218 und einem senkrechten Arm 220 bestehender Winkelhebel 216 ist drehbar auf einer Welle 222 gelagert, die in den Verlängerungen 150 montiert ist. Der Winkelhebel 216 bildet die Vorrichtung, um die im Wechselgetriebe oder Getriebekasten 100 untergebrachte Vorschubeinrichtung sowie die Beschleunigungs-Bremseinrichtung für die Schnellzufuhr und den

1 30009/0696

Schnellabhub, die aus den Bauteilen 150-215 besteht, miteinander in Beziehung zu setzen.

Zu Beginn des Schnellzufuhrhubs ist die gesamte Einrichtung in der in Fig. 6 gezeigten Stellung. Zur Durchführung des Schnellzufuhrhubs vollzieht das Antriebsrad 162 eine vollständige Linksdrehung um die Achse A₁. Die beschleunigte und abgebremste Aufwärtsbewegung an der Zahnstange 160 wird an das Hauptgelenk 152 über die Welle 158 übertragen, wodurch sich das Hauptgelenk 152 um die feststehende Welle 154 nach links um einen Winkel von ca. 80 dreht. Jetzt drehen sich das Hauptgelenk 152, das Nebengelenk 185 sowie das Sperrgelenk 202 als eine Einheit. Der Stift 187 zwischen dem Nebengelenk 185 und dem Gestänge 106 dreht sich ebenso um etwa 180 Bogengrade um die Welle 154 und bewirkt, daß sich das Gestänge nach links bewegt und den Schlitten 6 um einen bestimmten Schnellzustellhub befördert.

Wenn sich das Antriebsrad 162 dem Ende seiner einzigen Umdrehung nähert, erreicht die Zahnstange 160 eine Ruhestellung, in welcher sie im wesentlichen ihren vollen Hub erreicht hat und praktisch stationär ist, während das Antriebsrad sich weiter um einen kleinen Winkel von ca. 10° dreht. Die Stellung der Einrichtung in Fig. 12 entspricht diesem Beginn der Ruhestellung. Die aus Gründen der Klarheit schematisch gezeigte Zahnstange 160 sowie das Hauptgelenk 152 und das Nebengelenk 185 haben das Ende ihres Aufwärtshubes erreicht. Jetzt steht die an der Welle 168 montierte Sektorenkurve 210 mit ihrem unteren Kurventeil 224 mit der am Sperrgelenk 202 angebrachten Kurvenrolle 208 im Eingriff. Nach der Drehung durch ca. 80 des aus dem Hauptgelenk 152, dem Nebengelenk 185 und dem Sperrgelenk 202 bestehenden Aggregates (Fig. 12) berührt der Außenteil des Sperrgelenks 202 gerade den waagrechten Arm 218 des Winkelhebels 216.

Während der letzten angenäherten 10 der Drehung der Welle 168 und der Sektorenkurve 210, wobei Zahnstange und Gelenke in Ruhestellung sind, steht ein Übergangsteil an der Kurve 226, der zu einem oberen Ruheteil 228 führt, mit der Kurvenrolle 208 in Eingriff. Dadurch dreht sich das Sperrgelenk 202 um einen kleinen Linkswinkel

130009/0695

um den Drehzapfen 204, der sich im jetzt stationären Hauptgelenk 152 befindet. Diese kleine Winkeldrehung des Sperrgelenks 202 bewirkt auch, daß sein Haken 212 sich vom Haken 214 des Nebengelenks 185 löst. Die abwärts gerichtete Winkelbewegung des Hakens des Sperrgelenks 202 bewirkt, daß sich auch der waagrechte Arm 218 des Winkelhebels 216 abwärts bewegt und diesen um die Welle 222 nach rechts dreht. Dadurch wird der senkrechte Arm 220 des Winkelhebels 216 ebenso wie der Kolben 142 nach links bewegt, wodurch sich die Kupplung im Wechselgetriebe 100, wie bereits beschrieben, einkuppelt. Bei getrennten Haken zwischen dem Sperrgelenk 202 und dem Nebengelenk 185 kann sich dieses jetzt frei um die Welle 187 am stationären Hauptgelenk 152 nach links drehen.

Jetzt ist der Vorschubmotor 124 angeschaltet und treibt die Kugelrollspindel 18 über die durch den Kolben 142 in Eingriff gehaltene Kupplung an. Der Schlitten 6 wird nach links (Fig. 5) befördert, und der Werkzeugsatz wird dem Werkstück zugeführt. Wenn sich der Schlitten nach links bewegt, zieht er das Gestänge 106 mit sich. Das Gestänge 106 zieht nun das sich frei drehende Nebengelenk 185 um die Welle 187 nach links. Der Vorschubhub wird für eine bestimmte und einstellbare Länge fortgesetzt, die durch die Winkelstellung der Nocke 196 am Nebengelenk 185 bestimmt wird.

Am Ende des Vorschubs berührt die Nocke 196 die Kurvenrolle 200 und verhindert damit eine weitere Drehung des Nebengelenks 185 um die Welle 187. Ein Zwangsanschlag zwischen dem Schlitten 6 und dem Schlittenbett 2 kann gleichzeitig zur Erzielung einer größeren Positioniergenauigkeit vorgesehen werden, doch dies ist nicht erfindungswesentlich. Da der Schlitten an einer weiteren Bewegung gehindert wird, blockiert er die Leitspindel, wobei sich das Schneckengetriebe 56 axial bewegt, wie anhand der Fig. 1 beschrieben wurde. Dies beaufschlagt den Grenzschalter 78, der den Vorschubmotor 124 abschaltet, den Schnellzustellmotor 188 in Gegenrichtung laufen läßt, um das Antriebsrad 162 um eine Umdrehung nach rechts zu drehen, um damit den Schnellabhub zu vollziehen.

Während der ersten ca. 10 der Rechtsdrehung der Welle 168 und des Rades 162, wobei die Zahnstange noch in Ruhestellung weilt, hebt der obere Ruhesektor 228 der Kurve 210 von der Rolle 208 ab, damit

130009/0695

die Feder 206 den Sperrhebel 202 im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 204 im noch stationären Hauptgelenk 152 drehen kann. Dadurch wird die nach links wirkende Kraft aufgehoben, die durch den Winkelhebel 216 auf den Kolben 142 ausgeübt wurde, wodurch die Feder 132 die Gleitkupplung 130 vom Freilaufring 112 abkuppelt, und die Kugelrollspindel sich wieder frei bewegen kann, wie es der Weg der Spindelmutter 14 erfordert.

Wenn sich das Antriebsrad 162 weiter nach rechts um die Achse A^ dreht, beschleunigt die Zahnstange 116 ihre Abwärtsfahrt, wodurch sich das Hauptgelenk 152 im Uhrzeigersinn um die Welle 154 dreht. Die Bewegung des Nebengelenks wird durch den bogenförmigen Weg der Welle 187 gesteuert, über den sie mit dem Hauptgelenk verbunden ist, und die Nocke 196 wirkt gegen die ruhende Rolle 200. Wenn sich die Welle 187 von ihrer ausgefahrenen Stellung (Fig. 12) in die eingefahrene Stellung (Fig. 6) in einer bogenförmigen Bahn um die Welle 154 herum zurückbewegt, drückt die an der Rolle 200 am Nebengelenk 185 abrollende Nocke 196 das Nebengelenk an seinen Anschlag 215 am Hauptgelenk 152 zurück.

Sobald dieser Zustand erreicht ist, der

nach etwa 2/3 des Rücklaufhubes des Sperrgelenks 202 auftritt, kommt der Haken 212 wieder mit dem Haken 214 am Hauptgelenk 152 in Eingriff. Der durch die Nocke 196 und die Rolle 200 erzwungene Rücklauf des Nebengelenks 185 in seine normale Sperrstellung gegenüber dem Hauptgelenk 152 bewirkt, daß das Gestänge 106 sowie der es während des Schnellabhubs zurückziehende Schlitten einen Hub vollziehen, der die Summe des Schnellzufuhrhubs und des folgenden Vorschubs ist. Dieser gesamte zusammengesetzte Schnellabhub wird durch die einzige Rechtsdrehung des Antriebsrades 162 erzeugt, das auch die Zahnstange 160 eine abwärts gerichtete Beschleunigung-Bremsbewegung gleich seiner Aufwärtsbewegung während der Schnellzufuhr vollziehen läßt.

Die Fig. 13-16 sind vereinfachte Schemazeichnungen, in welchen das Hauptgelenk und das Nebengelenk durch Gerade dargestellt sind, die den Mittelpunkt der Drehwelle 187 mit dem Mittelpunkt des Stiftes 190 verbinden, wenn dieser zwischen seinen drei möglichen Stellun-

130009/0695

gen verfahren wird. Die Zeichnungen zeigen die Bewegungen sowie auch, wie die Schnellzufuhr durch Versetzung des Stiftes 190 in die Löcher 192 oder 194 verändert werden kann. In den Fig. 13-15 deutet der Zusatzbuchstabe "a" die Stellungen der Bauteile in eingefahrener Stellung* Und diese Bauteile sind mit gestrichelten Linien dargestellt. Zahlen ohne Zusatzbuchstaben zeigen die Bauteile am Ende der Schnellzufuhr vor dem Beginn des Vorschubs, und diese Bauteile sind durch ausgezogene Linien dargestellt. Der Zusatzbuchstabe "b" zeigt die Stellungen der Bauteile am Ende des Vorschubs wieder in gestrichelten Linien. In Fig. 13 ist der Stift 190 in das unterste Loch eingesetzt, das seiner Stellung in den Fig. 6 und 12 entspricht. Während der Schnellzufuhr bewegt sich das Hauptgelenk um einen feststehenden Winkel von 152a nach 152, das Nebengelenk von 185a nach 185 und der Stift von 190a nach 190. Die waagrechte Projektion der Bewegung des Stiftes 190 (der mit dem Gestänge 106 verbunden ist) gleicht im wesentlichen dem an den Schlitten 6 übertragenen Schnellzufuhrhub. In dieser Zeitspanne arbeiten das Hauptgelenk und das Nebengelenk als ein verriegeltes Paar. Am Ende des Schnellzufuhrhubs wird das Nebengelenk 185 vom Hauptgelenk gelöst. Der Schlitten 6 wird durch die Kugelrollspindel und die Spindelmutter vorwärtsbewegt, und das jetzt freie Nebengelenk wird durch das Gestänge 106 von der Stellung 190 in die Stellung 190b vorwärtsgezogen, wobei es sich um die Welle 187 an dem jetzt stationären Hauptgelenk 152 dreht. Die Vorschubgeschwindigkeit wird durch die Kugelrollspindel gesteuert. Am Ende des Vorschubs ist das Nebengelenk in die Stellung 185b gefahren. Während des Rücklaufs des Hauptgelenks 152a fährt das Nebengelenk in seine Sperrstellung 185a zurück (Fig. 16).

Für Fig. 14 gilt noch die Folge der Fig. 13. Der Stift 190, der das Gestänge 106 mit dem Nebengelenk verbindet, wurde jedoch in das Loch 192 (Fig. 6) eingesetzt. Dadurch wird der Radius des Verbindungspunktes des Gestänges 106 mit dem Nebengelenk 185 vom Drehmittelpunkt der Gelenkverbindung, welches die Welle 154 ist, vergrößert. Selbst wenn sich nun das Hauptgelenk 152 durch den gleichen Winkel wie vorher (Fig. 13) dreht, hat sich die waagrechte Projektion der Bewegung der Bahn des Stiftes 119 wegen des größeren Radius seiner Bahn vergrößert. Ein Vergleich der Schnellzufuhrhübe zwischen den Fig. 13 und 14 zeigt dies.

130009/0695

Ein noch größerer Schnellzufuhrhub ergibt sich nach Fig. 15 durch Versetzen des Stiftes 119 auf einai noch größeren Radius am Loch 194 (Fig. 6), was durch Fig. 15 dargestellt wird.

Somit kann die Länge des Schnellzufuhrhubes in Einzelschritten durch Versetzung des Stiftes 190 zwischen verschiedenen Löchern im Nebengelenk 185 verstellt werden. Die Stellung des Schnellzufuhrhubes kann dadurch gesteuert werden, daß die Länge des Gestänges 106 durch verschiedene herkömmliche Verfahren verändert wird, wozu eine Herstellung des Gelenks aus zwei Stücken gehört, wobei eines im anderen verschraubt ist.

Das Verhalten des Nebengelenks gegenüber dem Hauptgelenk ist schematisch in Fig. 16 dargestellt und gilt gleichermaßen für jede beliebige Stellung des Stiftes 190 im Nebengelenk. Wie bisher dreht sich das Hauptgelenk von einer Stellung 152a in eine Stellung 152 während des Schnellzufuhrhubes. Das Nebengelenk, jetzt durch eine Linie dargestellt, welche die Welle 187 mit dem Nockendrehstift 198 verbindet, bewegt sich in eine Position 185, und die Nocke bewegt sich in eine Stellung 196 während des gleichen Schnellzustellhubes. Während des Vorschubs bewegt sich das Nebengelenk von der Stellung 185 in die Stellung 185b, und die darauf montierte Nocke bewegt sich von der Stellung 196 in die Stellung 196b. Es sei bemerkt, daß die Nocke in 196b am Ende des Vorschubs an der feststehenden Rolle 200 anliegt. Während des Schnellabhubs fährt die Welle 187 ihren bogenförmigen Weg zurück zur Stellung 187a. Während der ersten annähernden 2/3 des Schnellabhubs drückt die feststehende Rolle die Nocke 196 und das Nebengelenk 185, auf welchem sie montiert ist, zurück in die Sperrstellung gegenüber dem Hauptgelenk 152; dieser Zustand wird erreicht, wenn das Hauptgelenk in 152c, das Nebengelenk in 185c und die Nocke 196 c steht. Es ist offensichtlich, daß die Länge des Vorschubs durch die größe des Winkels bestimmt wird, um den sich das Nebengelenk um die Welle 187 am Ende des Schnellzufuhrhubs drehen kann und, daß die Größe dieser Drehung durch die Winkelstellung der Nocke 196 am Nebengelenk 185 zum Stift 198 bestimmt wird. Es ergibt sich, daß unabhängig von einer speziellen Stellung der Nocke 196 zum Stift 198 die Nocke 198 und das Nebengelenk 185 in ihre Sperrstellung gegenüber dem Hauptgelenk 152 an diesem Punkt während des Schnellzufuhrhubs

130009/0895

getrieben werden, so daß sich die Rolle 200, der Stift 198 und die Welle 154 im Gleichlauf bewegen; diese Stellung ist jeweils durch den Anhang "c" dargestellt. Dies ergibt sich zwangsläufig, da der Teil der Nocke 196, der neben dem Stift 198 liegt, ein wahrer Radius um die Mittellinie des Stiftes 198 ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war die grundlegende Beschleunigungs-Bremseinrichtung zur Betätigung des Schnellvorschub- und Schnellabhubgestänges eine Ausführung der im US-Patent Nr. 3 789 676 bekanntgemachten Erfindung. Es können auch andere Einrichtungen verwendet werden. Mehrere dieser anderen Lösungen sind schematisch in den Fig. 17-19 dargestellt. Es sei bemerkt, daß das Hauptgelenk in diesen Schemazeichnungen als eine Linie dargestellt ist, welche den Drehmittelpunkt, die Welle 154 mit der Welle 158 verbindet, an welcher die Eingangskraft aufgebracht wird, und der Zusatzbuchstabe "a" gilt für alle Bauteile in ihrer eingefahrenen Stellung und kein Zusatzbuchstabe gilt für die Bauteile in ihrer Zufuhrstellung.

In Fig. 17 ist ein Kurbelarm 230 auf einer drehbaren Welle 232 montiert, die das nötige Drehmoment für die Anwendung erzeugen kann, beispielsweise für die Abtriebswelle eines Untersetzungsgetriebes, das am Wechselgetriebe 100 montiert und durch einen Motor 188 angetrieben wird. Das außenseitige Ende des Kurbelarms 230 ist drehbar in einer Verbindungsstange 234 durch einen Kurbelzapfen 236 gelagert. Am anderen Ende ist die Verbindungsstange drehbar über eine Welle 158 mit dem Hauptgelenk 152 verbunden. In einer Stellung der Kurbel 23Oa hält die Verbindungsstange 234a das Hauptgelenk 152 in seiner eingefahrenen oder Rücklaufstellung 152a. Wenn sich die Kurbel von der Stellung 23Oa in die Stellung 230 dreht, bewegt sich das Hauptgelenk von der Stellung 152a in die Stellung 152, wobei es einen Schnellzufuhrhub vollführt. Ebenso kehrt das Hauptgelenk 152 in seine Stellung 152a zurück und vollzieht einen Schnellabhub, wenn sich die Kurbel von der Stellung 230 in die Stellung 23Oa dreht. Es sei bemerkt, daß eine Nocke wie die Kurve 210 (Fig. 6) auf der Welle 232 montiert ist, um das Sperrgelenk wie im früheren Falle zu betätigen.

Fig. 18 zeigt eine weitere beispielhafte Einrichtung zur Betätigung

130009/0695

des Hauptgelenks 152. Dieser Betätigungsmechanismus ist ein Ausführungsbeispiel der im US-Patent Nr. 3 777 580 offenbarten Erfindung. Am Wechselgetriebe 100 ist eine Zahnstange 240 angebracht. Ein ortsbewegliches Zahnrad 242 steht mit der Zahnstange 240 in Eingriff, wenn es an ihr entlang zwischen den beiden Endstellungen 242 und 242a rollt, die um einen Teilkreisumfang des Zahnrades voneinander abstehen. Das Zahnrad wird zwischen diesen beiden Stellungen durch eine Stange 244 hin- und herbewegt, die durch einen am Wechselgetriebe 100 montierten Zylinder 246 angetrieben wird. Am Zahnrad 242 ist ein Kurbelzapfen 248 montiert, dessen Mittellinie an oder nahe dem Teilkreis des Zahnrades liegt. Eine Verbindungsstange 250 ist drehbar mit einem Ende am Kurbelzapfen 248 angebracht und drehbar durch die Welle 158 mit ihrem anderen Ende am Hauptgelenk 152. Wenn das Zahnrad an der stationären Zahnstange 240 durch Antrieb über den Zylinder 246 um eine Umdrehung enlangrollt, bewegt es sich von der Stellung 242a zur Stellung 242. Dadurch bewegen sich die Verbindungsstange und das Hauptgelenk von den Stellungen 25Oa und 152a in die Stellungen 250 und 152 in einer übergangslosen Beschleunigungs-Bremsbewegung, selbst wenn sich die Stange 244 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. In diesem Falle würde das Sperrgelenk durch einen Druckpunkt am Aggregat betätigt werden, der dazu dient, das abrollende Zahnrad in Teilkreisberührung mit der Zahnstange zu halten.

Fig. 19 zeigt eine Schemazeichnung einer Scheiben- oder Flachkurve zur Betätigung des Hauptgelenks 152. Eine Scheibenkurve 225 ist an einer Antriebswelle 253 wie die Abtriebswelle eines Untersetzungsgetriebes montiert. Eine Rolle 254 an einem Arm 255 läuft in einer in der Kurvenscheibe 252 aus-gefrasten Nut 256. Der Arm 255 ist drehbar auf einer im Rahmen montierten Welle 257 gelagert, und das außenseitige Ende des Arms 255 ist durch ein Gestänge 258 über einen Drehzapfen 259 mit dem Hauptgelenk 152 verbunden. Die Kurvennut 256 ist so ausgeformt, daß dem Hauptgelenk 152 eine übergangslose Beschleunigungs-Bremsbewegung bei einer konstanten Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Kurve 252 um ihre Antriebswelle 253 mitgeteilt wird.

Die Kurve 252 ist in einer einzigen Stellung gezeigt, die der Stellung des Hauptgelenks 152 nach dem Schnellzufuhrhub entspricht.

130009/0695

Diese Stellung der Kurve wurde nach 270° einer Rechtsdrehung von ihrer eingefahrenen Stellung aus erreicht, die aus Gründen der Klar-

"TVi

hext nicht gezeigt ist. dieser eingefahrenen oder zurückgefahrenen Stellung der Kurve 252 befindet sich die Rolle in der Stellung 254a, der Arm in Stellung 255a und das Gestänge in der Stellung 258a.

Während des Schnellabhubs wird die Kurve 252 durch die Welle 253 um 270° nach links gedreht, wobei die Rolle in ihre Ausgangsstellung und das Hauptgelenk in die Stellung 152a zurückgeführt werden.

Es sei bemerkt, daß der Drehwinkel des Hauptgelenks 152 in der Einrichtung der Fig. 17-19 gleich ist dem Drehwinkel des Hauptgelenks in den Fig. 6 und 12. Daher folgt, daß das Verhalten und die Arbeitsfolge des Nebengelenks 185, des Sperrgelenks 202 und ihrer zugeordneten Mechanik denen der oben beschriebenen Einrichtungen gleich ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 20-22 gezeigt. Es kommen hier die gleichen Prinzipien wie bei den früheren Ausführungsbeispielen zur Anwendung, ausgenommen, daß nun ein Teil der Mechanik in den Schlitten selbst verlegt wurde.

In den Fig. 20-22 ist ein Schlitten 6 in einem Schlittenbett 2 geführt, und auf dem Schlitten ist wie bei den früheren Ausführungsbeispielen die Werkzeugbestückung montiert. Eine Kugelrollspindel im Bett (Schnitt in Fig. 22) treibt den Schlitten 6 nur für den Vorschub über eine Spindelmutter 14 an, die ihrerseits durch eine Einrichtung angetrieben wird, die im wesentlichen mit dem Antrieb für die Kugelrollspindel im Wechselgetriebe der Fig. 6 identisch ist. Die Beschleunigungs-Bremseinrichtung, die eine Ausführung aus dem US-Patent Nr. 3 789 676 ist und in Fig. 11 im Schnitt gezeigt ist, wird wieder eingesetzt, jedoch ist sie bei diesem Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß die Bewegungsrichtung der Zahnstange 260 im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens 6 verläuft. Die Wellen 168 und 170 (Fig. 11 und 20) sind drehbar in neu ausgelegten und im Abstand zueinander angeordneten Verlängerungen des Rahmens 262 am Wechselgetriebe 100 angeordnet, und der Antriebsmotor 188 dient auch hier zum Antrieb dieser Einrichtung.

130009/0695

Wie oben ist auch hier der Hub der Zahnstange 260 zwischen zwei Ruhestellungen gleich dem Teilkreisumfang des Antriebsrades 162, wobei auch der Hub in Linksrichtung verläuft, wenn sich das Antriebsrad 162 nach links dreht und in Rechtsrichtung, wenn es sich nach rechts dreht. Die Antriebsseite der Zahnstange 260 ist über einen Drehzapfen 266 mit einem senkrechten Hebel 264 verbunden. Die andere Seite des senkrechten Hebels ist mit einer Welle 268 verkeilt, die drehbar in einem auf der Rückseite des Schlittens montierten Bügel 270 (Fig. 20) gelagert ist.

Während der Schnellzufuhr ruht der senkrechte Hebel 264 an einem am Bügel 270 angebrachten Anschlag 272. Der senkrechte Hebel 264 wird am Anschlag 272 durch ein L-förmiges Sperrgelenk 274 gehalten, das drehbar um einen Stift 27 6 am Bügel oder Rahmen 270 montiert ist.

Eine Druckfeder 278 zwischen der Rückseite des Anschlags 272 und dem Sperrgelenk 274 übt ein linksgerichtetes Drehmoment auf das Sperrgelenk 274 aus, wobei ein Sperriegel zwischen einem Haken am Sperrgelenk 274 und einem Haken an der Unterseite des senkrechten Hebels 264 gebildet wird. Eine Betätigungsstange 280 ist mit einem Ende an die Oberseite des Sperrgelenks 274 durch einen Stift 282 angeschlossen. Das andere Ende der Stange 280 läuft durch ein Ausschnittloch in einem Bügel 284, der auf die Seitenplatten 178 der Beschleunigungs-Bremseinrichtung montiert ist. Das äußerste hintere Ende der Stange trägt eine vergrößerte Abschlußkappe 286. Die Welle 268 erstreckt sich auf einer Seite über den Bügel 270 hinaus (Fig. 22), und ein waagrechter Hebel 288 ist darauf verkeilt. Das Außenende dieses waagrechten Hebels 288 führt eine Rolle 290, welche mit einer Kurvenscheibe 292 zusammenwirkt, die über ein Abstandsstück 294 vom Schlittenbett 2 getragen wird.

Die Kupplung im Wechselgetriebe 100 ist im wesentlichen mit der Kupplung der Fig. 6 und 7 identisch. Wieder wird sie durch einen Kolben 142 betätigt, der, wird er nach links bewegt, die Kugelrollspindel· für den Vorschub mit ihrem Antriebsmotor verbindet, und wenn er durch Federdruck nach rechts bewegt wird, es der Kugelrollspindel ermöglicht, sich frei zu drehen. Der Kolben wird durch einen Winkelhebel 295 betätigt, der drehbar auf einer Welle 296

130009/0698

sitzt, die in der Rahmenverlängerung 262 montiert ist. Eine Kurvenrolle 297 ist am Winkelhebel 295 montiert. Diese Kurvenrolle 297 wird durch eine Kurvenscheibe 298 auf der Welle 168 betätigt. Die Kurve 298 besitzt eine ÜbergangsSteigung oder Rampe, so daß sie über die Kurvenrolle 297 und den Winkelhebel 295 in der Ruhestellung der Zahnstange 260 den Kolben niederdrückt (nach links bewegt), wodurch die Kupplung im Wechselgetriebe 100 einkuppelt. Befindet sich die Zahnstange 260 nicht in Ruhestellung, dann ermöglicht die Nocke es dem Kolben 142 auszufahren, wodurch die Kupplung auskuppelt. Es sei bemerkt, daß bei dieser Anordnung der Kolben 142 niedergedrückt und die Kupplung in der Rücklaufstellung am Ende des Schnellabhubs und vor dem nächsten Schnellzufuhrhub neu einkuppelt (was bei der Einrichtung der Fig. 6 und 12 nicht der Fall war), doch dies ist kein Nachteil, da jetzt der Schlitten auf jeden Fall stationär ist.

In Fig. 20 nimmt die Einrichtung ihre zurückgefahrene Stellung vor dem nächsten Schnellzufuhrhub ein. Für den Schnellzufuhrhub dreht sich das Antriebsrad 162 einmal nach links, wodurch auch die Zahnstange mit einem Hub nach links geführt wird, der gleich ist dem Teilkreisumfang des Antriebsrades 162. Dadurch wird der Schlitten 6 durch den senkrechten Hebel 264, den Anschlag 272, die Welle 268 und den Bügel 270 um einen gleichen Hub weiterbefördert. Während der Ruhe am Ende dieses Hubes berührt die Kappe 286 auf der Stange 280 eine Fläche des Bügels 284, wobei sich die Stange 280 um einen kleinen Betrag nach rechts infolge der Rechtsbewegung der Seitenplatten 178 und des Bügels 284 bewegt. Es sei bemerkt, daß vor dem Schnellzufuhrhub der Abstand zwischen Bügel 284 und der Kappe 286 im wesentlichen gleich diesem Hub war.

Wenn die Kappe 286 durch den Bügel 284 nach rechts verfahren wird, bewegt die unter Spannung stehende Stange 280 den oberen Arm des L-förmigen Sperrgelenks 274 um den Stift 276 in Rechtsrichtung und drückt dabei die Feder 278 zusammen. Der Haken des Sperrgelenks 274 bewegt sich nach unten und löst sich vom Haken am unteren Ende des senkrechten Gestänges oder Gelenks 264. Gleichzeitig betätigt die Nocke 298 auf der Welle 168 den Winkelhebel 295 durch die Kurvenrolle 297, welche den Kolben 142 (Fig. 6) im Wechselgetriebe 100 betätigt. Dadurch wird wieder die Kupplung in Eingriff gebracht, um

130009/0695

die Kugelrollspindel 18 anzutreiben. Jetzt, d.h. am Ende des Schnellzufuhrhubes und vor dem Vorschubhub haben der senkrechte Hebel 264, die Welle 268, der waagrechte Hebel 288 sowie die Rolle die mit dem Zusatzbuchstaben "a" bezeichneten Stellungen eingenommen, d.h. 264a, 268a, 288a und 29Oa (Fig. 20). Zur eindeutigeren Darstellung der folgenden Bewegungen wurde dieser Stellungsstange senkrecht nach unten in Fig. 21 übertragen.

Jetzt wird der Vorschubmotor 124 an- und der Motor 188 abgeschaltet. Der Schlitten 6 wird durch seinen Kugelrollspindeltrieb für den Vorschub weiter nach links (nach vorne) befördert, während die Zahnstange 260 in Ruhestellung bleibt. Diese Vorwärtsbewegung des Schlittens 6 und des auf ihm montierten Bügels 270 nimmt die Welle 268 mit. Nach Fig. 21 bewegt sich diese Welle von einer horizontalen Lage 268a in eine Winkelstellung 278b (der Zusatzbuchstabe "b" gilt für alle Bauteilstellungen nach dem Vorschubhub). Diese Bewegung der Welle 268 bewirkt, daß sich der Senkrechthebel 264 von der Stellung 264a in die Stellung 264b bewegt, während die Zahnstange 260 durch das jetzt ruhende Antriebsrad 162 an einer Längsbewegung gehindert wird. Es sei bemerkt, daß dies eine leichte Aufwärtsbewegung der Zahnstange 260 von der Stellung 26Oa in die Stellung 26Ob erfordert, die nur durch ihre Mittellinie in Fig. 21 gezeigt ist. Dies ist zulässig, da die Zahnstange 260 ihre Winkelstellung im Räume durch Abrollen am stationären Antriebsrad 162 verändern kann. Auch der waagrechte Hebel 288 wird über die Welle 268 gegenüber dem senkrechten Hebel 264 aus nach links von der Stellung 288a vor dem Vorschub in die Stellung 288b nach dem Vorschub um den gleichen Winkel verfahren wie der Senkrechthebel 264. In dieser Stellung erreicht die Rolle 290 eine Stellung 29Ob, in der sie die Kurve 292 berührt, wodurch eine weitere Drehung der Hebel 288 und 264 sowie eine weitere Vorwärtsbewegung des Schlittens 6 verhindert wird. Bei Anwendungen, in denen eine hohe Präzision gefordert wird, kann der Schlitten 6 wieder mit einem Zwangsanschlag am Schlittenbett 2 leicht in Eingriff kommen, und zwar vor oder gleichzeitig mit dem Kontakt der Rolle 290 mit der Kurve 292.

Auf jeden Fall wird der Vorschub an diesem Punkt angehalten, weil die Kugelrollspindel 18 sich nicht weiter drehen kann, das Schnekkenrad 56 sich axial zur Auslösung des Grenzschalters 78 bewegt,

130009/069 5'

wie anhand der Fig. 3 beschrieben wurde, wobei der Vorschubmotor 124 abgeschaltet wird und der Vorschub beendet ist.

Zur Durchführung des Schnellabhubes läuft der Motor 188 in Gegenrichtung zur Schnellzufuhr an, und das Antriebsrad 162 dreht sich um eine Umdrehung nach rechts. Wenn die Welle 168 und das Antriebsrad 162 ihre Rechtsdrehung beginnen, gibt der Kolben 142 (Fig* 6) die Innenkupplungen frei, und die Kugelrollspindel kann sich wieder wie während der Schnellzufuhr frei drehen. Die Zahnstange 260 bewegt sich um einen Hub nach rechts, der gleich-ist dem Linkshub während der Schnellzufuhr. Die Zahnstange 260 zieht den Schlitten über den senkrechten Hebel 264, die Welle 268 und den Bügel 270 mit sich. Der senkrechte Hebel 264 beginnt mit dem Schnellabhub von der Stellung 264b aus, die er am Ende des Vorschubs erreicht hat. Wenn jedoch der Schlitten 6 nach rechts fährt, bewegt sich die Rolle 290 von ihrer Startstellung 29Ob aus nach oben längs der Geraden der Winkelnockenfläche der Kurve 292. Dadurch muß sich der waagrechte Hebel von seiner Startstellung 288b aus um die Welle 268 nach rechts drehen, wenn er sich nach rechts bewegt. Diese Rechtsdrehung der Welle 268 bewirkt, daß sich der Senkrechthebel 264 ebenfalls nach rechts dreht und damit veranlaßt, daß sich die Welle 268 (und der Schlitten 6, an welchem sie durch den Bügel 270 befestigt ist) weiter nach rechts bewegt als die Bewegung der Zahnstange 260, die an der Unterseite des Senkrechthebels über den Stift 276 befestigt ist. Dies gilt als rückwirkende oder addierende Bewegung, die durch die überlagerung der nach rechts gerichteten Winkelbewegungen der waagrechten und senkrechten Hebel 288 und 264 bei ihrer Translation bewirkt wird, wobei beide Bewegungen durch die Rechtsbewegung der Zahnstange 260 ausgelöst werden. Anders ausgedrückt heißt dies: Wenn die Zahnstange um eine gegebene Strecke durch das Antriebsrad 162 (oder einen anderen Antrieb) nach rechts bewegt wird, so erzeugt dies eine gleichwertige rechtsgerichtete erste Bewegungskomponente des Senkrechthebels 264, Waagrechthebels 288, der Welle 268, des Bügels 270 und des Schlittens 6. Diese erste Bewegungskomponente läßt die Hebel 264 und 288 in Rechtsrichtung um die Welle 268 drehen, wenn die Kurvenrolle 290 durch die Kurve 292 aufwärts geführt wird. Diese Rechtsdrehung des Senkrechthebels 264 induziert eine zweite Bewegungskomponente (nach rechts) der Welle 268, des Bügels 270, des Horizontalhebels 288 sowie des

130009/0695

Schlittens 6 gegenüber der Zahnstange 260. Die durch die Hebeldrehungen induzierte zweite Bewegungskomponente wird der ersten durch ihre Translation ausgelöste Bewegungskomponente überlagert oder addiert. Daher wird für eine gegebene Bewegungsstrecke der Zahnstange 260 nach rechts (Abhub) der Schlitten 6 um die gleiche Strecke plus einer Zusatzstrecke bewegt, die von der Steilheit der Kurve 292 abhängt. Bei einem im wesentlichen geraden Kurvenanstieg (Fig. 21) ist der Gesamtweg der zusätzlichen Bewegung des Schlittens 6 gegenüber der Zahnstange aufgrund der Drehung der Hebel im wesentlichen der ersten Bewegungskomponente der Zahnstange selbst proportional. Die Zahnstangenbewegung selbst ist eine übergangslose Beschleunigungs-Bremsbewegung, die durch das Antriebsrad 162 erzeugt wird. Der Rücklauf des Schlittens 6 ist eine verstärkte Bewegung, d.h. ein größerer Hub mit den gleichen übergangslosen Beschleunigungs-Bremseigenschaften.

Am Ende des in Fig. 21 mit dem Zusatzbuchstaben "c" zu den betreffenden Bauteilen bezeichneten Schnellabhubes bewirkt die Nocke 292, daß die Kurvenscheibe 29Oc am waagrechten Hebel zurück in ihre Ausgangsstellung 288c fährt. Diese über die Welle 268 übertragene Bewegung beförderte auch den senkrechten Hebel in seine Ursprungsstelle 264c zurück, und das Sperrgelenk 274 kommt wieder in Abhängigkeit von dem an ihm wirkenden durch die Feder 278 ausgeübten Drehmoment mit seinem Haken in den Haken an der Unterseite des senkrechten Hebels 264 in Eingriff. Der senkrechte Hebel 264, die Welle 268 sowie der waagrechte Hebel 288 sind gegenüber dem Bügel 270 wieder arretiert, und die Einrichtung ist bereit für den nächsten Schnellzufuhrhub. Es sei bemerkt, daß dafür das rechte Ende der Nocke 292, die von der Kurvenscheibe 290 berührt wird, wenn sich der Schlitten in seiner zurückgezogenen Stellung (an der äußersten rechten) befindet, stets genügend hoch sein muß,um den waagrechten Hebel 288 in seine zurückgefahrene oder waagrechte Stellung zu führen. Dieser Punkt auf der Nocke ist daher allen Vorschüben gemeinsam.

Aus Fig. 21 geht hervor, daß die Größe des Vorschubs durch die Größe der Drehung der Hebel 264 und 288 nach dem Ende des Schnellzufuhrhubes bestimmt wird und, daß die Größe dieser Drehung durch die Höhe des Berührungspunktes der Kurvenscheibe 290 mit der Nocke

130009/0695

292 gesteuert wird, wie dies durch die Stellung der Kurvenscheibe 29Ob dargestellt ist. Je höher diese Stellung ist, um so geringer ist der Vorschub. Wenn die Oberfläche der Nocke waagrecht wäre, so würde sich kein Vorschub ergeben. Daher wird die Größe des Vorschubs durch die Steigung der oberen Fläche der Nocke 292 bestimmt, und wo ein einstellbarer Vorschub gewünscht wird, kann die Nocke

2 92 gegenüber dem Schlittenbett unter der Voraussetzung verstellbar montiert werden, daß das rechte Ende der Nocke 292 genügend hoch sein muß, um die Kurvenscheibe 290 in ihre zurückgefahrene Stellung 292c zu führen.

Im Ausführungsbeispiel· der Fig. 20,21 und 22 ist der Hauptantrieb für die Schnellzufuhr und den Schnellabhub eine im US-Patent Nr.

3 798 676 bekanntgemachte Ausführung. Es sei bemerkt, daß auch andere Ausführungen z.B. die der Fig. 17-19 verwendet werden können, um die rückführende oder addierende Einrichtung der Fig. 20-22 beizubehalten.

Die Fig. 23 und 24 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist das Wechselgetriebe oder Getriebekasten 100 am Schlittenbett 2 angebracht, auf welchem ein Schlitten 6 montiert ist. Anhand der Fig. 6 wurde bereits beschrieben, daß dieser Schlitten nur für den Vorschub durch eine Kugelrollspindel 18 und eine Spindelmutter 14 angetrieben wird und, daß diese Kugelrollspindel über eine Kupplung betrieben wird. Für die Schnellzufuhr und den Schnellabhub wird der Schlitten 6 durch ein Gestänge 300 angetrieben, mit dem es über einen Bügel 102 (Fig. 5) verbunden ist.

In den Fig. 23 und 24 umfaßt eine Rahmenverlängerung 302 am Wechselgetriebe ein Schlittenbett, auf welchem ein Hauptschlitten 304 montiert ist, der längs einer um etwa 45 zur Wegebene des Schlittens 6 geneigten Ebene fährt. Eine zylinderförmige Nocke 306 ist auf einer Welle 308 montiert, die drehbar in der Rahmenverlängerung gelagert ist und durch ein inneres Untersetzungsgetriebe 310 angetrieben wird, das seinerseits durch den Motor 188 betätigt wird. Eine Plankurve 312 ist neben der zylinderförmigen Nocke 306 montiert und dreht sich mit dieser. In der zylindrischen Nocke ist eine Kurvennut 314 ausgeformt, die einen sich übergangslos verlaufenden Steigungswinkel von einem hinteren Ruheteil 316 bis zum maxi-

130009/0695

malen Steigungswinkel in der Mitte und einem vorderen Ruheteil aufweist. Eine an der Unterseite des Hauptschlittens mit einem Bügel 322 montierte Kurvenrolle 320 läuft in der Kurvennut 314.

Ein Nebenschlittenbett 324 ist am Hauptschlitten 304 montiert und trägt einen Nebenschlitten 326, der in einer zur Arbeitsebene des Hauptschlittens 304 senkrechten Ebene läuft. Ein Gabelbügel 328 ist am Nebenschlitten 326 montiert, der über einen Drehzapfen mit dem Gestänge 300 verbunden ist. Die nicht-angetriebene Abwärtsbewegung des Nebenschlittens wird durch einen Anschlag 332 begrenzt, der am Hauptschlitten 304 befestigt ist. Der Nebenschlitten 326 wird an diesem Anschlag 332 durch einen L-förmigen Sperrhebel gehalten, der mit einer festen Nase 336 am Nebenschlitten 326 im Eingriff steht. Der Sperrhebel 334 dreht sich am Hauptschlitten 304 um einen Stift 338 mit Bügel 340. Der Sperrhebel 334 wird durch eine Rolle 342 betätigt, die mit der Plankurve 312 zusammenarbeitet, wie nachstehend näher erläutert wird. Ein dritter Teil des Sperrhebels 334 betätigt einen Winkelhebel 344, der in der Rahmenverlängerung 302 mit einem Stift 346 befestigt ist, und der den Kolben wie in Fig. 6 gezeigt ist, betätigt. Eine zwischen dem Sperrhebel 334 und der Unterseite des Hauptschlittens 304 arbeitende Feder 348 übt auf den Sperrhebel 334 ein nach rechts gerichtetes Drehmoment aus. Am Bügel 328 des Nebenschlittens 326 ist eine Kurvenrolle 350 montiert. Sie wirkt mit einer verstellbaren Nocke zusammen, die auf einem Bügel 354 angeordnet ist, der seinerseits an der Rahmenverlängerung 302 montiert ist.

Die Stellung der Einrichtung der Fig. 23 entspricht der voll zurückgefahrenen Stellung des Schlittens 6. Für die Schnellzufuhr steuern der Motor 188 und das Untersetzungsgetriebe 310 die Nocke 306 über etwas mehr als eine Vollumdrehung, wodurch die Rolle von ihrer Rücklaufruhestellung 316 in die Vorlaufruhestellung verfahren wird. Dadurch wird auch der Hauptschlitten 304 zusammen mit dem mit ihm verriegelten Nebenschlitten 326 um eine Strecke weiterbefördert, die gleich ist der Strecke zwischen den Ruhestellungen an der Nocke 306. Der sich übergangslos verändernde Steigungswinkel an der Nocke erzeugt eine übergangslos beschleunigendebremsende Bewegung des Hauptschlittens 304. Diese Bewegung gelangt über das Gestänge 300 an den Schlitten 6 als Schnellzufuhrhub.

130009/0695

Es sei daran erinnert, daß während der Schnellzufuhr die Kupplung im Wechselgetriebe 100 ausgekuppelt ist und, daß die Kugelrollspindel durch Axialbewegung der Spindelmutter 14 angetrieben wird. Der gesamte Schnellzufuhrhub des Schlittens 6 mit dem Gestänge 3 ist kleiner als der Weg des Hauptschlittens 304, da dessen Bewegung längs einer zur Bewegungslinie des Schlittens 6 geneigten Linie verläuft, und nur die auf die Bewegunglinie des Schlittens 6 projizierte Bewegungskomponente des Hauptschlittens 304 für das Verfahren des Schlittens auf seiner Bahn zur Wirkung kommt. Am Ende dieses Schnellzufuhrhubes steht die Rolle 350 in der Stellung 35Oa.

Nahe dem Ende des Schnellzufuhrhubs des Hauptschlittesn 304 gelangt die Rolle 342 in die Ebene der Plankurve 312 und, am Ende des Schnellzufuhrhubes, wobei die Rolle 320 in ihrer vorderen Stellung 318 ruht, läßt eine auf die Rolle 342 wirkende Anstiegsflanke der Plankurve 312 das Sperrgelenk 334 einen kurzen Weg nach links um den Stift 338 drehen, wobei die Feder 348 zusammengedrückt wird. Dadurch dreht sich der Winkelhebel 344 nach rechts um den Stift 346, führt den Kolben in das Wechselgetriebe 100, wodurch die Kupplung der Kugelrollspindel mit dieser Antriebseinrichtung verbunden wird. Gleichzeitig löst sich der Haken des Sperrhebels von der Nase 356 am Nebenschlitten 326 und läßt ihn am Bett 324 des Nebenschlittens aufwärts gleiten.

Jetzt beginnt der Vorschub. Der Vorschubmotor 124 schaltet an und treibt die Kugelrollspindel 18 über das Wechselgetriebe 100 an. Der Schlitten 6 wird nach vorne mit Vorschubgeschwindigkeit verfahren, die durch die Spindelmutter 14 gegeben ist; das Gestänge 300 wird mitgezogen. Dadurch bewegt sich der Nebenschlitten 326 nach oben und nach links am Bett 324 des Nebenschlittens. Diese Vorschubbewegung wird so lange fortgesetzt, bis die von der Stellung 35Oa ausgehende Rolle 350 die Stellung 35Ob erreicht und die Nocke 352 berührt. Dann wird eine weitere Vorschubbewegung arretiert, und das Schneckenrad 56 berührt den Grenzschalter 78, wodurch der Vorschubmotor, wie vorstehend beschrieben, angehalten wird und der Vorschub vollendet ist.

Der Motor 188 läuft in Gegenrichtung und bewirkt, daß sich auch die Nocken 312 und 306 in Gegenrichtung zur Richtung des Schnell-

130009/0695

zufuhrhubes drehen. Die Kurvenrolle 342 fährt die Anstiegsflanke der Nocke 312 ab, wodurch die Feder 348 den Sperrhebel 342 um einen kleinen Weg nach rechts dreht, wodurch sie zurück in die in Fig.23 gezeigte Stellung gelangt. Dadurch wird der Winkelhebel 344 freigegeben, der seinerseits den Kolben 142 in seine Ausgangsstellung zurückkehren läßt und die Kupplung der Kugelrollspindel 18 von ihrer Antriebseinrichtung auskuppelt. Eine weitere Drehung der Nocken 312 und 306 bewirkt, daß die Rolle 320 in der Kurvennut den Hauptschlitten 304 übergangslos beschleunigt und abbremst, bis er seine Rücklaufstellung erreicht hat, wobei die Rolle 320 in der Rücklaufruhestellung 316 ist.

Diese Rücklauf- oder Abhubbewegung des Hauptschlittens (nach oben und nach rechts) bewirkt, daß die auf die Nocke 352 einwirkende Rolle 350 den Nebenschlitten 326 auf dem Nebenschlittenbett 324 abwärts bewegt, und da diese Abwärtsbewegung des Nebenschlittens auch eine nach rechts gerichtete Komponente besitzt, wird eine überlagerte oder Additionsbewegung in das Gestänge 300 induziert, um den vorher durchgeführten Vorschub "auszugleichen". Zu Beginn dieses Schnellabhubs nimmt die Rolle 350 die Stellung 35Ob ein. Während des Schnellabhubs bewegt sich die Rolle auf der Fläche der Nocke 352, wenn sie von der Stellung 35Ob in ihre Ausgangsstellung 350 zurückfährt. Am Ende dieses Schnellabhubs ist der Nebenschlitten 326 wieder in seine Stellung am Anschlag 332 gelangt, und der Sperrhebel 334 kommt wieder mit der Nase 336 in Eingriff und arretiert den Nebenschlitten 326 in seiner untersten Stellung, in der er für den nächsten Schnellzufuhrhub bereitsteht.

Die Länge des Vorschubhubs wird durch die Länge des an den Nebenschlitten übertragenen Hubes gesteuert, der von der Stellung der Nocke 352 abhebt, wie es durch den Weg zwischen den Rollenstellungen 35Oa und 35Ob gezeigt ist. Der zugelassene Ist-Vorschub wird durch die Komponente dieses Weges parallel zur Weglinie des Schlittens 6 angezeigt. Somit ist die Länge des Vorschubs durch Veränderung der Steilheit der Nocke 352 verstellbar, vorausgesetzt, daß der äußerste rechte Teil dieser Nocke die konstante Stellung einnimmt, die erforderlich ist, um den Nebenschlitten 326 an den Anschlag 332 zurückzuführen, wenn oder ehe der Hauptschlitten 304

130009/0695

- 34 seine volle Rückfahrstellung erreicht.

Die Schnittlinien des Haupt- und Nebenschlittens sind um etwa 45 zur Fahrlinie des Schlittens 6 geneigt und etwa um 90° zueianander. Dies braucht nicht so zu sein. Einige Änderungen sind eindeutig zulässig und hängig von den gewünschten Verhältnissen des Schnellzufuhrhubs zum voraussxchtlichen Vorschubbereich ab. Wenn beispielsweise sehr lange Schnellzufuhrhübe verwendet werden, kann der Neigungswinkel des Hauptschlittens auf etwa 30 oder weniger verringert werden, wobei der Hilfsschlitten um 45 geneigt bleibt.

Fig. 25 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels der Fig. 23, bei welchem der Nebenschlitten durch ein im wesentlichen gleichwertiges Drehgelenk ersetzt ist. Alle in Fig. 25 nicht gezeigten Einrichtungen wie die Nocken, das Wechselgetriebe 100 usw. sind mit denen der Fig. 23 und 24 identisch. In Fig. 25 ist ein Bügel 360 am Hauptschlitten 3O4 angebracht, der ein Drehgelenk 362 in einem Drehstift 364 trägt. Das Drehgelenk 362 ruht auf einem Anschlag 366 am.Hauptschlitten 304, an dem es durch einen Sperrhebel 334 gehalten wird. Ein Teil des Gelenks 362 ist als Sperre oder Riegel 368 ausgebildet, der mit dem Sperrhebel 334 zusammenwirkt. Das Gestänge 300 ist drehbar mit einem Stift 370 im Gelenk 362 gelagert. Dieser Stift erstreckt sich über das Gelenk 362 hinaus und trägt eine Kurvenrolle 372, welche mit der Nooke 352 zusammenwirkt.

Die Einrichtung der Fig. 25 ist voll in ihrer Rücklauf- oder Ausgangsstellung gezeigt. Der Schnellvorschubhub wird durch den durch die Nocke 306 angetriebenen Hauptschlitten 304 erzeugt, wie es anhand der Fig. 23 beschrieben wurde. Am Ende des Schnellzufuhrhubs wird der Sperrhebel vom Riegel 368 des Gelenks 362 gelöst, wodurch sich dieses frei nach rechts um den Stift 364 drehen kann. Dies

durchgeführt wird wieder durch die Plankurve 312', und der Sperr hebel 334 drückt wieder den Kolben in Eingriff mit der Vorschubkupplung. Während des durch die Leitspindel erzeugten Vorschubs läßt das über den Stift 370 arbeitende Gestänge 300 das Gelenk 362 um den Stift 364 drehen. Die am Ende der Schnellzufuhr in Stellung 372a stehende Rolle 372 bewegt sich während des Vorschubs in einen Bogen in die Stellung 372b, wobei der Vorschub zu Ende ist, wenn die Rolle 372

130009/0695

auf die Nocke 352 auftrifft. Während des Schnellabhubs wird der Hauptschlitten 304 in seine Rückfahrstellung durch die Nocke 306 geführt. Dies überträgt eine überlagerte Linksdrehung des Gelenks 362 um den Stift 364, wenn die Rolle 372, die sich von der Stellung 372b in ihre Ausgangsstellung 372 auf der Nockenfläche 352 bewegt ,wodurch diese Nocke gezwungen wird, das Gelenk 372 an seinen Anschlag 366 zurückzuführen, worauf es in dieser Stellung durch den Sperrhebel 334 verriegelt wird, und die Einrichtung ist für den nächsten Arbeitsgang bereit. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es die Linksdrehung des Gelenks 362 während der Rückfahrt des Hauptschlittens 304, welche sich zum vorangehenden Vorschubhub addiert oder diesen ergänzt.

Bei den Einrichtungen der Fig. 23 und 25 besteht der Antrieb für die Schnellzufuhr und den Schnellabhub aus einer Tromme1kurve, welche eine Kurvenrolle antreibt, die in einer Kurvennut läuft. Die gleiche Einrichtung kann verwendet werden, um die feststehende Winkelbewegung zu erzeugen, die das Hauptgelenk 152 der Fig. 6 erfordert oder auch die feststehende Längsbewegung der Zahnstange 260 in Fig. 20 zu erzeugen. Ebenso können auch die Antriebe der Fig. 6 mit den Bauteilen 160-182 oder der Fig. 17-19 auf die Ausführungsbeispiele der Fig. 23 und 25 zum Verfahren des Hauptschlittens 304 angewandt werden.

Die Fig. 26-29 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem ist der Nebenschlitten auf dem Schlitten montiert, und das Sperrverfahren ist gegenüber der Einrichtung der Fig. verändert.

In den Fig. 26-28 sind neu gestaltete Rahmenverlängerungen 380 am Wechselgetriebe 100 montiert, in welchem die Beschleunigungs-Bremseinrichtung der Fig. 11 drehbar gelagert ist, und diese umfaßt (Fig. 26) ein auf den Wellen 168 und 170 gelagertes Exzenter- oder Kulissenrad 162, das mit einer Zahnstange 382 im Eingriff steht. Diese ist mit einem Bügel 384 über einen Drehstift 386 verbunden. Der Bügel 384 ist an einem Nebenschlitten 388 montiert, der mit einem Nebenschlittenbett 390 gleitbar verbunden ist, das auf dem Schlitten 6 befestigt ist, welcher auch die Werkzeugbestückung

130009/0695

_ 36 - 5025844

trägt. Die Kraftlinie des Schlittens 388 ist gegenüber der Kraftlinie des Schlittens 6 um einen Winkel von ca. 60 geneigt, doch ist dies nicht erfindungswesentlich. Während des Vorschubs wird der Schlitten 6 durch eine Spindelmutter 14 und eine Kugelrollspindel 18 angetrieben, die wie in Fig. 5 durch eine Kupplungsanordnung im Wechselgetriebe 100 betätigt wird, die ihrerseits, wie bereits beschrieben, durch den Kolben 142 ein- und ausgekuppelt wird.

Eine Verlängerung 392 (Fig. 27) am Bügel 384 trägt eine Kurvenrolle 394, die mit einer Kurve 396 zusammenwirkt, welche am Schlittenbett 2 über ein Abstandsstück 398 montiert ist. Der Bügel 384 trägt auch einen Arretierblock 400, in welchem ein Sperrglied 402 gleitend montiert ist. Das Sperrglied 402 besitzt eine kegelförmige Keilnase, die^inen entsprechenden Hohlkegel in einem Reaktionsblock 404 eingreift, der am oberen Ende des Nebenschlittenbettes 390 montiert ist. Der vergrößerte Schnitt der Fig. 28 zeigt, daß das Arretierglied 402 einen. Absatz 406 umfaßt, auf dem eine Druckfeder im Arretierblock 400 gelagert ist und dazu dient, das Arretierglied 402 im Reaktionsblock 404 zu halten.

Das Außenende des Arretiergliedes 402 ist über einen Drehzapfen 410 mit einer Verstellstange 412 verbunden. Diese Verstellstange 412 läuft frei durch einen T-förmigen Hebel 414, der drehbar auf einer in der Rahmenverlängerung 380 montierten Welle 416 gelagert ist. Das Außenende der Stange 412 trägt eine vergrößerte Abdeckkappe 418, die zu groß ist, um durch das Loch im T-förmigen Hebel 414 geführt zu werden. Der entgegengesetzte Schenkel des T-Hebels 414 berührt den Kolben 142, der die Kupplung im Wechselgetriebe 100 betätigt. Eine zwischen dem Wechselgetriebe 100 und dem T-Hebel 414 montierte Druckfeder übt in Linksrichtung ein Drehmoment auf den T-Hebel 414 um eine· Befestigungswelle 416 aus. Der Mittelschenkel des T-Hebels 414 trägt eine Kurvenrolle 422, die mit einer Kurve 424 in Eingriff steht, welche auf der Welle 168 des Beschleunigungs-Bremsantriebs montiert ist.

In Fig. 26 befindet sich die Einrichtung in ihrer zurückgefahrenen oder Ausgangsstellung. Es sei bemerkt, daß in dieser Stellung die durch die Rolle 422 betätigte Nocke 424 den T-Hebel 414 in seiner

130009/0695

äußersten rechten Stellung hält. Daher wird der Kolben 142 niedergedrückt und die Kupplung eingekuppelt. Dies hat jedoch keine Folgen, da sich die Beschleunigungs-Bremseinrichtung in Ruhestellung befindet.

Um die Schnellzufuhr durchzuführen, vollzieht das Antriebsrad 162 eine volle Linksdrehung, wobei es der Zahnstange 382 eine nach links gerichtete übergangslose Beschleunigungs-Bremsbewegung mitteilt (Fig. 26). Während der ersten 10 dieser Drehung des Antriebsrades 162 läuft die Nocke 424 von der Kurvenrolle 422 ab, wodurch die Feder 420 den T-Hebel nach links drehen kann, und der Kolben 142 bewegt sich nach rechts und kuppelt die Vorschubeinrichtung aus. Daher kann sich jetzt die Kugelrollspindel 18 frei drehen.

Die Zahnstange 382 führt den Schlitten 6 nach links für den Schnellzufuhrhub über den Stift 386, den Bügel 384, den Schlitten 388 und das Schlittenbett 390. Während dieses Hubes ist der Schlitten 388 am Schlittenbett 390 über das Arretierglied 402 verriegelt, das eine Relativbewegung zwischen beiden Bauteilen verhindert. Am Ende des Schnellzufuhrhubs berührt die Kappe 418 an der Stange 412 oder hält sehr nahe an der Paßfläche des T-Hebels 414. Die Zahnstange 382, der Schlitten 6 sowie die Stange 412 haben jetzt ihre Ruhestellung erreicht, ehe das Antriebsrad 162 seine volle Umdrehung ausgeführt hat. Jetzt, während der letzten ca. 10° der Drehung des Antriebsrades 162 und der Nocke 424 berührt diese wieder die Kurvenscheibe 422 und betätigt sie, damit sie den T-Hebel um einen kleinen Rechtswinkel drehe.

Dadurch wird gleichzeitig der Kolben 142 nach links gedrückt, wobei er die Kupplung und die Vorschubeinrichtung für die Kugelrollspindel einrastet und eine Bewegung nach rechts über die Kappe 418 an die Stange 412 überträgt, wodurch das Arretierglied 402 vom Reaktionsblock 404 abhebt. Daher kann sich der Schlitten 388 frei im Schlittenbett 390 bewegen. Der Vorschubmotor wird angeschaltet und treibt den Schlitten 6 über die Kugelrollspindel 18 und die Spindelmutter 14 weiter nach sechs, wenn die Werkzeuge am Werkstück angesetzt werden. Da die Zahnstange 382 jetzt in Längsrichtung durch das Antriebsrad 162 stationär gehalten wird, bewirkt diese weitere

130009/0695

— Jo —

Linksbewegung des Schlittens 6, daß sich der Schlitten 388 am Schlittenbett 390 abwärts bewegt. Daher muß die Zahnstange 382 am Antriebsrad 162 nach links abrollen, was durch die Direktverbindung der beiden Teile möglich ist. Während der Schnellzufuhr hat sich die Rolle 394 von ihrer Ausgangsstellung in die Stellung 394a (Fig. 26) bewegt. Während des Vorschubs bewegt sich die Rolle 394 in einem Bogen von sehr großem Radius mit dem Schlitten 388 abwärts, bis sie in Stellung 394b eine Tangenzstellung zur Nocke 396 erreicht. Der Schlitten 388 kann jetzt nicht mehr weiter abwärts fahren, daher kann sich auch der Schlitten 6 nicht mehr weiter nach links bewegen. Die Kugelrollspindel ist arretiert, das Schneckenrad 56 löst den Schalter 58 aus, und der Vorschubmotor hält an.

Während dieses Vorschubhubes übertrug die Linksbewegung des Schlittens 6 eine Abwärtsbewegung des Schlittens 388 auf dem Schlittenbett 390 infolge der Neigung der beiden Kraftlinien, der Schlitten. Wenn der Schlitten 388 in der Endstellung des Wagens 6 hypothetisch in eine senkrechte Lage am Schlittenbett 390 zurückgedreht werden würde, die er zu Beginn des Vorschubs einnahm, so wäre der Mittelpunkt der Rolle 394 am Punkt 426. Der waagrechte Abstand zwischen dem Punkt 426 und der wahren Stellung 394a der Rolle am Beginn des Vorschubs ist der durch den Schlitten, die Rolle und die Nocke zugelassene Vorschubhub. Auch hier bestimmt die Stellung der Nocke 396 die Länge des zulässigen Vorschubs. Je höher die Nocke angeordnet ist, um so geringer ist der zugelassene Vorschub.

Der Schnellabhub wird wieder durch eine einzige Rechtsdrehung des Antriebsrades 162 erzeugt. Während der ersten angenäherten 10 der Drehung des Antriebsrades 162 und der Nocke 424 läuft die Nocke an der Rolle 422 ab, wodurch die Kupplung der Kugelrollspindel über den T-Hebel 414 und den Kolben 142 auskuppelt. Da die Zahnstange 382 durch das Antriebsrad 162 nach rechts bewegt wird, zieht sie den Schlitten über den Stift 386, den Bügel 384, den Schlitten 388 und das Schlittenbett 390 mit sich. Eine Rückführbewegung wird dem Schlitten 6 durch die Aufwärtsbewegung des Schlittens 388 am Schlittenbett 390 überlagert, und diese Aufwärtsbewegung erfolgt durch die Wirkung der Nocke 396 und der Kurvenscheibe 394 auf den Bügel 384. Am oder nahe dem Ende dieses Schnellabhubs erreicht der Schlitten 388 seine normale obere Stellung am Schlittenbett 390,

130009/0695

und das Arretierglied 402 sperrt unter dem Einfluß der Feder 406 wieder den Schlitten 388 in dieser Bereitsschaftstellung für den nächsten Schnellzufuhrhub.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Sperrmechanik doppelt, und es ist kein Anschlag für den Schlitten 388 erforderlich. Außerdem ist das Arretierglied 402 ein gleitend angeordnetes und kein drehbar angeordnetes Bauteil. Fig. 29 zeigt eine weitere Auslegung der Sperrmechanik unter Verwendung eines doppeltwirkenden drehbar aufgehängten Teils. Dieses kann das aus den Bauteilen 400-408 bestehende Aggregat des Ausführungsbeispiels der Fig. 26 ersetzen. In Fig. 29 ist ein Sperrgelenk 426 drehbar auf einem Arretierblock 428 in einem Stift 430 gelagert, wobei der Block 428 ein Teil des Bügels 384 ist oder an diesem befestigt ist. Das Sperrgelenk 426 besitzt einen kegelförmigen Vorsprung 432, der in einen kegelförmigen Hohlraum im Reaktionsblock 434 eingepaßt ist, welcher am Nebenschlittenbett 390 montiert ist. Eine zwischen dem Arretierblock und dem Sperrgelenk 426 angeordnete Feder 436 bringt am Sperrgelenk 426 ein nach links gerichtetes Drehmoment auf. Die Stange 12 dient wieder zum Lösen des Sperrgelenks am Ende der Schnellzufuhr und am Beginn des Vorschubs.

In den Fig. 30 und 31 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels der Fig. 26 und 27 gezeigt, wobei der Nebenschlitten durch ein einfaches drehbar aufgehängtes U-förmiges Gelenk ersetzt ist. Hierbei sind die Beschleunigungs-Bremssteuerung, der Leitspindelantrieb, die Kupplung und die Sperrbetätigung gleich denen der Fig. 26 und 27, ausgenommen, daß der obere Schenkel des T-Gelenks 414 verkürzt ist, um die Stange 412 unterhalb der Zahnstange 382 anordnen zu können.

Die Zahnstange 382 der Fig. 30 und 31 ist über einen Stift 442 und gegabelten Verlängerungen 444 mit einem U-förmigen Gelenk 440 verbunden, wobei die gegabelten Verlängerungen 444 einstückig mit dem U-Gelenk 440 ausgeführt oder mit ihm verschraubt sein können. Das Ü-Gelenk 440 ist drehbar mit dem Schlitten 6 durch zwei Wellenstummeln 446 auf Grundplatten 448 verbunden. In der Normalstellung liegt das U-Gelenk 440 an einem Anschlag 450 an, das an einem Bügel befestigt ist, der am Schlitten 6 montiert ist. Das Ü-Gelenk

1 30009/0695

440 wird durch ein Sperrglied 454, das gleitbar mit einem Arretierblock 456 auf dem Querteil des Ü-Gelenks 440 verbunden ist, gehalten. Das Sperrglied wird durch eine Feder in gleicher Weise wie in Fig. 28 betätigt. Ein Ende des Sperrgliedes 454 ist als Riegel ausgeformt, der bei ausgefahrenem Sperrglied mit einem entsprechenden, am Bügel 452 montierten Riegel 458 eine Sperre bildet. Das andere Ende des Arretiergliedes ist mit der Stange 412 über einen Drehzapfen 460 verbunden. Es sei bemerkt, daß diese Stange an ihrem anderen Ende durch den T-Hebel 414 und die Nocke 424 betätigt wird. Eine Kurvenrolle 462 ist auf einer Seite des U-Gelenks 440 montiert und wirkt mit einer auf dem Schlittenbett 2 angebrachten Nocke 464 über ein Abstandsstück 466 zusammen.

Die Arbeitsfolge dieser Einrichtung ist im wesentlichen gleich der der Fig. 26 und 27, wobei die Schnellzufuhrhübe vollkommen identisch sind. Am Ende des Schnellzufuhrhubes wird das Sperrteil· 454 aus dem Riegel· 458 herausgezogen, und die Kupplung der Kugelrouspindel wie vorher in Eingriff gebracht. Wenn der Schlitten 6 während des Vorschubs nach vorne verfahren wird (nach links) dreht sich das U-Gelenk 440 nach rechts um die We^enstummel· 446, wobei sich die Zahnstange wieder nach links durch Abroüen am Antriebsrad 162 dreht. Der Verbindungsstift 442 zwischen der Zahnstange 282 und dem U-Geienk 440, der während der SchneUZufuhr in die Steilung 442a gefahren ist, bewegt sich in einem Bogen um das bewegliche Drehzentrum der Zahnstange während des Vorschubs und erreicht die Ste^ung 442b am Ende des Vorschubs. Jetzt erreicht die KurVenro^e 462 eine Steüung 462 b in Tangenz mit der Nocke 464, wodurch eine weitere Abwärtsdrehung des Ü-Geienks um die Weilen 446 verhindert wird. Die Achse der Kurvenroüe 462 ist gegenüber der Achse des Stiftes 442 aus Konstruktionsgründen versetzt. Die KugeiroMspindel· ist arretiert, und der Vorschubmotor abgeschaltet, wie vorstehend beschrieben wurde. Die Größe des so zugelassenen Vorschubs ist der waagrechte Abstand zwischen der Stiftsteüung 442a und dem hypothetischen Punkt 468, der der SteMung des Mittel·- punktes des Stiftes 442 entspricht, wenn das Ü-Geienk 440 um die Weüen 446 bis zurück an seinen Anschiag 450 gedreht worden wäre, wobei sich der Schütten 6 am Ende der Vorschubsteuung befindet. Dies ist gieichwertig mit dem Weg, den der Schlitten 6 während des Vorschubs zurücklegt, während das U-Gelenk 440 sich zur Durchfüh-

130009/0695

- 41 rung des Vorschubs nach unten bewegt.

Auch hier wird der Schnellabhub durch eine einzige Rechtsdrehung des Antriebsrades 162 bewirkt. Wenn sich die Zahnstange 328 nach rechts bewegt, zieht sie den Schlitten über das U-Gelenk 440 mit sich. Wenn jedoch das U-Gelenk 440 nach rechts verfahren wird,muß die von iherer Stellung 462b aus startende Kurvenrolle 462 die Steigung an der Nocke 464 hinaufrollen. Dadurch wird das U-Gelenk 440 mit—genommen und fügt dem Schlitten eine weitere Bewegungskomponente gegenüber der Zahnstange 382 zu. Nahe oder am Ende des Schnellabhubs hat die Kurvenrolle 462 das U-Gelenk 440 zurück an seinen Anschlag 450 gedrückt, und das Sperrglied 454 kommt wieder mit dem Riegel 458 in Eingriff, worauf die Einrichtung wieder für die nächste Schnellzufuhr bereitsteht.

Fig. 32 zeigt eine kleine Abänderung der Ausführung der Fig. 30 und 31, wobei die Kurvenrolle am Schlittenbett montiert ist, während die Nocke am U-Gelenk angebracht ist. Der Rest der Einrichtung ist mit der der Fig. 30 und 31 identisch.

In Fig. 32 ist eine Kurvenrolle 470 auf einem Bügel 472 montiert, der an dem nicht gezeigten Schlittenbett 2 angebracht ist. Am U-Gelenk 440 befindet sich eine Nocke 474, welche mit der stationären Kurvenrolle 470 zusammenwirkt. Diese Bauteile sind in dem Verhältnis gezeigt, das am Ende des Schnellabhubes und am Beginn der Schnellzufuhr herrscht, wobei das U-Gelenk 440 am Anschlag 450 arretiert ist. Während der Schnellzufuhr werden der Schlitten 6 und das U-Gelenk 440 nach links verfahren, wobei das U-Gelenk 440 wie vorher verriegelt ist. Die Rollenstellung 47Oa am Ende der Schnellzufuhr zeigt das Verhältnis zwischen Nocke 474 und Rolle. Man kann sich vorstellen, daß eine bildmäßige Verschiebung der Rolle 470 nach rechts in die Stellung 47Oa zum gleichen relativen Verhältnis zwischen Nocke und Kurvenrolle führt wie eine Verschiebung der Nocke nach links. Daher ist am Ende der Schnellzufuhr die relative Stellung zwischen Nocke und Rolle durch 474 und 47Oa angegeben. Dann wird das U-Gelenk 440 wie vorher entarretiert, und der Schlitten 6 mit den Wellenstummeln 446 werden nach links für den Vorschub verfahren, worauf das U-Gelenk 440 sich nach unten um einen Bogen 476 dreht, bis die Nocke 474 die Rolle in der Stellung 47Oa

130009/0695

berührt und wie vorher den Vorschub anhält. Es ist klar, daß die Einrichtung der Fig. 32 lediglich eine Umkehrung der Beziehung zwischen Nocke und Rolle des Ausführungsbeispiels der Fig. 30 und 31 ist. Die gleiche Umkehrung kann auch auf die anderen Ausführungsbeispiele angewandt werden. Ebenso gelten auch die verschiedenen vorstehend beschriebenen Beschleunigungs-Bremseinrichtungen für die Ausführungsbeispiele der Fig. 26-32.

Bei diesen verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der Schlitten 6 während des Schnellabhubes durch einen vergrößerten Hub gegenüber der Schnellzufuhr verfahren. Diese Vergrößerung wird durch ein Gestänge erzeugt, das der Rücklaufbewegung eine zweite Bewegungskomponente überlagert. Dieses Gestänge funktioniert sehr gut, solange eine einseitig gerichtete Zugkraft zwischen den Antriebsvorrichtungen und dem Schlitten wirkt. Dies ist im allgemeinen wegen der Reibung zwischen Schlitten und Schlittenbett der Fall. Jedoch in Fällen großer Abhubgeschwindigkeiten kann diese Reibung nicht ausreichen, um den Schlitten daran zu hindern, daß er während des Bremsteils des Schnellabhubes die Antriebsvorrichtungen überfährt. Dies zeigt sich dadurch, daß die Kurvenrolle versucht, die Nockenfläche zu verlassen und den Schlitten oder das Gestänge veranlaßt, auf ihren Anschlag oder ihr Sperrgelenk aufzuprallen. Dagegen gibt es mehrere Hilfsmittel. Eines ist, zusätzliche Reibung in die Anlage einzubauen, wie z.B. die Keilleisten fester anzuziehen. Ein weiteres Mittel besteht darin, zwischen das nockenbetätigte Gestänge oder den Schlitten und seinem zugehörigen Träger einen Stoßdämpfer einzubauen. Diese Stoßdämpfer sind in der Form von vorgeladenen Hydraulikzylindern ohne äußere Anschlüsse vorgesehen, die eine kleine Kolbenmündung oder etwas Gleichwertiges besitzen, die der Bewegung einen Widerstand bietet, der annähernd proportional der Geschwindigkeit der extern aufgebrachten Bewegung ist.

Die zwischen der Kugelrollspindel 18 und ihrem zugehörigen Antrieb arbeitende Kupplung besteht aus einer Klauenkupplung, wie sie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Diese Kupplungsauslegung kann durch viele Kupplungen ersetzt werden, unter welchen eine Einscheiben-Reibungskupplung, eine Mehrscheiben-Reibungskupplung oder selbst eine elektrisch betätigte Kupplung sind, wobei im letzten Falle der Kolben 142 durch einen Grenzschalter ersetzt werden würde. Die

130009/0695

Kupplungsbedingungen sind verhältnismäßig einfach, vor allem, da Einkupplung und Auskupplung im wesentlichen bei Null Geschwindigkeit zwischen den kuppelnden Bauteilen erfolgt.

Für den Vorschub dient eine herkömmliche Kugelrollspindel wegen ihrer hohen Steifigkeit und mechanischen Vorteile. Bei einigen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, eine Zahnstange mit Ritzel für konstante Geschwindigkeit einzusetzen, wobei der Ritzelantrieb eine Kupplung verwenden würde, die der für die Leitspindel vergleichbar ist.

Die Hauptbauteile der Erfindung umfassen zuerst einen im wesentlichen herkömmlichen Antrieb für konstante Geschwindigkeit des Schlittens, der als Vorschubeinrichtung verwendet wird, vorzugsweise in der Form der dargestellten Kugelrollspindel mit Spindelmutter; zweitens einen vollkommen getrennten und anderen Antrieb, zu dessen Eigenschaften es gehört, eine Beschleunigungs-Bremsabtriebsbewegung zu erzeugen, wie sie durch die Einrichtungen der Fig. 6 und 20 dargestellt ist und im US-Patent Nr. 3 789 676 offenbart ist, um die Schnellzufuhr und den Schnellabhub zu erzeugen; drittens, eine Schalteinrichtung zur automatischen Wahl des einen oder anderen Antriebs für die Wirkverbindung mit dem Schlitten, wobei gleichzeitig jeweils der andere Antrieb vom Schlitten ausgekuppelt wird, wie es durch die der Leitspindel zugeordneten Kupplung dargestellt wird, welcheinit einer Sperrhebeleinrichtung der Beschleunigungs-Bremsvorrichtung zusammenwirkt, so daß nur jeweils der eine oder der andere Antrieb mit dem Schlitten verbunden ist, während der andere im Leerlauf oder Freilauf verbleibt; und viertens, eine rückführende oder Additionseinrichtung, wie sie durch die verschiedenen Kurvenrollen und Nocken sowie die von ihnen gesteuerten Gestänge oder Schlitten dargestellt werden, die während des Abhubs der Beschleunigungs-Bremseinrichtung bewirken, daß der Schlitten um einen Hub verfahren wird, der gleich ist der Summe der vorher stattfindenden Schnellzufuhr- und Vorschubhübe.

Somit wird der Anfangshub, der das Werkzeug an das Werkstück heranfährt, durch sehr schnelle Einrichtungen mit entsprechenden Beschleunigungs-Bremseigenschaften und sehr genau bestimmbare Anhaltspunkte gesteuert, so daß das Werkzeug ohne Berührungs- und Bruch-

130009/0695

gefahr sowie ohne Notwendigkeit für einen Sicherheitsabstand, der zur Überbrückung Zeit braucht, ehe die Zerspanung wirklich beginnen kann, sehr nahe an das Werkstück herangefahren werden kann. Auch der Abhub erfolgt sehr schnell und addiert sich den Werkstückvorschub automatisch, um wieder mit den sehr vorteilhaften Beschleunigungs-Bremseigenschaften ein schnelles und volles Zurückfahren zu gewährleisten.

130009/0695

Claims

Patentansprüche

1.) Vorschubeinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Schlittenbett und einem beweglich am Schlittenbett angebrachten Werkzeugschlitten, dessen Bewegungsablauf einen ersten vorwärts gerichteten Schnellzufuhrhub umfaßt, welcher den Schlitten in Vorwärtsrichtung von einer vorgegebenen hinteren Ausgangsstellung aus bis zu einer bestimmten Zwischenstellung mit relativ hoher Geschwindigkeit verfährt, um das Werkzeug sehr nahe an das Werkstück heranzuführen, einen zweiten vorwärts gerichteten Vorschubhub am Ende des Schnellzufuhrhubes, bei welchem das Werkzeug von der Zwischenstellung aus mit verhältnismäßig niedriger konstanter Geschwindigkeit am Werkstück vorgeschoben wird und schließlich einen dritten Schnellabhub, bei welchem der Schlitten in die hintere Ausgangsstellung mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit zurückgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung für den Schlitten (6) einen ersten am Schlittenbett (4) montierten Antrieb (108,162,150-215) umfaßt, der eine verhältnismäßig schnelle übergangslos beschleunigende-bremsende umkehrbare Abtriebsbewegung erzeugt, ferner einen zweiten am Schlittenbett (4) montierten Antrieb (18,14,16,100), der eine vorgegebene Abtriebsbewegung von verhältnismäßig langsamer konstanter Geschwindigkeit erzeugt, ferner dadurch, daß die Antriebseinrichtung noch folgende Baugrup-

130009/0695

pen umfaßt: eine erste Einrichtung (102,104,106) zur Verbindung des ersten Antriebs (108,162) mit dem Schlitten (6), um diesem die Schnellzufuhr und den Schnellabhub mitzuteilen, eine zweite Einrichtung (100) zur Verbindung des zweiten Antriebs (18,14) mit dem Schlitten (6), um an diesen den Vorschubhub zu übertragen, sodann dadurch, daß die erste Verbindungseinrichtung (102,104,106) ein erstes Abtriebsteil (106) umfaßt, das umkehrbar durch den ersten Antrieb (108,162,150-215) während der Schnellzufuhr und des Schnellabhubs gesteuert wird und, daß ein zweites Abtriebsteil (14) mit dem Schlitten (6) kraftschlüssig verbunden ist, weiter dadurch, daß das erste (106) und zweite Abtriebsteil (14) miteinander in Wirkverbindung (216) stehen, um relative Bewegungen gegeneinander auszuführen, weiter dadurch, daß der erste Antrieb (108,162,150-215) bewirkt, daß das erste Abtriebsteil (106) eine vorgegebene Ausgangsstellung gegenüber dem Schlittenbett (4) einnimmt, wenn der Schlitten (6) in der hinteren Startstellung steht, ferner dadurch, daß eine Sperrvorrichtung (152,185,202) die beiden Abtriebsteile (106,14) in einer bestimmten gegenseitigen festen Stellung miteinander während der Schnellzufuhr verriegelt, so daß sie sich als ein Teil bewegen und damit bewirken, daß der Schlitten (6) im wesentlichen proportional zur Auslenkung des ersten Abtriebsteils (106) während der Schnellzufuhr verfahren wird, sodann eine Einrichtung (196,200,78,228,208,206,132) zum Lösen der Sperrvorrichtung (152,185,202) am Ende der Schnellzufuhr, damit eines der Abtriebsteile (106) sich gegenüber dem anderen Abtriebsteil (14) während des Vorschubs bewegen kann, wenn der Schlitten (6) durch den zweiten Antrieb (18,14,16) verfahren wird, weiter durch eine Rückführeinrichtung (78,124, 188), die in Abhängigkeit von der Gegenbewegung (162) des ersten Abtriebsteils (106) während des Schnellabhubs das Abtriebsteil (106) in eine vorgegebene feste Stellung gegenüber dem anderen Abtriebsteil (14) zurückführt, um dadurch den Schlitten (6) in die hintere Ausgangsstellung zurückzuleiten, wenn das erste Abtriebsteil (106) in seine Ausgangsstellung durch den ersten Antrieb (108,162,150-215) verfahren wird und schließlich dadurch, daß eine Schaltvorrichtung (112,130,142) wahlweise und einzeln je einen der Antriebe (108,162;18,14)

130009/0695

an den Schlitten (6) ankuppelt.

2. Schlittensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (100,112,130,142) die zweite Verbindungseinrichtung (100) am Ende der Schnellzufuhr des Schlittens (6) einkuppelt und während des Schnellabhubes wieder auskuppelt.

3. Schlittensteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (112,130,142) in Wirkverbindung mit dem ersten Antrieb (108,162,150-215) steht und von diesem betätigt wird.

4. Schlittensteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (112,130,142) eine durch den ersten Antrieb (108,162,150-215) gesteuerte Kurve (196) sowie eine Vorrichtung (185) umfaßt, die in Abhängigkeit von der Versetzung der Nocke (196) in eine bestimmte Stellung den zweiten Antrieb (18,14) an den Schlitten (6) ankuppelt.

5. Schlittensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (152,185,202) eine Verriegelung umfaßt, die sich mit einem der Abtriebsteile (106) bewegt und mit dem anderen Abtriebsteil (14) in Eingriff kommt, um dieses gegen eine Bewegung relativ zum einen Abtriebsteil (106) zu sperren.

6. Schlittensteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (206) die Sperrvorrichtung (152,185,202) in die Sperrstellung drückt, so daß sie in Eingriff kommt, wenn beide Abtriebsteile (106,14) in dem vorgegebenen festen Verhältnis zueinander stehen.

7. Schlittensteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entsperrungseinrichtung (196,200,78,228,206,132) durch den ersten Antrieb (108,162,150-215) am Ende der Schnellzufuhr betätigt wird.

8. Schlittensteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entsperrungseinrichtung (196,200,78,228,206,132) durch eine

130009/0691

Mechanik (216,202,212,214,152,185,142) betätigt wird, welche den Schlitten (6) mit dem Schlittenbett (4) verbindet und in Abhängigkeit von der Bewegung des Schlittens (6) bis zum Ende _des sehne11zufuhrhubs arbeitet.

9. Schlittensteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (162,160,210,226) die Entsperrungseinrichtung (196,200,78,228,206,132) sowie die Schalteinrichtung (112,130, 142) im wesentlichen gleichzeitig am Ende des Schnellzufuhrhubs betätigt.

10.Schlittensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (188,162,196,200,152,185) zur Rückführung des einen Abtriebsteils (106) in die vorgegebene Ausgangsstellung gegenüber dem anderen Abtriebsteil (14) eine Nocke (196) umfaßt, in welche das eine Abtriebsteil (106) in Abhängigkeit von der Gegenbewegung des ersten Abtriebsteils (106) eingreift.

11.Schlittensteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (196) gegenüber dem Schlittenbett (4) feststehend ist.

12.Schlittensteuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtriebsteil (106) einen Hebel (264) und das zweite Abtriebsteil (14) eine Stütze (270) umfaßt, die am Schlitten (6) befestigt ist und in welcher der Hebel (264) drehbar (268) aufgehänft ist.

13.Schlittensteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (264) drehbar (266) an einer Achse (268,266) aufgehängt ist, die im wesentlichen senkrecht zur Bahn des Schlittens (6) verläuft.

14.Schlittensteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (264) einen Winkelhebel (216,-295) umfaßt, der zwischen seinen Enden (15O;262) drehbar gelagert ist (222;296) sowie dadurch, daß ein Endteil (218) des Winkelhebels (216) mit dem ersten Antrieb (108,162,150-215) in Wirkverbindung steht

130009/0696

"302584A

und schließlich dadurch, daß das entgegengesetzte Ende (220)
des Winkelhebels (216) mit einer Kurvenrolle (208;297) bestückt ist, welche mit der Nocke (210;298) in Eingriff kommt.

15.Schlittensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (106) und das zweite (14) Abtriebsteil durch ein Drehlager (216) miteinander verbunden sind.

16.Schlittensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (106) und das zweite Abtriebsteil (14) durch ein
Gleitlager (142) miteinander verbunden sind.

— 6 —

120009/0695