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Kreisteilapparat
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Die Erfindung betrifft einen Kreisteilapparat gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Bei bekannten Kreisteilapparaten dieser Gattung besteht der Schaltantrieb
zum schrittweisen Weiterschalten der Teilscheibe und des Teilkopfes aus einer pneumatisch
betätigten Zahnstange, die über eine Ratsche die Teilscheibe weiterschaltet.
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Die für das Weiterschalten erforderliche Länge dieser Zahnstange macht
die Bauabmessungen des Teilapparates groß. Die Zahnstange tritt bei ihrer Verschiebung
aus dem Gehäuse des Teilapparates aus, was zusätzlich den Platzbedarf vergrößert
und was insb. die Zahnstange dem Spänefall aussetzt. Bei hohen Schaltgeschwindigkeiten
besteht schließlich die Gefahr eines Durchschleuderns der Ratsche.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch betätigten
Kreisteilapparat zu schaffen, der bei kompaktem Aufbau ein zuverlässiges Schalten
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Kreisteilapparat der eingangs genannten
Gattung erfindungsemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des
Patentanspruches 1.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Der doppelseitig beaufschlagte Kolben, der das Weiterschalten der
Teilscheibe bewirkt, ist vollständig in dem Gehäuse des Teilapparates untergebracht.
Sein gesamter Hubweg verläuft im Inneren des Gehäuses. Dadurch ergibt sich ein kompakter
Aufbau des Teilapparates mit geringen Außenabmessungen. Der Kolben und der gesamte
Schaltantrieb sind in dem Gehäuse vollständig dicht eingeschlossen, so daß keine
Störungen durch Späne, Schmutz, Kühlmittel usw.
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möglich sind. Da die gesamte Betätigung des Schaltvorganges, nämlich
Hin- und Herbewegung des Kolbens pneumatisch erfolgt, sind der Aufbau und die Steuerung
äußerst einfach. Durch eine den Hub des Kolbens begrenzende Anschlagschraube kann
der Schaltschrittwinkel in einfacher Weise äußerst exakt und kontinuierlich eingestellt
werden.
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Die Umwandlung der linearen Hin- und Herbewegung des Kolbens in die
Drehbewegung der Teilscheibe in nur einer Drehrichtung erfolgt mittels eines Klemmrollenfreilaufes.
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Die Vereinigung der exakt begrenzten Kolbenhubbewegung mit dem Klemmrollenfreilauf
garantiert einen exakten Schaltantrieb, bei welchem ein Durchschleudern ausgeschlossen
ist.
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Der Kolben greift vorzugsweise mit einem senkrecht abstehenden Arm
an dem Klemmrollenfreilauf an, wobei ein Langloch des Armes, in welches ein Zapfen
des Außenringes des Klemmrollenfreilaufes eingreift, die sich aus der Kreisbewegung
des Klemmrollenfreilaufes und der Linearbewegung des Kolbens ergebende Relativbewegung
ermöglicht. Vorzugsweise ist der Zapfen mit einem Kugellager versehen, um diese
Relativbewegung reibungsfrei zu ermöglichen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Hub des Kolbens -so einzustellen,
daß sich ein Schaltschrittwinkel ergibt, der geringfügig kleiner ist als der Teilungswinkel
der Teilscheibe. Der in die Indexnuten der Teilscheibe einrastende Indexbolzen trifft
dadurch nicht exakt in den Nutengrund, sondern auf die abgeschrägte Nutenflanke
und zieht die Teilscheibe geringfügig in die exakte Teilungsposition nach. Dadurch
wird verhindert, daß die Teilscheibe aufgrund von geringen Toleranzen des Schaltschrittwinkels
durch den Schaltantrieb über die exakte Teilungsposition hinausgedreht wird. Dies
hätte beim Einrasten des Indexbolzens einen starken Verschleiß des Indexbolzens
und der Indexnut zur Folge, da die Teilscheibe nicht gegen die Sperrichtung des
Klemmrollenfreilaufes gegen die Drehrichtung
des Weiterschaltens
zurückweichen kann, um in die exakte Teilungsposition zu gelangen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf den Kreisteilapparat teilweise
geschnitten längs der Linie I-I in Figur 2, Figur 2 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht des Kreisteilapparates und Figur 3 einen Axialschnitt des Teilkreisapparates
längs der Linie III-III in Figur 2.
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In einem klotzförmigen Gehäuse 10 ist drehbar ein Teilkopf 12 gelagert,
der koaxial eine Spannzange 14 aufweist. Mittels eines doppelseitig pneumatisch
beaufschlagten Kolbens 16 ist eine Druckhülse 18 zum Spannen der Spannzange 14 verschiebbar.
Die Spannzange und der Teilkopf sind insoweit herkömmlich aufgebaut, so daß eine
detaillierte Beschreibung nicht erforderlich ist.
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Der Teilkopf 12 weist an seinem der Spannzange 14 entgegengesetzten
Ende eine Teilscheibe 20 in Form eines Hohlzylinders auf. Die Teilscheibe 20 ist
an ihrem Außenumfang mit Indexnuten 22 versehen. Der zylindrische Innenhohlraum
der Teilscheibe 20 dient als Zylinder für den Kolben 16, der die Druckhülse 18 betätigt.
Die in Figur 3 untere Stirnfläche der hohlzylindrischen Teilscheibe 20 ist durch
eine Kreisscheibe 24 verschlossen, die einen nabenformigen Ansatz 26 aufweist, in
welchem die Kolbenstange des Kolbens 16 geführt ist.
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Auf dem nabenförmigen Ansatz 26 sitzt drehfest verkeilt der Innenring
28 eines Klemmrollenfreilaufes, der auf diese Weise drehfest mit der Teilscheibe
20 des Teilkopfes 12 verbunden ist. Der Außenring 30 des Klemmrollenfreilaufes weist
einen achsparallelen Zapfen 32 auf, auf den ein Kugellager 34 aufgepaßt ist.
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Auf etwa der axialen Höhe des Klemmrollenfreilaufes 28, 30 und in
einem radialen Abstand von diesem wird das Gehäuse 10 von einer durchgehenden, senkrecht
zur Achse des Teilkopfes 12 verlaufenden Zylinderbohrung 36 durchsetzt. In der Zylinderbohrung
36 ist abgedichtet gleitend ein Kolben 38 geführt. Die Zylinderbohrung 36 ist an
ihrem einen Ende durch einen Blindflansch 40 dichtend abgeschlossen, während ihr
entgegengesetztes anderes Ende durch einen Blindflansch 42 abgeschlossen ist, welcher
eine konzentrische Gewindebohrung aufweist. In diese Gewindebohrung ist von
außen
eine Anschlagschraube 44 abgedichtet eingedreht, die den Hubweg des Kolbens 38 begrenzt.
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In der axialen Mitte des Kolbens 38 ist an diesem ein Arm 46 befestigt,
der senkrecht zur Achse des Kolbens 38 gegen die Achse des Teilkopfes 12 gerichtet
ist. Der Arm 46 greift axial über den Außenring 30 des Klemmrollenfreilaufes und
weist ein Langloch 48 auf, in welches das Kugellager 34 eingesetzt ist. Die lineare
Hubbewegung des Kolbens 38 führt über den Arm 46 zu einer Drehung des Außenringes
30 des Klemmrollenfreilaufes, wobei das Kugellager 34 bewirkt, daß der Zapfen 32
sich reibungsfrei in dem Langloch 48 bewegen kann. In einer Hubrichtung des Kolbens
38 nimmt der Außenring 30 des Klemmrollenfreilaufes den Innenring 28 und damit die
Teilscheibe 20 zum Weiterschalten des Teilkopfes 12 mit. Bei der entgegengesetzten
Hubbewegung des Kolbens 38 kuppelt der Klemmrollenfreilauf aus, so daß der Außenring
30 zurückgedreht werden kann, ohne den Innenring 28 mitzunehmen. Der Klemmrollenfreilauf
weist vom Innenring angefederte Klemmrollen auf, so daß ein verzögerungsfreies Kuppeln
des Freilaufes und dadurch eine sehr exakte Übertragung des Hubweges des Kolbens
38 in die Drehbewegung der Teilscheibe 20 gewährleistet ist. Mittels der Anschlagschraube
44 kann der Hubweg des Kolbens 38 und damit der Schaltschrittwinkel der Teilscheibe
20 bzw. des Teilkopfes 12 sehr exakt und kontinuierlich veränderbar eingestellt
werden.
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In dem Gehäuse 10 ist ein Indexbolzen 50 gelagert, der mittels eines
pneumatisch beaufschlagten Kolbens 52 radial
in die Indexnuten
22 einrastbar ist. Vorzugsweise sind die Indexnuten 22 mit abgeschrägten Nutenflanken
ausgebildet oder die Spitze des Indexbolzens 50 ist konisch abgeschrägt. Dadurch
wird beim Einrasten des Indexbolzens 50 in die Indexnut 22 eine exakte Selbstjustierung
der Teilscheibe 20 auf die genaue Teilungsposition bewirkt. Der Hub des Kolbens
38 wird mittels der Anschlagschraube 44 so eingestellt, daß der Indexbolzen 50 nicht
exakt in der Mitte der Indexnut 22 einrastet, sondern geringfügig vor der Mitte
auf die Nutenflanke trifft. Dadurch wird gewährleistet, daß der Indexbolzen 50 beim
Einrasten die Teilscheibe 20 stets in die exakte Teilungsposition in Freilaufrichtung
des Klemmrollenfreilaufes 28, 30 nachziehen kann.
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Die pneumatischen Anschlüsse sind in der Zeichnung nicht im einzelnen
dargestellt, da sie sich aus der beschriebenen Funktion ohne weiteres ergeben.
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