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Antriebsvorrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen,
für den hin und her gehenden Tisch mittels einer Umsteuerungsvorrichtung und eines
Schneckengetriebes. Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere
für Werkzeugmaschinen, bei denen ein Tisch mit hoher Geschwindigkeit hin und her
bewegt wird, z. B. bei Schleifmaschinen. Bei Getrieben dieser Art treten anläßlich
der Umkehr der Drehrichtung beim Anhalten des Tisches und beim Wiederanlassen in
der entgegengesetzten Richtung bei hohen Geschwindigkeiten Stöße auf, die man versucht
hat, durch nachgiebige Organe zu beseitigen. So ist z. B. vorgeschlagen worden,
den Tisch durch ein Schneckengetriebe anzutreiben, dessen Schnecke auf ihrer Welle
lose sitzt und durch Anlaufen von auf der Welle befestigten Mitnehmern gegen Steuerflächen
an der Schnecke längs der Welle verschoben werden kann. Durch Verschiebung im gleichen
Sinne wie das Schneckenrad wird der von diesem angetriebene Tisch allmählich unter
Beschleunigung in Bewegung gesetzt. Dann schlagen die Mitnehmer gegen feste Anschläge
der Steuerflächen und nehmen die Schnecke mit voller Geschwindigkeit mit. Bei dieser
Bauart ist jedoch die Führung keine zwangläufige, so daB man bei der Bearbeitung
der Werkstücke es nicht in der Hand hat, wie weit der Tisch sich bewegt, da die
die Hemmung verursachende Reibung sich mit der Zeit ändert.
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Die Erfindung -beseitigt diese Übelstände dadurch, daß das drehbare
Antriebsorgan und das angetriebene, zum Hin- und Herbewegen des Tisches dienende
Organ zwecks Geschwindigkeitsänderung der Tischbewegung
gegeneinander
beweglich sind, und daß ihre Bewegung gegeneinander zwangläufig gesteuert wird,
um den Tisch bei seiner Bewegungsumkehr allmählich anzuhalten und wieder anzulassen.
Als Antriebsorgan wird vorzugsweise die Schnecke eines den Tisch bewegenden Schneckenrades
verwendet, die parallel zu ihrer Achse verschiebbar ist, und deren Längsbewegung
zwangläufig gesteuert wird.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. i zeigt in Seitenansicht einen Teil einer Schleifmaschine mit
der Antriebsvorrichtung.
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Abb. 2 ist eine Teilseitenansicht der Kupplung und des zum Verschieben
der Schnecke dienenden Schlittens mit dem Gehäuse für die federbetätigten Klinken
zum Verschieben der Kupplung.
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Abb. 3 ist ein Schnitt der Linie 3 bis 3 der Abb. i, teilweise in
Ansicht.
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Abb. 4 ist ein Schnitt, teilweise in Ansicht, nach der Linie 4 bis
4 der Abb. 3.
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Abb. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5 bis 5 der Abb. i.
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Abb. 6 zeigt eine veränderte Ausführungsform der Vorrichtung zum Verschieben
der Kupplung und der Schnecke.
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i ist das Gestell einer Schleifmaschine, deren hin und her gehender
Tisch 2 auf dem Gestell ruht und durch ein Getriebe angetrieben wird, das eine Zahnstange
3 enthält, die unter dem Tisch befestigt ist. Ein Zahnrad 4 ist in Eingriff mit
dieser Zahnstange und wird von einem Zahnrad 5 mittels eines Zwischenrades 4', Abb-
3, angetrieben; das Rad 5 ist vorzugsweise ein Schneckenrad und setzt das Zwischenrad
4' in Umdrehung. Das Schneckenrad 5 wird von einer Schnecke 6 gedreht.
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Die Schnecke 6 sitzt auf einer in Lagern des Maschinengestelles gelagerten
Welle 7 ; ein Lager ist bei 8 gezeigt. Auf der Welle 7 gleitbar und mit ihr drehbar
ist eine Kupplungshülse g aufgesetzt, die Kupplungszähne io und ii an ihren Enden
aufweist. Frei drehbar auf der Welle 7 neben den Kupplungszähnen io der Kupplungshülse
sitzt ein Zahnrad 12, das mit einem auf einer Welle 14 festen Rade 13 in Eingriff
ist. Die Welle 14 ist in vorliegendem Falle die Antriebswelle der Schleifmaschine
und ist in Lagern des Gestelles gelagert, von denen eins bei i5 (Abb. 3) gezeigt
ist. Auf dieser Welle sitzt eine zum Antrieb dienende Scheibe 16.
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Das Zahnrad 12 besitzt Kupplungszähne 17, die in die Zähne io der
Kupplungshülse g eingreifen und mittels dieser Hülse der Welle 7 eine Drehbewegung
erteilen, wenn diese Zähne miteinander in Eingriff sind, wodurch die Schnecke 6
in einer Richtung gedreht wird. Frei drehbar auf der Welle 7 neben dem die I Kupplungszähne
ii aufweisenden Hülsenende sitzt ein Zahnrad 18 mit Zähnen ig, die in die Zähne
ii der Kupplungshülse nach Entkupplung der Zähne io und 17 eingreifen, wodurch die
Kupplungshülse in umgekehrter Richtung als durch die Zähne 17 gedreht wird.
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Das Rad 18 greift in ein Zwischenrad 2o ein, welches seinerseits in
Eingriff mit einem auf der Antriebswelle 14 festen Rade 2i ist; l derletztgenannteRädersatz
-kann dieSchneckenwelle 7 durch die Kupplungshülse g in umgekehrter Richtung antreiben
wie der Rädersatz 12 und 13. Ein Keil 22 verhindert die Drehung der Kupplungshülse
auf der Welle 7 und gestattet ihre Längsbewegung auf dieser Welle zwischen den Zähnen
17 des Rades 12 und den Zähnen ig des Rades 18.
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Während der Drehung der Schnecke 6, die in Eingriff mit dem Rade 5
ist, wird der Druck dieser Schnecke durch Spurlager aufgenommen, die vorzugsweise
aus einei Hülse 23 bestehen, welche auf der Welle 7 sitzt und in dem Lager 8 gleiten
kann. Zwischen einem Ende der Hülse 23 und der Schnecke 6 sitzt ein Kugellaufring
24, und ein zweiter Kugellaufring 26 ist zwischen das andere Ende dieser Hülse 23
und eine auf die Welle aufgesetzte Mutter 25 eingesetzt. Die Hülse 23 ist bei 27
geschlitzt und wird an dieser Stelle von einer Klaue 28 umfaßt, die an einem Arm
2g sitzt, der an einem in Führungen 3= des Gestelles i gleitbaren Schlitten 3o befestigt
ist. Dieser Schlitten ist vorn am Ge- _ j stell angeordnet, und der Arm 29 erstreckt
sich durch einen in das Gestell eingearbeiteten Schlitz 32.
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Der den Arm 29 tragende Schlitten 3o kann j in seinen Führungen 31
im wesentlichen parallel mit der Achse der Welle 7 hin und her bewegt werden zu
dem Zweck, zu bei stimmten Zeiten während des Betriebes der Maschine die Einwirkung
der Schnecke 6 auf das Rad 5 aufzuheben. Der Zeitpunkt, zu dem diese aufhebende
Wirkung Platz greift, wird von der Bewegung des Tisches 2 gei regelt, und zwar vorzugsweise
durch Vermittlung eines Kurvenstückes 33, das in einer Ausführungsform mit einem
Winkelhebel 34 zusammenhängt, der am Zapfen 35 des Gestelles i befestigt ist und
zwei Arme 36 und 37 aufweist. Der Arm 36 trägt das Kurvenstück 33, in dem sich eine
Kurven-' führung 38 zur Aufnahme eines Mitnehmers 39
befindet, der von einem
Arm 40 des Schliti tens 3o gehalten wird.
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Die normale Lage des Armes 36 des Hebels 34 ist im wesentlichen parallel
mit der Achse der Welle 7, und bei dieser Stellung
legt sich der
Mitnehmer 39 in den mittleren Teil 41 der Kurvenführung 38. Dieser mittlere Teil
verläuft ungefähr rechtwinklig zur Achse der Welle 7. Die Kurvenführung hat zwei
Enden 42 und 43, die sich nach entgegengesetzten Richtungen von dem geraden Teile
41 aus erstrecken, und zwar erstreckt sich das Ende 42 von dem Zapfen 35 fort in
einer sanft geschwungenen Kurve, während das Ende 43 sich von dem mittleren lotrechten
Teile auf den Zapfen 35 zu allmählich hinneigt.
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Wenn der Hebel 34 in seiner Mittellage und dabei der Mitnehmer 39
in Ruhelage in dem mittleren Teile der Kurvenführung ist, so kann der Schlitten
30 sich nicht längs der Achse der Welle 7 verschieben, daher wird die ganze
Bewegung der Schnecke 6 auf das Schneckenrad 5 übertragen. Der andere Arm 37 des
Hebels 34 ist so ausgeführt, daß er sich gegen einstellbare Anschläge 44 und 45
des Tisches 2 legt, die so eingestellt werden können, daß sie mit diesem Hebelarm
zu vorher bestimmten Zeitpunkten während des Ganges der Maschine in Eingriff kommen
und den Hebelarm in der einen oder anderen Richtung bewegen. Während dieser Bewegung
tritt der Mitnehmer 39 entweder in den Teil 42 oder in den Teil 43 der Kurvenführung
ein und überträgt auf diese Weise eine begrenzte Bewegung auf den Schlitten 30 längs
der Achse der Welle 7.
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Der Arm 37 des Hebels 34 kann in seiner Mittellage, wenn er nicht
in Eingriff ist mit einem der Anschläge, nachgiebig vorzugsweise durch Bolzen 46
und 47 gehalten werden, die auf beiden Seiten des Hebels angebracht sind und mit
einem Vorsprung 48 des Hebelarms in Eingriff sind. Die Bolzen 46 und 47 sind in
Lagern 49 gleitbar geführt und in vorragender Stellung nachgiebig durch Federn 5o
gehalten, die in diesen Lagern liegen und sich gegen die Kolben 5x der Bolzen legen.
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Die Federn 5o dienen dazu, durch die Bolzen 46 und 47 den Hebel 34
in seine Mittellage zu bringen und darin zu halten. Der Schlitten 3o führt außerdem
durch seine Bewegung die Verschiebung der Kupplungshülse 9 herbei, und zwar dient
zur Herbeiführung dieser Bewegung ein zweiarmiger Kupplungshebel 52, der
um die Welle 53 am Maschinengestell schwingbar ist. Dieser Hebel besitzt zwei gleichgerichtete
Arme 54 und 55, die im wesentlichen in senkrechter Richtung nach unten verlaufen,
so daß bei der Darstellung in Abb. 4 (teilweise in gestrichelten, teilweise in ausgezogenen
Linien) der Arm 54 des Hebels den anderen Arm 55, der hinter ihm liegt und in einem
Abstand sich befindet, verdeckt (Abb: 5). Diese Arme 54 und 55 sind mit einer Nabe
aus einem Stück hergestellt, in deren Bohrung ein Zapfen 53 ,fitzt. Der Arm 54 ist
gegabelt und umfaßt oinen Ring 56, der in einer Ringnut 57 der Kupplungshülse 9
sitzt. Der andere Arm 55 .veist einen Bolzen 58 auf, der durch eine Öffnung 59 in
der Vorderwand des Gestells x ragt, und zwar zwischen zwei entgegengesetzt gerichtete
Federkolben 6o und 61, die in am Schlitten 3o befindlichen _ Lagern 62 gleiten j
können.
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Eine Feder 63 ist zwischen das Ende eines jeden der Kolben 6o und
61: und die Lager 62 eingesetzt und übt auf die Kolben einen elastischen Druck -aus.
Der Schlitten 3o besitzt eine Aussparung 64, die sich quer hinter den Lagern der
Kolben 6o und 61 erstreckt und in der Klinken 65 und 66 sitzen, welche bei 67 an
der Vorderwand des Gestelles z angelenkt sind. Die Enden der Klinken 65 und 66 legen
sich gegen einen Teil 68 von quadratischem Querschnitt des Bolzens 58.
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Anschlagzapfen 69 dienen zur Begrenzung der Aufwärtsbegwegungen dieser
Klinken, welche gewöhnlich mit diesen Anschlagzapfen in Eingriff sind, und zwar
vorzugsweise durch die Wirkung einer zwischen den Klinken befindlichen Feder 7o,
die auf jede der Klinken gleichen Druck ausübt. Die Enden der j Klinken 65 und 66
liegen mit Bezug auf-' einander so, daß wenn die eine Klinke den Bolzen 58 in der
für eine der Betriebslagen der Kupplungshülse 9 erforderlichen Stellung hält, das
Ende der anderen Klinke durch den Bolzen 58 abgelenkt wird, welches zurr Eingriff
mit diesem Bolzen bereit ist, wenn letzterer in die andere Betriebslage der Kupplung
bewegt wird.
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Um die Klinken 65 und 66 zur richtigen Zeit zur Freigabe des Kupplungshebels
zu veranlassen, sind Zapfen 71 und 72 auf den Schlitten 30 vorgesehen, die
mit denKlinken 65 und 66 zur gegebenen Zeit während der Betätigung des Schlittens
in Eingriff kommen.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist die folgende : Nachdem die Anschläge
44 und 45 des Tisches 2 richtig eingestellt sind, wird die ! Antriebswelle 14 und
von ihr aus über einen oder den anderen Radsatz die Schneckenwelle 7 angetrieben:
Die Schnecke 6 über-1 trägt die Bewegung auf das Schneckenrad 5, und von hier aus
kann die Bewegung weiter durch eine Gleitkupplung 73, die durch einen Handhebel
74 in Eingriff mit Kupplungszähnen 75 auf dem Schneckenrade 5 gebracht werden kann,
auf eine Welle 76 übertragen werden, auf der das Rad 5 frei drehbar aufgesetzt ist.
Die Welle 76 dreht das Rad 4' und bewegt durch das Rad 4 die Zahnstange 3 und damit
den Tisch 2.
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Die Bewegungsrichtung des Tisches zu dieser Zeit hängt von der Stellung
der Kupplungshülse
9 ab. Bei Annahme des Eingriffs der Kupplungshülse
9 mit dem Rad 18 wird dieses Rad den Tisch 2 in Richtung des Pfeiles a von Abb.
i bewegen. Die Bewegung des Tisches in dieser Richtung dauert an, bis der Anschlag
44 mit dem Hebelarm 37 des Hebels 34 in Berührung kommt und den Arm 36 aus der mittleren
Lage von Abb. i in die Lage der Abb. 4 bringt.
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Diese Hebelbewegung bringt das Ende 42 der Kurvenführung 38 zur Einwirkung
auf den Mitnehmer 39, der nach rechts bewegt wird und dadurch den Schlitten 3o und
auch die Hülse 23 in derselben Richtung bewegt, wodurch die Schnecke 6 längs der
Achse der Welle 7 verschoben wird und die Einwirkung der Schnecke auf das Rad 5
aufgehoben wird. Hierdurch wird die Geschwindigkeit des Tisches 2 verringert, bis
schießlich der Tisch dann angehalten wird, wenn der Hebel 34 so weit umgelegt ist,
daß der Mitnehmer 39 bis zum Ende des Teiles 42 der Kurvenführung gelangt ist.
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Bevor der Anschlag 44 den Hebel 34 seinen Drehpunkt bewegt, nimmt
der Bolzen 58
die in Abb. 2 dargestellte Lage ein, und zu dieser Zeit ist
die Kupplungshülse 9 in der mit Bezug auf Abb. 5 linken Stellung und in Eingriff
mit dem Rad i8. Der Bolzen 58 wird in dieser Zeit in der in Abb. 2 gezeigten Lage
durch die Klinke 65 gehalten, die dann in der in Abb. 4 gestrichelt dargestellten
Stellung ist. Bei Bewegung des Schlittens 30 in der Richtung des Pfeiles
b, Abb. 2, durch Vermittlung des Endes 42 der Kurvenführung 38 wird das daran befestigte
Lager 62 gleichfalls bewegt und die Feder 63 hinter dem Kolben 61 zusammengepreßt,
wodurch ein erheblicher Druck gegen den Bolzen 58 eintritt, der zu dieser Zeit durch
die Klinke 65 an einer Bewegung verhindert wird.
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Wenn der Schlitten sich dem Ende seiner Bewegung nähert, und zwar
in der Richtung des Pfeiles b, so kommt der Zapfen 71 mit der Klinke 65 in Berührung,
verschiebt diese, gibt den Bolzen 58 frei, gestattet die Betätigung der Feder durch
den Kolben 61 und bringt den Bolzen 58 in die in vollen Linien in Abb. 4 gezeigte
Lage. Gleichzeitig mit der Bewegung des Bolzens 58 wird die Kupplungshülse 9 vom
Rad 18 frei und zum Eingreifen mit dem Rad =2 bewegt.
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Während dieses Wechsels ist die Einwirkung der Schnecke 6 auf das
Rad 5 aufgehoben, so daß die Schnecke 6 und der mit ihr verbundene Rädersatz zur
Ruhe kommt und sofort nach Verschieben der Kupplungshülse die Schnecke 6 in umgekehrter
Richtung gedreht wird. Im ersten Teil dieser Bewegung der Schnecke in der letzterwähnten
Richtung wird das Rad 5 nicht gedreht, weil die Spurlager sich mit dem Schlitten
3o bewegen, bis der Mitnehmer 39 aus dem Ende 42 der Führung 38 (Abb. 4) in die
gerade Mittellage dieser Führung nach Abb. i gebracht ist.
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Eine weitere Bewegung des Schlittens 3o wird verhindert, wenn der
Mitnehmer mit der Seite des lotrechten Teiles der Führung in Berührung ist, die
in einer Ebene liegt, welche parallel mit der Achse der Schnecke verläuft und die
Achse des Nockenhebels enthält. Während dieser Bewegung des Mitnehmers ist die Einwirkung
der Schnecke 6 auf das Rad 5 infolge der besonderen Gestaltung der Kurvenführung
42 die, da.B das Schneckenrad langsam in Richtung des Pfeiles c (Abb. 4) in Bewegung
gesetzt und seine Geschwindigkeit allmählich vergrößert wird. Hierdurch wird die
Bewegungsrichtung des Tisches 2 umgekehrt, was so lange andauert, bis der Anschlag
45 mit dem Arm 37 in Berührung kommt und diesen in umgekehrter Richtung bewegt.
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Sobald die Bewegung des Tisches 2 in Richtung des Pfeiles d einsetzt,
was der Fall ist, wenn das Rad 5 in Richtung des Pfeiles c ;e dreht wird, wird der
Anschlag 44 vom Hebel 34 entfernt, worauf die Federn 5o mittels der Bolzen 46 und
47 mit der Schnecke 6 zusammen wirken und das Kurvenführungsende 42 den Nockenhebel
in die Mittellage bringt, so daß der Mitnehmer im geraden Teil der Führung sich
befindet.
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Weiter wird durch die Bewegung des Schlittens 3o in der Richtung,
die sich aus der Rückkehrbewegung des Mitnehmers 39 vom. Ende 42 zum geraden Teil
der Kurvenführung 38 ergibt, der Kolben 6o mit dem Bolzen 58 in Berührung gebracht,
wodurch die mit dem Kolben zusammenhängende Feder 63 zusammengedrückt wird und so
die Kupplung nach Freigabe des Bolzens 58 verischieben können, und zwar durch Verschiebung
der Klinke 66 mittels des Zapfens 72 am Schlitten 3o. Die Umkehrbewegung des Getriebes
dauert so lange, als die Kupplung 73 mit dem Schneckenrad 5 in Eingriff ist und
die Antriebswelle der Maschine angetrieben wird.
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In Abb.6 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Kurvenführung dargestellt.
Hier ist 77 ein in senkrechter Richtung in Führungen 78 hin und her beweglicherSchlitten.
Die Führungen 78 sitzen am Gestell der Ma- j schine. Der Schlitten 77 weist eine
Kurvenführung 79 auf, die einen geraden Teil 8o und Enden 81 und 82 besitzt, welche
sich in Kurven in bezug auf eine senkrechte, durch die Mitte des geraden Teiles
8o gedachten Ebene entgegengesetzt rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Schlittens
erstrecken.
Der Mitnehmer 39 des Schlittens 30 greift in
die Kurvenführung 79 in derselben Weise ein, wie es vorher beschrieben ist.
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Der Schlitten 77 liegt mit einer Rolle 83 in der Bahn von Anschlägen
84 und 85, die einstellbar am hin und her gehenden Tisch 2 befestigt und mit schrägen
Flächen 86 in entgegengesetzter Richtung versehen sind. Die Schrägfläche des Anschlags
84 bewegt den Schlitten 77 bei Berührung mit der Rolle 83 nach oben, während die
Schrägfläche 86 des Anschlags 85 bei Berührung mit der Rolle 83 den Schlitten nach
unten drückt, wodurch der Schlitten 3o eine hin und her gehende Bewegung erhält.
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Seitwärts vom Schlitten 77 ragt ein Ansatz 87 hervor, der zwischen
zwei Teile einer Schlittenführung gelegt ist. Zwischen den einander abgekehrten
Flächen dieses Ansatzes und Teilen der Führung befinden sich Federn 88 und 89, die
dazu dienen, den Schlitten in die Mittellage zu bringen, wenn der Druck auf den
Schlitten aufgehoben ist, und die ferner den Schlitten in seine normale Lage zurückführen.
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Wie gesagt, ist die beschriebene Vorrichtung besonders zur Verwendung
bei Tischen von Schleifmaschinen geeignet; sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt,
sondern kann auch bei anderen Arten von Maschinen Verwendung finden. Ferner ist
die besonders beschriebene Ausführung nur eine von vielen verwendbaren Formen, #
und die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Formen beschränkt.