DE408384C - Vorschubeinrichtung fuer Maschinen mit selbsttaetigem Werkzeugvorschub - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. JANUAR 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JV* 408384 -KLASSE 49 a GRUPPE 11

(J 24242

Johann Josenhans in Stuttgart.

Vorschubeinrichtung für Maschinen mit selbsttätigem Werkzeugvorschub. Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Dezember 1923 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung für Maschinen mit selbsttätigem Werkzeugvorschub, wie selbsttätige Revolver- und Fassondrehbänke und sonstige selbsttätige Maschinen. Sie hat den Zweck, für die verschiedensten Arbeitsstücke dieselben Kurven, die die Weglänge und die Geschwindigkeit der Werkzeuge bestimmen,

verwenden zu können, und zwar unabhängig von der Größe und Länge der Arbeitsstücke, io der Größe der Vorschubgeschwindigkeit und dem Leerlaufen der Werkzeuge, was gleichzeitig eine Leistungssteigerung der Maschine bewirkt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, 15 daß beispielsweise bei selbsttätigen Revolver-

und Fassondrehbänkerl an Stelle der üblichen, auf einer Trommel angeordneten Kurven oder einer Kurvenscheibe, die eine vollständige Umdrehung ausführen, einzelne Kurvenstücke Verwendung finden, die räumlich seitlich gegeneinander versetzt sein können und kreisförmig (Abb. ι bis 3) oder geradlinig hin und her (Abb. 4) bewegt werden. Diese Kurvenstücke werden zweckmäßig in Haupt- und Hilfskurven getrennt, von denen die Hauptkurven den Leerlaufweg und die Vorschubgeschwindigkeit und die Hilfskurven die Zeit der Bearbeitung regeln. Je zwei sind gemeinsam auf einer Kurventrägerschwinge oder Kurvenschlitten angebracht und ergänzen sich gegenseitig in der Steuerung eines Werkzeugs.

Die Kurventrägerschwingen, gleich der Höchstzahl der vorhandenen Werkzeuge, sind unabhängig voneinander auf einer besonderen Welle räumlich seitlich nebeneinander gelagert und übergreifen die Antriebswelle, welche die Antriebsorgane für die Steuerung der Kurventrägerschwingen und Kurven trägt.

Aus dieser Anordnung, bei der die Vorschuborgane für die einzelnen Werkzeuge einander gleich sind, ergibt sich ein äußerst einfacher Bau der Maschine, trotzdem sie in weitesten Grenzen einstellbar ist und Seiten- und Revolverschlitten unabhängig voneinander arbeiten können. Während alle bekannten Systeme mit gleichbleibenden wandernden Kurven den Nachteil haben, daß der tote oder Leerlaufweg ohne besondere Einrichtung nicht immer mit der Leerlaufgeschwindigkeit, sondern mit der Arbeitsgeschwindigkeit zurückgelegt werden muß, wird durch die schwingende Anordnung der Kurvenstücke dieser Nachteil auf einfachste Weise behoben. Die Maschine leistet außerdem das Höchste an Arbeit und läßt sich ohne Schwierigkeiten in kürzester Zeit auf ein anderes Arbeitsstück umstellen, wie in folgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert ist. i In der Zeichnung ist der Erfindungsgegen- ^! . stand beispielsweise an einer selbsttätigen Revolverdrehbank veranschaulicht, und zeigen Abb. I einen Längsschnitt durch die Revolverdrehbank,

Abb. 2 einen Querschnitt, den Beginn des Revolverschlittenvorschubs darstellend,

Abb. 3 einen Querschnitt, das Ende des Revolverschlittenvorschubs darstellend, Abb. 4 einen Querschnitt mit geradlinig hin und her gehenden Kurven,

Abb. 5 eine Kurventrägerschwinge, Abb. 6 eine schematische Darstellung der Bewegung des Kurventrägers, Abb. 7 eine schematische Darstellung der Arbeit der Hilfskurve und

Abb. 8 eine besondere Ausgestaltung des Kurventrägers.

Auf dem Maschinengestell 1 sind in bekannter Weise Spindelstock 2, Revolverschlitten 3 und die beiden Seitenschlitten 4 gelagert und im Maschinengestell die Steuer- [ welle 5, welche durch Schnecke und Schneckenrad gedreht wird. Auf Welle 5 sitzen fest mit ihr verbunden die Kurvenscheiben 6, 7, 8 und 9 für Materialvorschub, Materialspannung, Rechts- und Linkslauf der Spindel und Schnell- und Langsamgang der Steuerwelle sowie die Schaltscheiben 10, welche die Vorschubbewegung der Revolver- und Seitenschlitten einleiten. Für je zwei Werkzeuge ist eine Scheibe nötig. Die Schaltscheiben sind mit rings umlaufenden Schlitzen oder Löchern versehen, in denen Mitnehmerrollen 11 an jeder beliebigen Stelle festgemacht werden können. Die Mitnehmerrollen 1 r dienen zur Bewegung der Kurventrägerschwingen 12, die drehbar auf Exzenterscheiben 13 sitzen, welche fest mit Welle 14 und diese wiederum fest mit dem Maschinengestell verbunden sind. Im folgenden ist nur die Einrichtung für ein Werkzeug beschrieben, da diese für die j anderen, beliebig vielen Werkzeuge gleich ist.

Damit nun der Kurventräger 12 mit gleich- go bleibender Geschwindigkeit weiterbewegt wird, muß sein Drehmittelpunkt auf die Kreisbahn der Mitnehmerrolle 11 verlegt werden, was an Hand der schematischen Abb. 6 im folgenden nachgewiesen ist. Der Mittelpunkt des großen Kreises liegt auf dem Umfang des kleinen (Abb. 6), die Bogen α b, b c, c d, d e, e f und f G sind einander gleich. Daß durch die Halbmesser vom Punkt α aus auch der Viertelkreis A, D, G, der gleich dem Halbkreis a, d, G ist, in unter sich gleiche Teile A B, B C, C D, D E, E F und F G zerlegt wird, ist nicht nur zeichnerisch, sondern auch mathematisch zu beweisen. Punkt G würde also bei gleichzeitiger Wanderung auf dem großen und kleinen Kreis auch gleichzeitig die beiden Punkte f und F oder e und E usw. erreichen. Daraus ergibt sich, daß bei gleichbleibender Geschwindigkeit eines bestimmten Punktes des. kleinen Kreises auch die Geschwindigkeit des entsprechenden Punktes des großen Kreises gleichbleibend ist, trotzdem die Hebelarme immer kleiner oder größer werden. Die Geschwindigkeit des Kurventrägers bleibt also gleich. Würde der Mittelpunkt des großen Kreises nicht auf dem Umfang des kleinen liegen, so würde wohl Mitnehmerrolle 11 mit gleichbleibender Geschwindigkeit weiterlaufen, der Kurventräger jedoch mit veränderlicher.

An dem Kurventräger 12 sind die eigent-

lichen Kurven 15 (Hilfskurve) und i6 (Hauptkurve) angebracht. Die Hilfskurve 15 ist durch Schlitz 27 verstellbar und zur besseren Einstellung mit Skala versehen, wobei ein Teilstrich der Skala einer Umdrehung der Spindel im Spindelstock 2 entspricht, was an Hand der schematischen Abb. 7 näher erläutert ist.

Es sei Fläche A von Hilfskurve 15 durch Linie A dargestellt, Drehmittelpunkt von Exzenter 13 durch Punkt 13, Drehmittelpunkt von Welle 5 durch Punkt 5 und der Kreis um Punkt 5 die Kreisbahn von Mitnehmerrolle 11. Die Flächet beschreibt bei ihrer teilweisen Drehung um Exzenter 13 einen Teil einer kreisförmigen Ringfläche, begrenzt durch die beiden Kreisbögen 1 und 2 und die Linien A und A¹. In diese kreisförmige Teilringfläche tritt während ihrer Drehung um Welle 5 die Mitnehmerrolle 11 bei X ein und bewegt sich innerhalb der kreisförmigen Teilringfläche fort, bis sie bei Y wieder aus ihr austritt. Stößt daher Mitnehmerrolle 11 zwischen X und Y auf Fläche A, so drückt sie diese bis zum Austritt von Mitnehmerrolle 11 aus der Teilringfläche bei Punkt Y vor sich her, denn während der weiteren Umdrehung von Mitnehmerrolle 11 hat Mitnehmerrolle 11 jeden Einfluß auf Flächet so lange verloren, bis Mitnehmerrolle 11 bei Punkt X wieder in die Teilringfläche eintritt und innerhalb dieser auf Fläche A stößt. Die Strecke X-Y ist also die Eingriffsstrecke, innerhalb derer Fläche^ verstellbar sein muß, damit die Eingriffsdauer je nach Bedarf größer oder kleiner wird. Für die Einteilung der Skala verfährt man nun folgendermaßen: Bringt man Kurventräger 12 in seine Ruhelage (Abb*. 2) und stellt Fläche A so ein, daß Mitnehmer rolle π gerade an ihr vorbeigeht ohne auf sie einzuwirken, was bei Punkt Y der Fall ist, so hat man für die Einteilung der Skala den Nullpunkt, weil in diesem Punkt Y die Einwirkung von Mitnehmerrolle 11 auf Flächet beendet ist und-er für jede Einstellung der Fläche A am Ende der Ausschwingung gleich liegt. Nimmt man außerdem für das längste Arbeitsstück bei kleinstem Vorschub zu einem Arbeitsgang 150 Umdrehungen der Spindel in Spindelstock 2 an, so entpricht dies der längsten Eingriffsstrecke der Mitnehmerrolle 11 oder dem Weg X-Y.

Die Fläche A muß also von Punkt Y bis nach Punkt X verschoben werden können, damit Mitnehmerrolle 11 bei ihrem Eintritt in die Teilringfläche sofort auf Fläche A wirken kann. Teilt man dann diese Verschiebung in 150 Teile, so entspricht ein Teilstrich einer Umdrehung der Spindel im Spindelstock 2. Sind für einen Arbeitsgang aber nur 50 Umdrehungen der Spindel in Spindelstock 2 nötig, so wird die Fläche A nur um 50 Teilstriche vom Nullpunkt aus verschoben, und die Mitnehmerrolle 11 trifft nicht schon bei ihrem Eintritt in die Teilringfläche auf Fläche A₁ sondern erst, nachdem sie bereits zwei Drittel der Eingriffsstrecke zurückgelegt hat. Verläßt Mitnehmerrolle 11 bei Punkt Y die Teilringfläche wieder, so ist die Vorwärtsbewegung von Revolverschlitten 3 beendet, und die Fläche A schwingt wieder um 50 Teilstriche in ihre Ursprungslage zurück. Damit aber kein Zurückschnellen, sondern nur ein schnelles Zurückgehen aller Teile stattfindet, ist die Innenkante der Hilfskurve 15 keilförmig ausgebildet, so daß beim weiteren Verlauf der Drehung der Mitnehmerrolle 11 das Zurückschwingen der Teile 12, 15 und 16 durch diese Keilfläche abgebremst wird. Wird die Hilfskurve 15 auf den Nullpunkt eingestellt, so geht Mitnehmerrolle 11 an ihr vorbei, ohne auf sie und damit auf Kurventräger 12 und Hauptkurve 16 einzuwirken. Mitnehmerrolle 11 übt also eine zeitlich begrenzte Wirkung auf Hilfskurve 15 aus, je nach deren Einstellung. Da aber Hilfskurve 15 immer mit einer bestimmten gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt wird, kann Hilfskurve 15 keinen Einfluß auf die verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten haben, sondern das regelt die verstellbare Hauptkurve 16. Die Hilfskurve 15 regelt also nur die Zeit der Tätigkeit von Hauptkurve 16 oder die Zeit der Bearbeitung und die am Kurventräger 12 befestigte Hauptkurve 16 die Vorschubgeschwindigkeit und den Leerlaufweg. Von ihren Arbeitsflächen (Abb. 2) ist eine steile B für den Leerlauf und eine flache C für den Vorschub ioo bestimmt. Eine aus zwei Teilen bestehende Hauptkurve mit einer Leerlauf kurve 16 und einer Vorschubkurve 16°, die durch Bolzen i6⁶ und Schraube i6^c miteinander verbunden sind, zeigt die Abb. 8.

Wird Leerlauf kurve 16 zur Vergrößerung oder Verkleinerung des Leerlaufs verstellt, so wird auch Vorschubkurve i6^a mitverschoben. Diese kann aber außerdem noch durch Schlitz i6^d und Schraube i6^c zur Veränderung des Vorschubes verstellt werden. Auch diese Kurven sind zur Erleichterung der Einstellung mit Skala versehen.

Durch die Verschiebung der Mitnehmerrollen 11 auf den Schaltscheiben 10 ist es möglich, daß immer sofort nach dem Zurückschwingen einer der Hilfskurven 15 mit den zugehörigen Teilen 12 und 16 eine andere der Mitnehmerrollen 11 auf die zugehörige Fläche A stößt und diese und damit Revolverschlitten 3 zur Bewegung bringt. Alle Kurventräger werden in die Ruhelage durch

Federn zurückgezogen und liegen an einem Anschlag an.

Sämtliche Hauptkurven müssen an der Verbindungsrolle 17 anliegen, damit nach dem Schalten der Werkzeuge keine Zeitverluste entstehen. Die Verbindungsrolle 17 ist durch die beiden Hebel 18 und Welle 19 fest mit dem Zahnradsegment 20 verbunden, das seine Bewegung durch Zahnrad 21, Welle 22 und Zahnrad 23 auf die Zahnstange 24 und Revolverschlitten 3 abgibt.

Für die im Ausführungsbeispiel vorhandenen 4 Revolverwerkzeuge und 2 Seitenschlittenwerkzeuge sind 6 Kurvenpaare und 6 Kurventräger nötig.

Abb. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel mit geradlinig hin und her gehenden Kurven dlar. An Stelle der Schwingen treten hier Schlitten 25. Auch in diesem Fall sind die Kurven verstellbar angeordnet. Hauptkurve 16 ist zweckmäßig noch mit einer Nebenkurve 26 zur leichteren Einstellbarkeit der Vorschubgeschwindigkeit versehen.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende. (Abb. 2 zeigt die Stellung bei Beginn der Schaltung, Abb. 3 am Ende der Schaltung. Sämtliche Kurven 16 liegen an der Verbindungsrolle 17 an.)

Schaltscheibe 10 und Mitnehmerrolle 11 werden durch Schnecke, Schneckenrad und Welle 5 in Richtung des Pfeiles gedreht. Mitnehmerrolle 11 drückt auf Fläche A der Kurve 15 und schiebt diese vor sich her. Der Kurventräger 12 mit den beiden Kurven 15 und 16 dreht sich um die Exzenterscheibe 13. Durch die Hauptkurve 16 werden Rolle 17 und die beiden Hebel 18 gezwungen, ebenfalls auszuschwingen. Mittels Welle 19 nehmen das Zahnradsegment 20, Zahnrad 21, Welle 22 und Zahnrad 23 an dieser Bewegung teil. Zahnrad 23 wirkt auf Zahnstange 24 ein, und diese schiebt den Revolverschlitten 3 vor. Diese Bewegung hält so lange an, wie die Mitnehmerrolle 11 auf Flächet der Hilfskurve 15 einwirkt. Tritt die Fläche A aus der Kreisbahnfläche der Mitnehmerrolle ii, so ist die Bewegung sämtlicher Teile beendet (s. Abb. 3). Bei weiterer Drehung der Welle 5 schwingen und gleiten die vorerwähnten Teile einschließlich des Revolverschlittens zurück. Ein Zurückschnellen aber wird durch die Keilform der inneren Kurvenfläche von Hilfskurve 15 verhindert. Liegen alle Teile wieder in der Ruhelage, so kann ohne Zeitverlust sofort die nächste Vorwärtsbewegung des Schlittens 3 beginnen, dadurch, daß eine andere der ' Mitnehmerrollen 11 mit der ihr zugeordneten Hilfskurve 15 in Tätigkeit tritt. Dieser Vorgang kann sich im Ausführungsbeispiel viermal wiederholen, bis sich die Steuerwelle 5 einmal gedreht hat. Wird bei Nichtgebrauch eines oder mehrerer Werkzeuge diese Umdrehung der Steuerwelle 5 nicht voll benötigt, so wird durch eine Kurve der Kurvenscheibe 9 in bekannter Weise ein Rädervorgelege eingeschaltet, damit die restliche Umdrehung der Steuerwelle 5 mit höherer Geschwindigkeit erfolgt.

Während der Bewegung des Revolverschlittens können unabhängig davon auch die Seitenschlitten arbeiten.

Wie aus dem Vorhergehenden zu entnehmen ist, liegt der technische Fortschritt der Erfindung in folgendem: Wegfall der teueren Anschaffung immer neuer Kurven für jedes anders gestaltete Arbeitsstück, Verwendung derselben Kurven für alle Arten von Arbeitsstücken bei höchster Arbeitsleistung, indem die Leerlaufwege schnell und die Arbeitswege der Vorschubgeschwindigkeit entsprechend zurückgelegt werden, äußerst einfache Bedienung und schnelle Umstellung der Maschine auf ein anderes Arbeitsstück und nicht zuletzt sehr einfacher Bau der Maschine, da alle Vorschuborgane für die einzelnen Werkzeuge einander gleich sind und in Massenfabrikation hergestellt werden können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorschubeinrichtung für Maschinen mit selbsttätigem Werkzeugvorschub, wie selbsttätige Revolver- und Fassondrehbänke und sonstige selbsttätige Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Antrieb der Werkzeuge notwendigen Arbeitskurven durch einzelne kreisförmig oder geradlinig hin und her gehende, räumlich seitlich getrennt liegende Kurven gebildet werden, die auf ein gemeinsames Segment (20) arbeiten, zum Zweck einer möglichst vielseitigen Verwendung der Kurvenstücke bei Arbeitsstücken von verschiedener Länge, Größe und Form, verschiedener Leerlaufwege und Vorschubgeschwindigkeiten.
2. 2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Arbeitskurven in für den Leerlauf und Vorschubgeschwindigkeit verstellbare Hauptkurven (16) und verstellbare Hilfskurven (15) zum Antrieb der erster en getrennt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,