DE443222C - Hobelmaschine mit umsteuerbarem Arbeitstisch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hobelmaschinen, bei welchen das Werkstück auf einem hin und her bewegten Tische aufgespannt wird. Die Geschwindigkeit dieses Tisches wird, wie bekannt, zunächst auf einer bestimmten Strecke allmählich zunehmen, bis die normale Schnittgeschwindigkeit erreicht ist. Am Ende des Schnitthubes wird die Geschwindigkeit dann allmählich wieder verlangsamt. Für den Rückgang, der allerdings mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die weit größer ist als die Schnittgeschwindigkeit, gilt das gleiche, d. h. auch hier wird die Bewegung an den Enden allmählich bis zur Höchstgeschwindigkeit beschleunigt bzw. verzögert. Die Gründe hierfür liegen hauptsächlich darin, die Massenbeschleunigung in den Endlagen des Tisches möglichst gering zu halten und beim Ein- und Ausschneiden des Stahles keine zu heftigen, für Stahl und Werkstück schädliche Stöße auftreten zu lassen.

Bei den bisher bekannten Maschinen dieser Art sind die an den Enden des Vor- und Rückganges des Tisches auftretenden Geschwindigkeitsänderungen nicht für jede beliebige Hublänge konstant, d. h. mit etwaigen Änderungen des Gesamthubes ändern sich auch die Zeiten, während welcher an den Hubenden sowohl beim Vorwärtsgang als auch beim Rückwärtsgang eine Beschleunigung oder Verzögerung der Tischbewegung vor sich geht. Die Folge ist, daß in den Massenbeschleunigungen an den Hubenden des Tisches bei etwaigen Veränderungen des Gesamthubes ebenfalls Änderungen eintreten, trotzdem die Schnittgeschwindigkeit vielleicht die gleiche wie bei einem kleineren Hube geblieben ist. Änderungen der an den Hubenden vor sich gehenden Massenbeschleunigungen und Verzögerungen können selbstverständlich keinen günstigen Einfluß auf das Getriebe ausüben. Es soll deshalb ein veränderlicher Wechsel in das Getriebe eingeschaltet werden, der durch verstellbare, am Tisch befestigte Anschläge bei Beginn und am Schlüsse des Arbeits- und Rückgangshubes eingekuppelt wird und einen in seiner Länge veränderlichen Gesamthub ausführen läßt, ohne daß dabei die Zeiten oder die Wege, innerhalb deren die Geschwindigkeitsänderungen stattfinden, sich ändern. Dadurch, daß die an den Enden eines Hubes vor sich gehenden Geschwindigkeitsänderungen. für jede beliebige Hublänge von gleicher Dauer sind, müssen selbstverständlich auch die Beschleunigungskräfte unabhängig von der Gesamtlänge des Hubes bleiben und jeweils immer gleich günstig oder ungünstig auf das Getriebe einwirken, so daß letzteres immer gleichmäßig beansprucht wird.

Auf der Zeichnung werden in den Abb. 2, 4, 5 und 7 bis 9 drei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Abb. 1, 3 und 6 stellen die zugehörigen Geschwindigkeitsdiagramme dar. Abb. 2 a, 2 b und 2c stellen ein zur Ausführung Abb. 2 gehöriges Vorgelege in verschiedenen Arbeitsstellungen dar.

Zunächst sei auf Abb. 2 Bezug genommen. Eine mit einem Schwungrade 2 gemeinsam auf einer Welle festsitzende Riemenscheibe 1 treibt eine Welle 15 über ein Zahnradvorgelege 3, 4. Die Welle 15 treibt eine Welle 16 an, und zwar abwechselnd über ein Zahnradvorgelege 5, 6 oder über ein Zahnradvorgelege 7, 8. Sämtliche Räder 5, 6 und 7, 8 sind auf ihren Wellen lose angeordnet und werden mit einer Kupplung K wahlweise gekuppelt. Das Vorgelege 5, 6 besteht aus zwei exzentrischen (oder eliptischen) Rädern, welche die für Welle 15 gleichförmige Umlaufgeschwindigkeit in eine für Welle 16 ungleichförmige Geschwindigkeit umwandeln. Das Vorgelege 7,8 besteht aus zwei zylindrischen Stirnrädern, welche die Welle 16 mit einer Winkelgeschwindigkeit treiben, deren Wert gleich dem Höchstwerte der für Welle 16 mittels des Vorgeleges 5, 6 erzielten Winkelgeschwindigkeit ist. Die -Drehung der Welle 16 wird über die Zahnräder 9, 10 und 11 auf zwei Wellen 17 und 18 übertragen. Auf Welle 17 ist ein Zahnrad 12 und auf Welle 18 ein Zahnrad 13 befestigt; beide greifen in eine gewöhnlich unter dem Tische angeordnete Zahnstange 14. Die Räder 9, 12 und 13 sitzen fest auf ihren Wellen, während die Räder 10 und 11 auf ihren Wellen lose gelagert sind. Eine Kupplung K¹ verbindet das Rad 10 mit der Welle 17 und dem Triebrade 12, Wenn sie sich in der Stellung I befindet; der Tisch würde dann in der Richtung des Pfeiles c nach vorn bewegt (Arbeitshub). In der Stellung II verbindet die Kupplung K¹ das Rad 11 mit der WeUe 18 und dem Rade 13, so daß der Tisch in Richtung des Pfeiles d zurückbewegt würde. Die Rückbewegung er- ioo folgt mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich größer ist als die Schnittgeschwindigkeit (vgl. das Übersetzungsverhältnis der Räder 10 und 11). Die Arbeitsweise ergibt sich aus Abb. 1. Die

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Strecke A-D entspricht dem Gesamthube des Tisches. Die Schnittgeschwindigkeit ν ist nach oben und die Geschwindigkeit v' für den Rückwärtsgang nach unten aufgetragen. Im Punkte A, d. h. wenn der Tisch den Vorwärtsgang antritt, wird die Kupplung K¹ in die Stellung I umgeschaltet. In dieser Stellung verbleibt sie während des ganzen Vorwärtsganges. Die Kupplung K befindet sich zu Beginn des ίο Vorwärtsganges in der Stellung I, so daß der Antrieb über die exzentrischen Räder 5, 6 geht. Da die Räder im Punkte A die unter Abb. 2 a gegebene Stellung einnehmen und der Halbmesser R¹ wesentlich kleiner ist als der HaIbmesser R², wird der Antrieb des Tisches zunächst mit kleiner und allmählich immer größer werdender Geschwindigkeit erfolgen. Die höchste Geschwindigkeit, das ist die jeweils zugelassene Schnittgeschwindigkeit, ist erreicht, nachdem die Räder 5, 6 eine halbe Umdrehung ausgeführt haben und aus der Stellung Abb. 2 a in die Stellung Abb. 2b gelangt sind. Jetzt wird die Kupplung K nach Stellung II umgeschaltet, z. B. mittels eines an dem Rade 3 vorgesehenen Anschlages o. dgl., so daß der Tisch nunmehr seine Bewegung von B bis C mit gleichförmiger Geschwindigkeit υ fortsetzt. Im Punkte C wird die Kupplung K wieder in die Stellung I umgeschaltet; zweckmäßig durch einen am Tisch verstellbar befestigten Anschlag. Es werden also wieder die exzentrischen Räder 5, 6 eingeschaltet, die eine halbe Umdrehung ausführen und sich aus der Stellung Abb. 2 b in eine Stellung Abb. 2 c bewegen werden. Hierbei nimmt die Geschwindigkeit des Tisches auf dem Wege C, D stetig von ν bis auf ν min. ab. Im Punkte D wird die Kupplung K¹ aus der Stellung I nach Stellung II umgeschaltet, zweckmäßig auch mittels eines am Schlitten vorgesehenen Anschlages. Dadurch wird das Rad 13 zur Drehung kommen und den Rückgang des Tisches bewirken. Während des Rückganges wiederholen sich dieselben Vorgänge wie beim Vorwärtsgange, d. h. in den Punkten E und F wird eine Umschaltung der Kupplung K geschehen. Das Verhältnis von ν zu v' wird durch das Übersetzungsverhältnis der Räder 10 und 11 bestimmt; jedenfalls ist

AB ~ÄF^Z

CD

ED

Die Strecken A-B und A-F werden in derselben Zeit, d. h. immer mit einer halben Umdrehung des Rades 5, zurückgelegt. Daß die Strecken A-F und E-D, auf denen die Verzögerung bzw. Beschleunigung beim Rückgange stattfindet, länger sind als die Strecken A-B und C-D, auf denen die Beschleunigung bzw. Verzögerung beim Arbeitsgange stattfindet, ist von gewissem Vorteil in sofern, als die Beschleunigungskräfte beim Rückgange bedeutend kleiner werden als bei gleich großen Strecken A-B, C-D, D-E und F-G. Wäre z. B. v' = 3 v, so würden die Beschleunigungskräfte beim Rückgange dreimal so groß als die Beschleunigungskräfte beim Arbeitsgange, während sie neunmal so groß werden würden, wenn die Strecke A-B gleich der Strecke A-F wäre.

Das Ein- und Ausschneiden des Hobelstahles geschieht in den Punkten G und H, welche sehr nahe an die Endpunkte der Längsbewegungen verlegt werden können, da sie bei der vorliegenden Bewegungsübertragung völlig fest liegen, während sie bei gewöhnlichen Hobelmaschinen von der Masse des Werkstückes und der Nachgiebigkeit der die Beschleunigungskräfte aufnehmenden Riemen oder Kupplungen bestimmt werden. Ein- und Austrittsgeschwindigkeit des Stahles können in diesem Falle sehr nahe ν min. gebracht werden, wodurch auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten von 30 bis 36 m/min, die Stöße verhältnismäßig gering werden. Bei den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen kann außerdem υ min. = 0 gemacht werden, wodurch jeder Stoß vermieden wird.

Bei so großen Arbeitsgeschwindigkeiten werden selbstverständlich die Beschleunigungskräfte groß. Da aber die Riemenscheibe 1 und das auf gleicher Welle sitzende Schwungrad 2 in stets gleicher Richtung umlaufen, wird während der Perioden C-D und A-F Energie aufgenommen und wieder abgegeben während der Perioden A-B und E-H, so daß durch die hin und her gehende Bewegung des Tisches nur wenig Energie verlorengeht.

Abb. 4 und 5 stellen eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar.

Mit der Riemenscheibe 1 und dem Schwungrade 2 wird eine Welle 17 angetrieben, auf der drei Zahnräder 3, 5 und 8 lose drehbar gelagert sind. Diese Zahnräder können durch Kupplungen K², K¹, K mit der Welle wahlweise fest verbunden werden. Das Rad 3 kämmt mit einem auf einer Welle 18 festsitzenden Rade 4. Das Rad 5 steht über ein Zwischenrad 6 mit einem auf Welle 18 ebenfalls festsitzenden Zahnrade 7 in Verbindung. Das Rad 8 kämmt mit einem auf einem Zapfen 20 sitzenden Wechselrade 9, welches seitlich einen Zapfen 16 trägt. Der Zapfen 16 greift in einen mit 22 bezeichneten Schlitz eines um einen Zapfen 21 schwingbaren Zahnsegmentes 10. Dreht sich das Zahnrad 9 z. B. in der durch Pfeil α angegebenen Richtung, so wird das Zahnsegment 10 hin und her schwingen und ein Zahnrad 11, welches auf der bereits schon erwähnten Welle 18 sitzt, vorwärts oder rückwärts drehen. Das Zahn- . rad 11 erhält also eine ungleichförmige Geschwindigkeit zwischen Null (in den Punkten III und V) und zwei verschiedenen Höchstwerten (in den Punkten IV und VI), von denen der kleinere Höchstwert (im Punkte IV) zu ν

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und der größere Höchstwert (im Punkte VI) zu v' proportional ist. In welcher Weise die Maschine arbeitet, und wie die einzelnen Kupplungen geschaltet werden, ergibt sich an Hand untenstehender Tabelle. Bemerkt sei, daß die Räder 3, 5 und 8 mit der Welle gekuppelt sind, wenn die zugehörigen Kupplungen K^%, K¹, K in Stellung I sich befinden. Die Räder sind ausgeschaltet, sobald die Kupplungen in Stel-

Teilstrecken im	νια js	Arbeitende	Zahnräder und	— Ii — 12 — 13	ihre	Auf dem Kurbel- kreis durch	Lage	Lage	Lage
Gesamtwege von A uir. η	bis B		Drehrichtungen	12 — 13		laufener Weg	von K	von K>-	von K'2·
XX	- C			— 11 — 12 — 13		des Zapfens 16
A	- D	8—9-	- IO	— 11 — 12 — 13	— 14	III —IV	I		II
B	~ E	5-6-	-7 -	12 —13	— 14	IV ')	II	I	II
C	~ F	8 — 9-	- to	— II — 12 13	— 14	IV-V,	I	II	II
D	- A	8-9-	- IO	— 14	V-VI	I	II '	II
E	3—4-	—.	— r4	VI *)	II	II	I
F	8—Q-	- to	— 14	VI — III	I	II	II

lung II gebracht werden. Diejenigen Räder, welche in Abb. 4 und 5 mit Pfeilen versehen sind, werden sich immer in der Pfeilrichtung drehen, während die übrigen Räder sich in den verschiedenen Perioden abwechselnd in der einen oder der anderen Richtung drehen werden. Zum besseren Verständnis sind die Bewegungsrichtungen dieser Räder in der folgenden Tabelle mit einem Pfeil angegeben.

*) Zapfen 16 steht still.

Das Umschalten der Kupplung erfolgt selbstverständlich durch Anschläge, die in entsprechenden Stellungen an den Rädern und am Tische vorgesehen werden mögen.

Die Perioden A-B und C-D stehen in diesem Falle nicht in demselben Verhältnis zu den Perioden F-A und D-C, also wie ν zu v' wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, sondern sie werden nahezu einander gleich, das hängt davon ab, daß die vom Zapfen 16 auf dem Kurbelkreise durchlaufenen Wege verschieden groß sind. Innerhalb gewisser Grenzen können die Verhältnisse jedoch geändert werden, wenn die Länge des Schlitzes 22 sowie der Abstand des Schlitzes vom Drehzapfen 21 geändert wurden. Die Umschaltungen in den Punkten C und F werden mittels verstellbarer, am Tisch vorgesehener) Anschläge bewirkt. Die Umschaltungen in den Punkten B und E geschehen mit Anschlägen, die am Rad 9 oder am Zahnsegment 10 vorgesehen werden könnten.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird unter Abb. 7 bis 9 dargestellt. Mit dieser

Ausführung kann jede Änderung in den Bewegungen erzielt werden, d. h. es können sowohl die Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten ν und v' als auch die Geschwindigkeiten an den Hubenden geändert werden. Siehe die strichpunktierten Linien im Diagramm Abb. 6.

Eine Riemenscheibe 1 ist zusammen mit einem

Schwungrade 2 und einem Zahnrade 3 auf einer Welle 25 befestigt. Das Zahnrad kämmt mit einem auf einer Welle 26 sitzenden Rade 4.

Mit dem Rade 4 fest verbunden bzw. aus einem Stück hergestellt ist ein kleineres Rad 6, welches das Sonnenrad eines Planetengetriebes 5,

6, 7, 8 darstellt. Das Rad 5 treibt mit seinem äußeren Zahnkranze die auf den Wellen 27 go und 28 sitzenden Räder 29 bzw. 30 und 23 bzw. 24. Die beiden letzten Räder greifen in die am Tisch befestigte Zahnstange 31. Das Rad 23 bewegt den Tisch vorwärts (Arbeitshub A-D); das Rad 24 treibt den Tisch rückwärts. Abhängig ist dies von der Einstellung der Kupplung K, die zwei verschiedene Stellungen I oder II einnehmen kann. Die Planetenräder

7, 8 rotieren auf Zapfen 9, 10, die auf einer um Welle 26 frei drehbaren Scheibe 11 sitzen. Die Scheibe 11 trägt ein Schneckenrad 12, in welches eine auf Welle 29 sitzende Schnecke 13 eingreift. Am Ende der Welle 29 sitzt eine Reibscheibe 14. Mit der Reibscheibe steht ein auf der Welle 25 achsial verschiebbares Treibrad 16 in Eingriff, das mittels eines Hebels 17

(s. auch Abb. 9) radial zur Reibscheibe 14 verstellt wird. Diese Verstellungen des Reibrades 16 können durch am Tisch vorgesehene Anschläge 20 bewirkt werden. Gegenüber der Reibscheibe 14 ist zweckmäßig eine zweite Reibscheibe 15 unter Federbelastung vorzusehen.

Angenommen, das Reibrad 16 würde außer Eingriff mit der Reibscheibe 14 gehalten, so würde diese Reibscheibe in Ruhe bleiben, da der Schneckentrieb 12, 13 so konstruiert ist, daß er gerade noch eine Selbsthemmung besitzt ; also wurden auch das Rad 11 und die Zapfen 9, 10 in Ruhe bleiben. Durch die Räder 3, 4 und 6 und die Planetenräder 7, 8 wird also eine Drehung in der Pfeilrichtung auf das Rad 5 übertragen, welches in der Pfeilrichtung a

(Abb. 7) mit einer gewissen Geschwindigkeit in Umlauf gebracht würde. In Wirklichkeit steht aber das Reibrad 16 mit der Reibscheibe 14 in Eingriff, und zwar innerhalb der Stellungen VII bis IX. Diese Stellungen sowie die Zwischenstellungen werden durch am Tisch vorgesehene Anschläge 20 bestimmt. Das Reibrad 16 wird also die Scheibe 14 in der eingezeichneten Pfeilrichtung (Abb. 7) drehen. Durch die Schnecke wird die Drehung auf das Schneckenrad 12 und auf das Rad 11 übertragen, so daß die Planetenräder ¹J, 8 in der Pfeilrichtung b um die Hauptachse des Planetengetriebes rotieren müssen. Je näher das Reibrad 16 an die Mitte der Scheibe 14 gerückt werden, desto schneller wird das Rad 11 umlaufen. Die Winkelgeschwindigkeit des Rades 5 nimmt dabei so ab, daß z. B. die Lage VII der Rücklaufgeschwindigkeit v' des Tisches, die Lage VIII der Arbeitsgeschwindigkeit ν und die Lage IX der Geschwindigkeit ο entsprechen würde. Durch die jeweilige Form der Anschläge 20 können einmal die Größen der Verschiebungen des Reibrades 16 und damit die Größen der Geschwindigkeiten ν und v', weiter aber auch die Größen der Beschleunigungs- sowie Verzögerungsstrecken und die Formen der Geschwindigkeitskurven geändert werden. Hierzu siehe im Diagramm die ausgezogenen bzw. gestrichelten Kurventeile .4-B¹ und A-B² (Abb. 6). Durch Einführung von Anschlägen zwischen den gewöhnlichen Endanschlägen kann man außerdem innerhalb des Gesamthubes Geschwindigkeitswechsel hervorrufen. Hierzu siehe den strichpunktierten, mit d bezeichneten Teil der Kurve. Diese Ausführungsform der Erfindung gibt also die Mög-.. lichkeit, mit größter Arbeitsgeschwindigkeit auch solche langen Gegenstände zu bearbeiten, die zwei oder mehrere getrennte Flächen in ein und derselben Ebene haben.

Die Arbeitsweise der Maschine ergibt sich zur Genüge aus der untenstehenden Tabelle, die jede weitere Beschreibung der Wirkungsweise erübrigt.

Teilstrecken	Stellung des Reibrades 16	Stellung
im Gesamtwege von A bis D	IX-VIII	der Kupplung K
A bis B	VIII	■ I
B - C	VIII — IX	I
C - D	IX-VII	I
D - E	VII	II
E - F	VII — IX	II
F - A	II

Kommt der Tisch am Ende des Arbeitsganges im Punkte D an, so wird die Kupplung K durch einen hier nicht dargestellten, ebenfalls am Tisch vorgesehenen Anschlag aus der Stellung I in die Stellung II umgeschaltet, wodurch die Bewegungsrichtung des Tisches umgekehrt wird. Das Reibrad 16 wird in diesem Punkte die Stellung IX einnehmen. Nun wird der am Tisch befestigte Anschlag sich in der Richtung des in Abb. 8 und 9 eingezeichneten Pfeiles bewegen und in dem Sinne auf den Kupplungshebel bzw. auf eine an demselben befestigte Rolle 19 wirken, daß das Reibrad 16 aus der Stellung 9 in die Stellung 7 bewegt wird. Über die Räder 3, 4, 6, 7, 8, 5, 29, 30 und 24 wird der J Tisch nun mit allmählich wachsender Geschwindigkeit von D bis E zurückgeführt. Die größte Geschwindigkeit v' wird im Punkte E erreicht, d. h. sobald der Anschlag 20 keinen Einfluß mehr auf das Reibrad 16 hat und letzteres in seiner Stellung VII unverändert stehenbleibt.' Von E bis F{ bleibt sich die Geschwindigkeit v' dann gleich. Im Punkte F wird ein zweiter Anschlag auf das Reibrad wirken und dasselbe in die Stellung 9 zurückschieben, wobei die Tischbewegung von F bis A allmählich wieder verlangsamt wird Zum nächsten Vorwärtsgang wird die Kupplung K wieder nach Stellung I umgeschaltet, worauf sich die Vorgänge so wie beschrieben wiederholen. Zu beachten ist, daß das Reibrad 16 beim Vorwärtsgange nur innerhalb der Stellungen IX und VIII verschoben wird, da die Schnittgeschwindigkeit kleiner sein muß als die Rückgangsgeschwindigkeit.

Die Zahnräder 24, 30 können gegebenenfalls gespart werden, z. B. wenn man das Reibrad 16 zum Rückgange des Tisches über den Mittelpunkt der Reibscheibe 14 hinausschiebt, es also auf der anderen Seite des Reibrades arbeiten lassen würde.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hobelmaschine mit umsteuerbarem Arbeitstisch, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsmechanismus ein veränderlicher Wechsel angeordnet ist, welcher durch verstellbare Anschläge nahe den Enden des Arbeitsganges bzw. des Rückganges eingekuppelt wird, um für jeden beliebig langen Gesamthub gleichbleibende Zeiten bzw. Wegstrecken zur Beschleunigung und Verzögerung beim Vorwärtsgange und auch gleichbleibende Zeiten bzw. Wegstrecken zur Beschleunigung und Verzögerung beim Rückgange zu erzielen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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