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Einklinkenschaltwerk für die Beistellwelle eines Schlittens, insonderheit
an Schleifmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zwangläufigen Regelung
der Werkzeugbeistellung und Schlichtdauer an Schleifmaschinen, bei welcher die Beistellung
des Schleifrades selbsttätig unterbrochen wird, sobald die Bearbeitung des Werkstücks
unter Anwendung des üblichen Grob- und Feinschliffes im wesentlichen beendet ist,
und mit welcher die Zeitdauer zwischen der Unterbrechung der Beistellbewegung und
der ebenfalls selbsttätig erfolgenden Unterbrechung des ganzen Schleifvorganges
(Schlichtzeit) innerhalb gewisser Grenzen, die den Forderungen bezüglich Erzeugung
eines einwandfreien Schliffes entsprechen, nach Belieben eingestellt werden kann.
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Es sind ähnliche Einrichtungen bekannt, bei denen durch Verwendung
von Wechselrädergetrieben oder durch die Anordnung mehrerer Klinkenschaltwerke nebeneinander
die lliiglichkeit geschaffen ist, in einem beliebig wählbaren Augenblick während
der Bearbeitung eines Werkstückes von der Grob-1reistellung auf die Feinbeistellung
überzugehen und die Beistellung bei Erreichung des Fertigmaßes des Werkstückes vollständig
abzustellen. Meist ist bei diesen Einrichtungen nur Bedienung von Hand vorgesehen
oder, soweit selbsttätige Bewegungen in Betracht kommen, die Mitverwendung besonderer
Hilfsvorrichtungen (Elektromagnetsysteme, Tastergeräte zur fortlaufenden Cberwachung
des Werkstückmaßes u. dgl.) notwendig, welche den Aufbau der Schleifmaschinen in
unerwünschter Weise verwickelt machen und leicht die Ursache von Betriebsstörungen
werden können.
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Für moderne Schleifmaschinen, bei denen mehr und mehr Wert auf vollselbsttätigeAusführung
aller Schaltvorgänge vorn Anstellen der Maschine bis zur Beendigung des Schleifvorganges
gelegt wird, kommt die Verwendung dieser Einrichtungen in ihren althergebrachten
Formen nicht mehr in Betracht. Sie sind insbesondere in den Fällen unbrauchbar,
wo es sich darum handelt, auf einen unter äußerster Ausnützung der Maschinenleistung
ausgeführten Schruppschliff und einen daran angeschlossenen, nur kurze Zeit wirkenden
Feinschliff einen Schlichtschliff folgen und nach dessen Beendigung unmittelbar
von der Beistelleinrichtung aus den ganzen Arbeitsvorgang selbsttätig in irgendeiner
Weise unterbrechen zu lassen, sei es durch Stillnetzen der Maschine, Zurückführung
des Schleifwerkzeugs vom Werkstück oder eine ähnliche bekannte Maßnahme.
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Hier setzt die Erfindung ein, nach welcher eine Vorrichtung (hydraulisches
Kolbengetriebe in Verbindung mit Hebel- und Nockenscheibensystem o. dgl.) geschaffen
wird, die in Verbindung mit einem an sich bekannten Klinkenschaltwerk und einer
von diesem aus gesteuerten beweglichen Kupplung -zwischen
Beistellwelle
und Schaltrad den Wechsel zwischen den verschiedenen Beistellarten, die Abstellung
der Beistellung und die vollständige Unterbrechung des ganzen Schleifvorgangs in
zeitlich genau festlegbarer Reihenfolge auszuführen gestattet. Während des Grob-
und Feinschliffes ist die erwähnte Kupplung eingerückt, so daß das Schaltrad mit
der Beistellwelle verbunden ist und diese mitnimmt. Ist das Werkstück so weit auf
Fertigmaß bearbeitet, daß (las Schleifwerkzeug nicht mehr beigestellt werden muß,
so, wird die Kupplung selbsttätig ausgerückt und die Beistellung dadurch unterbrochen.
Es folgt der beistellfreie Schleifvorgang. Die Anordnung der Kupplung gestattet
nun, die Leerlaufbewegung des Schaltrades zur Betätigung eines Steuergetriebes zu
verwenden, durch welches zu einer beliebig einstellbaren Zeit nach Unterbrechung
der Beistellbe"vegung der Schleifvorgangvöllständigunterbrochen wird. Das gleiche
Steuergetriebe kann erfindungsgemäß auch zur Schaltung der Kupplung benützt werden.
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Die Einzelheiten des Baues und der Arbeitsweise der Einrichtung werden
ini folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung n iilier erläutert.
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Es zeigen: Abb. i und 2 die Einrichtung in der Stellung und Schaltung
zu Beginn des Schleifvorgangs, und zwar Abb. i eine Vorderansicht nach Entfernung
des auf der Beistellwelle aufgekeilten Handrades, mit einer schematischen Schnittdarstellung
eines die Unterbrechung der Beistellbewegung und des Schleifvorganges steuernden
Kolbens, Abb.2 eine Draufsicht auf die Einrichtung, teilweise im Schnitt nach Linie
2-2 der Abb. i, Abb. 3 und a die Einrichtung in der Stellung unmittelbar nach erfolgter
Unterbrechung der Beistellbewegung, wobei die Abb. 3 der Abb. i, die Abb. q. der
Abb. 2 entspricht.
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Die Einrichtung ist im gezeichneten Beispiel folgendermaßen aufgebaut:
Auf der im Maschinenbett i gelagerten Beistellwelle 2 ist ein Handrad 3 aufgekeilt,
mit dessen Hilfe die Grobbeistellung des Schleifwerkzeugs ausgeführt werden kann.
Die Welle 2 dreht sich in einer am Maschinenbett i festgestellten Büchse d., auf
welcher ein durch Druckflüssigkeit zu bewegender Kolben 5 mit einer Ringnut 6 an
seinem aus dem Zylinder 7 herausragenden Ende und das Schaltrad 8 angeordnet sind.
Auf der labe des letzteren sitzen drei gegenseitig unverdrehbar miteinander verbundene
Scheiben, nämlich die Lockenscheiben 9 und to lind die Skalenscheibe i i, die in
einer solchen kraft= schlüssigen Verbindung (z. B. durch eine Art Reibungskupplung)
mit dem Schaltrad 8 stehen, daß sie seine Bewegungen mitmachen, aber mit entsprechendem
Kraftaufwand auch unabhängig von ihm von Hand gedreht werden können.
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Die Skalenscheibe i i trägt auf ihrem Rand eine mit der Zahnteilung
des Schaltrades 8 übereinstimmende Strichteilung, welche mit Hilfe des am Maschinenbett
angebrachten Zeigers r2 den . Verlauf der Werkzeugbeistellung und den Leerlauf des
Schaltrades 8 dauernd zu beobachten gestattet und gleichzeitig dazu dient, die Steuerung
der Kupplung vor Beginn des Schleifvorgangs so einzustellen, daß die Unterbrechung
der Beistellung nach (lern Abschleifen der- vorgeschriebenen Materialschicht selbsttätig
erfolgt. Der Stärke dieser Schicht entspricht in jedem Fall ein Gesamtschaltweg
des Schaltrades, der durch den für jede Maschine bekannten Beistellweg je Zahn bestimmt
werden kann. Bewegt sich das Schaltrad 8 während des Arbeitsvorganges im Uhrzeigersinn,
so kann die rechtzeitige Entkupplung der Beistellwelle demnach erreicht werden,
indem man vor Beginn des Arbeitens denjenigen Teilstrich der Skala unter dem Zeiger
12 einstellt, der - vom Nullpunkt der Strichteilung nach rechts gerechnet - der
Zahl der Zähne entspricht, um welche das Schaltrad insgesamt geschaltet werden muß.
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Auf der äußeren Mantelfläche des Zylinders 7 sitzt drehbar ein Ring
13 mit zwei Ansätzen 1 4 und 15. An 14 greift eine Schubstange o. dgl. 16 an, durch
welche in geeiä neter Weise die hin und her gehende Bewegung des auf der Zeichnung
nicht dargestellten Maschinentisches auf den Ring 13 übertragen wird, der sie seinerseits
durch die am Ansatz 15 angelenkte Klinke 17 auf den Zahnkranz 18 des Schaltrades
8 und damit auf dieses selbst weiterleitet.
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Zwischen der Nockenscheibe io und der Skalenscheibe i i befindet sich
eine dritte Lockenscheibe ig mit einem Nocken 2o, der um ein gewisses Maß höher
ist als der l ocken iö der Scheibe io. Die Scheibe i9 ist mit Hilfe einer Klemmschraube
2i, die in einem Schlitz 22 der Skalenscheibe i i geführt wird, gegenüber der Scheibe
io (und den mit dieser fest verbundenen Scheiben 9 und i i) um ein Maß drehbar,
welches der Länge des Nockens io' auf dieser entspricht, und kann innerhalb der
dadurch gegebenen Grenzen in beliebiger Stellung sichtbar auf der Skala der Scheibe
i i und gegenüber der Lockenscheibe io festgestellt werden. Die Klemmschraube 2i
wird zI#v eckmäßig mit einem Zeiger 23 ausgestattet, der auf der Skalenscheibe i
z läuft. Wird die Scheibe i9 in die äußerste Stellung nach
rechts
gedreht, so weist der Zeiger 23 auf den Nullpunkt der Strichteilung und die rechtsseitige
Anlaufkurve des Nockens 2o fällt mit derjenigen des Nockens i o' auf der Scheibe
io zusammen. Diese Stellung wird im folgenden als Nullstellung bezeichnet.
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Die ','oclcenscheiben io und 19 wirken auf (las entsprechend breit
gehaltene eine Ende eines doppelarmigen Hebels 24 ein, dessen anderes Ende mit der
Kolbenstange eines firn Zylinder 25 gleitenden Doppelkolbens 26 gelenkig verbunden
ist. Der Kolben steuert die Zerteilung einer durch 27 zugeleitetenDruckflüssigkeit
auf die Kanäle 28 und 29. Von diesen führt der erste in den "Zylinder 7, wo er bei
31 über der Arbeitsfläche desKolbens 5 mündet: der Kanal z9 führt zu einer nicht
dargestellten Vorrichtung, welche unter der Wirkung der Druckflüssigkeit den ganzen
Schleifvorgang in irgendeiner Weise unterbricht. Durch Kanal3o kann die Druckflüssigkeit
aus 28 Und 29 entspannt abgeleitet «erden. Eine Feder 32 sucht den Kolben 26 dauernd
in seine rechte Endlage zu ziehen, bei welcher die Kanäle 28 und 29 durch den linken
Raum des "Zylinders 25 in Verbindung mit dem Abflußkanal 30 stehen und das
Zuströmen von Druckflüssigkeit aus 27 durch den Kolben 26 gesperrt ist. Der Kolben
26 kann jedoch die Endlage nur einnehmen, so lange das Klinkenende (les Hebels 2-.
nicht auf den Nocken der Scheiben io oder i9 aufgelaufen ist.
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Eine Feder 33, die zwischen dein @laschinenbett i und dem Kupplungskolben
5 liegt, drückt diesen, wenn der Kanal 2,3 mit dem Kanal 30 druckfrei in
Verbindung steht, (lauernd nach vorn gegen das Schaltrad 8 zu.
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Die Kupplung der Beistellwelle 2 mit dein Schaltrad 8 erfolgt (furch
den Stift 34., der mit seinem einen Ende in der Ringnut 6 am Kalben 5 gleitend geführt
wird, in einer Bohrung (furch die Schaltradnabe, auf der die anderen Scheiben sitzen,
hindurchgeht und ini eingerückten Zustande der Kupplung mit seinem anderen Ende
in eine Aussparung 35 des auf der Beistellwelle 2 festgekeilten Handrades 3 eingreift.
Der Stift 3.1 macht alle Bewegungen des Schaltrades 8 finit, wobei er mit seinem
rückwärtigen Ende in der Nut 6 um den Kolben 5 kreist.
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Zur Regelung der Schaltbewegungen des Schaltrades 8 sind in bekannter
Weise zwei verstellbare Anschlagschrauben 36 und 37 vorgesehen, von denen die erste
am Maschinenbett befestigt ist, während die zweite erfindungsgernä ß voll einem
Hebel 38 getragen wird, der mit einer Rolle 39 auf der N ockenscheibe 9 läuft und
tun den ortsfesten Zapfen .40 schwingbar ist. Mit seinem Ansatz 4.1 arbeitet er
mit einer ebenfalls verstellbaren Anschlagschraube .I2 zusammen. Der besser C en
7bersicht halber sind diese Teile in der Abb. 2 zum Teil fortgelassen. Die Schraube
42 hat die Aufgabe, den Schaltweg derKlinke 17 beliebig zu verkleinern, indem sie
durch Abstützung des Hebelansatzes :11 den Hebel 38 in der einen (unteren) Endlage
hält, auch wenn die Rolle 39 nicht auf dem Grundkreis der Scheibe 9 läuft. Iin gezeichneten
Beispiel ist angenommen, daß der Anschlag 4.1 außer Wirksamkeit ist und die Rolle
39 dauernd auf der Scheibe 9 läuft.
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Die Nocken auf den Scheiben 9 und io sind derart gegeneinander versetzt.
daß das Klinkenende des Hebels 24, zur gleichen Zeit auf den Nocken io' der Scheibe
io aufläuft, zu welcher die Ralle 39 auf die volle Höhe des Nockens der Scheibe
9 gelangt ist.
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Ferner stehen der Nullpunkt der Skalenscheil.re i r, die: Anlaufkurve
des Nockens i o' auf der Scheibe io und das Klinkenende des Hebels 24 so in Zusammenhang
miteinander, (laß die Klinke auf den Nocken aufläuft, wenn der Nullpunkt der Skalenscheibe
unter den Zeiger 12 zu stehen kommt.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung Abb. i zeigt die Einrichtung in der
Stellung und Schaltung vor Beginn des Schleifvorgänges. Die Skalenscheibe i i (mit
den an ihr hängenden Scheiben 9 und io) ist gegenüber dem Zeiger 12 so eingestellt,
daß dieser auf denjenigen Teilstrich (rechts von Null) zeigt, welcher der Gesamtstärke
der abzuschleifenden Materialschicht entspricht, wie oben erläutert wurde.
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Die Noekenscheibe i9 ist um ein gewisses Maß aus ihrer Nullstellung
nach links gedreht und (furch die Schraube 21 in dieser Stellung auf der Skalenscheibe
i i festgeklemmt und damit auch gegenüber den Nockenscheiben 9 und 10.
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Die Rolle 39 und (las Klinkenende des Hebels 24. liegen auf den Grundkreisen
der Nockenscheiben 9 bzw. to und i9 auf; der Steuerkolben 26 steht in seiner rechten
Endlage. Der Kolben 5 wird durch die Feder 33 an das Schaltrad 8 gedrückt; der Stift
34 ist in die Aussparung 35 der Handradnabe eingerückt; Beistellwelle 2 und Schaltrad
8 sind also miteinander gekuppelt. Die Anschläge 36 und 37 sind so eingestellt,
(laß die Klinke 17 bei jedem Hub das Schaltrad 8 um mehrere Zähne weiterschaltet.
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Nach Ingangsetzung der Maschine verläuft der Schleifvorgang in der
gewöhnlichen Weise. Die Skalenscheibe i i dreht sich zusammen mit den Nockenscheiben
9, io und i9, der Bewegung des Schaltrades 8 folgend, im Uhrzeigersinn, wobei sich
ihr Nullpunkt allmählich
dem Zeiger 12- nähert. Kurz bevor diese
Nullstellung erreicht wird, läuft die Rolle 39 auf den von unten herankommenden
Nocken g' der Scheibe 9 auf, der Anschlag 37 wird seinem Gegenanschlag am Ansatz
15 genähert und der Hub der Klinke 17 dadurch so verkleinert, daß das Schaltrad
jeweils nur mehr um einen Zahn weitergedreht wird. Ist der Nullpunkt der Strichteilung
unter den Zeiger 1:2 gelangt und damit das Werkzeug so weit beigestellt, daß die
gewünschte Materialschicht abgeschliffen ist, so erfolgt die Abschaltung der Beistellbewegung
in der Weise, wie Abb. 3 und d. es veranschaulichen.
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Das Klinkenende des Hebels 24. läuft auf den langen Nocken der Scheibe
i o auf und drückt den Steuerkolben 26 so weit nach links, daß der Kanal 28 durch
den Kolben 26 geöffnet wird. Die Druckflüssigkeit strömt in den Zylinder 7 ein und
schiebt den Kupplungskolben 5 entgegen dem Druck der Feder 33 nach rückwärts. Der
Stift 34 folgt dieser Bewegung des Kolbens, wird aus der Aussparung 35 ausgerückt
und löst so die nur auf diesem Wege geschaffene Kupplung zwischen Beistellwelle
2 und Schaltrad B.
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Die Maschine selbst läuft noch weiter, auch das Schaltrad 8 wird bei
jedem Hub der Schubstange 16 um je einen Zahn wie bisher weitergeschaltet, aber
das Schleifwerkzeug wird nicht mehr beigestellt; die Maschine schlichtet.
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Dieser Betriebszustand währt so lange, bis der Zeiger 23 dem Zeiger
i2 gegenüber zu stehen kommt und gleichzeitig der Nocken 2o der Scheibe ig unter
das Klinkenende des Hebels 24 tritt und dieses weiter anhebt. Der Hebel 24 drückt
in diesem Augenblick den Kolben 26 noch weiter nach links, so daß auch der Kanal
z9 für den Eintritt der Druckflüssigkeit freigegeben wird. Diese strömt zu der oben.
erwähnten, auf der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung, welche den Schleifvorgang
vollständig unterbricht und damit einen Arbeitsabschnitt beendet.
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Tor Wiederbeginn der Arbeit ist die Ausgangsstellung nach den Abb.
i und :2 herzustellen. Die Einrückung des Kupplungsstiftes 34. in die Handnabe erfolgt
dabei durch Drehen der Skalenscheibe in eine Stellung, bei welcher die Rolle 39
und das Klinkenende des Hebels 24. von den Nocken der Seheiben g, i o und i g abgelaufen
sind.
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Wie leicht zu übersehen ist, kann durch die Verstellbarkeit der Nockenscheibe
ig gegenüber der Scheibe io die Zeit für das Schlichten innerhalb gewisser Grenzen,
die durch die Gesamtlänge des 1Tockens io' auf der Scheibe io bestimmt werden, nach
Belieben eingestellt werden. Bleibt die Scheibe ig nach der Einstellung der Skalenscheibe
i i auf die abzuschleifende Materialschichtstärke in ihrer Nullstellung, so wird
der ganze Bearbeitungsvorgang gleichzeitig mit dein Schruppen unterbrochen.
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Die vorstehend behandelten Schaltungsmöglichkeiten ergeben sich ausschließlich
aus dem neuen Gedanken, zwischen Beistellwelle und Schaltrad eine aus- und einrückbare
selbsttätige Kupplung einzuschalten und diese während des Arbeitens der Maschine
zu einem Zeitpunkt auszurücken, der vor Beginn des Schleifvorganges nach Belieben
festgelegt wird. Aus diesem Grunde tritt die Wahl der Mittel, welche die Kupplung
und die übrigen Schaltvorgänge beeinflussen, für die Beurteilung der Erfindung insofern
in den Hintergrund, als die im vorstehenden beschriebene und dargestellte Ausführungsform
nicht bindend für alle Einzelheiten der Bauart sein soll.