DE570199C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Schalten der nach Groesse und Richtung verschiedenen Geschwindigkeiten, besonderes fuer die hin und her gehenden Tische von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche die nach Größe und Richtung verschiedenen Geschwindigkeiten bewegter Maschinenteile, besonders der hin und her gehenden Tische von Werkzeugmaschinen, selbsttätig zu steuern gestattet.

Es sind bereits selbsttätige Schaltvorrichtungen bekannt, die, vom bewegten Tisch durch Anschläge gesteuert, ihrerseits die Umsteuerung des Antriebes z. B. von Wendegetrieben oder, bei hydraulischem Antrieb, von Umkehrventilen bewirken. Dabei werden Federn oder andere Kraftspeicher benutzt, die durch die Tischbewegung aufgeladen, durch Sperrklinken unter Spannung gehalten und durch die ebenfalls vom Tisch bewirkte Auslösung der Klinken freigemacht werden, wobei sie die aufgespeicherte Kraft zur schnellen Durchführung des Schaltvorganges hergeben.

Die Erfindung bezweckt, durch den bewegten Maschinenteil selbst, also z. B. durch den Werkzeugmaschinentisch, aber unabhängig von der Richtung seiner Bewegung, mehrere nach Größe und Richtung verschiedene Geschwindigkeiten im Antrieb beliebig zu wechseln oder auch ganz auszuschalten. Die Schaltung soll sowohl selbsttätig durch verstellbare Anschläge als auch von Hand ausführbar sein, zweckmäßig unter Verwendung eines einzigen gemeinsamen Anschlaghebels.

Die Mittel hierzu sind folgende.

Zur schnellen Durchführung der Schaltbewegungen wird beim Gegenstand der Erfindung ein Kraftspeicher angeordnet, der, wie an sich bekannt, aus zwei z. B. unter Federdruck gegeneinander verschiebbaren und im gespannten Zustand durch auslösbare Sperrklinken gegeneinander abgestützten Elementen besteht. Das eine der beiden Elemente, hier Spannelement genannt, wird vom Tisch aus verstellt, das andere, Steuerelement genannt, wirkt treibend auf die Steuerorgane des Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebes. Beide Elemente verschieben sich absatzweise gegeneinander und auch im Räume; der Gesamtbetrag der Verschiebungen entspricht dem zur Ausführung der verschiedenen Schaltungen nötigen Gesamtweg.

Die den einzelnen Schaltungen entsprechenden, absatzweise erfolgenden Bewegungen

der beiden Elemente werden von den Anschlägen des Tisches oder von Hand unter Vermittlung eines fest gelagerten, mit einem Arm in die Bahn der Tischanschläge reichen-S den, mit dem anderen Arm das Spannelement erfassenden Hebels wie folgt bewirkt.

Das Steuerelement liegt mit treppenartig abgesetzten, festen Anschlägen gegen das eine Ende einer um eine ortsfeste Achse schwingenden zweiarmigen Sperrklinke an. Wird das Spannelement vom Anschlaghebel aus verschoben, so wird zunächst die zwischen dem Spannelement und dem durch die Klinke festgehaltenen Steuerelement liegende Feder gespannt, bis ein am Spannelement angeordneter Auslösestift gegen am freien Ende der Sperrklinke angeordnete stufenförmige Ansätze stößt, die Sperrklinke niederdrückt und dadurch ihr gegen die festen Stufen des Steuerelements anliegendes Ende auslöst. Dann bewegt sich das Steuerelement unter dem Federdruck dem Spannelement so lange nach, bis die Sperrklinke in die nächstfolgende Stufe einfällt.

Die Anzahl der Stufen an den festen Anschlägen des Steuerelements und an dem einen Ende der Klinken entspricht hierbei der Anzahl der Schaltungen.

Um die gleichen Schaltungen durch den Tisch auch bei entgegengesetzter Richtung der Bewegungen zu ermöglichen, kann man erfindungsgemäß noch je eine zweite Sperrklinke mit den zugehörigen Rasten am Steuerelement und Auslöseanschlägen am Spannelement anordnen, welche die Sperrung und Auslösung der Elemente bei entgegengesetzter Richtung der gegenseitigen Verschiebungen bewirkt.

Eine gedrängte Bauart ergibt sich, wenn man beide Sperrklinken auf einer gemeinsamen, mit dem Maschinengestell fest verbundenen Achse anordnet.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise, die an einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, sei noch bemerkt, daß die Klinken je nach der Höhenlage der Stufen, mit denen sie im Eingriff stehen, verschiedene Lagen einnehmen; infolgedessen steht jeweils eine der am freien Ende der Klinken befindlichen Stufen im Wege eines Auslöseanschlags, der mit dem vom Tisch bewegten Spannelement verbunden ist. Die Stufen am Steuerelement und an den Klinken sind einander paarweise zugeordnet und entsprechen nach Anzahl und Reihenfolge den auszuführenden Schaltungen. Der Anschlaghebel ladet durch eine Schaltbewegung den Kraftspeicher und entlädt ihn am Schlüsse dieser Bewegung durch die Auslöseanschläge, wobei das von den Klinken gesperrte Steuerelement frei wird und eine ruckartige Schaltbewegung ausführt, die ihrerseits zur Steuerung z. B. von Kupplungen bei mechanischem, von Ventilen bei hydraulischem, von Schaltern bei elektrischem Antrieb verwendet wird. Die Anordnung gestattet, den Wechsel zwischen Arbeits- und Schnellgängen, den Wechsel zwischen Vor- und Rücklauf sowie das Stillsetzen des Tisches durch einen einzigen in einer Ebene schwingenden Hebel von Hand oder selbsttätig zu steuern, und zwar unabhängig von der Richtung der Tischbewegung.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, einzelne in ihrer Reihenfolge durch die Folge der Stufen festgelegte Schaltvorgänge zu überspringen. Hierzu wird nach der Erfindung eine zweite Gruppe von Sperrklinken, Rasten und Auslöseanschlägen angeordnet, deren Stufen nach Anzahl und Abständen den größeren Schaltwegen entsprechen und deren Sperrklinken je nach Bedarf zum Zusammenarbeiten mit der ersten für jeden Schaltvorgang gestuften Gruppe seitlich verschiebbar sind.

Schließlich wird erfindungsgemäß der Anschlaghebel oder wenigstens sein mit den Tischanschlägen zusammenwirkender Teil so angeordnet, daß er gegen Federdruck aus der Bahn der Tischanschläge zu entfernen ist. Hierdurch ist es möglich, Schaltungen von Hand auch dann auszuführen, wenn. beim Selbstgang einer der Anschläge sich bereits unmittelbar über dem Schalthebel befindet, wie es beim Ausführungsbeispiel näher beschrieben wird.

Die Einrichtung eignet sich besonders für Fräsmaschinen o. dgl., bei denen Arbeits- und Schnellgänge in beliebigem Wechsel — im sogenannten Sprungschub — einander folgen sollen, der Tisch den Rücklauf im Schnellgang zurücklegt und am Ende des Rücklaufs selbsttätig stillzusetzen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in Bild 1 bis 11 dargestellt. Bild ι zeigt einen Aufriß der Gesamtanordnung des Schalt- und Sperrwerks in Verbindung mit dem Tisch und dessen mechanischem Antrieb. Bild 2 zeigt eine zusätzliche Anordnung zum Überspringen bestimmter Schaltvorgänge, Bild 3 eine Draufsicht unter Fortfall der für die Erfindung nicht wesent- no liehen Teile. In den Bildern 4 bis 11 sind die Stellungen einzelner Teile für verschiedene Schaltungen dargestellt.

Der hin und her gehende Werktisch 1 fs. Bild 1) wird durch die Spindel 7 von der Welle 2 aus über ein Wechselgetriebe mit den Zahnrädern 3 (für Arbeitsgang A) und 4 (für Schnellgang 6") sowie über das Wendegetriebe mit den Kegelrädern 5 (für Rückwärtsgang^) und 6 (für Vorwärtsgang V) angetrieben. Zur Umsteuerung der beiden Getriebe dienen die Kupplungen 8 und 9, welche von der ge-

meinsamen Welle 12 durch zwei Kurvenscheiben 10 und 11 über die Hebel 13 und 14 gesteuert werden: in der gezeichneten Stellung ist der Arbeitsgang vorwärts. Al·', eingerückt. In der Mittelstellung der beiden Kupplungen ist der Antrieb ausgerückt, der Tisch also stillgesetzt. Die Tischbewegung beim Vorwärtsgang ist in der Zeichenebene nach links, beim Rückwärtsgang nach rechts gerichtet zu denken, doch können diese Richtungen jederzeit auch umgekehrt werden.

Der Kraftspeicher (s. Bild 1) besteht aus einer äußeren Hülse 15, in welcher ein Bolzen 16 gegen den Druck der Feder 17 nach beiden Richtungen hin beweglich ist; zur Mitnahme dienen Ansätze mit Bunden. Die Feder erhält durch den Bolzen 16 von den Tischanschlägen aus eine Vorspannung, die durch die später zu beschreibenden Sperrklinken aufgenommen wird, und gibt ihre Kraft nach Auslösung der Klinken an die ebenfalls in beiden Richtungen längsverschiebbare Hülse 15 ab, welche über die Zahnstange 18, Zahnrad 18' und ein Kegelrädergetriebe die Welle 12 jeweils um das zur Durchführung einer Um- oder iVusschaltung nötige Maß dreht.

Der vom Tisch aus gegen den Federdruck verstellbare Bolzen 16 bildet zusammen mit der an ihm befestigten Platte 21 das Spannelement; die auf die Steuerorgane 13, 14 treibend wirkende Hülse 15 bildet zusammen mit der Platte 34 das Steuerelement des Kraftspeichers.

Erfindungsgemäß ist ein einziger um die Welle 41 schwingender Anschlaghebel 19, 20 \^rorgesehen, dessen Arm 19 in der Bahn der Tischanschläge liegt und von diesen z. B. in die fünf Stellungen SV = Schnellgang vorwärts, AV — Arbeitsgang vorwärts, 0 = ausgeschaltet, AR = Arbeitsgang rückwärts, SR = Schnellgang rückwärts gebracht werden kann. Der andere Arm 20 greift mit einem Zapfen in die Platte 21 ein, die mit dem Bolzen ι ft des Kraftspeichers verbunden ist und die Auslöseanschläge 22, 23 für die Sperrklinken 24, 25 trägt. Die Hülse 15 ist durch die Platte 34 mit den beiden treppenartig abgestuften festen Anschlägen 26, 27 verbunden, deren einzelne Stufen paarweise den Schaltungen SV, AV usw. entsprechen (vgl. Bild 4ff.). Im vorliegenden Beispiel sind zwei Klinken 24, 25 vorgesehen, um die Schaltungen sowohl in der einen wie auch in der anderen Bewegungsrichtung des Tisches zu ermögliehen: im Falle der Anwendung auf eine Fräsmaschine kann also in jeder der beiden Richtungen gefräst werden. Beim Arbeiten in einer Richtung ist die in der entgegengesetzten Richtung wirksame Klinke wirkungslos. Die Klinken 24, 25 werden mit ihren Nasen 28, 29 durch Federkraft ständig zur Anlage mit einer der Stufen gebracht; die in Bild 1 und 6 gezeichnete Stellung" der Klinken entspricht der Stellung AV für Arbeitsgang vorwärts. Die Klinken schwingen um die ortsfeste Achse 30 und tragen an ihren stets nach oben gerichteten Hebelarmen Stufen, die wiederum paarweise denen der festen Anschläge entsprechen, wie aus den Bildern 4, 6, 8, 10 ersichtlich ist. Je nach der Schräglage der beiden Klinken, also entsprechend deren Eingriff in die Stufen der festen Anschläge, stehen die entsprechenden, einander paarweise zugeordneten Stufen der Klinkenarme im Wege der beiden Auslöseanschläge

²²A ²3-Zum leichteren Verständnis sei wiederholt,

daß das Spannelement 21, 16 und das Steuerelement 15, 34 die einzelnen Verschiebebewegungen entsprechend der Länge der Stufen gegeneinander ausführen, sich aber als Ganzes auch im Räume bewegen, und zwar um einen Betrag, der dem zur Drehung der Kur- \^renscheiben 10, 11 erforderlichen gesamten Steuerung entspricht. _

Die Wirkungsweise ist folgende.

Steht der Anschlaghebel in der Stellung SV (Schnellgang vorwärts) und geht der Anschlag 31 des Tisches 1 von rechts her an dem Anschlaghebel vorüber, so bringt er diesen in die in Bild 1 gezeichnete Stellung AV- (Arbeitsgang vorwärts). Hierbei wird zunächst durch den Arm 20 das Spannelement 21 mit dem Bolzen 16 unter Spannung der Feder 17 nach rechts mitgenommen, denn das Steuerelement 15 ist durch die noch auf der Stufe SV des festen Anschlages 26 liegende Klinke 25 am Mitgehen verhindert (s. Bild 4). Wenn jedoch auf dem letzten Teile des Schaltweges der Auslöseanschlag 23 gegen die Stufe AV der Klinke 25 trifft, so schnappt deren Nase 28 aus der Stufe SV des festen Anschlages 26 aus und springt in die nächsthöher liegende Stufe AV ein (s. Bild 6). Dementsprechend springt das jetzt frei gewordene Steuerelement 15 um den Betrag des Schaltweges nach rechts und bewirkt über 18, 18' die Schaltung der Hebel 13, 14. Die bei dieser Bewegungsrichtung unwirksame und daher entlastete Klinke 24, die ebenso wie 25 durch eine Feder ständig gegen die Stufen der festen Anschläge 26, 27 gedrückt wird, ist durch die Rechtsverschiebung der Blöcke in die Stufe AV des festen Anschlages 27 eingefallen (Bild 6).

Gelangt nun bei der weiteren Bewegung des Tisches nach links der Anschlag 32 gegen den Anschlaghebel, so wird"der letztere in die Stellung 0 gebracht (s. BiIdS). Hierbei wird wiederum zuerst das Spannelement 16 nach rechts gedrückt und die Feder 17 gespannt, während die Klinke 25 das Steuerelement 15

am Mitgehen verhindert, bis der Anschlag 23 gegen die entsprechende Stufe der Klinke 25 stößt und diese aushebt (s. BiIdS).

Bei Bewegung der Auslöseanschläge nach S links wird die Klinke 24 wirksam, und die Klinke 25 fällt bei jedem Schaltvorgang durch Federkraft in die stets tiefer liegende folgende Stufe ein. Die Anordnung mit paarweise einander zugeordneten Stufen gestattet also, wie schon gesagt, die Schaltungen in der Reihenfolge von SV nach SR oder umgekehrt folgen zu lassen, sei es, daß der Tisch von rechts nach links oder von links nach rechts geht. Die Stellungen des Hebels 19 können ebenfalls unabhängig von der Bewegungsrichtung des Tisches in beliebiger Reihenfolge und beliebig oft (Sprungvorschub) herbeigeführt werden; der Hebel wird z. B. bei Bewegung des Tisches nach links durch die Schräge des Anschlags 31 im Uhrzeigersinne, durch die Schräge des Anschlags 33 wieder zurückgedreht, und es kann so beliebig oft ein Wechsel zwischen Arbeitsgang und Eilgang vorwärts herbeigeführt werden. Das gleiche gilt für die entgegengesetzt gerichtete Tischbewegung.

Zweckmäßig ist der Hebel 19 oder wenigstens der von den Anschlägen betätigte Ansatz in Richtung der Schwingachse des Hebels gegen Federdruck verstellbar. Man ist hierdurch imstande, den Hebel oder den Ansatz aus der Bahn der Tischanschläge zu entfernen. Dies ist z. B. wichtig, wenn beim Vorlauf im Selbstgang einer der Tischanschläge 31 schon unmittelbar an dem Hebel steht, so daß es hierdurch ohne eine zeitraubende Entfernung des Anschlags selbst gar nicht möglich wäre, den Hebel von Hand in die Ausrückstellung zu bringen. In diesem Fall braucht man also nur an dem Hebel in Richtung seiner Drehachse zu ziehen und kann ihn dann sofort beliebig von Hand schwenken.

In den Bildern 2 und 3 sowie 5, 7, 9, 11 ist eine zusätzliche Einrichtung dargestellt, welche dazu dient, mehrere Schaltvorgänge zu überspringen. Will man 2. B. nach Vollendung des Arbeitsganges vorwärts, AV, unmittelbar auf schnellen Rücklauf RS schalten, so würde dies durch die bisher beschriebenen Stufen verhindert; denn bei der gegebenen Reihenfolge der Stufen würden die Klinken zuerst die Schaltung 0 ausführen, so daß der Tisch überhaupt stehenbliebe und nur von Hand wieder eingerückt werden könnte. Außerdem könnte dann erst die Schaltung AR und hiernach erst die Schaltung SR ausgeführt werden.

Um dies zu verhindern, ist sowohl die Platte 21 als auch die mit Blöcken versehene Platte 34 seitlich verbreitert, und es sind auf der Platte 34 zwei Stufen 35, 36, auf der Platte 21 zwei Aushebeanschläge 37, 38 angeordnet; dazwischen spielen die Klinken 39, 40. Die Anordnung der Stufen 35, 36 nnd der Anschläge 37, 38 ist derart, daß bei der Drehung des Hebels 19 von AV bis SR die Hülse 15 durch die Klinke 40 abgestützt bleibt (s. Bild 7); die Anschläge 22, 23 be- , wirken zwar edn Ausheben der Klinken 24, 25, doch kann hierdurch die Federspannung nicht ausgelöst werden, eine Schaltung also nicht stattfinden. Vielmehr wird durch den dem großen Drehwinkel entsprechenden, viel größeren Spannweg eine größere Vorspannung erzeugt, bis der Anschlag 38 gegen die Klinke 40 trifft (s. Bild 11) und die Hülse nunmehr den ganzen Schaltweg AV bis 5"T? zurücklegt.

Bild 5 zeigt die Stellung für Schnellgang vorwärts, bei der die zusätzlichen Klinken 39, 40 nicht wirksam sind; die zugehörige Stellung der wirksamen Klinken ist in Bild 4 gezeigt.

Bild 9 zeigt die Ausrückstellung der zusätzlichen Klinken 39, 40, bei der also der Vorschub stillgesetzt ist. Diese Stellung wird bei der oben beschriebenen Schaltung von Arbeitsgang vorwärts (Bild 7) auf Schnellgang rückwärts (Bild 1) übersprungen; sie wird herbeigeführt, wenn der Schnellgang rückwärts beendet werden soll, d. h. wenn der Auslöseanschlag 37 gegen die Stufe der Klinke 39 stößt (s. Bild 11) und diese Klinke auslöst.

Man kann die zusätzliche Anordnung ein- und ausschalten, wenn man die Klinken 39, 40 in Richtung der Achse 30 verschiebbar anordnet, so daß sie nach Belieben in die und aus der Bahn der Stufen und Auslöseanschlage gebracht werden können. Man kann ferner mehrere derartiger zusätzlicher Gruppen anordnen, entsprechend jeder gewünschten Sprungfolge oder Bewegungsrichtung.

Es sei ausdrücklich bemerkt, daß das dargestellte Beispiel nur eine der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung darstellt und daß sich z.B. durch kinematische Umkehrungen eine große Anzahl äquivalenter Ausführungen herstellen läßt. Eine solche Umkehrung ist z. B. die Anordnung der Stufen an den Auslöseanschlägen 22, 23, statt an den freien Enden der Klinken 24, 25, wobei dann die freien Enden der Klinken mit Auslöseanschlägen in Gestalt der Stifte 22, versehen werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt das Steuerelement 15 auf die Steuerhebel eines mechanischen Getriebes 2-7. An dem Gegenstand der Erfindung ändert sich nichts, wenn z. B. ein hydraulischer Tischan-

trieb vorgesehen ist und wenn man in diesem Falle das Steuerelement 15 unmittelbar zur Steuerung der die Geschwindigkeit nach Größe und Richtung beeinflussenden Drossel- und Unikehrventile verwendet.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ι. Vorrichtung zum selbsttätigen Schalten der nach Größe und Richtung verschiedenen Geschwindigkeiten, besonders für die hin und her gehenden Tische von Werkzeugmaschinen, unter Verwendung eines durch die Tischbewegung aufgeladenen und ausgelösten, aus zwei Elementen bestehenden Kraftspeichers, dadurch gekennzeichnet, daß der die Steuerorgane antreibende Teil des Kraftspeichers (das Steuerelement 15, 34) mit einem gegenüber diesem verschiebbaren zweiten Teil (dem Spannelement 16, 21) unter Zwischenschaltung einer Feder (17) dadurch eine absatzweise erfolgende Schaltbewegung ausführt, daß dieses Spannelement (16, 21) von Anschlägen des Tisches (31,

   ²S 3²· 33) ^aus· unter Vermittlung eines fest gelagerten Anschlaghebels (19,20), gegenüber dem Steuerelement (15, 34), das mit stufenartig angeordneten festen Anschlägen (26, 27) gegen das eine Ende einer fest gelagerten zweiarmigen Sperrklinke (28, 29) anliegt, unter Spannung der Feder (17) verschiebbar ist, bis ein an dem Spannelement (16, 21) angeordneter Auslösestift (22, 23) gegen am anderen Ende der Sperrklinke (24, 25) angeordnete stufenförmige Absätze stößt, die Sperrklinke niederdrückt und dadurch ihr gegen die festen Anschläge (26, 27) des Steuerelements (15, 34) anliegendes Ende auslöst, so daß sich das Steuerelement (15, 34) durch den Federdruck so lange dem Spannelement (16, 21) nachbewegt, bis die Sperrklinke (28, 29) in die nächstfolgende Stufe einrastet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Vorwärts- und Rückwärtsgang des Maschinentisches (1) je eine besondere Sperrklinke (24, 29 und 25, 28) mit den dazugehörigen festen Anschlägen (26 und 27) am Steuerelement (34) und Auslöseanschägen (22 und 23) am Spannelement (21) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (24, 29 und 25, 28) auf einer gemeinsamen, mit dem Maschinengestell fest verbundenen Achse (30) angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlaghebel (19, 20) gegen Federdruck aus der Bahn der Tischanschläge entfernbar ist, um die verschiedenen Schaltungen von Hand auch dann ausführen zu können, wenn einer der Anschläge am Anschlaghebel (19, 20) anliegend stehengeblieben ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, um einzelne durch die festen Anschläge (26, 27) in ihrer Reihenfolge festgelegte Schaltvorgänge zu überspringen, eine zweite Gruppe von Sperrklinken (39, 40), Rasten (35, 36) und Auslöseanschlägen (37, 38) angeordnet ist, deren Abstände bzw. Stufen den größeren Schaltwegen entsprechen und deren Sperrklinken (39, 40) je nach Bedarf zum Zusammenarbeiten mit der ersten für jeden Schaltvorgang gestuften Gruppe seitlich verschiebbar sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen