DE75303C - Selbstthätiger Vorschub für Arbeits-(besonders Gestein-Bohr-) Maschinen mit sich drehendem Werkzeug - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der selbsttätige Vorschub bei drehend wirkenden Arbeitsmaschinen kann bekanntlich unter Umständen gefährlich werden, indem z. B. bei stumpfem Werkzeug oder, wie es beim Gesteinbohren häufig der Fall ist, bei plötzlich härter werdendem Gebirge ein unzulässig hoher und eventuell gefährlicher Druck in der Richtung des Vorschubs diesem entgegen (im folgenden kurz mit »Axialdruck« bezeichnet) auftreten kann. Deshalb ist es nöthig, den selbsttätigen Vorschub des Werkzeuges zugleich in der Weise veränderlich zu machen, dafs er gegebenenfalls sich selbstthätig entsprechend vermindert.

Manche der bisher ausgeführten Constructionen dieser Art erfüllten ihren Zweck nur unvollkommen. Ihre ganze Anordnung führt wegen der nachweisbar grofsen Reibungswiderstände zu einem sehr geringen Wirkungsgrade; sie schützen gegen Ueberlastung der Maschine nur innerhalb enger Grenzen, und die eigentliche Sicherheit ist in die Hand des Arbeiters gegeben, welcher durch einen Handgriff u. dergl. regelnd auf die Maschine einwirkt.

Dem gegenüber ermöglicht es die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Anordnung, unter Gewährleistung eines hohen Wirkungsgrades in einfacher und zugleich zuverlässiger Weise den Vorschub selbstthätig veränderlich und die Sicherheit der Wirkung von der Unaufmerksamkeit oder der Ungeschicklichkeit des bedienenden Arbeiters unabhängig zu machen.

Fig. ι stellt die Anordnung dar, wie sie etwa bei einer Drehbohrmaschine für weiches Gestein zu denken wäre, welche nach Annahme der Zeichnung durch eine mit der Welle des Rades R¹ zu verkuppelnde biegsame Welle, beispielsweise von einem Elektromotor aus, betrieben wird. Die Bohrspindel S wird durch eine sie umschliefsende hohle Welle W vermittelst Feder und Nuth und ferner durch die Räder J?¹ und i?² auf bekannte Weise angetrieben. Durch das auf W sitzende Rad R³ wird unter Vermittelung eines Vorgeleges, welches aus den Rädern i?⁴ und R⁵ besteht, das Rad i?⁶ und damit die mit der Spindel S gepaarte Mutter M in Drehung versetzt mit einer Winkelgeschwindigkeit, welche von derjenigen der Spindel S abweicht. Dann bewirkt die zwischen M und S entstehende Relativdrehung in bekannter Weise den Vorschub von S, vorausgesetzt, dafs je nach der Drehung der Spindel und dem Uebersetzungsverhältnifs des Vorgeleges, welches gröfser oder kleiner als ι sein kann, das Gewinde rechts- oder linksgängig gewählt wird. Die Gröfse des Vorschubs ist abhängig von der Gewindesteigung und den Zähnezahlverhältnissen der Räderpaare R^s Rⁱ und JR⁵ R^e. Der Axialdruck selbst wird durch Kugellager in günstigster Weise auf das Gestell der Maschine übertragen.

Rⁱ und R⁵ sind nun nicht fest mit einander verbunden, sondern haften auf einander in zwei Ringflächen r, mit denen sie durch eine

Feder F von genügender Federungsweite, also genauer Einstellbarkeit, an einander geprefst werden.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der oben erwähnten relativen Drehung zwischen M und 5 setzt sich als Widerstand der Axialdruck,, sowie die durch denselben in den Gewindegängen des Schraubenpaares S und M erzeugte Reibung entgegen. Erreicht diese Summe aus der betreffenden Druckcomponente und der Reibung einen gewissen Betrag, so wird eine Verminderung der Gleitung zwischen S und M und dafür ein Gleiten zwischen i?⁴ und i?⁵ eintreten. Es wird sich zwischen der Summe der Momente des Axialdrucks und der Gleitung bei 5 M einerseits und dem Moment der Reibung bei i?⁴ R⁵ andererseits ein Gleichgewichtszustand bilden; jede weitere Vergröfserung des Axialdruckes in S wird die Relativdrehung zwischen 5 und M und damit den Vorschub von S vermindern, während dafür.die Gleitung zwischen R* und JR⁶ entsprechend zunimmt. In dem Grenzfall, dafs der Bohrer in der Richtung seines Vorschubs ein unüberwindliches Hindernifs findet, müssen sich S und M mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen und dafür Rⁱ und R⁵ mit der gröfsten nach den Zähnezahlverhältnissen überhaupt möglichen Geschwindigkeit auf einander gleiten. Durch richtige Wahl der Gewindesteigung und der Uebersetzungsverhältnisse läfst sich das Product aus dieser gröfsten Gleitgeschwindigkeit in den zugehörigen Reibungswiderstand so klein halten, dafs die Reibungsarbeit und die dadurch bedingte Abnutzung und Erhitzung der Reibflächen innerhalb zulässiger Grenzen bleibt.

Durch richtige Einstellung der Feder F läfst es sich erreichen, dafs bei einem gaYiz bestimmten, je nach den Umständen als zulässig höchsten angenommenen Axialdruck die Sicherung zu wirken beginnt. Diese Einstellung kann dann für gewisse gleichbleibende Umstände ein für allemal erfolgen, braucht also während des Ganges der Maschine nicht verändert zu werden. Sie kann vor Beginn einer Arbeit von dem beaufsichtigenden Beamten vorgenommen werden, so dafs der Arbeiter mit der so eingestellten Maschine, ohne etwas dann verändern zu müssen, bohren kann.

Für den Fall, dafs es wünschenswerth erscheinen sollte, diese anfängliche Einstellung während des Ganges der Maschine vornehmen zu können, würde eine etwa durch Fig. 2 dargestellte Anordnung mit nicht rotirender Feder zu wählen sein. Die Einrichtung ist hier so getroffen, dafs die Feder F nicht auf der sich drehenden Welle a, sondern auf einem feststehenden Bolzen b sitzt, in welchem α gelagert ist, und dafs sie nicht direct auf die mit a rotirende Scheibe s, sondern auf das durch Feder und Nuth an der Drehung verhinderte Zwischenstück \ wirkt. Zur möglichst günstigen Aufnahme des bei dieser Anordnung auftretenden Stützdruckes sind auch hier Kugellager angewendet.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Selbstthätiger Vorschub für Arbeits- (besonders Gestein-Bohr-) Maschinen mit sich drehendem . Werkzeug, bei welchem die von aufsen angetriebene Hülse (W) die Bohrspindel (S) durch Feder und Nuth direct und die Mutter (M) unter Vermittelung · eines Rädervorgeleges mit in demselben eingeschalteter regelbaren Reibungskupplung dreht.

2. Eine Ausführungsform der durch i. gekennzeichneten Anordnung, bei welcher die Prefsfeder F nicht mitrotirt, so dafs deren Einstellung während des Ganges der Maschine vorgenommen werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.