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Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke Die
Erfindung betrifft einen Vorschubantrie!b für Werkzeugmaschinen, insbeson@dere!
Drehbänke mit je einem von der Zugspinidel abgeleiteten Antrieb für den Längs- und
Planschlitten, die wahlweise einschaltbar unid (durch eine bei Überlast ansprechende
Kupplung selbsttätig abschaltbar sind.
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Vielfach wird zur Vorschubauslösung an Werkzeugmaschinen (die sogenannte
Fallschnecke benutzt. Diese Art der Vorschu!b:auslös,ung hat sich an sich ut bew
g 01 ährt. Die Fallschnecke hat aber einige Nachteile, die sich hauptsächlich auf
die Einfachheit d(er Bedienung auswirken. So muß beispielsweise beim Übergang vom
Längsdrehen zum Plandrehen an: Drehbänken eine zusätzliche Schaltbewegung ausgeführt
werden. Man erreicht dies meistens !durch Schieberäder für Längs- und Plangang,
weil der Einbau von schaltbaren Kupplungen erhebliche konstruktive Schwierigkeitenf
bereitet und; daher zu kostspielig ist. Die Schieberäder haben jedoch den Nachteil,
d'aß ein Schalten während des Laufes infolge der :großen Zahndrücke und geringe
Geschwindigkeiten nicht möglich ist.
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Beim Drehen. wirkt sich- dies so aus, daß zuerst die Fallschnecke
ausgelöst wird, worauf :durch Betätigen eines weiteren Hebels die .UmschaItung erfolgt.
Dabei tritt das Zahn-,auf Zahnlückeschalbem insbesondere bei, niederen Drehzahlen
störend in Erscheinung. Um Zeitverlust zu vermeiden, muß daher,das Umschalten vom
Längs- 'auf Plandrehen durch (geringes Drehen am Hanidraid für (die Schlittenlängsverstelhing
oder an (der Kurbel (der Planspindel ermöglicht werden. Nach (dem Umschalten muß
dann die Fallschnecke wieder eingerückt werden, was bei niederen Drehzahlen eben.-falls
nicht ohne weiteres möglich ist, weil auch hier der Eingriff oder Verzahnung abgewartet
werden
muß. Zudem erleidet ibei häufigem Schalten das Schneckenrad
eine Beeinträchtigung, die Iden Auslösevorgang ungünstig beeinflußt.
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Für die Auslösung ides Vorschuibes. an Werkzeugmaschinen hat sich
idaher auch schon eines andere Einrichtung durchgesetzt, die mit zwei getrennt voneinander
arbeitenden Kupplungen tnit Planverzahnung arbeitet. Diese Art der Anislösung erfordert
jedoch ebenfalls -die Handhabung von zwei Schalthebeln. Die Unterbrechung .des Vorschubantriebes:
erfolgt nicht selbsttätig, so daß das Arbeiten gegen: einen festen Anschlag nicht
möglich ist.
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Es ist der Zweck der Erfindung, eine Vorschubeinrichtu:ng an Werkzeugmaschinen,
und »zwar insbesondere an Drehbänken zu schaffen; idie gegenüber dien bekannten;
Einrichtungen Iden Vorzug hat, da.ß die Bedienung mittels eines einzigen Hebels
erfoligt. Erfinidungsgernäß geschieht dies in ider Weise, daß eine aus einer mittleren
Leerlaufstellung nach beeiden Seiften entgegen Federdruck in den Getriebezug für
den Längs- bzw. Planschlitten einirückbare Kupplung vorgesehen ist, deren in jeder
Wirkstellung verriegelter Schalthebel durch das Ansprechen einer nicht ausschaltbaren
üiberlas.tkupplurng entriegelt wind und, mit idie 1.eerlaufs:tellung zurückkehrt.
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Im einzelnen isst dabei die Anordnung so getroffen, daß die Unischaltung
von Läügs- auf Quervorschob oder umgekehrt mittels axial verschiebbarer Antriebsglieder
(der Kupplung erfolgt, die mittels eines unter Federwirkung stehenden., mit Schrägflächen
versehenen; und auf Schrägflächen. einer mit den Antriebsgliedern verbundenen Lagerhülse
einwirkenden. Halteteiles im ider Leerlaufstel@lung gehalten oder in diese zurückgedrängt
wenden. Dabei ist das Antriebsglied: mit einer längs verschiebbaren Achse verbunden,
die in dier Lagerhülse drehbar, jedoch nicht längs verschiebbar gelagert ist, Die
Anordnung kann: dabei so getroffen sein, d:aß das Halteteil ans einem mit einer
kegeligen Spitze versehenen Bolzen besteht, @d#Dr mit seiner Spitze in einte kegelig
e Bohrung der Lagerhülse eingreift. Dabei ist der größte Durchmesser der kegeligen
Bohrung der Lagerhülse größer 'als der Schaltweg ,der Achsre bzw. der Lagerhülse,
so idaß die Spitze des Bolzens .in jeder Schaltstellung der Anitriebsgkeder im Eingriff
mit der Bohrung bleibt.
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Zweckmäßig erfolgt die Längsverschiebung der Achse der Antriebsglieder
mittels. eines drehbaren Schalthebels, der mit einem als Exzenter wirkenden, in
eine Bohrung der Lagerhülse eingreifenden Zapfen versehen ist. Dalbei kann der Schaltgiebel
mit einem als doppelarmiger Hebel aauisigeibilideten Stellglied verbunden sein,
(das zusammen mit ,dem Schaithdbel senkrecht zurr Drehachse Beis Schalthebels schwenkbar
ist. Urfiter Wirkung einer Feder wird er ,dabei in einer Lage gehalten., in der
is@ich ein. an einem Arm ,des Stellgliedes angeordneter, mit radialen Seitenflächen
versehener Nocken in der Leerlaufstellung ,des Schalthebels mit einem gleichartigen,
fest angeordneten Nocken d!eckt, während sich der Nocken des Stellgliejdes- in der
einen oder anderem Schaltstellung des Schalthebels unter Federwirkung mit eeiner
Seitenfläche gegen ,die eine oder aridere Seitenfläche ides festen Nockens. abstützt
und Iden Schalthebel =in der eingestellten Schaltstellung verriegelt.
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Erfindungsgemäß 'besteht ferner die Überliestkupplung im wesentlichen
aus. einem frei um seine Achse drehbaren Zahnraid des Getriebes, einer auf dieser
Achse verschiebbaren, jedoch auf ihr nicht drehbaren Kupplungshülse und einer mit
ider Achse umlaufenden, einstellbaren Druckfeder, die sich einerseits gegen ein
unter Zwischenschaltung eines Drucklagers in einer die Achse umgebenden, verstellbaren
Gewindehülse igelageirtes Druckstück und andererseits, gegen einten Flansch der
Kupplungshülse abstützt, so daß diese gegen einen Flansch des Zahnrades gedrückt
wind und diesem mittels zwischen dien beiden Flanschen in Ausnehmungen .derselben
angeordneter, vorzugsweise kugeliger Mitnehmer die Drehbewegung der Achse vermittelt.
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Um die Druckfeder der Überlastkupplung vorspannen zu können, ist dieAnordnung
ferner nveckmäßig so getroffen, daß idie verschiebbar belagerte Grewi:ndehülse mit
einem Außengewinde "versehen und mittels eines mit einem entsprechenden Innengewinde
verseheuien Zahnkranzes, der mit einem von Hand, beispielsweise mittels eines Drehgriffes,
verstellbaren Ritzel im Eingriff steht, axial im Sinn einer Veränderung :der Vorspannung
der Druckfeder verstellbar iet.
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Erfindungsgemäß besteht ferner idie Auslösevorrichtung aus einem Gestänge,
das die Bewegung der Kupplungshülse der Überlastkupplung bei eintretender überlast
mittels eines unter Wirkung einer Feder um Flansch der Kupplungshülse anliegenden
Gabelgreifers entgegen ider Wirkurig dieser Feder auf Iden einen Arm des Stellgliedes
der Umschaltkupplung vermittelt, @so-daß dieses entriegelt wird und unter Mitnahme,
des Schalthebels selbsttätig in seine den: Leerlauf des Vorschuibantriebes 'bestimmende
Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Der Vorteil der erfirndun!gsgeinäßen Vorschubeinrichfiung an Werkzeugmaschinen
besteht gegenr über den bekannten Einrichtungen im wesentlichen darin, daß die Bedienung
an einem Hebel erfolgt. Diese Einhebelbedienung darf nicht mit anderen soggenannten
Einhebelibedienungen verwechselt werden, bei denen wohl die Wahl der Stellung Vorschub-Plan,
Vorschub-Längs- und Leitspindelmutter mittels eines einzigen Hebels erfolgt, aber
zum Steuern der Vorschuibbewebgung noch. die Fallschnecke durch einen @besonderen
Hebel .ein- oder ausgeschaltet wenden muß. Die Vorschubauslösung kann sowohl von
Hand als =ich durch, Anfahren gegen einen festen Anschlag bewirkt werden.. Ferner
ist es möglich, vom Längsidrehen sofort zum Plandrehen und umgekehrt überzugehen,
indem man einfach umschaltet.
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In der Zeichnung ist ,die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einem Längsschnitt ,durch einte Vorschub- i einrichfifiunig
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine ergänzende Einzelheit zu Fig. i
in schematischer Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt durch die Umschaltkupp1ung gemäß
Fig. i in vergrößertem Maßstab in einer Schaltstellung, Fig. 4 eine Einzelheit der
Umüchaltkuppluing und Fig. 5 eine Darstellung ides Zuisammenwirkens der Überlasthupplung
mit der Schaltkupplung.
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Auf der Schaftwelle oder Zugspindelwelle i ist die Kupplungshülse
2. längs verschiebebar angeordnet, die entsprechend ihrer Einstellung über die Kegelräder
3 ,das Kegelrad 4 und damit die Welle 5 inder einen oder anderen Richtung antreibt.
Auf der Welle 5 ist eine üüberlas.tkupplung angeordnet, die über verschiedene Zahnräder
:die Vorsehubkupplu:ngswel:le 6 antreibt.
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Die Überlastkupplung ist durch eine Feder 7 auf ein Minimal- oder
Maximaldrehmoment einstellbar und tritt beim Anfahren des Bettschlittens, ödes Ouersclriebers
oder des Oberschiebers gegen einen Widerstand i.nTätigl-zeit. Daibei wird ,d.ie
Isuppl@ungshülse 9 auf der Welle 5 in axialer Richtung verschoben. Die axiale Verschiebung
der Kupplungshii-lse 9 bewirkt Über einen Gabelgreifer ro und Zahnstangen i i und
i2 die selbsttätige Auslösung -der Vorschubibewegung, die noch eingehender
beschrieben wird.
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Im einzelnen besteht die Merlastkupplung im wesentlichen aus einem
frei um seine Welle 5 drehbaren Zahnraid So ödes Getriebes, einer auf idieser Welle
5 verschiebbaren:, jedoch gegenüber derselben nicht drehbaren Kupplungshülse 9 und
einer mit der Welle 5 umlaufenden, einstellbaren Druckfeider 7. Die Druckfeder 7
stützt sich einerseits gegen ein unter Zwischenschaltung eines Drucklagers 5,1 in
einer die Achse umgerbenden, verstellbaren GewindehüIs e 52 gelagertes Druckstück
53 und andererseits gegen einen Flansch 54 'der 9 ab, so daß diese gegen einen Flansch.
55 des Zahnraides So gedrückt wird und diesem mittels zwischen den beeiden Flanschen
54,55 i:n Ausneh mungen derselben angeordneter, vorzugsweise kugeliger Mitnehmer
56 die Drehbewegung ider Welle 5 vermittelt.
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Die Gewindehülse 52- ist mit einem Außengewinde versehen -und mittels
eines mit einem entsprechenden Innengewinde versehenen Zahnkranzes 57, Ader mit
einem von Hand, mittels eines Drehgriffes 8, verstellbaren Ritzel 58 im Eingriff
steht, axial im Sinn einer Veränderung der Vors.pannung der Druckfeder verstellbar.
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Auf der Vorsch:ubkuipplungswelle 6 ist die Umschaltkupplung angeordnet.
Durch Verstellung :der Antriebsglieder 13 in Lüngsrichtung der Welle 6 gelangen
diese in Eingriff mit dien mit Stirnverzahnung versehenen Zahnrädern 15,
. unld -i,6, wodurch die Umschaltung von Längs- auf 0iuervorschwb oder umgekehrt
erfolgt. Die Antri.elbsglieder 13 werden miittels eines. unter Federwirkuing stehenden:,
mit Schrägflächen versehenen und auf Schrägflächen einer mit den Antriebsgliedern
13
verbundenen. Schiebehülse einwirkenden Halteteiles 23 in ihrer mittleren
Ausgangsstellung für den Leerlauf dies Vorschubantriebes gehalten oder in diese
zurückgedrängt. Die Antriebsglieder 13 sind, mit ,einer längs verschiebbaren! Achse
59 verbunden, die in der Lagerhülse 22 drehbar, jedoch nicht längs verschiebbar
gelagert ist. Die Lagerhülise 22i macht deshalb,die Verschiebung in ider Längsrichtung
der Achse mit.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Halteteil 23 aus,
einem mit einer kegeligen Spitze versehenen Bobzen, der mit seiner Spitze in eine
kegelige Bohrung der Lagerhülse 22 eingreift. Die Kegelflächen der Bohrung der Lagerhülse
22, in die die Spitze des Bolzens eingreift, erstrecken sich in der Längsrichtung,der
Lagerhülse über eine größere Entfernung als ider Schalbwegder Achse 59 bzw.,der
Lagerhülse 22, so idaß die Spitze des Bolzens in jeder Schaltstellung der Antriebsglieder
13 im Eingriff mit der Bohrung-bleibt. Unter Einwirkung id-es Halteteiles
23 werden somit die Lagerhülse 22, die Achse 59 und die Antriebsglieder ii.3 s.tä!nld'liig
in eine Mittelstellung gedrängt, in der die Antriebsglieader 13 außer Eingriff
mit den Zahnrädern i5 und 16 stehen.
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Die (der Achse 59 der Antriebsglieder 13 erfolgt mittels eines drehbaren
Schalthebels i4, der mit einem als. Exzenter wirkenden, in eine Bohrung der Lagerhülse
22 eingreifenden Zapfen 21 versehen ist. Der Schalthebel ist ferner mit einem als
doppelarmiger Hebel aus: gebildeten Stellglied 2o verbunden, das zusammen mit dem
Schalthebel 14 quer zuir Drehachse des Schalthebels 14 schwenkbar ist und unter
Wirkung einer Feder i9 in einer Lage gehalten wird, in der sich ein an einem Arm
des Stellgliedes 2o an.-geordneter, mit radialen Seitenflächen versehener Nocken
17 in der Leerlaufsstellung des Schalthebels 14 mit eiinem gleichartigen, fest angeordneten
Nocken 18 deckt, während sich der Nocken 17 .des Stellgliedes 2o in der einen
oder anderen Schaltstellung ides Schalthebels 14 durch Verschwenken ,des Stellgliedes
2o unter Federwirkung mit seiner Seitenfläiche gegen idie eine oder andere Seitenfläche
des festen Nockens 18 abstützt und den Schalthebel 14 in der eingestellten Schaltstellung
verriegelt.
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Die Auslösevorrichtung besteht. aus einem Hebelgestänge ii und 12,
das die Bewegung der Kupplungshülse 9 der Überlastkupplung !bei eintretender Überlast
mittels eines unter der Wirkung einer Feder 6o am Flausch 54 der Kupplungshülse
9 anliegenden Gabelgreifers io entgegen der Wirkung ,der Feder 6o auf den Arm -,des
Stel'Igl@iede-s 2.0 (der Umschaltkupplung vermittelt, so daß dieses unter Mitnahme
des Schalthebels 14 selbsttätig in seine den Leerlauf des Vorschubantrie@hes bestimmende
Ausgangsstellung zurückkehrt. In.,der Fig. 3 ist eine Schaltstellung der Ums,chaltkupplung
dargestellt, in ider der Schalthebel 14 uni seine Drehachse 611 verschwenkt ist.
In dieser Schaltstellung ist der Nocken ir7 am fest angeordneten Nocken i'8 vorbeigelangt,
und :das Stellglied 2lo nimmt unter dIer Wirkung der Felder 1,9 eine schräge Lage
ein, in der der Schalthebel i.1 verriegelt ist. Beim Verstellen des Schalthebels
14 wurden unter der Einwirkung des als Exzenter wirkenden Zapfens 2 I der Drehachse
6i
die Lagerhülse 22- und mit ihr die Achse 59 und die Antriebsglieder
13 entgegen (der Wirkung des Halteteiles 23 in Richtung des Zahnrades 15
derart verschoben, daß die Antriebsgl-iecler ai3 in Eingriff mit dem Zahnraid 15
gelangen. In dieser Wirkungsstellung der Umschaltkupplung verbleiibt die Spitze
des das Halteteil 23 bildenden Bolzens in der kegelfagen Bohrung der Lagerhülse
22, wobei dias Halteteil 23 die Lagerhülse und,damit idie Antriebsglieder 13 zurückzudrängen
sucht.
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In der Fiig. 4. ist @darigestellt, wie der Schalthebel r4 in den verschiedenen
Schaltstellungen mittels der Nocken ri7 und i8 verriegelibar ist.
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Die Fig. 5 zeigt Ausschnitte aus, ider Umschaltkupplung undaus der
Überl:astkupplung, die-für dias Verständnis der Au:slöseeinrichtung erforderlich
sind. In dieser Zeichnung ist dargestellt, wvie die Kupplungshülse 9 bei Eintreten
einer Überlast entgegen der Wirkung der Feder 7 verschoben wird und ;dabei idenGabelgreifer
io entgegen. der Wirkung der Feder 6o, die das Hebelgestänge bildenden Zahnstangen
r r, und ir2 und das Stellglied zo, entgegen :der Wirkung ,der Feder r9 verstellt,
so daß der Nocken 17 - aus der . Verriegelungsistellung am Nocken 18
vorbeigelangen kann, wobei ,die Antriebsglieder 13 außer Eingriff mit den
Zahnrädern rt5 oder 16 gelangen. Die Zurückführung der Antriebsglieder
13 in .ihre den Leerlauf des Vorschubes verursachende Ausgangsstellung erfolgt
unter der Einwirkung .des Halteteiles 2,3 auf die kegelige Bohrung der Lagerhülse
2i2.
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Die Zurückführung ider verstellbaren Glieder sder Umschaltkupplung
in idie Leerlaufs+ellung kann somit entweder unmittelbar übet den Schalthebel 14
oder aber bei. Anfahren des Bettschlittens oder (des Querschiebers oder des Oberschiebers
gegen einen Widerstand, 'beispielsweise gegen einen festen Anschlag, oder aber bei
eintretender Überlast, beispielsweise-bei zu großem Spanquerscbmitt oder bei versehentlichem
Auflaufen: usw., über idie Überlastkupplung selbsttätig erfolgen.
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Die dargestellte und beschriebene Vorschubeinrichtung für eine Drehbank
ist .selbstverständlich nur ein Ausführungsbeispiel.. Einzelheiten der Umschaltkupplung
oder der Überlastkupplung oider aber der Aus:lösevorrichtung können im Rahmten der
Erfindung konstruktiv auf andere' Weise gelöst werden.