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Antrieb für die Schlitten von Werkzeug-, insbesondere Fräsmaschinen
Bei Fräsmaschinen ist es bekannt, im Tischantrieb zwei in einem schwenkbaren Gehäuse
gelagerte Fallschnecken vorzusehen. Diese können mit Schneckenrädern in Eingriff
gebracht werden, welche den Antrieb der Vorschubspindel für Vor-und Rückwärtsgang
bewirken, so daß durch das Ein- und Ausrücken der Fallschniecken die Arbeitsgänge
der Maschenre entweder durch dien im allgemeinen als Einhebel ausgebildeten Steuerhebel
oder die Tischanschläge gesteuert werden können. Der Vorteil dieser Einrichtung
besteht darin, da.ß das Ausrücken der Fallschnecken und damit die Begrenzung der
Tischbewegung mit außerordentlicher Genauigkeit erfolgt. Der bekannte Fallschneckemantri!eb
gestattet @es jedoch nicht, mit der Tischgeschwindigkeit über ein bestimmtes Maß
hinauszugehen, da sonst das Einrücken der umlaufenden Schnecken in die stillstehenden'Schneckenräder
Schwierigkeiten macht. Für Werkzeugmas.chimengetriebe, die mit Schieberädern und
Zahnkupplungen arbeiten, ist es üblich, das Schalteen während .des Auslaufiens dies
Getriebes vorzunehmen, wobei wähnend dieser Zeit das Getriebe durch eine Kupplung
vom Antrieb getrennt wird. Diese ArbeitsweMe läßt sich jedoch nicht auf den Fallschnerkenantrieb
übertragen, da dieser gleichzeitig zur Riehtungswmkehr -dient und daher die Abtriebswelle
vollkommen zum Stillstand kommen muß, bevor das Einschalten vorgenommen werden kann.
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Zur Schalterleichterung von Zahnräderwechselgetriebien ist es ferner
bekannt, einen Hilfsantrieb vorzusehen, der bei ausgekuppeltiem Hauptantrieb einte
langsäne Drehung der zu schaltenden Räder ermöglicht. Derartige Hilfsanuiebe, die
beispielsweise dien Antrieb über Reibungskupplungen übertrzgen, ,erfordern einen
beträchtlichen zusätzlichen Avbwand und sind daher in vielen Fällen nicht erwünscht.
Dite
Erfindung :ermöglicht @es, bei einer mit Fallschnecke'nantrIeb arb;itenden Werkzeug-,
insb,e ond@ere Fräsmaschinie die Geschwindigkeit dies Tisches bzw. der anzutreibenden
Schlitten beliebig zu erhöhen und gleichzeitig in einfachster Weise eine Überlastungssichierung
in dein betreffenden Antrieb zu erhalten. Darüber hinaus ist die Erfindung auf alle
Werkzeugmaschinenantriebe anwendbar; die mit Klauen- oder Zahukupplungen .arbeiten,
deren Ausrückung in gleicher Weisse wie bei Fallschnecken, also sehr kurzzeitig
bzw. momentan, -erfolgt und deren hohe Geschwindigkeit ein Einrücken bei laufendem
Antrieb nicht gestattet.
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Die Erfindung besteht darin., daß dien Fallschnedken bzw. der Klauen-
,oder Z:ähnlzuppl#ung in Richtung ihres Antriebes seine zweckmäßig als Überl:asti;ingssicherung
ausgebildete Reibungskupplung vorgeschaltet ist, die gleichzeitig zum langsamen
Antrieb der Sch.nedke'n @od. dgl. während der Einrückbecvegung derselben dient.
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Bei der Ausbildung nach -der Erfindung wird die Ausrückgenauigkeit
und damit die Bewegunba'sb,egre@nzumg des betreffenden Schlittens ausschließlich
durch die Fallschnecken :od. dgl. bestimmt, da, selbst wenn die beine Ausschalten
zeitlich etwas nachhinkt, die Fallschnecken ad. dgl. den Antrieb unterbrechen und
damit der Sch:lmtten sofort zum Stillstand kommt.
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Die Unterbrechung des Antriebes der Fallschnecken durch die Reibungskupplung
würde jedoch dazu führen, daß beän Wiedlereinrück en der Fallschnecken sowohl die
Fallschiniecken als auch die Schneckenräder stillstehen, so-daß, -wenn nicht zti@ällig
die Zähne der Schneckenentsprechenden Lücken ;Der Schneckenräder gegenüberstehen,
das Einrücken unimöglich sein würde. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch
vermieden, daß die Reibungskupplung schon während des Einrückens der Fallschnecken
teilweise zum Anliegen kommt, so daß d:ie z. B. aus Lamellen bestehenden Rtibglied-er
aufeinander schleifen und dadurch die Schnecken in langsame Umdrehung versetzen.
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Das stufenweise bzw. allmähliche Einrucken -der Reibungskupplung in
Abhängigkeit von der Einschaltbewegung der Fallschnecken o:d. dgl. läßt sich am
besten durch eine hydraulische Steuerung verwirklichen, indem z. B. :eiinem die
Reibungskupplung schaltenden hydraulischen Kolben das Druckmittel während des ersten
Teiles der Eznrückbewegung der Fallschnecken @od. dgl. über !eine Drosselstelle
zugeführt wird. Es ist Faber auch möglich, eine elektromagnetische oder mechanische
Steuerung der Reibungskupplung vorzusehen.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt in stark schematisierter Form Abb. i den. Antrieb ,nach der Erfindung in
Seitenansicht, Abb. 2 eine Draufsicht ,auf diesen Antrieb, Abb. 3 die Stellung von
Fallschnüeke und Schneckenrad zueinander bei ausgerücktem Antrieb, Abb. q. rund
5 verschiedene Stellungen des Antriebes, Abb. 6 die Stellung von Fallschnecke zu
Schneckenrad beim Auftreffen von -Zahn auf Zahn.
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In dien Schneckenkasten r sind die Schnecken und 3 gelagert, die durch
Schwenken des Kastens um den, Drehpunlzt A, mit den Schneckenrädern 4. und 5 zum
Eingriff gebracht werden können. Das Verschwenken des Schneckenkasbenserfolgt durch
den nicht dargestellten Steuerhebel der Maschine. Die Schneckenrädier q. und 5 bewirken
den Antrieb der Tischvorschubsp:ndel 6 im Vorwärts- und Rückwärtsgang, je machdiem
welche der Schnecken 2 oder 3 reit dem zugehörigen Schneckenrad gekuppelt ist.
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Zum Antrieb der Schnecken. dienen Stirnräder 7 und 8, die von deinem
gemeinsamen Stirnrad 9 in verschiedenem Drehsinn angetrieben werden. Wie Abb. 2
erkennen fäßt, sitzt das Stirnrad 9 auf einer Welle i o, @che über eine bei ii schematisch
angedeutete Lamellenkupplung mit der Hauptantriebswelle-12 gekuppelt werden kann.
Der Antrieb geht dann von der Welle 12 über die Kegelzahnrädier 13 und 14 und die
Lamellenk'upplu'ng i i auf die Welle io, die ihrerseits über die Stirnräder 9, 8
und 7 die Schneecken 2 und 3 antreibt. Zum Einrücken der Kupplung i i :dient leine
mit der Welle i o umlaufende Verschieb:e:murfe 15, deren Rückseite 16 als Bremsfläche
ausgebildet ist. Diese Bremsfläche legt sich bei, aus Kupplung gegen den feststehenden
Maschinenteil 17 an und bringt dadurch die Welle io zum Stillstand.
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An dem Schneckenkasten i ist eine Nockenscheibe 18 befestigt, deren
Steuerflächen 19, 2o auf einen bei 21 :drehbar gelagerten Winkelhebel 22, 23 einwirken,
der über die Kolbenstange 24 die Verstellung des Steuerkolbens 25 bewirkt. Der Kolben
25 steuert die Drucktni:tt:elzu- und -ableitung zu dem Arbeitskolben 26. Das Druckmittel,
zweckmäßig Druckö'1, fließt über die Leitung 27 zu und über die Leitung 28 ab. Je
'nach Stellung des Steuerkolbens 25 ist die zum Arbeitsraum des Kolbens 26 führende
Lüftung 29 mit der Druckmittelzuführung 27 oder der Ableitung 28 verbunden.
Der Kolben 26 ist als Differentialkolben :ausgebildet, d. h. er besitzt einen verschiedenen
Beaufsch'lagungsquerschnitt ,auf beiden Seiten, -und zwar steht die Seite kleineren
Querschnittes, in der Zeichnung also die linke Kolbenseite, ständig unter Einwirkung
des Druckmittels. Wird daher die rechte Seite des Kolbens durch Verbinden der Leitungen
27 und 29 unter Druck gesetzt, so bewegt sich der Kolben nach links, während bei
Entlastung der rechten Kolbenseite der Kolben. unter der Einwirkung des ständig
auf die kleinere Kolbensieite drückenden 1Vlittels mach rechts ;geht.
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Der Arbeitsk:olhen 26 ist über ein Hebelgestänge 30, 31, 32 (Abb.
2) -mit der Schiebemuffe i5 der Lamellenkupplung i i verbunden. Der Hebel 31 ist
zweiteilig ausgebildet und besteht - aus zwei lose in= einandergeführten Teilen:
Der Hebel 32 ist ein Winkelhebel, dessen einer Arm über eine Zugfeder 33 'mit dem
Hebel30 verbunden ist. Zwischen dem Arb:eitskölb,e.!n 26 und der Kupplung i i besteht
also nur eine kraftschlüssige Verbindung über die
genannte Zugfeder.
Überschreitet daher die Beanspruchung der Kupplung die Spannung der Zügfedier 33,
so tritt ein Rutschen der Kupplung ein, so daß diese gleichzeitig als überlastungssicherung
wirkt. Die Spannung der Feder 33 kann durch Verschieben des an dem Hebel
3 0 sitzenden Zapfens 34 in dem dargestellten Langloch mit Hilfe der EinsteEschranube
3 5 geändert werden. Es ist infolgedessen. möglich, die Belastung der Kupplung r
r, bei der ein Rutschen derselben erfolgen soll,', auf einen gewünschten Betrag
einzustellen.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgernde: Bei
der in Abb. r wiedergegebenen mittlerem: Stellung des Schneckenkastens r ist die
Leitung 29 mit der Entlastungsleitung 28 verbunden. Der Arbeltskolben 25 befindet
sich daher in der dargestellten rechten Endstellung. Die Lamellenkupplung r r ist
infoägedessen ausgerückt, d. h. die Welle r o sowie die Fallschnecken 2 und 3 und
die Schneckenräder 4 und 5, die z. B. die in Abb. 3 abgebildete Lage haben können,
stehen still. Wird jetzt der Schneckenkasten r durch dien z. B. als Einhebel ausgebildeten
Steuerhebel der Maschine geschwenkt, so wirkt zunächst die Steuerfläche 19
der
Nockenscheibe 18 auf den Winkelhebel 22, 23 ein, der infolgedessen den Steuerkolben
25 in die Lage der Abb.4 überführt. Geht man von der in Abb.3 wiedergegebenen Stellung
der Fallschnecken zu den Schneckenrädern aus, so trifft nach der in Abb. 4 dargestellten
ersten Bewegungsphasie Zahm auf Zahn, wie Abb. 6 zeigt. Durch die Verschiebung des
Steuerkolbens 25 (Abh. 4) ist jedoch eine Drosselbohrung 34 in dein Bereich der
Drudkqnittel'zuführungsleit'umg 27 gelangt. Dies bedeutet, daß auf die rechte Seite
des Arbeitskolbens ein sich verzögert aufbauender Druck zur Auswirkung kommt, der
zur Folge hat, daß die Kupplung r r zu fassen beginnt und die Welle r o und damit
die betreffende Fallschnecke sich langsam dreht.
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Wird jetzt der Schneckenkasten r in die Lage der Abb.5 verschwenkt,
so wird die betreffende Fallschnecke vollständig in das zugehörige Schneckenrad
eingerückt. Gleichzeitig geht der Steuerschieber 25 in die dargestellte linke Endstellung
über, so daß auf die rechte Seite des Arbeitskolbens 26, da eine ungehinderte Verbindung
zwischen, den Leitungen 27 und 29 besteht, der volle Druck des Druckmittels zur
Auswirkung kommt. Der Arbeitskolben 26 bewegt sich daher in die linke Endstellung
und rückt die Kupplung r r vollständig ein.
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Damit ist die gewünschte Antriebsverbindung zwischen dien inicht dargestellten
Antriebsmotor der Maschine und der Tischvorschubspndel 6 entsprechend dem Drehsinn
der eingerückten Fallschnecke hergestellt.
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Zum Ausrücken der Fallschnecke wird der Schneckenkasten r von der
in Abb. 5 wiedergegebenen Stellung in diejenige der Abb. r zurückgeschwenkt, was
entweder durch den Steuerhebel oder die Tischanschläge erfolgen kann. Die AntrIebsunterbrechung
und damit die Stillsetzung der Vorsc'huibspindel 6 verfolgt dadurch schlagartig,
während das Ausrückten der Lamellenkupplung erst allmählich vor sich geht, indem
der Steuerkelten 25 in,die linke Endstellung zurückgeführt wird. Die Leitung 29
wird dadurch mit der Abflwßleiumg 28 in Verbindung gebracht, so daß die rechte Selte
des Kolbens 26 drucklos wird und dieser Kolben in die rechte Endstellung übergeht,
wodurch die Kupplung r r ausgerückt wird und die Welle r o zum Stillstand kommt.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann die den Steuerkolben verstellende Nackenscheibe beispielsweise
auch von. dem Schneckenkasten unabhängig sein und durch den Steuerhebelder Maschine
oder die Tischanschläge .direkt verstellt werden.. Auch kann die Reibungskupplung
als elektromagnetische Kupplung ausgebildet sein. In diesem Fall wird das langsame
Anziehen der Kupplung während der Bersten Phase der Einrückbewegung der Fallschnecken
durch entsprechende Drosselung des elektrischen Stromes über Widerstände od. dgl.
erreicht.