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Selbsttätiger Teilapparat für Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen
Bei den Teilapparaten von Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen, deren Schaltung
selbsttätig in Abhängigkeit von der Hinundherbewegung des Tisches der Werkzeugmaschine
erfolgt, sind im allgemeinen im Antrieb der Teilscheibe nur in einer Richtung wirkende
Kupplungen, wie Vorschubkl;inken, Gesperre od. dg1., vorgesehen, um nach Durchführung
eines Schaltvorganges die Antrie@bselemente wieder in die Ausgangslage zurückführen
zu können. Die Lage der Teilscheibe wird dabei durch einen in entsprechendeRasten
derselben eingreifenden Indexbolzen oder -hebel festgelegt, der vor Durchführung
eines Schaltvorganges aus der betreffenden Rast ausgehoben wird und nach Beendigung
der Schaltung in die dem gewünschten Teilschritt entsprechende neue Rast einfällt.
Das Entriegeln, Weiterschelten und Wiederverriegeln der Teilscheibe erfolgt unter
anderem durch Steuerkurven, die unmittelbar vom Tischanschlag der Maschine betätigt
werden.
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Der Nachteil derartiger Einrichtungen besteht darin, daß insbesondere
bei größeren Werkstricken infolge der verhältnismäßig großen Schwungmassen die Geschwindigkeit
der Teilscheibe am Ende des Schaltvorganges noch so groß ist, daß das Einrasten
des Indexbolzens Schwierigkeiten macht. Auch durch Verzögerung der Antriebsbewegung
gegen Ende des Schaltvorganges kann diese Erscheinung nicht behoben werden, da infolge
der einseitig wirkenden Kupplungen im Antrieb diese Verzögerung sich nicht auf die
Teilscheibe übertragen kann. Man hat daher versucht, die Teilscheibe gegen Ende
des
Teilvorganges abzubremsen. Dies wirkt sich jedoch nachteilig
auf die Teilgenauigkeit aus, idie davon abhängt, daß der Indexbolzen die endgültige
Feinverstellung der Teilscheibe vornimmt, die Teilscheibe also zu diesem Zeitpunkt
frei beweglich ist.
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Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile ist es bekannt; die Vorschubklinke
entsprechend der Rastenform der Teilscheibe auszubilden, so daß die Klinke während
der Vorschubbewegung formschlüssig mit der Teilscheibe verbunden ist. In diesem
Fall muß die Klinke zur Durchführung der Vorschabbewegung unter gleichzeitigem Ausheben
des Indexbolzens in die Rast (der Teilscheibe eingreifen und bei der Rückwärtsbewegung
wieder ausgerastet wenden, was durch eine federnde Verbindung zwischen Vorschubklinke
und Indexbolzen erreicht wind. Diese an besondere Voraussetzungen gebundene Lösung
ist jedoch nicht in allen Fällen möglich.
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Es ist ferner bekannt, im Antrieb der Teilscheibe eine formschlüssige
Kupplung nach Art einer Klauenkupplung vorzusehen, die funktionsmäßig mit dem Indexbolzen
derart gekoppelt ist, daß das Einrücken der Kupplung ein Aus.rasiten des Indexbolzens
und das Wnederei.nfallen des Indexbolzens das, Ausschalten der Kupplung bewirkt.
Bei dieser Ausführung ist keine Möglichkeit vorgesehen, die Bewegung des Antriebes
und damit der Teilscheibe gegen Ende des Schaltvorganges zu verzögern, so daß bezüglich
des Einfallens des Indexbolzens in die Rasten der Teilscheibe die gleichen Schwierigkeiten
bestehen, wie sie weiter oben 'erläutert wurden.
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Die Erfindung geht von einem Teilapparat der zuletzt erwähnten Art
aus und besteht darin, daß eine zweckmäßig über eine Eintourenkupplung angetriebene
Welle mehrere trägt; von denen eine zur Erzeugung einer über Wechselräder od. dgl.
übertragenen intermitt erenden Antriebsbewegung dient, während je eine weitere Steuerkurve
die Steuerung des Indexbolzens und der Kla@uenkupplung bewirkt.
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Die Erfindung ermöglicht es, in besonders einfacher und zweckmäßiger
Weise die Steuerung von Antrieb, Klauenkuppl,ung und Indexbolzen so aufeinander
abzustellen, daß die Vorschubbewegung der Teilscheibe gegen Ende des Schaltvorganges
sich dem Wert Null nähert und der Indexbolzen zu diesem Zeitpunkt in die entsprechende
Rast der Teilscheibe einfällt. Infolgedessen werden Teilungsfehler, die bei bekannten
Teilapparaten durch Nichteinrasten des Indexbolzens auf Grund zu großer Bewegungsgeschwindigkeit
der Teilscheibe am Ende des Schaltvorganges entstehen können, mit Sicherheit vermieden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht dabei darin, daß während
des ganzen Schaltvorganges eine in be)iden Richtungen wirkende kraftschlüssige Verbindung
zwischen Antrieb und Teilscheibe besteht. Hierdurch werden Teilungsfehler ausgeschaltet,
die. bei der bisher üblichen Ausbildung der Teilapparate durch an der Planscheibe
von außen ausgeübte Kräfte, z. B. durch verspätete Betätigung der Spannvorrichtung
usw., hervorgerufen werden können.
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Die erfindungsgemäße Steuerung (der Antriebsbewegung erfolgt zweckmäßig
durch eine sinu.sförmig ausgebildete Steuerkurve, derart, daß die Kurve über einen
Hebel od. dgl. ein Zahnsegment verschwenkt, welches in ein in Antriebsrichtung vor
der Klauenkupplung gelegenes Zahnrad eingreift.
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Die Steuerkurven für den Indexbolzen und die Klauenkupplung werden
zweckmäßig so ausgebildet, daß das Einrücken der Klauenkupplung zeitlich vor dem
Ausheben dies Indexbolzens und das Ausrücken der Klauenkupplung zeitlich nach dem
Einrasten des Indexbolzens erfolgt.
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Hierdurch wird erreicht, daß während des ganzen Schaltvorganges kein
Zeitpunkt eintritt, in dem von außen einwirkende Kräfte eine ungewollte Verstellung
der Teilscheibe bewirken könnten, da bei Aufhebung der (durch den Indexbolzen gegebenen
Verriegelung die kraftschlüssige Verbindung über die Klauenkupplung schon hergestellt
ist und diese erst wieder gelöst wird, nachdem die erneute Verriegelung durch den
Indexbolzen erfolgt ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es, zeigt Abb. i den Antrieb eines nach der Erfindung ausgebildeten Teilapparates
in schematischer Darstellung, Abb.2 einen Teil dieses Antriebes in Seitenansicht,
von der Linie'II-II oder Abb. i aus gesehen. Der Antrieb des. Teilapparates erfolgt
von der Welle i aus, die beispielsweise die Tischspindel der Fräsmaschine sein kann,
über Wechselräder 2 bis 5, von denen das. letzte eirie-Welle 6 antreibt, die über
eine Eintourenkupplung 7 mit einer weiteren Welle 8 verbunden ist. Die Einbourenkupplung
bewirkt zu einem wählbaren Zeitpunkt eine einmalige Umdrehung der Welle B. Da derartige
Eintourenkupplungen weitgehend bekannt -sind, ist die Kupplung 7 nur schematisch
angedeutet.
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Auf der Welle 8 sind ferner zwei Steuertrommeln 9 und io sowie eine
Kurvenscheibe ii derart angeordnet, daß sie sich zusammen mit der Welle drehen.
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In (die Führungsnut 12 der Trommel 9 greift über eine Rolle 13 ein
Winkelhebel 1q. ein, der bei 15 drehbar gelagert ist und ein Zahnsegment 16 trägt.
Dieses steht mit einem Zahnrad 17 im Eingriff, das, wie Abb. 2 erkennen läßt, auf
dem verschiebbaren Teil einer Klauenkupplung i8 befestigt ist. Die Klauenkupplung
stellt über Welle i9 die Antriebsverbindung zu einem Zahnrad 2o her, welches über
Wechselräder 2i bis 23 die Teilscheibe 24 des Teilapparates antreibt.
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In die Rasten 25 der Teilscheibe 24 greift ein Indexhebel 26 ein,
dessen Klinke 27 der Form der Rasten entspricht, so daß bei eingerastetem Indexhebel
eine formschlüssige Verbindung mit der Teilscheibe besteht. Das freie Ende des bei
28 drehbar gelagerten Indexhebels 26 ist über eine Stange 29 mit einem federnden
Zwischenglied 30 verbunden,
welches in senkrechter Richtung
beweglich geführt ist. Dieses Zwischenglied steht an seinem unteren Ende mit einem
Winkelhebel 31 in Verbindung, der über eine Rolle 32 in der Führungsnut 33
der Steuertrommeel io geführt ist.
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Zur Betätigung der Klauenkupplung i8 dient die Kurvenscheibe i i,
auf deren äußerem Umfang über eine Rolle 34 ein Winkelhebel 35 geführt ist. Das
gabelförmig ausgebildete Ende dieses Hebels umgreift den Kurbelteil 36 einer Welle
37, die ihrerseits die Schaltgabel 38 für die Klauenkupplung 18 trägt. An
die Welle 37 greift außerdem über einen Arm 39 eine Feder d.o an, die zum Einrücken
der Kupplung dient. Das Ausrücken der Kupplung erfolgt durch die Kurvenscheibe i
i über das erwähnte Hebelgestänge.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Zu einem gewünschten
Zeitpunkt wird, beispielsweise durch die Tischanschläge der Fräsmaschine, die Eintourenkupplung
7 eingerückt, so daß die Welle 8 für eine Drehung mit dem Antrieb i bis 6 gekuppelt
wird. Die Führungskurven 12 und 32 der Steuertrommeln 9 und io sowie die Kurve der
Scheibe i i sind nun so ausgebildet bzw. aufeinander abgestellt, daß :durch die
erwähnte Drehung der Welle 8 zunächst die Klauenkupplung 18 eingerückt wird, indem
die Rolle 34 auf den abgeflachten Teil der Kurvenscheibe i i aufläuft und dadurch
den verschiebbaren Teil der Klauenkupplung 18 zum Einrücken durch die Feder d.o
freigibt. Dann wird durch die entsprechend ausgebildete Steuerkurve 33 der Trommel
io der Winkelhebel 3 1 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles A verschwen:kt.
Der Winkelhebel bewegt das Zwischenglied 3o nach unten, so daß die Klinke 27 des
Indexhebels -26 aus der Rast 25 der Teilscheibe 2.4 herausgezogen wird. Die Teilscheibe
ist jetzt frei für die Schaltung, und gleichzeitig iist über die Klauenkupplung
18 eine kraftschlüssige Antriebsverbindung zur Steuertrommel 9 hergestellt. Durch
die Drehung der Steuertrommel 9 wird das Zahnsegment 16 um den Drehpunkt 15 des
Winkelhebels geschwenkt. Diese Bewegung überträgt sich über die Zahnräder 17 und
2o sowie die Wechselräder 21 bis 23 auf die Teilscheibe 24. Die Wechselräder 21
bis 23 sind so gewählt, daß die Drehung der Teilscheibe genau dem gewünschten Teilungsschritt
entspricht.
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Von diesem Zeitpunkt ab verlaufen die vorstehend beschriebenen Bewegungsvorgänge
in umgekehrter Richtung, d. h. der Indexhebel 26, 27 wird durch die entsprechend
ausgebildete Führungskurve 33 über Winkelhebel 3 i, Zwischenstück 30 und
Hebelarm 29 wieder eingerastet, und die Klauenkupplung 18 wird über Kurvenscheibe
ii und Hebelgestänge 35 bis 38 ausgerückt. Das Zahnsegment wird durch die entsprechend
ausgebildete Steuerkurve 12 der Trommel 9 wieder in die Ausgangslage zurückgeführt.
Diese Bewegung überträgt sich nicht auf die Teilscheibe, da die Verbindung zu dieser
durch die Klauenkupplung 18 unterbrochen ist. Damit ist der Teilungsvorgang beendet.