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Unfallsicherer Einrückhebel für Maschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft einen unfallsicheren Einrückhebel für Maschinen, insbesondere
Werkzeugmaschinen und vorzugsweise Drehbänke, mit einer drehfest auf einer Schaltwelle
angeordneten Schaltbüchse, auf der lose drehbar ein Schaltsegment mit einem um eine
Querachse drehbaren, mittels eines Schalthebels betätigten Schaltnocken gelagert
ist, der in Scrialtstellung in eine Vertiefung eines drehfest auf der Schaltbüchse
angeordneten Rastrings eingreift und welcher nach der bei Schaltung der Schaltwelle
erfolgenden Drehbewegung des Schaltsegmentes an einem Herausbewegen aus der Rastvertiefung
durch eineFührungsfläche gehindert ist, wobei der Rastring und das Schaltsegment
federnd miteinander gekuppelt sind. Wenn an einer Maschine eine Mehrzahl von Einrückhebeln
der vorgenannten Art angeordnet ist, mit denen wahlweise die Maschine ein-, aus-
oder umgeschaltet werden kann, wird die Bewegung des einen Schalthebels nicht auf
die anderen Schalthebel übertragen, so daß die letzteren im Gegensatz zum wahren
Maschinenzustand in ihrer ursprünglichen ausgerückten Stellung stehenbleiben. Ist
bei einerDrehbank beispielsweise derEinschaltvorgang durch einen Schalthebel am
Spindelkasten eingeleitet worden, kann die Maschine auch nur an der gleichen Stelle
durch eine einfache Schaltbewegung wieder abgeschaltet werden. Sollte es für die
Beseitigung einer Gefahr erforderlich sein, den Drehvorgang sehr schnell zu unterbrechen
und nach
Möglichkeit durch den anderen Schalthebel an der-Schloßplatte,
so muß dieser zunächst einmal die Einschaltbewegung nachholen, ehe die Ausschaltbewegung
durchgeführt werden kann. Hierdurch, entsteht eine Verzögerung, die bei einem Unfall
bei laufender Maschine äußerst verhängnisvoll sein kann. Die Erfindung bezweckt,
diese vorgenannten Nachteile zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß ist daher eine unfallsichere Einrückvorrichtung der
vorgenannten Bauart vorgesehen, bei der bei mehreren Schalthebeln an einer Maschine
die Führungsfläche für die. Schaltnocken durch je eine fest bei jedem Einschalthebel
angeordnete, stetige Kurvenfläche gebildet ist, die den Schaltnocken des zugeordneten
Schalthebels, der bei der Betätigung eines.anderen. Schalthebels und damit der Schaltwelle
mitbewegt wird, bei Bewegung in eine der beiden Einrüchvorrichtungen in die Rastvertiefung
des Rastringes hineindrückt. Vorzugsweise ist der Schaltnocken mit einer Rolle versehen,
die an der festen Kurvenfläche anliegt.
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Die kurvenförmige Ausgestaltung dieser-Fläche hat einerseits die Aufgabe,
den Schaltnocken sicher und allmählich in seine endgültige, dem Vorwärts-oder Rückwärtslauf
entsprechende End-Haltestellung zu bringen. Zusätzlich hat aber diese Kurvenfläche
den Zweck, bei Betätigen der Schaltwelle von dem anderen Schalthebel her den Nocken
in die Rastaussparung hineinzuziehen; damit im eingeschalteten Zustand auch der
mitgenommene Hebel gleich in der Schaltstellung zum Ausrücken bereitsteht, ohne
daß er von Hand noch hineingeschwenkt werden muß.
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Wenn bei einer derartigen Kurvenfläche der Schalthebel unbeabsichtigt
gedreht wird, die- Rastscheibe also stehenbleibt, wird der Nocken in einen Keil
hineinbewegt, der aus der Rastscheibe und der Kurvenfläche gebildet ist. Es ist
darauf zu achten, daß dieser Keil nicht selbstsperrend wirkt, was ohne Schwierigkeiten
möglich ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die federnde Kupplung
zwischen Rastring und Schaltsegment aus einer zwischen dem Rastring und dem Schaltsegment
gelegenen" Wickelfeder, die in einem konzentrisch zur Schaltwelle angeordneten Ringraum
liegt, der zur Hälfte von dem Schaltsegment und zur anderen Hälfte von dem Rastring
gebildet ist, und deren Enden sich auf zwei in der Ruhestellung axial in einer Fluchtung
liegenden Bolzen abstützen, von denen der eine auf dem Rastring und der andere auf
dem Schaltsegment befestigt ist. Vorzugsweise ist zwischen den axial in einer Fluchtung
liegenden Bolzen einerseits und den Enden der Wickelfeder andererseits je eine Kugel
angeordnet.' Der Vorteil dieser Konstruktion besteht vor allem darin, daß diese
Wickelfeder zwar eine Leerbewegung des Schalthebels- gestattet,. wenn auf ihn unbeabsichtigt
ein Stoß oder Schlagausgeübt wird, daß aber -die Feder den- Schalthebel -wieder
sofort in seine Ausgangslage zurückführt, --sobald- die Kraft, -die die unbeabsichtigte
Drehung .bewirkt hat, aufhört. Diese auch'mit .Vorteil .unabhängig von : der festen
Kurvenfläche ausgeführt werden. - Es kommt hierbei also im wesentlichen darauf an,
daß eine Feder in der l -Ebene, in der sich das Schaltsegment relativ zu dem Rastring
bewegt, derart angeordnet ist, daß die Feder bei der Relativbewegung der beiden
Teile zueinander einer zusätzlichen Spannung unterworfen wird, die die beiden Teile
wieder in die relative Ausgangsstellung zueinander zurückbringt, sobald eine unabsichtlich
ausgeübte Kraft zur Drehung der beiden Teile zueinander wieder aufhört..
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Das Schaltsegment kann also, wenn der Einruck- oder Schalthebel aus
der Nullstellung heraus in die eine oder andere Richtung unbeabsichtigt bewegt wird,
auf der Schaltbuchse gedreht werden, ohne daß der Rastring und damit die Schaltbuchse
und die Schaltwelle mitgenommen werden, weil der Widerstand des Rastringes und der
damit verbundenen Teile größer ist als die Kraft, die zum Zusammendrücken der Wickelfeder
notwendig ist. Wenn dagegen zum Schalten der Schaltwelle zwei Einruck- oder Schalthebel
vorgesehen sind, reicht die Kraft der Feder aus, um dasjenige Schaltsegment, auf
dem der jeweils nicht betätigte Einruck- oder Schalthebel gelagert ist,. von dem
Rastring mitzunehmen, da ja hierbei nur der Reibungswiderstand des lose auf der
Schaltbuchse gelagerten Schaltsegmentes überwunden werden muß. Auch hierbei wird
der Schaltnocken mittels der festen Kurvenfläche in die Vertiefung des Rastringes
hineingedreht, wobei eine auf dem Schaltnocken gelagerte Rolle dafür sorgt, daß
der Reibungswiderstand zwischen dem Schaltnocken und der festen Kurvenfläche möglichst
gering ist.
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An Hand der Abbildungen sind weitere Verbesserungen und zweckmäßige
Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Hier ist die Erfindung an
Hand eines Einruck- oder Schalthebels beschrieben, der an dem Schloßkasten einer
Zug- und Leitspindeldrehbank angeordnet ist. Die Schaltwelle selbst wird zusätzlich
hierzu von einem entsprechenden, am Spindelkasten angeordneten Einruck- oder Schalthebel
betätigt, der der Einfachheit halber nicht besonders dargestellt ist. Es zeigt Fig.
i eine Ansicht auf den Erfindungsgegenstand von der Seite in Richtung der Achse
der Schalt-,velle gesehen, -Fig.2 eine Ansicht äuf den Erfindungsgegenstand von
der Bedienungsseite der Drehbank aus gesehen, teilweise im .Schnitt, Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III der Fig. z, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV
der Fig: 2, Fig. 5 eineAnsicht auf eine Leit- und Zugspindeldrehbank zur Darstellung
der Art des Einbaues des Erfindungsgegenstandes.
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Durch den Schloßkasten wird auf an sich bekannte. Weise die Leitspindel
z, die Zugspindel 2 und eine Schaltwelle 3 hindurchgeführt. Mit 4 ist das Bett der
Drehbank bezeichnet, während .der
Schloßkasten selbst, da an sich
bekannt, nicht besonders dargestellt ist. Auf der Schaltwelle 3, die über ihre ganze
Länge genutet ist, ist längs verschiebbar und drehfest mittels einer Feder 23 eine
Schaltmuffe 5 angeordnet. Diese Schaltmuffe ist drehbar zwischen einer Rastplatte
6 und einem Stellring 7 in einer Seitenwand der Schloßplatte gelagert, die die Wandstärke
8 besitzt. Fest mit Schaltmuffe 5 verbunden ist ein Rastring 24, der mit einer Rastvertiefung
9 versehen ist. Er weist außerdem an einem Arme io eine Kugel ii auf, die mittels
einer Feder 12 in Vertiefungen 13 gedrückt wird, die auf der Rastplatte 6 vorgesehen
sind.
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Insgesamt sind drei derartige Vertiefungen 13 vorgesehen, wobei die
mittlere der ausgeschalteten Maschine entspricht, während die beiden anderen Vertiefungen
der eingerückten Maschine, und zwar einmal im Vorlauf und einmal im Rücklauf, entsprechen.
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Auf der Schaltbuchse 5 zwischen dem Rastring 24 und einem fest auf
ihr angeordneten Stellring 14 ist lose drehbar ein Schaltsegment 15 gelagert, auf
dem drehbar um einen Zylinderstift 16, dessen Achse quer zu der Achse der Schaltwelle
3 liegt, ein Schaltnocken 17 drehbar gelagert ist. Auf diesem Schaltnocken ist ein
Einrück- oder Schalthebel i8 befestigt, und der Schaltnocken ist außerdem mit einem
Nockenvorsprung i9 versehen, der in die Rastvertiefung 9 des Rastringes 24 einzugreifen
vermag. Auf dem Schaltnocken 17 ist drehbar um einen Zapfen 25 eine ballige Rolle
:2o gelagert, die mit einer Kurvenfläche 21 zusammenzuarbeiten vermag, die von einem
Kurvenflächenring 22 gebildet wird, der mittels zweier Bolzen 26 an der Seite der
bei 27 angedeuteten Schloßplatte befestigt ist. Der Mittelpunkt dieses Kurvenflächenringes
liegt bei 28, woraus zu erkennen ist, daß diese Kurvenfläche exzentrisch zu der
Achse der Schaltwelle 3 verläuft und einen wesentlich kleineren Krümmungsradius
hat als die Bewegungsbahn der Rolle 2o.
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In der Fläche 29, in der das Schaltsegment 15 gegen den Rastring 24
liegt, ist eine ringförmige Aussparung 30 in der Weise vorgesehen, daß sie
zur Hälfte von dem Rastring 24 und zur anderen Hälfte von dem Schaltsegment 15 gebildet
wird. Auf dem Rastring ist ein Mitnahmebolzen 31 befestigt, der mit seinem einen
Ende in diejenige Hälfte der ringförmigen Aussparung 3o hineinreicht, die von dem
Rastring gebildet wird. In entsprechender Weise ist auf dem Schaltsegment 15 ein
Bolzen 32 befestigt, der in diejenige Hälfte der ringförmigen Aussparung hineinreicht,
die von dem Schaltsegment 15 gebildet wird. Von beiden Seiten her legen sich gegen
diese beiden Bolzen 31, 32 Kugeln 33, auf denen sich die beiden Enden einer Wickel-
oder Schraubendruckfeder 34 abstützen, die in der ringförmigen Aussparung 3o konzentrisch
zu der Achse der Schaltwelle 3 angeordnet ist. - Der Schalthebel 18 wird in seine
in Fig. 3 gezeigte Ruhestellung durch eineFeder35 gedrückt, die sich einerseits
gegen das Schaltsegment und andererseits gegen den Schaltnocken 17 abstützt. Ein
in dem Schaltnocken vorgesehener Stift 38 legt die Ruhestellung dieses Schalthebels
18 fest, die mit Null in der Fig. 3 bezeichnet ist. Zum Einrücken der Maschine muß
- wie im nachfolgenden näher auseinandergesetzt werden wird - der Schalthebel 18
zuerst entgegen der Wirkung der Feder 35 in seine Stellung 0' der Fig. 3 und dann
aus der Stellung 0' heraus in die Stellung 1 oder II der Fig. i um die Achse der
Schaltwelle 3 geschwenkt werden.
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Die Schaltwelle 3 läuft - wie bereits auseinandergesetzt - bis zum
Spindelkasten und ist dort fest mit einer Schaltbuchse verbunden, von der aus ein
weiterer Getriebezug, beispielsweise in Form eines Kegelradgetriebes, abgeleitet
wird., von dem aus die Arbeitsspindel der Drehbank mittels zweier Kupplungen in
die eine oder andere Richtung ein- bzw. ausgerückt wird. Im übrigen stimmt diese
mit einem Kegelrad versehene und fest auf der Schaltwelle angeordnete Schaltbuchse
mit der Schaltbuchse 5 überein.. Hinsichtlich der übrigen Anordnung bestehen keinerlei
Unterschiede gegenüber der soeben beschriebenen. In sämtlichen Figuren ist in ausgezogenen
Linien der Einrück-oder Schalthebel 18 in der ausgerückten Stellung gezeigt. Um
die Maschine einzurücken, muß zuerst der Einrückhebel 18 aus der in Fig.3 gezeigten
Stellung etwas im Uhrzeigersinn geschwenkt werden, um die Klaue i9 in Eingriff zu
bringen mit der Rastvertiefung 9. Danach wird der Einrückhebel um die Achse der
Schaltwelle 3 (Fig. i) herum im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
werden, wodurch zwangläufig über den Rastring 24 und die Schaltmuffe 5 die Schaltwelle
mitgenommen wird.
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Bei der entsprechenden Vorrichtung, die am Spindelkasten angeordnet
ist, wird der Rastring von der Schaltwelle über die Muffe 5 bewegt. Hierdurch wird
über die Wickelfeder 34 das Schaltsegment 15 mitgenommen, wodurch dieser Einrückhebel
am Spindelkasten ebenso herumgeschwenkt wird wie der Einrückhebel an der Schloßplatte.
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Bei beiden Einrückhebeln aber kommt in dem Mäße, wie sie um die Achse
der Schaltwelle 3 herumgeschwenkt werden, die Kurvenfläche 21 in die Nähe der Rolle
2o, so daß sich der Hebel 18 in seiner eingerückten Stellung nicht derart unter
der Wirkung seiner Feder 35 zu bewegen vermag, daß die Klaue i9 aus dem Eingriff
mit der Rastvertiefung 9 heraustritt. Dies gilt sowohl für den Einrückhebel 18 an
der Schloßplatte als auch für denjenigen an dem Spindelkasten. Eine unbeabsichtigte
Einwirkung auf den Schalthebel kann jetzt nur die Maschine ausrücken.
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Wenn dagegen auf den Einrückhebel 18 in seiner Null- oder ausgerückten
Stellung im Sinne einer Drehung um die Schaltwelle eingewirkt wird, wird das Schaltsegment
15 nur lose auf der Schaltmuffe 5 um ein gewisses Stück herumgedreht, ohne daß eine
Schaltung vorgenommen wird, weil hierbei der Hebel nicht zusätzlich aus seiner Stellung
0 in der Fig. 3 in seine Stellung 0' herumgeschwenkt
wird. Während
dieser Leerbewegung des Schaltsegmentes 15 wird nur die Wickelfeder 34 um eine gewisse
Strecke gespannt.
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Während dieser Leerbewegung jedoch gelangt nach kurzer Zeit die nach
vorn zu weisende Fläche 36@ der Klaue ig in Berührung mit der Fläche 37 des Rastringes
24. Gleichzeitig kommt keilförmig die Kurvenfläche :2i in Eingriff mit der Rolle
2o. Die beiden Flächen verlaufen derart zueinander, daß keine Selbstsperrung eintritt:
-Sobald nicht mehr unbeabsichtigt auf den Hebel 18 im Sinne einer Drehung um die
Schaltwelle eingewirkt wird, bringt die Vorspannüng der Feder 34 den Hebel 18 in
die Ausgangslage zurück.
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Wird vom- Spindelkästen her eingeschaltet; bewegt sich am Schloßkasten
alles in der gezeichneten Stellung mit, bis die Rolle 2o zur Anlage mit der Fläche
21 gelangt. Beim Weiterbewegen drückt die Fläche 2i die Rolle 2o mit dem Nocken
ig in die Rastvertiefung g. In der eingeschalteten Stellung befindet sich also der
Hebel i8 fest mit der Schaltwelle verbunden, obgleich mit dem anderen Hebel geschaltet
worden ist. Zum Ausschalten braucht jetzt also nur eine Bewegung an einem Hebel,
nämlich dem nächstliegenden, - ausgeführt werden.
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An Hand der Fig. 5 ist näher die Art des Einbaues des Erfindungsgegenstandes
an einer Leit-und Zügspindeldrehbank dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 4 ist wiederum
das Bett der Maschine bezeichnet, dessen Spindelkasten mit 39 und dessen Vorschubgetriebekasten
mit 4o bezeichnet sind. Die an dem Längsschlitten 41 befestigte Schloßplatte trägt
das Bezugszeichen 42. Die Leitspindel ist wiederum mit dem Bezugszeichen i, die
Zugspindel mit dem Bezugszeichen 2 und die Schaltwelle mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die an der Schloßplatte 42 angeordnete Einrückvo,rrichtung
in Übereinstimmung mit den Fig. i bis 4 ausgebildet, so daß auch der dort angeordnete
Einruck- oder Schalthebel das Bezugszeichens 18 trägt. Der im Bereiche des Spindelkastens
39 am Vorschubgetriebekasten 40 (Norton-Kasten) angeordnete Schalthebel 43
ist im Ausführungsbeispiel derart angeordnet, daß seine Achse senkrecht zu derjenigen
der Schaltwelle 3 liegt, indem er auf die Schaltwelle beispielsweise über ein Kegelradgetriebe
arbeitet. Außerdem ist hier dieser Einrück-oder Schalthebel 43 unterschiedlich von
dem Einruck- oder Schalthebel 18 in der Weise ausgebildet, daß die Kurvenfläche
21 fortgelassen ist und däß auch statt der Wickelfeder 34 die bekannten unter Federbelastung
in eine Rastvertiefung- hineingedrückten Kugeln vorgesehen sind. Es @ wäre beispielsweise
auch möglich, bei dem einen Schalthebel nur die Wickelfeder 34 vorzusehen und die
feste Kürvenfläche2i fortzulassen, da. dieseWickelfeder auch unabhängig von der
Anordnung der festen Kurvenfläche 21 Vorteile bietet: