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Werkzeugmaschinen-Vorschubgetriebe mit Vorwähleinrichtung Die Erfindung
betrifft ein Vorschubgetriebe für Werkzeugmaschinen, bei dem die einzuschaltende
Übersetzungsstufe durch Drehverstellung der Schaltmechanismen nach einer drehbaren
Skalenscheibe vorzuwählen und anschließend durch Gegeneinanderbewegung der Schaltmechanismen
mittels eines Handhebels auszuführen ist.
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Die Vorwählung arbeitet mit an sich bekannten, ungleichmäßig stirnverzahnten,
drehbaren und axial verschiebbaren Schaltglockenpaaren, welche durch den Schalthebel
gegeneinander bewegt werden und dadurch die Schaltknaggen. der Zahnräderblocks des
Getriebes ihrer durch die Vorwählung bewirkten Dreheinstellung entsprechend verschieben.
Um in das Getriebe eine besonders große Zahl vorwählbarer Übersetzungsstufen hineinzubringen
und das Getriebe z. B. auch als Gewindeschneidgetriebe verwenden zu. können, hat
das Getriebe der Erfindung mehrere nacheinander arbeitende, stirnverzahnte Schaltglockenpaare.
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Der Vorschlag, mehrere Vorwählsch.altwalzen, die in ähnlicher Weise
wie die Schaltglockenpaare durch axiale Verschiebung den eigentlichen Schaltvorgang
bewirken, hintereinander anzuordnen, wobei die Schaltwalzen bezüglich ihrer Einstellbewegungen
zwangläufig verbunden sein müssen, ist nicht neu. Hierbei multiplizieren sich naturgemäß
die Schaltmöglichkeiten der einzelnen Schaltwalzen. In gleicher Weise lassen sich.
auch
Schaltglockenpaare hintereinanderschalten, um die Anzahl der
vorwählbaren Übersetzungsstufen zu erhöhen. Die Erfindung behandelt die Art der
zwangläufigen Verbindung der hintereinandergeschalteten Schaltglockenpaare, um in
möglichst einfacher Weise eine möglichst haha Zahl von Übersetzungsstufen zu erzielen.
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Die Schaltglockenpaare werden erfindungsgemäß von der Vorwähleinrichtung
durch Rastengetriebe so angetrieben, daß das oder die durch Kastengetriebe gedrehten
Schaltglockenpaare in Ruhe bleiben, bis alle Schaltstufen, des. oder der fortlaufend
wirkenden Getriebe abgelaufen sind und sich erst dann. um eine Schaltstufe weiterdrehen.
Es multiplizieren sich so die Schaltstellungen der stirnverzahnten Schaltglocken
miteinander.
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Ein Ausführungsbeispiel des neuen Getriebes ist in der Zeichnung dargestellt.
Von den einzelnen Abbildungen zeigt Abb. i eine Vorderansicht des Getriebegehäuses
mit Vorwählanzeiger, Abb. 2 eine Seitenansicht des Getriebes, Abb. 3 einen in eine
Ebene abgewickelten Längsschnitt des Getriebes, Abb. 4 eine Vorderansicht des Getriebes
bei abgenommenem Gehäusedeckel, Abb. 5 einen Querschnitt nach der Linie A-A der
Abb. i, Abb.6 einen senkrechten Schnitt nach der Linie B-B der Abb. i, Abb. 7 auseinandergezogene
Teilschnitte: nach den Linien C-C und C'-C' der Abb. 2, Abb. 8 einen waagerechten
Teilschnitt nach der Linie D-D der Abb. 2; Abb,9, io und ii zeigen Einzelheiten
des Getriebes.
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Mit dem dargestellten Getriebe sind 96 verschiedene Gewinde - je 32
Zoll-, Millimeter- und Modulgewinde - oder andere Gewindearten zu erzeugen. Wie
bei den meisten Getrieben dieser Art ist auch .hier ein Getriebeteil zur Erzeugung
einer arithmetischen Reihe von Übersetzungen vorhanden - im Ausführungsbeispiel
acht -, der aus den Rädern i bis io und der Nortonschwinge 74 gebildet wird, ein
Vervielfachungsgetriebe mit den Rädern i i bis 18 und ein Getriebe für den
Wechsel von Zoll-, Millimeter- und' Modulgewinden, bestehend aus den Rädernigbis,25.
Hat die Maschine eine Leitspindel mit Zollsteigung, so verläuft der Kraftfluß beim
Schneiden von Zollgewinden nach der ausgezogenen, beim Schneiden von Millimetergewinden
nach der gestrichelten und beim Schneiden von Modulgewinden nach der strichpunktierten
Linie (Abb. 3). Das Rad i9 wird gemeinsam mit dem Dreiradblock 22, 23, 24 nach rechts
und links verschoben. In der linken Endstellung werden Zoll-, in der rechten Endstellung
Millimeter- und in der Mittelstellung Modulgewinde erzeugt.
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Die Vorderseite des. Getriebes trägt die große Skalenscheibe 26, gleichmutig
mit Zeiger 27 und Schalthebel 28. Rechts unten befindet sich der Vor Wählknopf 29
und links unten ein gleicher Knopf 3o, der dazu dient, das Getriebe nach erfolgter
Schaltung zu blockieren und vor einer neuen Schaltung zu lösen. Auf dar Skalenscheibe
26 sind alle Gewinde und Vorschübe verzeichnet, eingeteilt in drei Gruppen von je
32 Stufen. Jede dieser Gruppen ist wieder in vier Oktaven unterteilt. Die Vorwählung
kann durch Rechts- oder Linksdrehung des Knopfes 29 erfolgen, nachdem vorher der
Schalthebel 28 nach links umgelegt wurde. Bei Dreiviertelumdrehungen des Knopfes,29
bewegt sich der Zeiger 27 innerhalb einer Oktave, wobei jede seiner acht Stellungen
durch eine fühlbare Rast gesichert wird. Beim Weiterdrehen des Knopfes 29 geht der
Zeiger 27 in seine Anfangsstellung zurück, und die Skalenscheibe schaltet um eine
Zwölftelumdrehung weiter, worauf sich das Zeigerspiel innerhalb einer neuen Oktave
wiederholt. Bevor jetzt die Schaltung der eingestellten neuen Stufe durch Umlegen
des Hebels 28 nach rechts erfolgt, muß der Knopf 3o durch Linksdrehung gelöst und
nach erfolgter Schaltung durch Rechtsdrehung wieder festgezogen werden.
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Die Schaltung der verschiedenen Übersetzungen geschieht in an sich
bekannter Weise durch die Schaltglocken 31, 32, 33 und 34, deren Stirnseiten Stoßzungen
von unterschiedlicher Länge aufweisen, die in. den Abb. 9 und io in der Abwicklung
dargestellt sind und die sich auf ihren Achsen 35 und 36 (Abb. 4 und 8) durch. eine
weiter unten beschriebene Einrichtung so zusammenschieben lassen,, daß ihre Verzahnungen
ineinandergreifen. In der auseinandergezogenen Stellung der Schaltglocken, die der
Linkslage des Hebels 28 entspricht, kann die Vorwählung erfolgen. Der Knopf 29 sitzt
gemeinsam mit dem Kegelrad 37 (Abb. 7), der Treibscheibe 38 mit Treibstift 39 für
die Drehung eines Malteserkreuzes 43 und der Kurvenscheibe 40 auf der Achse 41.
Die Drehung des Knopfes 29 wird über die Kegelräder 37 und 42 auf die Achse 35 und
die beiden Schaltglocken 31 und 32 übertragen (Abb. 8). Bei Dreiviertelumdrehungen
des Knopfes 29 bleibt das Malteserkreuz 43, das mit dem Stirnrad 44 ein Stück
bildet und sich auf dem feststehenden Bolzen 45 drehen kann, in der Ruhelage. Es
ist in dieser Stellung in bekannter Weise durch den Bund 4o' der Kurvenscheibe 40
und die Aussparungen 43"' gehalten. Diese Teildrehung der Achse 41 ist in acht gleiche
Teile unterteilt, die durch Kugel 46 und Feder 47 gesichert werden. Diesen acht
Stellungen entsprechen die acht Stufen der Schaltglocken. 31 und 32 (Abb. 9), die
vom äußeren Umfang bis zur Bohrung durchgehen. An der Kurvenscheibe 40 liegt unter
der Wirkung der Feder 48 der Bolzen 49 an, der bei 49' verzahnt ist und bei seiner
Verschiebung über das Zahnsegment 5o das Rad 51 dreht, dessen Nabe nach außen geführt
ist und den Zeiger 27 trägt, dessen Gesamtausschlag bei einer Umdrehung der Kurvenscheibe
4o eine Zwölftelumdrehung beträgt. Nachdem sich der Hub der Kurvenscheibe 40 ausgewirkt
hat, kommt bei Weiterdrehung des Knopfes 29 der Treibstift 39 mit einem der Schlitze
43" des Malteserkreuzes 43 in Eingriff, das dadurch um ein Viertel gedreht
wird
und diese Vierteldrehung über die Räder 44 und 52 auf die Zeigerscheibe 26 überträgt.
Die Untersetzung der Räder 44 und 52 beträgt i : 3, so daß bei jeder Umdrehung des
Knopfes 29 sich die Zeigerscheibe absatzweise um ein Zwölftel dreht.
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Mit dem Rad 52 ist über die Stirnräder 53 und 54 und über die Schraubenräder
55, 56 und 57 die Achse 36 der Schaltglocken 33 und 34 derart verbünden, daß sich
letztere synchron mit der Zeigerscheibe 26 drehen. Das Stirnrad 53 dreht sich lose
auf dem Bolzen 58 und das Schraubenrad 56 lose auf der Achse 59, während Schraubenrad!
55 und Stirnrad 54 fest mit der Achse 6o verbunden sind.
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Die Schaltglocken 31 und 32, 33 und 34 sind urdrehbar, aber paarweise
gegenläufig verschiebbar auf ihren Achsen angeordnet. Nur in ihren auseinandergeschobenen
Stellungen können sie - wie im vorigen Absatz beschrieben - zum Zweck der Vorwählung
gedreht werden. Das Gegeneinanderschieben der Einzelglocken der beiden Schaltglockenpaare
geschieht durch Betätigung des Hebels 28 in folgender Weise:.
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Mit der Achse 61 des Schalthebels 28 ist das Kegelrad 62 fest verbunden
(Abb-. 6), das über das Kegelrad 63 die Achse 64 dreht. Das. Kegelrad 63 bildet
mit dem Stirnrad 63' ein Stück. Letzteres kämmt mit den Zahnstangen 65 und 66, an
denen die Schaltgabeln 67 und 68 befestigt sind, welche sich auf den Achsen 59 und
69 verschieben (Abb. 8). Die Schaltgabeln greifen mit ihren nach oben gerichteten
gabelförmigen Ansätzen in die Schleifringnuten 33' und 34' der Schaltglocken 33
und 34. Auf ähnliche Weise erfolgt die gleichzeitige Verschiebung der Schaltglocken.
31 und. 32 dadurch, daß das auf der Achse 64 befestigte Stirnrad: 70 (Abb,. 6 und
8) in das Zahnsegment 72' des Winkelhebels 72 eingreift, das seinerseits mit dem
Zahnsegment 71' des Winkelhebels 71 kämmt. Beide Winkelhebel greifen mit den Gleitsteinen
73 in die Schleifringnuten 31' und 32' der Schaltglocken 31 und 32. Ähnlich wie
bei letzteren. weisen auch die einander zugekehrten Stirnseiten der Schaltglocken
33 und 34 eine Verzahnung auf, die in Abb. io in der Abwicklung dargestellt ist.
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Das Ineinanderschieben der Schaltglocken 31 und 32 bewirkt entsprechend
ihrer Einstellung durch die Vorwählung in zwangläufiger Verbindung das Verschwenken
der Nortonschwinge 74 und das axiale Verschieben des in ihr gelagerten Zwischenrades
9 auf der Achse 75 auf folgende Weise: Parallel zur Achse 35 ist die runde, längs
verschiebbare Zahnstange 76 mit dem Nocken. 77 angeordnet (Abb. 8), die durch die
treppenförmige, in Abb. 9 dargestellte Verzahnung in acht Stellungen verschoben
wird. Diese Verschiebung bewirkt über das Zahnstangenritzel 86 eine Drehung der
Achse 87 mit der Schnecke 78 (Abb. 5), die im Eingriff mit dem an der Nortonschwinge
befestigten Schneckenradsegment 79 steht. Dadurch wird ein Verschwenken der Nortonschwinge
entsprechend dem Durchmesser der Räder i bis 8 bewirkt. Gleichzeitig wird über das
Ritzel 8o, das mit der Zahnstange 81 kämmt, die an der Verschiebegabel 82 befestigt
ist, das Zwischenrad 9 auf seiner Achse längs verschoben. Die Verschiebegabel gleitet
auf der Stange 88, nimmt an der Schwenkbewegung nicht teil und greift mit ihrem
gabelförmig ausladenden Teil 82' in die Schleifringnut 9' des Rades 9. Die Nortonschwinge
ist gleichachsig mit dem auf Welle 83 aufgekeilten breiten Rad io auf den einander
zugekehrten, Ansätzen der im Getriebegehäuse befestigten Büchsen 84 und 85 drehbar
gelagert. Die Welle 83 geht durch die Büchsen 84 und 85 hindurch und ist im Getriebegehäuse
gelagert. Die Verschiebung der Zahnstange 76, der Durchmesser der Ritzel 8o und
86. und die Steigung der Schnecke 78 sind so, aufeinander abgestimmt, daß jeweils
dem Verschwenken der Schwinge von einem der Räder i bis 8 auf dien Durchmesser,
des nebenliegenden Rades das Zwischenrad 9 sich in der Achserrichtung genau um eine
Radbreite und die Breite der zwischen den beiden Rädern befindlichen Lücke verschiebt.
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Der Schneckenwelle 87 kann unabhängig von ihrer Drehbewegung auch
eine Längsbewegung erteilt werden., wodurch ebenfalls ein Verschwenken der Nortonschwinge
bewirkt wird, jedoch ohne Längsverschiebung des Rades 9. In der linken Endstellung
der Schneckenwelle (Abb. 5) steht das Zwischenrad 9 mit einem der Räder i bis 8
im Eingriff und die Schneckenwelle ist blockiert durch die auf ihr befestigte Lochscheibe
89, die acht kegelig ausgesenkte Löcher 89' aufweist, die den Kegelzapfen der Einstellschraube
9o .aufnehmen können. Mit dieser Einstellschraube kann außerdem die Schneckenwelle
87 in axialer Richtung und dadurch die Eingriffstiefe des Rades 9 eingestellt werden.
Nach Rechtsverschiebung der Schneckenwelle ist ihre Blockierung aufgehoben, und
das Rad 9 der Nortonschwinge kommt außer Eingriff mit den Rädern i bis B. In dieser
Stellung der Schneckenwelle kann die Schaltung durch Umlegen des Hebels 28 nach
rechts betätigt werden. Anschließend wird die Schneckenwelle durch Rechtsdrehung
der den Griffknopf 30 tragenden Gewindespindel 9i blockiert, welche sich
in dem Muttergewinde der an der Schneckenwelle angreifenden Verschi,ebegabel92 dreht.
Letztere ist an, der Drehung dadurch verhindert, daß .sie von, der Eindrehung des
auf der Schneckenw alle befestigten Ringes 93 umfaßt wird.
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Während - wie im vorigen Absatz beschrieben - die Schaltglocken 31
und 32 dazu dienen, die eingangs erwähnte arithmetische Grundreihe von Übersetzungen
einzustellen, bedienen die Schaltglocken 33 und 34 das Vervielfachungsgetriebe mit
vier Stufen und den Wechsel der Gewindearten mit drei Stufen. Ersteres geschieht
dadurch, daß der hakenförmige Keil 94 gemeinsam mit dem Gleitstück 95 (Abb. 4) auf
der Stange 69 in vier Stellungen entsprechend der Tiefe der mit II bezeichneten
Einfräsungen der Stirnflächen der Schaltglocken 33 und 34 (Abb. io) verschoben wirdi.
Diese Verschiebung wird durch den Hebel 96 auf den. Radblock 15, 16, 17, 18 übertragen,
der auf der Abtriebswelle
97 derart verschiebbar ist, daß jeweils
die Räder ii und 15, 12 und 16, 13 und 17 oder 14 und i$ miteinander kämmen.
Die Räder 13 und 14 sind aus einem Stück mit der Zwischenwelle i4', die auch
die drei Räder 11, 12 und. 25 trägt.
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Der freie Zapfen 97' der Abtriebswelle kann mit der Schaftwelle der
Drehbank gekuppelt werden und ein Stirnrad tragen, das mit einem Stirnrad auf dem
linken Ende der Leitspindel in und außer Eingriff zu bringen ist, so daß alle Geschwindigkeitsstufen
des Getriebes beim Drehen nur auf die Schaftwelle und beim Gewindeschneiden außerdem
auch auf die- Leitspindel übertragen werden. Der freie Zapfen 98' der Antriebswelle
98 ist zur Aufnahme von Wechselrädern eingerichtet, die ihren Antrieb in bekannter
Weise von der Hauptspindel der Drehbank über ein Wendegetriebe und ein Umschaltgetriebe
für normale und steile Gewinde erbalten.
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Die mit I bezeichneten Einfräsungen (Abb, io) der Stirnseiten der
Schaltglocken 33 und 34 fassen den Nocken 99' der Schaltgabel 99 zwischen sich,
die sie mitsamt der Gleitstange ioo und der auf ihr befestigten Schaltgabel ioi
und damit das Rad i9 und den Räderblock 22, 23, 24 in drei Stellungen verschieben
(Abb. 7). Der Räderblock i bis 8 dreht sich lose auf der Antriebswelle 98. Der Räderblock
22, 23, 24 ist auf der Büchse io2 verschiebbar, aber nicht drehbar. Die Büchse io2
dreht sich lose auf der Antriebswelle 98. Letztere hat am linken Ende eine Verzahnung
98" mit der gleichen Zähnezahl und dem gleichen Zahnprofil wie das Rad i. Diese
Verzahnung dient ebenso wie die sich nach links erstreckende Verlängerung des Rades
i als Keilwelle und Kupplung, auf der das Rad i9 mit seiner innenverzahnten Bohrung
derart gleitet, daß es sich in seiner linken Endstellung nur auf der Verzahnung
98" befindet, während es in denleiden anderen Stellungen Antriebswelle 98 und Rad
i miteinander kuppelt. In der linken Stellung der Stange ioo und der sich gemeinsam
mit ihr verschiebenden Teile, in der Zollgewinde erzeugt werden., kämmen die Räder
i9 und 2o miteinander, und der Antrieb wird weitergeleitet über die Räder io und
9 auf den Räderblock i bis B. Das Rad 8 hat auf seiner rechten Nabe die Außenverzahnung
8', die mit der Innenverzahnung 23' des Rades 23 in dieser Stellung als Kupplung
dient, während die Räder 23 und 12, miteinander kämmen und der Antrieb in den oben
beschriebenen vier Stufen auf die Abtriebswelle weitergeleitet wird. In der mittleren
Stellung der Stange ioo, die der Erzeugung von Modulgewinden dient, sind die Räder
i9 und 2o außer Eingriff, Antriebswelle und Rad i sind durch das Rad i9 miteinander
gekuppelt, die Verzahnung 8' und 23' en.tkuppellt und die Räder 21 und 22 in Eingriff
gekommen, während die Räder 23 und i2 weiter im Eingriff bleiben. Beim Schneiden
von metrischen Gewinden in der in der Zeichnung in Abb. 3 dargestellten rechten
Endstellung bleiben Antriebswelle und Rad i gekuppelt, während gegenüber der Mo,dulstel.lung
lediglich die Änderung eintritt, daß die Räder 23 und 12 außer Eingriff und die
Räder 24 und 25 in Eingriff kommen.
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Ersichtlich ist das beschriebene Getriebe weder an bestimmte Gewindearten
oder deren Zahl noch auch an bestimmte Gewindestufen:reihen gebunden. Mit dem Getriebe
sind sämtliche Gewindearten mit beliebiger Unterteilung zu erzeugen..