DE960144C - Elektromechanisch gesteuerter Plandrehkopf - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1957

W9531IbI49a

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanisch gesteuerten Plandrehkopf zum Aufsetzen auf beliebige Arbeitsspindeln.

Es sind Plandrehköpfe vorgeschlagen worden bei denen eine Vorschub-und eine Eilgangbewegung der Schlitten des Plandrehkopfes eingeschaltet werden kann. Diese Plandrehköpfe besitzen zwei auf dem Außenumfang des umlaufenden Kopfes gelagerte Schaltringe. Der eine Schaltring ist mit einer Innen- und einer Außejtiver zahnung versehen Die Innenverzahnung¹ ist im Eingriff mit dem einen Zahnrad eines exzentrisch zur Drehkopfachse in dem Drehkopf gelagerten Zahnradblocks, dessen anderes Zahnrad über ein Schneckenradvorgelege den Planschlitten antreibt. In dem zweiten Schaltring sind mehrere zweirädrige Planetenradblöcke mit zur Drehkopfachse parallelen Achsen drehbar gelagert. Die beiden Zahnräder jedes Plantenradblocks haben nur geringfügig verschiedene Zähnezahlen. Eines der beiden Zahnräder jedes Planeten- ao radblockes steht mit einem zur Drehkopfachse konzentrischen Kupplungszahnkranz im Eingriff, der. durch einen von außen zu betätigenden Knopf mit dem Drehkopfkörper drehfest verbunden werden kann. Das zweite Zahnrad jedes Planetenradblocks steht im Eingriff mit der Außenverzahnung des zuerst geschilderten Schaltringes. Wenn man bei umlaufendem Plandrehkopf diesen ersten Schaltring von außen festhält, wird über die Innenverzahnung des ersten Schaltringes das Zahnrad- und das

Schneckenvorgelege der Planschlitten mit Eilganggeschwindigkeit bewegt. Hält man dagegen den zweiten Schaltring von außen fest und kuppelt den Kupplungszahnkranz mit dem Drehkopfkörper, so wird dem ersten Schaltring eine der nur geringen Zähnezahldifferenz des Kupplungszahnkranzes und der Außenverzahnung des ersten Schaltringes entsprechende und somit nur sehr geringe Relativverdrehung gegen den Drehkopfkörper erteilt, die eine ίο entgegengesetzt der Eilgangbewegung gerichtete A^orschubbewegung des Planschlittens bewirkt. Das Ausschalten des Vorschubs, währenddessen also der zweite Schaltring festgehalten wird, erfolgt durch Anfahren des Planschlittens gegen einen willkürlich verstellbaren Festanschlag; hierbei wird durch Überschreiten eines bestimmten Drehmoments die Kupplung zwischen dem Kupplungszahnkranz und dem Drehkopfkörper gelöst. Anschließend muß der erste Schaltring von außen festgehalten ao werden, wodurch sich der Planschlitten im Eilgang von dem Werkstück wegbewegt.

Bei diesem bekannten Plandrehkopf ist eine recht umständliche Bedienung mit vielen verschiedenartigen Handgriffen erforderlich. Eine willas kürliche Umschaltung von Eilgang auf Vorschub und Eilrücklauf ohne Festanschlag ist nicht möglich. Außerdem bereiten die beiden auf dem Plandrehkopf verdrehbaren Schaltringe, deren einer in seinem Innern einen schmierungsbedürftigen Planetenradblock trägt, Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung des schmierölgefüllten Innern des Drehkopfes gegen außen.

Der erfindungsgemäße Plandrehkopf weist diese Nachteile nicht auf und ist bedeutend einfacher zu bedienen. Er besitzt einen an sich bekannten zweirädrigen Planetenradblock mit feststehender Achse, dessen beide Zahnräder verschiedene Zähnezahlen haben. Eines der beiden Zahnräder wird von der Arbeitsspindel angetrieben, während das andere einen auf der Arbeitsspindel gelagerten Zahnkranz antreibt, dessen Drehzahldifferenz gegen die Arbeitsspindel zur Erzeugung des Vorschubs dient. Erfindungsgemäß ist nun an dem Plandrehkopf ein zweiter Planetenradblock mit einem Räderpaar gleichen konstruktiven Aufbaues zur Erzeugung eines Eilvorschubs vorgesehen. Die Einzelräder der beiden Planetenradblöcke sind gegeneinander verdrehbar, jedoch durch je eine elektromagnetische Kupplung miteinander kuppelbar.

Zwischen die den Arbeitsvorschub erzeugenden Räderpaare können als Zusatz schaltbare Zwischengetriebe eingebaut werden, um die Vorschubgeschwindigkeiten wechseln zu können. Plandrehköpfe mit im Drehkopf selbst untergebrachten Schaltgetrieben zur Änderung der Geschwindigkeit und Richtung der Schlittenbewegung sind an sich bekannt.

Die beiden auf der Arbeitsspindel gelagerten Zahnkränze sind fest miteinander verbunden. Einer der beiden Zahnkränze überträgt die bei Einschalten einer der beiden elektromagnetischen Kupplungen erzeugte Drehzahl der beiden Zahnkränze über eine im feststehenden Getriebegehäuse des Plandrehkopfes gelagerte Zwischenwelle auf einen dritten auf der Arbeitsspindel drehbar gelagerten Zahnkranz. Mit diesem Zahnkranz ist das eine Rad eines in der umlaufenden Planscheibe mit zur Drehkopf achse paralleler Achse drehbar gelagerten Planetenradblock im Eingriff. Das zweite Rad dieses Planetenradblocks ist ein Kegelrad, welches über ein zweites Kegelrad eine den Planschlitten bewegende, in der Planscheibe axial nicht verschiebbare Vorschubspindel antreibt. Selbstverständlich können in der Planscheibe auch mehrere Planschlitten vorgesehen werden.

Die Abschaltung des Schlittenvorschubs und das Umschalten auf Rücklauf in beiden Bewegungsrichtungen des Schlittens erfolgt in an sich bekannter Weise auf folgende Art:

Der Schlitten fährt in seinen beiden Grenz-Stellungen gegen Festanschläge, die zur Veränderung der Vorschub- und Rücklaufstrecke einstellbar sind. Zur Festanschlagsauslösung ist die Zwischenwelle, durch welche die Differenzbewegungen der beiden auf der Arbeitsspindel gelagerten Zahnkränze gegenüber der Arbeitsspindel auf den dritten in unmittelbarer Nähe des, Schlittens gelagerten Zahnkranz erfolgt, mit ihrem Antriebszahnrad nicht drehfest, sondern über ein Steilgewinde verbunden. Die Zwischenwelle stützt sich über eine axial verschiebbare Muffe gegen einen Schalthebel ab, der von beiden Seiten durch vorgespannte Federn gehalten wird. Bei Überschreitung eines bestimmten, über die Zwischenwelle geleiteten Drehmoments, also beispielsweise beim Anfahren des Schlittens gegen einen der Festanschläge, wird die Vorspannung einer dieser Federn überwunden und dabei ein elektrischer Schalter betätigt, der den erforderlichen Steuervorgang auslöst.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben.

Abb. ι zeigt einen Schnitt durch die Drehachse der Arbeitsspindel und die Drehachsen der beiden Planetenradblöcke für Vorschub und" Eilgang;

Abb. 2 zeigt einen Schnitt ebenfalls durch die Drehachse der Arbeitsspindel und durch die Achse der Zwischenwelle;

Abb. 3 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Arbeitsspindel nach der Linie A-B in Abb. 2;

Abb. 4 zeigt eine Ansicht auf die elektrische Schalteinrichtung, die bei Draufsicht auf den elektrischen Teil der Abb. 2 bei weggelassenem Deckel zu sehen ist.

Der Plandrehkopf besteht aus einer Planscheibe 1, welche mittels eines angegossenen Wellenstumpfes in einem Getriebegehäuse 2 gelagert und durch mehrere Schrauben 3 gegen den Flansch einer Antriebsspindel 4 gezogen wird. Diese kann in einem beliebigen Spindelkasten 5 gelagert sein (Abb. 1).

Der Antrieb der Planscheibe erfolgt von der Antriebsspindel über Mitnehmer 6, die in entsprechende Nuten eingreifen.

Auf dem Wellenstumpf sitzt ein Stirnrad 7 fest verkeilt. Dieses treibt zwei Stirnräder 8 und 9, weichte je eine elektromagnetische Kupplung 10

und 11 mitnehmen. Diese nehmen beim Einschalten über die Wellen 12 und 13 je ein Stirnrad 14 und 15 mit.

Die Stirnräder 14 und 15 greifen in das lose auf der Welle sitzende, unter sich feste Räderpaket 16, 17 ein (Abb. 2). Zwischen der Räderpaarung 7 — 8, 9 und der Räderpaarung 14 und 16 besteht ein geringfügiger Unterschied in den Teilkreisdurchmessern, so daß bei eingeschalteter Kupplung 10 das Räderpaket 17, 16 gegenüber der Spindeldrehzahl bzw. der Drehzahl des Wellenstumpfes eine geringfügige Voreilung bzw. Verzögerung entsteht. Zwischen den Räderpaarungen 7 — 8, 9 und 17, 15 besteht eine große Teilkreisdifferenz, so daß auch hier beim Einschalten der Kupplung 11 eine Voreilung bzw. Verzögerung entsteht, welche wesentlich größer ist als bei der Räderpaarung 7 — 8, 9 und 16, 14.

Als Beispiel für eine derartige Räderpaarzusammenstellung werden folgende Daten angeführt:

Rad 7 62 Zahnt, Mod. 2

Räder 8 und 9 40 Zähne, Mod. 2

Teilkreisverhältnis ... 124: 80

Rad 17 86 Zähne, Mod. 1,5

Rad 15 50 Zähne;, Mod. 1,5

Teilkreisverhältnis. ... 129 : 75

Rad¹16 71 Zähne, Mod. 1,75

Rad 14 46 Zähne, Mod. 1,75

Teilkreisverhältnis ... 124,25 :80,50

Durch entsprechende Übertragungsglieder auf die Schlitten erzeugt Räderpaar 14, 16 beim Einschalten der Kupplung 10 einen Vorschub von o,iimm/Umdr. und Räderpaar 15,17 bei Einschalten der Kupplung 11 eine Eilbewegung von 2,63 mm/Umdr.

Die Differenzbewegung des Räderpaketes 16, 17 gegenüber dem Wellenstumpf wird über eine Zwischenwelle 21 auf das Stirnrad 18 übertragen., welches dadurch die gleiche Differenzbewegung gegenüber dem Wellenstumpf macht wie das Räderpaar 16, 17. Mit der Zwischenwelle 21 ist das Stirnrad 19 durch ein Steilgewinde 20 verbunden. Die Zwischenwelle 21 treibt über eine'Kupplungsmuffe 36 mit den Klauen 37 das Stirnrad 22 an, welches die Differenzbewegung auf den Zahnkranz 18 überträgt.

Von dort wird die Bewegung über zwei Stirnräder 23 und Kegelräder 24 auf die beiden Vorschubspindeln 25 übertragen, durch welche über zum Teil offene Muttern 26 beide Schlitten 27 bewegt werden. In einem der beiden Schlitten sind zwei verstellbare Anschläge 28, 28_a angeordnet.

Die Verstellung dieser Anschläge erfolgt durch zwei Einstellschrauben 29, deren Köpfe etwa mit der Peripherie der Planscheibe abschneiden (Abb. 3).

Schraubt man die Einstellschrauben nach innen um den Betrag α, so entsteht zwischen dem zugehörigen Anschlag 28_a und dem Festanschlag 30 ebenfalls ein Abstand von der Größe a. Der Schlitten kann sich nunmehr um den Betrag σ in der Pfeilrichtung bewegen, d. h. bis der Schraubenkopf wieder mit der Peripherie der Planscheibe abschneidet.

Bei Erreichen dieser Stellung stößt der Anschlag ²8_a gegen den Anschlag 30. Das durch die Vorspannung der beiden Federn 33 festgelegten Drehmoment in der Zwischenwelle 21 wird hierdurch überschritten. Die Zwischenwelle 21 schraubt sich dabei mittels des Steilgewindes 20 in das Stirnrad hinein oder aus dem Stirnrad 19 heraus. Die mit der Zwischenwelle 21 in axialer Richtung fest verbundene Muffe 31 verschiebt sich hierbei und verdreht über eine an ihrem Umfang vorgesehene Verzahnung oder sonstigen Mitnahmeverbindung eine Hebelwelle 32, wobei der auf der Hebelwelle befestigte Schalthebel 35 einen der beiden Schalter 34 betätigt, der das Kommando zum Abschalten des Vorschubs bzw. zum Einleiten des Eilrücklaufs gibt (Abb. 4).

Der Eilrücklauf wird über die Anschläge 28", 30 in der gleichen Weise abgeschaltet.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektromechanisch gesteuerter Plandrehkopf zum Aufsetzen auf beliebige Arbeitsspindeln mit eingebautem elektromechanischen! Eilgang und Vorschubantrieb für die Plan- go schlitten, mit einem zweirädrigen Planetenradblock mit feststehender Achse, dessen beide Zahnräder verschiedene Zähnezahlen haben und deren eines von der Arbeitsspindel angetrieben wird, während das andere einen auf der Arbeitsspindel gelagerten Zahnkranz antreibt, dessen Drehzahldifferenz gegen die Arbeitsspindel zur Erzeugung des Vorschubs dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Planetenradblock mit einem Räderpaar (8, 15) gleichen konstruktiven Aufbaues zur Erzeugung eines Eilvorschubs vorgesehen ist und daß die Einzelräder (9, 14 und 8, 15) der beiden Planetenradblöcke gegeneinander verdrehbar, jedoch durch je eine elektromagnetische Kupplung (10, 11) miteinander kuppelbar sind.

2. Plandrehkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen die den Vorschub erzeugenden Räderpaar (7, 9, 14, 16) schaltbare, die Vorschubgeschwindigkeit ändernde Zwischengetriebe eingebaut sind.

3. Plandrehkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden von den Planetenradblöcken angetriebenen, auf der Arbeitsspindel (4) gelagerten Zahnkränze (16,

17) fest miteinander verbunden sind und daß einer (16) der beiden Zahnkränze die bei Einschalten einer der beiden elektromagnetischen Kupplungen (10, 11) erzeugte Drehzahl über eine im feststehenden Getriebegehäuse (2) des Plandrehkopfes gelagerte Zwischenwelle (21) auf einen dritten auf der Arbeitsspindel (4) drehbar gelagerten Zahnkranz (18) überträgt, mit dem das eine Rad (23) eines in der umlaufenden Planscheibe (1) mit zur Drehkopf-

achse paralleler Achse drehbar gelagerten Planetenradblockes. (23,24) im Eingriff steht.

4. Plandrehkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rad des in der Planscheibe gelagerten Planetenradblockes (23, 24) als Kegelrad (24) ausgebildet ist und über ein zweites Kegelrad eine den Planschlitten bewegende, in der Planscheibe (1) senkrecht zur Drehkopfachse axial nicht verschiebbar gelagerte Vorschubspindel (25) antreibt.

5. Plandrehkopf nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (21) als Betätigungsglied für einen Festanschlagsauslöser dient, welcher in an sich bekannter Weise nach beiden Richtungen gegen vorgespannte Federn (33) arbeitet und dabei Schalter (34) für die Endabschaltung bzw. Umschaltung des Schlittenantriebs betätigt.

6. Plandrehkopf nach Anspruch S, dadurch ao gekennzeichnet, daß das mit einem der beiden aui der Arbeitsspindel (4) gelagerten Zahnkränze (16, 17) im Eingriff befindliche Antriebsstirnrad (19) mit der Zwischenwelle (21) über ein Steilgewinde (20) verbunden ist und daß sidx die Zwiechenwelle (21) über eine Muffe

(31) und eine Hebelwelle (32) gegen einen Schalthebel (35) abstützt, der von beiden Seiten durch vorgespannte Federn (33) gehalten wird, und daß auf der Zwischenwelle (21) eine Kupplungsmuffe (36) befestigt ist, die mit dem Stirnrad (22), welches mit dem auf der Arbeitsspindel (4) gelagerten Zahnkranz (18) im Eingriff steht, über eine Klauenkupplung (37) verbunden ist.

7. Plandrehkopf nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Festanschläge (28) in der Planscheibe (1) durch zwei Einstellschrauben (29) erfolgt, welche so angeordnet sind, daß ihre Köpfe in der jeweiligen Endstellung mit der Peripherie der Planscheibe oder mit einer Markierung abschließen, so daß der jeweils eingestellte Planhub aus der Stellung der Schraubenköpfe direkt ersichtlich ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 101 544, 670 703, 737;

schweizerische Patentschriften Nr. 270 094,
444.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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