DE178479C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Schaltung von Werkzeugmaschinen, welche den Vorschub derart abhängig vom wechselnden Arbeitsdruck regeln, daß die Arbeitsleistung sich stets in Höhe der maximalen Leistungsfähigkeit der Maschine hält.

Von, den bekannten Anordnungen dieser Art unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß sie die Arbeitsspindel mittels Schnecke und

ίο Schneckenrad oder mit Schraubenrädern o. dgl. antreibt und den bei diesen Antriebmitteln auftretenden achsialen, dem Arbeitswiderstand oder dem Kraftbedarf des Werkzeuges proportionalen Wellendruck zur Beeinflussung der Schaltung benutzt. Zu diesem Zwecke ist eine der Wellen der vorgenannten Übertragungsmittel in der Druckrichtung elastisch gestützt, so daß diese Welle je nach der Größe des Arbeitsdruckes sich in ihrer Längsrichtung verschiebt und dadurch auf den Schaltmechanismus so einwirkt, daß die Größe des Schalthubes entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Arbeitsdruckes verkleinert oder vergrößert wird. Einige Beispiele von den mannigfaltigen Ausführungsmöglichkeiten sind in den Zeichnungen angegeben. Die Fig. 19 bis 21 zeigen eine Bohrmaschine in zwei Vertikalansichten und einem Horizoritalschnitt in Höhe der Hauptantriebwelle. In den Fig. 8 bis 10 ist eine Kaltsäge und in den Fig. 11 und 12 eine Zylinderbohrmaschine dargestellt. Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen eine andere Ausführungsform einer Kaltsäge, und zwar in einem Horizontal- und einem Vertikalschnitt. Die Fig. 15 bis 18 zeigen Einzelheiten der Steuerung.. Die Fig. 1 bis 7 zeigen eine Kaltsäge der letzten Bauart mit anderer Ausführung der Steuerung.

Es gibt bei Werkzeugmaschinen aller Art.eine einfache Möglichkeit zur direkten mechanischen Regelung der Schaltung, die darin besteht, daß man an irgend einer Stelle der die Bewegung übertragenden Mechanismen ein elastisch nachgiebiges Mittel derart einsetzt, daß auf dasselbe die ganze oder ein proportionaler Teil der an dieser Stelle zur Überwindung des Arbeits- oder Schaltdruckes erforderlichen oder der durch die Überwindung dieser Drucke hervorgerufenen Kraft wirkt, so zwar, daß bei wachsendem Arbeits- oder Schaltdruck die elastische Belastung zunimmt und bei abnehmendem Druck die durch ihn erzeugten elastischen Kräfte sich verringern, und daß man dann die hervorgerufenen elastischen Bewegungen dazu benutzt, um direkt den Betrag der Schaltung mit zunehmendem Druck zu verringern, mit abnehmendem Druck zu vergrößern.

Es entspricht demnach jedem Betrag des Arbeitsdruckes eine bestimmte Schaltgröße, wie in den Fig. 19 bis 21 an einer Bohrmaschine gezeigt ist. Dadurch wird der- Vorteil erreicht, daß auch bei ungleichartigstem Material das Werkzeug stets mit voller Leistungsfähigkeit arbeitet, also auf das höchste ausgenutzt wird, ohne aber darüber hinaus oder sogar bis zum Bruch beansprucht zu werden.

Die eben gegebene Anordnung unterscheidet sich darin von den bisher bekannt gewordenen Einrichtungen zur Erzielung möglichst konstanter oder einen maximalen Betrag nicht übersteigender Werkzeugbeanspruchung, daß sie un-

mittelbar die Größe der Schaltung ändert und nicht die Schaltung konstant läßt mit der Aushilfe, den Schaltbetrag dann durch nachgiebige Werkzeugführung ganz oder zum Teil wieder aufzuheben.

In den Fig. 8 bis io der Zeichnung ist die . Einrichtung an einer Kaltsäge vorgeführt.

Auf dem Sägebett 5 bewegt sich der Sägeschlitten 6, in welchem die Welle 7 gelagert ist, die mittels Schnecke 7¹ und Schneckenrad 4 die Welle 2 der Säge 1 dreht. Der Druck, welchen die Schnecke 7¹ in achsialer Richtung ausübt, wird durch die gegen die Spurzapfen^: büchse sich legenden Blattfedern 44 aufgenommen. Am anderen Ende der Antrieb welle 7 befindet sich ein Konus 42 und außerhalb desselben ein exzentrischer Zapfen 66, der einen die Schaltklinke 45 tragenden Schwinghebel 67 . bedient. Die Klinke 45 arbeitet auf ein Schaltrad 47, das die Mutter der Vorschubspindel 30 dreht. Außerdem ist an dem Ständer 6 ein Doppelhebel 46 leicht drehbar gelagert, dessen einer Arm auf dem Konus 42 schleift, während der andere Arm unter einen Zapfen an der Klinke 45 greift. Wenn die Welle 7 in ihrer Längsachse sich bewegt, wird der Doppelhebel 46 durch den Konus 42 gedreht und sein unterer Arm läßt je nach seiner Stellung und der Form der Gleitfläche für den Zapfen der Klinke 45 diese auf einen größeren oder geringeren Weg des Schwinghebels 67 zum Eingriff gelangen. Je nach der Stellung des Hebels 46 oder des Konus 42 und der Welle 7 wird also der Betrag der Schaltung sich ändern im umgekehrten Verhältnis zu dem Arbeitsdruck.

Eine andere Ausführungsform (Fig. 13 bis 18) ist folgende:

In dem Gestell 5 bewegt sich der Sägeschlitten 6, dessen Welle 7 mittels Schnecke 7¹ und Schneckenrad 4 das Sägeblatt 1 dreht. Der ■ durch die Schnecke ausgeübte Achsialdruck wird durch Blattfedern 17 aufgenommen. Die Schaltung der Säge erfolgt dadurch, daß an dem Gestell 5 eine Mutter 55 befestigt ist, deren zugehörige Schraubenspindel 79 die Welle 7 lose umfaßt und innerhalb des Schlittens 6 gegen Verschiebung gesichert ist. Auf der Spindel 79 ist das Schaltrad 50 befestigt, das durch eine um die Welle 7 schwingende Schaltklinke 45 gedreht wird. Die Schwingung des Klinkenzapfens erfolgt durch die Stange 54, Hebel 53, Welle 68 und Hebel 52, der durch den unrunden Körper 51 zu einer pendelnden Bewegung gezwungenwird. Der Körper 51 stellt einen schiefen Kegelstumpf dar, dessen Schnitte senkrecht zur Drehungsachse Kreise sind, deren kleinster konzentrisch zur Drehungsachse ist, während die Mittel der anderen Querschnittskreise sich mit zunehmendem Durchmesser mehr und mehr vom Wellenmittel entfernen. Steht daher der Hebel 52 an der Stelle der kleinsten Kegelkreise, so bleibt er vollkommen ruhig stehen, der Schaltmechanismus wird nicht beeinflußt. Bewegt sich jedoch die Welle 7 und mit ihr der Konus 51 bei abnehmendem Arbeitsdruck nach rechts, so gelangt der Hebel 52 an immer größere Kreise von zunehmender Exzentrizität, die Hebelausschläge und damit der Betrag der Schaltung werden also immer größer. Auf diese Weise wird.die Größe der Schaltung geregelt.

Eine weitere Ausführungsform ist in den Fig. ι bis 7 dargestellt.

Das Sägeblatt 1 ist in bekannter Weise auf Welle 2 befestigt und diese wird durch Schnecke 7¹ und Schneckenrad 4 angetrieben. Das Schneckengehäuse ist in bekannter Weise derart am Schlittengehäuse montiert, daß man dasselbe um den Mittelpunkt der Schneckenwelle drehen und einstellen kann. Der die Säge ι tragende Führungsschlitten 6 ist in entsprechender Weise im Maschinenkörper verschiebbar gelagert (Fig. 2).

Die Lagerplatten 22 und 23 sind durch Distanzbolzen miteinander in starrer Verbindung gehalten und erstere ist mit dem Schiitten 6 fest verbunden. Zwischen den beiden Lagerplatten sind die Antriebriemscheiben 10 (Fest- und Losscheibe) sowie der Vorschubmechanismus eingebaut. Die Schraubenspindel 30 greift in die im Maschinenkörper 5 be- go festigte Mutter 29. Diese Spindel 30 ist in der Lagerplatte durch Bund und Gegenmutter so gehalten, daß sich wohl drehen, aber nicht verschieben läßt, so daß eine Drehung oder Schaltung der Spindel 30 eine Bewegung des Schlittens 6 in der Längsrichtung bewirkt. Die Schaltscheibe 31 ist in der Lagerplatte 23 angeordnet und durch Feder und Nut mit der Schraubenspindel 30 verbunden. Auf der Nabe der Schaltscheibe sind beiderseits die Hebel 27 drehbar, die durch Bolzen 25 und Exzenterstange 40 mit der Exzenterbüchse 9 in Verbindung stehen, deren exzentrischer Teil mit 21 bezeichnet ist. Beim Rotieren der Büchse 9 wird die um den Bolzen 25 drehbare Schaltklaue 26 mit der Nase 28 (Fig. 5) entsprechend um den Mittelpunkt der Schaltscheibe 31 in Schwingung versetzt. Auf der Büchse 9 sind auch die Antriebscheiben montiert. Die Festscheibe ist mit der Schneckenwelle 7 durch Büchse 9 so verbunden, daß eine Drehung der Büchse auch eine Drehung der Schneckenwelle 7 bewirkt, wobei sich letztere beliebig in der Büchse verschieben kann. Gegen seitliche Verschiebung ist Büchse 9 in der Lagerplatte 23 gesichert und ist durch runde Muttern leicht einstellbar.

Die Schnecke 7¹ ist mit der Schneckenwelle 7 aus einem Stück gebildet und am hinteren Ende in der Büchse 8, vorn im Schneckengehäuse 3 gelagert. Die Büchse 8 ist in einer Bohrung der Lagerplatte 22 angeordnet und mit einem Bund

versehen, der nur eine Verschiebung der Büchse im Sinne des Pfeiles y zuläßt. Die Schneckenwelle 7 ist mit zwei runden Muttern 12 versehen, um die Welle genau einstellen zu können. An der Lagerplatte 22 ist ferner um Bolzen 14 drehbar der Hebel 15 montiert (Fig_t 1 und 2), welcher sich mit dem kürzeren Hebelarm gegen die Büchse 8 stützt und mit seinem' längeren Teile mit dem Federkolben 18 bezw. Feder 17 in Berührung steht. Letztere erhalten ihre Führung in dem im Schlitten 6 befestigten Federgehäuse 16. Dasselbe hat in seinem oberen Teile Irinengewinde, in das die Schraube eines Handrades oder Handhebels 19 eingreift, um die Feder 17 entsprechend spannen zu können. Die Büchse 8 stützt sich bei gespannter Feder mit ihrem Ansatz gegen die Lagerplatte 22. Die Zeichnung Fig. 1 zeigt den Hebel 15 in der tiefsten Lage. In diesem Falle läuft die Schnecke vermöge der Hebelwirkung rechtsseitig am Schneckengehäuse an. Die Maschine ist dann im Ruhezustande.

Arbeitet nun die Säge in der Richtung des Pfeiles Z und überschreitet der Umfangswiderstand des Sägeblattes eine gewisse Größe, so wird das Schneckenrad 4 das Bestreben zeigen, die Schnecke 7¹ und Schneckenwelle 7 in der Richtung des Pfeiles y (Fig. 1) zu verschieben, da in diesem Falle Schnecke und Schneckenrad als Zahnrad und Zahnstange wirken. Diese Verschiebung der Schneckenwelle 7 bewirkt aber gleichzeitig eine Längsverschiebung" der Büchse 8. Da mit letzterer der Winkelhebel 15 in Berührung steht, wird dieser bei vorgenannter Längsbewegung die Feder 17 stärker anspannen. Ein größerer oder kleinerer Umfangswiderstand des Sägeblattes bewirkt also eine kleinere oder größere Längsbewegung der Schneckenwelle 7 sowie der Büchse 8 und einen entsprechenden Ausschlag des Hebels 15 bezw. eine stärkere oder kleinere Spannung der Feder 17.

Mit der Schneckenwelle 7 ist am äußersten

rechten Ende derselben der kürzere Arm des am Bolzen 34 drehbar gelagerten Winkelhebels 35 zwangläufig in der Achsenrichtung in bekannter Weise verbunden. Mit seinem längeren Arm steht der Winkelhebel 35 mit dem an der Lagerplatte 23 um Bolzen 41 drehbar montierten Steuerhebel 36 durch Feder 37 in steter Berührung (Fig. 5, 6 und 7).

In Fig. 5 ist die der. Fig. 1 entsprechende Anfangsstellung des Vorschubmechanismus dargestellt. Der Winkelhebel 35 hat dann mit seinem kürzeren, mit der Schneckenwelle 7 verbundenen Ende den größten Ausschlag nach rechts und der längere Hebelarm seinen größten Ausschlag nach oben erreicht und mit ihm auch der Steuerhebel 36 infolge der Wirkung der Feder 37.

Rotiert nun Schneckenwelle 7, Büchse 9 und Exzenter 21, so wird die Schaltklaue 26 einen der Exzentrizität des Exzenters 21 entsprechenden Ausschlag machen und in diesem Falle (Fig. 5) dem Schlitten 6 durch Schaltscheibe 31 und Schraubenspindel 30 den größten Vorschub erteilen, da die Schaltklaue durch nichts gehemmt ist, ihren ganzen Ausschlag zu machen und sie bei dieser Lage mit ihrer Nase 28 mit dem Hebel 36 und der Kurve 38 nicht in Berührung kommt. Wächst aber der Widerstand des Sägeblattes, so wird auf die Schnecke 7¹ ein größerer Gegendruck ausgeübt und die Schneckenwelle 7 wird sich daher in der Richtung des Pfeiles y verschieben, den Steuerhebel 36 bezw. 38 niederdrücken und diesen mit dem Daumen 28 der Schaltklaue 26 in Berührung bringen, so daß beim Ausschlag der Schaltklaue 26 der Daumen 28 derselben auf dem Hebelteil 38 schleift und der Eingriff der Schaltklaue 26 in das Schaltrad 31 von der Hebel-Stellung und der Form der Kurve 38 des Hebels 36 beeinflußt wird. Die Dauer der Berührung der Kurve 38 und des Daumens 28 hängt also direkt vom Umfangswiderstand des Sägeblattes ab. Je nach dem Umfangswiderstand des Sägeblattes wechselt auch die Eingriffsdauer der Schaltklaue in das Schaltrad und hiermit der Vorschub des Sägeschlittens 6.

Ist der Widerstand des Sägeblattes so groß, daß der Steuerhebel 36 ganz niedergedrückt wird und beim Ausschlag der Schaltklaue der Daumen 28 derselben ganz auf dem Kurventeil 38 des Hebels 36 schleift, so findet überhaupt kein Vorschub statt, da die Schaltklaue 26 mit der Schaltscheibe 31 nicht in Berührung kommen kann (Fig. 7). Hat der Umfangswiderstand des Sägeblattes wieder nachgelassen, so wird der Schaltklaue 26 durch entsprechende Einstellung des Steuerhebels 36 wieder eine längere Berührung mit dem Schaltrad 31 erlaubt.

Es stellt sich also der Vorschub des Sägeblattes bezw. Schlittens 6 beim Arbeiten infolge der eigenartigen Anordnung und Wirkung des beschriebenen Mechanismus genau nach dem jeweilig am Umfang des Sägeblattes auftretenden Schnittwiderstand ein und hört bei zu großem Anwachsen des letzteren ganz auf.

Der für jedes Material zulässige größte und kleinste Vorschub bei entsprechender Spantiefe no läßt sich bequem ausprobieren und durch Handrad oder Handhebel 19 genau einstellen und am Federgehäuse auf einer Skala markieren.

Durch Herunterdrücken des Steuerhebels von Hand kann man den Vorschub momentan unterbrechen. :

In den Fig. 19 bis 21 ist eine von den vielen möglichen Anordnungen an Bohrmaschinen gezeigt.

Die achsial verschiebbare Antrieb welle 7, welche mittels Schraubenräder die Bewegung auf die Bohrspindel überträgt, belastet wieder

Claims (6)

eine Feder 17. Die Längsbewegungen der Achse 7 werden durch den Hebel 61 auf die Welle 62 übertragen, welche mittels des Reibungsgetriebes 63, 64 den Vorschub bewirkt. Da die Scheibe 63 auf der Welle 62 festsitzt, folgt sie nicht nur der Drehung, sondern auch der Längsbewegung derselben, ändert also durch die letztere ihren Abstand von der Drehachse 65, d. h das Übersetzungsverhältnis zwischen den Scheiben 62 und 63. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Änderung desselben so, daß einer größeren Belastung der Welle 7 ein geringerer Vorschub der Bohrspindel entspricht. Diese Anordnung zeigt die höchst erreichbare Regulierfähigkeit; es wird der geringsten Änderung des Arbeitsdruckes sofort eine Änderung des Schaltungsbetrages folgen. In den Fig. 11 und 12 ist noch ein Beispiel an einer Zylinderbohrmaschine vorgeführt. Die Antriebwelle 7 übt durch die achsiale Komponente des Druckes der Schnecke 71 eine Kraft auf die Feder 44 aus und folgt deren elastischer Bewegung, die mit Hilfe des Hebels 48 auf einen Bolzen 49 übertragen wird, der infolgedessen mehr oder weniger weit aus seiner Führung ragt und einen Anschlag für das Schaltkreuz 70 bildet, das in bekannter Weise auf die Schaltspindel 72 des Messerkopfes 71 wirkt. Je nachdem der Bolzen näher oder weniger nahe zu dem Schaltkreuz sich einstellt, wird eine größere oder geringere Schaltung erfolgen. In ähnlicher Weise, wie an den bisherigen Beispielen gezeigt, läßt sich das Schaltungssystem an allen Werkzeugmaschinen, auch bei solchen, die nicht kontinuierlich, d. h. mit Arbeits- und Leergang arbeiten, anwenden, sobald bei den letzteren die Einrichtung so getroffen ist, daß die Schaltung während des Arbeitsganges erfolgt. Als elastische Mittel .können außer den in den Zeichnungen angegebenen Federformen jede beliebige und zweckmäßige andere, auch Luft, Gummi, Gewichte usw., angewendet werden; statt der Hebelübertragung kann man auch direkte oder hydraulische oder andere Übertragung wählen. Die Entnahme der Kraft zur Beeinflussung des . elastischen Mittels kann an beliebiger geeigneter Stelle auch im Vorschubmechanismus erfolgen. Als Schraube und Schraubenrad ist auch die Anordnung anzusehen, wenn der Werkzeugantrieb durch Stirnräder, Riemscheiben o. dgl. erfolgt, von denen eines im Innern der Nabe schraubenförmige Gänge besitzt, in welche entsprechende, auf der zugehörigen Welle sitzende - Gewindekörper oder Bolzen o. dgl. eingreifen und so die Kraft übertragen. Auch hier wird je nach der Größe der letzteren eine mehr oder weniger bedeutende Achsialkraft ausgeübt, die in vorbeschriebener Weise benutzt werden kann. Um die Schaltung entsprechend dem Material einstellen zu können, sind die Federn usw. regulierbar anzuordnen. Patent-A ν Sprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des Vorschubes für Werkzeugmaschinen gemäß dem Arbeitsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel mittels Schnecke und Schneckenrad oder mittels eines Schrauben-' räderpaares von einer in der Längsrichtung elastisch gestützten Welle (7) angetrieben wird, deren achsiale, durch den Arbeitsdruck bewirkte Verschiebung auf das Schaltungsgetriebe der Vorschubvorrichtung in der Weise einwirkt, daß die Größe jedes einzelnen Schalthubes entsprechend der Zunahme oder

. Abnahme des Arbeitsdruckes verkleinert oder vergrößert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsialdruck der Antriebschnecke von einer Feder aufgenommen und die von dieser zugelassene Längsbewegung der Antriebswelle mittels eines Konus auf einen Hebel derart übertragen wird, daß der letztere eine Schaltklinke auf längerem oder kürzerem Wege zum Eingriff

■ mit dem Schaltrad gelangen läßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbewegung der Antriebswelle durch einen Hebel auf einen Bolzen übertragen wird, der durch seine größere oder geringere Annäherung an ein Schaltkreuz dieses um einen mehr oder weniger großen Betrag verdreht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbewegung der Antriebswelle einen unrunden Körper von ansteigender Exzentrizität verstellt, der den Schaltgang der Klinke bewirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbewegung der Antriebswelle den Ausschlag eines Steuerhebels (36) verursacht, welcher die Dauer des Eingriffs der Schaltklaue mit der Schaltscheibe beeinflußt und dadurch die Regulierung bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Längsbewegung der Antriebswelle ein Reibungsrad achsial verschoben wird, das in einem Reibungswinkelgetriebe der Schaltvorrichtung eingebaut ist und durch seine Verschiebung zur Achse der Gegenscheibe die Übersetzung und damit das Verhältnis zwischen Arbeits- und Schaltgeschwindigkeit ändert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.