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Beschreibung einer Einrichtung zum automatischen Verschieben von Klauenkupplungen
oder Spannschlüssel an Elektro-Spannern und ähnlichen Aggregaten.
Bekannt
sind Elektro-Spanner in der üblichen Bauart, wie sie von den einschlägigen Firmen
hergestellt werden. Bei ihnen wird das Drehmoment eines Antriebsmotors mit hoher
Drehzahl (n = 3000 Upm.) durch ein Planetengetriebe so verändert, daß an der Abtriebsseite
ein hohes Drehmoment (ca. 20 mkg) bei niedriger Drehzahl abgenommen werden kann.
Dieses Drehmoment wird über eine Klauenkupplung oder über einen Spannschlüssel mit-Tierkant
auf eine Gewindespindel oder ein ähnliches Element zur Erzeugung einer Spann - oder
Bewegungskraft übertragen. Bei Erreichung des eingestellten Abtriebs-Drehmoments
sorgt eine Überlastungs-Ratschenkupplung dafür, daß der Spannantrieb nicht zu Bruch
geht.
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Soll das Abtriebs-Drehmoment auf eine Spannvorrichtung ete. übertragen
werden, die während der Bearbeitungsoperationen nicht mit dem Elektro-Spanner in
Verbindung stehen kann, z.B. bei Sonderwerkzeugmaschinen, Transferstrassen und Rundtischmaschinen,
so muß dieselbe in der Spannstation zur Übertragung des Drehmoments mit dem Elektro-Spanaer
gekuppelt werden.Dieses geschieht durch axiale Züstellung des Elektro-Spanners mittels
Schlitten etc. über Klauenkupplungen oder Spannschlüssel mit Vier- oder Sechskant.
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Die dazu benötigten Bewegungen des Blektro-Spanners werden in den
Fällen, wo es die Zeit und die Zugänglichkeit erlauben, durch einen Handhebel erzeugt.
Dort, wo diese Voraussetzungen fehlen, wird der oder bei Mehrfachanordnung die Blektro-Spanner
auf einen Bewegungsschlitten oder ähnliches montiert und hydraulisch, pneumatisch
oder mechanisch verschoben, und so über die Kupplungsteile mit der Vorrichtung in
Eingriff gebracht.
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Das Einkuppeln von Hand bedingt, daß der Blektro-Spanner immer in
unmittelbarer Nähe des Bedienungsmannes angebracht werden muß. Dies ist jedoch ohne
Behinderung des Bedienungsmannes in den meisten Fällen nicht möglich. Außerdem bedeutet
es immer eine zusätzliche Handhabung für diesen.
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Diese Nachteile werden durch eine hydraulische, pneumatische oder
mechanische Mistellung des Elektro-Spanners weitgehend behoben. Diese Zustellungsarten
haben aber den Nachteil, daß man viel Raum benötigt und der erforderliche Kosten-
und Geräteaufwand gehr hoch ist. Außer dem Verstellsohlitten eto. werden nämlich
hierfür umfangreiche Rilfs-und Steuereinrichtungen benötigt, z.8. H'ydraulikpumpe,
Zylinder, Magnetschieber, Mengenregler oder Drosseln für Hydraulik oder Pneumatik.
Bei mechanischer Schlittenbewegung ist ein Zahnradgetriebe mit Elektromotor und
Schaltkupplungen und eine Gewindespindel zur Erzeugung des Eil- und Schleichganges
erforderlich. Hinzu kommen bei allen diesen automatischen Ausführungsmöglichkeiten
die entsprechenden Steuergeräte für die elektrische Anlage (Schütze, Relais und
Bndsehalter ete.) Die bei den vorher aufgezeigten Ausführungsarten beschriebenen
Nach-teile zu beheben bezw, die Kosten und den benötigten Raum auf ein
Minimum
zu reduzieren, soll Aufgabe und Ziel der nachstehend im
ein-
zelnen beschriebenen Erfindung sein.
Es werden
dabei weder hydraulische, pneumatische oder mechanische, noch zusätzliche elektrische
Hilfs- oder Steuereinrichtungen benötigt. Die Baugrösse dieser Einrichtung, kombiniert
mit einem Elektro-Spanner, liegt nur unwesentlich über der eines normalen Elektro-Spanners.
Beim Einschalten des ElektrozSpanners, z.B. über einen Druckknopf, schiebt sich
das Kupplungsstück oder der Spannschlüssel automatisch aus dem Spannergehäuse heraus
und stellt die Verbindung zur Übertragung des Drehmoments auf die Spannvorrichtung
ete. her. Umgekehrü schiebt es sich beim Ausschalten des Spanners wieder in das
Gehäuse zurück und gibt damit die Vorrichtung zum Weitertransport wieder frei. Durch
den Wegfall von Zustellaggregaten, Hilfe- und Steuereinrichtungen jeglicher Art
werden die Kosten ganz erheblich gesenkt und man kann, da die Einrichtung nicht
an eine bestimmte Einbaul2ge gebunden ist, einen mit ihr kombinierten Elektro-Spanner
in jeder age auf engstem Raum unterbringen.
F u n k t i o n s b
e s c h r e i b u n g Die Antriebswelle 1 des hochtourigen Elektromotors 2 ist:gegenüber
der 8 armalausführung verlängert und hohlgebohrt. Auf der Verlängerung sitzt mit
einer Paßfeder der Rotor 3. In den darin befindlichen vier Radialbohrungen 4 liegen
die verzahnten Fliehgewichte 5. Diese stehen mit den auf den Bolzen 6 und Nadellagern
7 gelagerten Zahnrädern 8 im Eingriff. Die Verschiebebüchse 9 ist innen auf der
verlängerten Antriebswelle 1 verschiebbar gelagert und durch Paßfeder 10 gegen Verdrehung
gesichert. Mit ihrem hinteren Ende liegt sie im Gegenlager 11 und ist am Außendurchmesser
an den Stellen verzahnt, mit denen sie in die Zahnräder 8 eingreift. Innen trägt
sie am hinteren Ende zwei Rillenkugellager 12, welche durch den Sicherungsring 13
axial festgelegt sind. In den beiden Rillenkugellagern 12 sitzt die Schubstange
14, die mit einer Sechskantmutter fest gegen die lagerinnenringe geschraubt ist.
Schubstange 14 geht durch die hohlgebohrte Antriebswelle 1 und ist mit der vorderen
Keilwelle 15 zur axialen Mitnahme mit Kegelstift 16 verstiftet. Keilwelle 15 ist
axial verschiebbar in der Lagerbüchse 17 gelagert, die ihrerseits das innenverzahnte
Rad 18 des Planetengetriebes trägt.Sie ist in zwei Kegelrollenlagern axial und radial
gelagert. Druckfeder 19 drückt über den an der Keilwelle 15 angebrachten Bund dieselbe
immer in das Gehäuse hinein, gegen den Sicherunesring 2u. Am äußeren Ende der Keilwelle
ist das zur Verbindunz mit der Vorrichtung etc, benötigte Kupplungsstück 21 auf
das Keilprofil aufgesetzt und durch Kegelstift 22 axial gesichert. Wird über einen
Druckknopf oder Schalter der Antriebsmotor 2 des Elektro-Spanners eingeschaltet,
so läuft die Antriebswelle 1 mit 300n TTnm. Diese nrehzahl wird in dem planetenRetriebe
so stark untersetzt, daß die Keilwelle 15 nurmehr mit 90 Upm. austreibt. Durch die
hohe Umfanisgeschwindigkeit werden die im Rotor 3 liegenden verzahnten Fliehgewichte
5 mit grosser Kraft nach außen geschleudert. Diese Radialbewegung wird über die
Zahnräder.8 auf die Verschiebebüchse 9 übertragen, d.h., in eine Axialbewegung umgewandelt.
Die mit Motordrehzahl umlaufende Verschiebebüchse 9 überträgt über die beiden Rillenkugellager
12 die Axialbewegung auf die mit 90 Upm. umlaufende Schubstange 14, die ihrerseits
die Keilwelle 15 mit dem aufgesetzten Kupplungsstück 21 gegen die Druckfeder 19
aus dem Elektro-Spanner-Gehäuse herausschiebt. Die Axialbewegung der Keilwelle 15
ist gleich gross der Radialbewegung der Fliehgewichte 5. Die auftretenden Zentrifugalkräfte
sind so gross, daß sie die Kraft der Druckfeder 19 mit Sicherheit überwinden, Kupplungsstück
21 kommt durch diese Axialbewegung mit dem Gegenstück an der Vorrichtung etc. zum
Eingriff und überträgt das an der Keilwelle 15 ausgetriebene hohe Drehmoment. Ist
dieses erreicht, d.h, die Vorrichtung gespannt, wird der Antriebsmotor 2 des Elektro-Spanners
ausgeschaltet. Durch den Drehzahlabfall sinkt die Zentrifugalkraft der Fliehgewichte
5 ab und die Druckfeder 19 schiebt die Keilwelle 15 mit dem Kupplungsstück 21 bis
zum Sicherungsring 20 zurück. Hierdurch kommen die Kupplungszähne außer Eingriff
und die Vorrichtung ete. kann weiter transportiert werden, ohne daß der Elektro-Spanner
selbst verschoben wird.
Das Entspannen einer Vorrichtung etc. geschieht
auf dieselbe Art und Weise, nur daß dabei der Antriebsmotor 2 des Elektro-Spanners
in umgekehrter Drehrichtung läuft. Da die Fliehgewichte 5 und somit die Erzeugung
der Zentrifugalkraft bezw. Zentrifugalbewegung von der Drehrichtung unabhängig sind,
schiebt sich also auch beim Einschalten des Antriebsmotors2in umgekehrter Drehrichtung
das Kupplungsstück 21 vor und geht beim Ausschalten wieder in die Ruhelage zurück.
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Die Umlenkung der Radialbewegung der Fliehgewichte 5 kann anstatt
über die Zahnräder 8, auch über Winkelhebel geschehen. Dabei hat man dann. die Möglichkeit,
Kräfte und Wege nach den Erfordernissen zu übersetzen. Gegebenenfalls können auch
zur Erzeugung anderer Zentrifugal- bezw. Axialkräften mehr oder weniger Fliehgewichte
5 im Rotor 3 angeordnet werden.
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Der Antriebsmotor 2 nimmt lediglich während des Anlaufs zur U'berwindting
der Federkraft einige Watt mehr Anlaufstrom auf. Hat er jedoch seine Leerlaufdrehzahl
erreicht, und sind die Fliehgewichte 5 nach außen geschleudert, so steht wie bei
einem normalen Elektroipanner die volle Motorleistung für den Spannvorgang zur Verfügung.
Die zum Verschieben der Klauenkupplung 21 benötigte Zentrifugalkraft wird nämlich
während des Motorleerlaufs aufgebaut und dem Motor 2 die zum Spannen benötigte Leistung
erst abgenommen, wenn die Zentrifugalbewegung der Fliehgewichte 5 beendet, also
die maximale Zentrifugalkraft bezw. die ausgefahrene Stellung der Klauenkupplung
21 erreicht ist. D:bses ist in bezug auf die Energiekosten von Wichtigkeit und es
hat weiterhin den Vorteil, daß beim Einbau dieser Einrichtung in einen Elektro-Spanner
die bisherigen normalerweise verwendeten Antriebsmotore beibehalten werden können.
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Die beiden Endstellungen des Kupplungsstückes 21 können gegebenenfalls
mit Endschaltern kontrolliert werden.
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Vorstehende Funktionsbeschreibung der Einrichtung und die zugehörige
Zeichnung beziehen sich zur besseren Erläuterung auf einen Elektro-Spanner eines
bestimmten Fabrikates, in dessen geringfügig geändertes Gehäuse oben beschriebene
Einrichtung hineinkonstruiert wurde. ")as Prinzip der Verschiebeeinrichtung ist
jedoch nicht an diese Aus-_ührung gebunden, sondern kann in allen Elektro-Spannern
verwendet werden, die auf dem auf Seite 1 beschriebenen Prinzip beruhen.