DE2102994B2

DE2102994B2 - Antriebsvorrichtung für die Vorschubbewegungen von Werkzeugmaschinenschlitten

Info

Publication number: DE2102994B2
Application number: DE2102994A
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Kariya Aichi Kobayashi (Japan)
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1970-01-22
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2077270B1; DE2102994A1; DE2102994C3; US3665786A; JPS4843667Y1; FR2077270A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Vorschubbewegungen von Werkzeugmaschinenschlitten mit einer Vorschubspindel und einer die Vorschubspindel antreibenden Welle, mit einer mechanischen Antriebseinrichtung, die über eine erste Kupplung mit der Vorschubspindel in Antriebsverbindung bringbar ist, und mit einer zweiten Kupplung, durch die ein auf der Welle angeordnetes Handrad mit der Vorschubspindel in Wirkverbindung bringbar ist, sowie mit einer Feinvorschubeinrichtung, durch die ein auf der Welle angeordnetes Zahnrad antreibbar ist.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er in der deutschen Auslegeschrift 1 296 989 beschrieben ist. Dort wird durch Betätigung eines Verschiebeelementes in einer Stellung desselben die erste Kupplung zwischen Handrad und Vorschubspindel getrennt, hingegen die zweite Kupplung zwischen mechanischem Antrieb und Vorschubspindel eingerückt; in einer zweiten Stellung des Verschiebeelementes wird die Verbindung zwischen mechanischem Antrieb und Vorschubspindel gelöst, hingegen eine Verbindung zwischen Vorschubspindel und Handrad hergestellt. Ferner ist ein Umschalthebel vorgesehen, der bei Verbindung von Handrad und Vorschubspindel mittels einer Reibungskupplung eine Verbindung zwischen dem Zahnrad, auf das der Feinvorschubantrieb einwirkt, und der Welle, auf der das Handrad angeordnet, ist, herstellt. Zur Umschaltung von Fehvorschub auf normalen Vorschub durch das Handrad — und umgekehrt — ist daher ein Umschaltvorgang notwendig.

Von dort her liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung mit den Betriebsarten
Handbetrieb, normaler Vorschub;
Handbetrieb, Feinvorschub;
Handbetrieb, schnelle Rückwärtsbewegung;
mechanisch angetriebener Vorschub
zu schaffen, bei der der Übergang vom normalen Vorschub von Hand auf den Feinvorschub von Hand sowie der Übergang von beiden auf die schnelle Rückwärtsbewegung im Handbetrieb — und umgekehrt — ohne jeden Schaltvorgang ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Zahnrad koaxial über einer auf der Welle drehbar gelagerten und an sie mit Hilfe der zweiten Kupplung ankuppelbaren Drehbewegungs-Übertragungsscheibe angeordnet ist. die am Unfang zentralsymmetrisch zwei Einschnitte aufweist, gegen deren als Nokkenflächen ausgebildete Innenseiten bei Drehung des Zahnrades in einer ersten Drehrichtung je ein in den Einschnitten angeordneter Rollstift anpreßbar ist. der durch diese Anpressung eine Drehverbindung zwischen Zahnrad und Übertragungsscheibe herstellt, daß ferner in jedem Einschnitt zwischen einer Druckfläche und dem Rollstift ein mit dem Handrad in Verbindung stehender erster Druckstift angeordnet ist, der bei Drehung des Handrades in der ersten Drehrichtung auf diese Druckfläche drückt und dadurch die Drehung des Handrades in der ersten Drehrichtung auf die Übertragungsscheibe überträgt und der bei Drehung des Handrades in entgegengesetzter Richtung über den Rollslift und einen zweiten, zwischen dem Rollstift und einer zweiten, gegenüberliegenden Druckfläche des Einschnittes angeordneten, mit dem Handrad in Verbindung stehenden Druckstift auf diese zweite Druckfläche drückt und dadurch die Drehung des Handrades in der entgegengesetzten Richtung auf die Übertragungsscheibe überträgt.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird er-

reicht, daß im Handbetrieb zwischen normalem Vorschub, Feinvorschub und schneller Rückbewegung gewechselt werden kann, ohne daß besondere Bedienungsvorgänge erforderlich sind. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn im Handbetrieb ein langsames Hrrantasten an das Endmaß des zu bearbeitenden Werkstückes durch den Feinvoischub erfolgt, was e;u abwechselndes Betätigen des Feinvorschubes von Hand und der schnellen Rückwärtsbewegung von Hand notwendig macht.

Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in den Unieransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig.l-

Der Maschinenrahmen 1 trägt einen Schlitten 2, auf ao de.11 ein (nicht gezeigter) Werkstücksupport angebracht ist. Im Maschinenrahmen 1 ist ferner ein Handrad i gelagert. In der Nabe 4 des Handrades 3 sitzt ein in jxialer Richtung verschiebbarer Kupplungsteil 6 oner ersten Kupplung, der über Keile 22 mit einer Welle 5 drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden ist. die im Maschinenrahmen 1 drehbar gelagert ist.

An das Ende der Welle 5 ist ein Schaltknopf 11 angeschraubt, durch den zwischen Hand-Antrieb und mechanischem Antrieb umgeschaltet werden kann. Ein Drehen des Umschaltknopfs II bewirkt, daß der bewegliche Kupplungsteil 6 über eine Zwischenplatte 33 auf der Welle 5 nach links bzw. nach rechts verschoben vv ird.

Auf der Welle 5 sii/t frei drehbar ein in axialer Riehtung nicht verschiebbarer, zweiter Kupplungsteil 23 der ersten Kupplung. Er ist gegenüber dem beweglichen Kupplungsteil 6 angeordnet. Beide Kupplungsteile 6 und 23 haben sich verjüngende Reibflächen, durch die eine Verbindung zwischen beiden hergestellt wird. wenn der bewegliche Kupplungsteil in F i g. 1 nach rechts gerückt ist. Auf diese Weise dient der Umschaltknopf 11 der Zusammenkupplung bzw. dem Auseinanderrücken der beiden Kupplungsteile b. 23 der ersten Kupplung.

Am (in F i g. 1) rechten Ende des in axialer Richtung nicht \erschiebbaren Kupplungs'.eils 23 befindet sich ein Ritzel 32, das in eine Zahnstange 31 eingreift, die sich in einen (nicht gezeigten) hydraulisch betätigten Zylinder hinein erstreckt, durch dessen hydraulische Betätigung ein mechanischer Vorschubantrieb stattfindet. Wird dieser Zylinder zum Zwecke des mechanischen Vorschubantriebs betätigt, dann wird der Kupplungsteil 23 durch die Zahnstange 31 über das Ritzel 32 angetrieben; diese Drehbewegung wird über den beweglichen Kupplungsteil 6 auf die Welle 5 übertragen. Von dort aus gelangt sie über das Zahnrad 19 an das Zahnrad 20 und damit an eine /weite Welle 21, die parallel zur Welle 5 angeordnet ist. Diese /weite Welle 21 treibt in herkömmlicher, nicht weiter dargestellter Weise die Vorschubspindel an.

Auf dem in axialer Richtung nicht beweglichen Kupplungsteil 23 ist frei drehbar eine Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24 angeordnet. Um sie ist wiederum ein Zylinder lö drehbar, der die Innenseite eines als Schneckenrad 17 ausgebildeten Zahnrades bildet.

Am Umfang der Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24 sind zentralsymmetrisch zwei Einschnitte 25 vorgesehen, die je an beiden Enden Druckflächen 27 und 28 aufweisen.

Zusammen mit der Inneniläche des Schneckenrades 17 begrenzen die Einschnitte 25 freie Räume 41. In einer ersten Kammer dieser freien Räume is·, jeweils ein erster Druckstift 13. in einer zweiten Kammer jeweils ein zweiter Daickstift 14 angeordnet

Die in den beiden ersten Kammern liegenden Druckstifte 13 sind mit der Nabe 4 des Handrades 3 fest verbunden. Die jeweils in den zweiten Kammern angeordneten Druckstifte 14 sind mit einem Kupplungsring 7 fest verbunden, der über dem beweglichen Kupplungsteil 6 angeordnet und Teil einer zweiten Kupplung ist. Die Druckstifte 13 wirken auf die Druckflächen 27 der Einschnitte 25: die Druckstifte 14 wirken auf die Druckflächen 28 der Einschnitte 25.

In den freien Räumen 41 befinden sich zwischen den Druckstiften 13 und 14 Rollstifte 15. Diese Rollstifte 15 sind zwischen der Innenseite des Schneckenrades 17 und Nockenflächen 25a der Einschnitte 25 eingekeilt. Sie werden auf diese Nockenflächen 25a von Druckfedern 26 gedrückt, die an den Druckstiften 14 angebracht sind.

Wird nun das Schneckenrad 17 — und mit ihm seine zylindrische Innenseite 16 -- im Uhrzeigersinn gedreht, dann werden die Rollstifte 15 zwischen die Innenseite 16 und die Nockenfläche 25a eingeklemmt und bewirken so. daß die Übertragungsscheibe 24 ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Rollstifte 15 haben einen bestimmten Abstand zu den ihnen gegenüberliegenden Enden 13a der ersten Druckstifte 13.

Am Rand des Kupplungsringes 7. der auf der Außenseite des beweglichen Kupplungsteiles 6 angebracht ist. ist eine Kontaktplatte 34 angebracht, deren eine Seite gegenüber einer Seitenfläche des beweglichen Kupplungsteiles 6 liegt. In radialer Richtung außerhalb des Kupplungsteiles 6 ist ein Umschalter 9 parallel /ur Welle 5 angeordnet und wirkt au^f ein Druckstück 10. Unter dem Druck des Umschalters 9 preßt das Druckstück 10 die Kontaktplatte 34 an die Seitenfläche des beweglichen Kupplungsteiles 6 und stellt so eine Drehverbindung zwischen dem beweglichen Kupplungsteil 6 und dem Kupplungsring 7 her. In der zweiten möglichen Stellung des Umschalters 9 stellt das Druckstück 10 eine Drehverbindung zwischen dem beweglichen Kupplungsteil 6 und dem Handrad 3 her.

Außerhalb der Nabe 4 des Handrades 3 ist ein Skalenring 8 drehbar angeordnet. Er kann mit Hilfe eines Druckknopfes 12 gegenüber dem Handrad 3 festgestellt werden.

Das Schneckenrad 17 wird von einer Schnecke 29 angetrieben, die im Lager 30. wie aus F i g. 2 ersichtlich, drehbar gelagert ist. Am Ende der Schnecke 29 ist eine Feineinstellschraube 18 vorgesehen. Über diese Feineinstellschraube 18 findet der Feinvorschubantrieb durch entsprechende Untersetzung über Schnecke 29 und Schneckenrad 17 statt.

Im folgenden worden die verschiedenen Betriebsarien beschrieben:

Für den normalen Hand-Antrieb wird zunächst der bewegliche Kupplungsteil durch Betätigung des Umschaltknopfes 11 von dem in axialer Richtung nicht verschiebbaren Kupplungsteil 23 getrennt, so daß — entgegen der Darstellung in F i g. 1 — eine Kupplung der Bewegung dieser beiden Kupplungsteile nicht stattfindet. Außerdem wird das Druckstock 10 nach rechts gedruckt, so daß die Koniaktplaite 34 eine Drehverbindung zwischen dem beweglichen Kupplungsteil 6 und

dem Kupplungsring 7 herstellt.

Wird in diesem Zustand das Handrad 3 nach rechts, d. h. im Uhrzeigersinn gedreht, dann wirken die mit ihm über die Nabe 4 fest verbundenen Druckstifte 13, wie aus F i g. 2 ersichtlich, gegen die Druckflächen 27 der Übertragungsscheibe 24. Die Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24, die auf dem in axialer Richtung nicht verschiebbaren Kupplungsteil 23 gelegen ist, wird dann ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht. Diese Drehung der Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24 bewirkt nun ihrerseits durch Druck der Druckflächen 28 auf die zweiten Druckstifte 14. daß diese sich ebenfalls im Uhrzeigersinn drehen. Die Drehung der Druckslifte 14 wird nun über den mit ihnen verbundenen Kupplungsring 7, den beweglichen Kupplungsteil 6, die Welle 5. die Zahnräder 19 und 20. sowie über die Welle 21 auf die (nicht gezeigte) Vorschubspindel übertragen.

Ist auf diese Weise der Werkslückschlitten so weit an das Werkzeug herangeschoben worden, daß eine abschließende Feinbearbeitung notwendig wird, findet die Fe'"bearbeitung über die Feineinstellschraube 18 statt, da der Vorschubantrieb vom Handrad 3 aus der notwendigen Bearbeitungsgenauigkeit von einigen Mikrometern nicht mehr gerecht wird.

Die Feineinstellschraube 18 dreht die Schnecke 19 und damit das Schneckenrad 17, das seinerseits nun wieder (in F i g. 2) im Uhrzeigersinn gedreht wird. Selbstverständlich dreht sich ebenso der Innenzylinder 16 im Uhrzeigersinn.

Die Drehung des Innenzylinders 16 des Schneckenrades 17 im Uhrzeigersinn wird auf die Drehbewegungs-Über;.agungsseheibe 24 durch die Rollstifte 15 übertragen. Sie sind zwischen dem Innen/yünder 16 und den Nockenflächen 25a der Einschnitte 25 eingekeilt und stellen auf diese Weise eine Verbindung her. Die Drehung der Drehbewegungs-Übertragungsscheibc 24 wird dann durch die Druckflächen 28 auf die Druckstifte 14 übertragen. Diese wieder drehen den Kupplungsring 7 und über diesen den beweglichen Kupplungsteil 6, die Welle 5. die Zahnräder 19, 20 und die zweite Welle 21. Über diese findet dann die Drehung der (nicht gezeigten) Vorschubspindel statt.

Um eine schnelle Rückwärtsbewegung des Vorschubes zu erreichen, wird das Handrad 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Damit werden auch die Druckstifte 13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, die ja mit der Nabe 4 des Handrades 3 verbunden sind. Dann drücken die Druckflächen 13a der Druckstifte 13 auf die RoII-stifte 15 und lösen so die Verkeilung der Rollstifte 15 und drücken diese unter Überwindung der Federkraft der Federn 26 auf die Druckstifte 14. Auf diese Weise wird die Drehung im Gegenuhrzeigersinn von den Druckstiften 13 über die Rollslifte 15 auf die Druckstifte 14 übertragen. Dann dreht sich auch die Drehbewegung^-Übertragungsscheibe 24 mit den Druckstiften 14 in der gleichen Richtung. Die Drehung der Druckstifte 14 wird dann über den Kupplungsring 7 auf den beweglichen Kupplungsteil 6, die Welle 5, die Zahnräder 19, 20 und die zweite Welle 21 auf die (nicht gezeigte) Vorschubspindel übertragen.

Für den mechanischen Vorschubantrieb werden das Druckstück 10 und die Kontaktplatte 34, die in den soeben beschriebenen Betriebsarten miteinander in Kontakt standen, voneinander durch Betätigung des Umschalters 9 getrennt. Das Druckstück 10 drückt nun gegen die Nabe 4 des Handrades 3. Außerdem wird der Umschaltknopf 11 so eingestellt, daß die beiden Kupplungsteile 6 und 23 miteinander in Eingriff sind. Eine von einem Vorschubzylinderaggrega( über die Zahnstange 31 und das Ritze! 32 auf den Kupplungsteil 23 übertragenen Drehbewegung dreht nun über den Kupplungsteil 6 die Welle 5 und damit über die Zahnrä der 19 und 20 und die Welle 21 die (nicht gezeigte) Vorschubspindel.
Zusammenfassend sei noch einmal hervorgehoben.

ao daß der Vorschubantrieb in der einen Stellung (Kupplungsteile 6 und 23 nicht im Eingriff, d. h. Kupplungsteil 6 gegenüber F i g. 1 nach links verschoben: Umschalter 9 nach rechts, wie in Fig. 1, Drehverbindung zwischen Kupplungsteil 6 und Kupplungsring 7) ohne

aj weitere Umschaltung folgende Betriebsarten zuläßt: Vorschub von Hand durch das Handrad 3, Feinvorschub mit entsprechender Untersetzung durch den Feineinstellknopf 18, schnelle Rückwärtsbewegung bei beiden soeben genannten Betriebsarten durch das Handrad 3.

In einer zweiten Stellung (Kupplungsteile 6 und 23 im Eingriff wie in F i g. 1; Umschalter 9 nach links entgegen F i g. 1) erfolgt

der mechanische Vorschub über Zahnstange 31 und Ritzel 32.

Bewirkt wird diese Vielfach-Funktionsfähigkeit des Vorschubantriebs im wesentlichen durch die Anordnung der Druckstifte 13, 14 und der Rollstifte 15 im Einschnitt der Drehbewegungs-Obertragungsscheibe

24. wodurch in verschiedenen Drehrichtungen verschiedene Kupplungsvorgänge ermöglicht werden. Im Uhrzeigersinn findet vom Schneckenrad 17 über die eingekeilten Rollstifte 15 eine Übertragung der Drehbewegung auf die Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24 und von ihr über die Druckstifte 14 und den Kupplungsring 7 auf den Kupplungsteil 6 und die Welle 5 statt, während gleichzeitig eine nicht durch Schnekkenrad und Schnecke untersetzte Drehung der Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24 durch das Handrad 3 über die Druckstifte 13 möglich ist. Bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn wirken die Druckstifte 13 über die Rollstifte 15 direkt auf die Druckstifte 14 und drehen auf diese Weise die Drehbewegungs-Übertragungsscheibe 24, ohne dabei das Schneckenrad 17 mitzudrehen. so daß eine Trennung beider durch besondere Bedienungsgriffe nicht notwendig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

«■, ,1. Antriebsvorrichtung für die Vorschubbewegungen von Werkzeugmaschinenschlitten mit einer Vorschubspindel und einer die Vorschubspindel an-

> treibenden Welle, mit einer machanischen Antriebseinrichtung, die über eine erste Kupplung mit der Vorschubspindel in Antriebsverbindung bringbar ist, und mit einer zweiten Kupplung, durch die ein auf der Welle angeordnetes Handrad mit der Vorschubspindel in Wirkverbindung bringbar ist, sowie mit einer Feinvorschubeinrichtung, durch die ein auf der Welle angeordnetes Zahnrad antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (17) koaxial über einer auf der Welle (5) drehbar gelagerten und an sie mit Hilfe der zweiten Kupplung (14,7,4,10,6) ankuppelbaren Drehbewegungs-Übenragungsscheibe (24) angeordnet ist. die am Umfang zentralsymmetrisch zwei Einschnitte (25) aufweist, gegen deren als Nockenflächen (25a) aus- ao gebildete Innenseiten bei Drehung des Zahnrades (17) in einer ersten Drehrichtung je ein in den Einschnitten (25) angeordneter Rollstift (15) anpreßbar ist, der durch diese Anpressung eine Drehverbindung zwischen Zahnrad (17) und Übertragungsscheibe (24) herstellt, daß ferner in jedem Einschnitt (25) zwischen einer Druckfläche (27) und dem Rollstift (15) ein mit dem Handrad (3) in Verbindung stehender erster Druckstift (13) angeordnet ist. der bei Drehung des Handrades (3) in der ersten Drehrichtung auf diese Druckfläche (27) drückt und dadurch die Drehung des Handrades (3) in der ersten Drehrichtung auf die Übertragungsscheibe (24) überträgt und der bei Drehung des Handrades (3) in entgegengesetzter Richtung über den Rollstift (15) und einen zweiten, zwischen dem Rollstift (15) und einer zweiten, gegenüberliegenden Druckfläche (28) des Einschnittes (25) angeordneten, mit dem Handrad (3) in Verbindung stehenden Druckstift (14) auf diese zweite Druckfläche (28) drückt und dadurch die Drehung des Handrades (3) in der entgegengesetzten Richtung auf die Übertragungsscheibe (24) überträgt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollstift (15) und der zweite Druckstift (14) von einer Feder (26) im Sinne des Auseinanderdrückens beaufschlagt sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Kupplung (14, 7, 34. 10, 6) in einer ersten Stellung ein erster Kupplungsteil (6) der ersten Kupplung (6. 23) über ein Druckstück (10) mit dem Handrad (3) und in einer zweiten Stellung der erste Kupplungsteil (6) der ersten Kupplung über das Druckstück

(10) eine Kontaktplatte (34). einen Kupplungsring (7) und die zweiten Druckstifte (14) mit der Übertragungsscheibe (24) verbindbar ist und daß ferner die erste Kupplung (16, 23) durch einen Schaltknopf

(11) betätigbar ist, durch den der erste Kupplungsteil (6) von einem zweiten Kupplungsteil (23) trennbar ist, an dem die mechanische Antriebseinrichtung über ein Zahnrad (32) angreift.