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Werkstück-Aufnahme- und Teilvorrichtung
Es sind schon seit langem Teilköpfe
bekannt, die auf Fräsmaschinentische aufgesetzt werden, um in die aufgespannten
Werkstücke in gleichmäßigen Abständen Zahnlücken, Nuten od, dgl. zu fräsen oder
(auf anderen Maschinen) zu hohem. Ähnliche Teilköpfe werden auch in senkrechter
Anordnung auf Bohrmaschinen verwendet, um Löcher in bestimmten Winkel abständen
in das Werkstück zu bohren. Das Schwenken des Werkstückes wird dabei gewöhnlich
durch Drehen der Teilscheibe von Hand vorgenommen, während das Sichern an einem
feststehenden Teil der Vorrichtung durch Einsetzen eines sogenannten Indexstiftes
in die mit Löchern in bestimmten Winkelabständen versehene Teilscheibe erfolgt.
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Auch wenn es sich darum handelt, große und schwere Werkstücke in
dieser Weise anzureißen oder zu bearbeiten, mit Bohrungen oder Ausfräsungen zu versehen,
wurden bisher Teil- bzw.
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Aufspannscheiben verwendet, die an ihrem Außendurchmesser oder an
einer ihrer Planseiten mit in bestimmten Winkelabständen gebohrten Indexlöchern
versehen waren und welche von Hand geschwenkt und durch ebenfalls mit der Hand betätigte,
unter Federdruck stehende Indexbolzen gesichert wurden. Derartige Teil- und Aufspannvor-
richtungen
sind aber nur für bestimmte Winkelteilungen verwendbar, und da nur eine begrenzte
Zahl von Indexlöchern eingebohrt werden kann, mußte sehr oft eine größere Anzahl
von Teilscheiben mit untereinander verschiedenen Winkelteilungen auf Lager gehalten
werden. Das Auswechseln und Bedienen erforderte unter diesen Umständen sehr viel
Zeit, ganz abgesehen davon, daß auf diese Weise gleichzeitig viel Stahlmaterial
immobilisiert wurde. Ferner sind drehbare Werkstückaufnahmetische an Werkzeugmaschinen
bekannt, die durch eine Kombination hydraulischer und elektrischer Mittel periodisch
weitergeschaltet werden. Für diese ist jedoch der Schaltweg unveränderlich festgelegt,
und es besteht keine Mölglichkeit, ihn irgendwie zu verändern, vor allem, weil dazu
bei derartigen Werkzeugmaschinen keine Notwendigkeit vorliegt.
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Die hinsichtlich des eigentlichen Teilvorganges bestehenden Schwierigkeiten
sind nunmehr durch die Erfindung beseitigt worden. Der Gegenstand derselben stellt
eine V\Terkstückaufnahme und Teilvorrichtung dar mit einer an dem Umfang der drehbar
gelagerten Aufspannscheibe angreifenden Feststellvorrichtung und einem dieAufspannscheibe
drehenden Elektromotor, die durch eine sich mit ersterer drehenden Kommandoscheibe
in Verbindung mit einer feststehenden skalierten Kontaktscheibe so gesteuert werden,
daß nach Betätigung eines Einschalters eine Drehung der Aufspannscheibe um einen
Winkelbetrag (bis zu 36ob) erfolgt, der durch in die feststehende Skalenscheibe
einzusetzende Kontaktstifte festlegbar ist.
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Ein wichtiges Einzelmerkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß
die Aufspannscheibe in der Raststellung durch ein in den gezahnten Umfang derselben
eingreifendes, radial verschiebbares, unter Einwirkung eines elastischen Mittels,
beispielsweise einer Druckfeder, stehendes Zahnsegment sowie ein in eine Schwalbenschwanznut
der Aufspannscheibe eingreifendes. durch ein elastisches Mittel, beispielsweise
eine Druckfeder, betätigtes KeilsegmeBtt gesichert wird.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß
während des Schaltvorganges das Zahnsegment ebenso wie das Klemmelement durch Zugmagneten
außer Eingriff gebracht werden und daß das Zahnsegment durch ein unter der Wirkung
eines elastischen Mittels, beispielsweise einer Druckfeder. stehendes Streckgelenk
in der ausgerückten Stellung gesichert wird.
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Eine andere Einzelheit der Erfindung besteht darin, daß die zwischen
Elektromotor und Feststellvorrichtung vorgesehenen Ubertragungselemente zwei durch
Schaltstifte in der Skalenscheibe einschaltbare, unter dem Einfluß einer Doppelkupplung
stehende Geschwindigkeiten aufweisen, wovon ein Teil durch ein elastisches Mittel,
beispielsweise eine Zugfeder, und der andere Teil durch einen Zugmagneten betätigt
wird.
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In der Zeichnung ist eine zweckmäßige Ausfübrungsform des Erfindungsgegenstandes
als Beispiel dargestellt. und zwar zeigt Abb. I einen Querschnitt durch den Gesamtmechanismus
mit eingezeichnetem Schaltplan, Abb. 2 eine Seitenansicht von rechts gemäß Abb.
I mit der Skalenscheibe, dem Kranz der Aufspannscheibe und dem Antriebsmotor.
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Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, baut sich die Vorrichtung auf
aus. einem Lagerbock I, der beispielsweise gegenüber dem Spindelkasten des Bohr-
und Fräswerkes aufgestellt wird und in dem bei 2 und 3 die Welle 4 der Teilscheibe
5 gelagert ist. An der Teilscheibe wird das Werkstück W in bekannter Weise befestigt.
Die Teilscheibe ist mit einem verzahnten Kranz 6 versehen, in den ein in dem Lagerbock
radial zur Scheibe verschiebbares, in gleicher Weise verzahntes Segment 7 einfaßt,
welches die Teilscheibe in der gewünschten Stellung festhält. Das Andrücken des
Segments in die Verzahnung 6 geschieht durch eine Feder 8'.
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Diese ist zwecks Verstellung des Spanndruckes auf einem schraubbaren
Element 8a angeordnet. Nach erfolgter Feststellung der Scheibe wird diese außerdem
noch durch eine Klemmvorrichtung gesichert, die weiter unten beschrieben wird. Das
Zahnsegment wird während des Schaltvorganges durch ein unter der Wirkung einer Druckfeder
ga stehendes Streckgelenk 9 in der ausgerückten Stellung gehalten, das vor jedem
Festlegen der Teilscheibe durch den Zugmagneten 10 bzw. eine Gabel IOn wieder aus
seiner Strecklage gezogen wird.
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Das Herausschieben des Segments 7 aus der Verzahnung 6 geschieht
durch einen in den Steuerstromkreis der Maschine eingeschalteten Zugmagneten 12,
der vermittels einer Zahnstange 13, eines Zahnrades 14 und eines Nockens I5, die
beide auf Welle I6 befestigt sind, auf eine seitlich an das Segment 7 angeordnete
Rolle I7 einwirkt und so das Segment gegen den Druck der Feder 8 nach unten verschiebt,
d. h. außer Eingriff bringt.
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Die Zahnstange wird nach Ausschalten des Magneten durch eine Feder
I8 in ihre Normalstellung zurückgezogen.
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Um die Teilscheibe während der Bearbeitung des Werkstückes unnachgiebig
festzuhalten, ist noch eine Klemmvorrichtung vorgesehen, die folgende Bauelemente
aufweist: In dem in der Rückseite der Teilscheibe 5 befestigten Innenzahnkranz 20,
der zum Schalten der Scheibe durch weiter unten beschriebene Mittel dient, ist eine
schwalbenschwanzförmige Nut 2I eingearbeitet, in welche, wie aus Abb. I ersichtlich,
ein mit entsprechenden Kegelflächen versehenes Segmentstück 22 einfaßt, dessen Schaft
23 bei 2qi und 2'5 in Querwänden des Lagerbockes I verschieblich gelagert ist. Der
Schaft trägt einen Stellring 26, gegen den sich die Druckfeder 27 legt, welche das
Segment in der Nut 21 festzieht. Das Lösen der Klemmung vor dem Weiterschalten der
Teilscheibe geschieht durch einen weiteren, in den Kommandostromkreis der Vorrichtung
eingeschalteten Zugmagneten 28, der mittels einer Zahnstange 29, eines Zahnrades
3,0 und'eines Exzenternockens 31, welch letztere beide Elemente auf der Welle 32
sitzen, auf die Rolle 33 wirkt, welche durch eine Aufnahme 34 an dem
Schaft
23, befestigt ist. Die Zahnstange 29 des Zugmagneten 21S wird durch ein elastisches
Mittel, beispielsweise eine Druckfeder 35, nach Abschalten des Magneten in ihre
Ausgangsstellung zurückgeführt.
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Das Schalten der Teilscheibe erfolgt durch den Elektromotor40. Es
ist eine langsameGeschwindigkeit für kurze Teilweg und eine schnellere für große
Teilwege bzw. eine Kombination beider vorgesehen. In beiden Fällen treibt der Motor
vermittels einer Schnecke 41 das auf der Welle 42 lose laufende Schneckenrad 4!3
an (Abb. I). Dieses besitzt auf beiden Seiten Kupplungsflächen 44 und 45, auf die
eine Doppelkuppinug 46 und 47 wirkt, welche beispielsweise durch Hebel 918 49 und
einen Zugmagneten 50 gegen den Druck eines elastischen Mittels, beispielsweise einer
Druckfeder 51I, so verschoben werden kann, daß einmal die Flächen44 und 46 und das
andere Mal die Flächen 45 und 47 gekuppelt sind. Die schnelle Teilgeschwindigkeit
wird erzielt durch Kuppeln von 44 mit 46. Der I(raftfluß geht dann unmittelbar durch
die Welle 42, die in geeigneter Weise in dem Lagerbock drehbar gelagert ist, und
das darauf befestigte Ritzel 55 auf den Zahnkranz 20. Zur Erzielung der.langsamen
Geschwindigkeit wird 47 und 415 gekuppelt.
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Der Kraftfluß geht dann über das auf Welle 42 sitzende Ritzel 56 auf
das große Zahnrad 5Q, welches auf Welle 58 angeordnet ist und weiter über das auf
der gleichen Welle befindliche Ritzel 59 und das große Zahnrad 60, welches wieder
auf Welle 42 befestigt ist, auf das Ritzel 55.
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Die elektrische Steuerung des Schaltvorganges geschieht durch eine
auf Welle 4 befestigte Kommandoscheibe 65, welcher über Schleifringe 66, 67 und
Kontaktkohlen 68, 69 normal gespannter Strom zugeführt wird. Außerdem weist diese
Scheibe an ihrer äußeren Planseite drei Führungsnuten 70, 71, 72 auf, über denen
federnde Kontakte So für die Gradeinteilung und 81 für den Schnell-Langsam-Gang
stromführend befestigt sind (Abb. 2). Die Linie, auf welcher die Kontakte 80, 8I
Kontakt geben, ist die ständige Ausgangsnulllinie. ueber der Kommandoscheibe, und
zwar fest in einem Gehäuse des Lagerbockes angeordnet, befindet sich eine Einstellscheibe
75 mit der in 360° eingeteilten Skala 76. Jede Gradteilung ist mit einem Loch 77
zur Aufnahme eines Schaltstiftes 78 versehen, und zwar versetzt, um die Löcher nicht
zu klein halten zu müssen.
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Es sind daher drei Lochscheiben vorgesehen.
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T)ie beiden äußeren für die eigentliche Gradeinstellung bzw. Schaltung,
der innere für die Steuerung des langsamen und schnellen Ganges der Teilscheibe.
Der Winkelbetrag, um den weiter geschaltet wird, kann durch einen sich mit Welle
4 drehenden Zeiger 92 an der Skala 76 abgelesen werden.
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Der Schaltvorgang ist folgender: Die Teilscheibe soll sich beispielsweise
um 100 weiterdrehen. Es wird zu diesem Zweck in die Skalenscheibe 75 bei 100 (je
nachdem, in dem äußeren oder mittleren Kreis) ein Kontaktstift 78 eingesetzt. Zum
Ingangsetzen der Vorrichtung wird sodann der Befehlsschalter (Wischkontakt) 812
betätigt (vgl. Schaltbild Abb. I). Dieser schließt den Steuerstromkreis für Schütz
1, welches den Zugmagneten 12 des Zahnsegments 7 betätigt. Durch Zahnstange I3,
Zahnrad I4 und Nocken 15 wird infolgedessen das Zahnsegment 7 außer Eingriff gebracht
und durch das Streckgelenk g in der ausgerückten Stellung gehalten. Dadurch wird
gleichzeitig der am Segment befindliche Schalter 79 geschlossen (Abb. I), welcher
über Schütz II die Festhaltung 212 der Scheibe lüftet. Damit wird der Haltestrom
für Schütz 1 unterbrochen, und die Feder in drückt die Zahnstange I3. in die Ausgangsstellung
zurück. Bei Auslösung der Festhaltung 22 und nach Abfallen des Schützes I schließen
sich die Hilfskontakte 84, 8, wodurch der Steuerstromkreis für das Motorschütz III
geschlossen wird und der Motor 40 anläuft. Parallel zur Schützspule III liegt ein
Zeitrelais 86, welches nach Anlaufen des Motors sich in den auf die Schaltstifte
78 wirkenden Stromkreis einschaltet. Die Kommandoscheibe 65; dreht sich in der Pfeilrichtung
(Abb. 2), bis der Kontakt 80 gegen den auf 100 stehenden Stift 78 gefahren ist,
wodurch der Stromkreis über ein Relais 93 gegen Erde geschlossen wird. Hierdurch
wird der Zugmagnet 10 betätigt, der das Streckgelenkg über den Totpunkt zurückzieht.
Die Feder 8 drückt dann das Zahnsegment 7 in den Teilzahnkranz 6 ein. In diesem
Moment werden alle Stromkreise unterbrochen, und zwar dadurch, daß sich Kontakt
79 (Abb. I) öffnet. Dadurch wird gleichzeitig die Festhaltung 22 blockiert, und
die Scheibe steht in der gewünschten Stellung arbeitsbereit.
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Soll nun die Teilung über einen größerenWinkelbetrag, z. B. 600,
erfolgen, würde die Umdrehungsgeschwindigkeit von beispielsweise Vs Umdrehung pro
Minute zu gering sein. Die Schaltung wird also zweckmäßig über den Schnellg,ang
erfolgen. Das Anfahren und ein kurzer Weg vor dem Abschalten erfolgt jedoch zweckmäßig
zur Überwindung der Schwungmassen vermittels des Langsamganges. Zu diesem Zweck
wird also in den inneren Schaltkreis der Scheibe 755 bei etwa 2!0 ein Indexstift
eingesetzt, mit dem sofort nach dem Anfahren der Kontakt 81 Verbindung bekommt.
Hierdurch wird der Stromkreis über ein Fortschaitrelais 87 geschlossen. Der Magnet
88 zieht an und schaltet den Stern 89 um einen Zahn weiter. Dadurch wirkt einer
der Nocken der Nockenscheibego auf den Quecksilberkontakt 9I, der das Schütz IV
einschaltet. Dies wieder hat zur Folge, daß die Getriebekupplung44, 46 über den
Zugmagneten so eingerückt wird. Bei etwa 515 bis 560 ist ein weiterer Kontaktstift
781 in die Scheibe 7-5 eingesetzt, gegen den kurz vor Beendigung seines Weges der
Kontakt 8I führt. Dadurch erhält das Fortschaltrelais 88 einen zweiten Stromimpuls,
der den Magneten 50 wieder abschaltet, so daß die Kupplung 44, 46 durch die Feder
51 getrennt und dafür Kupplung 45, 47, db. der langsame Gang der Teilscheibe, eingerückt
wird. Die Abschaltung erfolgt wieder in der gleichen Weise, wie vordem beschrieben,
d. h. ein bei 600 in einen der beiden äußeren Kreise der
Schaltscheibe75
eingesetzter Indexstift 78 bekommt Kontakt mit einem der Federkontakte 8cis, worauf
das Zahnsegment 7 momentan wieder zum Eingriff in den Zahnkranz 6 kommt.