DE1186295B - Schalt- und Sperrgetriebe fuer insbesondere Spannfutter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 06 h

Deutsche Kl.: 47h-5

Nummer: 1186295

Aktenzeichen: L 33178 XII/47 h

Anmeldetag: 5. Mai 1959

Auslegetag: 28. Januar 1965

Die Erfindung betrifft ein Schalt- und Sperrgetriebe für insbesondere Spannfutter mit zwei einander gegenüberliegenden Spannbacken mit je einem drehbaren und einstellbaren Klemmstück für ein einzuspannendes Werkstück, das mittels eines Schaltrades mit einer Anzahl auf seinem Umfang verteilt angeordneter Arbeitsflächen und mittels eines Treibers weiterschaltbar und einstellbar ist, wobei der Treiber in einer quer zu dem Schaltrad angeordneten Ebene hin- und herbewegbar das Schaltrad und damit die Klemmstücke dreht und es anschließend mit einer an zwei Arbeitsflächen des Schaltrades anliegenden Schrägfläche gegen weitere Drehung verriegelt.

Bekannt ist eine schrittweise zu drehende Welle, die von einem hin- und herbewegten Doppelkolben bewegt wird, wobei der Kolben in seinem Mittelteil eine Ausnehmung hat, die an einem mit der Abtriebswelle in Verbindung stehenden Mitnehmer angreift. Mit diesem Umformer von translatorischer in rotatorische Bewegung ist zwar eine Umwandlung der Bewegungsart, aber keine Verriegelung des Umformers möglich.

Bekannt ist ferner ein ähnlicher Schaltapparat, bei dem jedoch die zu drehende Welle mit einem Schaltrad fest verbunden ist und das Schaltrad beim Hin- und Herbewegen des Antriebskolbens schrittweise weitergeschaltet wird. Es handelt sich hierbei um ein einfaches Schrittschaltwerk, bei dem die Schaltklinke durch einen in Zylindern geführten Kolben hin- und herbewegt wird. Dieses bekannte Schritt-Schaltwerk ist nicht für ein Spannfutter oder irgendeine Maschine geeignet, bei der es auf die genaue Einhaltung der einzelnen Schaltschritte ankommt, wozu eine Verriegelung des Schaltrades unbedingt notwendig ist. Es ist nicht nur möglich, daß das Schaltrad zu weit, d. h. über einen Schaltschritt hinaus gedreht wird, sondern es fehlt auch eine Einrichtung zum Verriegeln des Schaltrades nach jedem Schaltschritt.

Bekannt ist auch ein translatorisch bewegtes Antriebsglied mit Aussparungen und Mitnehmern, das schrittweise ein Schaltrad dreht, wobei eine zur Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes parallele Sperrfläche in den Schaltpausen an zwei Schaltradzähnen gleichzeitig anliegt bzw. daran anliegend entlanggleitet und hierdurch die Schaltscheibe gegen unbeabsichtigtes Drehen sperrt. Auch dieses Getriebe ist kein eigentliches Sperrgetriebe, weil die mit ihm erreichbare Genauigkeit in zahlreichen Fällen nicht ausreicht. Es muß nämlich immer ein Arbeitsspielraum verbleiben, der eine bestimmte gering- fügige freie Drehbarkeit der Schaltscheibe gestattet. Diese freie Drehbarkeit reicht aber aus, um die Schalt- und Sperrgetriebe für insbesondere
Spannfutter

Anmelder:

John Lang & Sons, Limited,

Johnstone, Renfrewshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Dabringhaus, Patentanwalt,

Düsseldorf, Charlottenstr. 58

Als Erfinder benannt:

Donald Macpherson Blackburn,

Johnstone, Renfrewshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 7. Mai 1958 (14 586),
vom 11. März 1959 (8414)

Genauigkeit, mit der eine bestimmte Schaltstellung eingestellt werden muß, nicht einhalten zu können.

Es ist ein weiteres Schaltwerk bekannt, bei dem ein oszillierendes Antriebsglied ein vierzähniges Sternrad in der Weise dreht, daß eine Fläche des treibenden Gliedes mit einem der Sternradzähne in Eingriff tritt und das Sternrad um eine halbe Teilung weiterdreht und eine andere Fläche des treibenden Gliedes die Schaltbewegung vollendet, indem sie mit einem anderen Zahn des Sternrades in Eingriff gelangt. Hierbei ist aber zum Verdrehen des Schaltrades um eine Zahnteilung ein Hin- und Hergang des Ankers notwendig. Die eigenartige Gestalt des Ankers und des Rades sichert auch die Lage des Rades nach Beendigung jeder Schwingung des Ankers, so daß ein besonderes Sicherungsmittel überflüssig ist.

Bei einem anderen bekannten verstellbaren Drehbankfutter, dessen Schaltelement als mehrzähniger Vierkant ausgebildet und mit einer Anzahl Einkerbungen versehen ist, wirkt auf die Einkerbungen ein in Längsrichtung zum Schaltelement verschiebbarer Schlitten mit einer daran angeordneten Klaue ein. Nach dem Schaltvorgang soll eine weitere Drehbewegung des Schaltelementes in der eingenommenen Schaltstellung durch Berührungsflächen gegen

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seitliches Spiel gesperrt werden. Dazu wird das Werkstück mittels eines hin- und herbeweglichen Schlittens verstellt, der zwei parallele Seitenwände und eine Rückwand hat, die mit den Umfangsflächen eines Drehteiles zusammenwirken, mit dem die Klemmstücke schrittweise gedreht werden. Es muß immer ein geringer Zwischenraum zwischen den zusammenwirkenden Seitenwänden des Schlittens und des Drehteiles vorhanden sein. Deshalb muß auch das genau bearbeitete Drehteil ein sehr kleines Spiel haben. Dieses Spiel vergrößert sich aber infolge von Verschleiß, so daß die Seitenwände die Klemmstücke schon nach kurzer Zeit nicht mehr genau einzustellen vermögen.

Bekannt ist schließlich eine Vorrichtung zum Umwandeln einer hin- und hergehenden Bewegung in eine gleichgerichtete Drehbewegung. Ein hin- und herbeweglicher Teil hat zwei parallel zueinander angeordnete Sätze dreieckiger Zähne, die mit zwei Drehteilen kämmen. Wird einer der Zahnsätze in einer Richtung bewegt, dreht er das getriebene Teil mittels eines Freilaufes, während der andere Satz Zähne, wenn er in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird, das angetriebene Teil in der gleichen Richtung über einen ähnlichen Freilauf antreibt. Es ist ohne weiteres möglich, daß das getriebene Teil auf Grund seiner Trägheit sich in geringem Maße weiterdrehen kann, insbesondere wenn die beweglichen Teile etwas Verschleiß zeigen. Diese Vorrichtung eignet sich deshalb nicht für ein genaues Einstellen eines Spannfutters.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schalt- und Sperrgetriebe für insbesondere Spannfutter zu schaffen, das auf einer Keilwirkung des treibenden Teiles auf das getriebene Drehteil beruht und es dadurch ermöglicht, jedes Spiel oder jegliche Luft zwischen den Antriebsteilen automatisch aufzufangen, so daß unabhängig vom jeweiligen Verschleiß oder einer ungenauen Verstellung der Teile immer eine genaue Einstellung erreicht wird. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Treiber an jedem Ende einen beidseitig mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskolben in fest angeordneten Zylindern und eine axial gerichtete Schrägfläche aufweist, die in eine erste Schulter ausläuft und im Abstand von ihr eine zweite Schulter hat, wobei die Schrägfläche an dem SchaKrad anliegt und es dadurch verriegelt und daß bei Beaufschlagung des anderen Kolbens die erste Schulter auf eine Arbeitsfläche trifft und das Klemmstück teilweise dreht, wonach die zweite Schulter auf die nächste Arbeitsfläche trifft und die Drehbewegung fortsetzt und daß anschließend die Bewegungsrichtung des Treibers umgekehrt ist, so daß die Schräglage das Schaltrad bis in seine Endstellung bringt und das Klemmstück in seiner nachsten Einstellung verriegelt.

Da durch die besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen Getriebes der Verschleiß oder eine ungenaue Verstellung der Bauelemente automatisch aufgefangen wird, wird gegenüber den bekannten Getrieben der gleichen Gattung ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt.

Um den Einbau ausreichend großer Zylinder in verhältnismäßig kleine Planscheiben zu ermöglichen, sind die Zylinder am Futterkörper angebracht und ist das Werkstück mittels der Spannbacken und der an ihm befestigten Klemmstücke unabhängig von dem Treiber einstellbar.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Spannscheibe für eine Drehbank,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3, 4, 5 und 6 aufeinanderfolgende Stellungen des Sperrgetriebes,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer Spannscheibe, bei der das zylindrische Gehäuse im Schnitt dargestellt ist, und

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Spannscheibe mit zwei gegenüberliegenden, drehbar gelagerten Sperrplatten 10 und 10 α versehen. Diese Platten sind fest mit den inneren Enden der in gleicher Achse liegenden Spindeln 11 und 11 α verbunden und in den Lagern 12 und 12 α drehbar, die in den Spannbacken 13 und 13 α angeordnet sind. Diese Spannbacken werden in bekannter Weise betätigt, um mit den Sperrplatten das nicht dargestellte Werkstück einzuspannen. Die Spindel 11 bildet ein Stück mit einem Getriebeteil 14, das mit einer Anzahl Berührungsflächen versehen ist, die an seinem Umfang angeordnet sind. In der dargestellten Ausführung ist das Getriebeteil mit vier Berührungsflächen 15, 15 a, 15 b und 15 c (F i g. 3 bis 6) ausgestattet, wobei die Flächen 16 zwischen den Ecken zurücktreten bzw. konkav ausgebildet sind und die Ecken zwischen diesen Flächen abgerundet sind.

Quer zum Getriebeteil 14 ist ein Antriebsteil 17 angeordnet, das an jedem Ende mit einem Kolben 18 versehen ist (Fig. 1). Die beiden Kolben sind in einem Zylinder 19 geführt, an dessen beiden Enden, gesteuert durch ein Ventil, Preßflüssigkeit durch Rohrleitungen 20 und 20 α ein- und abgelassen werden kann.

Das Antriebsteil 17 ist mit einer in axialer Richtung geneigt verlaufenden Fläche 21 versehen (Fig. 3 bis 6), so daß sie sich nacheinander an jede Berührungsfläche anlegt und dadurch das drehbare Teil 14 und die Platte 10 in jeder der vier Sperrstellungen festhält.

Das obere Ende der geneigten Fläche 21 endigt in einer Schulter 22. Von dieser Schulter ab ist das Antriebsteil mit einer in axialer Richtung verlaufenden Fläche 23 versehen, die ihrerseits in einer zweiten etwas hervortretenden Schulter 24 endigt.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Sperrgetriebes wird angenommen, daß das Werkstück zwischen den beiden Platten eingespannt ist, daß die Platten und das Werkstück durch die geneigte Fläche 21, die an der Berührungsfläche anliegt, in einer Sperrlage gemäß Fig. 3 gehalten werden und daß das Antriebsteil dann durch die auf den linken Kolben 18 einwirkende Preßflüssigkeit nach rechts gedrückt wird.

Um das Werkstück in seine nächste Sperrlage überzuführen, wird Preßflüssigkeit durch die Rohrleitung 20 abgelassen und durch die Rohrleitung 20 a eingelassen, so daß das Antriebsteil 17 nach links bewegt wird. Beim Beginn der Bewegung wird die geneigte Fläche 21 von der Berührungsfläche 15 abgehoben, und anschließend erteilt die Schulter 22 durch Zusammenwirken mit einer Berührungsfläche 15 α dem drehbaren Getriebeteil 14 eine kurze Drehbewegung in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinne,

wie in Fig. 4 dargestellt. Eine weitere Bewegung des Getriebeteils in der gleichen Richtung ergibt sich durch das Zusammenwirken der Schulter 24 mit der nächsten Berührungsfläche 15 b, so daß die Drehbewegung fortgesetzt wird, wie in F i g. 5 dargestellt. Diese Drehbewegung wird zum Stillstand gebracht, wenn die durch die Berührungsflächen 15 α und 15 b gebildete Ecke an die Fläche 23 stößt.

Wird daraufhin die Preßflüssigkeit aus dem rechten Ende des Zylinders 19 abgelassen und in das linke Ende desselben eingelassen, so daß das Antriebsteil 17 nach rechts bewegt wird, so wirkt die Fläche 21 mit der vorgenannten Berührungsfläche 15 α zusammen, um dem drehbaren Teil eine kurze Drehbewegung in der gleichen Richtung zu erteilen und das drehbare Teil mit den Platten und dem Werkstück in seiner nächsten Sperrstellung festzuhalten (Fig. 6).

Der vorstehend beschriebene Bewegungsvorgang wiederholt sich bei jeder Hin- und Herbewegung des Antriebsteils 17.

Dem Werkstück wird somit eine schrittweise Teildrehung in der gleichen Richtung erteilt, wobei das drehbare Teil 14 ordnungsgemäß am Ende jeder Teilbewegung angehalten und in seiner Sperrstellung festgehalten wird.

Das drehbare Teil kann mit jeder gewünschten Anzahl von Berührungsflächen versehen werden, so daß es während jeder Umdrehung in einer entsprechenden Anzahl von Stellungen gesperrt werden kann.

In der in F i g. 7 und 8 dargestellten Abwandlung ist die Planscheibe mit einem Körper versehen, der aus dem Rückenteil 8, einem zylindrischen Gehäuse 8 a und einem Vorderteil 9 besteht, das eine Ausnehmung 9 α zur Aufnahme der beiden gegenüberliegenden Sperrplatten 10 und 10 α aufweist. Diese Platten sind fest mit den inneren Enden der in gleicher Achse liegenden Spindeln 11 und 11 α verbunden und in den äußeren Lagern 12 und 12 α und in den inneren Lagern 12 b und 12 c drehbar. Die äußeren Lager 12 und 12 a sind in den Spannbacken 13 und 13 a gehalten. Diese Spannbacken werden in den Führungen 8 b des Rückenteils 8 in radialer Richtung in bekannter Weise mittels eines Keils 13 c (Fi g. 8) nach innen und außen bewegt, so daß die Sperrplatten 10 und 10 α veranlaßt werden, das nicht dargestellte Werkstück einzuspannen. Die inneren Lager 12 & und 12 c werden in dem Vorderteil9 gehalten. Die Spindeln bildet ein Stück mit einem Getriebeteil 14, das mit vier Berührungsflächen 15,15 a, 15 b und 15 c versehen ist, wobei die Flächen 16 zwischen den Ecken konkav ausgebildet und die Ecken abgerundet sind.

Quer zum Getriebeteil 14 ist ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 6 das Antriebsteil 17 angeordnet, das an beiden Enden mit je einem Kolben 18 versehen ist, die in Zylindern 19 geführt werden.

Die Zylinder 19 sind nicht an einer der Spannbacken befestigt, sondern am Vorderteil 9 des Spannscheibenkörpers.

Beim Einspannen eines Werkstücks werden die Platten 10,10 α in axialer Richtung durch die Betätigung der Spannbacken 13 und 13 a in bekannter Weise gegeneinander bewegt, worauf das Getriebeteil 14 in axialer Richtung gegenüber dem Antriebsteil 17 bewegt wird, das in seiner Lage verbleibt.
In einer Planscheibe von verhältnismäßig geringer Abmessung wäre die Unterbringung der Zylinder 19 und des Antriebsteils 17 mit Kolben von geeignetem Durchmesser schwierig oder gar unmöglich, wenn diese Zylinder sich mit einer der Spannbacken bewegen müßten. Durch die Anbringung der Zylinder am Gehäuse der Planscheibe und durch die Maßnahme, daß das drehbare Teil sich quer dazu bewegen kann, können Zylinder 19 von geeignetem Durchmesser in einer verhältnismäßig kleinen Planscheibe eingebaut werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schalt- und Sperrgetriebe für insbesondere Spannfutter mit zwei einander gegenüberliegenden Spannbacken mit je einem drehbaren und einstellbaren Klemmstück für ein einzuspannendes Werkstück, das mittels eines Schaltrades mit einer Anzahl auf seinem Umfang verteilt angeordneter Arbeitsflächen und mittels eines Treibers weiterschaltbar und einstellbar ist, wobei der Treiber in einer quer zu dem Schaltrad angeordneten Ebene hin- und herbewegbar das Schaltrad und damit die Klemmstücke dreht und es anschließend mit einer an zwei Arbeitsflächen des Schaltrades anliegenden Schrägfläche gegen weitere Drehung verriegelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (17) an jedem Ende einen beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitskolben (18) in fest angeordneten Zylindern (19) und eine axialgerichtete Schrägfläche (21) aufweist, die in eine erste Schulter (22) ausläuft und im Abstand von ihr eine zweite Schulter (24) hat, wobei die Schrägfläche an dem Schaltrad (14) anliegt und es dadurch verriegelt, und daß bei Beaufschlagung des anderen Kolbens die erste Schulter auf eine Arbeitsfläche (15 a) trifft und das Klemmstück teilweise dreht, wonach die zweite Schulter auf die nächste Arbeitsfläche (156) trifft und die Drehbewegung fortsetzt und daß anschließend die Bewegungsrichtung des Treibers umgekehrt ist, so daß die Schrägfläche das Schaltrad bis in seine Endstellung bringt und das Klemmstück (10) in seiner nächsten Einstellung verriegelt.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (19) am Futterkörper angebracht sind und daß das Werkstück mittels der Spannbacken (13, 13 a) und der an ihm befestigten Klemmstücke (10, 10 a) unabhängig von dem Treiber (17) einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 373 162, 409 381,
906, 1 022 147;

USA.-Patentschrift Nr. 2 643 132.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 770/201 1.65 © Bundesdruckerei Berlin