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Schlittenumschaltvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen.
Wird auf einer Werkzeugmaschine, also beispielsweise einer Schleifmaschine, ein auf einem hin und her gehenden Schlitten aufgespanntes Werkstück an dem Werkzeug, also beispielsweise der Schleifscheibe, zur Bearbeitung bei gleichzeitiger Drehung hin und her geführt, so beschreibt das Werkzeug auf dem Werkstück eine Schraubenlinie, oder besser gesagt, einen schraubenförmigen Streifen von der Breite des Werkzeuges, wobei die Steigung dieser Schraubenlinie oder dieses Schraubenstreifens selbstverständlich von der Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens abhängt.
Würde nun am Ende der Schlittenbewegung der
Schlitten ohne Stillstand seine Rückbewegung beginnen, so würde am Ende des Werkstückes ein Teil von dessen Oberfläche von der Schleifscheibe überhaupt gar nicht angegriffen werden, da ja das Werkzeug in der schrägen Richtung der Steigung der Schraubenlinie an das Ende der zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes herankommt und sofort wieder mit der der Steigung der Schraubenlinie entsprechenden Schräge sich von diesem Ende entfernen würde. Nur dann, wenn am Hubende des Schlittens ein entsprechend langer Stillstand eingehalten werden würde, der so lange zu bemessen wäre, dass das Werkstück eine ganze Umdrehung macht, bevor die Rückbewegung des Schlittens einsetzt, nur dann würde keine Stelle der zu bearbeitenden Umfläche des Werkstückes vom Werkzeug unbestrichen bleiben.
Selbstverständlich darf dabei nicht ausser Acht gelassen werden, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens ohnedies niemals grösser sein darf als die Breite der Schleifscheibe, so dass es also niemals vorkommen kann, dass die Windungen des schraubenlinigen Bearbeitungsstreifens zwischen sich Zwischenräume lassen, da ja sonst eine gleichmässige Bearbeitung des Werkstückes unmöglich wäre. Die Windungen dieses schraubenlinigen Streifens sollen einander eher etwas überdecken, und so ist es klar, dass auch am Hubende ein Stillstand des Schlittens von der Zeitdauer einer Umdrehung des Werkstückes vollkommen genügt, um den ganzen Endteil der zu bearbeitenden Fläche vom Werkzeug bestreichen zu lassen.
Es sind nun bereits Antriebsvorrichtungen für den Schlitten derartiger Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen tatsächlich bei jedem Hubwechsel ein Stillstand des Schlittens eintritt, und zwar wurde dies beispielsweise in der Weise ermöglicht, dass der Schlitten durch ein Getriebe bewegt wurde, das in eine am Schlitten in der Längsrichtung innerhalb gewisser Grenzen bewegliche Zahnstange eingriff, die also beim Antrieb in der einen Richtung sich so weit verschob, bis sie gegen einen Anschlag des Schlittens stiess und nun den Schlitten in dieser Richtung mitnahm, wogegen bei der Umkehrung der Bewegung der Schlitten so lange stehen blieb, bis die Zahnstange wieder nach der anderen Richtung zum Eingriff mit einem zweiten Anschlag des Schlittens verschoben worden war, von wo ab erst die Rückbewegung des Schlittens selbst einsetzte.
Dadurch also, dass die den Schlitten bewegende Zahnstange mit diesem nicht fest, sondern innerhalb der durch die beiden Anschläge gegebenen Grenzen relativ verschiebbar war, konnte bei jedem Hubwechsel ein Stillstand des Schlittens und'damit auch des aufgespannten Werkstückes erhalten werden.
Man hat auch schon vorgeschlagen, in ähnlicher Weise in einer Schraubenspindelführung des Tisches einen toten Gang zu schaffen, um die Stillstände beim Hubwechsel zu erzeugen. Keine dieser Konstruktionen berücksichtigte aber, dass es vom technischen und wirtschaftlichen Standpunkte aus von Nachteil ist, wenn die Stillstände beim Hubwechsel
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ist es aber klar, dass der relative Stillstand bei der Bewegungsumkehrung um so länger dauern muss, je grösser die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches ist, d. h.
je stärker die
Steigung der Schraubenlinie oder des schraubenlinigen Streifens des Arbeitsweges auf dem
Werkstücke ist, und es ist gewiss aber auch unvernünftig, den Stillstand bei der Bewegungs- umkehrung länger andauern zu lassen, als dies unbedingt nötig ist, da ja hierdurch die
Leistungsfähigkeit der Maschine vermindert wird. Andrerseits wäre es natürlich wieder schlecht, wenn man den Stillstand bei der Bewegungsumkehrung zu klein bemessen würde, weil alsdann der Endteil der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes vom Werkzeuge nicht vollkommen bestrichen werden würde, so dass also mit der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit eine Verminderung der Arbeitsgüte mit in den Kauf genommen werden müsste.
Aus dieser Erwägung heraus wird die Antriebsvorrichtung für den Schlitten gemäss der vorliegenden Erfindung derart ausgeführt, dass einer der Anschläge zur Begrenzung des toten Ganges des Antriebes verstellbar ist, so dass man nun die Stillstände an den Hubenden des Schlittens dessen Vorschubgeschwindigkeit genau anpassen kann. Besitzt die Maschine beispielsweise einen vierstufigen Geschwindigkeitswechsel für die Vorschubbewegung des Schlittens, so genügt auch eine vierstufige Verstellbarkeit des Anschlages, um zu jeder Vorschubgeschwindigkeit einen ganz bestimmten, ihr entsprechenden Stillstand bei der Umkehrung der Bewegung des Schlittens zu erzeugen.
In konstruktiver Beziehung lässt sich dies in der Weise verwirklichen, dass der verstellbare Anschlag nach Art einer verdrehbaren Unrundscheibe mit einer Anzahl von Flächen ausgebildet wird, die verschiedene Abstände von der Drehung dieser Unrundscheibe besitzen.
Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in der Zeichnung in den Fig. I bis 4 in einem lotrechten Schnitt bzw. in Draufsicht, Druntersicht und Querschnitt veranschaulicht.
An der Unterseite des hin und her beweglichen Schlittens a ist eine Zahnstange b gelagert, die in der Richtung der Bewegung des Schlittens im Verhältnis zu diesem verschiebbar ist. Die Verschiebbarkeit dieser Zahnstange gegenüber dem Schlitten ist durch die Anschläge c und cl des Schlittens begrenzt. In die Zahnstange b greift ein Zahnrad e ein (vgl. auch Fig. 4) auf das der Antrieb einwirkt, so dass bei Drehung des Zahnrades, im Sinne des Uhrzeigers (Fig. I) der Schlitten a nach rechts verschoben wird, indem nämlich die Zahnstange b mit ihrem Ende gegen den Anschlag cl stösst und den Schlitten a mitnimmt.
Wird das Zahnrad e im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers angetrieben, so verschiebt sich zunächst die Zahnstange b so lange nach links, bis ihr linkes Ende gegen den Anschlag c des Schlittens a stösst, so dass dieser also bis zu diesem Anstoss in Ruhe verbleibt und erst dann nach links mitgenommen wird. Dabei hat sich das rechte Ende
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der Bewegung des Antriebes der Schlitten a so lange stehen bleibt, bis wieder das rechte Ende der sofort in entgegengesetzter Richtung angetriebenen Zahnstange b gegen den Anschlag d stösst.
Wäre nun keine weitere Möglichkeit geschaffen, die Entfernung der beiden Anschläge c und d voneinander zu ändern, so würden die Stillstände des Tisches a beim Hubwechsel stets gleich lang sein oder, genauer gesprochen, gleich lang sein mit Bezug auf die Relativ-
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Stillstände von der Anstriebsgeschwindigkeit des Tisches abhinge, d. h. je raschem der Antrieb des Tisches wäre, desto kürzer würde der Stillstand am Hubende dauern und umgekehrt. Die Verhältnisse würden also gerade entgegengesetzt. liegen, wie sie oben als erstrebenswert erklärt worden sind.
Um nun die Stillstände bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten des Schlittens zu
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wie aus Fig. 2 ersichtlich, als Unrundscheibe ausgebildet, die vier Anschlagflächen besitzt, welche von der im Schlitten a gelagerten Drehachse f dieser Unrundscheibe verschieden weite Abstände besitzen. Die Achsen dieser Unrundscheibe c ragt oben aus dem Schlitten a etwas heraus und trägt eine Kurbel g, mit der die Unrundscheibe verdreht werden kann.
Um diese in den vier ihr zugehörigen Stellungen feststellen zu können, ist in den hohlen Griff der Kurbel g eine Schraubenfeder h eingesetzt, die eine Kugel i gegen die obere Fläche des Schlittens a drückt, wo im Umkreise vier Kerben I, II, III und IV eingearbeitet sind, in deren jede die Kugel i bei der Drehung der Kurbel g einschnappen kann.
Diese vier Stellungen der Kurbel bzw. der Unrundscheibe c entsprechen vier Vorschubgeschwindigkeiten des Schlittens a, und die Verhältnisse sind so getroffen, dass bei der grössten Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens die der Drehachse f am nächsten gelegene Fläche der Unrundscheibe c dem linken Ende der Zahnstange b gegenübergestellt
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ist und bei Einschaltung der kleinsten Vorschubgeschwindigkeit die von der Drehachse f am weitesten entfernte Fläche der Unrundscheibe c, womit eben erreicht ist, dass die relative Dauer des Stillstandes am Hubende bei grösster Vorschubgeschwindigkeit am längsten und bei kleinster Vorschubgeschwindigkeit am kürzesten ist.
Selbstverständlich genügt die Verstellung des Anschlages c allein, da ja hierdurch die Entfernung der beiden Anschlagflächen zwischen c und d geändert wird, so dass auch beim Anschlag d die gleichen Verhältnisse wie beim Anschlag c eintreten.
Diese konstruktive Ausführung hat auch den Vorteil, dass die Einstellung des Anschlages c, da sich die Kurbel g und die Kerben I bis IV auf der Oberseite des Schlittens a befinden, vom Arbeiter ohne viel Mühe und in übersichtlicher Weise ausgeführt werden kann und dass auch jeweils beobachtet werden kann, ob die Einstellung des Anschlages c der gerade eingeschalteten Vorschubgeschwindigkeit entspricht.
Sinngemäss kann eine ähnliche Einrichtung auch bei andern Antriebsmechanismen, die eine andere Art eines toten Ganges besitzen, also beispielsweise beim Antrieb mittels einer Schraube an Stelle der Zahnstange, angewendet werden. Es ist natürlich auch möglich, die Verstellbarkeit des Anschlages in anderer Weise als durch Benutzung einer Unrundscheibe zu verwirklichen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Schlittenumschaltvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschläge, zwischen welchen ein Zwischenorgan des Schlittenantriebsmechanismus beweglich ist, verstellbar ist, um die Stillstände bei der Bewegungsumkehrung des Schlittens der jeweiligen Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens anpassen zu können.