Drehbank mit vom Antrieb der Arbeitsspindel unabhängigem Antrieb für den Längs- und Planzug Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehbank mit vom Antrieb der Arbeitsspindel unabhängigem An trieb für den Längs- und Planzug.
Zweck der Erfindung ist die Erhöhung der Wirt schaftlichkeit einer solchen Drehbank im Sinne einer Senkung sowohl ihrer Herstellungskosten (und damit ihres Anschaffungspreises) als auch ihrer Betriebs kosten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer be sonders einfachen und zweckmässigen Vereinigung von teilweise bekannten Bauteilen bzw. Baugruppen mit dem Ziele: a) einer Erweiterung der Anwendungsmöglich keit der Drehbank durch eine neue Lösung des Bau kastenprinzips>>, b) einer Verbesserung des Schutzes besonders gefährdeter Bauteile gegen Beschädigung, Verschmut zung und Verschleiss, c) einer Erhöhung der Herstellungs- und Arbeits genauigkeit, d) einer Erleichterung der Zugänglichkeit und e) einer Vereinfachung der Bedienung.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Antrieb für den Längs- und Planzug der Drehbank in der Schlossplatte angeordnet ist und dass im Spindelstock ein Wendegetriebe mit quer zur Achse der Arbeitsspindel verlaufender Abtriebsachse vorgesehen ist, wobei der Spindelstock beiderseits der Arbeitsspindelachse je eine Anschlussmöglichkeit für ein auf die Leitspindel wirkendes Vorschub getriebe aufweist.
Die Leitspindel kann lediglich im Bereich des Spindelstockes ein mit einer ortsfest, jedoch drehbar gelagerten, durch das Vorschubgetriebe antreibbaren, ungeteilten Mutter zusammenarbeitendes Gewinde aufweisen, während ihr übriger, zylindrischglatter Teil in einer mit dem Bettschlitten fest verbundenen, von Hand feststellbaren Klemmbuchse geführt ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann an einer mit einer solchen Leitspindel versehenen Drehbank die Leitspindelmutter in einem öldicht gekapselten Gehäuse gelagert sein.
Das die Leitspindelmutter aufnehmende Gehäuse kann in besonders vorteilhafter Weise auf der vom Bettschlitten abgewandten Seite durch ein an seinem freien Ende geschlossenes Rohr und auf der dem Bettschlitten zugewandten Seite durch ein an seinem freien Ende mit einer Abdichtung versehenes Rohr verlängert sein, wobei jedes der beiden Rohre länger ist als der mit dem Gewinde versehene Bereich der Leitspindel.
Bei einer Ausführungsform weist die Bettschlitten- führung mindestens zwei in der Länge gegebenenfalls aus mehreren Teilstücken zusammengesetzte, am Bett auswechselbar befestigte Führungsleisten auf.
In vorteilhafter Weise weist jede Führungsleiste im wesentlichen den Querschnitt eines vorzugsweise gleichseitigen Dreieckes auf, dessen eine Seite in der Bettschlittenführungsebene liegt.
Zweckmässig wird bei einer mit nur zwei solchen Führungsleisten ausgestatteten Drehbank der Bett schlitten durch die oberen und äusseren Flächen der beiden Führungsleisten geführt, während zur Führung des Reitstocks die oberen und inneren Flächen der beiden Führungsleisten dienen.
Weiterhin kann der in der Schlossplatte angeord nete Antrieb für den Längs- und Planzug aus zwei Planetengetrieben bestehen, deren Stege mit den den Längszug bzw. Planzug bewirkenden Organen zu sammenarbeiten, während die zwangläufig gekoppel ten kleinen Sonnenräder von einem gemeinsamen Elektromotor antreibbar und die grossen Sonnen- räder vorzugsweise mittels kurvengesteuerter Schalt stifte einzeln, jedoch nicht gleichzeitig blockierbar sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, und zwar ist: Fig. 1 der schematische Aufbau einer Drehbank gemäss der Erfindung, in perspektivischer Darstellung, Fig.2 die Vorderansicht einer Grundtype der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Drehbank, Fig.3 eine Seitenansicht der Grundtype nach Fig. 2, Fig.3a die Seitenansicht der Grundtype nach Fig. 3, jedoch mit angebautem Wechselrädergetriebe, Fig.3b die Seitenansicht der Grundtype nach Fig. 3a, jedoch mit zusätzlich angebautem, vielstufi gem Wählgetriebe, Fig. 4 ein Querschnitt durch das Drehbankbett, Fig. 5 die Vorderansicht des Wechselrädergetrie bes, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie A -A in Fig. 5, Fig.7 ein Schnitt nach Linie C-C in Fig.5, Fig. 8 eine Klemmvorrichtung für die Leitspindel, Fig.9 ein Schnitt nach Linie D-D in Fig.8, Fig.
10 ein Schnitt nach Linie A -A in Fig. 11, Fig. 11 eine Seitenansicht der Schlossplatte und Fig. 12 ein Schnitt nach Linie B -B in Fig. 10. In Fig. 1 ist der Aufbau der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Drehbank an einem Ausführungs beispiel schematisch dargestellt. Der verwindungs steife Sockel 100 ruht mit seinen kastenförmigen Füssen 101, 102 auf dem Fundament; auf seiner Oberseite trägt er den Spindelstock 200 sowie das Bett 300 mit Bettschlitten 400 und Reitstock 500. An der äusseren Stirnseite des Sockelfusses 101 be findet sich der Getriebekastendeckel 103 des Haupt antriebes 104, der über einen Riemen 105 die mit einem Reduktionsgetriebe 201 versehene Arbeits spindel 202 antreibt.
In der Schlossplatte 401 des Bettschlittens 400 ist der auf eine am Bett 300 be festigte Zahnstange 301 wirkende Antrieb 402 für den Längs- und Planzug der Drehbank untergebracht. Im Spindelstock 200 ist ein Wendegetriebe 203 mit quer zur Achse der Arbeitsspindel 202 verlaufender Abtriebsachse 204 vorgesehen, wobei der Spindel stock 200 beiderseits der Arbeitsspindelachse je eine Anschlussmöglichkeit für ein auf die Leitspindel 302 wirkendes Vorschubgetriebe 601 bzw. 701 aufweist. Jedes dieser beiden Vorschubgetriebe 601, 701 ist mittels je eines Getriebekastens 600 bzw. 700 nach Bedarf an den Spindelstock 200 anbaubar.
In dem gezeigten Beispiel ist das Vorschubgetriebe 601 ein mit aufsteckbaren Wechselrädern versehenes Zahn radgetriebe, mit dessen Hilfe man Gewinde beispiels weise folgender Steigungen schneiden kann: Metrisch 28 Stück (0,2-8 mm), Englisch 19 Stück (3-24G/1") und Modul 13 Stück (0,3-4 mm). Das Vorschub getriebe 701 des gezeigten Ausführungsbeispiels ist ein an sich bekanntes vielstufiges Wählgetriebe, mit welchem sich Gewinde von beispielsweise 270 ver- schiedenen Steigungen schneiden lassen, unter denen sich die folgenden 80 normalisierten Steigungen be finden: Metrisch 27 Stück (0,4-10 mm), Englisch 34 Stück (21/4-64 G;'1") und Modul 19 Stück (0,3-4 mm).
Dank diesem neuartigen Baukastenprinzip , das einen nachträglichen Anbau ohne Vergrösserung der Baulänge gestattet, kann man die Drehbank gemäss der Erfindung hinsichtlich der Ausstattung dem je weiligen Verwendungszweck anpassen. Die Grund type , bestehend aus dem Sockel<B>100,</B> dem Spindel stock 200, dem Bett 300 mit Bettschlitten 400 und Reitstock 500, stellt eine einfache Produktionsdreh bank dar. Aus dieser entsteht durch nachträglichen Anbau des Getriebekastens 600 (mit Wechselräder getriebe 601) und Leitspindel 302 eine Präzisions Werkzeugmacher-Drehbank, auf der man metrische, englische und Modul-Gewinde mit 60 verschiedenen Steigungen schneiden kann.
Baut man zusätzlich den Getriebekasten 700 mit dem vielstufigen Wählgetriebe 701 an, so ergibt sich schliesslich eine Universal- Werkzeugmacher-Drehbank, auf der sich metrische, englische und Modul-Gewinde mit insgesamt 270 verschiedenen Steigungen in höchster Präzision her stellen lassen.
Die Grundtype der erfindungsgemäss vorgeschla genen Drehbank ist in Fig. 2 in Vorderansicht und in Fig. 3 in Seitenansicht dargestellt. Sie soll nunmehr an Hand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben werden.
Der verwindungssteife Sockel 100 kann durch Nivellierschrauben ausgerichtet werden. Zur Ver ringerung der Vibrationen kann die Drehbank auf elastische Unterlagen gestellt werden. Im linken Sockelfuss 101 ist der auf zwei Schwingungsdämpfern montierte Hauptantrieb 104 mit dem Antriebsmotor 107 untergebracht. Der Hauptantrieb 104 besteht im wesentlichen aus einem zweistufigen Breitkeil riemengetriebe mit einem totalen Regelbereich von 1 : 10, das vom Antriebsmotor 107 über einen zwei stufigen Keilriementrieb angetrieben wird; der letztere erlaubt zwei Drehzahlbereiche, und zwar von 30 2700 bzw. von 40-3600 U/min. Sämtliche Keil riemen können auf einfache Art und Weise aus gewechselt und nachgestellt werden.
Die Übersetzung des unter der Bezeichnung Variator bekannten Breitkeilriemengetriebes kann in bekannter Weise durch axiale Verstellung der kegelförmigen Scheiben 108, 109, 110, 111 mittels des Verstellmotors 112 über Spindel 113, Spindelmutter 114, Winkelhebel 115 und Nockensystem 116 während des Laufes der Maschine stufenlos verändert werden. Die kegel förmige Scheibe 108 ist auf der Antriebswelle 117 des Breitkeilriemengetriebes befestigt, die kegelförmi gen Scheiben 109, 111 sitzen auf der Zwischenwelle 118, und die kegelförmige Scheibe<B>110</B> ist mit der Abtriebswelle 119 des Breitkeilriemengetriebes ver bunden.
Auf das äussere Ende der Abtriebswelle 119 ist eine Riemenscheibe 120 aufgekeilt, die durch den Flachriemen 105 mit einer am äusseren Ende der im Spindelstock 200 gelagerten Welle 205 befestigten Riemenscheibe 206 verbunden ist. Auf dem inneren Ende der Welle 205 ist ein Stirnrad 207 befestigt, das in dauerndem Eingriff mit einem auf der Zwischenwelle 212 befestigten Stirnrad 208 steht. Auf der Zwischenwelle 212 ist ferner ein zweites Stirnrad 210 befestigt. Mit diesem Stirnrad 210 kann ein mit der Arbeitsspindel 202 verbundenes und auf ihr mittels des Hebels 213 und der Gabel 214 axial verschiebbares Stirnrad 209 in Eingriff gebracht werden.
Die Muffe 211 des Stirnrades 209 weist eine der Verzahnung des Stirnrades 207 entsprechende Innenverzahnung auf, so dass durch axiales Ver schieben des Stirnrades 209 unter Aufschieben der Muffe 211 auf das Stirnrad 207 die" Arbeitsspindel 202 mit der Welle 205 direkt gekuppelt werden kann; anderseits, d. h., wenn das Stirnrad 209 axial so verschoben wird, dass es mit dem Stirnrad 210 kämmt, liefert das Spindelstock-Reduktionsgetriebe 201 zwischen der Welle 205 und der Arbeitsspindel 202 eine Untersetzung von 9 : 1. Das Ein- und Aus schalten des Spindelstock-Reduktionsgetriebes 201 erfolgt durch Betätigen des Hebels 213 (Fig.2).
Auf der Arbeitsspindel 202 im Spindelstock 200 befindet sich ferner das Wendegetriebe 203, dessen Antriebsteil aus den im festen Abstand voneinander angeordneten, zusammen auf der Arbeitsspindel 202 axial verschieblichen Tellerrädern 215, 216 besteht. Als Abtriebsteil dient - je nachdem, ob das Wechsel rädergetriebe 601 oder das vielstufige Wählgetriebe 701 zur Anwendung gelangen soll - das Kegelrad 602 bzw. das Kegelrad 702, die auf der quer zur Arbeitsspindel 202 verlaufenden Abtriebsachse 204 angeordnet sind. Wie das Wendegetriebe 203 mit dem Wechselrädergetriebe 601 bzw. dem vielstufigen Wählgetriebe 701 zusammenarbeitet, wird später be schrieben.
Der Antrieb 402 für den automatischen Längs- und Planzug der Drehbank ist in der Schlossplatte 401 des Bettschlittens 400 untergebracht. Er besteht im wesentlichen aus dem Gleichstrom-Elektromotor 403 mit geringer Antriebsleistung, der über die mit einer Rutschkupplung 404 ausgerüstete Welle 405 und ein Schneckengetriebe 436, 439 (Fig. 10) die durch Zahnrad 440, Zwischenrad 406 und Ritzel 441 miteinander verbundenen kleinen Sonnenräder 437, 438 der Planetengetriebe 407, 408 antreibt, wobei (auf später zu beschreibende Weise) die grossen Sonnenräder 459, 460 der Planetengetriebe 407, 408 mittels der Schaltstifte 423, 424 blockierbar sind.
Das Planetengetriebe 407 überträgt im eingeschalte ten Zustand die Drehbewegung der Spindelwelle 405 auf das Ritzel 409, das sich auf der am Bett 300 befestigten Zahnstange 301 abwälzt und so den auto matischen Längszug bewirkt. Analog erzeugt das eingeschaltete Planetengetriebe 408 mittels der Spin del 410 und der mit dem Querschlitten 412 fest ver bundenen Gewindemutter 411 den automatischen Planzug. Das Einschalten des automatischen Vor schubes (Längs- oder Planzugs) erfolgt durch den Hebel 448 (Fig.2). Die Vorschubgrösse (Regel- bereich etwa 1 : 20) wird durch den Steuerknopf 121 auf der Schalttafel 122 (Fig. 2) - unabhängig von der Drehzahl der Arbeitsspindel 202 - gewählt. Ebenso kann die Vorschubrichtung durch den Steuer knopf 121 eingestellt werden. Bei ausgeschaltetem automatischem Längszug resp.
Planzug können die selben durch Drehen der Handräder 413 respektive 414 von Hand betätigt werden.
Die Führung des Bettschlittens 400 erfolgt durch zwei Führungsleisten 303 (Fig. 4), die am Bett 300 auswechselbar, z. B. mittels Schrauben 304, befestigt sind. Jede dieser gegebenenfalls in der Länge aus mehreren Teilstücken zusammengesetzten Führungs leisten 303 weist im wesentlichen den Querschnitt eines vorzugsweise gleichseitigen Dreieckes auf, dessen eine Seite in der Bettschlittenführungsebene liegt. Zur Herabsetzung des Verschleisses und zwecks Erzielung höchster Präzision sind die Führungsleisten 303 gehärtet (RC etwa 68-70) und geschliffen. Als Führungsflächen für den Bettschlitten dienen die oberen und äusseren Flächen der Führungsleisten 303 (in Fig. 4 gestrichelt angedeutet), während die oberen und inneren Flächen derselben (in Fig. 4 punktiert angedeutet) zur Führung des Reitstockes 500 her angezogen werden.
Die Bettschlitten- und Reitstock führungen können ohne Nacharbeit der einzelnen Teile spielfrei ein- bzw. nachgestellt werden.
Die vorstehend beschriebene Grundtype der Drehbank gemäss der Erfindung ist in Fig.3 in Seitenansicht gezeigt. Der Spindelstock 200, an wel chem kein Vorschubgetriebe (zum Gewindeschneiden) angebaut ist, wird an seiner Vorder- und Rückseite durch ebene Platten 218, 219 abgeschlossen.
Soll nun die in Fig. 3 in Seitenansicht gezeigte Grundtype (Produktionsdrehbank) zu einer Präzi sions-Werkzeugmacher-Drehbank ausgebaut werden, so wird an die Vorderseite des Spindelstockes 200 anstelle der Platte 218 einfach der Getriebekasten 600 mit dem Wechselrädergetriebe 601 angebaut, so dass sich die in Fig. 3a dargestellte Seitenansicht der Drehbank ergibt.
Durch den zusätzlichen Anbau des Getriebe kastens 700 mit dem vielstufigen Wählgetriebe 701 an die Rückseite des Spindelstockes 200 (anstelle der Platte 219) erhält man schliesslich eine Universal Werkzeugmacher-Drehbank, deren Seitenansicht sich aus Fig. 3b ergibt.
Wie man aus diesen verschiedenen Darstellungen leicht erkennen kann, erfordert die durch die nach träglichen Anbauten mögliche Erweiterung des An wendungsbereiches der erfindungsgemäss vorgeschla genen Drehbank keinen erheblichen zusätzlichen Raumbedarf; insbesondere wird dadurch die Bau länge der Drehbank nicht vergrössert.
Im folgenden sollen nunmehr die noch nicht näher beschriebenen Vorschubgetriebe 601 und 701 und ihr Zusammenwirken mit der Leitspindel 302 so weit erläutert werden, als es zum Verständnis des Wesens der Erfindung notwendig erscheint. Das Wechselrädergetriebe 601 (Fig. 1 und Fig. 5 bis 7) erhält seinen Antrieb durch das Kegelrad 602, das entweder mit dem Tellerrad 215 oder mit dem Tellerrad 216 des Wendegetriebes 203 in Eingriff steht und sich dadurch im Uhrzeigersinn oder im Gegensinn des Uhrzeigers dreht.
Die beiden Ein griffsstellungen werden durch Verschwenken des Hebels 603 herbeigeführt, der mittels einer auf dem Achsbolzen 604 exzentrisch befestigten, zwischen die Tellerräder 215, 216 eingreifenden Scheibe 605 das axiale Verschieben der Tellerräder 215,<B>216</B> bewirkt. Im übrigen unterscheidet sich das Wechselräder getriebe hinsichtlich seines Aufbaus und seiner grund sätzlichen Wirkungsweise nicht von den bekannten Getrieben ähnlicher Art, weshalb auf die Beschrei bung der aufsteckbaren Wechselräder und ihres Zu sammenwirkens verzichtet werden kann.
Die An triebswelle 606 des Wechselrädergetriebes ist an ihrem inneren Ende als Kegelrad 607 ausgebildet, das mit der ungeteilten, in einem mit dem Bett verschraubten öldichten Gehäuse 304, 305, 306 ge lagerten und im Ölbad laufenden Leitspindelmutter 307 in Eingriff steht. In den linken Gehäusedeckel 305 ist ein einseitig geschlossenes Rohr 308 ein geschraubt und in den rechten Gehäusedeckel 306 ein mit einer Abdichtung 309 versehenes Rohr 310. Jedes dieser beiden Rohre ist etwas länger als der in der Leitspindelmutter 307 geführte, mit Gewinde versehene Teil 311 der Leitspindel 302. Der restliche Teil 312 der Leitspindel 302 ist glatt und in einer mit dem Bettschlitten 400 fest verbundenen, von Hand feststellbaren Klemmbuchse 416 gelagert (Fig. 8 und 9). Das Anziehen bzw.
Lösen der Klemmbuchse 416 erfolgt durch Drehen des Handgriffes 417 (Fig.9), wobei über ein Schraubenradgetriebe 418 die an ihrem inneren Ende mit einem Gewinde 419 versehene Spindel 420 verdreht wird; zufolge der mittels der Schraube 421 am einen Schenkel der Klemmbuchse 416 befestigten Gewindebuchse 422 wird durch das Verdrehen der Spindel 420 die Klemmbuchse 416 angezogen bzw. gelöst.
Wenn die Klemmbuchse 416 angezogen ist, kann sich die Leit- spindel 302 nicht drehen; wenn in diesem Falle die Leitspindelmutter 307 durch das Wechselräder getriebe 601 angetrieben wird, so bewegt sich die Leitspindel 302 (und mit ihr der an ihr festgeklemmte Bettschlitten 400) - je nach Drehrichtung der Leit- spindelmutter 307 - nach rechts oder nach links, so dass der durch das gewählte Übersetzungsverhältnis des Wechselrädergetriebes bestimmte, zum Gewinde schneiden notwendige Vorschub wirksam wird.
So bald man jedoch die Klemmbuchse 416 löst, dreht sich infolge der in der Leitspindelmutter 307 auf tretenden Reibung die Leitspindel 302 mit der Leit- spindelmutter 307 und führt keine axiale Bewegung mehr aus, d. h. der Gewindevorschub ist ausgeschaltet und der Bettschlitten 400 bleibt an Ort und Stelle. Die erfindungsgemässe Ausbildung und Anordnung der Leitspindel 302, die nur über einen verhältnis mässig kleinen Bereich mit einem mit der Leitspindel- mutter zusammenarbeitenden Gewinde ausgestattet ist, bietet verschiedene Vorteile: Vor allem wird dadurch die Herstellung der Leitspindel wesentlich verbilligt, weil das Gewinde kürzer ist als bei bisher üblichen Leitspindeln.
Es kann auch besser gehärtet und geschliffen werden, so dass die Präzision ohne besonderen Mehraufwand erhöht werden kann. Trotzdem kann in jedem beliebigen Bereich der Bett schlittenführung das Gewindeschneiden durchgeführt werden, weil man nach Lösen der Klemmbuchse 416 den Bettschlitten an eine beliegige Stelle verschieben und dort die Klemmbuchse 416 wieder anziehen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Leitspindelmutter 307 vollkommen geschlossen ist, so dass sie einer wesentlich geringeren Abnutzung unterworfen ist, zumal sie in Öl läuft und daher auch besser gegen Beschädigung und Verschmutzung ge schützt ist.
Schliesslich wird durch die neuartige An ordnung der Leitspindel 302 zwischen den Führungs leisten 303 die Gefahr einer horizontalen Verkantung des Bettschlittens praktisch vollkommen ausgeschal tet, so dass dadurch wiederum der Verschleiss herab gesetzt bzw. die Präzision der Drehbank abermals wesentlich erhöht wird.
Soll die Drehbank in eine Universal-Werkzeug macher-Drehbank verwandelt werden, so entfernt man aus dem Wechselrädergetriebe (Fig. 6) das An triebskegelrad 602 und das Zahnrad 608. Sodann baut man nach dem Abschrauben des Deckels 219 (Fig.3a) an die Rückseite des Spindelstockes 200 den Getriebekasten 700 mit dem vielstufigen Wähl- getriebe 701 an (Fig. 3b), wobei (Fig. 1) das Antriebs- Kegelrad 702 des letzteren zwischen die beiden Tellerräder 215, 216 zu liegen kommt und die Abtriebswelle 703 des vielstufigen Wählgetriebes 701 mit der Zwischenwelle 609 des Wechselträger getriebes 601 verbunden wird (Fig.l).
Nun geht der Kraftfluss des Gewindeschneid-Vorschubantriebes vom Wendegetriebe 203 über das Antriebskegelrad 702 durch das vielstufige Wählgetriebe 701 und von diesem über die Abtriebswelle 703 und die Zwischenwelle 609 durch das Wechselrädergetriebe 601 in die Leitspindelmutter 307.
In den Fig. 10 bis 12 ist die Schlossplatte im Schnitt bzw. in Seitenansicht dargestellt. Anhand dieser Figuren und im Zusammenhang mit Fig. 1 soll die Wirkungsweise der bereits früher erwähnten Planetengetriebe 407, 408 für den automatischen Längs- bzw. Planzug erläutert werden. Der Gleich strom-Elektromotor 403 treibt über seine an ihrem freien Ende als Schnecke ausgebildete Welle 425 die mit einem Innenkonus versehene Hülse 426 der Rutschkupplung 404.
Gegen den Innenkonus der auf der Spindelwelle 405 lose sitzenden Hülse 426 wird der mittels des Keiles 427 mit der Spindelwelle 405 fest verbundene Kegel 428 gedrückt, und zwar unter der Wirkung der Druckfeder 429, die sich einerseits gegen die rechte Stirnfläche des Kegels 428 und anderseits gegen die linke Stirnfläche eines Ringes 430 abstützt. Dieser Ring 430 ist auf der Spindelwelle 405 mittels eines einen Schlitz 432 der letzteren durchdringenden Gewindestiftes 431 verschiebbar be festigt.
Die Spindelwelle 405 ist in ihrem rechten Teil hohl ausgebildet zur Aufnahme eines zylindri schen Stiftes 433; dieser kann mittels einer von stirnseitigen Ende her in die zentrale Bohrung der Spindelwelle 405 eingeschraubten Kopfschraube 434 axial verschoben werden, wobei auch der Gewinde stift 431 samt Ring 430 verschoben und somit die Vorspannung der Druckfeder 429 geändert wird. Man kann also durch Verdrehen der Kopfschraube 434 das von der Rutschkupplung 404 zu übertragende Drehmoment genau einstellen und durch Festziehen der Gegenmutter 435 dafür sorgen, dass der einmal eingestellte Wert beibehalten wird.
Die Drehbewe gung der Spindelwelle 405 wird durch eine an ihr vorgesehene Schneckenverzahnung 436 und ein Schneckenrad 439 auf das mit dem letzteren ver keilte, kleine Sonnenrad 437 des Planetengetriebes 407 übertragen; das letztere ist durch das Zahnrad 440, das Zwischenrad 406 und das Ritzel 441 mit dem kleinen Sonnenrad 438 des Planetengetriebes 408 verbunden. Auf die Welle des die Planeten räder 445 aufnehmenden Steges 443 ist ein Zahnrad 447 aufgekeilt sowie das auf die am Bett 300 be festigte Zahnstange 301 wirkende Ritzel 409. Mit der Welle des die Planetenräder 444 aufnehmenden Steges 442 ist das Zahnrad 446 fest verbunden. Durch die rechte Seitenwand der Schlossplatte ist eine mit einem Hebel 448 fest verbundene Achse 449 durchgeführt, mit deren innerem Ende eine mit kreis bogenförmigen Schlitzen 450, 451 versehene Kurven platte 452 versplintet ist.
Durch die kreisbogen förmigen Schlitze 450, 451 ragen Schaltstifte 424, 423, die mit der Unterseite ihres Kopfes unter der Wirkung von Druckfedern 454, 453 gegen die Kur venflächen 456, 455 gedrückt werden. Die inneren Enden der Schaltstifte 423, 424 sind stirnseitig mit einer Verzahnung 457, 458 versehen, durch welche die grossen Sonnenräder 459, 460 der Planeten getriebe 407, 408 blockiert werden können. Die Kurvenfläche 456 der Kurvenplatte 452 ist so ge staltet, dass in der in Fig. 11 dargestellten Lage II des Hebels 448 das grosse Sonnenrad 460 des Planetengetriebes 408 blockiert, das grosse Sonnenrad 459 des Planetengetriebes 407 dagegen frei ist.
In diesem Falle ergeben sich folgende Antriebsverhält nisse: Das vom Motor 403 über die Rutschkupplung 404 und die Spindelwelle 405 angetriebene, kleine Sonnenrad 437 des Planetengetriebes 407 überträgt seine Drehbewegung auf die Planetenräder 445; da der Steg 443 infolge der vorhandenen Reibungs kräfte stillsteht, übertragen die Planetenräder 445 ihre Drehbewegung auf die Innenverzahnung des grossen Sonnenrades 459, wodurch das letztere ge dreht wird. Der Längszug ist also nicht in Tätigkeit. Das vom kleinen Sonnenrad 437 über Zahnrad 440, Zwischenrad 406 und Ritzel 441 gleichzeitig an getriebene, kleine Sonnenrad 438 des Planetengetrie bes 408 überträgt seine Drehbewegung auf die Planetenräder 444.
Da jedoch das grosse Sonnenrad 460 durch die Verzahnung 458 des in der linken Endstellung befindlichen Schaltstiftes 424 blockiert ist (Fig. 10) und sich nicht drehen kann, wälzen sich die Planetenräder 444 auf der Innenverzahnung des grossen Sonnenrades 460 ab und drehen dadurch den Steg 442 und das mit ihm verkeilte Zahnrad 446. Das Zahnrad 446 (Fig. 1) steht mit dem Ritzel 462 in Eingriff, das mit der den Planzug bewirkenden Spindel 410 fest verbunden ist. Der Planzug ist also in Tätigkeit.
Legt man den Hebel 448 (Fig. 11) in die Mittel stellung (Lage I), so wird das grosse Sonnenrad 460 des Planetengetriebes 408 vom Schaltstift 424 frei gegeben. Legt man den Hebel 448 nach unten, so wird das grosse Sonnenrad 459 des Planetengetriebes 407 dagegen durch den Schaltstift 423 blockiert, d. h. der Längszug ist eingeschaltet, der Planzug dagegen ausgeschaltet.
Unabhängig von den Planetengetrieben 407, 408 kann der Längszug durch das Handrad 413 über Ritzel 461, Zahnrad 447 und Ritzel 409 von Hand betätigt werden; ebenso der Planzug durch das un mittelbar am Ende der Spindel 410 sitzende Handrad 414. Ein Sicherungsstift 463 sorgt dafür, dass bei eingeschaltetem Längs- oder Planvorschub nicht gleichzeitig durch Verdrehen der Spindel 420 der automatische Vorschub der Gewindeschneid-Einrich tung eingeschaltet werden kann.
Lathe with independent from the drive of the work spindle drive for the longitudinal and face pull The invention relates to a lathe with independent from the drive of the work spindle to drive for the longitudinal and face pull.
The purpose of the invention is to increase the economic viability of such a lathe in terms of reducing both its manufacturing costs (and thus its purchase price) and its operating costs.
The object of the invention is to be a particularly simple and expedient combination of some known components or assemblies with the aim of: a) an expansion of the application possibilities of the lathe by a new solution of the building box principle >>, b) an improvement in protection in particular components at risk against damage, soiling and wear, c) an increase in manufacturing and work accuracy, d) easier accessibility and e) simplification of operation.
According to the invention, this object is achieved in that the drive for the longitudinal and face pull of the lathe is arranged in the lock plate and that a reversing gear with an output axis running transversely to the axis of the work spindle is provided in the headstock, the headstock each having a connection option on both sides of the work spindle axis has a feed gear acting on the lead screw.
Only in the area of the headstock, the lead screw can have a thread that cooperates with a stationary, but rotatably mounted, undivided nut that can be driven by the feed gear, while its remaining, cylindrical, smooth part is guided in a manually lockable clamping sleeve that is firmly connected to the bed slide.
According to a preferred embodiment of the invention, on a lathe provided with such a lead screw, the lead screw nut can be mounted in an oil-tight encapsulated housing.
The housing accommodating the lead screw nut can be extended in a particularly advantageous manner on the side facing away from the bed slide by a tube closed at its free end and on the side facing the bed slide by a tube provided with a seal at its free end, each of the two tubes is longer than the threaded area of the lead screw.
In one embodiment, the bed slide guide has at least two lengthwise guide strips which are optionally composed of a plurality of partial pieces and are fastened to the bed in an exchangeable manner.
In an advantageous manner, each guide bar has essentially the cross section of a preferably equilateral triangle, one side of which lies in the bed slide guide plane.
In a lathe equipped with only two such guide strips, the bed slide is expediently guided through the upper and outer surfaces of the two guide strips, while the upper and inner surfaces of the two guide strips serve to guide the tailstock.
Furthermore, the in the lock plate angeord designated drive for the longitudinal and face pull consist of two planetary gears, the webs of which work together with the organs causing the longitudinal pull or plane pull, while the inevitably coupled small sun gears can be driven by a common electric motor and the large suns - Wheels can preferably be locked individually by means of cam-controlled switch pins, but not at the same time.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown on the basis of an exemplary embodiment, namely: FIG. 1 the schematic structure of a lathe according to the invention, in a perspective view, FIG. 2 the front view of a basic type of the lathe proposed according to the invention, FIG. 3 a side view of the basic type According to Fig. 2, Fig.3a the side view of the basic type according to Fig. 3, but with attached change gears, Fig.3b the side view of the basic type according to Fig. 3a, but with additionally attached, vielstufi gem selector gear, Fig. 4 shows a cross section through the Lathe bed, Fig. 5 is the front view of the change gearbox bes, Fig. 6 is a section along line A-A in Fig. 5, Fig. 7 is a section along line CC in Fig. 5, Fig. 8 is a clamping device for the lead screw, Fig. 9 a section along line DD in FIG. 8, FIG.
10 a section along line A-A in FIG. 11, FIG. 11 a side view of the lock plate and FIG. 12 a section along line B -B in FIG. 10. In FIG. 1, the structure of the lathe proposed according to the invention is shown in one embodiment example shown schematically. The torsionally rigid base 100 rests with its box-shaped feet 101, 102 on the foundation; on its top it carries the headstock 200 as well as the bed 300 with bed slide 400 and tailstock 500. On the outer face of the base 101 is the gear box cover 103 of the main drive 104, which via a belt 105 the work spindle provided with a reduction gear 201 202 drives.
In the lock plate 401 of the bed slide 400, the drive 402 acting on a rack 301 fastened to the bed 300 is accommodated for the longitudinal and face pull of the lathe. In the headstock 200, a reversing gear 203 is provided with an output shaft 204 running transversely to the axis of the work spindle 202, the spindle stock 200 each having a connection option for a feed gear 601 or 701 acting on the lead screw 302 on both sides of the work spindle axis. Each of these two feed gears 601, 701 can be attached to the headstock 200 by means of a gear box 600 or 700, respectively.
In the example shown, the feed gear 601 is a gear drive provided with slip-on change gears, with the help of which thread, for example, the following pitches can be cut: Metric 28 pieces (0.2-8 mm), English 19 pieces (3-24G / 1 " ) and module 13 pieces (0.3-4 mm). The feed gear 701 of the embodiment shown is a multi-stage gearbox known per se, with which threads of, for example, 270 different pitches can be cut, under which the following 80 are normalized Gradients are: Metric 27 pieces (0.4-10 mm), English 34 pieces (21 / 4-64 G; '1 ") and module 19 pieces (0.3-4 mm).
Thanks to this new modular principle, which allows subsequent attachment without increasing the overall length, the lathe according to the invention can be adapted to the respective intended use in terms of equipment. The basic type, consisting of the base <B> 100, </B> the spindle stock 200, the bed 300 with bed slide 400 and tailstock 500, represents a simple production lathe. This is created by retrofitting the gearbox 600 (with Change gears gearbox 601) and lead screw 302 a precision toolmaker's lathe on which you can cut metric, English and modular threads with 60 different pitches.
If you also add the gearbox 700 with the multi-stage gearbox 701, the result is a universal toolmaker's lathe on which metric, English and modular threads with a total of 270 different pitches can be produced with the highest precision.
The basic type of lathe proposed according to the invention is shown in FIG. 2 in a front view and in FIG. 3 in a side view. It will now be described in more detail with reference to FIGS.
The torsion-resistant base 100 can be aligned using leveling screws. The lathe can be placed on elastic pads to reduce vibrations. The main drive 104 with the drive motor 107, which is mounted on two vibration dampers, is accommodated in the left base 101. The main drive 104 consists essentially of a two-stage wide wedge belt drive with a total control range of 1:10, which is driven by the drive motor 107 via a two-stage V-belt drive; the latter allows two speed ranges, namely from 30 2700 or from 40-3600 rpm. All V-belts can be easily changed and readjusted.
The translation of the wide V-belt drive known as variator can be continuously changed in a known manner by axially adjusting the conical disks 108, 109, 110, 111 by means of the adjusting motor 112 via the spindle 113, spindle nut 114, angle lever 115 and cam system 116 while the machine is running . The conical disk 108 is attached to the drive shaft 117 of the wide V-belt transmission, the conical disks 109, 111 sit on the intermediate shaft 118, and the conical disk <B> 110 </B> is connected to the output shaft 119 of the wide V-belt transmission.
A belt pulley 120 is keyed onto the outer end of the output shaft 119 and is connected by the flat belt 105 to a belt pulley 206 fastened to the outer end of the shaft 205 mounted in the headstock 200. A spur gear 207 is attached to the inner end of the shaft 205 and is in permanent engagement with a spur gear 208 attached to the intermediate shaft 212. A second spur gear 210 is also attached to the intermediate shaft 212. With this spur gear 210, a spur gear 209 connected to the work spindle 202 and axially displaceable thereon by means of the lever 213 and the fork 214 can be brought into engagement.
The sleeve 211 of the spur gear 209 has internal teeth corresponding to the teeth of the spur gear 207, so that by axially displacing the spur gear 209 while the sleeve 211 is pushed onto the spur gear 207, the work spindle 202 can be coupled directly to the shaft 205; that is, when the spur gear 209 is axially displaced so that it meshes with the spur gear 210, the headstock reduction gear 201 provides a reduction ratio of 9: 1 between the shaft 205 and the work spindle 202. Switching the headstock reduction gear on and off 201 takes place by operating the lever 213 (Fig. 2).
On the work spindle 202 in the headstock 200 there is also the reversing gear 203, the drive part of which consists of the ring gears 215, 216 which are arranged at a fixed distance from one another and are axially displaceable on the work spindle 202. The output part is the bevel gear 602 or the bevel gear 702, which are arranged on the output axis 204 running transversely to the work spindle 202, depending on whether the change gear 601 or the multi-stage gearbox 701 is to be used. How the reversing gear 203 cooperates with the change gear 601 or the multi-stage gearbox 701 will be described later.
The drive 402 for the automatic longitudinal and face pull of the lathe is housed in the lock plate 401 of the bed slide 400. It essentially consists of the direct current electric motor 403 with low drive power, which via the shaft 405 equipped with a slip clutch 404 and a worm gear 436, 439 (Fig. 10) the small sun gears 437 connected to one another by gear 440, intermediate gear 406 and pinion 441 , 438 drives the planetary gears 407, 408, the large sun gears 459, 460 of the planetary gears 407, 408 being lockable by means of the switching pins 423, 424 (in a manner to be described later).
The planetary gear 407 transmits the rotational movement of the spindle shaft 405 to the pinion 409, which rolls on the rack 301 attached to the bed 300 and thus causes the automatic longitudinal pull. Analogously, the engaged planetary gear 408 generates the automatic face pull by means of the spindle 410 and the threaded nut 411 that is firmly connected to the cross slide 412. The automatic feed (longitudinal or straight pull) is switched on by lever 448 (Fig. 2). The feed rate (control range about 1:20) is selected by the control button 121 on the control panel 122 (FIG. 2) - independently of the speed of the work spindle 202. The direction of advance can also be adjusted by means of the control button 121. When the automatic longitudinal pull is switched off, respectively.
The same can be operated manually by turning the handwheels 413 and 414, respectively.
The bed slide 400 is guided by two guide strips 303 (FIG. 4) which are interchangeable on the bed 300, e.g. B. by means of screws 304 are attached. Each of these guide strips 303, optionally composed of several sections in length, has essentially the cross section of a preferably equilateral triangle, one side of which lies in the bed slide guide plane. To reduce wear and to achieve maximum precision, the guide strips 303 are hardened (RC approx. 68-70) and ground. The upper and outer surfaces of the guide strips 303 (indicated by dashed lines in FIG. 4) serve as guide surfaces for the bed slide, while the upper and inner surfaces of the same (indicated by dotted lines in FIG. 4) are drawn to guide the tailstock 500.
The bed slide and tailstock guides can be adjusted or readjusted free of play without reworking the individual parts.
The basic type of lathe according to the invention described above is shown in side view in FIG. The headstock 200, on which no feed gear (for thread cutting) is attached, is closed on its front and back by flat plates 218, 219.
If the basic type (production lathe) shown in side view in Fig. 3 is now to be expanded into a precision toolmaker's lathe, the gear box 600 with the change gear 601 is simply attached to the front of the headstock 200 instead of the plate 218, so that the side view of the lathe shown in Fig. 3a results.
The additional attachment of the gear box 700 with the multi-stage gearbox 701 on the back of the headstock 200 (instead of the plate 219) finally gives a universal toolmaker's lathe, the side view of which is shown in Fig. 3b.
As can easily be seen from these various representations, the expansion of the area of application of the lathe proposed according to the invention, which is possible due to the subsequent additions, does not require any significant additional space; in particular, the construction length of the lathe is not increased.
In the following, the feed gears 601 and 701, which have not yet been described in detail, and their interaction with the lead screw 302 will now be explained to the extent that it appears necessary to understand the nature of the invention. The change gear 601 (Fig. 1 and Fig. 5 to 7) is driven by the bevel gear 602, which is in engagement either with the ring gear 215 or with the ring gear 216 of the reversing gear 203 and thus rotates clockwise or counterclockwise .
The two handle positions are brought about by pivoting the lever 603, which effects the axial displacement of the ring gears 215, 216 by means of a disc 605 which is attached eccentrically to the axle bolt 604 and engages between the ring gears 215, 216. In addition, the change gears gear differs in terms of its structure and its basic principle of operation not from the known transmissions of a similar type, which is why the description of the attachable change gears and their interaction can be dispensed with.
The drive shaft 606 of the change gear is designed at its inner end as a bevel gear 607, which is in engagement with the undivided, in an oil-tight housing screwed to the bed 304, 305, 306 ge superimposed and running in the oil bath lead screw nut 307. A tube 308, which is closed on one side, is screwed into the left housing cover 305 and a tube 310 provided with a seal 309 is screwed into the right housing cover 306. Each of these two tubes is slightly longer than the threaded part 311 of the lead screw guided in the lead screw nut 307 302. The remaining part 312 of the lead screw 302 is smooth and mounted in a manually lockable clamping bush 416 which is firmly connected to the bed slide 400 (FIGS. 8 and 9). The tightening or
The clamping bushing 416 is released by turning the handle 417 (FIG. 9), the spindle 420, which is provided with a thread 419 at its inner end, being turned via a helical gear 418; According to the threaded bushing 422 fastened to one leg of the clamping bushing 416 by means of the screw 421, the clamping bushing 416 is tightened or loosened by the rotation of the spindle 420.
When the clamping sleeve 416 is tightened, the lead screw 302 cannot rotate; If in this case the lead screw nut 307 is driven by the change gears 601, the lead screw 302 (and with it the bed slide 400 clamped to it) moves - depending on the direction of rotation of the lead screw nut 307 - to the right or to the left, so that the feed required for thread cutting, determined by the selected gear ratio of the change gear, becomes effective.
As soon as the clamping bushing 416 is loosened, however, as a result of the friction occurring in the lead screw nut 307, the lead screw 302 rotates with the lead screw nut 307 and no longer executes any axial movement; H. the thread feed is switched off and the bed slide 400 remains in place. The inventive design and arrangement of the lead screw 302, which is only equipped with a thread cooperating with the lead screw nut over a relatively small area, offers various advantages: Above all, it makes the production of the lead screw much cheaper because the thread is shorter than with lead spindles that were customary up to now.
It can also be hardened and ground better, so that the precision can be increased without any additional effort. Nevertheless, the thread cutting can be carried out in any area of the bed slide guide, because after loosening the clamping sleeve 416 the bed slide can be moved to an arbitrary point and the clamping sleeve 416 can be tightened there again. Another advantage is that the lead screw nut 307 is completely closed, so that it is subject to much less wear, especially since it runs in oil and is therefore better protected against damage and contamination.
Finally, the new arrangement of the lead screw 302 between the guide bars 303 virtually completely eliminates the risk of the bed slide tilting horizontally, so that wear and tear is reduced and the lathe precision is again increased significantly.
If the lathe is to be transformed into a universal tool maker lathe, one removes the drive bevel gear 602 and the gear 608 from the change gears (Fig. 6). Then you build after unscrewing the cover 219 (Fig.3a) on the Back of the headstock 200 the gear box 700 with the multi-stage gearbox 701 (Fig. 3b), whereby (Fig. 1) the drive bevel gear 702 of the latter comes to lie between the two ring gears 215, 216 and the output shaft 703 of the multi-stage Selector gear 701 is connected to the intermediate shaft 609 of the change carrier gear 601 (Fig.l).
The power flow of the thread-cutting feed drive now goes from the reversing gear 203 via the drive bevel gear 702 through the multi-stage selection gear 701 and from there via the output shaft 703 and the intermediate shaft 609 through the change gear 601 into the lead screw nut 307.
10 to 12, the lock plate is shown in section or in side view. On the basis of these figures and in connection with FIG. 1, the mode of operation of the planetary gears 407, 408 already mentioned earlier for the automatic longitudinal or straight pull is to be explained. The direct current electric motor 403 drives the sleeve 426 of the slip clutch 404, which is provided with an inner cone, via its shaft 425, which is designed as a worm at its free end.
The cone 428, which is firmly connected to the spindle shaft 405 by means of the wedge 427, is pressed against the inner cone of the sleeve 426, which is loosely seated on the spindle shaft 405, under the action of the compression spring 429, which is on the one hand against the right face of the cone 428 and on the other hand against the left end face of a ring 430 is supported. This ring 430 is slidably fastened on the spindle shaft 405 by means of a threaded pin 431 penetrating a slot 432 of the latter.
The spindle shaft 405 is hollow in its right part for receiving a cylindri's pin 433; this can be axially displaced by means of a head screw 434 screwed into the central bore of the spindle shaft 405 from the front end, with the threaded pin 431 including ring 430 being displaced and thus the bias of the compression spring 429 being changed. The torque to be transmitted by the slip clutch 404 can therefore be set precisely by turning the head screw 434, and by tightening the lock nut 435 it can be ensured that the value that has been set is maintained.
The Drehbewe movement of the spindle shaft 405 is transmitted through a worm gear 436 provided on it and a worm wheel 439 to the small sun gear 437 of the planetary gear 407 wedged with the latter; the latter is connected to the small sun gear 438 of the planetary gear 408 through the gear 440, the intermediate gear 406 and the pinion 441. On the shaft of the planet gears 445 receiving web 443 a gear 447 is keyed as well as the pinion 409 acting on the rack 301 fastened to the bed 300. The gear 446 is firmly connected to the shaft of the web 442 receiving the planet gears 444. Through the right side wall of the lock plate with a lever 448 firmly connected axis 449 is carried out, with the inner end of a circular arc-shaped slots 450, 451 provided curve plate 452 is pinned.
Through the circular arc-shaped slots 450, 451 protrude switch pins 424, 423, which are pressed with the underside of their head under the action of compression springs 454, 453 against the curve surfaces 456, 455. The inner ends of the switching pins 423, 424 are frontally provided with a toothing 457, 458, through which the large sun gears 459, 460 of the planetary gear 407, 408 can be blocked. The cam surface 456 of the cam plate 452 is designed so that in the position II of the lever 448 shown in FIG. 11, the large sun gear 460 of the planetary gear 408 is blocked, while the large sun gear 459 of the planetary gear 407 is free.
In this case, the following drive ratios result: The small sun gear 437 of the planetary gear 407, driven by the motor 403 via the slip clutch 404 and the spindle shaft 405, transmits its rotational movement to the planetary gears 445; since the web 443 stands still due to the existing frictional forces, the planet gears 445 transmit their rotational movement to the internal teeth of the large sun gear 459, whereby the latter is rotated ge. The longitudinal pull is therefore not in operation. The small sun gear 438 of the planetary gearbox 408, which is driven simultaneously by the small sun gear 437 via gear 440, intermediate gear 406 and pinion 441, transmits its rotational movement to the planetary gears 444.
However, since the large sun gear 460 is blocked by the teeth 458 of the shift pin 424 in the left end position (Fig. 10) and cannot rotate, the planet gears 444 roll on the internal teeth of the large sun gear 460 and thereby rotate the web 442 and the gear 446 keyed to it. The gear 446 (FIG. 1) meshes with the pinion 462, which is fixedly connected to the spindle 410 which causes the face tension. So the plan is in action.
If the lever 448 (Fig. 11) is placed in the middle position (position I), the large sun gear 460 of the planetary gear 408 is released by the switching pin 424. If you put the lever 448 down, the large sun gear 459 of the planetary gear 407 is blocked by the switching pin 423, i.e. H. the longitudinal pull is switched on, the straight pull is switched off.
Independently of the planetary gears 407, 408, the longitudinal pull can be manually operated by the handwheel 413 via pinion 461, gear 447 and pinion 409; Likewise, the straight pull by the handwheel 414 sitting directly at the end of the spindle 410. A locking pin 463 ensures that when the longitudinal or face feed is switched on, the automatic feed of the thread cutting device cannot be switched on at the same time by turning the spindle 420.