DE2122691A1

DE2122691A1 - Stelleinrichtung mit absoluter Positionsanzeige, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2122691A1
Application number: DE19712122691
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7300 Esslingen. P Griebenow
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-12-14
Also published as: DE2122691B2; DE2122691C3; US3750618A; CH541386A; GB1369924A

Description

ο»-α. ■'—.«.ac. —Ην,_DR. 0,Pc-PHV,.

OtiER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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26.4.71 212269 ι

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Index-Werke KG Hahn & Tessky 73 Esslingen, Plochinger Str. 92

Stelleinrichtung 'mit absoluter Positionsanzeige, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung, die eine AnzGigeskala zur absoluten Positionsanzeige aufweist, insbesondere zur Einstellung dos Vorschubwoges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen, mit einer in einem Lagergehäuse gelagerten Stellspindel, der koaxial ein Skalenring zur Grobeinstellung und eine mit der Stellspindel drehfest verbundene Drehskala zur Feineinstellung des Vorschubweges zugeordnet ist, zwischen welchen ein eine Positionsiuarke auf v/eisender Positionsring vorgesehen ist und mit einem innerhalb der Ringe angeordneten Zwischengetriebe zur untersetzten Antriebsübertragung von der Stellispindel zu dem zur Grobeinstellung dienenden Skalenring, wobei letzterer eine Innenverzahnung aufweist, die mit einem durch die Stellspindcl verstellbaren Zahnrad kämmt.

Für die Fertigung von Werkstücken auf Werkzeugmeischinen, imibenoiKlcre Drehaulomaten, bedient man sich immer nehr vorein-

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gestellter Werkzeuge, um sowohl beim Einrichten der Maschinen als auch bei einem notwendig v/erdenden Werkzeugwechsel die Maschinenausfallzeiten so klein wie. möglich zu halten.

Zu diesem Zweck sind die mit einem Anschlag zusammenwirkenden Werkzeugträger mit Stelleinrichtungen ausgestattet, mit deren Hilfe sie sich auf eine bei der Arbeitsvorbereitung ermittelte Anschlagposition feineinstellen lassen.

Es gehören nun bereits verschiedene Konstruktionen von Stelleinrichtungen zum Stande der Technik, bei denen durch entsprechende Verstellung der Stellspindel die ermittelte Anschlag position als kompletter Wert in Millimetern oder Zoll und Bruchteilen dieser Massgrössen angezeigt v/ird, und zwar weisen diese Einrichtungen zv/ei sich während der Verstellung der Stell spindel mitdrehende Skalenringe auf, denen zur Anzeige des Verstellweges eine ortsfeste Positionsmarke zugeordnet ist,

Bei einer dieser bekannten Konstruktionen ist dabei die Posi-tionsmarke am freien Ende eines beispielsweise an der Maschine befestigten Armes vorgesehen, der über beide Skalen ragt und ein Fenster aufweist, in welchem die feststehende Marke vorgesehen ist. Abgesehen davon, dass ein derartiger Arm das leichte Ablesen der Anzeigeskalen beeinträchtigt, erfordert er zusätzliche Montagearbeiten und steht hinderlich _w im Wege.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wurden nun diese Nachteile dadurch vermieden, dass, analog zur eingemgs beschriebenen Stelleinrichtung, die Positionsmarke am Umfange eines zwischen dem Skalenring und der Drehskala angeordneten Positionsringes vorgesehen ist. Dieser Positionsring dur

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mit einem Ringbund den über ein Zwischengetriebe durch die Stellspindel antreibbaren Skalenring für die Grobeinstellung und ist aia Lagergehäuse der Stellspindel festgeschraubt, Das Zwischengetriebe ist bei dieser Konstruktion durch ein aufwendiges, eine Vielzahl von Zahnrädern aufweisendes und entsprechend kompliziertes Planetenradgetriebe gebildet, für dessen Unterbringung ein Wandteil des den Skalenring durchgreifenden Positionsringes mit entsprechenden Ausnehmungen auszustatten ist. Es handelt sich somit um eine herstellungstechnisch aufwendige und entsprechend teuere Konstruktion ( siehe österreichisches Patent 271 139).

Hier setzt nun die Erfindung ein. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, den Gesamtaufbau derartiger, eingangs beschriebener Stelleinrxchtungen erheblich zu vereinfachen und in der Her-¹ stellung zu verbilligen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das mit der Innenverzahnung des zur Grobeinstellung dienenden Skalenringes kämmende Zahnrad auf einem exzentrischen Umfangsteil der Stellspindel drehbar angeordnet ist und in eine Innenverzahnung des Lagergehäuses eingreift, dass der Positionsring zwischen dem Skalenring und der Drehskala lose angeordnet und mit einer mit dem Zahnrad kämmenden Innenverzahnung ausgestattet ist und dass die Zähnezahl der Innenverzcihnungen von Lagergehäuse und Positionsring gleich ist, während die Zähnezahl der Innenverzahnung des Skalenringes für die Grobeinstellung und der beiden anderen Innenverzahnungen entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis für den Antrieb des Skalenringes grosser oder kleiner ist.

Die erfindungsgemässe Stelleinrichtung weist damit innerhalb des durch die Ringe definierten Raumes lediglich noch ein Zahnrad in. Forr.'t eines lose auf der Stellspindel gelagerten Zahnkranzes auf, der sowohl zum Antrieb des Skalenringes als auch

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zur Fixierung des Positionsringes dient. Der Stillstand des Positionsringes .resultiert hierbei daraus, dass bei der übereinstimmenden Zähnezahl zwischen den Innenverzahnungen von Lagergehäuse und Positionsring bei drehender Stellspindel der sich exzentrisch verlagernde Zahnkranz lediglich an der Innenverzahnung des Positionsringes abwälzt, wobei dessen Wälzbewegung durch die Innenverzahnung des stationären Lagergehäuses bestimmt wird und deshalb am Positionsring ohne Wirkung bleibt. Die mit entsprechender Untersetzung auszuführende Drehung des Skalenringes für die Grobeinstellung resultiert hingegen aus den verschiedenen Zähnezahlen der Innenverzahnungen von Skalenring und Lagergehäuse zur Anzeige des Vorschubweges in Millimetern oder Zoll. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass sich der Ausdruck " Stellspindel im Sinne der Erfindung sowohl auf eine Gewindespindel bezieht, die im Lagergehäuse über einen Lagerschaft drehbar gelagert ist und die mit ihrem einen Endstück mit einem Drehknebel verbunden ist, welcher an einem entsxjrechenden Unifangsteil die Drehskala aufweist, als auch für eine solche Spindel gilt, die beispielsweise in einem die Drehskala tragenden Drehknebel, axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar angeordnet ist.

Was schliesslich die erfindungsgemässe Stelleinrichtung betrifft, so ist es vorteilhaft, zur Zentrierung der Ringe bzv/. Skalen zum Lagergehäuse diese Teile an ihren Stirnseiten mit ineinandergreifenden Ringbunden auszustatten. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel· der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch eine Stelleinrichtung,

Fig.2 einen Querschnitt der Stelleinrichtung entlang der Linie 2-2 der Fig.l,

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Fig.3 eine Ansicht des die Anzeigeskalen aufweisenden Teils der Stelleinrichtung,

Fig.4 eine Explosionszeichnung von der Stelleinrichtung.

Die gezeigte Stelleinrichtung weist einen mittels eines Befestigungsflansches Io an einem Werkzeugträger 12 befestigbares Lagergehäuse 14 auf, das in axialer Richtung mit einer zylindrischen Ausnehmung 16 versehen ist, die im Gehäuseinnern kurz vor dem Cefestigungsflansch Io endet, wobei sich in axialer Richtungvom Boden dieser zylindrischen Ausnehmung eine Bohrung 18 geringeren Durchmessers fortsetzt, die den Befestigungsflansch Io durchdringt. Das Gehäuse v/eist ausserdem gegenüber des Befestigungsflansches Io ein flanschartig erweitertes Gehäuseendstück 2o auf, dessen Innendurchmesser wesentlich grosser als der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung 16 ist. Ära Innenumfang dieses Gehäuseendstückes 2o ist eine Innenverzahnung 22 vorgesehen. Im Lagergehäuse 14 ist ein als Ganzes mit 24 bezeichneter Drehknebel drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Zu diesem Zweck weist derselbe einen zylindrischen Lagerschaft 26 auf, der in die zylindrische Ausnehmung 16 des Lagergehäuses 14 eingreift. Das gemäss Fig. 1 und 4 linke Ende des Drehknebels bildet ein im Durchmesser vergrössertes zylindrisches Drehglied 25, das gemäss Fig.3 an seinem Umfang eine Drehskala 27 für die Feineinstellung einer Stellspindel 28 aufweist. Diese Stellspindel ist mittels eines zylindrischen Endstückes 32 in einer den Drehknebel axial durchdringenden Bohrung 3o axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar geführt, wozu in das zylindrische Endstück 32 eine Passfeder 34 eingesetzt ist, die in eine Längsnut 36 der Bohrung 3o des Drehknebels eingreift. Die Stellspindel durchdringt mit ihrem Gewindeschaft die Bohrung 18 des Lagergehäuses 14 und ist im

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Gewinde 37 des Werkzeugträgers 12 axial verstellbar. Zur axialen Sicherung und Spieleinstellung des Drehknebels 24 im Lagergehäuse 14 dient ein Gewindestift 38, der in ein im flanschartigen Gehäuseendstück 2o des Gehäuses radial angeordnetes Gewindeloch 4o eingeschraubt ist und der eine am hinteren Ende des Lagerschaftes angeformte schräge Ringfläche 42 hintergreift.

Zwischen dem Lagerschaft 26 des Drehknebels 24 und der Drehskala/weist der Drehknebel 24 ein exzentrisch angeformtes^ zylindrisches Umfangsteil 44 auf, dessen Durchmesser vorzugsweise geringfügig grosser als der Durchmesser des Lagorschaftes 26 ist. Dieses exzentrisch angeformte,zylindrische Umfangsteil 44 befindet sich in einem gewissen Abstand vom hinteren Ende des Lagerschaftes 26.

Wie aus Fig.l deutlich zu ersehen ist, befinden sich zv/ischen dem flanschartig erweiterten Gehäuseendstück 2o und der Drehskala 27 des Drehknebels 24 ein Positionsring 46 sowie ein Skalenring 48 für die Grobeinstellung der Stellspindel 28. Die Ringe 46 und 48 sind hierbei zu sich selbst, zum Drehglied 25 sowie zum flanschartigen Gehäuseendstück 2o des Lagergehäuses 14 koaxial angeordnet und v/eisen sämtliche den gleichen Aussendurchmesser auf. Zur gegenseitigen koaxialen Zuordnung dieser Teile v/eist das Drehglied 25 des Drehknebels an seiner dem Lagerschaft 26 zugekehrten Stirnseite ein zylindrisches Ansatzstück 5o auf, dessen Aussendurchmesser kleiner als der-Aussendurchmesser des Drehgliedes 25 ist. Der Positionsring 46 weist hingegen an seiner dem Drehglied 25 zugekehrten Stirnseite eine entsprechende Ausdrehung 52 auf, welche das zylindrische Ansatzstück 5o des Drehgliedes 25 aufnimmt. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist am Positionsriny ein

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zylindrisches Ansatzstück 54 angeformt, das wiederum in eine entsprechende Ausdrehung 56 des Skalenringes 48 eingreift, der an der gegenüberliegenden Stirnseite eine gleichartige Ausdrehung 58 zur Aufnahme eines an der benachbarten Stirnseite des flanschartig erweiterten Gehäuseendstückes 2o angeformten, zylindrischen Ringbundes 6o aufweist. Damit sind die Teile 25,46,48 relativ zueinander verdrehbar. Die beiden Ringe 46 und 48 weisen, analog zum flanschartig erweiterten GeHäiseendstück 2o des Lagergehäuses 14 jeweils eine Innenverzahnung 62 bzw. 64 auf. Während die Anzahl der Zähne der beiden Innenverzahnungen des Gehäuseendstückes 2o und des Positionsringes 46 einander entsprechen, v/eicht die Zähnezahl- der Innenverzahnung 64 des Skalenringes 48 von dieser Zähnezahl ab. Wie aus Fig.1 zu ersehen ist, ist schliesslich auf dem exzentrisch angeformten,zylindrischen Umfangsteil 44 des Drehknebels 24 ein vorzugsweise aus Kunststoff hergestelltes Zahnrad 66 drehbar angeordnet, das eine solche axiale Länge aufweist, dass dessen Verzahnung mit sämtlichen Innenverzahnungen 22,62,64 sich in Eingriff befindet.

Aus Fig.3 ist schliösslich zu ersehen, dass am Umfang des Positionsringes 46 eine strichförmige Positionsmarke 68 in Richtung der Skalenstriche beider Skalen vorgesehen ist»

Die Einteilung der Anzeigeskala des Skalenringes 48 ist abhängig von dem durch die Stellspindel 28 festlegbaren maximalen Vorschub des Werkzeugträgers 12, d.h. wenn z.B. ein maximaler Vorschubweg von loo mm zur Verfügung steht, so ist die Anzeigeskala des zur Anzeige der Grobeinstellung dienenden Skalen ringes 48 in hundert gleiche Teile einzuteilen, so dass eine Verstellung dieses Skalenringes vom einen Skalenstrich einem Verstollweg von 1 mm entspricht. Durch Überlauf, der Drehskala

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kann ein noch grösserer Weg eingestellt und abgelesen werden, wenn sie eine doppelte Skalenbeschriftung hat.

Zum Ablesen von nur-Bruchteilen eines Millimeters ausmachenden Verstellwegen dient die Drehskala 27 des Drehgliedes 25. Deren Einteilung richtet sich nach der Gewindesteigung der Stellspindel 28. Es sei angenommen, dass die Gewindesteigung einen Millimeter beträgt. Demgemäss ist die Drehskala um Verstellwege von l/loo/ mm zur Anzeige zu bringen, in loo gleiche Teile einzuteilen. Schliesslich sei bemerkt, dass zwischen der Zähnezahl der Innenverzahnungen 22,62 und der Innenverzahnung 64 des Skalenringes 48 eine solche Differenz besteht, dass bei Drehen des Drehknebels 24 der Skalenring 48 mittels des Zahnrades 66 um einen jeweils einem Verstellweg von 1 mm entsprechenden Drehwinkel verdreht wird. Zu diesem Zv/eck entspricht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zähnezahl der Innenverzahnung 64 des Skalenringes 48 der Anzahl der Teilstriche auf dessen Anzeigeskala, d.h. dessen Innenverzahnung besitzt loo Zähne. Um den gewünschten Drehwinkel pro Umdrehung des Drehknebels 2 4 zu erzielen, weisen demgemäss die Innenverzahnungen 22,62 einen Zahn mehr, d.h. lol Zähne bzw. einen Zahn weniger, d.h. 99 Zähne auf, entsprechend der gewünschten Drehrichtung des Skalenringes 48.

bzw.- dessen Drehglied 25

Wird der Drehknebel 24/verdreht, so bewirkt das exzentrisch angeformte zylindrische Umfangsteil 44, dass sich das auf diesem drehbar gelagerte Zahnrad 66 in der feststehenden Innenverzahnung 22 des Lagergehäuses 14 abwälzt. Das Zahnrad 6 6 verstellt hierbei, aufgrund der Differenz zwischen den Zähnezahlen der Innenverzahnungen, den Skalenring 48 um einen Zahn bzw. einen Teilstrich seiner Anzeigeskala. Ausserdcra bewirkt die übereinstimmende Zähnezahl der Innenverzahnungen von Positionsring 4 6 und Lagergehäuse 14, dass bei Betätigung des Drehknebels 24 der Positionsring 46 seine Lage unverändert beibehält.

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Claims

A 38 736 h Ö - -9 - y - 137 26.4.71 Patentansprüche :

1.) Stelleinrichtung, die eine Anzeigeskala zur absoluten Positionsanzeige aufweist, insbesondere zur Einstellung des Vorschubweges von Werkzeugträgern bei Werkzeugmaschinen, mit einer in einem Lagergehäuse gelagerten Stellspindel, der koaxial ein Skalenring zur Grobeinstellung und ein mit der Stellspindel drehfest verbundene Drehskala zur Feineinstellung des Vorschubweges zugeordnet ist, zwischen welchen ein eine Positionsmarke aufweisender Positionsring vorgesehen ist und mit einem innerhalb der Ringe angeordneten Zwischengetriebe zur untersetzten Antriebsübertragung von der Stellspindel zu dem zur Grobeinstellung dienenden Skalenring, wobei letzterer eine Innenverzahnung aufweist, die mit einem durch die Stellspindel verstellbaren Zahnrad kämmt, dadurch gekennzeichnet , dass das mit der Innenverzahnung (64) des zur Grobeinstellung dienenden Skalenringes (48) kämmende Sahnrad (66) auf einem exzentrisch angeformten,zylindrischen Umfangsteil (44) der Stellspindel (28) drehbar angeordnet ist und in eine Innenverzahnung (22) des Lagergehäuses (14) eingreift, dass der Positionsring (46) zwischen dem Skalenring (48) und der Drehskala (27) lose angeordnet und mit einer mit dem Zahnrad (66) kämmenden Innenverzahnung (62) ausgestattet ist und dass die Zähnezahl der Innenverzahnungen (22,62) von Lagergehäuse (14) und Positionsring (46) gleich ist, während die Zähnezahl der Innenverzahnung (6 4) des Skalenringes (48) für die Grobeinstellung und der beiden anderen Innenverzahnungen (22,62) entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis für den Antrieb des Skalenringes (4 8) grosser oder kleiner ist.

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2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung der Ringe (46,48) bzw, Skalen zum" Lagergehäuse (14) diese Teile an ihren Stirnseiten mit ineinandergreifenden Ringbunden (54,6o) ausgestattet sind,

3, Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem exzentrisch angeformten, zylindrischen Umfangsteil (44) der Stellspindel (28) gelagerte Zahnrad (66) aus geeignetem Kunststoff hergestellt ist.

4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknebel (24) mit dera Positionsring (46) und dem Skalenring (43) zum Lagergehäuse (14) in beliebiger Lage verdrehbar und montierbar sind.

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