DE420270C - Vorrichtung zur Verhinderung eines Werkzeugbruches mit einer unter Federwirkung stehenden Kugelkupplung - Google Patents

Description

Es sind Vorrichtungen zur Verhinderung eines Werkzeugbruches mit unter Federwirkung stehenden Kugelkupplungen bekannt. Bei diesen sitzen Kugeln 1, wie Abb. 1 für eine zeigt, in Löchern 2 u. 2' kleineren Durchmessers zweier Scheiben4 und 5 und zwischen diesen unter dem Drucke F einer Feder 3; dieses System kann längs der Stützebene 6 verschoben werden. Denkt man sich die Scheibe 5 von der Arbeitsspindel aus tangential nach rechts bewegt, als treibenden Teil, und die Scheibe 4 mit dem Werkzeug, z. B. dem Bohrer, fest verbunden, als getriebenen Teil der Kupplung, so werden bei Antrieb der Scheibe 5 in der Pfeilrichtung A die Kugel 1 und die Scheibe 4 mitgenommen, solange der Werkzeugwiderstand T höchstens den Wert F · tg α erreicht hat, wobei F die Federspannung und α der Winkel ist, der die zur Bewegungsrichtung der beiden Scheiben senkrechte Linie mit der Verbindungslinie der beiden Punkte 7 und 8 einschließt, in denen die Scheiben an der Kugel angreifen oder der Arbeitswiderstand und die Arbeitskraft auf die Kugel wirken.

Die Kupplung ist demnach in diesem Falle geschlössen, das Werkzeug wird angetrieben. Übersteigt nun der Werkzeugwiderstand den Wert F· tg α, so geht dieResultierende aus der dem Werte T stets gleichen Antriebskraft A und der Feder spannung F bei 8 nicht mehr durch den Stützpunkt 7, sondern sie wirkt in dem Sinne, daß die Kugel um 7 nach abwärts in die punktiert gezeichneten Stellungen gedreht wird. Dabei wird die Scheibe 5, die unter dem Einfluß der Antriebskraft bei 8 stets gegen die Kugel drückt und nachgiebig in der zur Bewegungsrichtung Senkrechten gedacht werden muß (etwa längs der Stützebene 27), entgegen der Federwirkung nach abwärts gedrückt, sie berührt die Kugel in einer Zwischenstellung in 8' und schließlich im tiefsten Punkte 8". Damit ist die Kugel ganz aus den Löchern der Scheiben 4 und 5 getreten, und die Kupplung ist gelöst, die

Scheibe 4 und das Werkzeug stehen still. Die Kugel rollt bei der Weiterbewegung der Scheibe 5 bis zum nächsten Loch in der Scheibe 4, wo sie durch die Wirkung der Federn in dieses Loch und zugleich in das entsprechende Loch von 5 hineingedrückt wird, und das Spiel beginnt von neuem. Hört der zu große Widerstand des Bohrers auf, so rückt sich die Kupplung wieder dauernd ein, und der Bohrer bewegt sich mit der Arbeitsspindel weiter.

Bei diesen bekannten Kupplungen ist der Abstand zwischen den Scheiben 4 und 5, solange diese gegenüber einander in Ruhe, also gekuppelt sind, unveränderlich, ebenso die Lage der Kugeln 1 zwischen den Scheiben; diese Kupplung liefert eine unveränderliche Widerstandsgröße, die dem zulässigen Widerstandsmomente des eingespannten Bohrers entsprechen müßte_j falls dieser gegen Bruch geschützt sein soll. Soll die Kupplung Werkzeuge verschiedenen Verdrehungswiderstandes gegen Bruch schützen, so müßte auch der Entkupplungswiderstand veränderlich sein. Zur Änderung des Entkupplungswiderstandes verwendet man eine veränderliche und einstellbare Belastung der Kupplungsteile, die durch Änderung der Spannung von Federn erreicht wird. Der gleiche Zweck wird erreicht, wenn man die Belastung gleich erhält und die Wirkungsverhältnisse der Kupplungsteile einstellbar ändern kann. Hierzu wird gemäß der Erfindung die Lage der Angriffsstellen des treibenden und getriebenen Kupplungsteiles (also etwa der Scheiben 4 und 5) an den Kugeln geändert, insbesondere wird der Abstand der beiden Scheiben verstellt, und hierbei werden die Kugeln auch so eingestellt, daß ihre Mittelpunkte genau in die Mitte des Abstandes der beiden Scheiben zu liegen kommen.

Durch diese Einstellung der Kugeln wird die aus der Verstellung der Scheiben folgende Änderung der Lage ihrer Angriffsstellen an den Kugeln gesichert; die Federspannung wird bei der Einstellung der Kupplung nicht geändert.

Aus der Gleichung T = F · tg α ergibt sich, daß mit einer einzigen unveränderlich gespannten Feder theoretisch jeder beliebige

ίο Werkzeugwiderstand von Null bis unendlich eingestellt werden kann. Drei beispielsweise Stellungen (I für den Widerstand O, II und III für T = F · tg a„ bzw. T = F · tg «.,) zeigt Abb. 2.

Abb. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt und Ansicht sowie in vier verschiedenen Querschnitten.

Der treibende Kupplungsteil besteht nach Abb. 3 und 4 aus dem Gehäuse 9 mit dem hohlen Zapfen 6, der bei 10 kegelig ausgedreht j ist und auf den passenden Kegel der Arb'eits- ' spindel gesetzt wird, und der Kupplungsscheibe 5, die durch die am inneren Umfange !

des Gehäuses 9 befindlichen Nasen 11 mitgenommen wird und achsial verschiebbar unter dem Drucke der Feder 3 gelagert ist. Der getriebene Teil besteht aus dem Mitnehmer mit der Kupplungsscheibe 4 und dem Schaft 12, der auf dem Zapfen 6 drehbar gelagert ist und am unteren, freien Ende das Spannfutter 13 für das Werkzeug trägt. Der achsiale Vorschubdruck wird von dem zwischen dem Futter 13 und dem Zapfen 6 befindlichen Kugellager 14 aufgenommen und auf die Arbeitsspindel übertragen. Der treibende Teil der Kupplung wird mit dem getriebenen beispielsweise durch acht Kugeln ι gekuppelt, die zwischen den Scheiben 4 und 5 und zum Teil in den in diesen angeordneten acht Löchern 2 und 2' sitzen und von der Feder 3 unter Druck gehalten werden. Die zur Veränderung des Kupplungswiderstandes erforderlichen Einstellungen der Abstände zwischen den Scheiben 4 und 5 werden durch achsiale Verschiebung der einen Scheibe 5 und Stellung der Kugeln 1 in die Mitte dieser Abstände erreicht.

Die Einstellung der Scheibe 5 geschieht mit Hilfe des Bundes 15 der Hülse 16 durch Drehen der letzteren auf dem Gewinde 17 des Schaftes 12, wodurch sie der Scheibe 4 genähert oder von ihr entfernt wird. Die Nase 26 kuppelt dabei die Hülse 16 mit der Einstellhülse 18. Das Einspannfutter 13 wird mit der Hand festgehalten und der gerändelte Teil 18 mit seiner Einstellmarke nach der Teilung auf 13 gedreht. Gleichzeitig mit dieser Drehung werden auch die Kugeln 1 in die Mitte des Kupplungsscheibenabstandes eingestellt; denn die Drehung des Teiles 16 mit dem Gewinde 21, dessen Steigung bei gleicher Gangrichtung nur halb so groß ist wie die des Gewindes 17, verschiebt die Hülse 19, die durch den Stift 20 gegen Drehung gegenüber dem Teile 4 gesichert ist, um den halben Weg in achsialer Richtung, um den die Hülse 16 durch das Gewinde 17 verschoben wird. Die Kugeln 1 sitzen in den Löchern etwas kleineren Durchmessers zweier Laufringe 24 und 25 und zwischen diesen; die Löcher des Laufringes 25 sind radial zum Umfange des Laufringes hin offen, um den Kugeln, die beim Heben aus den Löchern 2 und 2' in dieser Richtung etwas bewegt werden, die notwendige Bewegungsfreiheit zu geben.

Die beiden Laufringe mit den Kugeln werden durch den Druck der Feder 23 am Bund 22 der Verstellhülse 19 nachgiebig festgehalten. Statt der Kugeln können auch andere Umdrehungskörper Anwendung finden, z. B. Zylinder, Kegel, zylindrische oder kegelige Scheiben und Kugelzonen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Verhinderung eines Werkzeugbruches mit einer unter Federwirkung stehenden Kugelkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Angriffsstellen der treibenden und getriebenen Kupplungsteile (Scheiben 4 und 5) an den kuppelnden Kugeln (1) geändert werden kann, um die Vorrichtung für Werkzeuge verschiedenen Verdrehungs-Widerstandes zu verwenden.

2. Vorrichtung nach i\nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Kugeln (1) in die Mittellage zwischen den Angriffsstellen (8) des treibenden und (7) des getriebenen Kupplungsteiles (Scheiben 5 und 4) gebracht werden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Angriffs stell en- und Kugelmittellage gleichzeitig und durch eine gemeinsame Einstellung erfolgt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,

2 und 3, gekennzeichnet durch die Verwendung anderer Umdrehungskörper an Stelle der Kugeln (1).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.