DE424341C

DE424341C - Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung mit UEberlastungskupplung

Info

Publication number: DE424341C
Application number: DEA39244D
Authority: DE
Original assignee: AUTOMAT IND GmbH
Current assignee: AUTOMAT IND GmbH
Publication date: 1926-01-26

Description

Es sind Bohr- und Gewindeschneidvorrichtungen mit Überlastimgskupplungen bekannt. Die meisten der bekannten Einrichtungen schützten nur entweder vor übermäßigei Drehungsbeanspruchungen oder vor übermäßigen Beanspruchungen durch den A'orschubdruck. Es sind auch Gewindeschneidvorrichtungen bekannt geworden, bei denen neben einer als Sicherung gegen übermäßige Drehbeanspruchung dienenden Rutschkupplung ein achsialer Ausgleich zwischen \orschub und Gewindesteigung möglich war. Jedoch war hier keine Rücksicht darauf genommen, den Antrieb bei übermäßigen Beanspruchungen durch den Vorschub auszuschalten, so daß -nur ein Wegausgleich zwischen Vorschub und Gewindebohrer ermöglicht war, nicht aber eine Überlastung und Beschädigung des Werkzeuges bei übergroßen achsialen Beanspruchungen vermieden wurde.

Gegenstand der Erfindung ist eine Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung mit Überlastungskupplungen gegen zu hohe Drehbeanspruchung und zu hohen Vorschubdruck. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die bei Erreichung eines bestimmten Vorschubdrucks gegenüber dem Werkzeug vorgehende Arbeitsspindel die überlastungskupplung gegen Drehbeanspruchung lüftet. Es wird also, sobald ein bestimmter Vorschubdruck überschritten wird, der Antrieb ganz ausgeschaltet, so daß das Werkzeug, z. B. ein Bohrer, eine Reibahle oder ein Gewindebohrer, vollkommen stehenbleibt und nicht beschädigt werden kann. '

Außerdem sind Gegenstand der Erfindung die besonderen baulichen Kennzeichen der Schutzvorrichtung, wie sie sich aus der f^lgenden Beschreibung ergeben, soweit sie dem ; soeben geschilderten Zweck dienen. [

Wichtig ist, daß die Schutzvorrichtung i nach der Erfindung so ausgebildet ist, daß bis ! zu einem bestimmten Vorschubdruck die . Überlastungskupplung, die. gegen übermäßige ; Drehbeanspruchung schützt, unbeeinflußt bleibt, so daß also die Drehung des Werkzeuges bei normalen Drücken mit unveränderter Triebkraft weitergeht. Ebenso arbeitet die Sicherung gegen übermäßige achsiale Beanspruchung insofern unabhängig von der ' Größe der Drehbeanspruchung, als der Antrieb ausgeschaltet wird, gleichgültig, wie groß die Drehbeanspruchung ist. Demnach wird gegen beide Überlastungsmöglichkeiten trotz des Ineinandergreifens der Wirkung der gegen übermäßige Drehungs- und achsiale Beanspruchung schützenden Teile ein selbständiger Schutz gewährt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen" des Gegenstandes der Erfindung. Abb. ι ist ein Längsschnitt durch den Apparat. Abb. 2 veranschaulicht, wie der achsial erforderliche Anpressungsdruck zwischen den Kupplungsteilen durch eine Stellkappe eingestellt werden kann. Abb. 3 zeigt die Stellfeder in Oberansicht. Abb. 4 zeigt im Längsschnitt ähnlich Abb. 1 die Überlastungskupplung gegen Torsion als geschlossene Einheit. Abb. 5 ist ein zu Abb. 4 zugehöriger Horizontalschnitt unterhalb der Federn nach oben gesehen. Abb. 6 zeigt die untere Kupplungsscheibe nach Abb. 4 von oben gesehen. In- dem treibenden Teil 1 sitzt ein Schaft 2 zur Zentrierung des getriebenen Teiles 3, wobei die Teile 1 und 3 miteinander durch eine regelbare Überlastungskupplung 4 (Abb. 4) verbunden sind. Als Kupplung dient eine Kugel- oder Kugelklemmkupplung. Sie besteht aus zAvei Kupplungsscheiben 4_a und 4_&, zwischen denen die Kugeln 4_C angeordnet sind, die zweckmäßig in einem Kugelkäfig 4_d sitzen. In den gegeneinandergekehrten Flächen der Kupplungsscheiben 4_a und 4_b sind Mulden 4^ (Abb. 6) vorgesehen, in denen die S5 Kugeln bei eingeschalteter Kupplung liegen und aus denen sie bei ausgeschalteter Kupplung herausrollen. Der Kupplungsring 4_a wird unmittelbar von dem treibenden Teil erfaßt und greift mit Lappen 4_ßl (Abb. 4 und 6) g₀ in senkrechte Schlitze i_a (Abb. 2) des hohlen, für die Aufnahme der Kupplungsbestandteile bestimmten Mantels I₆ des treibenden Teiles ein. Auf diesem Mantel i_& ist noch eine Überwurfkappe 5 aufgeschoben, die als Stellorgan für die Überlastungskupplung oder bei der Ausführungsform nach ADo. 1 als Stellorgan für die verschiedenen einstellbaren Teile der Schutzeinrichtung dient. Zur Regelung des Kupplungswiderstandes der Überlastungskupplung gegen Entkupplung sind scheibenartige Belastungsfedern 6 vorgesehen. Diese Federn können im Kreis gebogene Federarme 6_a, 6_&, 6_C haben (Abb. 5), mit denen sie sich gegen Stifte 4_f stützen, die an der Unterseite des Kupplungsringes 4_a vor-

stehen. Die Federarme werden mit einer entsprechenden Vorspannung gegen diese stifte 4[ gedrückt mittels des Ringes 7, auf ilen die Stellmutter 8 wirkt, die auf dem Außengewinde 9 des getriebenen Teiles 3 sitzt; zur Verringerung der Reibung zwischen dem Stellring 7 und den Belastungsfedern 6 kann ein Kugellager 10 zwischengeschaltet werden. Der getriebene Teil 4₆

to der Kupplung kann als Ringflänsch an dem anzutreibenden Teil 3 angeordnet sein und erhält ebenfalls eine Kugellagerung 11 gegen ] die Abstützfläche nach oben. Letztere kann starr oder nachgiebig sein; elastische, nachgiebige Abstufungen sind bei Einrichtungen zur Begrenzung des achsialen Vorschub- ; druckes vorgesehen.

Durch Verstellung der Federn 6 gegenüber den Stiften 4, kann die Größe des Auslösungs-Widerstandes der Kupplung geändert werden, und zwar wird die Kupplung für diie Über- ; tragung des kleinsten Drehmomentes geeig- j ret sein, wenn die Federarme 6_a, O₆, 6_C mit ^! ihren freien Enden an den Stiften jy anlie- ₍ gen, weil dabei infolge des längsten Hebel- ] armes die Federung am weichsten ist. Werden die Federn 6 so um die Längsachse der Vorrichtung verschwenkt, daß die Auflagerstelle der Stifte 4_f gegen die Wurzel der Federarme hin sich verschiebt, daher die Federarme immer kürzer werden, so wird die Federung härter, und die Kupplung ist daher in der Lage, größere Drehungskräfte zu über- j tragen. Bei der Anordnung nach Abb. 1 er- ■ folgt die Verschwenkung der Belastungsfedern 6 von der Überwurfkappe 5 aus, und zwar,ist die letztere durch einen Stift 12 mit de! Federn verbunden. Die Einstellung kann nach einer Skala erfolgen, und zwar sind am treibenden Teil 1 Teilstriche (Abb. 2), die unmittelbar den Werkzeugdurchmesser anzeigen, dem die Stellung entspricht, wenn ! der Zeigerstrich Z der Überwurfkappe auf den betreffenden Teilstrich einspielt.

Die Kupplung dient ferner zum Schütze des Werkzeuges gegen Überlastung durch einen zu hohen achsialen Vorschubdruck, indem sie auch hier die Antriebsbewegung unterbricht, so daß das Werkzeug keiner Bruch- i

gefahr durch zu hohen achsialen Dru,ck ausge- j setzt ist. Anderseits kann auch eine Anzeige- j vorrichtung vorgesehen sein, die das Erreichen des zulässigen Achsialdruckes sichtbar oder hörbar anzeigt.

Für den Schutz gegen achsiale Überlastung ist die Kupplung 4, und zwar zweckmäßig der Ringflansch 4₆, gegen eine einstellbare Auflagerfläche abgestützt, und zwar dient hierfür ein elastisches Widerlager, das zwischen dem treibenden Teil 1 und dem Kupplungsflansch 4₆ eingeschaltet ist. Das elastische Widerlager kann von Federn 13 gebildet sein, die wiederum als Scheibenfedern oder Federarme mit einstellbarer Armlänge ausgebildet sein können; die wirksame Hebelarmlänge ist bestimmt durch die Berührungsstellen von Stift 14 mit den Federarmen, wobei die Stifte 14 am treibenden Teil 1 vorgesehen sind und die Einstellung wie bei der Feder 6 durch Verschwenkung der Federn 13 um die Längsachse der Vorrichtung erfolgen kann. Hierzu ist an der Feder 13 an einem der Federarme ΐ3_α, 13j, i3_c ein Griff 13^ vorgesehen, der entweder unmittelbar einstellbar ist oder mittelbar durch die Stellkappe 5. Letztere Ausführungsform ist den Zeichnungen Abb. ι und 2 zugrunde gelegt. Der Fortsatz 13^ der Federn greift in einen Schlitz 5_a der Überwurfkappe ein und wird bei Verdrehung der Überwurfkappe mitgenommen. Zur Begrenzung der äußersten Verstellungslagen dient der wagerechte Schlitz i_c im hohlen Mantel I₆, während der Schlitz i_d dieses Mantels (Abb. 2) lediglich den Zweck hat, die Einführung der Feder 13 im Hinblick auf den Griff 13^ zu ermöglichen. Auch bei den Federn I3_a, 13^, I3_t. ist die Nachgiebigkeit der Feder bei zunehmendem Abstand des Auflagerpunktes 14 von der Wurzel des Federarmes eine zunehmende, und die Federung wird dadurch weicher, während bei kürzer werdendem Federarm die Federung härter wird. Die Einstellung der - Federn 6 für die Überlastungskupplung gegen Drehung und der Feder 13 gegen Überschreitung des zulässigen achsialen Druckes erfolgt auf diese Art gemeinsam durch die Stellkappe 5, wobei natürlich die Federn 6 und die Federn 13 unabhängig voneinander so gewählt und bemessen sein müssen, daß die jeweils eingestellte Lage der Überlastungsfeder gegen Drehkräfte für einen gegebenen Werkzeugdurchmesser zusammenfällt mit der Überlastungsstellung gegen Überschreitung des achsialen Druckes für das gleiche Werkzeug.

Der Gegendruck beim Arbeiten wird von dem Bohrfutter 15 auf den getriebenen Teil und das Kugellager 11 und dessen Abstützung übertragen. Diese Abstützung wird nachgiebig durch die Feder 13 gebildet, und wenn no der 'achsiale Vorschubdruck und damit auch der Gegendruck die Größe übersteigt, die die Federn 13 je nach ihrer Einstellung aufnehmen können, dann werden diese Federn nachgeben, und es wird die Kugellagerabstützung 11 zurückweichen, wodurch der getriebene Teil 4₆ sich nach oben verschiebt, wogegen die Kupplungsscheibe 4_a unverändert bleibt oder bloß einen Teil der achsialen Verschiebung mitmachen kann, da die Lappen 4_ßl am mo Grund des Schlitzes i_ß aufliegen, so daß die Kugeln 4_t. der Kupplung aus den Mulden 4_V

heraustreten und der Antrieb unterbrochen wird.

Mit dem getriebenen Teil kann auch unmittelbar die Anzeigevorrichtung verbunden sein, als welche beispielsweise eine Scheibe 16 dienen kann, die auf dem Gewinde 9 des getriebenen Teiles aufgeschraubt ist und die einen bestimmten Abstand vom Boden der Überwurfskappe 5 hat, wobei man an der \^rerkleinerung dieses Abstandes das Anwachsen des achsialen Vorschubdruckes absehen kann. Die Kappe 5 ist durch einen federnden Drahtring 17 (Abb. r) achsial fest mit dem Teil ι verbunden. Der Abstand zwischen 16 und 5 soll nie ganz verschwinden. Es kann nun die Abstützfederung 13 eine solche Vorspannung erhalten, daß die Lappen 4_αι der Kupplungsringscheibe 4_a bei normalem Gang noch in einem Abstand von der oberen Wan- : dung des senkrechten Schlitzes i_a liegen, so daß bei allmählich kleiner werdendem Abstand der Anzeigescheibe 16 von der Unterseite der Überwurfskappe 5 die Kupplungsteile 4_a und 4j nicht gleich voneinander ent- _i fernt werden und die Unterbrechung der i Kupplung veranlassen, sondern erst, sobald | die Lappen 4_Ö1 an die Schlitzwandung zum ' Anliegen kommen und hernach noch eine i weitere Verschiebung der Anzeigescheibe 16 oder des getriebenen Teiles 3 erfolgt ist.

Nimmt umgekehrt der achsiale Vorschubdruck wieder ab, so kommen die Federn 13 wiederum in ihre normale Abstützstellung, die Kupplungskugeln 4_C rollen in die Mulden, die Kupplung ist hierdurch wieder automatisch eingeschaltet, und das Werkzeug erhält die Arbeitsbewegung.

Die Federn 6 und 13 können einfach, doppelt oder mehrfach übereinander angeordnet werden. Bei den dargestellten Ausführungsformen nach Abb. 1 bis 6 sind die Federn ! doppelt, und die Hebelarme der Federn kön- ; nen nicht nur hinsichtlich der Länge, sondern auch hinsichtlich des Armquerschnittes, und j zwar der Breite sowie auch der Stärke der Arme, bei der gleichen Feder wachsend gegen die Wurzel hin gebildet sein.

Die beschriebene Überlastungskugelkupplung kann natürlich auch bei Schutzvorrichtungen verwendet werden, die nur gegen die : Überschreitung der zulässigen Drehbeanspruchung sichern sollen. Sie kann für sich [ oder mit der Schutzvorrichtung gegen Überschreitung des achsiialen Vorschubdruckes bei Handgeräten, z. B. bei Wendeisen u. dgl., ver- ■ wendet werden, ebenso als Werkzeughalter oder in Bohrfuttern wie auch in Werkzeugmaschinen an irgendwelchen geeigneten Stel

len in der Bohrspindel oder irgendeiner Vorschubspindel eingebaut werden, wobei sie 60 auch in Verbindung gebracht werden kann mit der Abstellvorrichtung des Maschinenantriebes.

Claims

Patent-Ansprüche: 5S

1. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung mit Überlastungskupplung gegen zu hohe Drehbeanspruchung und zu hohen Vorschubdruck, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Erreichung eines bestimmten Yorschubdruckes gegenüber dem Werkzeug vorgehende Arbeitsspindel die Überlastungskupplung (4_a, 4_b, 4_C) gegen Drehbeanspruchung lüftet.

2. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastungskupplung für die Drehbeanspruchung im ganzen federnd abgestützt ist (Flachfedern 13) und eine Auslösevorrichtung derart vorgesehen ist, daß bei Erreichung eines bestimmten Vorschubdruckes die eine Kupplungshälfte (4J von der vorgehenden Arbeitsspindel mitgenommen wird, während die andere (4_b) mit dem das ■ Bohrfutter tragenden Teile (3) stehenbleibt.

3. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch im Kreise angeordnete Flachfedern (6) und den Federdruck übertragende Stifte (4/) o. dgl., wobei die Flachfedern gegenüber den Stiften derart einstellt werden können, daß ihr Hebelarm und damit die Federwirkung auf die Kupplung verstellt werden kann.

4. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der getriebene Teil (4_b) der die Drehbewegung übertragenden Kupplung sich gegen die Flachfedern (13) der Kupplung zur Begrenzung des Vorschubdruckes stützt.

5. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (6 und 13) durch- stufenartig übereinander angeordnete Federlappen gebildet werden.

6. Bohr- und Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung beider Kupplungen (Regelung der zulässigen Drehbeanspruchung, Federn 6, und des zulässigen Vorschubdruckes, Federn 13) durch denselben Teil (Hülse 5) erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,