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Führungstriebwerk zum Leiten von Werkzeugen, z: B. an Dosenverschließmaschinen
Werkzeugmaschine haben vielfach die Aufgabe, ein Werkstück längs einer Umfangslinie
ringsherum zu bearbeiten, z. B. zu fräsen, zu schleifen oder zu falzen. Wenn das
Werkstück in der Bearbeitungslinie kreisrund ist, kann es einfach vor dem Werkzeug
gedreht werden. Man kann in diesem Fall auch das Werkzeug an einem Drehkopf anbringen
und mit diesem um das Werkstück herum drehen. Wenn ab- r die. Linie, längs der das
Werkstück bearbeitet werden. muß, zwar geschlossen, aber nicht kreiisrund ist, hilft
man, sich häufig damit, ebenfalls das Werkstück vor dem Weirkze@ug oder das Werkzeug
um das Werkstück zu drehen, indem man gleichzeitig dein Abstand des Weirkzeuges
von der Drehachse fortwährend verändert. Die, Erfindung betrifft ein Führungstriebwerk
zum Leitein von, Werkzeugen., mit denen: aim in der Bearbeitungsl;in,ie unrun.des
oder rundes Werkstück bearbeitet werden. soll, indem entweder das Werkstück vo,r,
dem Werkzeug oder das Werkzeug um das Werkstück gedreht wird. Es ist bekannt, zu
diesem Zweck das Werkzeug an einem Führungsglied anzubringen, dessen Abstand von
der Drehachse durch einen Kurvenrieb verändert wird. Kurventriebe sind für diesem
Zweck besonders geeignet, weil man sie, im Gegensatz z. B. zu kurbelgetriebenen
Gelenkvielecken, jeder Form des Werkstückes durch Auswechseln, leer Kurvenscheihen.
anpassen kann. Aber diese Anpassung hat ihre Grenzen darin, daß bei manchen, Wer
kstücksformen
die Kurven eine Gestalt haaben müßten, diie: höchst
ungünstig für dem; Betrieb, ist, weil sie zu weit von, der Kreisform abweicht oder
gegen. die Linie des Drehkreises zu starke Neigungen aufweist.
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Durch die Erfindung wird diesem Mangel abgeholfen, indem der das Werkzeug
tragende, in seiner Bewegung geführte Hebealarm mixt einem Führungszahnsegment an
eiinem Steuerzahnsegment oder einem Steuerzahnrad abrollt und das eine dieser beiden.
Zahnsegmente oder Zahnräder eine gemeinsame Drehachsel mit einem Führungshebel hat,
auf dem, das andere Zahnsegment oder Zahnrad gelagert ist und der durch einen Kurventriebi
bewegt wird.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung wird sich bei jeder vom Kurventrieb
veranlaßten Bewe@gung des Steuerhebels, die von dem gleichachsik mit dem Steuerhebel
gelagerten Zahnteil nicht mitgemacht wird, eine Verzahnung an der anderen abrollen,
so daß sich auch die W,nnkella:ge des auf dem Führungshebel gelagerten Zahnteiles
gegenüber dem Führungshebel verändert. Dadurch wird eine zusätzliche Bewegung erzeugt,
die es gestattet, den Abstand des. Werkzeuges- von der Arbeitsdreha,chse auch. sehr
weit vom Kreise abweiichen.den Umfangslinien des Werkstückes anzupassen., ohne daß
die Kurve, die den. Führungshebel bewegt, in Lage und Neigung allzu weit von der
Kreisform abweicht.
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Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung der werkzeugtragende Hebel mit
seinem Zahnsegment auf dem Führungshebel gelagert und rollt mit seinem Zahnkranz
an, einem Steuerzahnrad ab; das gleichachsig mit dem. Führungsh ebe1 gelagert ist,
aber dessen Schwenkbeweao'ungen nicht mitmacht. Dann setzt sich die Bewegung des
Werkzeuges in bezug auf den entweder stillstehenden oder umlaufenden Weirkzeugkopf
aus zwei Komponenten. zusammen, die beide Kreisbögen s:ih.d, nämlich einem Kreisbogen
um die Drehachse des Führungshebels und einem zweiten Kreisbogen, um die Lagerung
des weTkzeugtragenden Hebels am Führungshebel.
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Wie bereits erwähnt, macht das. mit dem Führungshebel gleichachsige
Steuetzahnrad die Schwenkung des Führungshebels, nicht mit. Gemäß der Erfindung
kann ihm aber eine andere, von, der Bewegung des Führungshebels unabhängige Drehung
erteilt werden.. Da die Drehachse dieses Steuerzahnrades am Werkzeugkopf feststeht,
kann das Steuerzahnrad durch einen Kurventrieb verstellt werden, desisen Kurvenscheibe
in; ihrer Drehachse gegen den. Werkzeugkopf gleichachsig mit der relativen, Drehung
zwischen Werkzeugkopf und Werkstück liegt. Dieselbe Drehachse kann auch die andere
Kurvenscheibe, !haben, die den Führungshebel gegenüber dem Werkzeugkopf verstellt.
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Somit ergibt sich. als eine bevorzugte, Ausführungsform der Erfindung,
daß das Werkstück stillsteht, der Werkzeugkopf stich dreht und -zwei Kurvenscheiben,
eine zum Bewegen des. Führungshebels. und eine andere zum Steuern, des mit dem Führungshebel
gleichachsig am Werkzeugkopf gelagerten Steuerzafhnrades, in der Nähe de Werkzeugkopfes
angeoTdnet sind.
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Wird auch das Steuerzahnrad verstellt, so, setzt sich die, Bewegung
des Werkzeuges in bezug auf den Werkzeugkopf aus drei Komponenten zusammen, von
denen die eine ein Kreisbogen um die Drehachse des Führungshebels und die beiden
anderen Komponenten. Kreisbögen um die Lagerung des weirkzeugtragenden Hebels am
Füb:rungshebel sind. Dife beiden letztgenannten Komponenten addieren oder subtrahieren
sich also zu einem Kreisbogen.
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Vorzugsweise werden diel beiden erstgenannten Komponenten, der Bewegung
des Werkzeuges gemäß der Erfindung benutzt, um die Bahn des Werkzeuges. der Umfangslinie
des Werkstiickes anzupassen. Wegen der eirfindungsgemäßen Überlagerung dieser beiden
Komponenten genügt dafür eine Form der Kurvenscheibei zum Bewegen des: Führun:gsheb
@e@ls, die nicht allzusehr von einem Kreise abweicht, wies schon bemerkt. Die dritte
Bewegungskomponente aber, die durch das Verstellen deis Steuerzahnrades, hinzukommt
und den Kreiisbogen der zweitem: Komponente verlängert oder verkürzt, wird dazu
benutzt, um einen Vorsthub, des Werkzeuges. im. Laufe der fortschreitenden Bearbeitung
zu bewirken. Da die Vorschubbewegu.ng gegenüber den übrigen Arb,eitsbew%#'ungem
verhältnismäßig gering ist, braucht auch die Form der zweiten Kurvenscheibe, die
das Steuerzahnrad verstellt, nicht allzu weit von, einem Kreisse abzuweichen.
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Durch den Umlauf des, Werkzeugkopfes; der auch die von den. I,',-urvens:cheiben.
verstellbaren Glieder trägt, sind dies Glieder erheblichen Zentrifugalkräften ausgesetzt.
Bei nur einseitiger Führung an eiiner Kurvenscheibe ruß das geführte Glied an diese-
Scheibe angedrückt werden:, was üblicherweise durch Federn geschieht. Mit Rücksicht
auf die Zentrifugalkräfte müssen, diese Federn sehr kräftig bemassen. sein, werden
also groß und schwer und verursachen eine zusätzliche Reibung an den Kurvenscheiben.
Deshalb werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die zu führenden.
Glieder, nämlich der Führungshebel und das Steuerzahnrad, durch zwei Kurvenscheiben
geführt, von denen die eine stets dem geführten Glied nur so viel Bewegungsfreiheit
gibt, wie die andere das geführte Glied bewegt.
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Das geführte Glied kann zu diesem Zweck als am Werlez-,eugkopf gelagerter
doppelarmiger Hebel ausgeführt sein, dessen beide Arme, je mit einer Führungsrolle
an einer der beiden zusammengehörigen Kurve@nscheiiben laufen. Wenn der eine dieser
Arme durch seine Kurvenscheibe nach außen gedrückt wird, ruß sich der andere Arm
nach innen bewegen. Die Kurvenscheibe für den zweitem. Arm hat eine solche Form,
da:ß sie immer gerade, nur die E.inwärtsbewegun:g zu:läßt, die von der anderen Kurvenscheibe
erzwungen wird. Dadurch wird der doppelarmige Hebel stets zwangläufig geführt, ohne
daß mann ihn durch eine, Feder an
eine Kurvenscheibe, anzudrücken
braucht. Selbstverständlich kann, bald die eine, bald die andere Kurvenscheibe,
ihr Hebelende nach außen. drücken, während die jeweils nicht führende Kurvenscheibe
ihrem Hebelende entsprechende Freiheit zum Einwärtsschwinge:n gibt.
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Wenn mehrere Werkzeuge an einem Werkzeugkopf angeordnet sind, die,
gleichzeitig oder a:b--,vechselnd eingreifen sollen, so, genügt es vielfach, nicht
jedes einzelne dieser Werkzeuge durch eigene Kurvenscheihen zu verstellen, sondern:
die Steuerung einiger Werkzeuge von, der anderer Werkzeuge abzuleiten, indem man
die, Werkzeuge. gruppenweise, mechanisch. koppelt. Dazu können Hebel oder
[email protected]
dienen, die gleii:chfalls am Werkzeugkopf angebracht sind. Beim Umlauf des Werkzeugkopfes
werden auch seIche!Kopp,e!lungsgliede@r nach außen, gesch eudert, sofern sie nicht
dynamisch ausgewuchtet sind. Durch zweckmäßige Gestaltung und Anordnung der Koppe
ungsglieder kann deren Zentrifuga:lbeischleunigung ausgenutzt werden, um auf die
geführten Glieder eine! Kraft auszuüben, die, an den eingeschalteten Verzahnungen
jeweils de, arbeitenden Zahnflanken zusätzlich belastet. Dadurch ist erreichst,
daß bei Abnutzung der Zähne dennoch die Führung ohne Spiel weiterarbeitet.
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Die Zeichnung dient zur Erklärung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel,
nämlich an einem Triebwerk: zum Leiten. der Falzrolle, einer Maschine- zum Anbringen
der Deckel an Konservenbüchsen.
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Fig. i ist eine Seitenansicht eii.nes Werkzeugkopfes mit teilweisem
Schnitt; Fg. :2 zeigt schematisch vereinfacht in der Draufsicht einen Führungshe
bel mit dem werkzeugtragenden Hebel; Fig. 3 zeigt in, gleicher Weise die Führung
eines Hebels durch zwei Kurvenscheiben; Fig. q. zeigt die! Koppelung mehrerer Werkzeugt'
am Werkzeugkopf.
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In Fig. i ist i das Maschinengestell. in dem die umlaufenden Teile
mittels einer senkrechten Welle :2 gelagert sind. Auf dieser Welle 2 läuft ein angetriebenes
Pfeilrad 3, das fest auf der Buchse'.I sitzt, an deren unterem Ende der umlaufende
Werkzeugkopf 5 hängt. Dieser ZVerkzeugkopf 5 trägt an, einem Zapfen mit der Mittellinie
6 unten einen losem auf diesem Zapfen schwenkbaren Winkelhebel 7, der als Führurngsh
ebeil dient. An. dem in der Zeichnung vorn sichtbaren Arm 8 ist unterhalb. eine
Führungsrolle 9 gelagert, d!i.,- an einer Kurven-Scheibe io läuft. Der andere!,
in der Zeichnung nicht sichtbare, nasch hinten gehende Arm des Winkelhebels 7 trägt
oberhalb, eine, Führungsrolle i i, die: an einer zweiten Kurvenscheibe 12 läuft.
Die Meiden Kurvenscheiben io und 12 drehen sich nicht, sondern sitzen fest auf der
ruhenden Welle 2, die nach unten; nach weiterreicht und an ihrem unteren Ende eine
Platte 13 trägt, gegen die sich die von unten durch eine (nicht gezeichnete) Pinole
gehobene Konservendose stützt, während ihr Deckel durch die, Falzrolle befestigt
wird. Der von den beiden Kurvenscheiben io und 12 über die Führungsrollen. 9 und
i i zwangläufig ge@ führte Winkelhebel 7 trägt an seinem in der Zeichnung vorn.
sichtbaren Arm 8 einen: Zapfen 1q., a:uf dem ein einarmiger He:hel 15 gelagert ist,
der das Werkzeug, in diesem Fall die, Falzrolle 16, trägt. An dem gelagerten. Ende
des Hebels 15 ist dieser mit einem Zahnsegment 17 versehen, das in ein Zahnrad 18
eingreift, welches fest auf denn Zapfen mit der Mitteilinie 6 sitzt. Wenn dieser
Zapfen festgehalten wird, steht demnach auch das Zahnrad still, und das Segment
17 wälzt sich bei jeder Schwenkung des hleibeils 7 daran ab.
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Dieser Zusammenhang ist deutlicher aus der Fig. 2 zu erkennen, in
der dieselben Bezugszeichen für entsprechende Teile benutzt sind. Die Bewegung der
Falzrolle 16 beiim Umlauf des Werkzeugkopfes 5 ist damit beschrieben.-Damit die
Falzrolle 16 im Laufe des Fa1zvorganges mehr an: das Werkstück herangedrückt werden
kann, läßt sich dass Zahnrad 18 eitwas verdrehen. Dies geschieht durch den Zapfen,
mit der Mittellinie 6, auf dem das Zahnrad 18 festsitzt. Dieser Zapfen trägt an
seinem oberen Ende einen. Winlcedhebel i9, der ähnlich dem Winkelhiebel 7 gestaltet
und gelagert ist. An dem in der Zeichnung vorn sichtbaren Arm 20 trägt der Winkelhebel
i9 eine Führungsrolle 21, die an. einer Kurvenscheibe 22 läuft. Der andere, in der
Zeichnung nicht sichtbar.-- Arm des Winkelhebels i9 trägt an seiner Oberseite eine,
Führungsrolle 23, die an der Kurvenscheibe 24 läuft. Diese beiden Kurvenschei:ben
22 und 24 sitzen beide feist auf einer Buchse! 2.5, die lose auf der Buchse q. des
Werkzeugkopfes 5 läuft und mit einem Pfeilrad 26 starr gekuppelt ist. Dieses Pfeilrad
wird gesondert angetrieben, jedoch. mit einem genau bestimmten Übersetzungsverhältnis
zum Pfeilrad 3, das den Werkzeugkopf dreht. Dadurch wird von den beiden Kurven 22
und 24 der Hebel i9 zwangläufig verstellt und somit durch. das Zahnrad 18 der Falzrc;lle
16 derjenige Vorschub erteilt, den spie: im Laufe der zum Bearbeiten einer Dose
notwendigen Umdrehungen. des Werkzeugkopfes 5 braucht.
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Fig. 3 zeigt zur besseren Verdeutlichung einen durch zwei Kurvensche:ihenzwangläufig
gesteuerten Winkelhebel. Dabei sind die Bezugszahlen für den unteren Winkelhebeil
ange!sichrieben und die Bezugszahlen für den oberen Winkelhebel in Klammern beigefügt.
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Fig. a. z; igt eine Koppelung von je zwei Werkzeugsteuerungen durch
Zahnsegmente auf der Oberseite- des @Verkzeugkopfes.. Der von den beiden Kurven
31 und 32 bewegte Winkelhebel 33, der das steuernde Zahnrad für ein Werkzeug verstellt,
trägt ein Zahnseigme!ut 3.4, das in. ein anderes Zah nsegment 35 eingreift. Das
zweite Zahnsegment 35 steuert ein benachbartes Werkzeug, so. daß selbsttätig dieses
zweite Werkzeug angestellt wird, sobald dass erste, Werkzeug von den Kurvenscheiben
3i und 32 außer Beitrieb, genommen wird. Die beiden. Zahnsegmente 34 und 35 werden
beim Umlaufen des Werkzeugkopfes 36, auf dem sie gelagert
sind,
nach außen geschleudert und sind so angeordnet, da.ß die Zentrti`£ugalkräfte an
den anderen Verzahnungen, nämlich zwischen den Steuerzahnrädern und den Verzahnungen
deir werkzeugtragenden. Hebel, die unterhalb des. Werkzeugträgers angebracht sind,
stets im Sinne einer zusätzlichen Belastung der arbeitenden Zahnflanken wirken,
um bei Abnutzung der Zähne die genaue Führung sicherzustellen,.