DRIVING ARRANGEMENT FOR THE FORWARD AND THREAD-CUTTING MOTION OF THE TOOL SLIDE OF LATHES

Abstract: 1. Driving means for imparting fead and threadcutting movements to a carriage (8) of a lathe, comprising main drive means consisting of a main motor (1), reversing gears (2) and a main transmission (3), also comprising auxiliary drive means (5), which is driven by the main drive means and includes feed transmissions (7), feed couplings, a feed screw (8), a leat screw (8, 11), an apron gear (9), a clasp nut (10) and the like and includes in its force-transmitting path an overload clutch (12), which includes coupling elements (16), which extend into regularly peripherally distributed notches (17) and are disengageable against spring force, wherein a limit switch (18) is provided, which is actuated by said overload clutch as it is disengaged, characterized in that the actuation of the limit switch (18) effects a reversal of the main drive means (1, 2, 3) and the pitch (t) of the notches of the overload clutch (12) exceeds the length (s) of the arc that io described by the coupling elements (16) from their disengagement until the reuersal has been effected.

Description: Antriebsanordnung für die Vorschub- und Gewindeschneidbewegung des Werkzeugschlittens von Dreh- maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für die Vorschub- und Gewindeschneidbewegung des Werkzeugschlittens von Drehmaschinen, mit einem vom aus Hauptmotor, Wendekupplungen und Hauptgetriebe bestehenden Hauptantrieb abgeleiteten Nebenantrieb, der Vorschubgetriebe, Vorscllubkupplun+- gen, Zug- und Leitspindel, Sfblosskastengetriebe, Schloss kastenmutter u. dgl. umfasst, wobei im Kraftlliiss des Nebenantriebes eine Überlastkupplung liegt, die in gleichmässig am Umfang verteilte Rasten eingreifende, gegen Xederlrraft ausrückbare Içiitnehmer aufweist und beim Ausrücken einen Endschalter betätigt. Nebenantriebe für Drehmaschinen gibt es prinzipiell in zwei Arten, und zwar einerseits mit auf der feststehenden Leitspindel sitzender umlaufen- der Schlosskastenmutter, die über das Schlosskasten- getriebe von der Zugspindel aus angetrieben wird, wobei das Schlosskastengetriebe schaltbare Kupplungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt in Längs- und Plandrehrichtung aufweist, und anderseits mit drehender Leitspindel und im Schlosskasten feststehender Mutter, wobei sich dann das Getriebe für die Leitspindel und die Vorschubkupplungen im Vorschubgetriebekasten befinden. Bei beiden Arten ist in den Kraftfluss des neben antriebes eine Uberlastkupplung zwischengeschaltet, die das übertragbare Drehmoment begrenzt.und entweder im Schlosskastengetriebe oder im Vorschubgetriebe eingebaut ist. Diese Uberlastkupplungen sind immer formschlüssige Kupplungen verschiedenster Konstruktion und wirken mittels federbelasteter Mitnehmer, beispielsweise Rollen- oder Kugelkörper, die in entsprechend geformte Rasten eingreifen und bei Uberschreitung eines bestimmten Grenzmomentes gegen die Kraft der Feder aus den Rasten herausgedrückt werden, wodurch der Formschluss verlorengeht und die Kupplung gelöst ist. Tritt kein Uberlastmoment mehr auf, d.h. wird das Grenzmoment wieder unterschritten, kann die Feder die Mitnehmer in die nächstfolgende Raste eindrücken und der Formschluss ist wieder hergestellt. Als weitere Uberlastsicherung ist es bereits bekannt, der Über- lastkupplung einen Endschalter zuzuordnen, der durch das Auftreten einer Uberlast, also bei Lösen bzw. Durchdrehen der Überlastkupplung, anspricht und die jeweils gerade eingeruckte Vorschubkupplung ausrückt. Mit diesem Endschalter ist es nun möglich, beim Längs- und Plandrehen mit dem Werkzeugschlitten einfach gegen einen Anschlag zu fahren, um ein bestimmtes Mass einzuhalten, da Ja in diesem Fall der Vorschub automatisch abgeschaltet wird. Beim Gewindeschneiden, das mehrere Durchgänge erfordert, besteht diese Möglichkeit allerdings nicht, da die formschlüssige Verbindung zwischen Haupt- und Nebenantrieb zwischen den einzelnen Durchgängen nicht unterbrochen werden darf, was aber durch das Lösen einer Vorschubkupplungge s#iehenwdde.Ausserdem verursacht bisher das Ausrücken der Uberlastkupplung durch ein Anschlagfahren ein Wandern der Mitnehmer dieser Uberlastkupplung von der einen Raste, mit der sie gerade im Eingriff waren, zu irgendeiner anderen, wodurch ein Fehler in der Koordination von Haupt- und Nebenantrieb entstQnde. Bisher ist es demnach notwendig, beim Gewindeschneiden nach Jedem Durchgang den Vorschubantrieb im richtigen Augenblick von Hand aus abzuschalten, das Drehmesser auszurücken, mit dem gesamten Antriebszug rückwärts zu fahren und das Messer wieder entsprechend zuzustellen, bevor der nächste Schnitt begonnen werden kann, was nicht nur schwierig, sondern auch zeitraubend ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Antriebsanordnung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die es ermöglicht, vor allem auch beim Gewindeschneiden gegen Anschläge zu fahren und dennoch beim folgenden Durchgang ein phasenrichtiges Abtragen des nächsten Spanes zu gewährleisten. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Betätigung des Endschalters eine Drehrichtungsumkehr des Hauptantriebes bewirkt und die Rastenteilung der Uberlastkupplung grösser ist als die Länge des durch die Mitnehmer vom Ausrücken bis zur erfolgen Drehrichtungsumkehr beschriebenen Bogens. Das Auftreten eines Uberlastmomentes verursacht also kein Lösen der Vorschubkupplungen und daher auch keine Unterbrechung des Antriebszuges im Bereich des Nebenantriebes, sondern es kommt zu einer Drehrichtungsumkehr des gesamten Antriebszuges, so dass ohne Zeitverlust auf Rückwärtslauf geschaltet wird. Dieser Reversiervorgang bringt dann auch die beim Lösen der Uberlastkupplung aus den Rasten ausgerückten und gegenüber diesen Rasten verdrehten Mitnehmer wieder in die ursprünglichen Rasten zurück, wodurch in der Uberlastkupplung zwar eine Unterbrechung des Antriebes stattfindet, aber durch die entsprechende Abstimmung der Rastenteilung auf den Verdrehwinkel bei der Drehrichtungsumkehr garantiert ist, dass die beiden Kupplungshälften in ihre ursprüngliche Winkellage relativ zueinander zurückkehren und die Antriebskoppelung nach der Drehrichtungsumkehr genau der vor der Drehrichtungsumkehr entspricht. Wie die Drehrichtungsumkehr erreicht wird, ob durch Schalten der Wendekupplung des Hauptgetriebes oder durch Umschalten des Hauptmotors selbst, ist ohne Bedeutung, wichtig ist nur, dass beim Auslösen des Endschalters ein Reversieren von Haupt- und Nebenantrieb erfolgt und dafür gesorgt ist, dass sich die Teile der Uberlastkupplung nach dem Reversiervorgang wieder in ihrer gegenseitigen Ausgangswinkellage befinden. Die Werkzeugschlittenbewegung kann daher auch beim Gewindeschneiden durch Anschläge begrenzt sein. Erreicht nämlich der Werkzeugschlitten den spindelstockseitigen Anschlag, spricht die Uberlastkupplung an, die Mitnehmer werden aus den Rasten ausgerückt und verschieben den ihnen zugeordneten federbelasteten Kupplungsteil. Dieser als Schaltglied ausgebildete Kupplungsteil betätigt den Endschalter, wodurch, noch bevor die Mitnehmer in die nächste Raste einrasten können, eine Drehrichtungsumkehr des Hauptantriebes erfolgt. Durch diese Rückdrehung kehren die Mitnehmer wieder in diejenigen Rasten zurück, die sie beim Ausrücken verlassen haben. Gleichzeitig mit der Drehrichtungsumkehr wird von Hand aus oder automatisch das Drehmesser zurückgezogen und der Werkzeugschlitten fährt bis zum reitstockseitigen Anschlag zurück. Auch hier kommt es beim Anfahren wieder zu einer Bewegungsumkehr, wobei das Messer von Hand aus oder automatisch für den nächsten Durchgang entsprechend zugestellt wird. Ist eine Automatik für das Zustellen und Zurückziehen des Drehmessers vorhanden, erfolgt die Gewindeherstellung in mehreren Durchgängen. ohne Zutun eines Drehers. Ist erfindungsgemäss die Vorspannung der die Mitnehmer der Uberlastkupplung belastenden Feder einstellbar, was konstruktiv auf einfache Weise erreicht werden kann, lässt sich die Uberlastkupplung an verschiedene Arbeitsvorgänge anpassen und ein Ansprech- bzw. Grenzmoment wählen, das nie grösser als tatsächlich erforderlich ist. Da beim Gewindeschneiden beispielsweise dieses Ansprechmoment meist wesentlich kleiner ist als üblich, kann also mit einer entsprechenden Einstellung der Kupplungsfeder eine Schonung des gesamten Vorschubantriebes erreicht werden. Selbstverständlich ist es möglich, den erfindungsgemässen Endschalter für ein anschlagbegrenztes Gewindeschneiden allein oder auch zusammen mit einem bekannten Endschalter für ein anschlagbegrenztes Längs- oder Plandrehen einzusetzen. Zweckmässig ist es aber, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Wahlschalter vorgesehen ist, der den Endschalter entweder den Vorschubkupplungen oder dem Hauptantrieb zuordnet, wodurch mit einem einzigen Endschalter je nach Wahlschalterstellung entweder ein Längs- und Plandrehen oder ein Gewindeschneiden durchgeführt werden kann. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe Antriebsanordnung im Schema, Fig. 2 einen Teil des Schlosskastengetriebes mit Über- lastkupplung dieser Antriebsanordnung im Schnitt grösseren Massstabes, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und die Fig. 4 und 5 zwei verschiedene Schaltschemata für eine erfindungsgemässe Antriebsanordnung. Ein vom Hauptantrieb aus Hauptmotor11, Wendekupplungen 2 und Hauptgetriebe 3 über Wechselräder 4 abgeleiteter Nebenantrieb 5 für die Vorschub- und Gewindeschneidbewegung des Werkzeugschlittens 6 einer nicht weiter dargestellten Drehmaschine umfasst ein Vorschubgetriebe 7, eine Zugspindel 8, ein Schlosskastengetriebe 9 und eine mittels der Zugspindel 8 und dem Schlosskastengetriebe 9 antreibbare Schlosskastenmutter 10, die mit der feststehenden Leitspindel 11 zusammenwirkt. An einer beliebigen Stelle im Kraftfluss des Nebenantriebes 5, beispielsweise im Vorschubgetriebe 7 oder direkt im Schlosskasten 9,sitzt eine Überlastkupplung 12, die zwischen einem axial verschiebbaren, durch eine Kupplungsfeder 13 belasteten Antriebsteil 14 und einem unverschiebbaren Abtriebsteil 15 Mitnehmer 16 aufweist, die in von An- und Abtriebsteil 14, 15 gebildeten Rasten 17 formschlüssig eingreifen. Bei Uberlast werden die Mitnehmer 16 gegen die Kraft der Feder 13 aus den Rasten 17 ausgerückt, wodurch sich der Antriebsteil 14 axial verschiebt, der Formschluss verlorengeht und die Kupplung geöffnet wird.bzw. es zu einer Relativverdrehung zwischen An- und Abtriebsteil 14, 15 und Mitnehmern 16 kommt. Durch die Axialverschiebung des Antriebsteils 14 der Uberlastkupplung 12 wird ausserdem ein Endschalter 18 betätigt, der durch Umschalten des Hauptmotors 1 oder durch Schalten der Wendekupplungen 2 die Drehrichtung des Hauptantriebes umkehrt. Dadurch erfolgt auch wieder eine Rückdrehung des Nebenantriebes 5 und auch An- und Abtriebsteil 14, 15 kehren wieder in ihre Ausgangsdrehstellung zurück. Da, wie in Fig. 3 angedeutet, die Teilung t der Kupplungsrasten 17 so bemessen ist, dass bei der Relativverdrehung zwischen Antriebs- und Abtriebsteil 14, 15 die Mitnehmer 16 nicht bis zur jeweils nächsten Raste weiterbewegt werden, d.h., dass die Rasterteilung t grösser ist als die Länge des Bogens s'der von den Mitnehmern 16 nach deren Ausrücken bis zur erfolgten Drehrichtungsumkehr (strichlierte Lage) beschrieben wird, bringt die Drehungsumkehr auch die Mitnehmer 16 wieder in ihre ursprung- liche Rasten 17 zurüc. Die Uberlastkupplung 12 zusammen mit dem Endschalter 18 erlaubt nun ein Gewindeschneiden mit anschlagbegrenzter Bewegung des Werkzeugschlittens 6. Fährt nämlich der Werkzeugschlitten 6 beim Gewindeschneiden an einen spindelstockseitigen Anschlag 19, spricht sofort die Uberlastkupplung 12 an, die Mitnehmer 16 werden aus den Rasten 17 gedrückt und der Antriebsteil 14 der Uberlastkupplung betätigt den Endschalter 18, der für eine Drehrichtungsumkehr des Hauptantriebes sorgt. Die Rückdrehung beginnt,bevor die Mitnehmer 16 eine andere als ihre ursprüngliche Raste 17 erreicht haben, so dass alle Mitnehmer wieder in ihre ursprüngliche Rasten zurückgebracht werden und es keine Winkelversetzung zwischen An- und Abtriebsteil 14, 15 der Überlastkupplung durch das Anfahren an den Anschlag 19 gibt. Gleichzeitig mit der Drehrichtungsumkehr wird das nicht weiter dargestellte Drehmesser zurückgezogen und der Schlitten 6 fährt bis an den reitstockseitigen Anschlag 20 zurück, wo es neuerlich eine Bewegungsumkehr gibt und nach entsprechender Zustellung des Messers der nächste Schnitt durchgang ausgeführt wird. So kann bei entsprechend automatischer Messerzustellung ein Gewinde auch in mehreren Durchgängen exakt und vollkommen automatisch hergestellt werden. Um das Ansprechmoment der Uberlastkupplung 12 verändern und an die verschiedenen Arbeitsbedingungen anpassen zu können, ist die Kupplungsfeder 13 über eine in Fig. 2 nur angedeutete Verstelleinrichtung 21 in ihrer Vorspannung einstellbar, so dass durch die Wahl eines möglichst geringen Ansprechmomentes der gesamte Nebenantrieb geschont werden kann. Wie im Schaltschema nach Fig. 4 veranschaulicht, kannenmit der Überlastkupplung 12 sowohl der Endschalter 18 für das idschlagbegrenzte Gewindeschneiden als auch ein Endschalter 22 für ein anschlagbegrenztes Längs- und Plandrehen zusammenwirken. Durch einen Wahlschalter 23 wird dann entweder der Endschalter 22 zum Vorschubdrehen (Schalterstellung 0) oder der Endschalter 18 zum Gewindeschneiden (Schalterstellung I) aktiviert, so dass beim Vorschubdrehen durch das Ausrücken der Uberlastkupplung 12 der Endschalter 22 die Vorschubkupplungen 24 betätigt und den Nebenantrieb 5 unterbricht, oder beim Gewindeschneiden durch das Ausrücken der Uberlastkupplung 12 der Endschalter 18 entweder die Wendekupplungen 2 des Hauptantriebes schaltet oder direkt den Hauptmotor 1 umschaltet. Ist, wie im Schltschema nach Fig. 5 angedeutet, dem Endschalter 18 ein Wahlschalter 23 nachgeordnet, dann können beide Aufgaben von ein und demselben Endschalter übernommen werden. In der Schalterstellung 0 kommt es nämlich zur Wirkverbindung zwischen Endschalter 18 und Vorschubkupplung 24 und in Schalterstellung I alternativ dazu zur Wirkverbindung zwischen Endschalter 18 und Wendekupplungen 2 oder Hauptmotor 1.

Claims: Patentansprüche: 1. Antriebsanordnung für die Vorschub- und Gewindeschneidbewegung des Werkzeugschlittens (6) von Drehmaschinen, mit einem vom aus Hauptmotor (1), Wendekupplungen (2) und Hauptgetriebe (3) bestehenden Hauptantrieb abgeleiteten Nebenantrieb (5), der Vorschubgetriebe (7), Vorschubkupplungen, Zug- und Betts spindel (8, 11) Schlosskastengetriebe (9), Schlosskastenmutter (10) u. dgl. umfasst, wobei im Kraftfluss des Nebenantriebes (5) eine tberlastkupplung (12) liegt, die in gleichmässig am Umfang verteilte Rasten (17) eingreifende, gegen Federkraft ausrückbare Mitnehmer (16) aufweist und beim Ausrücken einen Endschalter (18) betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Endschalters (18) eine Drehrichtungsumkehr des Hauptantriebes (1, 2, 3) bewirkt und die Rastenteilung (t) der Uberlastkupplung (12) grösser ist als die Länge des durch die Mitnehmer (16) vom Ausrücken bis zur erfolgten Drehrichtungsumkehr beschriebenen Bogens (s). 2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der die Mitnehmer (16) der Uberlastkupplung (12) belastenden Feder (13) einstellbar ist. 3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wahlschalter (23) vorgesehen ist, der den Endschalter (18) entweder den Vorschubkupp lungen (24) oder dem Hauptantrieb (1, 2, 3) zuordnet.

Inventors: SCHONAUER, ALOIS, Schönauer, Alois
Applicants: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: B23G1
IPC codes: B23G3, B23Q5, B23Q16