CH434930A - Anordnung zum Steuern der Geschwindigkeit einer Teildrehbewegung für das Werkstück einer hydraulisch angetriebenen Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

  Anordnung zum Steuern der Geschwindigkeit einer Teildrehbewegung für das Werkstück  einer hydraulisch angetriebenen Werkzeugmaschine    Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern  der Geschwindigkeit einer Teildrehbewegung für das  Werkstück während des Leerhubes eines durch einen  Schubkolbenmotor linear hin und her bewegten Werk  zeugträgers einer hydraulisch angetriebenen Werkzeug  maschine, die ein von einer Druckmittelhilfspumpe ge  speistes hydraulisches Zylinder-Kolben-Aggregat für die  Teilbewegung und eine einstellbare Kolben-Hublängen  Begrenzungseinrichtung aufweist. Sie eignet sich insbe  sondere für Stoss- oder Schleifmaschinen für Zahnräder  oder dergleichen.  



  Bekanntlich ist z. B. bei Zahnradstoss- oder Schleif  maschinen das Werkzeug auf einem hin und her gehen  den, z. B. durch einen Schubkolbenmotor angetriebenen  Schlitten oder Werkzeugträger montiert, während das  Werkstück zur Regelung der Arbeitstiefe auf einer  Halterung eingespannt ist, der eine einstellbare Teil  drehbewegung, d. h. eine entsprechend einer vorbe  stimmten Teilung, z. B. der Zahnteilung eines Zahnra  des, erfolgende schrittweise Drehung in Umfangsrichtung  erteilt wird. In einigen Fällen erfolgt die Teilbewegung  kontinuierlich. Eine solche kontinuierliche Teilbewe  gung ist aber in vielen Fällen nicht anwendbar. Viel  mehr ist man häufig bestrebt, die Teilbewegung des  Werkstückes während des Leerhubes des Werkzeug  trägers vorzunehmen. Hierbei sind besondere Punkte  zu beachten. Einmal ändert sich das Ausmass der Teil  bewegung von Fall zu Fall.

   Weiterhin ändert sich aber  auch die Hublänge des     Schubkolbenmotors    für den  Werkzeugträger. Hierdurch ändert sich die für den  Leerhub zur Verfügung stehende Zeit. Diese Zeit wird  ausserdem noch durch die jeweilige Vorschubgeschwin  digkeit des Schubkolbenmotors beeinflusst, die eben  falls veränderlich ist.  



  Zwar könnte man die Verstellzeit für die Teilbe  wegung des Werkstückes unabhängig von der Hubzeit  des Werkzeugträgers so klein wählen, dass auch bei sehr  kurzen schnellen Hüben des Werkzeugträgers die Ver  stellzeit noch voll in den Leerhub fällt. Ein solches Vor-    gehen ist jedoch     unrentabel    und vom Gesichtspunkt  der Erhaltung der Lebensdauer der Maschinenteile un  zweckmässig.    Bei rein mechanisch getriebenen Werkzeugmaschi  nen ist die Berücksichtigung der oben aufgeführten Ge  sichtspunkte nicht übermässig problematisch, da stets  Getriebeteile vorhanden sind, die ein genaues Bild der  jeweiligen Verhältnisse abzeichnen.  



  Es     ist    Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der       eingangs    näher bezeichneten Art zu schaffen, bei der  auch bei hydraulisch bewegtem Werkzeugträger und  hydraulisch erfolgender Teilbewegung des     Werkstückes     gewährleistet ist, dass die Geschwindigkeit der Teildreh  bewegung stets in einer vorbestimmten Beziehung so  wohl zur jeweiligen Länge der Teilbewegung, zur Hub  länge des den Werkzeugträger bewegenden Schubkol  benmotors als auch zur Geschwindigkeit dieses Schub  kolbenmotors steht.  



  Zur Lösung dieser Aufgabe hat gemäss der Erfin  dung die Hilfspumpe eine veränderliche volumetrische  Leistung und dient zu deren Verstellung eine Differenz  stelleinrichtung mit wenigstens drei     Einstelleingangs-          gliedern,    von denen das eine in Abhängigkeit von der  Hublängen-Begrenzungseinrichtung des Kolbens für die  Teilbewegung, das zweite in     Abhängigkeit    von der Vor  schubgeschwindigkeit des Schubkolbenmotors für den       Werkzeugträger    und das dritte in Abhängigkeit von der  einstellbaren Hublänge dieses Schubkolbenmotors ein  stellbar ist, wobei alle drei Einstell-Eingangsglieder  einem gemeinsamen Verstellglied der Stelleinrichtung  zugeordnet sind.

   Vorteilhafterweise sind die     Einstell-          Eingangsglieder    der Differenzstelleinrichtung drei par  allele Gewindewellen, von denen die eine axial     ver-          schieblich    gelagert ist, während jede Welle in einer       undrehbar,    aber verschiebbar geführten Wandermutter       verschraubbar    ist, die mit einer der anderen Wellen bzw.  mit dem gemeinsamen     Verstellglied    so gekuppelt ist,  dass sie gegenüber diesen axial     unverschiebbar    ist.

        Mit     Hilfe    der neuen Anordnung kann erreicht wer  den, dass die pro Zeiteinheit dem hydraulischen Kolben  für die Teilbewegung zufliessende Druckmittelmenge so  wohl der jeweiligen Hublänge dieses Kolbens, der Hub  geschwindigkeit des Schubkolbenmotors als auch der  jeweiligen Hublänge dieses Schubkolbenmotors streng  proportional ist. Dadurch kann sichergestellt werden,  dass für die Teildrehbewegung jeweils die volle Leer  hubzeit des Schubkolbenmotors ausgenutzt wird, unab  hängig davon, in welchen Grenzen sich diese Leerhub  zeit ändert.

   Trotz der vollen Ausnutzung der Leerhub  zeit ist dabei     gewährleistet,    dass sich die Teilbewegung  und der Arbeitshub des Schubkolbenmotors gegenseitig  nicht stören können, auch wenn sich die Geschwindig  keit des Schubkolbenmotors, dessen Hublänge sowie die  Hublänge des die Teilbewegung veranlassenden Kolbens  sich unabhängig voneinander ändern.  



  Durch die volle Ausnutzung der Leerhubzeit des  Schubkolbenmotors für den     Werkzeugträger    wird ge  währleistet, dass die Teilbewegung stets nur so schnell  zu erfolgen braucht, dass innerhalb der Leerhubzeit die  Teilbewegung ausgeführt ist. Die Bewegung kann damit  in vielen Anwendungsfällen wesentlich ruhiger und  stossfreier erfolgen. Ausserdem können die Teile einer  wesentlich geringeren Abnutzung unterliegen als bei  fester Geschwindigkeit der Teildrehbewegung. Vorzugs  weise ist die Anordnung so ausgebildet, dass die Be  tätigung der Einstelleingangsglieder in Abhängigkeit von  den ihnen zugeordneten Grössen selbsttätig erfolgt. Dies  kann auf verschiedene Weise erreicht werden.

   Für die  selbsttätige Einführung der jeweiligen Grösse der Teil  drehbewegung kann eine schraubbare Hublängenbegren  zungseinrichtung für den zugehörigen Kolben vorge  sehen sein, die unmittelbar oder unter Zwischenschal  tung eines Übersetzungsgetriebes mit der einen Gewinde  welle gekuppelt ist. In der gleichen Weise kann sich  auch die jeweilige Geschwindigkeit des Schubkolben  motors als Stehgrösse in die Differenzstelleinrichtung  einführen lassen.     Falls    die Geschwindigkeitsregelung des  Schubkolbenmotors mit     Hilfe    eines Drosselventils er  folgt, kann die Stellbewegung des Drosselventils auf die  eine Gewindewelle der Differenzstelleinrichtung über  tragen werden.

   Falls eine Pumpe mit veränderlicher  volumetrischer Leistung zur Speisung des Schubkolben  motors dient, kann die Verstelleinrichtung für die  Pumpe zur Einführung des Geschwindigkeitswertes in  die Differenzstelleinrichtung mit Vorteil ausgenutzt  werden.  



  Um schliesslich auch die jeweilige Hublänge des  Schubkolbenmotors selbsttätig in die Differenzstellein  richtung einzuführen, kann bei vorhandenen Schalt  nocken zur Auslösung des Umsteuerimpulses für den  Schubkolbenmotor der jeweilige Abstand dieser Schalt  nocken ausgenutzt werden. Um diesen Abstand in die  Differenzstelleinrichtung einzuführen, kann der eine  Nocken beispielsweise eine Zahnstange tragen, mit der  ein durch den anderen Nocken getragenes Ritzel in  Eingriff steht, wobei die Bewegung des Ritzels auf eine  Eingangswelle der Differenzstelleinrichtung übertragen  wird. Es kann aber auch ein     spannungsabhängiger     elektrischer Stellmotor für diese Welle vorgesehen sein,  in dessen Speisekreis ein variabler, durch die beiden  Schaltnocken betätigter Spannungsteiler angeordnet ist.  



  Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer sche  matischen Zeichnung an     einem    Ausführungsbeispiel       näher    erläutert.    In der Figur ist bei 1 der ein Werkzeug tragende  Arbeitsschlitten angedeutet, der durch einen üblichen  Schubkolbenmotor 2 mit beiderseits herausgeführter  Kolbenstange linear angetrieben wird. Die Speisung des  Schubkolbenmotors 2 erfolgt durch eine hydrostatische  Pumpe 3 mit volumetrischer Einstellbarkeit. Im darge  stellten Beispiel handelt es sich um eine Radialkolben  pumpe mit über Null steuerbarem Kolbenlaufring. Die  Einstellung der jeweiligen volumetrischen Leistung er  folgt im Beispiel durch eine schraubbare Stelleinrich  tung 4. Statt dessen könnte auch eine verstellbare Dros  sel in den Speiseleitungen 5 und 6 des Schubkolbenmo  tors vorgesehen sein.

   Die     Umsteuerung,    d. h. der Wechsel  der     Bewegungseinrichtung    des Schubkolbenmotors 2  erfolgt in üblicher Weise durch eine hier nur schema  tisch angedeutete Umsteuerventileinrichtung 7, die z. B.  durch die hydraulischen Fühler 8 und 9 betätigbar ist.  Solche Fühler sind zum Auslösen des Umsteuerimpulses  in derartigen Getrieben bekannt. Sie werden in der  Regel durch Nocken 10 und 11 betätigt, die, wie sche  matisch bei 12 angedeutet, mit dem Schubkolbenmotor  2 bzw. dem Werkzeugtisch 1 verbunden sind und an  deren Bewegungen teilnehmen. Der Abstand der     Nok-          ken    10 und 11 sowie ihre relative Lage gegenüber dem  maximalen Hub des Tisches 1 kann verändert werden.  



  Für die Teildrehbewegung des nicht dargestellten  Werkstückträgers dient der Kolben 15, der über eine  Zahnstange 16 eine mit dem Werkstückhalter verbun  dene, ein Zahnrad 17 tragende Welle antreibt. Die Hub  länge und damit die Grösse der Teildrehbewegung wird  im dargestellten Beispiel durch einen Schraubbolzen 18  bestimmt, an dem der Kolben 15 anschlägt. Der     Bolzen     kann mit Hilfe der axial unverschieblich gelagerten  Drehmutter 19 axial verstellt werden.  



  Zur Bewegung des Kolbens 15 dient eine Hilfs  pumpe 20 mit veränderlicher volumetrischer Leistung.  Im dargestellten Beispiel handelt es sich auch bei der  Hilfspumpe um eine Radialkolbenpumpe mit     ver-          schwenkbarem    Kolbenlaufring. Die Druckleitung 21  dieser Pumpe kann über ein Ventil 22 wahlweise auf  die eine oder die andere Kolbenseite geschaltet werden.  Die Umschaltung erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit von  der Auslösung der Umsteuerimpulse durch die Schalt  nocken 10 und 11. Nähere Einzelheiten hierüber sind  nicht dargestellt, da eine solche Umschaltung bekannt  ist. Ausserdem kann der Antrieb der Teildrehbewegung  über das Ritzel 17 mit Hilfe einer nur in einer Rich  tung wirksamen Freilaufkupplung erfolgen, so dass eine  Teildrehbewegung beim Leerhub des Kolbens 15 nicht  erfolgt.  



  Die Hublänge des Kolbens 15 bestimmt lediglich  die Grösse der Teildrehbewegung. Dagegen wird die  für deren Ausführung erforderliche Stellzeit durch die  volumetrische Leistung der Pumpe 20 bestimmt. Da  mit die Stellzeit stets der Leerhubzeit des Schubkolben  motors 2 und der Hublänge des Kolbens 15 ange  passt ist, ist eine     Differenzstelleinrichtung    25 vorge  sehen. Diese umfasst drei parallele     Eingangsstellwellen     26, 27 und 28. Die Welle 27 ist im Gehäuse 29 axial       unverschiebbar    gelagert und in einer Wandermutter  oder einem Schlitten 30     schraubbar,    der über einem  Ansatz 31 mit der Welle 26 so gekuppelt ist, dass der  Schlitten 30 und die Welle 26 nur gemeinsam axiale  Bewegungen ausführen können.

   Die Welle 26 ist ihrer  seits in einer Wandermutter 32     schraubbar,    die mit der  Welle 28 eine axial verschiebbare Einheit bildet. Die      Welle 28 ihrerseits ist in einem Schlitten 33 schraubbar,  der an dem Stellglied 34 der     Hilfspumpe    20 angreift.  Hierbei wird gewährleistet, dass jede Schraubbewegung  jeder Welle zu einer Verstellung des Schlittens 33 und  damit der Pumpe 20 führt.  



  Die Wellen 26 bis 28 können, wie durch das Hand  rad 35 angedeutet ist, jeweils entsprechend den zuge  ordneten Werten mittels Hand verstellt werden. Vor  zugsweise erfolgt ihre Verstellung jedoch automatisch.  Zu diesem Zweck ist die Welle 28 über einen Ketten  trieb 40 mit einem auf der Drehmutter 19 angeordneten  Kettenrad 41 gekuppelt, so dass jede Stellbewegung des  Anschlagbolzens 18 proportional auf die Welle 28 über  tragen wird. Selbstverständlich kann auch ein     Über-          setzungSgetriebe    zwischengeschaltet werden.  



  In entsprechender Weise ist die Welle 26 über  einen Kettentrieb 42 mit der Schraubwelle 43 der Ein  stelleinrichtung 4 der Hauptpumpe 3 gekuppelt. Jeder  Stellung der Pumpe 3 entspricht damit eine ganz be  stimmte Stellung des Schlittens 32 auf der Welle 26.  



  Die automatische Einführung der jeweiligen Hub  länge des Schubkolbenmotors 2 kann auf verschiedene  Weise erfolgen. Im dargestellten Beispiel wird der je  weilige Abstand der Nocken 10 und 11 als Eingangs  grösse auf die Welle 27 übertragen. Zu diesem Zweck  kann der Nocken 10 eine Potentiometerwicklung 50  tragen, die an ihren Enden 51 und 52 an eine elektrische  Stromquelle 53 angeschlossen ist. Der Nocken 11 trägt  weiterhin ein bewegliches Abnahmeglied 54, das auf  der Potentiometerwicklung 50 schleift. Bei 55 kann  daher eine dem jeweiligen Abstand h der Nocken pro  portionale Spannung abgenommen werden, die bei 56  einem üblichen Stellmotor 57 zugeführt wird. Die Welle  58 des Stellmotors ist mit der Gewindewelle 27, wie  angedeutet, gekuppelt.  



  Die beiden Nocken können aber auch eine Zahn  stange und ein mit dieser in Eingriff stehendes Ritzel  tragen, wobei die Ritzelbewegung auf die Welle 27  übertragen wird. In beiden Fällen entspricht die Stellung  des Schlittens 30 auf der Gewindewelle 17 jeweils genau  dem Abstand der Nocken 10 und 11 und damit der  Hublänge des Schubkolbenmotors.  



  Alle drei Werte gelangen aufgrund der Ausbildung  der Differenzstelleinrichtung 25 auf das Stellglied 34,  so dass die Pumpe 20 in jedem Augenblick eine der  Summenwirkung oder Differenzwirkung der drei Grössen  proportionale Mengenströmung pro Zeiteinheit dem  Kolben 15 zuführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zum Steuern der Geschwindigkeit einer Teildrehbewegung für das Werkstück während des Leerhubes eines durch einen Schubkolbenmotor linear hin und her bewegten Werkzeugträgers einer hydrau lisch angetriebenen Werkzeugmaschine, die ein von einer Druckmittelhilfspumpe gespeistes hydraulisches Zylinder-Kolben-Aggregat für die Teilbewegung und eine einstellbare Kolben-Hublängen-Begrenzungseinrich tung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs pumpe (20) eine veränderliche volumetrische Leistung hat und zu deren Verstellung eine Differenzstelleinrich tung (25) mit wenigstens drei Einstelleingangsgliedern (26, 27, 28) dient, von denen das eine (28) in Ab- hängigkeit von der Hublängen-Begrenzungseinrichtung (18, 19) des Kolbens (15) für die Teilbewegung, das zweite (26)

   in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwin digkeit des Schubkolbenmotors (2) für den Werkzeug träger (1) und das dritte (27) in Abhängigkeit von der einstellbaren Hublänge dieses Schubkolbenmotors ein stellbar ist, wobei alle drei Einstell-Eingangsglieder einem gemeinsamen Verstellglied (34) der Stelleinrich tung zugeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einstelleingangsglieder (26, 27, 28) der Differenzstelleinrichtung (25) drei parallele Ge windewellen sind, wobei die eine (26) axial verschieb- lich gelagert ist und jede Welle in einer undrehbar, aber verschiebbar geführten Wandermutter (30, 32, 33) ver schraubbar ist, die mit einer der anderen Wellen bzw.

   mit dem gemeinsamen Verstellglied (34) axial unver- schiebbar gekuppelt ist. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Betätigung der Einstelleingangs- glieder (26, 27, 28) der Differenzstelleinrichtung (25) in Abhängigkeit von den ihnen zugeordneten Grössen selbsttätig erfolgt. 3. Anordnung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das verschraubbare Verstellglied der Hublängen-Begrenzungseinrichtung (18, 19) des Kol bens (15) für die Teilbewegung über ein mechanisches Getriebe, z. B. Kettentrieb (40, 41), mit der ersten (28) der drei Gewindewellen der Differenzstelleinrichtung (25) verbunden ist. 4.

   Anordnung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Einführung des Geschwindigkeits wertes des Schubkolbenmotors (2) in die Differenzstell einrichtung (25) eine die Mengenströmung pro Zeit einheit in der Speiseleitung des Schubkolbenmotors steuernde Einstelleinrichtung (3, 4) dient, die mit der zweiten (26) der drei Gewindewellen der Differenzstell einrichtung (25) antriebsmässig, z. B. mittels Ketten trieb (42), verbunden ist. 5.

   Anordnung nach Unteranspruch 1, bei der die Hubbegrenzung des Schubkolbenmotors durch zwei ver stellbare, den Umsteuerimpuls auslösende Schaltnocken erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Schaltnocken (10, 11) eine ihren jeweiligen gegenseitigen Abstand wiedergebende Fühleinrichtung (50, 51, 52, 54) zugeordnet ist, die mit der dritten Gewindewelle (27) der Differenzstelleinrichtung (25) antriebsmässig, z. B. mittels Stellmotor (57), verbunden ist. 6.

   Anordnung nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fühleinrichtung aus einer von dem einen Schaltnocken unterstützten Zahnstange und einem mit dieser in Eingriff stehenden, von dem anderen Schaltnocken getragenen Ritzel besteht, das mit der Gewindewelle gekuppelt ist. 7. Anordnung nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Gewindewelle (27) ein Stellmotor (57) zugeordnet ist, dessen Speisestromkreis (56) einen veränderlichen Spannungsteiler (50, 51, 52, 54) auf weist, der von dem einen Schaltnocken (10) getragen wird, während der andere Schaltnocken (11) den be weglichen Abgriff (54) des Spannungsteilers trägt.