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Hebe- und Senkeinrichtung für Konsolfräsmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Hebe- und Senkeinrichtung für Konsolfräsmaschinen, welche es gestattet, nach
Beendigung eines Arbeitsganges die Konsole der Fräsmaschine und damit den Tisch
derselben vor dem Rücklauf etwas abzusenken und nach Beendigung des Rücklaufs wieder
genau in die ursprüngliche Arbeitslage zu heben.
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Es sind Einrichtungen dieser Art bekannt, bei denen entweder die Konsole
gegenüber seiner in axialer Richtung nicht beweglichen Hubspindel um den er'-forderlichen
Betrag gesenkt und gehoben oder die ganze Hubspindel zusammen mit der Konsole entsprechend
gehoben und gesenkt wird. Zum Heben und Senken dienen dabei Nockenringe, Muttern
oder auch hydraulische oder elektromagnetische Einrichtungen. Wenn bei Verwendung
eines mechanischen Antriebes gegen feste Anschläge gefahren werden soll, wird im
allgemeinen eine Rutschkupplung im Antrieb vorgesehen. Um bei Anwendung eines Nockenringes
die Reibung zu verringern, ist es bekannt, zwischen dem Nockenring und der damit
zusammenwirkenden Tragfläche -der Konsole Kugeln anzuordnen, die bei Verdrehung
des Nockenringes auf die in Umfangsrichtung desselben verlaufenden Schrägflächen
der Nocken auflaufen und dadurch die Konsole entsprechend heben. Dadurch, daß der
obere Teil der Nocken waagerecht ausgebildet ist und die Kugeln somit nach Erreichen
dieses Nockenteiles kein weiteres Heben der Konsole mehr bewirken, kann auch: bei
Verwendung eines mechanischen Antriebs die obere Stellung der Konsole und damit
die Arbeitsstellung des Tisches genau begrenzt werden, ohne daß es, wie in ähnlich
gelagerten Fällen, erforderlich ist, gegen einen festen Anschlag zu fahren und eine
Rutschkupplung im Antrieb anzuordnen.
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Es ist ferner erforderlich, die Klemmung der Konsole in Abhängigkeit
zu dem Arbeiten. der Hebe- und Senkeinrichtung zu setzen. Zu diesem Zweck ist es
bekannt, das Läsen und Wiederanstellen der Klemmvorrichtung mittels eines Druckgeberkolbens
vorzunehmen, der durch die gleiche Welle verstellt wird, die auch zum Antrieb des
das Heben und Senken der Konsole bewirkenden Nockenringes od. dgl. dient. In diesem
Fall macht es gewisse, Schwierigkeiten, die richtige zeitliche Abhängigkeit zwischen
der Verstellung der Konsole und dein Läsen. und Wiederanziehen der Klemmeinrichtung
zu erhalten, da die Betätigung dieser Einrichtung nur in der gehobenen Stellung
der Konsole erfolgen darf, also: während die Kugeln auf dem oberen waagerechten
Teil der Nocken laufen. Dieser Teil - im nachfolgenden als überlaufweg bezeichnet
- kann aber bei der bekannten Einrichtung nur verhältnismäßig klein bemessen werden,
wenn genügend tragende Kugeln vorgesehen werden sollen. Die Erfindung ermöglicht
es demgegenüber, einen beliebig langen Über@laüfweg, zu erhalten, ohne daß die Zahl
der tragenden Kugeln verringert wird, so daß eine scharfe zeitliche Trennung zwischen
dem Heben und Senken der Konsole und dem Arbeiten der Klemmeinrichtung eingehalten
werden kann, die zu einer entsprechenden Verbesserung in der Arbeitsweise der ganzen
Einrichtung führt.
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Um die Trennung zwischen dem Heben und Senken der Konsole und -dem
Arbeiten der Klemmeinrichtung zu erhalten, ist-es andererseits bekannt, im Antrieb
der Hebe- ünd Senkeinrichtung zwei Kurventrommeln vorzusehen-, von denen die eine
über Zahnsegmente die zusätzliche Senkrechtverstellung der Konsole und die - andere
die Steuerung der Klemmeinrichtung bewirkt:- In diesem Fall ist es erforderlich,
die -Aufwärtsbewegung der Konsole durch. einen festen Anschlag zu begrenzen und
d.'ernentsprechend eine Rutschkupplung im Antrieb vorzusehen. Der Antrieb selbst-
kann z. B. von der Antriebswelle für den Fräsm-aschinentisch abgezweigt werden.
-Die Erfindung besteht darin, däß das die Hubspindel tragende Glied sich auf seiner
ortsfesten Unterlage über Kugeln abstützt, die ::zum Heben und Senken der Konsole
durch. eine -Hülse o@d. dgl. in radialer Richtung ein- und auswärts bewegt werden,
und daß ferner die mit den Kugeln zusammenwirkende Fläche des Traggliedes und/oder
der-Unterlage als in radialer Richtung ansteigende Schrägfläche ausgebildet ist.
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Da bei der erfindungsgemäßen, Ausbildung der Über laufweg nicht wie
bei der bekannten Einrichtung zwischen je zwei Tragkugeln liegt, sondern vollkommen
unabhängig von -diesen Kugeln ist, kann eine in sich geschlossene -Reihe solcher
Tragkugeln verwendet werden, wodurOh sich besonders günstige
Verhältnisse
sowohl bezüglich der Aufnahme des Konsolgewichts als auch der Reibung ergeben. Auch
erfordert diese Ausbildung keine festen Anschläge und damit keine Rutschkupplung
im Antrieb., trotzdem es sich um einen mechanischen Antrieb handelt.
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Bei der vorstehend erwähnten Anordnung einer Kugelreihe zwischen dem
Tragglied der Hubspindel und seiner ortsfesten, Unterlage wird nur die Aufwärtsbewegung
der Konsole zwa:ngläufig herbeigeführt, dagegen erfolgt die Aufwärtsbewegung desselben
unter seinem eigenen Gewicht in dein Maße, wie die radial nach außen sich verschiebenden
Kugeln diese Bewegung zulassen. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Konsole,
infolge Verklemmens zunächst in seiner oberen Stellung hängenbleibt und später aus
einer gewissen Höhe frei herabfällt. Da die Konsole mit den darauf befindlich-en
Teilen ein erhebliches Gewicht hat, können hierdurch Beschädigungen der Maschine
hervorgerufen werden.
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Um di-eise Möglichkeit auszuschließen, ist gcmäß einem weiteren -Merkmal
der Erfindung unterhalb der genannten Kugelreihe eine Anzahl weiterer durch die
Hülse cd. d:gl. in radialer Richtung verschiebbarer Kugeln vorgesehen, die auf eine
entgegengesetzt zu der oberen Schrägfläche gerichtete Schrägfläche des Traggliedes
einwirken und dadurch eine zwangläufige Mitnahme der Hubspindel auch während ihrer
Abwärtsbewegung bewirken.
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Eine dieser Bedingung genügende besondere zweckmäßige Ausführung erhält
man dadurch, daß die ortsfeste Unterlage für das Tragglied der Hubspindel als Hülse
ausgebildet wird, die in ihrem unteren Teil zur Aufnahme der unteren Kugeln dienende
Längsschlitze besitzt, in welche mit entsprechenden Schrägflächen versehene Ansätze
des ebenfalls als Hülse ausgebildeten Traggliedes der Hubspindel hineinragen.
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Der nach der Erfindung erzielte lange Überlaufweg gestattet es, den
Antriebsmotor der Hebe- und Senkeinrichtung entsprechend lange weiterlaufen zu lassen,
nachdem die Konsole seine obere Stellung erreicht hat, so> daß auch -ein in bekannter
Weise durch diesen Antrieb verstellter Druckgeberkalben einen entsprechend langen
Hub erhalten kann.
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Erfindungsgemäß wird dieser Hub dadurch in einen drucklosen Teil und
einen druckerzeugenden Teil unterteilt, d.aß der Zylinder des Druckgeberkolbens
einen zusätzlichen Auslaß erhält, der zum Schmierölsystem führt und nach einer Teilbewegung
des Kolbens durch die Steuerkante desselben abgedeckt wird. Der drucklose Teil des
Kolbenhubes entspricht dem Heben und Senken der Konsole, so d.aß während dieser
Zeit auch ein teilweises Ansprechen der Klemmung mit Sicherheit vermieden wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die bei 1 angedeutete Konsole ist mit ihrer Hubspindel 2 in der Mutter 3 geführt,
die in diesem Fa11 als Innengewinde der Hülse 4 ausgebildet ist, jedoch auch aus
einem selbständigen Teil bestehen kann. Um die normale Senkrechtverstellung der
Konsole und damit des Tisches der Fräsmaschine zu bewirken, wird die Spindel 2 in
bekannter Weise über Kegelräder 5 und 6 angetrieben.
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Die, die Hubspindel 2 tragende Hülse 4, die, in diesem Fall zweiteilig
ausgebildet ist, stützt sich mit ihrer Schrägkante 28 über eine in sich geschlossene
Kugelreihe 7 auf einer Hülse 8 ab, die fest mit einem topfförmigen Gehäuse 9 verbunden
ist. Das Gehäuse 9 ist in die bei 10 angedeutete Grundplatte der Maschine eingehängt.
Die Traghülse 4 ist in der als Gegenlager dienenden Hülse 8 axial verschiebbar,
aber nicht vierdrehbar geführt, wie die bei 11 angedeutete Keilwellenverb.indung
erkennen läßt. Im unteren Teil der Hülse 8 sind Längsschlitze 8a ausgebildet, die
zur Aufnahme eines weiteren Satzes Kugeln 12 dienen. In diese Schlitze ragen an
der Hülse 4 ausgebildete Ansätze 4a. hinein, die eine in radialer Richtung ansteigende
Schrägfläche 27 zur Führung der Kugeln 12 besitzen.
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Auf der ortsfesten Hülse 8, 8 a ist eine Hülse 13 drehbar und axial
verschiebbar gelagert. Die entsprechenden Rollenlager sind bei 14 angedeutet. Die
Bohrung der Hülse 13 ist an den Enden mit Führungsflächen ausgebildet, die bei der
Axialverschiebong dieser Hülse mit den Kugeln 7 und 13 in der weiter unten beschriebenen
Weise zusammenwirken. Um die Axialv erschiebung der Hülse 13 zu erhalten, ist diese
im unteren Teil mit einem bei 15 angedeuteten Außengewinde versehen, welches in
ein entsprechendes Innengewinde 26 des Teiles 9 eingreift. Das letztere Gewinde
wirkt daher als feststehende Mutter. Die Mutter kann auch als selbständiger Teil
ausgebildet sein.
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Der Antrieb der Hülse 13 erfolgt vom Motor 16 aus über Zahnräder 17,
18 und eine Zahnwalze 19 auf ein an der Hülse 13 ausgebildetes Zahnrad 20.
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Die Antriebswelle des Motors 16 arbeitet ferner über einen als Spindel
21 ausgebildeten Teil auf einen mit Innengewinde versehenen Kolben 22, der in einem
im Gehäuse 9 ausgebildeten Zylinder 23 axial verschiebbar und nicht drehbar geführt
ist. Dieser Zylinder besitzt zwei Auslässe 24 und 25, von denen der Auslaß 24 zum
drucklosen Schmiersystem der Maschine und Auslaß 25 zu einer in bekannter Weise
ausgebildeten hydraulischenKlemmvorrichtung führt, die nicht besonders dargestellt
ist.
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Das Gehäuse 9 ist durch eine zwischen die Teile der Traghülse 4 eingespannte
Membran 29 abgedeckt. Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Die Zeichnung
gibt das Ende des Absenkvorganges der Konsole wieder. Um die Konsole wieder in die
Arbeitsstellung zu heben, wird der Motor 16 in der entsprechenden Richtung eingeschaltet.
Dieser treibt dann die Hülse 13 über die vorerwähnten Teile 17 bis 20 in solcher
Richtung an, daß sie sich in der feststehenden Mutter 26 aufwärts schraubt. Dabei
drückt die Hülse 13 die Kugeln 7 in radialer Richtung einwärts, wodurch die die
Hubspindel tragende Hülse 4 um den erforderlichen Betrag gehoben wird: Da die Kugeln
12 nach außen ausweichen können, behindern sie diese Aufwärtsbewegung nicht.
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Die Aufwärtsbewegung der die Konsole tragenden Hülse 4 und damit diejenige
der Hubspindel und der Konsole ist beendet, sobald die Kugeln 7 auf den zylindrischen
Teil der Bohrung der Hülse 13 auflaufen, so daß die weitere Bewegung dieser Hülse
keinen Einfluß auf die obere Stellung der Konsole hat. Es kann daher ein beliebig
langer Überlauf erzielt werden, währenddessen sich die Stellung der Konsole nicht
mehr ändert und der Motor weiterlaufen kann. Dieser überlaufweg wird wie folgt zum
Anziehen der Klemrnung verwendet: Während der Einwärtsbewegung der Kugeln 7 und
damit dem Anheben der Traghülse 4 hat der Kolben 22 sich so weit im Zylinder 23
bewegt, daß er die Auslaßöffnung 24 abdeckt. Bis dahin konnte das im Zylinder befindliche
Öl durch die Öffnung 24 austreten, so daß kein Überdruck entstehen konnte. Nachdem
dann die Konsole, wie beschrieben, seine obere Stellung erreicht hat, verdichtet
der Kolben,
da der Motor infolge des erwähnten Überlaufweges weiterlaufen
kann, das Öl im Zylinder 23. Dieses wird über die Öffnung 25 der hydraulisch betätigten
Klemmvorrichtung zugeführt und bewirkt das Festklemmen der Konsole in der gehobenen
Stellung.
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Zur Abwärtsbewegung der Konsole wird der Motor 16 in umgekehrter Richtung
eingeschaltet, der dann die Hülse 13 in solcher Richtung antreibt, daß sie sich
in dem feststehenden Gewinde 25 abwärts schraubt. Die Kugeln 7 und 12 laufen zunächst
entsprechend dem vorgesehenen Überlaufweg auf den zylindrischen Teilen der Bohrung
der Hülse 13, so daß sich an der Stellung der Hubspindel und damit der Konsole nichts
ändert. Während dieses Zeitraums bewegt sich der Kolben 22 aufwärts und gibt die
öffnung 24 frei, so daß das Drucköl entweichen kann und die Konsolklemmung freigegeben
wird. Jetzt gelangen die Kugeln 7 und 12 in den Bereich der Schrägflächen der Hülsenbohrung.
Die Kugeln 7 können dadurch radial nach außen ausweichen, während die Kugeln 12
gleichzeitig radial nach innen gedrückt werden. Die Traghülse 4 und damit Hubspindel
2 und Konsole 1 bewegen sich daher abwärts, und zwar wird diese Bewegung dadurch
zwangläufig gestaltet, daß die Kugeln 12 auf die Schrägflächen 27 der Ansätze 4
a einwirken und dadurch die Traghülse 4 auch bei einem Klemmen der entsprechenden
Teile nach unten ziehen. Am Ende der Abwärtsbewegung haben die Teile der ganzen
Einrichtung wieder die in der Abbildung wiedergegebene Stellung erreicht.
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Mit Rücksicht auf die zeichnerische Darstellung wurde im vorstehenden
zunächst das Anheben und dann das Absenken der Konsole beschrieben. In Wirklichkeit
ist die Reihenfolge der Bewegungen umgekehrt, d. h., vor Beginn des Tischrücklaufs
wird die Konsole und damit der Tisch um einige Millimeter abgesenkt und am Ende
des Rücklaufs um den gleichen Betrag wieder in die Arbeitsstellung gehoben.