DE1067661B

DE1067661B - Werkzeugmaschine zur Fertigung von zwei verschiedenen Bearbeitungsflaechen

Info

Publication number: DE1067661B
Application number: DEB35872A
Authority: DE
Inventors: Kasper Kauffeldt; Alfred Wesstrom
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1954-05-24
Filing date: 1955-05-24
Publication date: 1959-10-22
Also published as: FR1131565A; US2972935A; GB780616A

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Fertigung von zwei verschiedenen Bearbeitungsfiachen, z. B. von Wälzflächen eines Universalgelenkes, auf einem Werkstückrohling, durch dessen Drehung alle Flächen derselben Gruppe nacheinander folgen und die beiden Flächengruppen um die Drehachse abwechselnd angeordnet sind, wobei jede Flächengruppe unterschiedlich bearbeitet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, mit der mehrere Flächen, z. B. die Kugelrillen eines Universalgelenks, nacheinander geschnitten werden können, die nicht identisch sind, sondern zwei Flächentypen darstellen, die mit Bezug auf zum Werkstück lotrechten axialen Flächen zueinander symmetrisch liegen.

Diese Aufgabenstellung unterscheidet sich von der bekannten dadurch, daß nacheinander der eine und dann der andere Flächentyp bearbeitet wird, während bisher alle Flächen des ersten Typs und dann nachfolgend alle Flächen des zweiten Typs bearbeitet wurden.

Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabenstellung dadurch, daß der Werkzeughalterkopf jeweils den zugehörigen Bewegungszyklus für zwei Bearbeitungsvorgänge abwechselnd ausübt, und zwar je eine Schneidebewegung und eine Rückholbewegung, je nach der Art der Bearbeitungsfläche, wobei der Drehtisch, welcher den Rohling trägt, nach Beendigung jedes Bearbeitungsvorganges automatisch eine gewisse Winkelverschiebung vollführt, durch welche die nächste Bearbeitungsfläche der anderen Gruppe dem Werkzeug gegenübergestellt wird und die Abwicklung sowie Reihenfolge der Vorgänge durch eine aus Nocken und Kontaktgebern bestehende Vorrichtung gesteuert wird.

Es sind zwar Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen der Werkzeughalterkopf zum Werkstück hin- und fortbewegt wird und bei denen das Werkstück auf einen Schalttisch gespannt ist, der nach beendetem Bearbeitungsgang jeweils um eine Teilung geschaltet wird. Diese bekannten Werkzeugmaschinen, meistens Fräsmaschinen zum Entgraten der Zahnkanten von Zahnrädern, sind zur Durchführung einer Bearbeitung, wie sie erfindungsgemäß stattfinden soll, ungeeignet.

Es ist ferner eine Fräsmaschine zum Abrunden der Stirnenden von Zahnrädern bekannt, bei der der Fräser zum Werkstück hin- und fortbewegt wird und während des Fräsens eine bogenförmige Bahn um das Stirneude des Zahnes beschreibt und nach beendetem Fräsvorganj
rückbewegt wird.

Es muß betont werden, daß es sich hier eigentlich nicht um die Bearbeitung von zwei verschiedenen

Werkzeugmaschine
zur Fertigung von zwei verschiedenen
Bearbeitungsflächen

Anmelder:

Bendix Aviation Corporation,
New York, N.Y. (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank₁ Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 24. Mai 1954

Kasper Kauffeldt und Alfred Wesstrom,
South Bend, Ind. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

schnell in seine Ausgangsstellung zu Flächen, sondern einer symmetrischen kontinuierlichen Fläche handelt. Die hier auftretenden Schwierigkeiten sind erheblich geringer, da das Werkstück zwischen dem Schneiden der zwei Flächen nicht gedreht werden muß. wobei zugleich auch eine Bewegung des Werkzeuges nach vorn und nach hinten, synchronisiert mit der Drehung des Werkstückes, ausgeführt werden muß. Außerdem kann man bei diesem Fertigungsverfahren die Flächen in beliebigem Drehsinn schneiden, wogegen bei dem Fräsen von Blindflächen, wie z. B. der Kugelrillen, es nicht möglich ist, mit dem Fertigungsvorgang am unteren Punkt der Rillen zu beginnen. Die Flächen, welche nacheinander gefräst werden sollen, befinden sich in derselben Ebene, und zv_v-i sehen zwei Arbeitshüben muß eine Bewegung des Werkstückes durchgeführt werden.

Nach der Erfindung zeichnet sich die Werkzeugmaschine zur Fertigung von zwei verschiedenen, zu einer Axialebene symmetrisch angeordneten Bearbeitungsflächen auf einem Werkstück dadurch aus, daß die Bewegung des Schneidewerkzeuges am Ende des einen und am Anfang des nächsten Fertigungsganges in demselben Sinne gerichtet ist.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, bei der die Verschiebung des Werkzeuges eine Planetenbewegung umfaßt, dessen Umlaufradius mit einem Exzenter einstellbar ist. ist vorgesehen, daß die

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Umkehr des Drehsinnes des Werkzeugträgerkopfes während jedes Fertigungsganges durch eine Reihe am Werkzeugträgerkopf angeordneten Nocken, welche die festen Kontaktgeber betätigen, bewirkt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Maschine zum Fräsen von Kugelrillen im Aufriß,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, die den Stahlhalterkopf im Längsschnitt und den Einstelltisch sowie deren Steuervorrichtungen im Aufriß zeigt,

Fig. 3 teils in Ansicht von der linken Seite und teils im Schnitt entsprechend der Linie 3-3 der Fig. 2 einige Einzelheiten des im Werkzeughalterkopf vorgesehenen Exzenters und des Motors, der diesen Exzenter antreibt,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 1, aus dem weitere Einzelheiten des Exzenters des Werkzeughalterkopfes sowie einige Hauptmerkmale der erfindungsgemäßen Schalteranordnung und der diese steuernden Nockenvorrichtungen zu ersehen sind,

Fig. 5 im Schnitt entsprechend der Linie 5-5 der Fig. 4 weitere Einzelheiten eines Teiles der erfindungsgemäßen Schalteranordnung und der diese steuernden Nockenvorrichtung,

Fig. 6 eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 7 die schaubildliche Ansicht des Vorderteils der erfindungsgemäßen Maschine mit dem zugehörigen Hauptschaltbrett,

Fig. 8 den Leitungsplan der erfindungsgemäßen Blüssigkeitsdrucksteueranlage,

Fig. 9 den SternlaufpIan der elektrischen Schalter und Relais sowie des Stromwandlers gemäß der Erfindung,

Fig. 10 die schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Steuerschalteranordnung, die vom Einstelltisch betätigt wird.

Fig. 11 ein Schaltbild für einige der erfindungsgemäßen Steuerglieder einschließlich des obenerwähnten Stromwandlers, des Motorgeneratorsatzes, des Elektromagnets für die Betätigung der Steuerventile gewisser Motore und der Pumpen für die Speisung des hydraulischen und des Kühlkreises und

Fig. 12 eine Tafel, die die Stellungen der einzelnen vom Benutzer bedienten Schalter des Hauptschaltbrettes angibt.

Die Fig. 1 zeigt eine Maschine zum Fräsen von Kugelrillen gemäß einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Die Maschine weist einen durch eine Hilfskraft angetriebenen Werkzeughalterkopf 11 mit einem axial angeordneten und von einem Motor angetriebenen Fräser 12 auf. Der ganze Werkzeughalterkopf kann an das zu bearbeitende Werkstück 14, z. B. ein Klauenglied für ein Universalgelenk, heranrücken und von diesem wieder abrücken. Das Werkstück 14 ist mittels einer handbedienten Klemmvorrichtung 15 (Fig. 7) auf einer Drehscheibe 16 lösbar festgelegt. Die Drehscheibe 16 ist auf ihrem Support 18 drehbar, und dieser ist auf einem Tisch 20 befestigt, der die ganze Einrichtung gemäß der Erfindung trägt. Ein Schutzblech 19 schützt den Maschinenwärter vor dem ausspritzenden öl. Auf dem Tisch 20 ist ein von einem Strömungsmittel angetriebener Motor 22 (Fig. 2, 6 und 8) eingebaut, der vorzugsweise mit Druckunterschied arbeitet und von einem Ventil 23 (Fig. 8) ge-

steuert wird. Dieser Motor 22 treibt die Drehscheibe 16 und das auf dieser befestigte Werkstück 14 über eine geeignete, in einem Schutzgehäuse 17 (Fig. 6) untergebrachte Kraftübertragung in einem bestimmten Drehsinn (Einstellvorgang) an. Bei diesem Einstellvorgang wird das Werkstück viermal nacheinander und immer in demselben Sinne jeweils um 90° gedreht, d. h., es macht jeweils eine Viertelumdrehung. Wie die Fig. 10 schematisch veranschaulicht, schaltet

ίο der Einstellmotor 22 mittels des Nockens 15' die Kontakte L^-IO und LS -6, die in einem Gehäuse 21 untergebracht sein können. Der Motor 22 und dessen Ventil 23 können von beliebiger Bauart sein und brauchen deshalb nicht näher beschrieben zu werden.

Ein doppelseitig wirkender, durch Druckunterschied und vorzugsweise hydraulisch betätigter Motor 24, der auf einer Schiene 21' des Tisches 20 aufgebaut und durch ein Ventil 25 (Fig. 8) gesteuert ist, hat die Aufgabe, den ganzen Stahlhalterkopf 11 aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung an das Werkstück 14 heranzuschieben und nach einem nachstehend näher beschriebenen Fräsvorgang wieder in die Ausgangsstellung zurückzuschieben. Der ganze Werkzeughalterkopf 11 ist mit dem Motor 24 mittels einer Stange 13 verbunden, die an einem Teil 23 des Kopfes 11 angreift.

Ein doppelseitig wirkender, durch Druckunterschied und vorzugsweise hydraulisch angetriebener, von einem Ventil 27 gesteuerter und auf dem Werkzeughalterkopf 11 angebrachter Motor 26 hat die Aufgabe, dem Fräser 12 zusätzlich zu der soeben erwähnten Hinundherbewegung des ganzen Werkzeughalters noch eine Winkelbewegung zu erteilen. Während dieser Winkelbewegung dreht sich der Kopf 11 abwechselnd in dem einen und dem anderen Sinne. Der Zweck dieser Schwingbewegung soll nachstehend erläutert werden. Die von einem Strömungsmittel angetriebenen Motore 24 und 26 sowie deren Steuerventile können von beliebiger Bauart sein und brau-

+c chen deshalb nicht näher beschrieben zu werden.

Die erfindungsgemäße Maschine weist noch folgende Hauptteile auf:

a) einen mit änderbarer Geschwindigkeit umlaufenden Elektromotor 28, der den Fräser 12 während des Betriebes der Maschine ununterbrochen antreibt,

b) einen doppelseitig wirkenden, vorzugsweise hydraulischen Motor 30, der von einem Ventil 35 (Fig. 8) zur Betätigung eines Riegels 31 gesteuert wird und die Aufgabe hat, die Drehscheibe 16 mit dem Werkstück 14 während der Bearbeitung des letzteren in der Verriegelungsstellung zu halten,

c) eine Flüssigkeitspumpe 32 (Fig. 8), die die Motore 22, 24, 26 und 30 mit Druckmittel, beispielsweise Drucköl, speist,

d) einen Elektromotor 34 (Fig. 8), der die Pumpe 32 antreibt,

e) einen elektrischen Motor-Pumpensatz 38 (Fig. 6), der die Aufgabe hat, beispielsweise über das Rohr 39 (Fig. 7) auf das Werkstück 14 während dessen Bearbeitung eine Kühl- und Schmierfiüssigkeit, namentlich öl, zu leiten,

f) eine am vorderen Ende der Maschine angebrachte elektrische Schalttafel 40, die die erfindungsgemäßen Hauptschalter sowie den Mehrfachschalter mit den Kontakten 1 bis 10 (Fig. 12) trägt, deren Bedienung durch einen an der Schalttafel angebrachten Schaltgriff 181 erfolgt,

g) einen Teil 42 (Fig. 1), der als Gehäuse für die Unterbringung der elektrischen Relais und des elekirischen Schaltgeräts gemäß der Erfindung dient,

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h) einen Umformersatz 44 (Fig. 11), der über dem Werkzeughaherkopf 11 eingebaut sein kann und den mit veränderlicher Geschwindigkeit umlaufenden Antriebsmotor des Fräsers mit elektrischem Strom versorgt.

Wie Fig. 2 veranschaulicht, betätigt der Motor 30' mittels eines am beweglichen Teil dieses Motors befestigten Nockens 45 einen Arm 47, der seinerseits wieder einen Hubendkontakt LS-5 betätigt, der einen der sogenannten Steuerkontakte gemäß der Erfindung bildet. Die Elektromotore 28, 34, der hydraulische Motor 30, das Ventil 35, die Pumpe 32, die Sätze 38 und 44 sind von beliebiger Bauart und brauchen deshalb nicht näher beschrieben zu werden.

Es sei nun der Werkzeughalterkopf 11 näher beschrieben. Dieser besteht aus einem Körper, der aus den P^ahmenteilen 46, 48 (Fig. 2) besteht und zweckmäßig durch Bolzen 50 und 52 zusammengehalten wird. In dem zweiteiligen Körper 46, 48 ist ein Exzenter eingebaut, der aus zwei Teilen 56 und 58 besteht, welche zweckmäßig durch einen Keil 60 und Bolzen 62 miteinander vereinigt sind. Der Fräser 12 ist mittels eines Bolzens 68 an einem Teil 70 befestigt, der in einem Hohlraum 72 am äußeren Ende der W^relle 74 befestigt ist. Tn das Ende der Welle 74 eingeschraubte Feststellschrauben 76 halten den Fräser 12 fest, und die in das äußere Ende des Teiles 70 eingeschraubten, sich an der Welle 74 abstützenden Schrauben 78 tragen dazu bei, den Schub des Fräsers 12 auf die Welle 74 zu übertragen, wenn der Fräser das Werkstück 14 bearbeitet.

Auf einen eingeschnürten, mit Gewinde versehenen Teil der Welle 74 aufgeschraubte Muttern 80 dienen gemeinsam mit einer Buchse 82 dazu, ein Lauflager 84 am Platz zu halten, in welchem die Welle drehbar gelagert ist. Muttern 86 wirken mit einer am Exzenter 58 befestigten Abdeckplatte 88 zusammen, um ein Lauflager 90 am Platz zu halten. Schmierkanäle 92 und 94 versorgen je eines der Lauflager 84 und 90 mit Schmiermittel. Die Welle 74 ist über ein Universalgelenk 98 und eine Welle 96 mit der Welle des mit veränderlicher Geschwindigkeit umlaufenden Elektromotors 28 verbunden, dessen Gehäuse einen BefestigungsHansch 100 aufweist. Dieser Flansch 100 ist mittels Schraubenbolzen 102 an einem Kranz 104 befestigt, der seinerseits durch Schraubenbolzen 106 am Exzenterteil 58 befestigt ist.

Eines der Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen elektrischen Steuergeräts besteht in einem am Werkzeughalterkopf 11 angebrachten Satz von Kontakten 108 (Fig. 2, 4, 5 und 10). Dieser Kontakt ist mit einem Gehäuse versehen, das von einem ringförmigen Tragstück 110 gebildet wird. Dieses Tragstück 110 erstreckt sich annähernd über den halben Umfang des Werkzeughalterkopfes 11 und ist mittels Schraubenbolzen 111 am Rahmenteil 46 befestigt (Fig. 2). Im Gehäuse sind Kapseln 116 und 118, die die Kontaktstäbchen LS-I bzw. LS-7 enthalten, einstellbar angebracht. Für diese Befestigung sind Schraubstifte 120 vorgesehen, die in Ringnuten 124 des Tragstückes 110 verschiebbar sind und sich derart festschrauben lassen, daß die Kapseln 116 und 118 am Platz gehalten werden. Auf diese Weise ist es möglich, die örtliche Lage jedes einzelnen Kontaktes nachzuregeln. Wie die Fig. 2, 4 und 5 erkennen lassen, sind noch Kapseln 126 und 128 vorgesehen, die je einen der nachstehend beschriebenen Kontakte LS-3 und LS-9 enthalten. Die Schalteinrichtung der Fig. 2, 4 und 5 ist noch durch eine Kapsel 135 ergänzt, die einen Kontakt LS-Il enthält. Kapseln 134 und 136 enthalten je 661

einen der nachstehend beschriebenen Kontakte LS-2 und LS-8. Ähnlich wie die Kapseln 116 Und 118 sind auch die Kapseln 126, 128, 134, 135 und 136 mittels Schraubenstiften 120 am Tragstück 110 einstellbar angebracht. Ein am Umfang des Gehäuses 108 frei gelassener Raum 142 dient zur Aufnahme der an die einzelnen Kontaktglieder angeschlossenen elektrischen Kabel. Eine am Gehäuse lösbar befestigte Schutzscheibe 144 ergänzt die Abschirmung der besägten Kontakte.

Die Schaltung des ganzen Kontaktsatzes 108 erfolgt durch ein Ringstück 146 (Fig. 2), das mittels eines Keiles 148 am Ende des Exzenterteiles 56 befestigt ist. Am Ringstück 146 ist mittels eines Keilstückes 150 ein 1 eil 152 befestigt, der einen aufgehobenen Rand 154 (Fig. 4) aufweist. Der Randsteg 154 weist zwei ringförmige parallele Nuten (Fig. 5) auf, in welchen die Nocken 156, 158 und 160 einstellbar gelagert sind. Wie noch näher beschrieben werden soll, sind diese drei Nocken infolge der Drehbewegung des Ringstückes 152 gegenüber den normalerweise offenen Kontakten LS-I₁ LS-2, LS-3, LS-7, LS-8, LS-Q und LS-Il imstande, diese Kontakte vorübergehend zu schließen. Diese Drehbewegung des Ringstückes 152 gegenüber den sieben Kontaktgliedern ist durch den doppelseitig wirkenden hydraulischen Motor 26 gewährleistet. Wie Fig. 3 veranschaulicht, kämmt eine auf die Welle 162 dieses Motors aufgekeilte Schnecke 164 mit dem durch die Schraubenbolzen 168 (Fig. 2) am Auß enteil 56 des Exzenters 56, 58 befestigten Zahnkranz 166. Infolgedessen bewirkt die Einschaltung des Motors 26 die Drehung des Exzenters und der an diesem ansitzenden Nocken 156, 158 und 160 je nach dem Drehsinn der Welle 162 dieses Motors in dem einen oder anderen Sinne. Dieser letztere Vorgang hängt selbstverständlich von der Stellung des diesen Motor steuernden Ventils 27 (Fig. 8) ab.

Der Aufbau des Tisches 20 und der mit diesem zusammenwirkenden Teile des Werkzeugkopfes 11 sollen nunmehr näher beschrieben werden. Die im Querschnitt rechteckigen und einander ähnlichen Träger 170 und 172 (Fig. 3) sind durch Schraubenbolzen 173 bzw. 174 am Rahmen 46 befestigt. Sie verlaufen längs des Werkzeughalterkopfes 11 und greifen in Gleitführungen ein, die von Teilen des Tischrahmens gebildet werden. Wie Fig. 3 zeigt, sind in diesen Gleitführungen Metalleisten 176 und 178 angeordnet, wobei auf leder Seite des Tisches je ein Paar dieser Metalleisten durch geeignete Befestigungsmittel an einem Teil 117 des Tischgestells angebracht sind. Metalleisten 180, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und am Tischgestell in geeigneter Weise befestigt sind, ergänzen die Ausbildungen der Gleitführungen, in welchen sich der Werkzeughalterkopf 11 in seinen An- und Abrückbewegungen in bezug auf das Werkstück 14 verschiebt.

Ein am Tisch 20 befestigter Anschlag 182 (Fig. 1) wirkt mit einem am Teil 172 befestigten Anschlag 175 zusammen, um den Rücklauf des Werkzeughalterkopfes 11 beim Abrücken vom Werkstück 14 zu begrenzen. Der Anschlag 182 schützt dabei auch einen elektrischen Kontakt LS4, der am Gehäuse des Motors 24 angebracht ist. Am Anschlag 175 ist ein Teil 179 befestigt, der zum Schalten des Kontaktes LS-4. bestimmt ist. Auf diese Weise schützen die Anschläge 175 und 182 den Kontakt LS4 insofern, als sie den Rücklauf des Werkzeughalterkopfes 11 begrenzen. Ein am Anschlag 175 angebrachter Teil 163 wirkt mit einem entsprechenden Anschlag am Teil 177

zusammen, um die Vorwärtsbewegung des Werkzeughalterkopfes 11 zu begrenzen, wenn dieser in die Arbeitsstellung auf das Werkstück 14 zu vorrückt.

Zwecks Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung und der noch nicht erwähnten Teile, insbesondere der elektrischen Ausrüstung, sei angenommen,

a) daß der Schaltgriff 181 (Fig. 7) auf automatischen Betrieb (Stellung »I«) eingestellt ist und infolgedessen die Kontakte 1, 9 und 10 (Fig. 9 und 12) eingeschaltet sind,

b) daß der Umformersatz 4 (Fig. 11), die Flüssigkeitspumpe 32, die Kühlpumpe 38 und der Antriebsmotor (28) des Fräsers umlaufen, weil die Schalter 171, 191 und 169 (Fig. 7) eingeschaltet sind.

cj daß die Drehscheibe 16 sich in ihrer Ausgangsstellung befindet und
d) daß der Werkzeughalterkopf 11 zurückgezogen und entsprechend der Angabe eines Merkzeichens oder Zeigers 169 (Fig. 2 und 7) zentriert ist.

In der folgenden Beschreibung wird auf die Fig. 9 bis 12 Bezug genommen, die die hauptsächlichsten elektrischen Schalt- und Steuerglieder der erfindungsgemäßen Maschine darstellen. In Fig. 9 sind sämtliche Schaltglieder oder Kontakte in der Stellung dargestellt, die diese einnehmen, wenn der Werkzeughalterkopf 11 zentriert und eingezogen ist. während sich das Werkstück, d. h. also die Drehscheibe 16, in der Ausgangsstellung befindet. In Fig. 10 ist angenommen, daß der Kontakt LS-6 in jeder der vier Stellungen der Drehscheibe 16 von einem Nocken 15' und der Kontakt LS-IO nur in der Ausgangsstellung der Drehscheibe von dem Nocken 15' eingeschaltet wird.

Wenn die erfindungsgemäßen Teile in der oben beschriebenen Stellung und bzw. oder in dem oben beschriebenen Zustand sind, schließt ein Relais Ci?-15 (Fig. 9) einen Stromkreis, der über die Kontakte LS-IO, LS-Il und einen normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais CR-4 führt. Ein den Arbeitskreislauf einschaltendes Kontaktglied 184 (Fig. 7 und 9) wird alsdann vom Maschinenwärter von Hand bedient, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der die Spulen CR-I A, CR-IB des Steuerrelais und einen Kontakt des alsdann geschlossenen Relais CR-15 einschließt, wobei die Spulen des Steuerrelais über einen Kontakt des Relais CR-IA und einen Kontakt des Halterelais MS mit Strom versorgt werden. Infolgedessen ist die Spule des Relais CR-2 (Fig. 9 und 11) erregt, da der Stromkreis über den normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais CR-4: führt. Infolge der Erregung des Relais CR-2 wird somit das Ventil 27 des Motors 26 (Fig. 7) durch einen Elektromagnet vi (Fig. 11) betätigt, um diesen Motor unter Druck zu setzen, so daß der Exzenter 56, 58 nach links verdreht wird, wie die Fig. 4 veranschaulicht. Während dieser Drehbewegung des Exzenters und der an diesem befestigten Nocken 156, 158 und 160 bewegen sich diese nach links.

Wenn sich der Nocken 158 weit genug nach links verstellt (Fig. 4). um den Kontakt LS-I zu schließen, dann is" die Spule des Relais CR-3 erregt. Diese Spule bleibt durch ihren eigenen Kontakt eingeschaltet, sofern der Riegel 38 (Fig. 8) eingerückt und der λόιιι Relais CR-16 gesteuerte Kontakt geschlossen ist. Die Einscha'.ting des Relais CR-3 bewirkt die Erregung eil--,-. UeVtroniagnets C. welcher das Ventil 25 (Fig. 8) betätigt, so daß der Motor 24 unter Druck gesetzt wird, um einen Vorschub des ganzen Werkziuighalterknnfes 11 zum Werkstück 14 anzub-.hnen

und den Fräser in die Arbeitsstellung zu rücken. Es soll dabei nicht übersehen werden, daß der Fräser 12 gleichzeitig vom Motor 26 auch nach rechts (Fig. 3) verschwenkt wird. Sobald der Werkzeughalterkopf 11 vorrückt, wird das Schaltglied LS-4 freigegeben und schließt den Stromkreis der Relais CR-TA und CR-7 B sowie ein Verzögerungsrelais TD-1, dessen Wirkung verzögert wird, wenn es stromlos geworden ist. Diese Relais bleiben mittels des Kontaktes des Relais CR-7 A geschlossen. Sobald der Werkzeughalterkopf 11 das Ende seiner Schwingbewegung nach links erreicht, der Arbeitshub also beendet ist, schließt sich der Kontakt LS-2 (Hubendkontakt), wodurch die Spule des Verriegelungsrelais CR-4 erregt wird; dieses Relais wird mechanisch zurückgehalten. Infolge der Einschaltung der Kontakte des Relais CR-4 werden die Relais CR-2 und CR-5 stromlos. Dieser Vorgang bewirkt die Erregung eines Solenoids Β, welches das Ventil 27 des Motors 26 betätigt. Infolge der Betätigung seines Ventils 27 kehrt der Motor 26 die Drehbewegung des Werkzeughalterkopfes 11 um, und der Schneidstahl 12 führt nun seinen umgekehrten Arbeitshub aus.

Infolge der Umkehrung der Drehbewegung des Werkzeughalterkopfes.il schließt der Nocken 156 den Kontakt LS-3, so daß das Relais Ci?-6 über den nunmehr geschlossenen Kontakt des Relais CR-4 erregt wird; daraufhin wird die Spule des Relais CR-3 stromlos. Die Ausschaltung dieses letzteren Relais wirkt auf einen Elektromagnet D ein, welcher das Ventil 25 betätigt, so daß der Motor 24 gespeist wird und der Werkzeughalterkopfll in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Wenn sich der Kopf 11 weit genug verstellt hat, um den Hubendkontakt LS-4 (Fig. 1) zu schließen, wird das Relais CR-8 über den beim Vorschub des Werkzeughalterkopfes 11 geschlossenen Kontakt des Relais CR-7 B erregt. Das Relais CR-8 seinerseits erregt einen Elektromagnet TL, was infolge Einschaltung des Motors 30 die Entriegelung durch Bewegung des Riegels 31 und Schließung des Kontaktes LSS bewirkt. Dieser Kontakt LSS erregt das Relais CR-9 über den nunmehr geschlossenen Kontakt des Verzögerungsrelais TD-1. Das Relais CR-9 erregt alsdann einen Elektromagnet G, welcher das Ventil 23 betätigt und den Motor 22 der Drehscheibe 16 unter Druck setzt. Das Ventil 23 ist zweckmäßig von jener Art, bei der die Zentrierung mittels einer Feder erfolgt. Dieses Ventil 23 stellt den Motor 22 ab, wenn es in die Ruhestellung zurückgelangt ist.

Während der Drehbewegung der Drehscheibe wirkt eine vom Motor 22 angetriebene Nockenscheibe 190 (Fig. 10) mittels der Nocken 15' auf die Kontaktglieder L.V-10 und LS-6 ein. Die Schließung des Kontaktes LS-6 hat die Erregung der Spule des Relais CK-IO zur Folge, und diese Spule wird alsdann durch einen Selbsthaltekontakt gehalten. Wenn die Drehscheibe 16 ihre neue Arbeitsstellung erreicht, wird der Kontakt LS-5 wieder durch einen Nocken 15' geschlossen. Auf diese Weise wird die Spule des Relais CR-Il über den alsdann geschlossenen Kontakt des Relais C7?-10 erregt. Das Relais CR-Il unterbricht alsdann den Stromkreis für die Spulen der Relais CR-7 A und CR-7 B und des Verzögerungsrelais TD-1. Diese Relais schalten die Relais CR-8, CR-10 und CR-Il ab, was die Umkehr der Wirkung des Ver riegelungsniotors 30 zur Folge hat. Die Spule des Re

■ - CR-9 bleibt unter der Wirkung des Verzögerungsrelais TD-I noch eine gewisse Zeit erregt; alsdann fällt der Sperriegel 31 wieder in die Verriegelungs-

stellung zurück. Die Betätigung des Kontaktgliedes LS-IO durch einen Nocken 15' erregt das Relais CR-12, welches durch einen Selbsthaltekontakt eingeschaltet bleibt. Dieses Relais hat bis zum Ende des Arbeitskreislaufes keine weitere Aufgabe mehr. Wie oben angegeben, wird das Schaltglied LS-6 durch die vier Nocken 15' der Platte 190 betätigt, wobei jeder Nocken für die Drehscheibe eine Arbeitsstellung bestimmt. Das Schaltglied LS-IO wird von einem einzigen der vier Nocken betätigt, und zwar dann, wenn sich die Drehscheibe in der Ausgangsstellung befindet.

Die Arbeitsweise der Einrichtung, die soeben beschrieben worden ist, bezieht sich nur auf das Fräsen einer einzigen Kugelrille, nämlich der ersten von den vier Rillen, mit denen das Werkstück versehen werden soll. Folglich wiederholt sich dieser Schneidvorgang noch dreimal, obwohl diese drei weiteren Arbeitsvorgänge hier nicht näher beschrieben sind. Nach dem vierten Arbeitsvorgang endet der Arbeitskreislauf mit einer Einstellung und Verriegelung des Werkstückes und der Rückkehr des Werkzeughalterkopfes 11 in seine Ausgangsstellung.

Die Reihenfolge der Arbeitsweise der Einrichtung beim Fräsen der zweiten Kugelrille und beim Fräsen der vierten Kugelrille soll nun nachstehend kurz beschrieben werden. Nach der Einstellung und Verriegelung am Ende des ersten Fräsvorganges setzt der VVerkzeughalterkopf 11 seine Schwingbewegung nach rechts fort (Fig. 4). Wenn der Nocken 158 das Schaltglied LS-7 betätigt, wird der Werkzeughalterkopf 11 vom Motor 24 wieder in seine Arbeitsstellung vorgeschoben, wobei der Kopf 11 seine Schwingbewegung nach rechts (Fig. 4) fortsetzt, um am Werkstück 14 den zweiten Schnei dvor gang zu beginnen. Wenn der Nocken 160 das Schaltglied LS-8 betätigt, dreht sich der Werkzeughalterkopf 11 im umgekehrten Sinne, um diesen zweiten Fräsvorgang zu beenden. Durch die Schließung des Kontaktes LS-8 wird die Verriegelungsspule des Relais CR-4t erregt, die dieses Relais in die Stellung für die Ausschwingung nach links zurückführt. Wenn die Schwingbewegung des Werkzeughalterkopfes 11 nach links (Fig. 4) einen genügenden Ausschlag erreicht hat, um mittels des Nockens 160 das Schaltglied LS-9 zu betätigen, dann ist das Relais CR-6 über den alsdann geschlossenen Kontakt des Relais Ci?-4 erregt. Der Werkzeughalterkopf 11 wird alsdann vom Motor 24 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, und der Arbeitskreislauf des Werkzeughalterkopfes 11, der Drehscheibe 16 und des Feststellriegels 31 geht weiter, bis die vier Fräsvorgänge beendet sind.

Wenn die vierte Kugelrille ausgeschnitten und der Werkzeughalterkopf 11 zurückgegangen ist, ist die Drehscheibe 16 in die Stellung zurückgelangt, die sie zu Beginn des Arbeitskreislaufes hatte, wodurch das Schaltglied LS-IO betätigt wird. In dieser letzten Etappe des Arbeitskreislaufes schwingt der Werkzeughalterkopf 11 nach links aus (Fig. 4), und wenn der Nocken 158 die Mittelstellung erreicht, betätigt er das Schaltglied LS-11. Da nun der Kontakt .LS ¹-IO geschlossen wird und das Relais C7?-12 schon seit der ersten Etappe der Inbewegungsetzung der Drehscheibe eingeschaltet war, wird das Relais CR-IZ erregt, und dieses schaltet den Spulenstromkreis der Relais CR-IA und CR-IB aus, womit der vollständige Arbeitskreislauf der Maschine beendet ist.

Nunmehr sollen die nicht automatischen, vom Maschinenwärter willkürlich auslösbaren Schaltvorgänge beschrieben werden. Es kommen dabei drei

Schaltvorgänge in Frage: Vorschub und Rückführung des Werkzeughalterkopfes, Schwingbewegung dieses Kopfes, Antrieb der Drehscheibe. Diese Schaltvorgänge dienen zur Erleichterung der Einregelung der einzelnen Maschinenteile.

Für diese unabhängigen Schaltvorgänge wird der Schaltgriff 181 (Fig. 7) in die Stellung »II« gebracht, wodurch die Kontakte 2, 4, 7 und 9 (Fig. 12) geschlossen werden. Zwecks Erzielung eines selbständigen Vorschubes des Werkzeughalterkopfes 11 schließt der Maschinenwärter einen Kontakt 186 (Fig. 7 und 9), der die Spule des Relais CR-3 erregt. Dieses Relais wird durch einen Selbsthaltekontakt gehalten. Der Elektromagnet C ist infolgedessen erregt (Fig. 8 und 11) und betätigt auf diese Weise das Ventil 25. Dieses setzt den Motor 24 derart unter Druck, daß der Werkzeughalterkopf 11 mit seinem Fräser 12 in die Arbeitsstellung geschoben wird. Zwecks Auslösung einer unabhängigen Rücklaufbewegung des Werkzeughalterkopfes betätigt der Maschinenwärter einen Kontakt 188 (Fig. 7 und 9), wodurch das Relais CR-3 stromlos wird; der Elektromagnet D ist alsdann erregt und betätigt das Ventil 25 derart, daß der Motor 24 in Tätigkeit tritt und die Rückführung des Werkzeughalterkopfes 11 in dessen Ausgangsstellung bewirkt.

Zwecks Erzielung einer unabhängigen Arbeitsweise des die Drehschwingung des Werkzeughalterkopfes 11 steuernden Motors 26, um diesem Kopf 11 von seiner Ausgangsstellung aus eine Winkelverstellung entweder nach links oder nach rechts zu erteilen, schalten zwei zweiteilige Druckknöpfe 192 und 193 (Fig. 7 und 9) die Winkelbewegung des Exzenters 56, 58 (Fig. 3) nach rechts bzw. nach links. Der eine Teil der Druckknöpfe steuert das Relais Ci?-4, das sich auf den gewählten Sinn der Winkelverstellung einstellt. Der zweite Teil steuert das Relais CR-2 für die Winkelbewegung nach links und das Relais CR-5 für eine Winkelbewegung nach rechts. Wenn der Werkzeughalterkopf 11 bis zum Ende seines Hubes ausschwingt, verhindert der Hubendkontakt jegliche Überschreitung dieses Hubendes und kehrt gleichzeitig die Stellung des Relais Ci?-4 um, wodurch dieses eine Winkelstellung des Werkzeughalterkopfes 11 in der Gegenrichtung bestimmt.

Zwecks Erzielung einer unabhängigen Verstellung der Drehscheibe 16 bewirkt bei in seine Ausgangsstellung zurückgeführtem Werkzeughalterkopf 11 die S chließung eines Kontaktes 195, daß die Relais CR-7 A, CR-7 B und TD-I erregt werden. Der Kontakt des Relais CR 7 B erregt alsdann das den Riegel steuernde Relais CR-8, wodurch das Ventil 35 (Fig. 6) betätigt wird. Der Verriegelungsmotor 30 tritt alsdann in Tätigkeit, und der Riegel 31 betätigt das Schaltglied LS-5, so daß das Relais CR-9 über den Kontakt des Verzögerungsrelais TD-I erregt wird. Die Drehbewegung der Drehscheibe 16 schaltet den Kontakt LS-6 ein, so daß die Relais CR-7 A, CR-7 B und TD-I über den Kontakt des Relais CR-7 A eingeschaltet bleiben.

Wird der Druckknopf 195 eingedrückt und sofort wieder losgelassen, dann rückt die Drehscheibe 16 um eine Vierteldrehung vor, wird dagegen der Druckknopf 195 eingedrückt gehalten, dann setzt die Drehscheibe ihre Drehbewegung fort.

Die Rückführung der Einrichtung in die Nullstellung, die dann in Frage kommt, wenn zu irgendeinem Zeitpunkt des automatischen Arbeitskreislaufes die Maschine aussetzt bzw. abgestellt wird, wird dadurch erzielt, daß der Schaltgriff 181 in die Stellung »III« (Fig. 7) gebracht wird, wodurch die Kontakte 3, 6

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Claims

und 8 (Fig. 12) geschlossen werden. Bei diesem Schaltvorgang erregt der Kontakt 6 das Relais Ci?-14, wodurch auch die Relais CR-2 bzw. CR-5 erregt werden, welche die Schwing- oder Winkelbewegung des Stahlhalterkopfes 11 je nach der Stellung der Kontakte des Relais Ci?-4 steuern. Sollte der Arbeitskopf 11 beim Stillsetzen der Maschine eine andere als die zentrierte Stellung eingenommen haben, dann setzt sich der Schwinghub in demselben Sinne fort und erfolgt dann in dem entgegengesetzten Sinne. Wenn der Werkzeughalterkopf 11 seine zentrierte Stellung erreicht, dann betätigt der Nocken 158 das Schaltglied JLS1-Il, welches das Relais CR-H und je nach dem Falle die Relais CR-2 oder CR-5 ausschaltet, was die Stillegung der Einrichtung zur Folge hat. Wäre die unterbrochene Schwingbewegung nach links gerichtet, dann wird die Entriegelungsspule des Relais C/?-4 über den Kontakt 3 und die normalerweise geschlossenen Kontakte der Relais CR-IB, CR-14, CR-Vl sowie den während der Ausschwingung nach links geschlossenen Kontakt Ci?-4 erregt. Das Relais CR-4 ist alsdann wieder erregt und für einen neuen Arbeitskreislauf des automatischen Betriebes einsatzbereit. Um die Drehscheibe 16 von irgendeiner Stellung aus in die Ausgangsstellung zurückzuführen, erregt der Kontakt LS-IO die Relais CR-I A, CR-TB und TD-I über das Schaltglied CR-12 und den Kontakt S. Das Relais CR-IB erregt alsdann das Verriegelungsrelais CF-8, und am Ende des Riegelhubes erregt das Schaltglied LS-5 das SteuerrelaisC 5-9 der Drehscheibe über den Kontakt des Relais TD-1. Die Relais werden nur durch das Schaltglied LS-IQ gehalten, und die Drehscheibe 16 wird dann ihre Drehbewegung fortsetzen, bis sie die Ausgangsstellung erreicht, in weleher die Nockenscheibe 190 (Fig. 10) das Schaltglied L1S1-IO abschaltet und die Stromlosigkeit aller Relais herbeiführt. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß ein gedrungener Mechanismus geschaffen, der sich aus verhältnismäßig wenigen Teilen zusammensetzt und in einem einzigen Arbeitskreislauf das automatische Fräsen der vier Kugelrillen in einem Glied des namentlich für Kraftfahrzeuge bestimmten Universalgelenks gestattet. Zu diesem Zweck braucht der Wärter der Maschine nur den Schaltgriff 181 (Fig. 7) in die Stellung »I« für automatischen Betrieb zu bringen, durch Eindrücken des Knopfes 169 (Fig. 7) den Elektromotor 28 für den Antrieb des Fräsers anzulassen, durch Eindrücken des Knopfes 171 den Umformersatz 44 (Fig. 11) einzuschalten, die Kühlpumpe 38 und die hydraulische Pumpe 32 durch Eindrücken des Knopfes 191 (Fig. 9) anzulassen, das Werkstück 14 in die Maschine einzusetzen und dann den Knopf 184 (Fig. 7 und 9) für die Einschaltung des Arbeitskreislaufes einzudrücken. Nachdem diese Bedienungsvorgänge erfolgt sind, führt die Maschine die Bearbeitung des Werkstückes automatisch aus. Bei einem Stillstand der Maschine während des obigen Arbeitskreislaufes kann der Maschinenwärter eine Rückführung in die Nullstellung, d. h. eine Rückführung der einzelnen Teile der Maschine in ihre Ausgangsstellung dadurch erreichen, daß er den Schaltgriff 181 (Fig. 7) in die Stellung »III« überführt. Wünscht der Wärter eine unabhängige Inbetriebnahme der Drehscheibe 16 oder 6g des Werkzeughalterkopfes 11, um diesen entweder auszuschwingen oder vorrücken bzw. abrücken zu lassen, dann braucht er nur nach Umstellung des Schaltgriffes 181 (Fig. 7) in die Stellung »II« auf den Knopf zu drücken, der dem gewünschten unabhängi- gen Betrieb entspricht und auf der rechten Seite des Schaltgriffes 181 liegt. Patentansprüche:

1. Werkzeugmaschine zur Fertigung von zwei verschiedenen Bearbeitungsflächen, z. B. von Wälzflächen eines Universalgelenkes, auf einem Werkstückrohling, durch dessen Drehung alle Flächen derselben Gruppe nacheinander folgen und die beiden Flächengruppen um die Drehachse abwechselnd angeordnet sind, wobei jede Flächerigruppe unterschiedlich bearbeitet werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalterkopf (11) jeweils den zugehörigen Bewegungszyklus für zwei Bearbeitungsvorgänge abwechselnd ausübt, und zwar je eine Schneidebewegung und eine Rückholbewegung, je nach der Art der Bearbeitungsfläche, wobei der Drehtisch (16), welcher den Rohling (14) trägt, nach Beendigung jedes Bearbeitungsvorganges automatisch eine gewisse Winkelverschiebung vollführt, durch welche die nächste Bearbeitungsfläche der anderen Gruppe dem Werkzeug (12) gegenübergestellt wird, und die Abwicklung sowie Reihenfolge der Vorgänge durch eine aus Nocken (156, 158, 160) und Kontaktgebern (LS-U, LS-l, LS-2, LS-3, LS-7, ISS_j LS-9) bestehende Vorrichtung gesteuert werden.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 zur Fertigung von zwei verschiedenen, zu einer Axialebene symmetrisch angeordneten Bearbeitungsflächen auf einem Werkstückrohling, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Schneidewerkzeuges (12) am Ende des einen und am Anfang des nächsten Fertigungsganges in demselben Sinne gerichtet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Verschiebung des Werkzeuges eine Planetenbewegung umfaßt, dessen Umlaufradius mit einem Exzenter einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine Reihe am Werkzeugträgerkopf (11) angeordneter Nocken (156, 158, 160), welche die festen Kontaktgeber (LS-2) so betätigen, daß die Umkehr des Drehsinnes des Werkzeugträgerkopfes (11) während jedes Fertigungsganges bewirkt wird.

4. Werkzeugmaschine nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträgerkopf (11) mit Nocken (156, 158, 160) versehen ist, durch welche eine Reihe von Kontaktgebern, die eine Umkehr des Drehsinnes des Werkzeugträgerkopfes im Laufe eines jeden Fertigungsvorganges hervorrufen, betätigt wird, wobei der Kontaktgeber (LS-7) das Verteilerventil des einen Motors steuert, um das Werkzeug in Arbeitsstellung zu bringen, und der Kontaktgeber (LS-8) eine Umkehr des Drehsinnes herbeiführt und weiterhin ein Kontaktgeber (LS-9) über das Verteilerventil den Werkzeugträgerkopf in seine Ausgangsstellung zurückführt.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein Relais (Ci?-13), welches nach einer vollen Umdrehung des Drehtisches (16) um 360° durch einen auf diesem vorgesehenen Nocken (15) betätigt wird und welches mit einem Kontaktgeber (LS-10) zusammenwirkt, der nach Beendigung des letzten Fertigungsganges anspricht.