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Steuereinrichtung an Revolver-Drehautomaten Bei den bekannten Steuereinrichtungen
zum Steuern des Revolverschlittens und des Revolverkopfes an Werkzeugmaschinen ist
üblicherweise eine Steuerscheibe angeordnet, die während des Arbeitens der Werkzeugmaschine
ständig mit gleichmäßiger Geschwindigkeit umläuft. Mit dieser Steuerscheibe wirkt
eine Abtastrolle zusammen, die ihrerseits über ein Gestänge auf den Revolverschlitten
bzw. den Revolverkopf wirkt. Die üblichen Steuerscheiben sind dabei so ausgebildet,
daß sie Kurvenabschnitte aufweisen, die aus einem meist eine gleichmäßige Steigung
aufweisenden Arbeitskurvenstück und einem im wesentlichen radial verlaufenden Schaltkurvenstück
bestehen.
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Wenn nun das Abtastelement ungefähr am Ende eines Arbeitskurvenstückes
angekommen ist, so hört das Arbeiten des betreffenden Werkzeuges bereits auf, jedoch
ist immer noch eine gewisse Drehung der Steuerscheibe notwendig, bis die Abtastrolle
radial nach innen schwenken kann. Hierdurch geht wertvolle Zeit beim Arbeitsablauf
der Werkzeugmaschine verloren. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen
worden, am Ende des Arbeitskurvenstückes die Abtastrolle kurz so weit zurückzuziehen,
daß sie nunmehr sofort radial nach innen schwenken kann. Um ferner eine größere
Arbeitslänge der Arbeitskurvenstücke zu erhalten, ist außerdem vorgeschlagen worden,
am inneren Teil des Schaltkurvenstückes eine Ausnehmung vorzusehen, in die dann
die Abtastrolle durch entsprechendes Vorschieben hineinbewegt werden kann (deutsches
Patent 1104 791).
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Diese vorgeschlagene Einrichtung hat zweifellos gegenüber dem Bekannten
insofern erhebliche Vorteile, als die Stückzeit, die zur Bearbeitung eines Werkstücks
notwendig ist, herabgesetzt werden kann und weil die zum Vorschub der Werkzeuge
verfügbaren Arbeitskurvenstücke länger sind. Der Nachteil dieser Einrichtung liegt
jedoch darin, daß die Abtastrolle durch eine verhältnismäßig komplizierte Vorrichtung
vor- und zurückbewegt werden muß, wobei besonders beachtet werden muß, daß die Rolle
nach dem Wiedervorbewegen die gleiche Stelle wieder einnimmt.
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Dieser Nachteil wird nun bei Steuereinrichtungen zum Steuern eines
Revolverschlittens und zum Schalten eines auf ihm angebrachten Revolverkopfes an
automatischen Werkzeugmaschinen mit einer Steuerscheibe, die je Revolverkopfwerkzeug
einen Kurvenabschnitt mit einem Arbeitskurvenstück und einem Schaltkurvenstück aufweist
und von einem Abtastelement eines auf den Revolverschlitten einwirkenden Abtasthebels
abgetastet wird, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß ungefähr bei Erreichen
des Endes eines Arbeitskurvenstückes durch das Abtastelement die jeweils eine Ausnehmung
am Innenteil des Schaltkurvenstückes aufweisende Steuerkurve um ein vorbestimmtes
Stück nach vorwärts und dann um das gleiche Stück wieder rückwärts gedreht wird,
derart, daß das Abtastelement am Ende des Arbeitskurvenstückes rasch radial nach
innen schwenken kann und anschließend dieses Abtastelement in die Ausnehmung eingeschoben
wird. Durch dieses Vorwärts- und Rückwärtsschwenken der Steuerkurve wird auf einfachere
Weise das gleiche günstige Ergebnis erzielt wie bei der bereits vorgeschlagenen
Hin- und Herbewegung des Abtastelementes, denn diese Vor- und Rückwärtsbewegung
der Kurvenscheibe kann mit einfacheren Mitteln durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß bei Antrieb der Kurvenscheibe
über eine Schnecke und ein Schneckenrad die Schnecke beim Schaltvorgang ein vorbestimmtes
Stück axial hin- und hergeschoben wird. Dieses Hin- und Herschieben muß verhältnismäßig
kurzzeitig vor sich gehen, und zwar während des Schaltens des Revolverkopfes. Es
wird daher vorteilhaft hierzu eine Schnellschaltkupplung verwendet, und zur Vereinfachung
des Aufbaus der Steuereinrichtung kann zu diesem Zweck die gleiche Schnellschaltkupplung
benutzt werden, durch die die Weiterschaltung des Revolverkopfes bewirkt wird.
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Zwischen dieser Schnellschaltkupplung und der Schnecke muß eine Übertragungsvorrichtung,
beispielsweise ein Übertragungsgestänge, angeordnet sein. Vorzugsweise ist dabei
mit der beim normalen
Arbeiten stillstehenden Schnellschaltkupplungshälfte
eine Kurve fest verbunden, die auf die Schnecke einwirkt.
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Bei den bekannten Maschinen ist die Schnecke in axialer Richtung festgelegt,
und beim normalen Arbeiten trifft das gleiche auf die gemäß der Erfindung verschiebbare
Schnecke zu. Wenn jedoch die Schnecke jeweils während des Schaltvorgangs kurz hin-
und hergeschoben werden soll, muß dann die eine axiale Festlegung aufgehoben werden.
Vorzugsweise ist diese eine axiale Festlegung mit Hilfe einer Fixiervorrichtung
durchgeführt, die zusammen mit der Schneckenverschiebung gesteuert wird.
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Zweckmäßig bildet die Fixiervorrichtung einen Teil des Übersetzungsgestänges
und weist einen Fixierhebel auf, der die gewünschte axiale Fixierung der Schnecke
bewirkt bzw. diese aufhebt. Dieser Fixierhebel kann mit einem Ringstück zusammenwirken,
das mindestens in einer axialen Richtung mit der Schnecke mindestens mittelbar formschlüssig
verbunden ist.
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Die Fixierung erfolgt zweckmäßig über einen in einem Führungsstück
verschiebbar angeordneten Fixierschieber, der mit seinem freien Ende in eine Ringnut
des Ringstückes eingreifen kann und mit dem Fixierhebel in Wirkverbindung steht.
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Die Schnecke selbst wird vorzugsweise als Hülsenschnecke ausgebildet,
so daß sie auf einer Schneckenwelle verschoben werden kann, auf der sie in bekannter
Weise unverdrehbar angeordnet ist.
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Das Zurückschieben der Schnecke in die Ausgangslage geschieht zweckmäßig
über eine Feder. Da eine derartige Feder jedoch einen ziemlich großen axialen Raum
einnimmt und die Sehneckenwelle so dicht als möglich an der Schnecke gelagert sein
sollte, ist es zweckmäßig, wenn die Schneckenwelle über die Schneckenlagerung hinaus
verlängert und auf dieser Verlängerung die Feder angebracht ist. Bei dieser Konstruktion
ist es vorteilhaft, wenn auch das Ringstück außerhalb der Schneckenwellenlagerung
angeordnet und die Feder dann unmittelbar auf dieses Ringstück wirkt. Zur Übertragung
des Feierdruckes auf die Schnecke kann dann noch zwischen dem Ringstück und der
Hülsenschnecke eine Zwischenbuchse angeordnet sein, mit der das Ringstück zweckmäßig
fest verbunden ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schaubildliche schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung zum Steuern und Schalten eines Revolverschlittens an Werkzeugmaschinen,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Steuereinrichtung nach Linie 2-2
der Fig. 4 in größerem Maßstab als Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der
Fig. 4, Fig. 4 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 2, wobei einzelne
Teile aufgebrochen sind und die Schnecke axial in Arbeitslage festgelegt ist, Fig.
5 eine Darstellung gemäß Fig. 4, mit entriegelter und axial verschobener Schnecke,
Fig. 6 eine Stirnansicht der Steuerscheibe in größerem Maßstab als Fig. 1, Fig.
6 a eine Teilstirnansicht der Steuerscheibe in vergrößertem Maßstab, Fig.7 bis 9
verschiedene Stellungen der Steuerscheibe relativ zum Segmenthebel in schematischer,
vereinfachter Darstellung. In der schaubildlichen Ansicht der Steuereinrichtung
gemäß Fig. 1 ist mit 10 eine mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufende Welle
bezeichnet, die durch beliebige Antriebsmittel in an sich bekannter Weise angetrieben
ist. Auf dieser Antriebswelle 10 ist ein Zahnrad 11 befestigt, das mit einem Zahnrad
12 einer Vorgelegewelle 14 kämmt. Auf dieser Vorgelegewelle 14 ist ein weiteres
Zahnrad 15 angeordnet, das mit einem Zahnrad 16 einer zweiten Vorgelegewelle 17
kämmt. Auf dieser Vorgelegewelle 17 ist ein Zahnrad 18 angeordnet, das mit einem
Zahnrad 19 einer Schneckenwelle 20 kämmt, auf der eine Hülsenschnecke 21 verschiebbar
angeordnet ist, die mit einem Schneckenrad 22 kämmt. Das Schneckenrad ist auf einer
Welle 23 angeordnet, die an ihrem einen Ende eine Nockenscheibe 24 und an ihrem
anderen Ende eine Steuerscheibe 25 trägt.
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Bei Drehung der Antriebswelle 10 dreht sich also die Nockenscheibe
24 und die Steuerscheibe 25.
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Das ständig umlaufende Zahnrad 18 kämmt ferner mit einem Zahnrad 31,
und dieses treibt über ein Zahnrad 32 eine Zwischenwelle 45 an.
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Auf der ständig umlaufenden Zwischenwelle 45 (s. Fig. 4) ist eine
Schnellschaltkupplung 33 vorgesehen, deren Kupplungsteil 36 mit der Welle
durch einen Stift 37 fest verbunden ist, während die Kupplungsteile 34 und 35 im
Normalfall stillstehen. Die Betätigung der an sich bekannten Schnellschaltkupplung
geschieht mit Hilfe eines bei 41 gelagerten Steuerhebels 40, der durch die Nocken
42 der bereits erwähnten Nockei:scheibe 24 angefahren wird.
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Bei jedem Schaltvorgang, d. h. wenn ein Nocken 42 den Steuerhebel
40 betätigt, fällt das Kupplungsteil 35 in das Kupplungsteil 36 ein und wird
von diesem um 360° gedreht und wieder entkuppelt. Auf dem Kupplungsteil 34 ist eine
Umfangskurve 50 eingearbeitet und ferner ein Zahnrad 46 befestigt. Dieses Zahnrad
kämmt mit dem Zahnrad 47. Die Schaltzeit der Schnellschaltkupplung ist je nach Größe
des Revolverschlittens 1/s bis 1 Sekunde.
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Mit der Steuerkurve 25 wirkt ein als Ganzes mit 65 bezeichneter Segmenthebel
zusammen, der ein Zahnsegment 66 aufweist und um die Achse 67 schwenkbar ist. Mit
68 ist der Abtastarm des Segmenthebels bezeichnet, der mit seiner Abtastrolle 64
auf der Steuerscheibe 25 abläuft. Mit dem Zahnsegment 66 wirkt eine Zahnstange 70
zusammen, die auf einem Revolverschlitten 71_ verschiebbar angeordnet ist und über
eine Pleuelstange 72 mit einer Kurbel 73 verbunden ist, die auf einer Welle 74 befestigt
ist. Diese Welle wird über ein mit dem Zahnrad 47 kämmendes Zahnrad 75 und zwei
Kegelräder 76 und 77 angetrieben. 80 ist ein Revolverkopf, an dem ein Werkzeug 81
angebracht ist. Näher auf den eigentlichen Schaltvorgang und den Vorschub des Revolverschlittens
einzugehen, erübrigt sich, da diese Vorgänge an sich bekannt und nicht Gegenstand
der Erfindung sind.
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Die auf dem Kupplungsteil 36 angeordnete Umfangskurve 50 wirkt
mit einer Abtastrolle 51 eines Abtasthebels 52 zusammen. Diese Bewegung der Abtastrolle
wird über ein als Ganzes mit 53 bezeichnetes Gestänge, zu dem auch der Abtasthebel
gehört, auf die Hülsenschnecke 21 übertragen. Die Konstruktion dieses Gestänges
und die Anordnung der Schnecke wird im folgenden an Hand der Fig. 2 bis 5 des näheren
erklärt.
Soweit in diesen Figuren Teile vorkommen, die mit den Teilen
der Fig. 1 übereinstimmen, so sind sie mit den gleichen Ziffern bezeichnet.
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Die in Fig. 2 besonders deutlich erkennbare Schneckenwelle ist in
einem Gehäuseteil 60 bei 61 und in einem Gehäuseteil 62 bei 63 radial gelagert.
Auf dem in den Fig. 2 bis 4 rechten Ende trägt die Schneckenwelle 20 das Zahnrad
19, und außerdem ist auf der Schneckenwelle noch ein Abstützring 79 fest angeordnet,
zwischen dem und dem Gehäuseteil 62
ein Drucklager 82 angeordnet ist. Ein
weiteres Drucklager 87 ist zwischen der gemäß Fig. 2 linken Seite des Gehäuseteils
62 angeordnet, dessen Außenring durch einen Bund 78 der Schneckenwelle gehalten
ist.
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Wie bereits erwähnt, ist die Hülsenschnecke 21 auf der Schneckenwelle
20 verschiebbar angeordnet. Um ein Verdrehen der Hülsenschnecke zu verhindern, ist
ein Keil 56 angebracht. Mit der Hülsenschnecke ist ferner ein Verschiebering
57 fest verbunden, auf dessen Zwecke weiter unten des näheren eingegangen wird.
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An der in Fig. 2 bis 4 linken Seite der Hülsenschnecke ist eine Zwischenbuchse
83 auf der Schnekkenwelle 20 verschiebbar angeordnet, die das Radiallager 61 durchgreift
und an ihrem linken Ende ein eine Ringnut 84 aufweisendes Ringstück 85 trägt. Die
Verdrehung der Zwischenbuchse 83 und damit des Ringstückes 85 relativ zur Schneckenwelle
20 ist durch einen Keil 86 verhindert. Auf dem äußeren linken Ende gemäß
Fig. 2 bis 4 der Schneckenwelle ist eine Schraubenfeder 88 angebracht, die sich
einmal gegen auf das Wellenende aufgeschraubte Muttern 89 und zum anderen gegen
das Ringstück 85 abstützt. Die Anordnung ist dabei derart, daß der Druck der Feder
über das Ringstück 85, die Zwischenbuchse 83 auf die Hülsenschnecke 21 weitergegeben
wird, die unter der Wirkung der Feder gegen das Axiallager 87 mit ihrem Verschiebering
57 angepreßt wird.
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Auf einer Hebelwelle 90 ist der bereits erwähnte, die Abtastrolle
51 tragende Abtasthebel 52 fest angeordnet. Im Abstand zu diesem Abtasthebel 52
ist auf der Hebelwelle ein als Ganzes mit 91 bezeichneter Doppelhebel fest angebracht,
der einen Verschiebearm 92 und einen Fixierarm 93 aufweist. Der Verschiebearm 92
weist Verschieberollen 99 auf, die in die Ringnut 94 des Verschieberinges 81 eingreifen.
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An das äußere Ende des Fixierarmes 93 ist bei 95 eine Lasche 96 angelenkt,
die ihrerseits bei 97 mit einem Block 98 gelenkig verbunden ist, der in einem Führungsstück
100 gegen die Wirkung einer Feder verschiebbar ist.
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An seinem Ende trägt der Block 98 eine Fixierrolle 103, die in die
Ringnut 84 des Ringstückes 85 eingreifen kann.
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Im folgenden soll nun des näheren beschrieben werden, wie die Hülsenschnecke
bei Betätigung der Schnellschaltkupplung 33 rasch hin- und hergeschoben wird.
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Beim üblichen Arbeiten der Werkzeugmaschine, d. h. wenn ein Werkzeug
im Eingriff mit dem Werkstück ist, befindet sich die Hülsenschnecke in der in Fig.
2 und 4 bezeichneten Lage. In dieser Stellung greift die Fixierrolle 103 in die
Ringnut 84 des Ringstückes 85 ein, und damit ist die axiale Lage der Hülsenschnecke
21 festgelegt. Die Hülsenschnecke arbeitet also in dieser Lage in der gleichen Weise,
wie dies bei den bekannten Werkzeugmaschinen der Fall ist.
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Wenn nun die Schnellschaltkupplung 33 betätigt wird, so wird die ständig
umlaufende Kupplungshälfte 36 mit der Schaltmuffe 35 gekuppelt, deren Kupplung auch
dann mit der Kurve 50 stets erhalten bleibt. Damit dreht sich die Kurve 50 ein einziges
Mal, und bei dieser Drehung der Kurve wird der Abtasthebel52 und damit auch die
Hebelwelle 90 entsprechend geschwenkt. Durch die Schwenkung der Hebelwelle 90 erfährt
auch der Doppelhebel 91 eine entsprechende Schwenkung. Hierdurch wird einmal
der Fixierarm 93 gedreht und damit über die Lasche 96 und den Block 98 die Fixierrolle
103 aus der Ringnut 84 herausbewegt. Gleichzeitig bewegt der Verschiebearm 92 über
den Verschiebering 57 die Hülsenschnecke 21 gemäß den Fig.2, 4 und 5 um ein vorbestimmtes
Stück nach links. Dabei wird durch die Hülsenschnecke 21 die Zwischenbuchse 83 und
das Ringstück 85 gegen die Wirkung der Feder 88 ebenfalls nach links bewegt. Nach
entsprechender Drehung der Kurve 50 erfolgt dann ein Rückschwenken des Doppelhebels
90 unter der Wirkung der Feder 88, so daß die Hülsenschnecke 21 und außerdem die
Zwischenbuchse 83 und das Ringstück 85 in ihre Ausgangslage gemäß Fig. 2 bis 4 zurückkehren.
Sobald sie in dieser Lage angelangt sind, erfolgt dann durch das entsprechende Schwenken
des Doppelhebels 91 ein Eingreifen der Fixierrolle 103 in die Ringnut 84 des Ringstückes
85, so daß dann die Hülsenschnecke in axialer Lage wieder festgelegt ist.
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Durch die Hin- und Herbewegung der Hülsenschnecke 21 wird das Schneckenrad
22 entsprechend vorwärts bzw. rückwärts bewegt, und diese Vorwärts-und Rückwärtsbewegung
wird auf die Steuerscheibe 25 übertragen, die eine entsprechende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
ausführt. Bevor des näheren auf die Auswirkung dieser zusätzlichen Bewegung in bezug
auf den gleichmäßigen Umlauf der Steuerscheibe eingegangen wird, sei diese noch
an Hand der Fig. 6 und 6 a des näheren erläutert.
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Die Steuerscheibe 25 weist eine Anzahl von Kurvenabschnitten 110 bis
115 auf, die jeweils Arbeitskurvenstücke 116 bis 121 und Schaltkurvenstücke 122
bis 127 besitzen. Während die ersteren zum üblichen Vorschub der Werkzeuge dienen,
sind die letzteren bei den üblichen Steuerkurven im wesentlichen radial. Im Gegensatz
hierzu haben die Schaltkurvenstücke gemäß der Erfindung je ein kurzes radiales Teil
128 bis 133 und jeweils ein nach innen gerichtetes Bogenstück 134 bis 139.
Durch die letzteren entstehen dabei Ausnehmungen 140 bis 145.
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Wenn nun die Abtastrolle 64 in der Lage B (Fig. 6, 6 a und 7) angekommen
ist, so ist der eigentliche Arbeitsvorgang beendet, und bei der üblichen langsamen
Drehung der Steuerscheibe vergeht eine verhältnismäßig lange Zeit, bis sich die
Steuerscheibe 25 so weit bewegt hat, daß die Abtastrolle 64 radial nach innen schwenken
kann.
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Wird nun gemäß der Erfindung die Steuerscheibe ein entsprechendes
Stück in rascher Bewegung nach vorwärts weitergedreht, wenn die Abtastrolle in der
Stellung B angekommen ist, (s. strichpunktierte Lage in Fig. 6 a) so kann nunmehr
die Abtastrolle, wie in Fig. 8 und 9 angedeutet, radial nach innen schwenken. Sobald
die Abtastrolle ihre Endlage in Berührung mit dem nächsten Arbeitskurvenstück erreicht
hat, wird die Steuerscheibe entsprechend dem vorgeschobenen
Stück
wieder nach rückwärts bewegt, und die Abtastrolle gelangt in die Ausnehmung
140
und nimmt die Lage C ein.
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Nunmehr kann der nächste Arbeitsvorgang beginnen, und zwar erfolgt
die Abtastung des Arbeitskurvenstückes 117 bereits bei Punkt x, wodurch die Länge
dieses Arbeitskurvenstückes um die Strecke bis zum Punkt y verlängert ist.
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Dieser eben beschriebene Vorgang wiederholt sich bei allen Kurvenabschnitten,
so daß, insgesamt gesehen, einmal eine erhebliche Verkürzung der Schaltzeiten erreicht
und außerdem die für das eigentliche Arbeiten zur Verfügung stehenden Kurvenstücke
der Steuerkurve erheblich verlängert werden können.
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Durch diese Anordnung kann der Anteil der unbenutzten Kurvenstücke
auf ungefähr 5 bis 17 % vermindert werden, so daß sich die Leistung, d. h. die an
der Hauptzeit beteiligten Kurvenstücke, entsprechend steigert. Es hat sich dabei
ergeben, daß diese Leistungssteigerung 10''% und mehr betragen kann.