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Elektrohydraulische Schwenk-und Spanneinrichtung für einen Revolverkopf
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Schwenk- und Spanneinrichtung für
einen Revolverkopf, der automatisch in eine oder mehrere im voraus bestimmbare Stellungen
in beliebiger Richtung geschwenkt werden kann, wobei das Lösen und Spannen über
eine Gewindehülse erfolgt, durch die der mit einem stirnverzahnten Ring versehene
Revolverkopf in einen am feststehenden Unterteil befindlichen stirnverzahnten Ring
gedrückt oder aus diesem ausgehoben wird.
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Es ist bekannt, Revolverköpfe, z. B. von Sternrevolverdrehmaschinen,
über einen hydraulisch betätigten Längskolben, Zahnstange und Zahnritzel bzw. Zahnsegment
absatzweise zu schalten. Bei der Rückholbewegung des Kolbens muß hierbei das Zahnritzel
von der Zahnstange durch geeigente Mittel getrennt werden. Außer dem großen Nachteil,
daß der Revolverkopf nur in einer Richtung schwenkbar ist, bedeutet dies Zeitverlust
bei der Schwenkbewegung, größeren Aufwand und Platzbedarf. Die Forderung, den Revolverkopf
wahlweise in beiden Richtungen schwenken zu können, so daß ein Sechskant-Revolverkopf
beispielsweise direkt von Stellung sechs auf Stellung fünf geschwenkt werden kann,
ohne vier Leerschaltungen ausführen zu müssen, kann von dieser Einrichtung nicht
erfüllt werden.
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Es ist bereits eine elektrisch arbeitende Schalteinrichtung bekannt,
welche die vorgenannten Forderungen erfüllt, jedoch werden für die Schwenkbewegung
ein gesonderter Motor, ein Differenzialgetriebe, zusätzlich verschiedene Zahnräder,
Magnetkupplungen und mehrere Relais benötigt. Das Spannen und Lösen wird zwar von
dem gleichen Motor, aber über ein zusätzliches Differenzialgetriebe und weitere
Kupplungen bewirkt. Das Schwenken aus jeder Stellung in jede Stellung wird also
mit verhältnismäßig großem Aufwand und Platzbedarf erreicht. Für Revolverköpfe,
die als kleine Aufsatzeinheiten, für baukastenmäßig gestaltete halbautomatische
oder automatische Drehmaschinen verwendet werden sollen, ist die vorgenannte Einrichtung
nicht geeignet. Deshalb hat man bereits hydraulisch betätigte Revolverköpfe entwikkelt,
wobei die vielfach ohnehin an den Maschinen vorhandenen elektrohydraulischen Einrichtungen
zum Antrieb und zur Steuerung der Revolverköpfe ausgenutzt werden. So wird bei einer
bekannten Einrichtung die Nabe eines Revolverkopfes unmittelbar bzw. über ein Zahnrädergetriebe
mit einer Taumelscheibe verbunden, auf die verschiebbar gelagerte Druckölkolben
einen Axialschub ausüben, der durch die Kurvensteigung der Taumelscheibe in ein
Drehmoment umgewandelt wird. Eine für das Spannen und Lösen des Revolverkopfes angeordnete
Gewindehülse ist über ein mit ihr verbundenes Zahnrad mittels zwei Zahnstangen drehbar,
die in Bohrungen des Querschiebers verschiebbar angeordnet und mit je einem Druckölkolben
verbunden sind. Die Kolben werden durch abwechselnd vor und hinter die Kolben einströmendes
Drucköl in jeweils entgegengesetzter Richtung bewegt. Obwohl gegenüber anderen Einrichtungen
der Aufwand und Platzbedarf reduziert wird, ist man noch gezwungen, verschiedene
Teile im Querschlitten der Drehmaschine unterzubringen. Damit ist die Verwendung
des Revolverkopfes als komplette Aufsatzeinheit nicht gegeben. Darüber hinaus erscheint
der Aufwand für die komplizierte Herstellung der Taumelscheibe mit mehreren dazugehörigen
Axialkolben trotz der erzielten Raumeinsparung nicht gerechtfertigt, zumal die Raumeinsparung
durch das meist als Zwischenglied benötigte Zahnradgetriebe wiederaufgehoben wird.
Das Lösen und Spannen erfolgt bei der vorgenannten Einrichtung durch zwei wechselseitig
beaufschlagte Druckölkolben über eine Gewindehülse, wobei zum sicheren Lösen der
Gewindehülse ein Hammer vorgesehen ist, der beim Einströmen von Drucköl durch die
zugehörige Bohrung einen Schlag gegen einen der Druckölkolben ausübt. Die Anordnung
von zwei Kolben und einer zusätzlichen Vorrichtung zum sicheren Lösen der Gewindehülse
ist noch zu aufwendig und platzraubend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische
Schalt- und Spanneinrichtung für einen Revolverkopf zu schaffen, bei der sämtliche
für die Schwenkbewegung sowie für das Spannen und Lösen erforderlichen Elemente
in einer kompletten, raumsparenden, aufsetzbaren Einheit unterzubringen sind. Die
Schwenkbewegung soll wallweise in jeder Schwenkrichtung nur durch einen hydraulisch
beaufschlagten Kolben ausgelöst werden können, wobei
kein Zeitverlust
durch Leerhübe des Kolbens entstehen soll. In Ausnutzung der an vielen Drehmaschinen
vorhandenen elektrohydraulischen Einrichtungen soll auch der Antrieb der Spanneinrichtung
hydraulisch erfolgen und mit der Schwenkbewegung in einen automatischen Zyklus eingeschlossen
sein. Bei Verwendung nur eines Kolbens für das Spannen und Lösen soll die erzeugte
Kraft zum Lösen größer als die Kraft zum Spannen sein, um ohne zusätzliche Hilfsmittel
ein sicheres Lösen zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzielung
der Schwenkbewegung ein als Zahnstange ausgebildeter, hydraulisch beaufschlagter
Schwenkkolben mit einem Antriebsrad eines Wendegetriebes im Eingriff steht, welches
ein Schieberad aufweist, und daß in Höhe der beiden Endstellungen des Schwenkkolbens
am zugehörigen Zylinder Endschalter zur Feststellung der jeweiligen Endstellung
angeordnet sind, die mit Elektromagnetschiebern in Verbindung stehen, und daß bei
entsprechender Impulsgabe über die Elektromagnetschieber mittels hydraulischer Folgeschaltung
eine Druckölverbindung über einen als Zahnstange ausgebildeten Schaltkolben und
einen als Zahnstange ausgebildeten Spannkolben zu dem Schwenkkolben besteht, wobei
die Verschiebung des Schieberades des Wendegetriebes über den Schaltkolben in Abhängigkeit
von der gewünschten Schwenkrichtung des Revolverkopfes und der vorhandenen Stellung
des Schwenkkolbens über die Endschalter am Zylinder des Schwenkkolbens und über
die Elektromagnetschieber steuerbar ist. Der Spannkolben ist mit differenzierten
Kolbenflächen versehen, wobei beim Lösen die Druckölverbindung zur großen Kolbenfläche
und beim Spannen zur kleinen Kolbenfläche besteht.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Querschnitt der Schwenk-
und Spanneinrichtung des Revolverkopfes, teilweise versetzt gezeichnet, F i g. 2
ein Schema des Stirnradwendegetriebes für das Schwenken des Revolverkopfes, F i
g. 3 ein Schema des Antriebes der Spanneinrichtung, F i g. 4 einen Ausschnitt der
stirnverzahnten Ringe, F i g. 5 einen Ausschnitt aus dem Schema der elektrohydraulischen
Folgeschaltung, F i g. 6 eine Tabelle, aus der die Abhängigkeit der notwendigen
Stellung des Schieberades von der gewünschten Schwenkrichtung des Revolverkopfes
und der jeweils vorhandenen Stellung des Schwenkkolbens ersichtlich ist.
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Um eine vertikale Hohlachse 1 ist ein Revolverkopf 2 schwenk- und
verschiebbar angeordnet. Die Arretierung des Revolverkopfes 2 in seinen verschiedenen
Werkzeugstellungen erfolgt über stirnverzahnte Ringe 3, 4, wobei Ring
3 am Revolverkopf 2 und Ring 4 auf einem Getriebegehäuse
5 befestigt ist, welches den Antrieb für das Schwenken und Spannen des Revolverkopfes
2 enthält. Zum Spannen und Lösen des Revolverkopfes 2, bei dem die stirnverzahnten
Ringe 3 und 4 über eine Gewindehülse 6 ineinandergedrückt bzw. voneinander abgehoben
werden, ist die Gewindehülse 6 mit einem Hülsenrad 7 verbunden, welches mit einem
Stirnrad 8 im Eingriff steht. Das Stirnrad 8 wird durch einen als Zahnstange ausgebildeten
hydraulisch betätigten Spannkolben 9, der in einem Zylinder 10 (F i g. 3)
gelagert und mit differenzierten Kolbenflächen 11,12 versehen ist, angetrieben.
Um ein sicheres Lösen zu gewährleisten, ist die Kolbenfläche 12, die beim
Lösen beaufschlagt wird, größer als die Kolbenfläche 11, die beim Spannen beaufschlagt
wird, gehalten.
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Zum Schwenken des Revolverkopfes 2 ist eine Keilwelle 13 über eine
mit entsprechendem Profil versehene, am Revolverkopf 2 befestigte Kappe
14 mit dem Revolverkopf 2 kraftschlüssig verbunden. Auf der Keilwelle 13
ist ein Schieberad 15 angeordnet, welches wahlweise über ein Blockstirnrad
16 mit einem Antriebsrad 17 oder direkt mit dem Antriebsrad 17 im Eingriff
steht (F i g. 1 und 2). Das Antriebsrad 17 wird ebenfalls durch einen als
Zahnstange ausgebildeten hydraulisch betätigten Schwenkkolben 18, der in einem Zylinder
27 läuft, je nach der Bewegungsrichtung des Schwenkkolbens 18 in Links-oder Rechtsdrehung
versetzt. Das Schieberad 15 ist über eine mit einem Gewinde versehene Schaltgabel
19, eine Gewindespindel 20, auf der ein Stirnrad 21
sitzt, ein
Doppelzahnsegment 28, welches einmal in das Stirnrad 21 und zum anderen in
einen ebenfalls als Zahnstange ausgebildeten, hydraulisch betätigten Schaltkolben
22 eingreift, der in einem Zylinder 29 gelagert ist, verschiebbar. Die Steuerung
des Schaltkolbens 22 und somit des Schieberades 15 erfolgt in Abhängigkeit von der
vorhandenen Stellung des Schwenkkolbens 18 und der jeweils gewünschten Schwenkrichtung
des Revolverkopfes 2 elektro-hydraulisch. Hierzu sind zur Kontrolle der beiden Endstellungen
des Schwenkkolbens 18 am Zylinder 27 Endschalter 23, 24 angeordnet. Außerdem werden
die Endstellungen des Kolbens 18 in jeder Richtung durch veränderliche Festanschläge
25, 26 begrenzt. Der durch Anschläge 25, 26 begrenzte Weg des Schwenkkolbens 18
entspricht dem Schwenkwinkel des Revolverkopfes 2 und kann entsprechend der jeweils
gewünschten Anzahl der Stellungen des Revolverkopfes 2 durch Veränderung
der Anschläge 25, 26 bestimmt werden. Die Endschalter 23, 24 sind mit Elektromagnetschiebern
30, 31 verbunden. Der Elektromagnetschieber 30 hat Magneten 32, 33,
einen Steuerschieber 34 und Druckfedern 35, 36, die den Steuerschieber 34 bei abgefallenen
Magneten 32, 33 in Mittelstellung halten. Dementsprechend besteht der Elektromagnetschieber
31 aus Magneten 37, 38, einem Steuerschieber 39 und Druckfedern 40, 41. Die Elektromagnetschieber
30, 31 dienen zur Steuerung des Schwenkkolbens 18, des Spannkolbens 9 und des Schaltkolbens
22 mittels einer elektrohydraulischen Folgeschaltung. Hierzu sind die Zylinder 10,
27 und 29 durch Rohrleitungen verbunden. Das Drucköl wird von einem nicht gezeigten
Pumpenaggregat über eine Leitung 42 dem Leitungssystem zugeführt und fließt
über die Leitung 43 zurück. Die Zuführung des Öls erfolgt je nach Stellung der Steuerschieber
34, 39 über die Leitungen 44 bis 57. An Hand eines Funktionsbeispiels soll
nachstehend die Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert werden:
Zur Wahl der Schwenkrichtung sind je ein nicht gezeigter Impulsgeber für Links-
und Rechtsschwenkung am Gehäuse angeordnet. Der Revolverkopf 2 soll beispielsweise
um eine Stellung, und zwar um 120° nach rechts geschwenkt werden. Hierzu wird der
elektrische Impulsgeber für die Rechtsschwenkung betätigt und über einen Stromkreis
die vorhandene Stellung des Schwenkkolbens 18 mittels der
Endschalter
23, 24 kontrolliert. Befindet sich aus der vorhergehenden Schwenkung des Revolverkopfes
2 der Schwenkkolben 18 nach F i g. 2 und 5 in der rechten Stellung und nach F i
g. 1 in der hinteren Stellung, so ist der Endschalter 23 betätigt. Die Magneten
33 und 37 bekommen Impuls und ziehen an. Der Steuerschieber 34 wird nach rechts
und der Steuerschieber 39 nach links verschoben. Der Öldruck wird über die Leitungen
42, 45, 49 zum Schaltkolben 22 geleitet, der dadurch in die nach F i g. 5 gezeichnete
rechte Stellung bzw. nach F i g. 1 in die hintere Stellung gebracht wird. Hierdurch
wird das Schieberad 15 über das Doppelzahnsegment 28, Zahnrad 21, Gewindespindel
20 und Schaltgabel 19 in die obere in F i g. 1 gezeichnete Stellung verschoben.
Über die nunmehr freigegebene Leitung 52 geht der öldruck auf die große Kolbenfläche
12 des Spannkolbens 9, wodurch dieser nach F i g. 5 nach rechts bzw. nach F i g.
1 nach hinten verschoben wird. Hierbei wird der Revolverkopf 2 über Stirnrad 8 und
Gewindehülse 7 angehoben, d. h., die Spannung des Revolverkopfes 2 wird durch Trennung
der stirnverzahnten Ringe 3, 4 gelöst. In der rechten Stellung des Spannkolbens
9 ist die Leitung 54 freigegeben, und der Öldruck wird über den in der rechten Stellung
befindlichen Steuerschieber 34 und die Leitung 56 an die rechte Seite des Schwenkkolbens
18 geleitet. Der Schwenkkolben 18 wird nach F i g. 5 nach links bzw. nach F i g.
1 nach vorn verschoben. Dadurch wird der Revolverkopf 2 über Zahnrad 17, Blockstirnrad
16, Schieberad 15, Keilwelle 13 und Kappe 14 nach rechts geschwenkt. Hat der Schwenkkolben
18 die linke Endstellung erreicht, wird der Endschalter 24 betätigt. Dadurch fallen
die Magneten 33, 37 ab, und die Steuerschieber 34, 39 gehen durch die Druckfedern
36 bzw. 40 in Mittelstellung. Dadurch ist nur noch die Leitung 51 für das Drucköl
freigegeben, und der Spannkolben 9 wird auf der rechten Seite beaufschlagt und nach
links verschoben. Dadurch wird der Revolverkopf durch die bei der Beschreibung des
Lösevorganges bereits genannten Elemente gespannt. Bei nachfolgender weiterer Rechtsschwenkung
ergibt sich folgender Ablauf: Nach Druckknopfbetätigung bekommen die Magneten 32,
38 über den nunmehr vom Schwenkkolben 18 betätigten Endschalter 24 Impuls. Der Steuerschieber
34 geht in die linke und der Steuerschieber 39 in die rechte Stellung. Der öldruck
geht über die Leitungen 42, 45 und 50 an die rechte Seite des Schaltkolbens 22,
der dadurch nach links verschoben wird. Damit wird das Schieberad 15 in die untere
Stellung gebracht. Der Öldruck wird nunmehr über die frei gewordene Leitung 53 um
den Spannkolben 9 geleitet, der nach rechts verschoben wird und den Revolverkopf
2 löst. Über die freigegebene Leitung 54 und die in der linken Stellung des Steuerschiebers
34 freie Leitung 55 wird der öldruck an die linke Seite des Schwenkkolbens 18 geleitet
und dieser nach rechts verschoben. Durch die untere Stellung des Schieberades 15
wird der Revolverkopf 2 trotz der veränderten Bewegungsrichtung des Schwenkkolbens
18 diesmal unter Ausschaltung des Blockstirnrades 16 abermals nach rechts geschwenkt.
In der rechten Stellung des Schwenkkolbens 18 fallen durch die Betätigung des Endschalters
23 die Magneten 32 und 38 ab. Dadurch bekommt, wie bereits beschrieben, der Spannkolben
9 auf der rechten Seite über die Leitungen 44, 51 Drucköl und wird zur Spannung
des Revolverkopfes 2 nach links verschoben. Aus dem Funktionsbeispiel geht hervor,
daß jeder Hub des Schwenkkolbens 18 unabhängig von seiner zufällig vorhandenen Stellung
für jede beliebige Schwenkrichtung des Revolverkopfes 2 ausgenutzt werden kann,
da das Schieberad 15 automatisch in die hierzu notwendige Stellung gebracht wird.
Zur besseren Übersicht wird in F i g. 6 eine Tabelle gezeigt, aus der die notwendige
Stellung des Schieberades 15 in Abhängigkeit von der gewünschten Schwenkrichtung
des Revolverkopfes 2 und der jeweils vorhandenen Stellung des Schwenkkolbens 18
ersichtlich ist. In Fortsetzung des beschriebenen Funktionsbeispieles würde bei
einer nachfolgend über den entsprechenden Impulsgeber gewählte Linksschwenkung das
Schieberad 15 in der erreichten unteren Stellung verbleiben, da die Umkehrung der
Schwenkrichtung des Revolverkopfes 2 allein durch die erneute Verschiebung des Schwenkkolbens
18 erfolgt.