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Die Erfindung betrifft einen Vorschubantrieb an Werkzeugmaschinen,
bei dem die relativ zueinander gleitend geführten Maschinenteile zueinander und
zur Vorschubrichtung geneigte Flächen haben, längs derer durch ein auf dem einen
Maschinenteil längsbeweglich angeordnetes Antriebsglied ein auf diesen Flächen rollender
Körper verschiebbar ist, der zwischen diesen Flächen und einer Fläche des Antriebsgliedes
eingeschlossen ist, um den relativen Vorschub zwischen den Maschinenteilen in der
einen Richtung entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft herbeizuführen.
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Bei einem bekannten Vorschubantrieb dieser Art ist der zwischen den
Flächen eingeschlossene rollende Körper ein Keil, der auf den Flächen mittels zwischengelegter
Lagerrollen läuft. Die beiden zueinander und zur Vorschubrichtung geneigten Flächen
sind unmittelbar starr an den relativ zueinander gleitend geführten Maschinenteilen
angeordnet. Infolgedessen bewirkt eine Verschiebung des rollenden Keils um eine
bestimmte Strecke, daß die beiden Maschinenteile einen relativen Vorschub von unveränderlicher
Länge erfahren. Eine Änderung dieser Länge läßt sich nur dadurch erreichen, daß
man die Strecke verändert, um die der Keil verschoben wird. Das erfordert aber ein
verwickeltes Stellwerk.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vorschubantrieb so auszugestalten,
daß man die Strecke des relativen Vorschubes der relativ zueinander gleitend geführten
Maschinenteile stufenlos ändern kann, obgleich der auf den geneigten Flächen rollende
Körper stets um die gleiche Strecke verschoben wird.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zwischen
den Flächen eingeschlossene rollende Körper eine Walze ist und eine der geneigten
Flächen von einer Backe gebildet wird, die zum Zweck der Änderung des Neigungswinkels
der Fläche auf dem sie tragenden Werkzeugmaschinenteil um eine Achse schwenkbar
ist, die sich in der gleichen Richtung wie die Walzenachse erstreckt.
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Verschwenkt man die Backe, dann ändert sich die Vorschubstrecke auch
dann, wenn die Länge des von der Walze zurückgelegten Weges unverändert bleibt.
Infolgedessen kann der Antrieb der Walze sehr einfach ausgestaltet sein.
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Befinden sich die beiden Maschinenteile in der relativen Lage, in
welcher die Achsen der Backe und der Walze zusammenfallen, dann wird keine relative
Verstellung der Maschinenteile dadurch herbeigeführt, daß man die Backe zwecks Einstellung
der Vorschubstrecke verschwenkt. Darin liegt ein weiterer Fortschritt, der durch
die Erfindung erzielt ist.
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Weder der oben erläuterte Stand der Technik noch der allgemeine Stand
der Technik haben für den Fachmann die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Vorschubantriebes
nahegelegt.
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Vorzugsweise ist das Antriebsglied auf dem einen und die Backe auf
dem anderen Maschinenteil angeordnet, und die Schwenkachse der Backe fällt dann
mit der Achse der Walze zusammen, wenn sich diese in der einen Endstellung des Antriebsgliedes
befindet. Das bietet den Vorteil, daß man die Vorschubstrecke einstellen kann, wenn
sich das Antriebsglied der Walze in der einen Endstellung befindet. Weitere zweckmäßige
Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis
8 angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt F i g.1 einen schematischen Grundriß des Antriebes nach der
Erfindung; F i g. 2, 3 und 4 zeigen waagerechte Schnitte nach Abnahme einzelner
Teile zur Darstellung der darunterliegenden Teile und die F i g. 5 bis 8 lotrechte
Schnitte nach den Schnittebenen 5-5 der F i g. 4, 6-6 der F i g. 2 und 7-7 und 8-8
der F i g. 2 und 4.
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Auf dem Maschinengestell 13 sind relativ zueinander in derselben Richtung
gleitend ein Werkzeugmaschinenteil in Gestalt eines Schlittens 10, ein zweiter Werkzeugmaschinenteil
in Gestalt eines Führungsteils 11 und ein Maschinenteil in Gestalt eines Lagerbocks
12 geführt. Die parallelen Bahnen sind durch die Pfeile 14,15 und 16 angedeutet.
Der Schlitten 10, der einen Stirnmesserkopf C trägt, erfährt einen Vorschub nach
rechts, um mit diesem Messerkopf in das Werkstück einzustechen, das nicht dargestellt
ist. Bei seiner Verschiebung nach links zieht er den Messerkopf zurück. Beim Einrichten
der Maschine werden der Schlitten 10, der Führungsteil 11 und der Lagerbock 12 als
Ganzes zusammen gegenüber dem Gestell 13 entweder nach rechts oder nach links dadurch
verstellt, daß man eine Schraubspinde117 dreht. Diese ist im Gestell 13 drehbar
gelagert und greift in eine Gewindebohrung des Führungsteils 11 ein. Nach dieser
Einstellung wird der Führungsteil am Gestell in der nachstehend erläuterten Weise
festgeklemmt.
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Der einstellbare Lagerbock 12 (und mit ihm der Schlitten 10) ist mit
Bezug auf das Gestell 13 und den Führungsteil 11 durch eine Kurbel 18 verschiebbar,
deren Welle 19 in dem Führungsteil 11 drehbar gelagert ist und deren Kurbelzapfen
21 einen Stein 22 trägt, der in einem quer verlaufenden Kulissenschlitz 23 des Lagerbocks
gleitet. Die Kurbel ist um eine halbe Drehung durch einen Hilfsantrieb hin und her
drehbar, der aus einem hydraulischen Kolben 24 und aus einem diesen aufnehmenden
Zylinder 25 besteht, der auf dem Führungsteil 11 befestigt ist. Außerdem
gehören zu dem Hilfsantrieb eine am Kolben befestigte Zahnstange 26 und ein mit
dieser kämmendes Zahnrad 27, das auf der Kurbelwelle befestigt ist. Gehen der Kolben
und die Zahnstange nach rechts, dann wird die Kurbel gegen Uhrzeigersinn, ausgehend
von der dargestellten Lage, gedreht, wodurch der Lagerbock 12 mit dem Schlitten
10 nach links bis in eine Stellung zurückgezogen wird, in der der Messerkopf das
Werkstück zum Ausspannen und Einspannen eines neuen Werkstücks freigegeben hat.
Gehen der Kolben und die Zahnstange 26 nach links, dann drehen sie die Kurbel im
Uhrzeigersinn in die dargestellte Lage, wodurch der Lagerbock 12 und der Schlitten
10 bis in die Schneidstellung oder bis dicht an diese Stellung vorgeschoben werden.
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In dieser Stellung wird der Schlitten 10 dann durch den Umlauf der
Kurvenscheibe 28 mit Bezug auf den Führungsteil 11, den Lagerbock 12 und das Gestell
13 nach rechts und links hin und her bewegt. Gelagert ist die Kurvenscheibe 28 auf
dem Schlitten 10. Dieser trägt einen nicht dargestellten Motor, der die Kurvenscheibe
stets in derselben Richtung in
Umlauf versetzt. Zu dem Antriebsglied
gehört außer der Kurvenscheibe 28 noch ein auf dem Schlitten 10
hin
und her beweglich geführter Stößel 31, der eine an der Kurvenscheibe anliegende
Nockenrolle 29 trägt. Dieser Stößel 31 ist im Schlitten 10 quer zur Vorschubrichtung
14 verschiebbar geführt und hat unten eine Fläche 71, mit der er an einer Walze
32 anliegt. Diese ist zwischen dieser Fläche 71 des Antriebsgliedes, einer geneigten
Fläche 33 des Schlittens 10 und einer geneigten Fläche 34 einer einstellbaren
Backe 35 eingeschlossen. Diese Backe ist auf dem Lagerbock 12 verschwenkbar befestigt,
so daß man die Neigung ihrer Fläche 34 mit Bezug auf die Vorschubrichtung 14 verstellen
kann. Die Schwenkachse der Backe fällt dabei mit der Achse 36 der Walze 32 zusammen,
wenn diese die Lage einnimmt, in welcher die Nockenrolle 29 an derjenigen Stelle
der Kurvenscheibe anliegt, die den größten Radius hat. Wenn das der Fall ist, nimmt
der Schlitten 10 mit Bezug auf den Lagerbock 12 seine äußerste Vorschubstellung
ganz rechts ein.
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Die Maße der Teile stehen in einem solchen Verhältnis zueinander,
daß der Schlitten 10 in dieser Lage an einer Anschlagfläche 37 des Führungsteils
11 anstößt und zwischen der Walze 32 und dem Führungsteil 11 eingeklemmt wird, in
dem die Walze zwischen dem Stößel 31, der Backe 35 und dem Schlitten 10 festgespannt
ist. Der Schlitten 10
wird dadurch mit dem Führungsteil 11 starr verklemmt,
während der Führungsteil 11 seinerseits durch später erläuterte Einrichtungen am
Gestell 13
festgeklemmt wird. In allen anderen Winkelstellungen der Kurvenscheibe
28 befindet sich der Schlitten 10 in einem Abstand von der Anschlagfläche 37 des
Führungsteils 11 und wird durch den in einer Zylinderkammer 38 oder in dieser und
einer Zylinderkammer 39 herrschenden Flüssigkeitsdruck an die Walze 32 angedrückt.
Die Zylinderkammern sind in dem Schlitten 10 vorgesehen. In ihnen läuft ein als
Krafterzeuger wirkender Stufenkolben 40, 41, der sich gegen den Lagerbock 12 legt.
Die ganze Zeit über, während welcher die Schubkurve 28 den Schlitten 10 mit Bezug
auf den Lagerbock 12 für den Rückzug nach links freigibt, stehen die Zylinderkammern
38 und 39 unter hydraulischem Druck, der den Rückzug des Schlittens bewirkt. Die
Strecke, um die der Schlitten jeweils zurückgezogen ist, wird dabei durch die Kurvenscheibe
bestimmt. Schiebt die Kurvenscheibe den Schlitten 10 mit Bezug auf den Lagerbock
12 nach rechts vor, dann genügt ein geringer hydraulischer Druck. Aus diesem Grunde
wirkt dann das hydraulische Druckmittel nur auf die Kammer 39 und nicht auf die
Kammer 38. Die jeweilige Beaufschlagung der Kammer 38 mit dem Druckmittel wird durch
ein nicht näher dargestelltes Ventil gesteuert, das der Kurvenscheibe 28 zugeordnet
ist.
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Der Führungsteil 11 hat eine vorspringende Leiste 42 (F i g. 4 und
7), die in einem T-Schlitz 43 des Gestells gleitend geführt ist. Hat man den Führungsteil
mittels der Schraubspinde117 eingestellt, dann kann man ihn am Gestell festklemmen.
Zu diesem Zweck muß man Schrauben 44 festziehen, die an einer in dem Schlitz befindlichen
Stange 45 angreifen. Die Gewindebohrung, in welche die Schraubspindel 17 eingreift,
wird von einer im Führungsteil 11 verankerten Mutter 46 gebildet. Am Gestell
ist die Schraubspindel 17 durch Wälzspurlager 47 abgestützt, und sie trägt zum Zweck
ihrer genauen Einstellung eine mit einer Teilung versehene Skala 48. Der Führungsteil
11 besteht aus einem Stück mit einem auf seiner Oberseite vorgesehenen, im
Querschnitt rechteckigen, waagerechten Prisma, das in den F i g. 7 und 8 im Querschnitt
gezeigt ist und beiderseits lotrechte Flanken 49 hat. Diese dienen als Laufflächen
für geradlinige Rollenlager 51 und 52, mit deren Hilfe der Lagerbock 12 und der
Schlitten 10 auf dem Führungsteil 11 in Richtung der Pfeile 16 und 14 (F i g. 1)
geführt sind. Jedes dieser Rollenlager enthält Rollen 53, die in einem leistenförmigen
Käfig 54 im Abstand voneinander untergebracht sind. Die gegenseitige Lage der Rollenlager
51 und 52 im Verhältnis zum Führungsteil 11, dem Lagerbock 12 und dem Schlitten
10 ist aus den F i g. 2 bis 4, 7 und 8 ersichtlich.
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Am Führungsteil 11 sind zwei zylindrische Buchsen 25, 25' befestigt
(F i g. 4, 5 und 7), in denen aneinander gegenüberliegende Kolben 24, 24' hin- und
herlaufend geführt sind. Diese Kolben sind durch die Zahnstange 26 verbunden, die
in einem Schlitz 55 des Führungsteils 11 gleitend geführt ist und mit dem Zahnrad
27 kämmt. Dieses ist auf der Welle 19 der Kurbel 18 verkeilt, wobei diese
Welle auf Nadellagern 57 im Führungsteil 11 läuft.
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F i g. 3 zeigt die Backe 35 in waagerechtem Querschnitt. Wie die F
i g. 2 und 6 erkennen lassen, hat sie oben und unten zylindrische Abschnitte 58,
die in einer zylindrischen Bohrung 59 des Lagerbocks 12 drehbar gelagert sind. An
ihrem oberen Ende hat die Backe einen etwa halbkreisförmigen Flansch 61, der über
dem Lagerbock liegt und mit bogenförmigen Schlitzen 62 versehen ist, durch welche
die Schäfte von Schraubenbolzen 63 hindurchgehen, mit deren Hilfe die Backe am Lagerbock
festgeschraubt ist. Löst man diese Schraubenbolzen, dann kann man die Backe verdrehen.
Diesem Zweck dienen aneinander gegenüberliegende Stellschrauben 64, die an den entgegengesetzten
Flanken eines starr an der Backe sitzenden Armes 65 angreifen.
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Nach Einstellen der Winkellage der Backe kann man diese mit Hilfe
der Schraubenbolzen 63 festklemmen.
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An zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Zonen der Fläche
34 der Backe greifen Abschnitte 66 der Walze 32 an. Diese Abschnitte werden von
Ringen gebildet, die drehbar auf dem Walzenzapfen 67 gelagert sind. Die Walze hat
zwei weitere Abschnitte 68, die ebenfalls als Ringe ausgebildet und auf dem
Lagerzapfen 67 mit Nadellagern gelagert sind und sich an die ebene Fläche 33 des
Schlittens 10 anlegen. Schließlich weist die Walze noch einen weiteren Abschnitt
69 auf, der ebenfalls von einem auf dem Zapfen 67 durch ein weiteres Nadellager
gelagerten Ring gebildet wird und sich an die ebene Stirnfläche 71 des Stößels 31
legt. Die fünf Walzenabschnitte sind gleichachsig angeordnet. Jedoch haben die Walzenabschnitte
66 einen etwas kleineren Durchmesser als die Abschnitte 68 und einen etwas größeren
als der Abschnitt 69. Da die verschiedenen Abschnitte von unabhängig drehbaren Rollen
gebildet werden, führt die Walze 32 eine reine Wälzbewegung auf den ebenen Flächen
34, 33 und 71 aus. Dank dieser Rollenlagerung und der Anordnung der Rollenlager
51 und 52 erfolgt die durch die Kurvenscheibe 28 bewirkte oder gesteuerte Vorschubbewegung
über
einen weiten Bereich der Winkeleinstellungen der Backe 35 hin
verhältnismäßig reibungsfrei. Dadurch ist es möglich, die Hublänge des Schlittens
10 innerhalb weiter Grenzen zu verstellen. Geschmiert wird die Walze 32 durch Kanäle
72, die von einer Bohrung 73 der Backe 35 durch den oberen Teil der Backe und den
Zapfen 67 reichen.
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Zur Führung des Schlittens 10 auf dem Führungsteil 11 dienen außer
den Rollenlagern 52 noch zwei parallele, waagerechte Gleitflächen 74 des Gestells
13. Die eine dieser beiden Gleitflächen ist in den F i g. 2 bis 4 und 7 zu ersehen.
Der Führungsteil 11 ist auf dem Gestell 13 gleitend mittels einer
waagerechten Fläche 76 des Gestells abgestützt (F i g. 7), während der Lagerbock
12 auf einer waagerechten Gleitfläche 75 des Führungsteils 11 geführt ist. Die Anschlagfläche
37 des Führungsteils 11 wird von einem aufrechten Flansch 77 des Führungsteils gebildet
(vgl. F i g. 1, 2, 4 und 7). An diese Fläche 37 legt sich eine Fläche 78 eines abwärts
ragenden Flansches 79 des Schlittens 10.