DE1913837B2 - Einstueckige huelse fuer einen hochdruckoelverteilerschieber und ein verfahren sowie eine einrichtung zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einstückige Hülse für

einen Hochdruckölverteilerschieber und ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu ihrer Herstellung mit zahlreichen öffnungen für die Steuerung von Hydraulikmotoren, beispielsweise Hydraulikservomotoren, bestehend aus einem Metallkörper mit einer zy- lindrischen Bohrung, dessen Innenfläche mehrere in Umfangsrichtung im Abstand befindliche, axial sich erstreckende Vertiefungen hat, die sich jede zur Bohrungsachse hin öffnet und die jede mit einer öffnung in Verbindung steht, die sich üovch die Wand der

Hülse zu deren Außenfläche erstreckt.

Hochdruckölverteilerschieber mit den vorbekannten Hülsen haben ein breites Anwendungsgebiet. So werden sie bei der Steuerung von hin- und hergehenden Bewegungen, beispielsweise von Werkzeugen oder Werkstückhaltern bei Werkzeugmaschinen, aber auch bei hydraulischen Lenksystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Eine exakte Steuerung des Hydrauliköls setzt jedoch genau bemessene axial sich erstreckende Vertiefungen voraus.

Die aus der deutschen Auslegeschrift 1191191 bekannte vorgenannte Hülse besitzt auf ihrer Innenfläche die als Längsrillen ausgebildeten Vertiefungen, deren eine Enden in einer Umfangsrille und deren andere Enden in der Hülse blind enden. Da nur die Umfangsrille durch radiale Durchgänge mit der Außenfläche in Verbindung steht, ist diese Hülse nur in Verbindung mit einem in axialer Richtung hin- und hergehenden Schieber verwendbar. Aus diesem Grund braucht diese Hülse auch keinen hohen Anfor derungen hinsichtlich der genauen Abmessungen der Vertiefungen oder Nuten in Umfangsrichtung zu genügen, wie dies bei Drehschieberhülsen der Fall sein muß.

Nach dem Stand der Technik sind bereits Dreh-

schieberhülsen mit genau bemessenen axial sich erstreckenden Vertiefungen oder Nuten bekannt, die sich zu den Hülsenenden hin öffnen. Zum Verschließen der Vertiefungen an den Hülsenenden sind in die

rlülsen Endringe eingesetzt. Derartige Endringe müssen jedoch sehr genau eingepaßt sein. Dabei bestellt die Gefahr, daß der Paßsitz zu weit ist. so daß der Endring herausfällt, oder daß der Paßsitz zu eng ist. wodurch die Hülse aufgeweitet wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es. eine Hülse für einen Hochdruckölverteilerschieber und ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu ihrer Herstellung zu schaffen, die ir Hydrauliksystemen zur Steuerung einer unter hohem Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit in zwei Richtungen zur Anwendung kommt, wobei diese Hülse genau ausgeführte Vertiefungen mit engen Toleranzgrenzen auf der Bohrungsinnenwand haben, einstückig ausgeführt sein und möglichst geringe Herstellkosten bei der erforderlichen Genauigkeit verursachen soll.

Erfiniungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe daxin, daß die Bodenflächen der Vertiefungen mit einem konstanten Krümmungsradius gebogen verlaufen und an der Bohrungsoberfläche an Stellen enden, die in axialer Richtung kurz vor den Hülsenenden liegen, wodurch die Enden und die Bodenflächen der axial sich erstreckenden Vertiefungen in an sich bekannter Weise in einem einzigen Materialstück liegen.

Durch die Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine einstückige Hülse geschaffen, die die Nachteile der bekannten Hülse vermeidet und die bei großer Genauigkeit der Vertiefungen in der Bohrungsfläche durch eine wesentliche Reduzierung der einzelnen Bearbeitungsstufen billig herzustellen ist.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse, ein Anwendungsbeispiel für diese Hülse und eine Einrichtung zu ihrer Herstellung. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Lenkgetriebes mit einer gemäß dem Stand der Technik Rusgeführten Drehschieberhülse,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine einstückige Drehschieberhülse in dem in Fig. 1 gezeigten Lenkgetriebe,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Einrichtung zur Herstellung einer einstückigen Drehschieberhülpe,

Fig. 5 einen teilweise geschnittenen Grundriß der in F i g. 4 gezeigten Einrichtung,

Fig. 6 einen Schott längs der Linie VI-VI in der Fig. 5,

Fig. 7 eine vergrößerte teilweise geschnittene Seitenansicht der automatischen Zuführungssteuerung, die in F i g. 4 gezeigt ist,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in der Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in der Fig. 6,

Fig. 10 einen Schnitt durch den Aufspannbetätigungsmechanismus längs der Linie X-X in der F i g. 6,

Fig. 11 einen Schnitt durch den Weiterschaltmechanismus längs der Linie XI-XI in der Fig. 6,

Fig. 12 einen Schnitt durch den Steuermechanismus für die Zuführung des Werkstückes längs der Linie ΧΠ-ΧΙΙ in der Fig. 5,

Fig. 13 einen vergrößerten Schnitt durch die Hülse zur Darstellung der Werkzeugbewegung gegenüber der Hülse und

Fig. 14 eine schnatische Darstellung des tatsächlichen Verlaufes der Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück bei der Herstellung der Vertiefungen in der Drehschieberhülse.

Servolenksysteme werden seit vielen Jahren hergestellt und verkauft. In letzter Zeit w?r der für gewöhn-Hch in solchen mit veränderlichem Verhältnis arbeitenden Systemen verwendete Schieber ein sogen innter Drehschieber, in dem ein zentral angeordneter Schieberkern gegenüber einer Drehschieberhülse iür die Sieuerfunktion in eine hin und her gehende Dreh-ίο bewegung gebracht wird. Solche Drehschiebersysteme sind z.B. in den USA.-Patentschriften 3 162 263 und 3 273 465 gezeigt. Solch ein System ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Es wird darin ein allgemein übliches Lenksystem gezeigt, in dem ein Schieberkern 10 mit einer stundenglasförmigen Lenkschnecke 11 durch eine Torsionsstange 12 verbunden ist. Die Schnecke 11 treibt das Eingriffselement 13 für die Schnecke durch das Schneckengewinde 14 an, so daß die Drehung des Schieberkerns 10 und der Schnecke 11 eine hin und her gehende Drehung der Querwelle 15 uno eine hin und her gehende Schwenkung des an ihr befestigten Lenkhebels

16 für die Erzeugung der Lenkbewegung der nicht gezeigten Lenkräder bewirkt. Eine Drehscliieberhülse 17 r rbeitet mit dem Schieberkern 10 für die Steuerung eines unter Druck stehenden hydraulischen Mediums zusammen. In der üblichen Einrichtung ist die Hülse

17 für die Drehung mit der Schnecke 11 mittels einer Einstellöffnung 18 und eines Stiftes 19 fest verbunden.

Eine Verbindung für einen toten Gang zwischen dem Schieberkern 10 und der Schnecke 11 erfolgt mittels einer Mehrzahl von Stiften 20, die mit Schlitzen 21 zusammenarbeiten, so daß eine Vorlaufdrehung von einigen Graden zwischen dem Schieberkern 10 und der Schnecke 11 möglich ist, ehe die Anschlagstifte 20 eine direkte Kraftübertragung herstellen. Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß eine leichte relative hin und her gehende Drehung des Schkberkerns IO und der Drehschieberhülse 17 eine hydraulische Kraft für die Steuerung der Lenkung überträgt, aber ein Ausfall des Servolenkungssystems aus irgendeinem Grunde schaltet nicht die direkte Lenkung von Hand aus, die dann zwischen dem Schieberkern 10, den Stiften 20 und der Schnecke 11 erfolgen kann.

Wie bereits oben erwähnt, ist die Wirkungsweise des beschriebenen Drehschiebers einer Servosteuerung bekannt. Gemäß F i g. 1 hat die Hülse 17 ein Paar Ringe 22 und 23, die mit einem Preßsitz in die entsprechenden Gegenbohrungen 24, 25 eingesetzt

sind und die als Begrenzung der axialen Enden der Nuten 26, IP wirken. Die Nuten 26, 27 in der Hälse 17 haben eine Steuerfunktion für die Leitung der Druckflüssigkeit von den Hydraulikeinlässen 28 in der Hülse 17 zu den entsprechenden Servozylinder einlassen 26 oder 27 über die Verteilungsnvten 30. Die von den Nuten 30 verteilte Hydraulikflüssigkeit wird abhän^g von der Richtung der relativen Drehung zwischen dem Schieberkern 10 und der Hülse 17 abwechselnd zu den Kraftzylinderdurchlässen 26 oder 27 und von dort zu dem entsprechenden Sumpf oder zu den Pumpeneinlaßdrucknuten 31 geleitet, die zu dem Niederdruck- oder Sumpfauslaß 32 führen.

Bisher wuvde die Hülse 17, wie oben erwähnt, aus

drei miteinander verbundenen Teilen ausgeführt, nämlich der eigentlichen Hülse 17 und den Endringen 22, 23. Der in den Hülsennuten 26, 27 vorhandene Druck wirkt natürlich gegen die Ringe 22, 23, und es wurde festgestellt, daß diese mehrteilige Hülsen-

ausführung verschiedene bedeutsame Nachteile hat. Zunächst erfordert das für die Hülsenanfertigung verwendete übliche technische Herstellungsverfahren, daß die Ringe 22, 23 in die Hülse mit einer Preßsitzpassung eingepreßt werden. Entsprechend dem gebräuchlichen technischen Herstellungsverfahren haben die Gegenbohrungen 24, 25 einen geringfügig kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der zugehörenden Ringe 22,23. Somit ergibt sich, wenn die Ringe 22, 23 in die Enden der HUlse eingepreßt werden, eine Passung mit Übermaß. Wenn gleichzeitig irgendwelcher Schmutz oder andere Fremdkörper, gleichgültig um was es sich handelt, in den Gegenbohrungen vorhanden ist, kann diese Preßpassung beim Zusammenbau eine radiale Ausdehnung zwischen den Ringen und der Hülse bewirken, die ausreicht, um ein nachfolgendes Fehlverhalten der Hülse beim Betrieb unter hohem Druck zu ermöglichen. Bei solchen Verhältnissen wurde festgestellt, daß einer oder beide Ringe tatsächlich aus den Enden der Hülsen herausgedrückt werden können. Auf der anderen Seite wurde eine dauernde Verformung der Hülse als Folge der Preßpassung der Ringe in der Bohrung festgestellt, die ausreicht, um einen festen Sitz zwischen der Hülse und dem Gehäuse des Lenkgetriebes zu bewirken, wie es sich z. B. bei 35 ergeben könnte. Insgesamt ist es demnach verständlich, daß die in Fig. 1 gezeigte dreiteilige HUlse, die allgemein in modernen Servolenksystemen verwendet wird, Fehler von wesentlicher Natur hat, ganz abgesehen davon, daß die Herstellung der dreiteiligen Hülse teuer ist.

Wie dem Fachmann für die Herstellung mechanischer Teile bekannt ist, erfordert die Anfertigung einer derartigen dreiteiligen Hülse, wie sie bei 17, 22 und 23 gezeigt ist, ungefähr zwei Dutzend Arbeitsgänge, um die Hülse nach dem heutigen Stand der Technik herzustellen. Üblicherweise wird eine solche Hülse durch die Verwendung einer einzelnen Vielfachwerkzeugräumnadel hergestellt. Solch eine Räumnadel hat sechs Arbeitsteile, die, wenn die Räumnadel in axialer Richtung durch die Bohrung der Hülse hindurchgegangen ist, gleichzeitig sechs Nuten, nämlich die drei Nuten 26 und die drei Nuten 27, geräumt hat. Diese Technik der Räumung könnte auf den ersten Blick als ein besonders wirksames und schnelles Herstellungsverfahren erscheinen. Jedoch erfordern die entsprechenden Einstell- und Schneidvorgänge ungefähr vierundzwanzig einzelne Arbeitsgänge. Diese sind in ihrer üblichen Reihenfolge:

1. Vordrehen des Außendurchmessen der Hülse von einer Stahlstange und Vorbohren der Mittelbohrung 34,

2. und 3. Vorbohren der beiden Gegenbohrungen 24 und 25 an beiden Enden,

4. gleichzeitiges Räumen der sechs Nuten 26, 27,

5. Einstellen der Hülse in bezug auf die geräumten Innenflächen und Fertigschleifen des Außendurchmessers,

6. and 7. Fertigbohren und Anfasen der Bohrungen 24 und 25 genau zu der geschliffenen Außenfläche,

8. Drehen der äußeren O-Ringnuten für die O-Ringdichtungen 3f»,

9. Bohren der radialen Löcher,

10. Aufkohlen und Härten wenigstens der Werk-' stückfläche,

11. Säubern,

12. Höhnen oder in anderer Weise Fertigbearbeiten des Mitnehmerstiftloches 19a,

13. 14., 15., 16. Vorbearbeiten, Schleifen, Cadmiumplattieren und Außenschleifen des Ringes 22,

17. 18., 19., 20. gleichartige Bearbeitung des Ringes 23,

21. und 22. Einpressen der Ringe 22 und 23 in die Gegenbohrungen 24 und 25,

23. Fertigschleifen des Innendurchmessers der zusammengesetzten Hülse,

24. Fertigschleifen der Außenfläche der Hülse.
Es wurde in dei Praxis festgestellt, daß im wesentlichen alle oben aufgeführten Arbeitsgänge erforderlich sind, um ein vollständig genaues dreiteiliges Hülsenteil herzustellen.

Die für die Herstellung der dreiteiligen Hülse heute notwendigen ungefähr 24 Arbeitsgänge können durch die Anfertigung der Hülse aus einem einzigen Stück auf 7 Arbeitsgänge verringert werden. Diese Arbeits-

ao gänge sind kurz aufgeführt:

la) Fertiges Ausbilden und Drehen des Außendurchmessers der Hülse, Bohren ihrer Innenbohmng und Abschneiden von der Stange,
2a) Aufspannen der Hülse auf ihrer fertig bearbeiteten Außenfläche in der Maschine gemäß der Erfindung und Vorbearbeiten sowie Fertigbearbeite»' der sechs Innennuten,
3a) Bohren der radialen Löcher,
4a) Aufkohlen und Härten wenigstens der Hülsenfläche,

5a) Reinigen,
6a) Innenschleifen des IiificfidufCufnessera der I lü'se

und
7a) Höhnen des Loches 19a.

Eine Betrachtung des Unterschiedes in der Zahl und der Art der Bearbeitungsvorgänge zeigt, daß bei dem neuen Verfahren eine große Zahl von Arbeitsgängen, die mit der Herstellung und dem Einsetzen der ringförmigen, die Nuten abschließenden Ringe 22, 23 verbunden sind, eingespart werden können. Ebenso wichtig wie die Einsparung einer Zahl von Bearbeitungsgängen ist jedoch die Sicherung, daß die Nuten gegenüber der Hülse genau zentrisch sind. Bei dem bekannten Herstellungsverfahren werden die sechs Nuten gleichzeitig geräumt, so daß jede Nut gegenüber den übrigen Nuten genau ausgerichtet war. Es ist bekannt, daß die Räumnadel die Neigung hat, sich aus der Mitte zu bewegen, wenn sie durch die Hülse hindurchgeht, was bedeutet, daß die fcrtiggeräumten Nuten, während sie genau zueinander eingestellt sind, beträchtlich exzentrisch zur Mitte der Hülse sein können, wie sie durch die Mitte ihrer äuBeren Zylinderfläche bestimmt ist. Demgemäß wurde bisher mit der spanabhebenden Fertigbearbeitung der

SS Außenfläche gewartet, bis die Fertigbearbeitung der Innenfläche beendet war, so daß die Außenfläche zn den geräumten Nuten genau vollständig konzentrisch ausgeführt werden konnte. Bei dem neuen Herstellungsverfahren wird der Außendurchmesser der Hülse exakt fertig bearbeitet, ehe irgendein anderer Arbeitsvorgang begonnen wird, und die Nuten werden in die Innenfläche der Hülse mit direktem Bezug auf den Außendurchmesser einzeln für sich eingearbeitet. Weiterhin ist keine Preßpassung irgendwelcher Art erforderlich und daher keine Nachbearbeitung der Außenfläche nach dem Einpressen der Ringe notwendig, wie es bisher der FaO war. Der Fachmann ersieht hieraus, daß die wesentliche Einsparung von Aibeits-

gangen im Herstellungsprozeß die Kosten des fertig bearbeiteten Werkstückes wesentlich verringert.

Ein bedeutender Gesichtspunkt dieses Verfahrens zur Herstellung von Drehschieberhülsen ist die Herstellung von Innennuten, die nicht über die ganze Hülse durchlaufen. Dies wird auf einer Maschine durchgeführt, die so konstruiert wurde, um die Nuten ungemein im Kreisbogen aus der inneren Zylinderfläche der Hülse auszuschneiden. Solch eine Hülse ist in Fig. 3 gezeigt, in der die Nuten 126 bzw. 127 in die Innenfläche der Hülse 117 geschnitten sind. Die Hülse 117 ist mit der Hülse 17 hinsichtlich ihrer Arbeitsweise vollständig austauschbar. Sie ist jedoch wesentlich billiger und weniger störanfällig.

Die kreisförmig gebogenen Nuten 126 und 127 können auf verschiedenen Wegen angefertigt werden. Im nachstehenden wird ein schnelles und leistungsfähiges Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem ein Werkzeug in einen kreisbogenförmigen Weg gegenüber der Hülse bewegbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Hülse an ihrer äußeren vorher fertiggestellten Fläche in einem Spannkopf oder einer Spannzange genau in Stellung gebracht. Die Hülse wird dann gegenüber dem Werkzeug hin und her bewegt. Während das Werkzeug zur Anfertigung der Nuten gegenüber dem Werkstück eine komplexe Bewegung ausführen könnte, erfolgt bei der hier dargestellten Maschine eine einfache Schwenkbewegung des Werkzeuges um eine feste Achse zusammen r it einer nockengesteuerten Hin- und Herbewegung des Werkstückes in einer im allgemeinen quer zu der Längsachse des Werkstückes verlaufenden Richtung. Durch die gleichzeitig erfolgende Hin- und Herschwenkung des Werkzeuges und Hin- und Herbewegung des Werkstückes wird ein entsprechendes fortschreitendes Eindringen des Werkzeuges in das Werkstück erzielt. Die Schneidtätigkeit ist schematisch in Fi g. 14 gezeigt, wo die relative Bewegung des Werkzeuges und des Werkstückes schematisch dargestellt sind. Wie daraus erkennbar ist, bewegt sich das Werkzeug in der Richtung des Schneidhubes auf kreisbogenförmigen immer tiefer verlaufenden Wegen 40a, 40b, 40c gegenüber dem Werkstück vor, und es kehrt auf einem geraden Weg 41 in einem Abstand von der Innenfläche der Hülse zurück.

Die Maschine für eine wirkungsvolle spanabhebende Bearbeitung der Hülsen ist in den Fig. 4 bis 12 gezeigt. Darin ist e'n hin und her schwingender Ständer 50 gezeigt, der eine Hülse hält. Der Ständer 50 hat eine querverlaufende Bohrung 51, die eine mittels Lager 53 darm drehljare Hülse 52 aufnimmt. OegenSberBegende KleinmhSben 54 haben for das Zu erit der Höbe 117 an ihrer äußeren UmfangsBäcbe kegelförmige Sparmkopfteile 55. Die Kfemmspanuköpfe SS sind in öbBcher Weise axial ge- schlitzt and !»mimen mit den Hülsen 117 bei der axia len Beweggag den Spaimhülsenetungsteils 56 zu der Schwenkachse Aides Ständers 50 Inn fest in Eingriff. Federn 5?, die gegen Klötze 58 wirken and an den Hüben 56 befestigt sind, veranlassen normalerweise die Spanntnllsen 55, in einen federnden Eingriff mit dem Werkstück oder der Hälse 117 zu kommen. Ein Ausrückbügel 61 schwenkt auf einem Exzenter 62, der mit der Halse 54 /ι tjntiitiüctijübtMhtt, am den Klotz 58 and den Btsteil 56 in die Spannkopfausrucibei der relativ zn der Ack>e 60 radial nach außen gerichteten Bewegung der Bügelrollen 63 zn bewegen. Die Hülse 54 ist zur Drehachse 60 symmetrisch, so daß von dem Ständer 50 zwei Werkstücke gehalten werden können. Durch das Vorhandensein von zwei Bearbeitungsstellen kann an der einen Bearbeitungsstelle die Vorbearbeitung vorgenommen

werden, während gleichzeitig an der zweiten Bearbeitungsstelle die Fertigbearbeitung erfolgt, ohne daß es erforderlich ist, die Hülse aus der Bearbeitungsmaschine zwischen den beiden Arbeitsgängen der Vor- und Fertigbearbeitung herauszunehmen.

ίο Die Bewegung des Ständers 50 von der einen Bearbeitungsstelle zur anderen wird dadurch erreicht, daß der Ständer 50 in den Lagern 65, 66 drehbar um die Achse 60 angebracht ist. Die Welle 67 ist durch eine Keilverbindung bei 68 mit dem Hauptaußengehäuse der Maschine 69 fest verbunden. Die Welle 67 trägt eine in F i g. 9 gezeigte Kurvenscheibe 70, die so ausgebildet ist, daß eine Bewegung der zusammenarbeitenden Bügelrollen 63 radial nach außen erfolgt, wenn der Ständer 50 sich zwischen der Fertigschneid- und

ao der Vorschneidstellung dreht, d. h. wenn der Ständer 50, wie in Fig. 9 gezeigt ist, sich im Uhrzeigersinn dreht. Somit wird nach dem Fertigschneiden der auf der rechten Seite der Fig. 6 gezeigten Hülse 117 und dem Vorschneiden der Hülse auf der linken Seite der

'5 Fig. 6 der Ständer 50 als Ganzes um 90° gedreht, wobei die Hülse 117 gelöst und abgenommen wird, und eine neue Hülse, deren Außenfläche fertig bearbeitet, aber die sonst nur vorbearbeitet ist, wird in den Spannkopf 55 eingesetzt, wonach der Ständer um weitere 90° gedreht wird, um die neu eingesetzte Hülse in die Stellung zum Vorschneiden links in der Fi g. 6 zu bringen. Gleichzeitig wird die vorher vorgeschnittene Hülse 117 über die Leerstellung, in der der Spannkopf nicht betätigt wird, in die Stellung zum Fertigschneiden bewegt. Es ist zu erkennen, daß der Radius 70a der Kurvenscheibe 70 von einem ungefähren Punkt 70 b im Uhrzeigersinn bis ungefähr zu einem Punkt 70c konstant ist, so daß die leichten hin und her gehenden Bewegungen des Ständer» 50 ge-

genüber der Kurvenscheibe 70 in der Vorschnitt- und Fertigschnittstellung nicht ein Lösen des Spannkopfes 55 einer der beiden Hülsen 117 bewirkt.

Die Schneidwerkzeuge 39 sind von zwei Werkzeughaltern 72 mittels einer üblichen einstellbaren Befestigungsvorrichtung 73 gehalten und um die Achse 74 mittels einer in Lagern 76, 77 gehaltenen Spindel 75 schwenkbar. Die Werkzeuge 39 können in ihrer Längsrichtung durch eine Einstellvorrichtung 73 und quer zu ihrer Längsachse durch Führungen

78 in beliebiger Weise eingestellt werden. Die Werkzeugträgerweüe TS wird mittels eines Kurbelarmes 80 in eine hin aad her gehende ng versetzt Der K 80 ist über Gestänge 81 mh einer Nockenwelle 82 and einem darauf befindlichen Ex zerrter 83 gelenkig verbanden. Die Nockenwelle 82 wird mittels eines Riemenscbenbenschwungrades 84 gedreht, das fiber Riemen 85 von einem übBchen Antriebsmotor angetrieben wird. Wenn sich die Nockenwelle 82 dreht, versetzt sie gleichzeitig die Kurbeln

80 in eine hm and her gehende Bewegung tmd dreht dadurch die TrägerweUen 75 zuerst im Uhrzeigersinn und dann entgeen dem Uhrzeigersinn, so daß zu jedem Zeitpunkt beide Werkzeuge 39 zusammen in dem Arbeitshab oder in dem Röckhub ting sind. Wie aus

Pig. S hervorgeht, ist der Arbeitshub die Schwmgbewegung der Kurbeln 80 im Uhrzeigersinn, wobei die Werkzeuge 39 sich in das Innere der Hüben 117 bewegen.

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Der Ständer 50 wird durch Anschlagwiderlager 90 in den Arbeitsstellungen gehalten und gemäß Fig. 5 dauernd im Uhrzeigersinn gedrückt, so daß das Widerlager 90 durch einen Druck von ungefähr 180 kp gegen die Anschlaghalterung 91 fest in Eingriff gehalten wird, die um ihre Achse 92 hin und her geschwenkt wird. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, wird das Anschlagwiderlager 90 sich nach links bewegen, wenn der Anschlag 91 im Uhrzeigersinn hin und her geschwenkt wird, was bewirkt, daß der Ständer 50 leicht entgegen dem Uhrzeigersinn gegen eine Belastungsstange 94 hin und her geschwenkt wird, die gemäß Fig. 5 durch einen Luftmotor 95 od.dgl. nach oben bewegt wird. Die Stange 94 ist hin und her bewegbar durch Gelenkstangen 96 getragen, so daß ihr Ende 98 in kreisförmig gebogenen Pfannen 99 in einer Stellung eingreift, wobei eine Kurvenscheibe 100 gesteuert wird. Die Druckstange 94 wirkt für einen im nachfoli inden beschriebenen Zweck, um für eine leichte im Uhrzeigersinn erfolgende hin und her gehende Bewegung des Ständers 50 bei einer hin und her gehenden Schwenkung des Widerlageranschlages 91 entgegen dem Uhrzeigersinn um seine Achse 92 zu sorgen. Weiter arbeitet die Stange 94 mit einem hin und her gehenden Motor 101 und einer Zahnstange 102 zusammen, um den Ständer 50 über einen Winkel von 90° zu drehen, wobei gleichzeitig ein Ausklinken des Widerlageranschlages 91 durch einen hin und her gehenden Motor 103 bei dem Abschluß des Bearbeitungsprozesses an einer bestimmten Hülse erfolgt. Eine nach unten gerichtete Bewegung der Stange 94 auf eine umgekehrte Bewegung des Motors 95 hin veranlaßt die Zahnstange 102 mit dem zusammenarbeitenden Zahnrad 104 in Eingriff zu kommen, und eine nachfolgende Linksbewegung des Motors 101 bewirkt eine Drehung des mit dem Ständer 50 verbundenen Zahnrades 104 im Uhrzeigersinn.

Gemäß Fi g. 5 wird das wirksame Hineinführen des Werkzeuges 39 in das Werkstück 117 durch einen Wechsel der Stellung des Werkstückes 117 statt durch eine Veränderung der eingestellten Stellung des Werkzeuges 39 ausgeführt. Bei der Stellung der Teile, wie sie in F i g. 5 gezeigt ist, ergibt sich folgendes. Falls der Werkstückhalter 50 fest in der gezeigten Stellung gehalten würde, und die Werkzeuge 39 würden hin und her im Uhrzeigersinn um ihre Schwenkachsen 74 geschwenkt, würden die einzelnen Werkzeuge 39 einen maximalen Schnitt in die Innenfläche der einzelnen Werkstücke 117 ausführen. Mit anderen Worten, in der gezeigten Stellung befinden sich die Werkstücke 117 und die Werkzeuge 39 in ihren entsprechenden Stellungen der Fertigbearbeitung der Innennut. Unmittelbar auf die Weitetschaltung des Werkstückes in der Maschine hin nehmen die Teile die Stellung ein, die in Fig. 5 gezeigt ist. Um demnach eine Schnittiefe von ungefähr 0,05 nun für den ersten Arbeitshub zu ermöglichen statt der vollständigen Tiefe von ungefähr 0,2 mm ist es erforderlich, daß die Werkstücke 117 im Uhrzeigersinn um die Mittelachse 60 hin und her bewegt werden, wobei sie sich quer von den Schwenkachsen 74 der Werkzeuge 39 weg bewegen. Dies wird mittels einer Kurvenscheibe 110 ausgeführt, die gegen eine der Kurvenscheibe folgende Rolle 111 wirkt, die mit dem Widerlageranschlag 91 verbunden ist. Wenn die Kurvenscheibe 110 sich, wie aus Fig. S hervorgeht, im Uhrzeigersinn dreht, erlaubt die Fläche 110a der Rolle 111 sich unter dem Einfluß des Motors 95 radial zu der Drehachse der Kurvenscheibe 110 hin zu bewegen, wobei die Kurvenscheibe 110 dem Werkstückhalter 50 erlaubt, sich im Uhrzeigersinn hin und her zu bewegen. Gleichzeitig veranlaßt die Hin- und Herbewegung der Werkzeuge 39 eine Kombination einer Relativbewegung entlang der in Fig. 14 bei 40a gezeigten Linie, wobei ein Span von 0,05 mm Stärke aus dem Mittelteil der Hülseninnenfläche abgenommen wird. Die fortgesetzte Drehung der Kurvenscheibe 110 veranlaßt die Fläche 110 &

ίο oder deren Fläche für den Rückhub mit der Rolle 111 in Berührung zu kommen, wodurch der Werkstückhalter 50 leicht weiter im Uhrzeigersinn abweichend von der Bewegung des Werkzeuges 39 längs des Weges 41 bewegt wird.

Der Schnitt vorschub der Werkzeuge 39 erfolgt, wie aus Fig. 6 ersichtlich, durch die wechselnd wirkende Kurvenscheibe 110 nach oben und, wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, auf den Betrachter zu. Dies wird durch die nach oben gerichtete wechselnde Wirkung einer Stange 120 ausgeführt, die gegenüber dem Zahnrad 121 mittels eines Lagers 122 drehbar gelagert ist und durch eine an dem Gehäuse 69 befestigte Feder 123 nach unten gezogen wird. Ein Zahnrad 125 wird durch die ein kämmendes Zahnrad 126 tragende Nockenwelle 82 gedreht. Das Zahnrad 125 wird bei der nach oben gerichteten Bewegung der Welle 120 nach oben geschoben und, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, wird eine solche nach oben gerichtete Bewegung eine Bewegung der Rolle 111 nach außen auf einen größeren Umfang veranlassen, wenn sich die Fläche 110a im Radius vergrößert. Die Welle 120 wird um einen Betrag aufwärts bewegt, der bei jeder Drehung der Kurvenscheibe 1IU eine Vergrößerung des Radius der Kurvenscheibe 110a unter der Rolle Hi um etwa 0,25 mm herbeiführt, was seinerseits die Schnittiefe um 0,05 mm vergrößert. Dadurch werden 40 Umdrehungen der Kurvenscheibe 110 oder 40 hin und her gehende Bewegungen des Werkstückständürs 50 und der Werkzeuge 39 erforderlich, um die volle Schnit tiefe von 2 mm der Nuten zu erzielen. Es ist zu erken nen, daß der Teil 1106 der Karvenscheibe 110 für den Rückhub eine gleichbleibende Form hat, wodurch der Rückweg 41, der in Fig. 14 gezeigt ist, über den ganzen Bearbeitungsgang konstant ist.

Der aufwärtsgerichtete Hub der wechselnden Bewegung der Welle 120 wird mittels eines besonderen Antriebes 130 automatisch ausgeführt, der über ein übliches Untersetzungsgetriebe 132 eine Antriebswelle 131 dreht. Vorzugsweise wird die Untersetzung 132 mit einer Mehrzahl von Untersetzungsstufen ausgeführt, so daß die Antriebswelle 131 mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht werden kann. Die Weile 131 trägt eine Kurvenscheibe 133, die, wie aus F i g. 8 hervorgeht, für eine Drehung gegen den Uhr-SS zeigersmn darauf Defestigt ist. Sonrft hebt bei der Drehung der WeQe 131 die Kurvenscheibe 133 eine SoHe 134 nach oben, wodurch die Welle IiO mitgenommen wird. Wenn die Welle 131 schneller gedreht wird als oben beschrieben, werden mehr ab 0,05 mm Vor schub je Schnitt ausgeführt und demgemäB werden weniger Schnitte je Nut benötigt. In gleicher Weise ergibt eine Verg der Geschwindigkeit der Welle 131 eine geringere Schmttkife je Arbeitshub des Werkzeuges 39, and daher werden mehr Arbehs hübe für das Anfertigen einer Net benötigt.

Da die Maschine zur selben Zeit fmr eine Not in jedem Werkstück schneidet, ist es errrch, da£ das Werkstück nach der FertigsteEnng jeder Not ge-

di^ht wird, um so die Bearbeitung der übrigen fünf Nuten der Drehschieberhülse auszuführen. Dit-s erfolgt automatisch mittels einer Kurvenscheibe 135, die gleichfalls auf der Welle 131 befestigt ist. Bei jeder vollständigen Drehung der Welle 131 und daher bei jeder abgeschlossenen Bearbeitung einer Nut dreht sich, wie aus Fi g. 6 ersichtlich, die Welle 136 im Uhrzeigersinn, wobei sie die Welle 138 nach unten drückt. Die nach unten gerichtete Bewegung der Welle 138 bewirkt über einen Kolben 140 und ein Widerlager 141 eine Schwenkbewegung einer Auslösklinke 139, um eine Arretierung 142 gegen eine Feder 143 nach oben anzuheben, um so, wie sich aus Fig. 11 ergibt, die Hülse 52 für eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn freizugeben. Die Drehung der Hülse 52 erfolgt durch die Schaltklinke 145, die an der Welle 138 durch den Stift 144 angelenkt ist. Die nach oben gerichtete Bewegung der Welle 138 nach der Schaltbetätigung hebt die Schaltklinke 145 nach oben in die mit gestrichelten Linien bei 145a in Fig. 11 gezeigte Stellung.

Irgendeine übliche mechanische Zähleinrichtung kann der Welle 52 oder der Welle 131 zugeordnet werden, um die Zahl der von der Maschine ausgeführten vollständigen Nutungsvorgänge zu zählen und automatisch für die Weiterschaltung des Arbeitsständers die Motoren 95, 101 und 103 einzuschalten, um die vorgeschnittene Drehschieberhülse in die Stellung für den Fertigschnitt und, wie oben beschrieben, eine neue ungeschnittene HuIs^ in die Stellung für den Vorschnitt zu bewegen.

Die Maschine ist, wie oben beschrieben, eine wirksame Einrichtung für das Innennuten einer Drehschieberhülse od. dgl. mit einer Mehrzahl längs sich erstreckender Nuten. Die Nuten sind in dem Sinne mit einem blinden Ende ausgeführt, daß sie nicht die axialen Enden der Drehschieberhülse erreichen, und gleichzeitig sind sie sehr genau und alle Nuten sind bezogen auf den endgültigen Außendurchmesser des Werkstückes und auch zueinander genau konzentrisch. Es ist zu erkennen, daß das Werkzeug 39 sich in einer Weise gegenüber der Nut so bewegt, daß seine Vorderkante 39a im wesentlichen einen konstanten Schneidwinkel gegenüber dem Nutengrund einhält, Demgemäß wird der Seitenwinkel des Werkzeuges 39 über seinen Hub im wesentlichen konstant gehalten

und es können ohne weiteres Hartmetallschneidwerkzeuge verwendet werden, ohne daß die Gefahr des Ausbrechens bei der Veränderung des Werkzeugwinkels besteht. Es ist jedoch zu erkennen, daß wie oben angeführt, die Schneidbewegung des Werkzeuges 39

ίο auch durch die Bewegung des Werkzeuges entlang der Werkzeughalteführungen 78 automatisch während der Schneidtätigkeit verändert werden kann, statt der Veränderung der Stellung des Werkstückes durch eine hin und her gehende Bewegung des Werkstückhalters

50. In gleicher Weise kann der Werkzeughalter 72 mit einem kleinen Schleifkopf oder einer.i Funkenstreckennietallerodierer zum Schleifen der Nuten bestückt sein. Alle solche Werkzeuge werden jedoch im wesentlichen die gleiche Art von Eingriffsweg mit dem

ao Werkstück, wie er oben beschrieben ist, durchlaufen. Das Werkzeug 39 könnte natürlich auch im Inneren der Hülse auf einer geraden Linie hin und her bewegt werden und quer zu seiner Hin- und Herbe.vegungsrichtung verlagert werden, um die Innennut zu schneiden. Jedoch ist die Verwendung von üblichen Werkzeugen bei einer hin und her gehenden Arbeitsweise im Hinblick auf die Veränderung des Werkzeugfreiwinkels, der durch die im allgemeinen kreisförmige Form des Nutengrundes notwendig ist, schwierig, und

daher wird die besonders dargestellte Maschine bevorzugt.

Die einstückige Hülse ist irr. wesentlichen den bekannten dreiteiligen Hülsen überlegen. Sie ist gegenüber der Hülse mit den Nutenendringen mängelfrei

und die Konzentrizität der Hülsenteile ist absolut gesichert. Da die Lenkung für die Fahrzeugsicherheit einen wesentlichen Gesichtspunkt darstellt, ist sowohl die Vermeidung von Drehschiebermängeln als auch die wesentliche Verringerung der gesamten Herstel-

lungskosten ein bedeutender Beitrag für den Fahrzeugbau.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einstiickige Hülse für einen HochdruckölverteilerEchieber mit zahlreichen Öffnungen für die Steuerung von Hydraulikmoloren, beispielsweise Hydraulikservomotoren, bestehend aus einem Metallkörper mit einer zylindrischen Bohrung, dessen Innenfläche mehrere in Umfangsrichtung im Abstand befindliche, axial sich erstreckende Vertiefungen hat, die sich jede zur Bohrungsachse hin öffnet und die jede mit einer Öffnung in Verbindung steht, die sich durch die Wand der Hülse zu deren Außenfläche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenflärhen der Vertiefungen (126, 127) mit einem konstanten Krümmungsradius gebogen verlaufen und an der Bohrungsoberfläche an Stellen enden, die in axialer Richtung kurz vor den Hülsenenden liegen, wodurch die Enden und die Bodenflächen der axial sich erstreckenden Vertiefungen (126, 127) in an sich b ;kannter Weise in einem einzigen Materialstück liegen.

2. Einstiickige Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (117) eine zu der Bohningsachse konzentrische Außenfläche hat und daß jede Vertiefung (126, 127) auf einer radialen, die Bohrungsachse schneidenden Linie eingeschnitten ist und im wesentlichen parallele Seitenwände hat.

3. Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Hülse für einen Drehschieber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstuten:

a) Bearbeitung der Außenflache der vorgearbeiteten Hülse zu einer genauen Bezugsfläche,

b) Festhalten der Hülse an der Außenfläche und zerspanendes Abtragen von Material von der Bohrung der zylindrischen Hülse zwischen den Enden der Bohrung, um eine blind endende Nut zu bilden, und

c) Fertigbearbeitung der Innenfläche der Bohrung.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Materialabtragung zur Ausbildung einer einzelnen abgegrenzten Nut die Hülse weiterhin an ihrer Außenfläche gehalten und nacheinander in weitere Stellungen bewegt wird und weitere Nuten eingeschnitten und fertig bearbeitet werden, ehe der Innendurchmesser fertig bearbeitet wird.

5. Einrichtung zur Herstellung einer Drehschieberhülse mit einer zylindrischen Bohrung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Spannvc rrichtung (55), die die Hülse (117) an ihrer Außenfläche festhält, durch ein Werkzeug (39) mit einer Schneidfläche (39a), durch eine Haltevorrichtung (72) für das Werkzeug (39), um dessen Schneidfläche (39a) mit der Innenfläche der Hülsenbohrung in Eingriff zu bringen, und durch eine Vorrichtung, die die Haltevorrichtung (72) gegenüber der Spannvorrichtung (55) zyklisch bewegt, wodurch die Schneidfläche (39a) über einen Eingriffsweg mit dem Innendurchmesser der Hülse durch einen Bereich bewegt wird, der innerhalb der Enden der Hülse (117) axial be grenzt ist, wodurch in der Hülse (117) eine blind

endende Nut (126, 127) hergestellt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet, durch eine Vorschubvorrichtung, welche die Relativstellung des Werkzeuges (39) und der Hülse (117) fortlaufend einstellt, um die Eindringtiefe des Werkzeuges (39) bis zur endgültigen Nutentiefe zu vergrößern.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Drehung der Hülse (117), um diese und das Werkzeug (33) für die Anfertigung zusätzlicher Nuten (126, 127) auszurichten, nachdem ein vorheriges Einschneiden einer anderen Nut (126. 127) stattgefunden hat.

F Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung das Werkzeug (39) in einem gebogenen Weg gegenüber der Vorrichtung hin- und herführt, wobei die Hülse (117) quer zu ihrer Achse hin- und herbewegt wird, und zwar gleichzeitig mit dem Vorschub des Werkzeuges (39) in einen Schnitteingriff mit der Innenflä che der Hülse (117) beim Arbeitshub und aus einem Schnitteingriff beim Rückhub des Werkzeuges (39).