DE1913837C3

DE1913837C3 - Einstückige Hülse für einen Hochdruckölverteilerschieber und ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1913837C3
Application number: DE1913837A
Authority: DE
Inventors: Arthur Ernest Birmingham Mich. Bishop (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-20
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE1913837A1; JPS4949541B1; FR2004355A1; DE1913837B2; US3591139A; GB1265364A

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 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.

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 Umiangsrille 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, Aust diesem Grund braucht diese Hülse auch keinen hohen Anforderungen 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 Drehschieberhülsen mit genau bemessenen axial sich erstreckenden Vertiefungen oder Nuten bekannt, die sich zu den Hülsenenden hin öffnen. Zum Verschließen dei: Vertiefungen an den Hülsenenden sind in die

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Hülsen Endringe eingesetzt. Derartige Endringe müssen jedoch sehr genau eingepaßt sein. Dabei besteht die Gefahr, daß der Paßsitz zu weit ist, so daß der Endring herausfällt» oder daß des 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 in Hydrculiksystemeri 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.

Entindungsgeniäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, 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 Vertiefi.igen 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 3° Eine Bearbeitungsstufen billig herzustellen ist. ^Q"^h"

Die Zeichnung zeigt ein Ausführt.: p,sleispiel der erfindungsgemäßen Hülse, ein A.nv,'eudungsbeispiel für diese Hülse und eine Einrichtung zu ihrer Herstellung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines l^nkgetriebes mit einer gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Drehschieberhülse,

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

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

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Einrichtung zur Herstellung einer einstückigen Drehschieberhülse,

Fig. 5 einen teilweise geschnittenen Grundriß der in F i g. 4 gezeigten Einrichtung, Werkzeug und dem Werkstück bei der Herstellung der Vertiefungen in der DrebecWeberhülse.

Servolenksyuteme werden seit vielen Jahren hergestellt und verkauft. In letzter Zsit war der für gewöhnlich in solchen not veränderlichem Verhältnis arbeitenden Systemen verwendete Schieber ein sogenannter Drehschieber, in dem ein zentral angeordneter Schieberkern gegenüber einer Drehschieberhülse für die Steuerfunktion in eine hin und her gehende Drehbewegung 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 ίο 10 und der Schnecke 11 eine hin und her gehende Drehung der Querwelle ¹IS und eine hin und her gehende Schwenkung des ar. yii befestigten Lenkhebels

16 für die Erzeugung der L^nkbewegung der nicht gezeigten Lenkräder bewirkt. Eine Drehschieberhülse

17 arbeitet mit dem Schieberkern 10 tür 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.

einen toten Gang zwischen dem bcmeoerncm au uuu der Schnecke 11 erfolgt mittels einer Mehrzahl von Stiften 20, die mit Schlitzen 21 zusammenarbeiten, so daß eine Vorlaufdrehung von einigen Graden zwischen dein Schieberkern 10 und

der Schnecke H möglich ist, ehe die Anschlagstifte 20 eine direkte Kraftübertragung herstellen. Aus die ser Anordnung ergibt sich, daß eine leichte relative hin und her gehende Drehunp des Schieberkerns 10 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

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Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VT-VI in der

Fig.5, 5μΐΐ:ι licmjwii VjW(JW.. _o

Fig. 7 eine vergrößerte teilweise geschnittene Sei- 50 sind und die als Begrenzung der axialen Enden

tena-isicht der automatischen Zuführungssteuerung, der Nuten 26., 27 wirken. Die Nutt.i 26, 27 in der

die in Fig. 4 gezeigt ist, Hülse 17 haben eine Steuerfunktion fü. die Leitung

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VTII-VIlI in der Druckflüssigkeit von den Hydraulikeinlässen 28

der Fig. 7, in der Hülse 17 zu den entsprechender. Servozylinder-

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in der 55 einlassen 26 oder 27 über die Verteilungsnuten 30.

Fig. 6, Die von den Nuten 30 verteilte Hydraulikflüssigkeil

Fig. 10 einen Schnitt durcl, .lcn Aufspannneiäti- wird abhängig von der Richtung der relativen Dre-

gungsmechanismus längs der Linie XX in der F i g. 6, hung zwischen dem Schieberkern 10 und der Hülse

Fig. 11 einen Schnitt durch den Wetterschaltme- 17 abwechselnd zu den Kraftzylinderdurchlässen H

chanismus längs der Linie XI-XI in der Fig. 6, 60 oder 27 und von dort zu dem entsprechenden Sumpi

Fig. 12 einen Schnitt durch den Steuermcclianis- oder zu den Pumpeneinlaßdrucknuten 31 geleitet, di<

mus für die Zuführung des Werkstückes längs der Li- zu dem Niederdruck- oder Sumpfauslaß 32 führen

nie XII-XTI in der Fig. 5, Bishe~ wurde die Hülse 17, wie oben erwähnt, aui

Fig. 13 einen vergrößerten Schnitt durch die Hülse drei miteinander verbundenen Teilen ausgeführt

zur Darstellung der Werkzeugbewegung gegenüber 65 nämlich der eigentlichen Hülse 17 und den Endringei

der Hülse und 22. 23. Der in den Hülsennuten 26. 27 vorhanden«

Fig. 14 eine schematische Darstellung des tatsäch- Druck wirkt natürlich gegen die Ringe 22, 23, un<

liehen Verlaufes tier Relativbewegung zwischen dem 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 Oegenbohmngen 24, 25 einen geringfügig kleifVeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der zugehörenden Ringe 22,23. Somit ergibt sich, wenn die Ringe 22, 23 in die Enden der Hülse 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 Hülse, 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 Herstellungsverfaliiren erscheinen. Jedoch erfordern die entsprechenden Einstell- und Schneidvorgänge ungefähr vierundzwanzig einzelne Arbeitsgänge. Diese sind in ihrer üblichen Reihenfolge:

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

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

4. gleichzeitiges Räumen der sechs Nuten 26, 27,

5. Einstellen der Hülse in bezug auf die geräumten Innenflächen und Feitigschleifen des Außen-

Olli VlimCiHK·! ff)

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

g. Drehen der äußeren O-Ringnuten für die

O-Ringdichrungen 36, , 9, Bohren der radialen !Löcher,

10. Aufkohlen und Hartem wenigstens der Werk-• stöekfiäche,

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 der Praxis festgestellt, daß im wesentlichen alle oben aufgeführten Arbeitsgänge erforderlich sind, um ein vollständig genaues dreiteiliges Hülse πι 5 teil 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 Arbeitsgänge sind kurz aufgeführt:

la) Fertiges Ausbilden und Drehen des Außendurchmessers der Hülse, Bohren ihrer Innenbohrung und Abschneiden von der Stange,
2a) Aufspannen der Hülse auf ihrer fertig bearbeite-

»5 ter Außenfläche in der Maschine gemäß der Erfindung und Vorbearbeiten sowie Fertigbearbeiten der sechs Innennuten,
3 a) Bohren der radialen Löcher,
4a) Aufkohlen und Härten wenigstens der Hülsenfläche,

Sa) Reinigen,
6a) Innenschleifen des Innendurchmessers der Hülse

und
7a) Höhnen des Loches 19a.

Eine Betrachtung des Unterschiedes in der Zah! 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 Beart>eitungsgängen 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 gegenül >er den übrigen Nuten genau ausgerichtet war. Es ist bekannt, daß die Räumnadel die Neigung hat, sich aus dtn Mitte zu bewegen, wenn sie durch die Hüls«: hindurchgeht, was bedeutet, daß des fertigge räumten Nuten, während sie genau zueinander einge steht sind, beträchtlich exzentrisch zur Mitte der Hülse sein können, wie sie durch die Mitte ihrer äußeren Zylinderfläche bestimmt ist. Demgemäß wurde bisher mit der spanabhebenden Fertigbearbeitung der

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

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

F.in bedeutender Gesichtspunkt dieses Verfahrens zur Herstellung von Drchschicberhülscn 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 allgemein im Kreisbogen aus der inneren Zylindci flache 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 gegen übe! der Hülse bewegbar ist. Hei dem dargestellten Auslührungsbeispiel wird die Hülse an ihrer äußeren vorher fertiggestellten Fläche in einem Spannkopf oder einer Spannzange genau in Stellung gebracht Die Hülse wird dann gegenübe! dem Werkzeug hiii und her bewegt. Während das Werkzeug zur Anfertigung der Nuten gegenüber dem Werkstück eine kompli <e Bewegung ausführen könnte, erfolgt bei der hier datgestellten Maschine eine einfache Schwenkbewegung des Werkzeuges um eine feste Achse zusammen •mit 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 einsprechendes fortschreitendes Eindringen des Werkzeuges in das Werkstück erzielt. Die Schneidtätigkeit ist schematisch in Fig. 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 40ii, 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 ein hin und her schwingender Ständer 50 gezeigt» der eine Hüls« hält. Der Ständer 50 hat eine querverlaufende Bohrung 51, die eine mittels Lager 53 darin drehbare Hülse 52 aufnimmt. Gegenüberliegende Klemmhülsen 54 haben für das Zusammenwirken mit der Hülse 117 an ihrer äußeren Umfangsfläche kegelförmige Spannkopfteile 55. Die Klemmspannköpfe 55 sind in üblicher Weise axial geschlitzt und kommen mit den Hülsen 117 bei der axialen Bewegung des Spannhülsenbetätigungsteils 56 zu der Schwenkachse 60 des Ständers 50 hin fest in Eingriff. Federn 57, die gegen Klötze 58 wirken und an den Hülsen 56 befestigt sind, veranlassen normalerweise die Spannhülsen 55, in einen federnden Eingriff mit dem Werkstück oder der Hülse 117 zu kommen. Ein Ausriickbügel 61 schwenkt auf einem Exzenter 62, der mit der Hülse 54 zusammenarbeitet, um den Klotz 58 und den Betätigungsteil 56 in die Spannkopf -ausrückrichtung bei der relativ zu der Achse 60 radial nach außen gerichteten Bewegung der Bügeirollen 63 zu 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 Bcarbeilungsstcllen kann an der einen Bearbeiiungsstclle die Vorbearbeitung vorgenommen werden, während gleichzeitig an der zweiten Bcarbeitungsstellc 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 Bearbeitungsstclle 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 6K mit dem Hauptaußcngchäusc der Maschine 69 fest verbunden. Die Welle 67 trägt eine in Fig. 9 gezeigte Kurvenscheibe 70, die so ausgchiidei 'St, daß eine Bewegung der zusammenarbeitenden Bügeirollen 63 radial nach außen erfolgt, wenn der Ständer 50 sich zwischen der Fertigschneid- und

2f der Vorschneidstcllung 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 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 vorbcarbcitct ist, wird in ilen Spannkopf 55 eingesetzt, wonach der Ständer um weitere 90° gedreht wird, um die neu eingesetzte Hülse in die Stellung zum Vorschneiden links in der Fig zu bringen. Gleichzeitig wird die vorher vorgeschnittene Hülse 117 über die Herstellung, 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;> im Uhrzeigersinn bis ungefähr zu einem Punkt 70c konstant ist, so daß die leichten hin und her gehenden Bewegungen des Ständers 50 ge-

genüber der Kurvenscheibe 70 in der Vorschnitt- und FertigschnittstcHung 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 Werkzeugträgerwelle 75 wird mittels eines Kurbelarmes 8C in eine hin und her gehende Drehbewegung versetzt Der Kurbelarm 80 ist über Gestänge 81 mit einei Nockenwelle 82 und einem darauf befindlichen Ex zenter 83 gelenkig verbunden. Die Nockenwelle 8i wird mittels eines Riemenscheibenschwungrades 8< gedreht, das über Riemen 85 von einem üblichen An triebsmotor angetrieben wird. Wenn sich die Nocken welle 82 dreht, versetzt sie gleichzeitig die Kurbeli 80 in eine hin und her gehende Bewegung und dreh dadurch die Trägerwellen 75 zuerst im Uhrzeigersin und dann entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß zu je dem Zeitpunkt beide Werkzeuge 39 zusammen in der Arbeitshub oder in dem Rückhub tätig sind. Wie an Fig. 5 hervorgeht, ist der Arbeitshub oV ^erSnngfe wegung der Kurbeln 80 im TJhrzeigersin t, wobei di Werkzeuge 39 sich in das Innere der Hülsen itf bt wegen.

409 612/1 ή

Der Ständer SO wird durch Ansehlagwiikrlagcr 90 in den Arbeitsstcllungen gehalten und gemäß Fig. 5 dauernd im Uhrzeigersinn gedrückt, so daß das Widerlager 90 durch einen Druck von ungefähr 180 kp gegen die Anschlaghaltcrung91 fest in Eingriff gehalten wird, die um ihre Achse 92hin und her geschwenkt wird. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, wird das Anschlagwidcrlager 90 sich nach links bewegen, wenn der Anschlag 91 im Uhrzeigersinn hin und her geschwenkt wird, was bewirkt, daU der Ständer 50 leicht entgegen dem Uhrzeigersinn gegen eine Bclnstuugsslange 94 hin und her geschwenkt wird, die gemäß Fig. 5 durch einen I.uftmolor 05 od. dgl. nach oben bewegt wird. Die Stange 94 ist hin und her bewegbar durch Gelenkstangcn 96 getragen, so daß ihr linde 98 in kreisförmig gebogenen Pfannen 99 in einer Stellung eingreift, wobei eine Kurvenscheibe 100 gesteuert wird. Die Druckstange 94 wirkt für einen im nach folgenden 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 Zahnrade» 104 im Uhrzeigersinn.

Gemäß F i g. 5 wird das wirksame Hineinführen des Werkzeuges 39 in das Werkstück 117 durch einen Wechsel der Stellung des Werkstückes I17statt durch eine Veränderung der eingestellten Stellung des Werkzeuges 39ausgeführt. 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 Weiterschaltung 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 mm 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 rnd her bewegt werden, wobei sie sich quer von den Schwenkachsen 74 der Werkzeuge 3? 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 Korvenscheibe HQ sieh, wie aus Fig. 5 hervorgeht, im Uhrzeigersinn dreht, erlaubt die Fliehe 110a der Rolle 111 sich unter dem Brflflüß des Motors 95 radial zu der Drehachse def Kurvemdhei

110 hin zu bewegen, wobei die Kurvenscheibe 110 dem Werkstückhalter 50 erlaubt, nich 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 40« gezeigten Linie, wobei ein Span von (1.05 min Stärke aus dem Mittelteil der Hülseninnenfläche abgenommen wird. Die fortgesetzte Drehung der Kurvenscheibe 110 veranlaßt die Fläche 110/) otlcr deren Mäche für den Rückhub mit iIji Rolle 111 in Berührung zu kommen, wodurch der Werkstückhalter 50 leicht weiter im Uhrzeigersinn abwokheiul von der Bewegung d«:s Werkzeuges W längs des Weges 41 bewegt wird.

DerSehniHvorschnbder Werkzeuge Λ9 erfolgt, wie avis Fig. (■> et sichtlich, durch die wechselnd wirkende Kuivenscheibe 110 n.-ich oben und. wie aus Fif. 5 /u 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 gelauert ist und durch eine an dem Gehäuse f»9 befestigte Feder 123 nach unten gezogen wird. Ein Zahnrad 125 wird durch die ein kämmendes Zahnrad 126 tragep.de Nockenwelle 82 gedreht. Das Zahnrad 125 wird bei der nach oben gerichteten Bewegung der Welle 120 nach oben geschoben und, wie aus Fig. (i 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 HOo im Radius vergrößert. Die Welle 1120 wird um einen Betrag aufwärts bewegt, der bei jeder Drehung der Kurvenscheibe 110 eine Vergrößerung des Radius der Kurvenscheibe 110« unter der Rolle 111 um etwa 0,25 mm herbeiführt, was seinerseits die Schnittiefe um 0.05 mm vergrößert. Dadurch werdein 40 Umdreh'ungen der Kurvenscheibe 110 eier 40 hin und her gehende Bewegungen des Werkstückständers 50 und der Werkzeuge 39 erforderlich, um die volle Schnittiefe von 2 mm der Nuten zu erzielen. Es ist zu erkennen, daß der Teil 110fr der Kurvenscheibe 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. Di« Welle 131 trägt eine Kurvenscheibe 133, die, wie au: Fig. 8 hervorgeht, für eine Drehung gegen den Uhr zeigersinn darauf befestigt ist. Somit hebt bei der Dre hung der Welle 131 die Kurvenscheibe 133 eine Roll· 134 nach oben, wodurch die Welle 120 «nitgenommei wird. Wenn die Welle 131 schneller gedreht wird al oben beschrieben, werden mehr als 0,05 mm Voi schub je Schnitt ausgeführt und demgemäß werde weniger Schnitte je Nut benötigt. In gleicher Weis ergibt eine Verringerung der Geschwindigkeit de Welle 131 eine geringere Schnittiefe je Arbeitshu itfes Wetk2eugesS$„tiM dalrer werden twV Arbeit! 'rjliibe ff£ das Anfertigen einer Nut ber. .::gi. **" Da die Maschine zur seken Zeit tau eine Nut i :.jede<n$Ö«ifestuck schneidet, ist es erforderlich, ds Werkstück nach der Fertigstellung jeder Nut g<

dreht wird, um so die !Bearbeitung der übrigen fünf Nuten der Drchschieberhülse auszuführen. Dies erfolgt automatisch mittels einer Kurvenscheibe 135, die gleichfalls auf der Welle 131 befestigt ist. Hei jeder vollständigen Drehung der Welle 131 und daher hei jeder abgeschlossenen Bearbeitung einer Nut dreht sich, wie aus Fig. 6 ersichtlich, die Welle 136 im Uhrzeigersinn, wobei sie die Welle 138 nach unten drückt. Die nach unten gerichtete Bewegung der Welle ί 38 bewirkt ül>cr einen Kolben 140 und ein Widerlager 141 eine Schwenkbewegung einer Auslösklinkc 13'). um eine Arretierung 142 gegen eine Feder 143 nach oben anzuheben, im so. wie sich aus I· ig. I I ergibt, die Hülse 52 für eine D.'.hung entgegen dem Uhrzeigersinn freizugeben. Die Drehung der Hülse 52 erfol; ι durch die Schaltklinke 145, die ander Welle 138 durch den Stift 144 angelcnkt ist. Die nach oben gerichtete Bewegung der Welle 138 nach der Schaltbetiitigung hebt die Schaltklinke 145 nach oben in die mit gestrichelten Linien bei 145a in Fig. I I gezeigte Stellung.

Irgendeine übliche mechan sehe 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 Drehschief.erhiilsc in die Stellung für ilen Fertigschnitt und, wie oben besehrieben, eine neue ungeschnittene Hülse in die Stellung für ilen Vorschnitt zu bewegen.

Die Maschine ist, wie oben beschrieben, eine wirksame Einrichtung für das Innennuten einer Drchschieberhülse 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 Außendtirchmesser 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 39<j im wesentlichen einen konstanten Schneidwinkel gegenüber dem Nutengrund einhält. Demgemäß wird der Seitenwinkel des Werkzeuges 3V über seinen Hub im wesentlicher* konstant gehalten und es können ohne weitere··. Hartmeiallschneidwerkzeuge verwendet werden, ohne daß die Gefahr des Ausbrechen¹; bei der Veränderung des Werk.'eugwinkels besteht. Es ist jedoch zu erkennen, daß wie oben angeführt, die Schneidbewegung des Werkzeuges 39

ίο auch durch die Bewegung des Werkzeuges entlang der Wei k/eughalteführungen 78 automatisch während der Schneidtätigkeit verändert werden kann, statt der Verändern ng der S teilung des Werkstückes durch eine hin und hergehende Bewegung des WerksUickhalters

ι., 50. In gleicher Weise kann der Werkzeughalter 72 mit einem kleinen Schleifkopf oder einem Funkensireckenmetallerodierer zum Schleifen der Nuten bestuckt sein. Alle solche Werkzeuge werden jedoch im wesentlichen die gleiche Art von Eingriffsweg mit dem Werkstück, wie er oben beschrieben ist, durchlaufen. Das Werkzeug 39 könnte natürlich auch in Inneren (ter Hülse auf einer geraden Linie hin und her bewegt werden und quer zu seiner Hin- und Herbewegungsrichtungverlagert werden, um die Innennut zu schiieiden. Jedoch ist die Verwendung von üblichen Werkzeugen bei einer hin und her gehenden Arbeitsweise im Hinblick auf die Veränderung des Wcrkz.eugfreiwinkels, der durch die im allgemeinen kreisförmige Form des Nutengrundes notwendig ist, schwierig, und

in daher wird die besonders dargestellte Maschine bevorzugt.

Die einstiickige Hülse ist im 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 Herstelliingskosten ein bedeutender Beitrag für den Fahrzeugbau.

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eic'inungen

Claims

I 913837

Patentansprüche:

1. Einstückige Hülse für einen HöchdrucliöJ-verteilersehieber mit zahlreichen öffnungen für die Steuerung von Hydraulikmotoren, 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 Bodenflächen 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 bekannter Weise in einem einzigen Materialstück liegen.

2. Einstückige Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (117) eine zu der Bohrungsachse 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 eineT Drehschieber nach An-•pruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

a) Bearbeitung der Außenfläche 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 Spannvorrichtung (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 begrenzt ist, wodurch in der Hülse (117) eine blind

endende Nut (126, 127) hergestellt wird,

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

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Drehung der Hülse (117), um diese und das Werkzeug 0*9) für die Anfertigung zusätzlicher Nuten (126,127) auszurichten, nachdem ein vorheriges Einschneiden einer anderen Nut (126, 127) stattgefunden hat.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung das Werkzeug (3!9) 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 Innenfläche der Hülse (117) beim Arbeitshub und aus einem Schnitteingriff beim Rückhub des Werkzeuges (39).