DE2025750A1 - Feinstbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

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26. Mai 1970 2/D

SOOIKDE JUJOHYME AUTOMOBILES CITROEN, Paris, Frankreich

Fellbearbeitungsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feinstbearbeitungsmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, welche eine in einem Support drehbar gelagerte Werkzeugspindel aufweist, wobei der Support in Richtung der Spindelachse oszillierend beweglich ist. Das Werkzeug kann auch expandierbar sein.

Es sind bereits derartige Maschinen bekannt, welche zwischen der Werkzeugspindel und dem Werkzeug eine Yorrichtung zur Ermittlung des Widerstandsdrehmoments aufweisen, dem das Werkzeug unterworfen ist. Dieser Widerstandsmomentdetektor ist in der Regel lediglich dazu verwendet, das Werkzeug oder sein Dehnorgan in Abhängigkeit vom festgestellten Drehmoment zu verschieben, um ein konstantes Arbeitsdrehmoment aufrechtzuerhalten·

Das Widerstandsmoment oder -drehmoment fällt am Ende des Werkzeug- oder Spindelarbeitshubes sciinell al), wenn sich die Länge des im Eingriff befindlichen Bereichs des Werkzeuges vermindert, im Falle einer konischen oder diaboloförmigen Bohrung dannj wenn das Werkzeug den kleinen Durchmesser der

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Bohrung verläßt, und im PalIe eines konischen oder tonnenförmigen Werkzeuges dann₉ wenn der große Durchmesser des Werkzeuges das Werkstück verläßt«, In diesen drei Fällen muß die Bewegungsrichtung des die Werkzeugspindel tragenden Supportes umgekehrt werden, um das Werkzeug in der nutzbaren Zone zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schleifoder sonstigen Peinstbeaxbeitungsmasehine₉ bei der selbsttätig w die Richtung der oszillierenden Bewegung des Supportes umgekehrt wird, wenn das Werkzeug die nutzbare Arbeitszone verläßt.

Dies ist mit einer Maschine der eingangs umrissenen Art erreicht, die ■ erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch einen zwischen Spindel und Werkzeug angeordneten WiderstandsffiOMeatdetektor und davon gesteuerte Organe zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Supportes bei einer schnellen Widerstandsmomentverittinderungj d«, Iu bei einer bestimmten Widerstandsmomentverminderung in einer bestimmten Zeitspanne©

Es sind bereits Widerstandsmomentdetektoren mit einem in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment beweglichen Absperrorgan bekannt, das in eine Leitung für die Zufuhr von Druckluft mib bestimmtem Durchsatz angeordnet ist_o Der .Druck in der Leibung isb somit eine Punktion des Ausmaßes der Absperrung der Leitung j d„ Iu ihres freien Austrittsquerschnitte, also des WidersbanasEioiient©So Bin Widerstandsmomentdetektor dieser Art isb insbesondere in der französischen Patentschrift. Mrs, 1 538 052 beschriebene

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Maschine mil einem Detektor dieser Art versehen., ferner mit;. einem die Lei.» bung des Detektors überwachenden Druckfühler¹ aur Umkehrung

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der Bewegungsrichtungs des Supportes "bei einer bestimmten Druckänderung in der einer Widerstandsmoment verminderung entsprechenden Richtung·.

Der Druckfühler kann mit Vorteil als Differentialdruckschalter ausgebildet sein, dessen beide Kammern mit der Detektorleitung unmittelbar bzw. über eine Drossel, d. h. ein den Durchsatz verminderndes Gerät, verbunden sind, wobei parallel zur Drossel ein Rückschlagventil angeordnet ist. Die über die Drossel und das Rückschlagventil angeschlossene Kammer kann außerdem mit einem als pneumatische Kapazität wirkendem "Volumen stromabwärts, d.h. hinter der Drossel verbunden sein. .

' Stattdessen kann der Druckfühler auf vorteilhafte Weise eine in Abhängigkeit vom in ihrem Inneren herrschenden Druck bewegliche, abbremsbare Düse und eine davor angeordnete, in Abhängigkeit vom Druck in der Detektorleitung bewegliche, sich bei einer Widerstandsmomentminderung bzw. -steigerung von der Düse weg bzw. auf sie zu verschiebende Platte aufweisen, wobei ein auf einen bestimmten Druckabfall im Düseninneren ansprechender Druckschalter vorgesehen ist.

Weiterhin kann der Druckfühler vorzugsweise als vom Druck in der Detektorleitung vorgesteuerter Strömungsmittelverstärker ausgebildet sein, der auf eine einen Druckschalter steuernde pneumatische, bistabile Kippschaltung einwirkt.

Die Bewegung des das Werkzeug tragenden Supportes kann mittels einer bistabilen elektronischen Kippschaltung gesteuert sein. In diesem Fall ist der erwähnte Druckschalter vorzugsweise in den Steuerkreis einer zweiten bistabilen elektronischen Kippschaltung eingeschaltet, deren Kippen ein Vorsignal an die erste Kippschaltung zur Folge hat.

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Nachstellend sind drei Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben· Darin zeigen die Pig· 1 bis 3 jeweils eine dieser Ausführungsformen in sehematischer Wiedergabe.

Der Support 1.ist an einer nicht dargestellten Maschine in Längsrichtung verschieblich angeordnet und weist eine drehbar gelagerte Spindel 2 auf, an der ein Werkzeug 3 über einen Widerstandsmomentdetektor 4 befestigt ist. Bei ^ letzterem handelt es sich beispielsweise um den in der IFran-" zösischen Patentschrift Nr. 1 538 652 geoffenbarten Detektor. Der Detektor 4 verändert in Abhängigkeit vom Widerstandsdrehmoment den Ausgangsquerschnitt einer Leitung 5» die an eine Druckluftquelle 6 angeschlossen ist, und zwar über eine Drossel 7» ä.· h. ein den Durchsatz minderndes Gerät. Der Druck in der Leitung 5 hängt von deren Austrittsquerschnitt ab, also vom Widerstandsdrehmoment. Unter der Voraussetzung, daß der Austrittsquerschnitt mit dem Widerstandsdrehmoment ansteigt, ist der Druck in der Leitung 5 um so kleiner, je größer das Widerstandsdrehmoment ist, so daß also einem steigenden Widerstandsmoment ein fallender Druck in der Leitung 5 zugeordnet ist.

Der Support 1 ist an einem Kolben 8 einer doppelt wirkenden Kolben/Zylinder-Einheit 9 befestigt, die über ein Servoverteilerventil 10 mit einer Druckflüssigkeitsquelle 11 verbunden ist.

Das Ventil 10 ist von einer elektronischen bistabilen Kippschaltung 12 gesteuerte Diese ist.wiederum selbst von zwei elektrostatischen Kontakten gesteuert. Jeder dieser Kontakte besteht, wie an sich bekannt, aus einem ersten, feststehenden Kondensatorelement 13, und einem zweiten Kondensa-• torelement 14, das einstellbar auf einer Stange 15 befestigt

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ist, die mit dem Support 1 verbunden ist. Wenn das bewegliche Kondensat or element 14- in eines der festen Kondensatorelemente 13 eindringt, bewirkt die dabei stattfindende Kapazitätsänderung ein Kippen der Kippschaltung 12, was eine Umkehrung der Strömungsrichtung der Flüssigkeit im Servoverteilerventil zur Folge hat, somit auch eine Umkehrung der Bewegungsrichtung des Kolbens 8 im Zylinder der Kolben/Zylinder-Einheit 9·

Läuft also beispielsweise der Kolben 8 nach unten, dann dringt das Kondensatorelement 14 am Ende des Abwärtshubes vom Support 1 in das untere Kondensatorelement 13 ein, so daß die Kippschaltung 12 umspringt und die Sichtung des Flüssigkeitsdurchlaufs im Ventil 10 umgekehrt wird, so daß der Kolben 8 unter Mitnahme des Supportes 1 wieder nach oben läuft. Erreicht der Kolben 8 seine obere Totpunktstellung, dann kehren die Kippschaltung 12 und das Ventil 10 in ihre Ausgangsstellungen zurück, so daß der Kolben 8 wieder nach unten läuft. Auf diese Weise führt der Support 1 in Richtung der Achse des Werkzeugs 3 eine Hin- und Herbewegung aus. Darüberhinaus wird das Werkzeug 3 auf bekannte Art und Weise gedreht und gegebenenfalls expandiert. Handelt es sich um ein expandierbares Werkzeug 3, dann ist die Expansionssteuervorrichtung über eine Leitung 16 mit der Leitung 5 verbunden. Bei dieser Vorrichtung kann es sich um eine solche handeln, wie sie in der erwähnten Französischen Patentschrift beschrieben oder in den Patentanmeldungen P 19 15 527.2 und 19 15 528. 3 geoffenbart ist.

Die Leitung 5 ist an die feste Wand einer Kapsel 17 angeschlossen, deren bewegliche Wand mit einer Platte 18 versehen iet.

Die Platte 18 ist vor der Ausgangsöffnung einer Düse 19 angeordnet, welche axial beweglich und an einer Membran

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befestigt ist. Die Membran 20 trannt zwei Kammern 21 und 22 voneinander, welche jeweils, an eine Druckluftquelle 23 angeschlossen sind, und zwar über eine Drossel 24 bzw. 25, d. h. durchsatzsteuernde Geräte. Die Kammer 22 ist mit der Atmosphäre über einen Durchsatzregler 26 verbunden, der auf einen kleineren Wert als der Regelwert des Gerätes 25 eingestellt ist bzw. regelt. Die Kammer 21 ist mit der Ausgangsöffnung der Düse 19 über einen Kanal 27 verbunden, in den ein Durchsatzregler 28 eingeschaltet ist.

Der Kanal 27 ist außerdem über eine Leitung 29 mit der festen Wand einer Kapsel 30 verbunden, deren bewegliche Wand einen Kontakt 31 aufweist. Dieser Kontakt 31 ist in den Steuerkreis einer elektronischen Wiederholkippschaltung 32 eingeschaltet, die außerdem mit der Kippschaltung 12 derart verbunden ist, daß sie normalerweise sich in'demselben Zustand wie letztere befindet. Die Ausgänge dieser Kippschaltung 32 sind mit der Kippschaltung 12 parallel mit den Kondensatorelementen 13 verbunden, so daß beim Schließen des Kontaktes 31 ein Vorsignal der Kippschaltung 12 aufgegeben wird, welches deren Umspringen bewirkt.

* Wenn der Druck in der Leitung 5 infolge eines Absin-

kens des Widerstandsdrehmoments ansteigt, dann bläht sich die Kapsel 17 auf, so daß die Platte 18 sich von der Austrittsöffnung der Düse 19 entfernt. Der Druck in der Kammer 21 vermindert sich, so daß die Membran 20 sich verschiebt, und zwar unter Mitnahme der Düse 19 derart, daß die Düse 19 sich der Platte 18 nähert.

Ist diese Druckänderung langsam, dann folgt die Düse 19 der Platte 18 dergestalt, daß der Druck in der Leitung praktisch konstant bleibt.

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Ist demgegenüber die Drucksteigerung schnell, d· h. entspricht sie einer vorgegebenen Widerstandsdrehmomentänderung oder geschieht sie in einer Zeit, die kleiner als ein vorgegebener Wert ist, beispielsweise einer Verminderung um 1/50 des Nenndrehmoments oder einer Zeitdauer kürzer als 16 Millisekunden, dann entfernt sich die Platte 18 schnell von der Düse 19· Der Druck in der Kammer 21 kann auf Grund des Durchsatzreglers 28 nicht so schnell absinken, als daß die Düse 19 der Bewegung der Platte 18 folgen könnte. Der Druck in der Leitung 29 und in der Kapsel 30 vermindert sich, so daß der Kontakt 31 schließt. Die Kippschaltung 32 springt um und gibt an die Kippschaltung 12 ein Vorsignal ab, welches diese Kippschaltung 12 umspringen läßt. Das Servoventil 10 wird umgeschaltet und kehrt die Bewegungsrichtung des Supportes Ί um.

Im umgekehrten Fall, wenn also das Widerstandsdrehmoment ansteigt., nimmt der Abstand zwischen der Platte 18 und der Düse 19 ab, so daß der Druck in der Kammer 21 ansteigt und die Düse 19 zurückläuft, bis zwischen der Platte 18 und der Düse 19 der ursprüngliche Abstand wieder hergestellt ist. Diese Bewegung ist ohne Wirkung auf den Kontakt 31, unabhängig davon, ob sie schnell oder langsam erfolgt.

Am Ende des Arbeitshubes vom Werkzeug 3 fällt das Widerstandsdrehmoment schnell ab, so daß die Kippschaltung 32 eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Supportes 1 hervorruft. Es ist jedoch vorzuziehen, die Kondensatorelemente 13, 14 aus Sicherheitsgründen beizubehalten, um das Werkzeug 3 in der Arbeitszone zu halten und um die Bewegung des Werkzeuges 3 in einer Richtung zu begrenzen, wenn die Gefahr von Kollisionen besteht.

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Bei der Ausführungsform gemäß I¹Ig₀ 2 ist statt der Kapseln 17 und JO _v der Düse 19 "und der Yerschiebungsvorrichtung dafür ein einfacher Differentialsciialter vorgesehene Dieser weist zwei Kammern 33 und 54- auf ₉ die durch eiae Mem= brail 35 "voneinander getrennt sind₉ an der der Kontakt JI befestigt istο Die Leitung 5 ist mit der Kammer 33 unmittelbar verbunden j während ihre Verbindung zur Kammer 34- über einen Burciisatsregler 36 gegeben ist₉ parallel zu dem ein Rückschlagventil 37 angeordnet ist₉ das "den Eintritt von Luft aus der Leitung 5 in die Kammer 34- verhinderte Die Kammer 34· ist vorteiliiafterweise außerdem mit einem Yolumes. 38 verbundene, i-/eleli@8 die hochfrequenten Schwingungen integrieren soll₉ v-jelche sich de® pneumatischen Signal überlagern₉ und welche Aaiplitudea erreichen "können₉ die unbeabsichtigte und ungeord« netz .^XLSlöstüigea der Uaikehrvorrichtuiig

Steigt der Druck in der¹ Leitung 5 langsam an_s dann "■.-Tp.clisen die Drücke in den Kaamiem 33 und 34- gleichseitige,, und. der Eöatalit 31 bleibt unbewegt_o Ist dagegen eine sehneil© lO-Aicksteigsrung gegeben ₉ dann verhindert der Durchs at zmiader bs":fo die Drossel 36 kein derartig schnelles Einströmen von Ifafi* i;i die Eaimer 34-₀ daß der Druckanstieg in derKaaaer 33 !:■. -',);:-::i:::;t ".-jarden könnte_o Die Membran 35 bewegt sich und ΐά:^:ΐ·; Qx-L· Eontakt 31 mit₉ der schließt_o

Bei einer Drticlaflinderung in der Leitung 5 öffnet das

Ycr-itiX 37 ο so daß die Drücke in den Kammern 33 On«! 34- gleich=· aeitig ahsinkeiio

Bei 6.QV AusfüSirungsform gemäß Figo 3 wird das pxiam.= /»r'\;i,sclie Signal Mittels ©lass Proportioaal-Btrosuagsaitt©!·= v-e2?3bärkor'S 39 verstärkt₂ der auf eine pneumatisch® bistabile Eippaclialtuaß 40 eiawirkt_o Diese steuert ihrerseits

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Manometer- oder Druckschalter 41, der in den Steuerkreis der Wiederholkippschaltung 32 eingeschaltet ist·.

Die Steuerkreise 42a und 42b des Verstärker.® 39 sind' über Druckminderer 43a und 43b an die Leitung 5 angeschlossen· Der Kreis 42a ist außerdem an ein Yerzögerungsvolumea 44 angeschlossen.

Die Steuerkreise 45a und 45b der bistabilen Kippschaltung 40 sind einerseits mit dem Ausgang des Verstärkers- 39 und andererseits an die Druckluftquelle 6 angeschlossen, und zwar über, einen Druckregler 46. Sin Volumen 38 aur° Unterdrükkung von hochfrequenten Schwingungen, welche sich dem ersten Signal überlagern, ist an den Kreis 45a angeschlossen·

Im Betrieb wird jede Druckänderung in der Leitung S-durch den Verstärker 39 verstärkt und wirkt auf die Kippschaltung 40 ein. Der Verstärkungsfaktor kenn in der iJrös-' sanordnung von 10 liegen» Ist dieser Faktor unzureichend, dann können mehrere Verstärker in Reih© geschaltet

Bei einer Druckt»Weigerung in der Leitung 5 und damit ,im Kreis 45a kippt die Kippschaltung 40 sofort im und wix'kt auf den Druckschalter 40 ein. Dieser Schalter iiahrt ia die Ausgangsstellung zurück, wenn das Steuersignal aufhört, und zwar auf Grund der zweit,en Steuerung der Kipp^clialtimg mittels des Kreises 45b.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   f@i:astbearbeitungsmaschine_s insbesondere Schi eif mas chine ₉ 3 Lohe eine in einem Support drehbar gelagerte Werkzeugspin·=· del aufweist_s wobei der Support in Sichtung der Spindelachse oszillierend "beweglich ist_s gekennzeichnet durch einen zxcL·= sehea Spindel (2) und Werkzeug (3) angeordneten Widerstandsmoaentdetektor (4) und davon gesteuerte Organe (10§12§32ξ17₅ 1:;₅-19,2Ο_?28₉3Ο₅31 "bzw, 31₉35»36₉37 tzw. 39 bis 45) zur Um« ktiliruTig der- Bewegungsrichtung des Supportes (1) bei einer bestimmten Wider^tandsmomentvermindepung in einer bestimmten Zeitspanneο

   P.« Kaschine nach Einspruch I₃ dadurch gekennzeichnet ₉ daß •is,*? Detektor (^) eia ia Abhängigkeit vom Widerstandsmoment bsusKÜickcSj in einer Leitung (5) für die Zufuhr von Druck-'"_s.;ki: miü h"--.-ituiiiaitom Durchsatz '^:ngeordnetös Absperrorgan aufv/ai .-ifc.-, und daß ein die Leitung (5) des Detektors (4) über-- ^i-headsL« i):_:?uckfüliler (18₉Ί9»?ϋ,3'Ι bzw, 31_S33_S34₉35 bzw« 39? ^iOj4"I) :.'AV' Uinkühruuü' der Bevieguiigsrichtung des Supportes (1) _fc i>c:i einer bestimmten Druckändei-ung in' der einer Widerstands- W .„«.^.««t-.^^.«.,»,,·«^^.«,,««, eatsprechenden Eichtiing vorgesehen ist"_o

   iiz Maschine nach Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet',, daß d'-iT» Dnuikfüiiler als JDifferentialdruckschalter (3^?35) ausgebildeu iafc₉ dessen beide Kaamern (3304) mit der "Detektoi-leil.iiig (5) xm'ffldtbeibar bsw_o üb©r eine Drossel (36) mit _t.arnllfcA<si.i HiiGk.dclilagventil (3?) verbunden

   o i'iafei^Liii'U; nacii Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet_s daß if? IU-1-ν... LiTiIi j ,it· ttine in Ibhängighii-- vom la 'liuiaren hei-r Druck t)3wep;liche₉ abbre^^bare Düse (10) uua oiii

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   davor angeordnete, in Abhängigkeit vom Druck ia der- Druck luft! ei tung (5) hinter dem Detektor (4) bewegliche_s sich bei einer Widerstandsmomentminderung bzw*, -steigerung von der Düse (19) weg bzw. auf sie zu verschiebende Platte (18) aufweist, und daß ein auf einen bestimmten- Druckabfall im Düseninneren ansprechender Druckschalter (3O₅31) vorgesehen ist.

   5» Maschine nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet- daß der Druckfühler als vom Druck in. der besagten. Leitung (5) vorgesteuerter Strcaningsiaittelverstärlier (39) ausgebildet ist_s der .auf eine einen Druckschalter (4-1) steuernde pneumatische, bistabile Kippschaltung (40) eisx-jirkto

   6» Maschine nach einem der .C-nspiiiehe 3 'bis 5 ait eiuer bistabilen elektronischen Eippscbaltirag zgj? St^si-mig de;: Suppcrtbewegmigc: clacLuroh g^en-iKsiotetet_; daß■ dsr Sn-^l;-sciialter (30,31?-35!3'H^) -'■■'- cl«n Stffiuerki-eig sines? zweitea bistabilen wlektronisc!j.5n Eippseaalbiizig .152) ei:age-

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