DE2112016A1 - Hydraulische Vorschubeinrichtung fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents
Hydraulische Vorschubeinrichtung fuer WerkzeugmaschinenInfo
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Description
Gase 54-014-3 W. G. 12. März 1971
1 A - 237
SOYODA KOKI KABUSHIKI KAISHA, Aichi-ken, Japan
Hydraulische Vorschubeinrichtung für Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Vorschubeinrichtung
für Werkzeugmaschinen mit einem doppeltwirkenden Hydrozylinder»
Vorschubeinrichtungen dieser Art sind bekannt. Derartige
Vorschubeinrichtungen sind mit Nullanschlag versehen, wobei
die Bearbeitung bei Erreichen eines Anschlags beendet ist. Der Hub des Kolbens des HydroZylinders wird dadurch
begrenzt, daß ein an dem Vorschubhandrad vorgesehener Anschlag mit dem zugehörigen Anschlagteil in Eingriff gelangt,
Die Vorschubbewegung des Vorschubsohlittens wird daher innerhalb einer Drehung des Handrades beendet. Oft kann es
dabei zu einer Torsion der Wellen der Vorschubeinrichtung
kommen. Solche herkömmlichen Vorschubeinrichtungen weisen keine Möglichkeit auf, die Geschwindigkeit des Kolbens
kurz vor Erreichen des Hubendes zu reduzieren. Daher kommt es leicht bei den Kupplungselementen des Antriebs
zu einem Schlupf, wenn der Kolben an dem Ende des Zylinders
anstößt. Hierdurch wird die Bearbeitungsgenauigkeit herabgesetzt.
Darüber hinaus ist bei herkömmlichen Vorschubeinrichtungen die Hublänge nicht in weitem Bereich verstellbar.
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Demgemäß ist es Aufgate der Erfindung, eine hydraulische
Vorschubeinrichtung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei welcher die Hublänge in einem weiten Bereich einstellbar
ist und bei welcher die Geschwindigkeit des hydraulischen Kolbens unabhängig von der Hublänge kurz vor Erreichen
des Hubendes gedrosselt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine den Pluss
des Druckmediums steuernde Ventileinrichtung gelöst, welche durch den Kolben des Hydrozylinders betätigbar ist und kurz
vor Erreichen des Hubendes den Druckmediumflus3, vorzugsweise
aus dem Zylinder, und damit die Bewegung des Kolbens drosselt. Erfindun&gsgemäß kann die Ventileinrichtung
als eine den Hub des Kolbens begrenzende Anschlageinrichtung dienen. Erfindungsgemäß kann der Kolben die Ventileinrichtung
über eine Kolbenstange und eine in diese zur Hubeinstellung verstellbar eingreifende Stange, vorzugsweise
eine eingeschraubte Gewinde stange, welche gegebenenfalls aus dem Zylinder herausreiohen, betätigen. Srfindungsgemäß
kann die Ventileinrichtung ein durch den Kolben betätigbares federnd in der Ruhelage gehaltenes Anschlagelement
aufweisen.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß der Kolben nicht momentan zur Ruhe kommt, sondern eine
allmähliche Geschwindigkeitsverminderung erfährt, welche unabhängig von der Hublänge ist. Ferner ist es wesentlich,
daß der Anschlag für den Kolben selbst als Ventil für das Druckmedium dienen kann. Hierdurch werden die oben geschilderten
Nachteile vermieden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
näher erläutert»
Es zeigen:
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Fig. t eine Frontansicht, teilweise im Schnitt, einer
erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung für eine Schleifmaschine;
Pig. 2 einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung
gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig.
Fig. 1 zeigt ein Maschinenbett, auf welchem eine Schleifscheibenhalterung
2 für eine drehbare Schleifscheibe 3
verschiebbar gelagert ist. Am Maschinenbett 1 ist ein hydraulischer
Zylinder 4 einer Eilvorschubeinrichtung vorgesehen, in welchem ein Kolben 5 verschiebbar gelagert ist,
welcher seinerseits einstückig mit einer Kolbenstange verbunden ist. In dem Kolben 5 ist drehbar und koaxial
eine Vorschubwelle ? vorgesehen, welche an einem Ende mit einer Vorschubspindel 8 verbunden ist. Dieee greift
in eine Yo3schubmutter 9 ein, welche an der Unterseite der Schleifscheibenhalterung 2 befestigt ist. Die Vorschubwelle
7 steht in ihrem mittleren Bereich über ein allgemein mit-11 bezeichnetes Getriebe in Antriebsverbindung
mit einer Welle 10, welche drehbar im Maschinenbett 1 gelagert ist. Das Maschinenbett 1 trägt an einem
Ende einen Arbeitstisch 15» welcher senkrecht zur Bewegung der Schleifscheibenhalterung 2 bewegbar ist und auf welchem
ein Drehtisch oder Schwenktisch 16 drehbar gelagert ist. Auf dem Drehtisch 16 sind ein Spindelstock 17 und ein
nifat dargestellter Reitstock gelagert, welche ein Werkstück 18 halten.
In Fig. 2 ist eine Antriebswelle 20 dargestellt, welche drehbar in einem Lager 21 gelagert ist, welches seinerseits
am Arbeitstischseitigen Ende des Maschinenbettes
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befestigt ist« Die Antriebswelle 20 steht in Keilverbindung mit einem Zahnrad 22, welches mit einem Zahnrad
23 kämmt, das seinerseits auf der Welle 10 befestigt ist. Auf der Antriebswelle 20 ist ein schalenförmiges Bauteil
24 drehbar gelagert, welches an der Stirnseite ein Zahnrad
25 trägt. In der Öffnung des schalenförmigen Bauteils
24 sitzijverschiebbar ein Kolben 26, welcher zusammen mit
dem schalenförmigen Bauteil 24 eine hydraulische Einrichtung bildet. Der Kolben 26 wird durch ein Keilelement 27 an
einer Drehbewegung gehindert. An einem Ende des Kolbens 26 ist eine konische Bohrung 28 vorgesehen.
Auf ein Ende der Antriebswelle 20 ist ein Handrad 29 aufgekeilt,
welches im Innenbereich eine konische Außenfläche 30 aufweist, weihe der konischen Bohrung 28 des Kolbens
26 zugeordnet ist. In einer Bohrung des konus chen Innenbereichs des Handrades 29 ist eine Druckfeder 31 vorgesehen,
welche normalerweise den Kolben 26 und das Handrad 29 axial
auseinanderdrückt. Wenn nun eine Druckflüssigkeit in eine
Kammer 32 zwischen dem schalenförmigen Bauteil 24 und
dem Kolben 26 eingeführt wird, so gelangt der Kolben 26 in Reibverbindung mit dem Handrad 29 durch Angriff der
konischen Bohrung 28 an der konischen Außenfläche 30. Somit kann das Handrad 29 und der Kolben 26 als Einheit
* in Drehung versetzt werden, so daß wie weiter unten beschrieben werden wird, ein automatischer Vorschub vonstatten
gehen kann. Wenn andererseits die Druckflüssigkeit aus der Kammer 32 abgelassen wird, so wird die Reibverbindung
zwischen der konischen Bohrung 28 des schalenförmigen Bauteils 24 und der konischen Außenfläche 30
des Handrades 29 unter der Trennkraft der Druckfeder 31 gelöst, so daß ein manueller Vorschub mittels des Handrades
29 vorgenommen werden kann.
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Ein Skalenring 33 ist drehbar auf der Außenperipherie des Handrades 29 gelagert und kann in jeder beliebigen
Winkelstellung mittels eines Bolzens 34 und einer Mutter
35 festgeklemmt werden. Das Handradseitige Ende des Maschinenbettes
1 weist ein Gehäuse 37 auf, welches einen feiger
36 trägt, der dem Skalenring 33 zugeordnet ist und die Winkelstellung desselben anzeigt.
Zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung soll im folgenden auf die Fig» 3 Bezug genommen werden.
Am Maschinenbett 1 ist ein hydraulischer Zylinder 38 vor«»*,
gesehen, welcher von dem Gehäuse 37 umgeben ist. In dem Zylinder 38 sitzt verschiebbar ein Kolben 39. Eine Stange
40 ist verschiebbar in einer Gleitführung 41 gelagert,
welche mit einem Ende des Zylinders 38 dichtend verbunden ist. Die Stange 40 ist mit dem linken Ende des Kolbens
39 verbunden und weist am anderen Ende eine Zahnreihe auf, weüdae mit dem Zahnrad 25 des schalenförmigen Bauteils
24 kämmt. Der Kolben 39 ist auf der rechten Seite mit einer hohlen Kolbenstange 43 verbunden, welche am
anderen Ende ein Innengewinde aufweist. Eine Gewindestange 44 ist axial verstellbar in den Bereidi der Kolbenstange
eingeschraubt, welcher Innengewinde aufweist. Die Gewindestange 44 weist an ihrer Peripherie eine langgestreckte
axiale flache Fläche 45 auf, welche mit· einer Skala 46
versehen ist. Außerhalb des Zylinders 38 im rechten Bereich der Kolbenstange 43 ist ein Anzeigeelement 47 befestigt,
welches eine geeignete Markierung 46 der Gewindestange 44 anzeigt. Ferner ist außerhalb des Zylinders
38 eine Stellschraube oder Nabensehraube 48 radial in
die Kolbenstange 43 eingeschraubt und klemmt die Gewindestange 44 in einer gewünschten axial eingestellten Position
Äst, Die Gewindestange 44 ist am rechten Ende außerhalb des Zylinders 38 und der Kolbenstange 43 mit einem
Ansohlag 49 verbunden.
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Das rechte Ende des Zylinders 38 ist mit einer Wandung 50 eines Halteteils 51 verbunden. In dieser Wandung 50
ist die hohle Kolbenstange 43 verschiebbar und abdichtend gelagert. In einer entgegengesetzten Wand 53 des Halteteils
51 ist ein Anschiagelement 52 verschiebbar gelagert,
welches mit dem Anschlag 49 fluchtet. Zwischen einer mit der Wandung 53 verbundenen Endplatte 55 und
dem Anschlagelement 52 ist eine Feder 54 vorgesehen,
welche das Anschlagelement 52 normalerweise gemäß Fig. 3
nach links drückt bzw. in Richtung auf den Anschlag 49 hin. Eine Bewegung des Anschlagelementes 52 in dieser
* Richtung wird jedoch durch einen Ringflansoh an einem
Ende desselben verhindert, welcher an der Stirnfläche der Wandung 53 anliegt. Das Anschlagelement 52 ist etwa
mittig auf der Peripheriefläche mit einer Ringnut 56 ausgestattet, deren Aufgabe im folgenden erläutert
werden soll.
Eine Endkammer 60 des Zylinders 38 auf der linken Seite des Kolbens 39 kommuniziert mit Öffnungen 57, 58 und 59
und ist mit einem Druckmedium beaufschlagbar. Die Öffnung
57 steht mit einer Drossel 61 in Verbindung, die Öffnung
58 steht mit einer zweiten Drossel 62 in Verbindung, welche eine stärkere Drosselwirkung hat als die erste Drossel 61
und die Öffnung 59 steht mit einem Rückschlagventil 63 in
Verbindung. Die Drosseln 61 und 62 und das Rückschlagventil 63 liegen parallel zueinander. Die Drossel 61 kann
durch ein umschaltventil oder Wechselventil 64 geschlossen werden, welches durch ein Solenoid SOL 65 betätigt wird.
Ferner ist eine Kammer 68 auf der anderen Seite des Zylinders 38 rechts vom Kolben 39 vorgesehen, welche mit Öffnungen
66 und 67 kommuniziert und über diese mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Die Öffnung 66 steht mit einem
Rückschlagventil 69 in Verbindung und die öffnung 67 steht mit einer zum Rückschlagventil 69 parallel geschal-
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teten Drossel 70 in Verbindung. Schließlich ist in der
Wandung 53 des Haltebauteils 51, in welchem sich das Anschlagelement 52 "befindet eine Öffnung 71 vorgesehen,
welche mit der rechten Kammer 68 des Zylinders 38 über die Ringnut 56 des AnschlageIeraentes 52 und einen Kanal
72 im Hai te "bauteil 51 kommuniziert, wenn sich das Anschlagelement
52 in seiner linken Endlage befindet. Es ist ein Umschaltventil 73 vorgesehen, welches selektiv
durch Solenoide SOL 74 und -SOL 75 betätigt v/erden kann und welches eine mit den Drosseln 61 und 62 und mit dem
Rückschlagventil 63 verbundene Öffnung 7& aufweist, sowie
eine weitere mit der Öffnung 71 in der Seitenwandung 53 des Haltebauteils 51, mit dem Rückschlagventil 69 und mit
der Drossel 70 verbundene Öffnung 77. Eine dritte Öffnung 78 des Ventils 73 ist mit der Druckmediumquelle P verbunden
und eine vierte Öffnung 79 ist mit einem Tank oder Druckmediumreservoir T verbunden.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße automatische Vorschubeinrichtung
beschrieben. Zur Bewerkstelligung eines automatischen Vorschubs wird die Kammer 32 mit einem Druckmedium
beaufschlagt, so daß zwischen dem Kolben 26 und dem Handrad 29 Reibverbindung hergestellt wird. Wenn eine
Schleifoperation durch eine Bewegung der Schleifscheibe
auf das Werkstück 18 zu beendet ist, und wenn demgemäß der Kolben 39 des Zylinders 38 sich in der in Fig. 3 gezeigten
Position befindet, so wird das Solenoid SOL 74 abgeschaltet, während das Solenoid SOL 75 betätigt wird.
Das Druckmedium aus der Druckmittelquelle P wird demgemäß
in die linke Kammer 60 des Zylinders 38 geleitet, und zwar über die Öffnung 76 des Ventils 73, das Rückschlagventil
63 und die Öffnung 59, während das Druckmedium aus der rechten Kammer 68 des Zylinders 38 verdrängt
wird und über den Kanal 72, die Ringnut 56 des
Anschlagelementes 52 in dessen linker Position, die Öffnung 71 und die Öffnung 77 des Ventils 73 in den Tank T
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zurückkehrt, wobei der Kolben 39 und die Kolbenstange 40 gemäß Pig. 3 mit relativ gatßer Geschwindigkeit nach
rechts bewegt werden. Diese Rechtsbewegung der Kolbenstange 40 bewirkt, daß das mit der Zahnreihe 42 auf der Kolbenstange
40 kämmende Zahnrad 25 in Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Die Drehbewegung des Zahnrades 25 wird über das schalenförmige
Bauteil 24, das Keilelement 27, den Kolben 26, das Handrad 29, die Welle 20, die Zahnräder 22 und 23, die
Welle 10 und die Zahnradverbindung 11 auf die Torschubstange 7 übertragen. Die Drehbewegung der Yorachubstange 7 bewirkt
eine relativ sohneile Bewegung der Schleifscheiben-}
halterung 2 nach rechts (gemäß Pig. 1),und zwar über die Schraubverbindung zwischen der Vorschubspindel 8 am Ende
der Stange 7 und der Vorschubmutter 9.
Gleichzeitig wird ein Druckmedium dem Zylinder 4 zugeführt um die Schleifscheibenhalterung 2 im Eilgang nach
rechts zu bewegen. Während dieser Bewegung des Kolbens 39 nach rechts gelangt der Anschlag 49 der Gewindestange 44
in Angriff an einem Ende des Anschlagelementes 52, wie durch die strichpunktierten Linien in Pig, 3 dargestellt,
wobei dieses Anschlagelement gegen die Federkraft der Feder
54 nach rechts bewegt wird, so daß die Druckmediumverbindung zwischen der öffnung 71 und dem Kanal 72 unter-"
brochen wird. Danach fließt das aus der rechten Kammer 68 des Zylinders 38 verdrängte Druckmedium immer noch in
den Tank T zurück; es muß jedoch nun die Drossel 70 passieren, wobei die Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 39
nach rechts erheblich vermindert wird. Diese nach rechts gerichtete und mit verlangsamter Geschwindigkeit ablaufende
Bewegung des Kolbens 39 wird beendet, wenn das Planschende des Anschlagelementes 52 an der Innenschulter der
Endplatte 55 zur Anlage kommt. Diese Verminderung der Geschwindigkeit des Kolbens 39 führt dazu, daß der Stoß
des Kolbens 39 an die linke Wandung 50 des Haltebauteils
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herabgemindert wird. Die Schleifscheibenhalterung 2 wird somit in die in Pig. 1 gezeigte rechte Position bewegt,
was durch eine geeignete Einrichtung, wie z. B. einen Begrenzungsschalter
angezeigt werden kann.
Wenn ein Druckschalter eines nicht dargestellten elektrischen Steuersystems zum Starten der Schleifoperation geschaltet
wird, so wird der Zylinder 4 mit einem Druokmedium beaufschlagt, wodurch die Schleifscheibenhalterung 2 von
ihrer rechten Endlage zum Werkstück 18 hin im Eilgang bewegt wird. Bei dieser nach links gerichteten Bewegung des
Kolbens 5 des Zylinders 4 bis zum Hubende wird das Solenoid SOL 74 betätigt, so daß das Druckmedium über die Öffnung
des Ventils 73, über das Rückschlagventil 69 und die Öffnung 66 in die rechte Kammer 68 des Zylinders 38 geführt
wird. Andererseits kehrt nun das in der linken Kammer 60 befindliche Druckmedium über die Drossel 61 zum Tank !zurück.
Der Kolben 39 und die Kolbenstange 40 werden daher mit relativ
geringer Geschwindigkeit nach links bewegt. Diese Rückkehrbewegung der Kolbenstange 40 bewirkt eine Drehung des
Zahnrades 25 im Uhrzeigersinn (Pig. 3). Analog der oben beschriebenen
Übertragung der Drehbewegung wird die Drehung des Zahnrades 5 auf die Vorschubwelle 7 übertragen, wodurch
die Schleifscheibenhalterung 2 im Schruppgang nach links bewegt wird. Wenn das Ende der Sohrupp-Schleif-Phase durch
eine geeignete Einrichtung, wie z# B. einen Begrenzungsschalter angezeigt wird, so wird das Solenoid SOL 65 des
Ventils 64 betätigt und die Drossel 61 wird geschlossen. Das aus der linken Kammer 60 des Zylinders 38 in den Tank
T zurückkehrende Druokmedium fließt nun durch die Drossel 62, welche eine stärkere Drosselwirkung hat als die Drossel
61. Hierduroh wird die Geschwindigkeit des Kolbens 39 weiter
herabgesetzt, wodurch eine Schlioht-Sohleif-Operation
durchgeführt werden, kann. Wenn die Bewegung des Kolbens am linken Hubende angelangt ist, ao ist die Schlioht-Sohleif
-Oper at ion beendet.
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Claims (6)
- PATENIAISPEÜCHE/1.) Hydraul is ehe Vors chute inriclrfcimg für Werkzeugmaschinen mit einem doppeltwirkenden Hydrozylinder, gekennzeichnet durch eine den ITuss des Druckmediums steuernde Ventileinrichtung (52-56), welche durch den KoIben (39) des Hydrozylinders (38) betätigbar ist und kurz vor Erreichen des Hübendes den Druckmediumfluss, vorzugsweise aus dem Zylinder (38) und damit die Bewegung des Kolbens (39) drosselt.
- 2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (52-56) als den Hub des Kolbens (39) begrenzende Anschlageinrichtung dient.
- 3. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennaichnet, daß der Kolben (39) die Ventileinrichtung (52-56) über eine Kolbenstange (43) und eine in diese zur Hubeinstellung verstellbar eingreifende Stange (44), vorzugsweise eine eingeschraubte Gewindestange (44), welche gegebenenfalls aus dem Zylinder (38) herausreichen, betätigt.
- 4. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (52-56) ein durch den Kolben (43) betätigbares, federnd in der Ruhelage gehaltenes Anschlagelement (52) aufweist,
- 5· Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüohe 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine einem Zeiger (47) zugeordnete Markierung (46) an der Spange (44).
- 6. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (52-56)109840/1227zur Umschaltung des Druckmediuina"bflusses von einer leitung geringen Strömungswiderstandes auf eine gedrosselte Leitung (67,70) ausgebildet ist.109840/1227
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Also Published As
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