DE2144203A1 - Kurvengesteuerter arbeitsschlitten fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

OR.,NO. OIRw..|N₆.M.BC. CPU.-P. ,VS. DR. D₁PU-PHVS.

HOGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Index-Werke KG Hahn & Tessky 73 Esslingen, Plochinger Str. 92

Kurvengesteuerter Arbeitsschlitten für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft einen kurvengesteuerten Arbeitsschlitten für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, dessen Gehäuse mittels eines um eine Achse schwenkbaren Winkelhebels mit Eil- und Arbeitsgeschwindigkeit antreibbar ist, indem der letztere mit: seinem einen Hebelarm mit einem im Schlittenge- \ häuse angeordneten übertragungsglied und mit seinem anderen Hebelarm mit einer auf einer Steuerwelle der Werkzeugmaschine angeordneten Kurvenscheibe zusammenwirkt, wobei zur Feineinstellung des Arbeitsschlittens relativ zu einem Bezugspunkt bzw. zu einer Bezugsebene dessen Schlittengehäuse mittels einer Verstellspindel relativ zum übertragungsglied verstellbar ist.

Bei gattungsgemässen Arbeitsschlitten von Drehmaschinen erfolgt deren Antrieb über ein an einem Hebelarm des Winkelhebels angeformtes Zahnsegment, das mit einer als übertragungsglied dienenden, im Arbeitsschlittengehäuse angeordneten Zahnstange

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kämmt. Um hierbei die Ausgangslage, beispielsweise eines Querschlittens, beim Einrichten der Drehmaschine relativ zur Spindelachse feineinstellen zu können, ist die Zahnstange im Schlittengehäuse verstellbar und feststellbar angeordnet. Die für die Feineinstellung benutzbare Verstellspindel ist hierbei im Schlittengehäuse verdrehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert, während sie in die Zahnstange eingeschraubt ist. Bedingt durch den ständigen Eingriff der Zahnstange in das Zahnsegment, lässt sich durch Drehen der -Versteilspindel das Schlittengehäuse relativ zur Zahnstange verstellen und so die gewünschte Feineinstellung vornehmen. Die bekannten Schlittenkonstruktionen erlauben hierbei eine mit Hilfe der Verstellspindel durchführbare Schlittenverstellung von 5 mm bis maximal 15 nun, wobei durch entsprechende Anordnung von Skalenringen die Verstellvorrichtung als solche in Art einer Mikrometerschraube benützt und damit die Arbeitsschlitten um kleinste Beträge feinverstellst werden können.

Bei dieser bekannten Art kurvengesteuerter Schlittenantriebe erfolgt damit die Kraftübertragung lediglich mittelbar auf das Sdhlittengehäuse, indem der Kraftfluss nach Einleiten in das Übertragungsglied bzw. die Zahnstange zunächst in die Verstellspindel übergeht, bevor die Kraft am Schlitten selbst wirksam wird. Damit erfolgt die gesamte Kraftübertragung über die Halterung, mit der das Schlittengehäuse mit der Verstellspindel verbunden ist. Auch bei genügend starker Dimensionierung von Schlittengehäuse und Schlittenführung lässt sich hierb-ei aufgrund des verhältnismässig geringen Querschnittes der Verstellspindel keine schwingungsarme bzw. möglichst starre Kraftübertragung erzielen. Die bei solchen Schlittenantrieben auftretenden Schwingungen beeinträchtigen deshalb die Güte der Oberfläche herzustellender Werkstücke.

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Hier setzt nun die Erfindung ein. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, kurvengesteuerte Arbeitsschlitten der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass eine direkte Kraftübertragung vom kurvengesteuerten Hebelwerk auf den Arbeitsschlitten erfolgt, um eine möglichst starre Kraftübertragung und damit optimale Güte herzustellender Werkstückoberflächen sowie eine erhebliche Verlängerung der Werkzeugstandzeiten zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Übertragungsglied mit Hilfe der Verstellspindel im Schlittengehäuse entlang einer Kreisbahn verstellbar ist. Bei erfin- | dungsgemässen Arbeitsschlitten, wird sich demgemäss aufgrund der ständigen Wirkverbindung zwischen Winkelhebel und übertragungsglied bei Verstellen des letzteren entlang der Kreisbahn zwangsläufig das Schlittengehäuse für die Feineinstellung relativ zu dem mit dem Übertragungsglied zusammenwirkenden Hebelarm des Winkelhebels verlagern. Das Übertragungsglied lässt sich hierbei derart im Schlittengehäuse anordnen, dass die angestrebte direkte Kraftübertragung sichergestellt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist hierbei das Übertragungsglied in einem im Schlittengehäuse gelagerten, durch die Verstellspindel verdrehbaren Verstellglied exzentrisch zu dessen Drehachse drehbar angeordnet. Günstig ist es hierbei, als Verstellglied eine Scheibe vorzusehen, die am Umfange ver- f zahnt und mit der Verstellspindel ständig in Eingriff ist und die zur Aufnahme des Übertragungsgliedes von einer zylindrischen Ausnehmung durchdrungen ist.

Die drehbare Anordnung des Übertragungsgliedes in einer solchen Scheibe ermöglicht es, in denkbar einfacher Weise die erfindungsgemäss vorgesehene Verlagerung des Übertragungsgliedes entlang einer Kreisbahn zu bewerkstelligen , indem das als

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Scheibe ausgebildete Verstellglied unmittelbar im Gehäuse gelagert werden kann, so dass zwischen Übertragungsglied und Schlittengehäuse, obgleich dasselbe aufgrund seiner exzentrischen Anordnung in der Scheibe entlang einer Kreisbahn verlagert werden kann, ein direkter Kraftschluss gewährleistet ist, indem die relativ zueinander beweglichen Teile, d.h. das Schlittengehäuse, die Scheibe und das Übertragungsglied direkt aneinander anliegen und gleitend zueinander verstellbar sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die das Verstellglied bildende Scheibe in einer zylindrischen Ausnehmung des Schlittengehäuses derart zu lagern, dass die Achsen von Verstell- und Übertragungsglied senkrecht zur Achse des Winkelhebels liegen. Eine derartige Anordnung dieser Teile ermöglicht eine besonders günstige Antriebsverbindung zwischen Winkelhebel und Übertragungsglied, wenn gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung der auf den Arbeitsschlitten wirkende Hebelarm des Winkelhebels mit seinem freien Ende in eine das zylindrische Übertragungsglied axial durchdringende Ausnehmung mit seitlichem Spiel eingreift und an deren Innenumfangsflache anliegt. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Ausnehmung des zylindrischen Übertragungsgliedes im wesentlichen quadratische Umfangsform hat und wenn das freie Hebelende des Winkelhebels an einander gegenüberliegenden, ebenen und parallelen Flächenteilen dieser Aufnehmung abrollfähig anliegt. Eine günstige Antriebsverbindung lässt sich hierbei erzielen, wenn am freien Hebelende des Winkelhebels ein relativ zum Hebelende beweglicher, insbesondere in einer Lagerausnehmung desselben drehbar gelagerter, zylindrischer. Gleitstein angeordnet ist, der mit einer

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Abflachung an einem ebenen Flächenteil der Ausnehmung des Übertragungsgliedes anliegt und wenn am gegenüberliegenden Flächenteil dieser Ausnehmung der Hebelarm mit einer konvex gekrümmten Fläche anliegt. Schliesslich ergeben sich hierbei besonders vorteilhafte kinematische Verhältnisse, wenn der zylindrische Gleitstein sov/ie die konvexe Fläche des Hebelarmes einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig.l eine schematische Darstellung eines Arbeitsschlittens | in Verbindung mit dem diesen antreibenden, kurvengesteuerten Hebelwerk/

Fig.2 einen Teillängsschnitt durch das Schlittengehäuse und der dasselbe führenden Schlittenführung in Verbindung mit dem oberen Hebelarm des Hebelwerkes,

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig.2.

Der Antrieb des in Fig.l schematisch dargestellten Arbeitsschlittens Io erfolgt über einen als Ganzes mit 12 bezeichneten Winkelhebel, der von einer auf einer Steuerwelle 14 drehfest angeordneten Steuerkurve 16 steuerbar ist. Das mit 18 bezeichnete ™ Gehäuse des Arbeitsschlittens ist auf einem stationären, eine Schlittenführung bildenden Schlittenunterteil 2o hin- und herverschiebbar angeordnet. Die Endstellung des Arbeitsschlittens ist mit Hilfe einer am Schlittengehäuse angeordneten, als Ganzes mit 22 bezeichneten Anschlagvorrichtung in bekannter Weise einstellbar. Das Schlittengehäuse weist im Bereiche seines vorderen Endes eine Quernut 24 auf, indem beispielsweise ein als

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Ganzes mit 26 bezeichneter, an sich bekannter Werkzeughalter befestigt ist.

betreffenden Das Schlittenunterteil 2o ist auf dem Maschinengestell der/ Drehmaschine mittels Schrauben abnehmbar befestigt. Dasselbe ist mit einer den Schlittenunterteil durchdringenden Ausnehmung 28 ausgestattet, die der eine Hebelarm 3o des Winkelhebels durchgreift. Dieser Heb-elarm 3o steht mit seinem freien Ende mit dem Schlittengehäuse in Wirkverbindung. Der andere, mit 32 bezeichnete Hebelarm des Winkelhebels trägt an seinem freien Ende eine Abtastrolle 34, die am Umfang der Steuerkurve 16 anliegt. Im Schlittengehäuse Io sind, nicht näher dargestellt, Druckfedern angeordnet, die sich am stationären Schlittenunterteil abstützen und die versuchen, den Arbeitsschlitten in seine Ausgangslage zurückzubewegen. Dadurch wird über den Hebelarm 3o des Winkelhebels ein Drehmoment erzeugt, das versucht, die Lagerwelle 29 des Winkelhebels entgegen dem Uhrzeigersinn zu schwenken. Unter der Wirkung dieses Drehmoments wird die Abtastrolle 34 ständig mit dem Umfang der Steuerkurve in Berührung gehalten.

Im folgenden wird anhand der Fig.2 und 3 die Wirkverbindung des Winkelhebels mit dem Arbeitsschlitten im einzelnen des näheren beschrieben.

Mit dem freien Hebelende des geraäss Fig.2 oberen Hebelarmes 3o des Winkelhebels 12 wirkt ein zylindrisches Übertragungsglied 35 zusammen, das frei drehbar in einer zylindrischen Ausnehmung einer ebenfalls zylindrischen Scheibe 36 gelagert ist. Das Übertragungsglied 35 ist hierbei exzentrisch in der Scheibe 36 angeordnet, wobei letztere in einer zylindrischen Ausnehmung 38 des Schlittengehäuses drehbar gelagert ist.

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Die Anordnung der Teile 35,36 im Schlittengehäuse ist dabei so getroffen, dass deren Achsen senkrecht zur Achse der Schwenkwelle 29 des Winkelhebels liegen. Die Scheibe 36 ist über einen bestimmten Bereich ihres Umfanges verzahnt und die mit 4o bezeichneten Zähne kämmen mit einer Schnecke 42, die an einer im Schlittengehäuse drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagerten Verstellspindel 44 angeformt ist.

Das zylindrische Übertragungsglied weist eine dasselbe axial durchdringende Ausnehmung 46 auf, die im wesentlichen quadratische Umfangsform hat. In diese Ausnehmung greift das freie Hebelende des Hebelarmes 3o ein und liegt an einander gegen- f überliegenden, ebenen und zueinander parallelen Flächenteilen 48,5o der Ausnehmung 46 abrollfähig an. Zu diesem Zweck ist am freien Hebelende achsparallel zur Schwenkwelle 29 in einer entsprechenden Lagerausnehmung ein zylindrischer Gleitstein drehbar gelagert, der mit einer Abflachung 54 am Flächenteil 48 der Ausnehmung 46 anliegt. Am gegenüberliegenden Flächenteil 5o dieser Ausnehmung liegt das freie Hebelende mit einer konvex gekrümmten Anlagefläche 54 an. Gleitstein 52 und Anlagefläche 54 haben vorzugsweise einen gemeinsamen Mittelpunkt. Die Anordnung des Gleitsteines 52 sowie des konvex gekrümmten Flächenteils 54 gewährleisten einen in Schwenkrichtung spielfreien Eingriff des freien Hebelendes in das zylindrische Übertragungsglied. Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, ist hierbei ^ die Ausnehmung des letzteren in ihren Abmessungen derart ausgelegt, dass seitlich zwischen der Wandung der Ausnehmung 46 und dem freien Hebelende ein bestimmter Abstand vorhanden ist, auf dessen Zweckbestimmung weiter unten hingewiesen wird.

Die beschriebene Konstruktion ermöglicht eine direkte Kraftübertragung vom Winkelhebel 12 auf das Schlittengehäuse, in-

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dem die Scheibe 36 unmittelbar in diesem drehbar gelagert ist. Sofern hierbei eine Relativverstellung des Schlittengehäuses zum Hebelarm 3o erforderlich ist, um beispielsweise beim Einrichten der Drehmaschine den Arbeitsschlitten auf einen bestimmten Bezugspunkt mit hoher Genauigkeit in seiner Ausgangslage zu fixieren, so wird durch Drehen der Verstellspindel bzw. der Scheibe 36 eine exz3ntrische Verlagerung des zylindrischen Übertragungsgliedes 35 entlang der strichpunktiert angedeuteten Kreisbahn 56 erreicht. Da hierbei das freie Ende des Hebelarmes 3o in ständigem Eingriff steht mit dem übertragungsglied 35 wird sich dieses zwangsläufig lediglich in geringem Umfange quer zur gewünschten Verstellrichtung des Schlittengehäuses bewegen, und zwar in dem Umfange, wie dies das seitliche Spiel zwischen dem Hebelarmende und den seitlichen Wandteilen der Ausnehmung 46 zulässt. Zwangsläufig ergibt sich dabei durch die durch die Stellung des Hebelarms bewirkte Fixierung des Übertragungsgliedes 35 in einer vorbestimmten Ebene eine durch die Scheibe 36 bewirkte Verlagerung des Schlittengehäuses in die eine oder andere Richtung, je nachdem, in welcher Richtung die Verstellspindel gedreht wird.

Der Eingriff der Schnecke 42 der Verstellspindel 44 in die Verzahnung 4o der Scheibe 36 schafft hierbei eine selbsthemmende Drehverbindung zwischen diesen Teilen, so dass nach erfolgter Feineinstellung des Arbeitsschlittens ein spezielles Sichern der Verstellspindel nicht erforderlich ist. Da schliesslieh der Hebelarm/gewissermassen unmittelbar in das Schlittengehäuse eingreift, handelt es sich bei der beschriebenen Antriebsverbindung um eine äusserst platzsparende Anordnung. Schliesslich bietet die Konstruktion aufgrund der Verwendung

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des am freien Ende des Hebelarmes gelagerten Gleitsteines die Möglichkeit einer vorteilhaften Auswahl der miteinander in gleitender Berührung zu haltenden Materialien, um damit optimale Reibungsverhältnisse sicherzustellen.

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Claims (1)

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   Patentansprüche :

   Kurvengesteuerter Arbeitsschlitten für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, dessen Schlittengehäuse mittels eines um eine Achse schwenkbaren Winkelhebels mit Eil- und Arbeitsgeschwindigkeit antreibbar ist., indem der letztere mit seinem einen Hebelarm mit einem im Arbeitsschlittengehäuse angeordneten Übertragungsglied und mit seinem anderen Hebelarm mit einer auf einer Steuerwelle der Werkzeugmaschine angeordneten Kurvenscheibe zusammenwirkt, wobei zur Feineinstellung des Arbeitsschlittens relativ zu einem Bezugspunkt bzw. zu einer Bezugsebene dessen Schlittengehäuse mittels einer Verstellspindel relativ zum Übertragungsglied verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (35) mit Hilfe der Verstellspindel (44) im Schlittengehäuse (18) entlang einer Kreisbahn (56) verstellbar ist.

   Arbeitsschlitten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (35) in einem im Schlittengehäuse (18) gelagerten, durch die Verstellspindel (44) verdrehbaren Verstellglied (36) exzentrisch zu dessen Drehachse drehbar angeordnet ist.

   3. Arbeitsschlitten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellglied (36) eine Scheibe dient, die am Umfange verzahnt und mit der Verstellspindel (44) ständig

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   in Eingriff ist und die zur Aufnahme des Übertragungsgliedes (35) von einer zylindrischen Ausnehmung durchdrungen ist.

   4. Arbeitsschlitten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Verstellglied (36) bildende Scheibe in einer zylindrischen Ausnehmung (38) des Schlittengehäuses (18) gelagert ist, derart, dass die Achsen von Verstell- und Übertragungsglied (36,35) senkrecht zur Schwenkachse (29) des Winkelhebels (12) liegen.

   5. Arbeitsschlitten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Arbeitsschlitten wirkende Hebelarm (3o) des Winkelhebels (12) mit seinem freien Ende in eine das zylindrische Übertragungsglied (35) axial durchdringende Ausnehmung (46) mit seitlichem Spiel eingreift und an deren Innenumfangsfläche ( bei 48,5o) anliegt.

   6. Arbeitsschlitten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (46) des zylindrischen Übertragungsgliedes (35) im wesentlichen quadratische Umfangsform hat und dass das freie Hebelende des Hebelarmes (3o) an ein- g ander gegenüberliegenden, ebenen und parallelen Flächenteilen (48,5o) dieser Ausnehmung abrollfähig anliegt.

   7. Arbeitsschlitten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Hebelende des Hebelarmes (3o) ein relativ zum Hebelende des Hebelarmes (3o) ein relativ zum Hebelende beweglicher, insbesondere in einer Lagerausnehmung drehbar gelagerter, zylindrischer Gleitstein (52) angeordnet ist, der mit einer Abflachung (54) an einem ebenen Flächenteil (48) der Ausnehmung (46) des Übertragungsgliedes (35) anliegt und dass am gegenüberliegenden Flächen-

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   teil (5o) dieser Ausnehmung der Hebelarm (3o) mit einer konvex gekrümmten Fläche (54) anliegt.

   8. Arbeitsschlitten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Gleitstein (52) sowie die konvexe Fläche (54) des Hebelarmes einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.

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