DE2737281A1

DE2737281A1 - Hydraulische kopier-bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2737281A1
Application number: DE19772737281
Authority: DE
Inventors: Klaus Adam; Erhard Ing Grad Schalles; Reinhard Ing Grad Stender
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1977-08-18
Filing date: 1977-08-18
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2737281B2; IT1103762B; DE2737281C3; FR2400410A1; FR2400410B3; GB2002670B; GB2002670A; IT7812750A0

Description

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GILDEMEISTER Aktiengesellschaft, Am Hauptbahnhof,

4800 Bielefeld 1

Hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung mit umlaufenden Werkzeugen, bei der in einem auf einer längsverschieblichen Drahspindel befestigten Werkzeugkopf zwei die Werkzeuge tragende, gegenläufig bewegbare Radialschieber angeordnet sind, die mittels einer in der Drehspindel angeordneten Zugstange betätigbar sind, die ihrerseits durch einen am hinteren Drehspindelende befindlichen Kopierkolben steuerbar ist.

Es sind Kopier-Bearbeitungseinrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen ein Kopierzylinder mit dem hinteren Ende der Drehspindel über Wälzlager verbunden ist, wobei die Kolbenstange auf die Zugstange eines Plandrehkopfes wirkt. Die Bewegung des Kopierzylinders wird über eine Ritzel-Zahnstangen-Ubertragung umgelenkt, so daß die Längsund Planbewegungen wieder zweidimensional vorliegen

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und mittels einer Tasteinrichtung zur Kopiersteuerung abgetastet werden können.

Bei den vorbekannten Bearbeitungseinrichtungen ist nachteilig, daß die auf die umlaufenden Bearbeitungswerkzeuge drückenden Fliehkräfte nicht ausgeglichen werden und somit schon Steuervorgänge in das Kopiersystem leiten, wenn noch keine Zerspanungskräfte vorhanden sind. Durch diese Steuervorgänge wird einerseits der Kraftverstärkungsbereich der Kopiereinrichtung nachteilig reduziert und es wird andererseits die Maßgenauigkeit infolge unterschiedlicher Federung des Zuggestänges nachteilig beeinflußt. Schließlich ist auch ungünstig, daß der Kopierkolben selbst in Hinblick auf die Fliehkräfte kräftig dimensioniert werden muß, was zu einem erhöhten Raumbedarf bei reduzierter Arbeitsgenauigkeit führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kopier-Bearbeitungseinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der den Fliehkräften sowohl bei einem bestimmten Drehdurchmesser als auch bei dessen Veränderung verbunden mit einer entsprechenden Fliehkraftänderung entgegengewirkt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Der hydraulisch beaufschlagbare Ausgleichskolben wirkt den Fliehkräften mit einem konstanten Gegendruck für die verschiedenen Radialschieberstellungen entgegen, während die entgegenwirkende Kraft der Federn entsprechend dem Fliehkraftansti^eg bei größerem Drehradius ebenfalls ansteigend ist. Durch die Aufteilung der ent-

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gegenwirkenden Kräfte einerseits in die konstante Gegenkraft des hydraulisch beaufschlagbaren Ausgleichskolbens und andererseits in die Federgegenkraft lassen sich beide Ausgleichseinrichtungen konstruktiv einfach und vor allen Dingen klein dimensionieren. In ihrem Zusammenwirken entlasten sie den Kopierkolben dabei so deutlich, daß dieser im wesentlichen nur noch Zerspanungskräfte in Planvorschubrichtung bei einer Vergrößerung des Drehdurchmessers zu überwinden hat. Der Kopierkolben kann daher sehr genau arbeiten. Der Kopierkolben und auch der Ausgleichskolben können jeweils relativ gering bemessen werden und passen sich somit sehr gut den bei derartigen Bearbeitungseinrichtungen normalerweise herrschenden sehr beengten räumlichen Verhältnissen an.

Gemäßeineijbevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Federn direkt den Radialschiebern zugeordnet und einerseits an diesen und andererseits am umgebenden Gehäuse des Werkzeugkopfes abgestützt. Abgesehen von diesem direkten Entgegenwirken gegen die Fliehkräfte am Ort ihrer Entstehung hat die Gesamtausgestaltung den Vorteil, daß die Zugstange, die ja relativ lang und dünn ist, durch die Federgegenkraft vorn entlastet wird und damit unerwünschte Verformungen oder sogar Längenänderungen an der Zugstange vermieden sind.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kopier-Bearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Fliehkraftausgleichseinrichtung in Form von Federn der Einrichtung nach Fig. 1 in vergrößerter Einzeldarstellung,

Fig. 3 bis 5 die Kraftliniendiagramme für die Fliehkraft, die Ausgleichskraft der Federn, die Ausgleichskraft des hydraulischen Ausgleichszylinders sowie die resultierende Kolbenkraft,

Fig. 6 ein dem hydraulischen Kolbensystem zugeordnetes Umlenkgetriebe als Verbindung zum Schablonenträger in Draufsicht,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung nach Schnittlinie 7-7 der Fig. 6.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einer in einem Gehäuse 10 gelagerten, hydraulisch verfahrbaren Pinole 11 eine Drehspindel 12 über Wälzlager drehbar gelagert, die über den Motor 13 sowie den Rädertrieb 14,15,16 und eine Keilnutenverzahnung im Bereich ihres hinteren Endes querkraftfrei angetrieben

werden kann. Die Pinole 11 erteilt der Drehspindel und der von ihr getragenen Einrichtungen die Längsvorschubbewegung.

Die Drehspindel 12 trägt an ihrem vorderen Ende auf einem Spindelflansch einen Werkzeugkopf 17, in dem Radialschieber 18 und 19 verschieblich geführt sind, auf

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denen sich die Werkzeughalter 20 und 21 befinden, in die die Drehwerkzeuge eingespannt werden können.

Für eine Vergrößerung und Verkleinerung des Drehdurchmessers sind die Radialschieber in radialer Richtung verlagerbar. Mit einer Verlagerung der Radialschieber 18 und 19 und damit der von ihnen getragenen Werkzeuge nach aussen bei Vergrößerung des Drehdurchmessers erhöhen sich auch die Fliehkräfte. Als eine erste Fliehkraftausgleichseinrichtung sind den Radialschiebern 18 und 19 jeweils Federn 22 und 23 zugeordnet, die sich an den Stirnseiten der Radialschieber einerseits und am umgebenden Gehäuse des Werkzeugkopfes andererseits abstützen. Beim Verschieben der Radialschieber 18 und 19 nach aussen auf einen größeren Drehdurchmesser erzeugen die Federn entsprechend ihrer Federkennwerte auch eine größere Gegenkraft, etwa proportional dem Fliehkraftanstieg nach der Gleichung

C · m Cv- ■ r,

Worin C = Fliehkraft, m = Masse der Werkzeughalter und Radialschieber, (^ = Winkelgeschwindigkeit der Masseschwerpunkt und r » Schwerpunktradius ist.

Die Stellbewegung der Radialschieber 18 und 19 erfolgt jeweils über Ritzel 24, die von einer Zahnstange 25 gedreht werden, die am vorderen Ende einer Zugstange 26 befestigt ist.

Das rückwärtige Ende der Drehspindel 12 ist mit einem Kopierzylinder 27 verbunden, während die im Inneren der Drehspindel 12 angeordnete und nach hinten aus ihr herausgeführte Zugstange 26 am hinteren Ende mit einem Mehrfachkolbeη 28 über Wälzlager verbunden ist.

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Der ί-ehrf'^ciiiiolbcn ?8 beinha] tet in seinem vorderen bereich den eigentlichen, doopelt wirkenden Kopie-K-Kolben ?9 uixi j η seinem rückwärtigen Bereich einen der Fliehkraft mit konstantem Druck entgegenwirkender. Ausgleichskolben 3o. Der Ausgleichskolben 3o wird hydraulisch üoer ein Ventil, vorzugsweise ein Druckminderventil beaufschlagt, durch das der Beaufschlagungndruck konstant gehalten wird. Der Ausgleichskolben 3o bildet somit eine zweite Fliekraftausgleichseinrichtung, die den Fliehkräften mit einer konstanten Gegenkraft entgegenwirkt.

Das Kopieraggregat ist mit seinem Zylinder 27 in einem Gehäuse 32 beweglich gelagert und trägt den Schablonenschlitten 31. An dem Gehäuse 32 ist über eine Adapterplatte 33 das Fühlerventil 34 befestigt, an dem gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 die von dem Planschlitten 4o getragene Schablone 31' vorbeifährt. Das Fühlerventil 34 steuert die hydraulische Beaufschlagung des Kopiakolbens 29. Der Schablonenträger ist in Fi-g. 1 lediglich in schematischer Anordnung dargestellt.

Der Schablonenschlitten 31 ist nach Fig. 6 und 7 auf dem Hanschlitten 4o angeordnet, auf den über ein Umlenkgetriebe die Steuerbewegung des Mehrfachkolbens 28 übertragen wird. Im dort dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Mehrfachkolben 28 eine Zahnstange 35 befestigt, die zwecks Feineinstellung über eine Stellspindel 36* verstellt werden kann. Die Zahnstange 35 arbeitet über ein Ritzel 36 und eine aus mehreren Zahnrädern aufgebaute Spielausgleichseinrichtung 37, 38 auf eine Zahnstange 39, die an dem

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Planschlitten 4o befestigt ist, auf dem sich der Schablonenschlitten 31 mit der Schablone 31· befindet.

Die Wirkungsweise der Fliehkraftausgleichseinrichtungen sei im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 5 im einzelnen erläutert. In Fig. 2 ist gezeigt, wie der Fliehkraft in unmittelbarer Nähe der Entstehung am vorderen Ende der Zugstange 26 direkt auf den Radialschieber 18 bzw. 19 einwirkend die Gegenkraft 42 der Feder 22 entgegenwirkt,und zwar um so stärker, je weiter der Radialschieber 18 nach aussen verfahren wird. Dieses ist in der Diagrammform auch in Fig. 3 dargestellt. Es zeigt den Verlauf der Fliehkraft 41 und der Gegenkraft 42 der Federn, aufgetragen über dem Drehradius 43 innerhalb des Verstellbereiches 44 bis 45 der Kopie^tiearbeitungseinrichtung.

In dem Diagramm nach Fig. 4 ist det Varia -■- ~er F" '■..*..■.-kraft 41 und der Gegenkraft 46 des Ausgleichskolbens 3o wieder über dem Drehradius 43 und wieder über den gleichen Verstellbereich 44 bis 45 aufgetragen. In Fig. 5 ist dann die resultierende Kolbenkraft 47, wieder aufgetragen über dem Drehradius 43, gezeigt, wie sie am Kopierkolben 29 wirkt. Die Kennlinie 48 zeigt dabei auch, welche Kraft am Kopierkolben wirken würde, wenn die Federausgleichseinrichtungen nicht vorhanden wären. Die Kennlinie 49 zeigt auf, welche resultierende Kolbenkraft lediglich unter Berücksichtigung der Gegenkraft 42 der Federn vorhanden wäre und Kennlinie 5o zeigt diejenige Kolbenkraft auf, die sich unter Berücksichtigung der Gegenkräfte 42 und 46 sowohl der Federn wie des Ausgleichskolbens ergibt. Es zeigt sich, daß der Kopiekolben 29 beinahe ausschließlich Zerspanungs-

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kräfte auszuregeln hat, und zwar diejenigen, die sich aus der Planvorschubbewegung der Kopier-Bearbeitungseinrichtung ergibt.

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Claims

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Patentansprüche

.' Hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung mit umlaufenden Werkzeugen, bei der in einem auf einer längsverschieblichen Drehspindel befestigten Werkzeugkopf zwei Werkzeuge tragende, gegenläufig bewegbare Radialschieber angeordnet sind, die mittels einer in der Drehspindel angeordneten Zugstange betätigbar sind, die ihrerseits durch einen am hinteren Drehspindelende befindlichen Kopierkolben steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Fliehkraftausgleichseinrichtung in Form von durch die Radialschieberbewegungen beaufschlagbaren Federn (22,23) vorgesehen ist und daß als zweite Fliehkraftausgleichseinrichtung ein weiterer, hydraulisch beaufschlagbarer Ausgleichskolben (30) mit der Zugstange (26) verbunden ist.

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2. Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (22,23) in dem Werkzeugkopf (17) einerseits unämittelbar an den Stirnflächen der Radialschieber (18,19) und andererseits an dem umgebenden Gehäuse des Werkzeugkopfes (17) abgestützt sind.
3. Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (30) und der Kopierkolben (29) baulich zu einem Mehrfachkolben (28) vereinigt sind.
4. Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkolben (28) über ein Umlenkgetriebe (35,36,37,38,39) mit einem Planschlitten (40) des Schablonenschlittens (31) in Verbindung steht.
5. Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe eine Zahnstange (35) beinhaltet, die mittels einer Stellspindel (36·) feineinstellbar ist.

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