DE2737281B2

DE2737281B2 - Hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2737281B2
Application number: DE2737281A
Authority: DE
Inventors: 4937 Lage Adam Klaus; Erhard Ing.(Grad.) 4800 Bielefeld Schalles; Reinhard Ing.(Grad.) 4800 Bielefeld Stender
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1977-08-18
Filing date: 1977-08-18
Publication date: 1979-09-27
Also published as: IT7812750A0; DE2737281C3; FR2400410B3; DE2737281A1; IT1103762B; GB2002670B; FR2400410A1; GB2002670A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Kopier-Bearbeitungseinrichtung der gattungsgemäßen Art (GB-PS 1208643) ruft zwar die Tatsache, daß auf dem Werkzeugkopf zwei gegenläufig bewegbare Radialschieber angeordnet sind, einen Auswuchteffekt hervor, doch müssen die auf die umlaufenden Werkzeuge einwirkenden Fliehkräfte vom Antrieb der Radialschieber aufgenommen werden, weil insoweit ein Fliehkraftausgleich nicht vorgesehen ist. Dies bewirkt, daß schon dann Steuervorgänge in das Kopiersystem geleitet werden, wenn noch keine Zerspanungskräfte vorhanden sind. Hierdurch wird einerseits der Kraftverstärkungsbereich der Kopiereinrichtung nachteilig reduziert, und es wird andererseits die Maßgenauigkeit infolge unterschiedlicher Federungen der Zugstange nachteilig beeinflußt. Ferner ist es nachteilig, daß der Kopierkolben seinerseits im Hinblick auf die Fliehkräfte dimensioniert werden muß, was zu einem erhöhten Raumbedarf bei reduzierter Arbeitsgenauigkeit führen kann.

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

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

Die Fliehkraftausgleichseinrichtung in Form des hydraulisch beaufschlagbaren Ausgleichskolbens wirkt dabei den Fliehkräften mit einem konstanten Gegendruck für die verschiedenen Radialschieber- ~> Stellungen entgegen, während die entgegenwirkende Kraft der Federn als der anderen Fliehkraftausgleichseinrichtung entsprechend dem Fliehkraftanstieg bei größerem Drehradius ebenfalls ansteigend ist. Durch die Aufteilung der ausgleichenden, enigegenwirken-

i» den Kräfte einerseits in die konstante Gegenkraft des hydraulisch beaufschlagbaren Ausgleichskolbens und andererseits in die Federkraft, lassen sich beide Fliehkraftausgleichseinrichtungen konstruktiv einfach und vor allen Dingen räumlich klein dimensionieren. In

I) ihrem Zusammenspiel entlasten sie dabei insbesondere den Kopierkolben derart, daß dieser praktisch nur noch Zerspanungskräfte in Planvorschubrichtung bei einer Vergrößerung des Drehdurchmessers zu überwinden hat. Der Kopierkolben kann daher sehr

2(i genau arbeiten. Der Kopierkolben und auch der Ausgleichskolben können jeweils relativ gering bemessen werden und passen sich somit gut den bei derartigen Bearbeitungseinrichtungen normalerweise herrschenden sehr beengten Raumverhältnissen an.

2> Weitere Ausgestaltungen einer Kopier-Bearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Durch die im Anspruch 2 angegebene Art der Abstützung der die eine Fliehkraftausgleichseinrichtung bildenden Federn

μ wird erreicht, daß diese den Fliehkräften unmittelbar am Ort der Entstehung entgegenwirken können und daß ferner die relativ lange und dünne Zugstange an ihrem vorderen Ende entlastet wird und damit Verformungen oder Längenänderungen an der Zugstange

r> nicht auftreten können.

Die im Anspruch 3 gekennzeichnete bauliche Vereinigung des Ausgleichskolbens und des Kopierkolbens trägt zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus und zu einer raumsparenden Bauweise bei.

«> Ein Ausführungsbeispiel einer Kopier-Bearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kopier-Bear-

4> beitungseinrichtung,

Fig. 2 die eine Fliehkraftausgleichseinrichtung in Form von Federn in vergrößerter Einzeldarstellung, Fig. 3 bis 5 die Kraftliniendiagramme für die Fliehkraft, die Ausgleichskraft der Federn als der einen

ίο Fliehkraftausgleichseinrichtung und die Ausgleichskraft des hydraulischen Ausgleichskolbens der anderen Fliehkraftausgleichseinrichtung sowie die resultierende Kolbenkraft,

Fig. 6 ein dem Kolbensystem der Bearbeitungsein-

T) richtung zugeordnetes Umlenkgetriebe als Verbindung zum Kopierschablonenträger in Draufsicht,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt VII-VII der Fig. 6.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in einer in einem Ge-

w) häuse 10 geführten, hydraulisch hin und her verfahrbaren Pinole 11 eine Drehspindel 12 über Wälzlager drehbar gelagert, die über einen Motor 13 sowie einen Rädertrieb 14,15,16 und eine Keilnutenverzahnung, die sich im Bereich ihres hinteren Endes befindet,

h^r) querkraftfrei angetrieben werden kann. Die Pinole 11 erteilt der Drehspindel 12 und den von ihr getragenen Einrichtungen dabei die Längsvorschubbewegung.
Die Drehspindel 12 trägt an ihrem vorderen Ende

auf einem Spindelflansch einen Werkzeugkopf 17, in dem zwei Radialschieber 18 und 19 verschieblich geführt sind, auf denen sich Werkzeughalter 20 und 21 befinden, in die Drehwerkzeuge eingespannt werden können.

Für eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Drehdurchmessers sind die Radialschieber 18, 19 in radialer Richtung verfahrbar. Werden die Radialschieber 18,19 und damit die von ihnen getragenen Werkzeuge *äsi einer Vergrößerung des Drehdurchmessers nach außen verfahren, erhöhen sich die angreifenden Fliehkräfte. Als eine erste Fliehkraftausgleichseinrichtung sind nun den Radialschiebern 18 und 19 jeweils Federn 22 und 23 zugeordnet, die sich einerseits unmittelbar an den Stirnflächen der Radialschieber 18,19 und andererseits an dem Werkzeugkopf 17 abstützen. Beim Verfahren der Radialschieber 18, 19 nach außen erzeugen nun die Federn entsprechend ihrer Federkennwerte auch eine größere Gegenkraft, etwas proportional dem Fliehkraftanstieg nach der Gleichung

C= m ω² ■ r,

worin C = Fliehkraft, m = Masse der Werkzeughalter und der Radialschieber, ω = Winkelgeschwindigkeit des Masseschwerpunktes und r = Schwerpunktradius sind.

Das Verfahren der Radialschieber 18 und 19 erfolgt jeweils über Ritzel 24, die mit einer sie treibenden Zahnstange 25 in Eingriff stehen, die sich am vorderen Ende einer Zugstange 26 befindet. Die Zugstange ist dabei im Inneren der Drehspindel 12 angeordnet und mit ihrem hinteren Ende aus der Drehspindel 12 herausgeführt, wobei sie an diesem hinteren Ende über Wälzlager mit einem Mehrfachkolben 28 verbunden ist. Die Zugstange 26 kann durch den Mehrfachkolben 28 relativ zur Drehspindel 12 hin und her bewegt werden, wodurch mittels entsprechender Drehung der Ritzel 24 die Radialschieber 18,19 entsprechend hin und her verfahren werden. Das rückwärtige Ende der Drehspindel 12 ist dabei mit dem Zylinder 27 des Mehrfachkolbens 28 über Wälzlager verbunden. Der Mehrfachkolben 28 beinhaltet in seinem vorderen Bereich den eigentlichen, doppelt wirkenden Kopierkolben 29 und in seinem rückwärtigen Bereich als zweite Fliehkraftausgleichseinrichtung einen der Fliehkraft mit konstantem Druck entgegenwirkenden Ausgleichskolben 30. Der Ausgleichskolben 30 wird hydraulisch über ein Ventil, vorzugsweise ein Druckminderventil, beaufschlagt, durch das der Beaufschlagungsdruck konstant gehalten wird. Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung bewirkt, daß die Zugstange 26 zusammen mit der Drehspindel 12 umläuft, während der Mehrfachkolben 28 und sein Zylinder 27 nicht mit umlaufen, aber entsprechende Längsbewegungen mitmachen und erteilen können. Dabei bewirkt ein Hin- und Herverschieben des Mehrfachkolbens 28, insbesondere auch des Kopierkolbens 29 relativ zum Zylinder 27 eine Relativbewegung der Zugstange 26 zur Drehspindel 12 und damit die Betätigung der Radialschieber 18,19. Die von der Pinole

11 erteilte Längsvorschubbewegung der Drehspindel

12 überträgt sich dabei auch auf den Zylinder 27 des Mehrfachkolbens 28.

Der in einem Gehäuse 32 verschieblich gelagerte Zylinder 27 trägt, wie aus Fi g. 1 ersichtlich, einen Kopierschablonenschlitten 31, tier demzufolge zusammen mit der Pinole 11 die Längsbewegung durchführt. Der Schablonenschlitten 31 trägt einerseits die Kopierschablone 31' (Fig. 1) und ist andererseits auf dem in Fig. 7 dargestellten Plansehlitten 40 angeord-

■5 net, über den er auch in getriebetechnischer Verbindung mit dem Kolben 29 des Mehrfachkolbens steht. Hierzu ist ein Utnlenkgetriebe vorgesehen, das in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. An dem Mehrfachkolben 28 ist eine Zahnstange 35 befestigt, die zwecks Fein-

i" einstellung über eine Stellspindel 36' verstellt werden kann. Die Zahnstange 35 arbeitet über ein Ritze! 36 und eine aus mehreren Zahnrädern aufgebaute Spielausgleichseinrichtung 37, 38 auf eine Zahnstange 39, die ihrerseits an dem Plansehlitten 40 befestigt ist. So- ~> mit führt eine Bewegung des Kolbens 29 des Mehrfachkolbens 28 relativ zu dem Zylinder 27 auch zu einer Verfahrbewegung des Planschlittens 40, die rechtwinklig zu der von der Pinole 11 erteilten Längsbewegung verläuft.

-'» Ferner ist an dem Gehäuse 32 über eine Adapterplatte 33 ein Fühlerventil 34 befestigt (Fig. 1). An diesem Fühlerventil 34 fährt die Kopierschablone 31' vorbei. Das Fühlerventil 34 steuert dabei die hydraulische Beaufschlagung des Kopierkolbens 29. Die hy-

y-> draulischen Steuerimpulse des Fühlerventils 34 gehen somit auf den Kopierkolben 29 und setzen sich ausgehend von dort einerseits bei gegebener Vorbewegung des Schabionenschlittens 31 in Längsrichtung letztendlich in der geschilderten Weise in entsprechende

ι» Planbewegungen des Planschlittens 40 um und andererseits in der geschilderten Weise in entsprechende Hin- und Herbewegungen der Zugstange 26 zum kopiergerechten Verfahren der Radialschlitten 18, 19. Die Wirkungsweise der beiden Fliehkraftaus-

)> gleichseinrichtungen wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 5 im einzelnen erläutert. In Fig. 2 ist gezeigt, wie der Fliehkraft 41 in unmittelbarer Nähe der Entstehung am vorderen Ende der Zugstange 26, direkt auf den Radialschieber 18 bzw. 19 einwirkend,

M) die Gegenkraft 42 der Feder 22 entgegenwirkt, und zwar um so stärker, je weiter der Radialschieber nach außen verfahren ist. Dies ist in Diagrammform auch in Fig. 3 dargestellt. Das Diagramm zeigt den Verlauf der Fliehkraft 41 und der Gegenkraft 42 der Federn, aufgetragen über dem Drehradius 43 innerhalb des Verstellbereiches 44 bis 45 der Kopier-Bearbeitungseinrichtung.

In dem Diagramm nach Fig. 4 ist der Verlauf der Fliehkraft 41 und der Gegenkraft 46, die der Ausgleichskolben 30 vermittelt, wiederum über dem Drehradius 43 und über dem Verstellbereich 44 und 45 aufgetragen. In Fig. 5 ist dann die resultierende Kolbenkraft 47, aufgetragen über dem Druhradius 43, gezeigt, wie sie am Kopierkolben 29 wirkt. Mit der gestrichelten Kennlinie 48 ist gezeigt, welche Kraft am Kopierkolben wirken würde, wenn die beiden Fliehkraftausgleichseinrichtungen nicht vorhanden wären. Die strichpunktierte Kennlinie 49 zeigt, welche resultierende Kolbenkraft lediglich unter Berücksich-

bo tigung der Gegenkraft 42 der Federn 22, 23 vorhanden wäre. Die ausgezogene Kennlinie 50 zeigt die sich aus dem Zusammenwirken der beiden Fliehkraftausgleichseinrichtungen jeweils ergebende Kolbenkraft auf. bs ist ersichtlich, daß der Kopierkolben 29 fast

b5 ausschließlich sich aus der Planvorschubbewegung der Kopier-Bearbeitungseinrichtung ergebende Zerspanungskräfte auszuregeln hat.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung. bei der in einem auf einer längsverschieblichen Drehspindel befestigten Werkzeugkopf zwei Werkzeuge tragende, gegenläufig bewegbare Radialschieber angeordnet sind, die über ein Umlenkgetriebe mittels einer in der Drehspindel angeordneten Zugstange betätigbar sind, die ihrerseits durch einen am hinteren Drehspindelende befindlichen Kopierkolben steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als eine erste Fliehkraftausgleichseinrichtung durch die Bewegungen der Radialschieber (18,19) beaufschlagbare Federn (22, 23) und als eine zweite Fliehkraftausgleichseinrichtung ein hydraulisch beaufschlagbarer, mit der Zugstange (26) verbundener Ausgleichskolben (30) vorgesehen sind bzw. ist.

2. Kopier-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beaufschlagen der Federn (22, 23) dadurch erfolgt, daß die Federn einerseits unmittelbar an den Stirnflächen der Radialschieber (18, 19) und andererseits an dem Werkzeugkopf (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.