DE2737281C3 - Hydraulische Kopter-Bearbeitungseinrichtung - Google Patents
Hydraulische Kopter-BearbeitungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kopier-Bearbeitungseinrichtung
nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.
Bei einer bekannten Kopier-Bearbeiiungseinrichtung der gattungsgemäßen Art (GB-PS 1208 643) 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, entgegenwirkenden 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 ihrem Zusammenspiel entlasten sie dabei insbesondere
den Kopierkolben derart, daß dieser praktisch nur noch Zerspanungskräfte in Planvorschubrichtung
bei einer Vergiößerung 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 gut den bei derartigen Bearbeitungseinrichtungen normalerweise herrschenden
sehr beengten Raumverhältnissen an.
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 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 nicht auftreten können.
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 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 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
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-Bearbeitungseinrichtung,
Fig. 2 die eine Fliehkraftausgleichseinrichtung in Form von Federn in vergrößerter Einzeldarstellung,
Fig. 3 bis 5 die KraftliniendiagrarrhTie für die Fliehkraft,
die Ausgleichskraft der Federn als der einen so Fliehkraftausgleichseinrichtung und die Ausgleichskraft des hydraulischen Ausgleichskolbens der anderen
Fliehkraftausgleichseinrichtung sowie die resultierende Kolbenkraft,
Fig. 6ein dem Kolbensystem der Bearbeitungseinrichtung
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 Gebo
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, ,,·. 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 eingerpannt 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 bei 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 Radialschieher
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 · τ,
worin C = Fliehkraft, m = Masse der Werkzeughalter
und der Radialschieber, ω = Winkelgeschwindigkeit des Masseschwerpunktes und τ = 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 Längsvorschuboewegung der Drehspindel
12 überträgt sich dabei auch auf den Zylinder 27 des Mehrfachkolbens 29.
Der in einem Gehäuse 32 verschieblich gelagerte Zylinder27trägt, wie ausFig. 1 ersichtlich,einen Kopierschablonenschlitten
31, der 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 Planschlitten 40 angeordnet, über den er auch in getriebetechnischer Verbindung
mit dem Kolben 29 des Mehrfachkolbens steht. Hierzu ist ein Umlenkgetriebe vorgesehen, das in den
Fig. 6 und 7 dargestellt ist. An dem Mehrfachkolben 28 ist eine Zahnstange 35 befestigt, die zwecks Fein-
einstellung 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 ihrerseits an dem Planschlitten 40 befestigt ist. Somit führt eine Bewegung des Kolbens 29 des Mehrfa'jhkolbens
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 hydraulischen Steuerimpulse des Fühlerventils 34 gehen
somit auf den Kopierkolben 29 und setzen sich ausgehend von dort einerseits bei gegebener Vorbewegung
des Schablonenschlittens 31 in Längsrichtung letztendlich in der geschilderten Weise in entsprechende
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 Fliehkraftausgleichseinrichtungen 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,
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 Drehradius 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 Berücksichtigung
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 Es ist ersichtlich, daß der Kopierkolben 29 fast
i,5 ausschließlich sich aus der Planvorschubbewegung der
Kopier-Bearbeitungseinrichtung ergebende Zerspanungskräfte auszuregeln hat.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
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.
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FR2477927A1 (fr) * | 1980-03-14 | 1981-09-18 | Framatome Sa | Plateau a surfacer a commande numerique |
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