DE2950881A1

DE2950881A1 - Vorrichtung zum steuern einer werkzeugmaschine, deren werkzeug gegenueber dem werkstueck um eine achse rotiert und in dieser achse vorschiebbar ist

Info

Publication number: DE2950881A1
Application number: DE19792950881
Authority: DE
Inventors: Paul 2370 Rendsburg Nowotka; Gerhard Rüdel; Christian von 2371 Alt Duvenstedt Schneidemesser
Original assignee: WOLTERS PETER FA
Current assignee: WOLTERS PETER FA
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1981-06-25
Also published as: EP0034659B1; US4370835A; DE2950881C2; EP0034659A1

Description

Peter Wolters
Büsumer Str.
2370 Rendsburg

Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, deren Werkzeug gegenüber dem Werkstück um eine Achse rotiert und in dieser Achse vorschiebbar ist

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, bei der eine Relativbewegung von Werkzeug und Werkstück um eine Achse und in Achsrichtung erfolgt, insbesondere an einer Läpp-, Hon- oder Schleifmaschine .

Bei der Arbeit mit solchen Maschinen ist der von dem Werkzeug, also z.B. der Läpp-, Hon- oder Schleifscheibe, auf die Oberfläche des Werkstücks oder der Werkstücke ausgeübte Druck von wesentlicher Bedeutung. Bei einem zu großen Druck besteht die Gefahr einer Beeinträchtigung der gewünschten Qualität der Oberfläche, gegebenenfalls ein Kaltverschweißen von Werkstück und Werkzeug, bei Läppmaschinen ein Abreißen des das Läppkorn enthaltenden Läppfilms; bei einem zu geringen Druck ergeben sich unnötig lange Bearbeitungszeiten und erhöhte Bearbeitungskosten.

C/w. - 5 -

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Bisher wurde der bei solchen Maschinen auf die Werkstücke ausgeübte Druck in der Regel von Hand eingestellt, bei hydraulischem oder pneumatischem Vorschub durch Einstellen des Drucks des die Arbeitsscheibe in axialer Richtung gegen das Werkstück bewegenden Druckmediums. Es ist bekannt, solche Einstellung nach einer errechneten oder empirisch ermittelten Kurve, z.B. mittels einer entsprechenden Schablone, vorzunehmen. Solche Steuerungen können nur nach bestimmten angenommenen Werten erfolgen, die sich von den im Betrieb tatsächlich auftretenden Verhältnissen häufig erheblich unterscheiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung an Werkzeugen der oben genannten Art, insbesondere an einer Läpp-, Honoder Schleifmaschine so auszubilden, daß der Druck des Werkzeugs auf das Werkstück stets auf einem optimalen Wert gehalten wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein um seine Achse drehbarer Teil in einem in dieser Achsrichtung verschiebbaren Teil derartig gelagert ist, daß

er von ihm über federnde Mittel in Vorschubrichtung mitgenommen wird und diese Mittel mit einer Einrichtung verbunden sind, die Signale entsprechend der Größe der Relativbewegung der Teile an eine Steuereinrichtung zum Steuern der Vorschubvorrichtung entsprechend der Größe dieser Relativbewegung gibt. Vorzugsweise ist der drehbare Teil der Werkzeugmaschine in einer achsparallelen Hülse drehbar und relativ zu ihr in Achsrichtung unbewegbar gelagert und diese Anordnung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die Hülse relativ zum vorschiebbaren Teil in Achsrichtung gegenüber Federn bewegbar und mit einer Einrichtung zum Messen dieser Bewegung verbunden ist.

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Dabei kann die Hülse an einem Bund des drehbaren Teils über Kugellager gelagert sein und gegenüber dem axial vorschiebbaren Teil in beiden Richtungen durch Federn abgestützt sein. Vorzugsweise ist die Hülse mit einem Meßgerät verbunden, in dessen Ausgangskreis eine Vorrichtung zum Vergleichen der Größe der Meßwerte mit einem vorgegebenen Wert liegt, die ihrerseits die Vorschubkraft des vorschiebbaren Teils steuert.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsart der Erfindung weist die genannte Hülse auf ihrer Länge mindestens einen Bereich auf, der durch die auf ihn durch die Vorschubbewegung aufgebrachte Kraft elastisch deformierbar ist und einen Streifen trägt, dessen elektrischer Widerstand sich bei Änderung seiner Länge ändert und der mit dem Eingang eines Komparators verbunden ist, durch den die Vorschubkraft des vorschiebbaren Teils gesteuert wird.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele einer solchen Lagerung gemäß der Erfindung anhand einer Zweischeiben-Läppmaschine .

Fig. 1 zeigt teils in Seitenansicht, teils im

vertikalen Schnitt eine Läppmaschine mit einer erfindungsgemäßen Lagerung der oberen Läppscheibenspindel,

Fig. 2 zeigt die Lagerung in größerem Maßstab,

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der

erfindungsgemäßen Lagerung der oberen Läppscheibenspindel,

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema für eine Anordnung gemäß Fig. 2 oder 3.

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In dem Maschinenrahmen 1 der in Fig. 1 dargestellten Zweischeiben-Läppmaschine ist die untere Läppscheibe 2 ortsfest gelagert und von einem Motor M über einen Riementrieb R2 angetrieben. Die obere Läppscheibe 3 sitzt am unteren Ende einer vertikalen Spindel 4, die vom gleichen Motor M über einen Riementrieb R3 im umgekehrten Sinn als die untere Läppscheibe 2 angetrieben wird. Das obere Ende der Spindel 4 ist in einem am Maschinenrahmen angeordneten Lager 5 derart gelagert, daß sie um ihre Achse drehbar und in ihrer Achsrichtung bewegbar ist. Die Spindel 4 ist außerdem kurz oberhalb der Läppscheibe 3 in einer Lagerung 9 im Inneren der hohlen Kolbenstange 7 eines Kolbens 6 gelagert, der in einem Zylinder 8 in vertikaler Richtung bewegbar ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsart der Lagerung 9 sind hintereinander zwei Kugellager 10, 11 vorgesehen, deren einander zugekehrte Lagerringe 13, 14 an einander gegenüberliegenden Seiten eines Bundes 4a der Spindel 4 anliegen, während der andere Lagerring 12 des Kugellagers 10 an der Unterseite eines Flansche 16a einer in einer Ausnehmung 7a der Kolbenstange 7 angeordneten, zu ihr konzentrischen Hülse 16 anliegt und der andere Lagerring 15 des Kugellagers 11 an der Oberseite eines Rings 17 anliegt, der mit der Hülse 16 fest verbunden ist. Zwischen der Oberseite des Flansches 16a und der radialen oberen Wand 7b der Ausnehmung 7a liegen Druckfedern 18; ebenso liegen Druckfedern 18a zwischen dem Ring und einer Ringscheibe 19, die das unten offene Ende der Ausnehmung 7a schließt. Zwischen der Hülse 16 und der zu ihr parallelen Fläche der Ausnehmung 7a liegt eine Kugelbüchse 21, die die Reibung zwischen der Hülse 16 und der Kolbenstange 7 vermindert.

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Am unteren Ende der Hülse 16 ist ein Träger 22 befestigt, der ein Längenmeßgerät 2 3 trägt. Auf den beweglichen Teil 24 des Meßgeräts 23 wirkt ein Anschlag 25, der an einem an der Kolbenstange 7 angebrachten Ring 34 befestigt ist. In Fig. 3 ist der Anschlag 25 als ein Teil ausgebildet, der auf einen am Ring 34 befestigten Schraubenbolzen 26 aufgeschraubt ist, so daß sein Abstand vom Ring 34 leicht verändert werden kann. Der von dem Meßgerät 23 ermittelte Wert kann dann zum Steuern des auf den Kolben 6 auszuübenden Drucks ausgenutzt werden.

Das Längenmeßgerät 23 kann mechanisch, pneumatisch, magnetisch oder hydraulisch arbeiten.

Die Kolbenstange 7 ist zwischen dem an ihrem unteren Ende befestigten Ring 34 und dem unteren Verschluß 41 des Zylinders 8 (s. Fig. 1) von einem Balgen 20 umgeben, der ihre Oberfläche schützt.

Bei der Ausführungsart nach Fig. 2 wird von dem Längenmeßgerät 2 3 dem Komparator 36 laufend ein der Größe des Meßwerts entsprechendes Signal gegeben. Der Komparator 36 vergleicht diesen Wert mit einem vorbestimmten Wert und gibt der Einrichtung 39, die die Größe der auf die Kolbenstange 7 wirkenden Vorschubkraft bestimmt, ein Signal zur Änderung dieser Kraft entsprechend dem jeweiligen Meßwert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsart besteht die Lagerung 9 aus zwei Kugellagern 10, 11 und einem Rollenlager 27, die hintereinanderliegen. Von den beiden Ringen 13, 14 bzw. 12, 15 der Kugellager 10 und 11 sind die Ringe 12 und 15 mit der Spindel 4 verbunden. Die Ringe 13 und 14 sind mit der Kolbenstange 7 über eine Hülse 28 verbunden, die in einer Ausnehmung 7a der Kolben-

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stange 7 unbeweglich sitzt. Die Innenwand der Hülse 28 besitzt einen ringförmigen Vorsprung 29, der zwischen den Ringen 13 und 14 Kugellager 10 und 11 sitzt. Der Vorsprung 29 ist mit den Enden 28a und 28b der Hülse 28 über dünnwandige Ringe 30 und 31 verbunden, die auf ihren Außenseiten je einen Dehnungsmeßstreifen 32a bzw. 32b tragen. Das Wälzlager 27 liegt zwischen der Spindel 4 und einem in der äußeren öffnung der Ausnehmung 7a der Kolbenstange 7 liegenden Ring 33. Der Ring 33 und das Lager 27 werden in axialer Richtung gehalten durch die an der Kolbenstange 7 angeschraubte Platte 19.

Wenn der von der oberen Läppscheibe 3 auf die Werkstücke W ausgeübte Druck dadurch erhöht wird, daß die Spindel 4 durch die Kolbenstange 7 in Richtung des Pfeils P bewegt wird, so wird der Dehnungsmeßstreifen 32b auf Zug, der Dehnungsmeßstreifen 32a auf Druck beansprucht. Die Dehnungsmeßstreifen 32aund-32b sind über Leitungen 35 (s. Fig. 4) mit einem elektrischen Komparator 36 verbunden, in dem die von ihnen gegebenen elektrischen Signale verglichen werden mit einem dem Komparator durch eine Einrichtung 37 zugeführten Signal vorbestimmter, entsprechend den Verhältnissen einstellbarer Größe. Das somit vom Komparator 37 gegebene Signal wird einer Einrichtung 38 zugeführt, in der das Signal umgewandelt wird in ein Signal zum Steuern einer Einrichtung 39 (s. auch Fig. 1), die einerseits mit einer Pumpe 40 zum Fördern des den Kolben 6 bewegenden hydraulischen Mediums und andererseits über Leitungen 39a, 39b mit den durch den Kolben 6 getrennten Räumen 8a, 8b des Zylinders 8 verbunden ist. Durch die Einrichtung 39 wird somit der Druck in den Zylinderräumen 8a, 8b entsprechend den von den Dehnungsmeßstreifen 32a, 32b gegebenen Signalen geändert, so daß der in Richtung P (Fig. 2) gerichtete Druck auf den Kolben 6 und damit der Druck der Läppscheibe 3 auf die Werkstücke W geändert wird.

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Vorzugsweise wird mittels des Geräts 39 der Druck im Kolbenraum 8b stets konstant gehalten, so daß durch das Gerät 31 lediglich der Druck im Kolbenraum 8a entsprechend dem Signal verändert wird, das durch die Relativbewegung von Spindel 4 und Kolbenstange 7 erzeugt wird, sei es beispielsweise mittels der Meßstreifen 32a, 32b oder des Meßgeräts 23.

Die Ausführungsbeispiele zeigen Anordnungen, bei denen der Vorschub durch Bewegung der Läppscheibe 3 gegenüber den Werkstücken W erfolgt. Grundsätzlich kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß der Vorschub durch Aufwärtsbewegen der die Werkstücke W tragenden unteren Läppscheibe 1 erfolgt.

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L e e r s e i t e

Claims

COHAUS S & Vi-QR ACK

patentanwa-ltsdOro '" 8chumannstr 97 . d-40oo düsseldorf

Telefon: (O? 11) 6833M Telex: 0858«513 corfd

PATENTANWÄLTE : DipL-Ing. W. COHAUSZ ' Oipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing, DipL-Wiitsch.-lng. A. GERBER - Dipl.-Jng. H. B. COHAUSZ

Ansprüche:

( 1.1 Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, bei der eine Relativbewegung von Werkzeug und .Werkstück um eine Achse und in Achsrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein um seine Achse drehbarer Teil (4} in einem in dieser Achsrichtung verschiebbaren Teil (7) derartig gelagert ist, daß er von ihm über federnde Mittel (18, 18a, 31, 30) in Vorechubrichtung mitgenommen wird und diese Mittel (18, 18a,31, 30) mit einer Einrichtung (23, 32a, 32b) verbunden sind, die Signale entsprechend der Größe der Relativbewegung der Teile- (4, 7) ,an eine Steuereinrichtung (39) zum Steuern der Vorschubvorrichtung (6, 7, 8, 39) entsprechend der Größe dieser Relativbewegung gibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß der drehbare Teil (4) in einer achsparallelen Hülse (16) drehbar und ihr gegenüber in Achsrichtung unbewegbar gelagert ist, die relativ zu dem vorschiebbaren Teil (7) in Achsrichtung gegenüber Federn (18, 18a) bewegbar und mit einer Einrichtung (23) zum Messen dieser Bewegung verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) an einem Bund (4a) des drehbaren Teils (4) über Kugellager (10, 11) an einer Hülse (16) gelagert ist, die gegenüber dem axial vorschiebbaren Teil (7) in beiden Richtungen durch in dieser Axialrichtung wirkende Federn (18, 18a) abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) in dem in Achsrichtung verschiebbaren Teil (7) durch eine Kugellagerung (21) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a durch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) mit einem Längenmeßgerät (2 3) verbunden ist, in dessen Ausgangskreis eine Vorrichtung (36) zum Vergleich der Meßwerte mit einem vorbestimmten Wert liegt, die die Vorschubkraft des vorschiebbaren Teils (7) steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der drehbare Teil (4)

._ * in einer achsparallelen, im vorschiebbaren Teil (7)

angeordneten Hülse (28) drehbar gelagert ist, die auf ihrer Länge mindestens einen Bereich (29, 30) besitzt, der durch die auf ihn durch die Vorschubbewegung aufgebrachte Kraft elastisch deformierbar ist und einen Streifen (32a, 32b) trägt, dessen elektrischer Widerstand sich bei Änderung seiner Länge ändert und der mit dem Eingang eines Komparators (36) verbunden ist, durch den die Vorschubkraft des vorschiebbaren Teils (7) gesteuert wird.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (4) das rotierende Werkzeug (3) trägt.

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