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Hydraulische, mit Servo-Steuergetrieben arbeitende Kolbensteuerung
für den mit regelbarer Geschwindigkeit hin und her bewegten Arbeitsschlitten an
Werkzeug-, insonderheit Schleifmaschinen Zur Erzielung eines genauen und sauberen
Schliffes ist es bekanntlich erforderlich, nach dem Schruppen das Schleifwerkzeug
abzudrehen, worauf das Schlichten erfolgt. Zum Abdrehen des Schleifwerkzeuges muß
der Schlitten über seine Arbeitsbewegung hinauslaufen, und seine Geschwindigkeit
muß verringert sein. Nach Fertigstellung des Werkstückes muß der Schlitten so weit
hinauslaufen, bis das Schleifwerkzeug nicht mehr mit dem Werkstück in Berührung
steht und ein leichtes Ab- und Aufspannen des letzteren erfolgen kann; der Zeitersparnis
halber soll hierbei der Schlitten möglichst mit einer größeren Geschwindigkeit laufen
als während des Arbeitens.
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Dieser an sich im wesentlichen bekannte Arbeitsgang soll gemäß der
vorliegenden Erfindung zweckmäßig unter Einbeziehung der Querschaltung des Beistellschlittens
und der Schwenkbewegung der Abziehvorrichtung unter vielfacher Anwendung der an
sich bekannten Hilfskolbengetriebe völlig selbsttätig in allen Einzelwirkungen auf
rein hydraulischem Wege herbeigeführt werden.
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Zu diesem Zwecke ist eine Anzahl Hilfs-, Steuer- und Arbeitskolbengetriebe
vorgesehen, von denen je ein Steuerkolbengetriebe von dem Längsschlitten und der
Spanvorschubvorrichtung oder einem Meßgerät verstellt wird, wodurch die Betätigung
der übrigen Hilfs- und Arbeitskolbengetriebe eingeleitet wird. Durch die von den
genannten beiden Steuerkolbengetrieben betätigten Hilfskolbengetriebe werden verstellt:
die Welle des Hauptumlegehebels für die Längsschlittensteuerung in axialer Richtung
gegenüber einem seitlich mehrstufigen Schlittenanschlag und ein Steuerkolbengetriebe,
das die Flüssigkeitszufuhr zum Hauptdrehschieber über drei Leitungen und zu einem
Arbeitskolben-Betriebe für die Beisbellung des Abrichtwerkzeuges über eine Zweigleitung
regelt; das eine der Steuerkolbengetriebe betätigt schließlich noch ein Arbeitskolbengetriebe
zur Bewegung der Schaltklinke für den Spanvorschub.
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Durch die Beistellvorrichtung bzw. das Meßgerät braucht also nur ein
kleiner Steuerkolben verstellt zu werden, der leicht entlastet ausgeführt werden
kann, so daß für seine Verstellung nur eine ganz geringe Kraft erforderlich ist.
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Eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung schematisch
dargestellt, und zwar ist Abb. I ein Längsschnitt, Abb. 2 ein Querschnitt nach A-B
der Abb. I. Sämtliche Steuerkolben sind in der Stellung gezeichnet, die sie während
des Schleifens einnehmen.
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Dem Drehschieber a, der in bekannter Weise mit den Zylinderenden des
(nicht gezeichneten
) hydraulischen Kolbengetriebes des Schlittens
durch Rohre in Verbindung steht, wird die Druckflüssigkeit durch das Rohr 8 zugeführt.
Er steht durch Zahnsegmente mit dem Umsteuerhebel b in Verbindung, der ebenfalls
in bekannter Weise durch am Schlitten c verstellbare Anschläge d und b betätigt
wird, wodurch die Umsteuerung des Schlittenweges erfolgt. Es ist angenommen, daß
der Schlitten c zum Abdrehen des Schleifwerkzeuges und zum Freigeben des Werkstückes
über seinen Arbeitsweg hinweg nach rechts laufen soll.
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Die selbsttätige Änderung des Schlittenweges durch Aufhebung seines
Hubwechsels wird durch Verschieben des Umsteuerhebels b in Richtung seiner Schwingachse
vorgenommen. Auf der Welle e des Hebels b sitzt zu diesen Zwecke ein Kolben f, der
in dem Zylinder g läuft (Abb. 2). Zwei Federn h und h1 halten den Kolben in seiner
Mittellage bzw. führen ihn in diese zurück, sobald dem Zylinder g keine Druckflüssigkeit
zugeführt wird. In dieser Stellung stößt der Schlittenanschlag d mit der vorderen
Fläche dI gegen die Knagge bI des Umsteuerhebels b, und die Umsteuerung bzw. der
Hubwechsel erfolgt bei der jedesmaligen Beendigung eines Arbeitsganges. Wird durch
die Rohrleitung 9 Druckflüssigkeit vor den Kolben f geführt, dann wird dieser nach
hinten bewegt, auch die Knagge b1 geht dadurch so weit nasch hinten, daß sie von
der Anschlagfläche d1 nicht mehr getroffen wird, sondern erst von der weiter zurülckliegenden
Fläche d2. Der Schlittenhub wird dadurch um die Entfernung der Flächen d1 und d2
voneinander vergrößert. Tritt umgekehrt Druckflüssigkeit durch das Rohr Io hinter
den Kolben f, dann wird der Hebel b und die Knagge b1 so weit nach vorn bewegt,
daß sie außerhalb des Bereiches des Anschlages d gelangt; der Schlitten läuft dann
bis in seine rechte Endstellung, und eine Umsteuerung findet nicht statt.
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Der Geschwindigkeitswechsel erfolgt durch den im Zylinder n laufenden
Kolben i, der mit dem Kolben k in einem weiteren Zylinder l verbunden ist. Zwei
Federn m und m1 wirken in gleicher Weise wie die Federn h und h1, d. h. sie halten
den Hilfskolben k in der gezeichneten Mittelstellung bzw. sind bestrebt, ihn in
diese Stellung zurückzuführen. Die bei I eintretende Druckflüssigkeit wird durch
das Rohr 4 dem Zylinder n zugeführt; in der gezeichneten Stellung kann sie durch
die Kanäle 5 und 6 n die Leitung 8 übertreten, durch die sie dem Drehschieber a
zugeleitet wird. In den Kanal 6 ist ein Regelorgan o eingebaut, mit dem der Durchtrittsquerschnitt
für die Flüssigkeit und ihre Menge geregelt werden kann. Ist dieses Organ ganz geschlossen,
dann kann die Flüssigkeit nur durch den engen Kanal 5 in das Rohr 8 übertreten;
die Schlittengeschwindigkeit ist hierbei so klein, wie sie für das Abdrehen des
Schleifwerkzeuges erforderlich ist. Durch Öffnen des Regelorgans o kann man den
Übertritt der Flüssigkeit und damit die Schlittengeschwindigkeit während der Arbeitsbewegung
beliebig vergrößern. Der Steuerkolben i kann durch das Hilfskolbengetriebe k,l,
je nachdem diesen durch das Rohr II oderi I2 Druckflüssigkeit zugeführt wird, nach
rechts oder links verschoben werden. Bei einer Verschiebung nach rechts schließt
der Kolben i den Kanal 6 ab, und es bleibt nur der Kanal 5 geöffnet. Der Schlitten
läuft daher mit seiner kleinsten Geschwindigkeit. Gleichzeitig wird ein Kanal I3
am rechten Zylinderende freigegeben; dieser steht mit einem Arbeitskolben, der in
beliebiger Weise das Abdrehwerkzeug in Arbeitsstellung bringt, in Verbindung. Sobald
der Steuerkolben i wieder in seine Mittellage geht, wird das Rohr I3 wieder freigegeben,
die Flüssigkeit kann bei I4 austreten, und das Abdrehwerkzeug wird durch eine Feder
oder ein Gewicht wieder in seine Ruhelage zurückgeführt. Bei einer Bewegung des
Steuerkolbens i nach links wird auch der Kanal 7 freigegeben, die Druckflüssigkeit
kann durch alle drei Kanäle 5, 6, 7 hindurchtreten, und der Schlitten läuft mit
seiner größten Geschwindigkeit.
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Die Steuerung der beiden hydraulischen Hilfskolbengetriebe f, g und
k, l erfolgt durch die Steuerkolben g und p in dem Zylinder r und den weiteren Steuerkolben
s in dem Zylinder t. Der Steuerkolben p regelt das Halfskolbengetriebe k, l, der
Steuerkolben q das Hilfskolbengetriebe f, g. Beide Steuerkolben sind durch die Stange
u miteinander gekuppelt, so daß die Bewegung der Hilfskolben k und f stets voneinander
abhängig erfolgen muß. Dem Steuerkolben q wird durch das Rohr 3 unmittelbar Druckflüssigkeit
zugeführt, dem Steuerkolben p dagegen ist der Steuerkolben s vorgeschaltet. Die
diesem Steuerkolben durch das Rohr 2 zugeführte Druckflüssigkeit kann erst durch
das Rohr I5 zu dem Steuerkolben p treten, wenn der Steuerkolben s ganz nach links
bewegt wird. Diese Bewegung erfolgt durch das Anschlaglineal v am Schlitten c, das
durch die Kuppelstange w mit dem Anschlag :d verbunden ist. Das Lineal v wirkt mit
seiner schrägen Fläche auf :die Rolle x an dem um y schwingenden Winkelhebel z,
der an der Kolbenstange des Kolbens s an-12 greift. Die Verstellung der Kolben p
und g wird bei dem gewählten Beispiel durch die
Kurvenscheibe I6
auf der die Annäherung von Werkstück und Werkzeug bewirkenden Beistellwelle I7 betätigt.
Die Kolben sind mit dem um den Bolzen, I8 schwingenden Hebel I9 verbunden. Ein Zahn
2o des Hebels I9 gleitet auf dem Umfang der Kurvenscheibe I6, er wird durch die
Druckfeder 2I am Kolben q in Berührung mit dem Umfang gehalten. Die Kolben p und
q stehen, solange der Zahn 2o auf der zylindrischen Bahn der Scheibe I6 gleitet,
in der gezeichneten Mittelstellung, in der sie keine Druckflüssigkeit zu den Hilfskolbengetrieben
treten lassen. Die Kurvenscheibe I6 hat nun eine Lücke 22 und einen Nocken 23. Wenn
der Zahn 2o in die Lücke 22 eintritt, werden die Kolben p und q nach links bewegt
und die Kanäle II und 9 dem Drucköl freigegeben. Die Knagge 23 dagegen bewegt die
Kolben p und q nach rechts, sobald sie in Eingriff mit dem Zahn 2o kommt, wodurch
die Kanäle Io und I2 geöffnet werden.
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Der Steuerkolben s hat noch eine zweite Aufgabe. Er soll auch den
Zutritt der Druckflüssigkeit zu einem Zylinder 24 durch das Rohr 25 regeln. In dem
Zylinder 24 läuft ein Kolben 26, der mit der die Beistellung betätigenden Schaltklinke
27, die in ein Schaltrad 28 neben der Nockenscheibe I6 eingreift, verbunden ist.
In der gezeichneten Stellung kann die Druckflüssigkeit durch die Rohre 2 und 25
in den Zylinder 24 eintreten, der Kolben befindet sich unbewegt in seiner äußersten
Stellung links, wobei die Feder 29 zusammengedüickt ist. Durch eine Bewegung des
Steuerkolbens s nach links wird das Rohr 25 freigegeben, die Flüssigkeit kann aus
dem Zylinder 24 durch das Rohr 25 in die Öffnung 3o ein- und durch sie austreten.
Die Feder 29 bewegt dann den Kolben 26 nach rechts, bis der Klinkenhebel 3I gegen
den einstellbaren Anschlag 32 stößt. Zur Betätigung der Beistellung allein geht
der Kolben s gegen den Federdruck s1 nur so weit nach links, daß der Kanal I5 noch
nicht freigegeben wird. Diese Stellung ist eingestellt, wenn die parallel mit der
Schlittenbewegung verlaufende Strecke v1 am Lineal v über der Rolle x steht. Die
Entfernung des Lineals v von dem Anschlag d ist so bemessen, daß während der Arbeitsbewegung
des Schlittens diese Stellung kurz vor der Umkehr des Schlittens erreicht wird.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende In der gezeichneten
Stellung kann die Druckflüssigkeit aus dem Hauptrohr I einerseits durch die Rohre
2 und 25 am Zylinder t in den Zylinder 24 gelangen mit der Folge, daß der Kolben
26 in der äußersten Linksstellung bei zusammengedrückter Feder 29 steht, und andererseits
durch das Rohr 4, die Kanäle 5 und 6 und das Rohr 8 zum Drehschieber a fließen,
wo sie von Hebel b in den Schlittenhubwechseln eingeleitet wird. Der Schlitten macht
seinen normalen hin und her gehenden Arbeitsweg, wobei die Umsteuerung des Hebels
b durch die vordere Fläche d1 des Anschlages d und den Anschlag b erfolgt. Das Lineal
v bringt jedoch mit seinem ersten Absatz v1 jedesmal, wenn der Schlitten auf der
rechten Seite umkehrt, den Steuerkolben s unter Zusammendrücken der Feder s1 in
seine mittlere Lage und öffnet die Leitung 25 nach 3o, wodurch die Sperrklinke 27
unter Entspannung der Feder 29 am Kolben 26 nasch rechts im Leergangshub zurückgezogen
wird; sobald sich der Schlitten wieder in Bewegung setzt, gleitet die Rolle x von
der Fläche v1 ab, der Steuerkolben s geht wieder in die gezeichnete Lage, die Druckflüssigkeit
tritt durch das Rohr 25 in den Zylinder 24, und es erfolgt eine Bei-Stellung durch
Drehschaltung der Welle I7 zwischen Werkstück und Werkzeug. Ist hierbei die Kurvenscheibe
I6 ruckweise so weit gedreht, daß die Lücke 22 dem Zahn 2o gegenübersteht, dann
gehen die verbundenen Kolben p und q nach links, p gibt den Kanal II frei, eine
Betätigung des Kolbens k erfolgt aber noch nicht, weil durch den Kanal I5 keine
Druckflüssigkeit eintreten kann. Der Kolben q gibt aber den Kanal 9 frei, die Druckflüssigkeit
fließt vor den Kolben f an der Schalthebelwelle e und bewegt den Um-Steuerhebel
b nach hinten, in Abb. 2 nach rechts. Die Umsteuerung erfolgt auf der linken Seite,
wie bisher, da der Anschlag b so breit ausgebildet ist, daß er stets die Knagge
b1 trifft; auf der rechten Seite dagegen läuft die Fläche d1 an an der Knagge b1
vorbei, der Schlittenweg wird vergrößert, das Lineal v drückt die Rolle x vollends
nieder, wodurch der Steuerkolben s in seine äußerste linke Lage tritt; die Druckflüssigkeit
kann nunmehr durch den Kanal I5 und den Kanal II in den Zylinder l übertreten, wodurch
die Kolbn k und i nach rechts bewegt werden und der Kanal 6 abgeschlossen wird.
Der Schlitten bewegt sich infolgedessen mit geringer Geschwindigkeit weiter, bis
die Fläche d2 die Umsteuerung bewirkt. Gleichzeitig konnte durch das Rohr I3 Druckflüssigkeit
zur Abdrehvorrichtung übertreten, wodurch diese in Arbeitsstellung gebracht wurde.
Während der langsamen Schlittenbewegung erfolgte also das Abdrehen des Schleifwerkzeuges.
Sobald der Schlitten bei seinem Rückgang wieder in seinen normalen Arbeitsweg eintritt,
gleitet die Rolle x von dem Lineal v und- der Fläche v1 ab, der Steuerkolben s geht
wieder in die gezeichnete Stellung,
die Druckflüssigkeit kann aus
dem Zylinder I durch die Kanäle II und I5 und durch den hohlen Steuerkolben s hindurch
bei 3o austreten, worauf die Kolben k und i durch die Feder m1 wieder in die gezeichnete
Lage gebracht und die Arbeitsgeschwindigkeit des Schlittens c eingeschaltet wird.
Gleichzeitig erfolgt eine Beistellung, wodurch der Zahn aus der Lücke 22 heraustritt.
Jetzt schlichtet die Maschine so lange, bis die Knagge 23 gegen den Zahn 2o trifft.
Während der Beistellung, die erfolgt, wenn der Hebel x, z, entgegen dem Uhrzeiger
gedreht, Rohr 25 dem Drucköl geöffnet, wenn also der Schlitten eben seine Bewegung
nach links angetreten hat, werden durch die Knagge 23 die Kolben p und q nach rechts
bewegt, wodurch die Kanäle I2 und Io freigegeben werden. Der Umsteuerhebel b wird
durch den nach links bewegten Kolben f nach vorn bzw. außen geschoben; bei der nächsten
Rechtsbewegung geht daher der Anschlag d an der Knagge b1 vorbei, und der Schlitten
läuft in seine bzw. des ihn treibenden Kolbens äußerste Endstellung nach rechts.
Sobald er über seinen Arbeitshub hinausgeht, wird durch das Lineal v wieder Kolben
s ganz nach links bewegt, die Druckflüssigkeit tritt durch die Kanäle I5 und I2
in den Zylinder I und drückt den Kolben k nach links; der Steuerkolben i gibt den
dritten weitesten Kanal 7 frei, so daß der Schlitten mit seiner größten Geschwindigkeit
in seine Endlage läuft, wo er stehenbleibt. Nach Einspannen eines neuen Werkstückes
braucht man nur den Umsteuerhebel b nach rechts umzulegen, der Schlitten bewegt
sich dann wieder mit großer Geschwindigkeit bis zum Beginn seines Arbeitsweges und
nimmt darauf von selbst seine normale Arbeitsbewegung wieder auf. i Die Betätigung
der Steuerkolben p und q kann anstatt durch die Kurvenscheibe I6 auch durch ein
beliebig gestaltetes, selbsttätiges Meßgerät erfolgen.