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Hydraulische Schaltvorrichtung für absatzweise weiterbewegte und verriegelte
Werkstücktische Es ist bei Werkzeugmaschinen bereits bekannt, den Arbeitstisch oder
den Werkzeugkopf hydraulisch oder pneumatisch zu schalten. Bei derartigen Vorrichtungen
besteht ein Haupterfordernis darin, daß der geschaltete Teil in vorbestimmten Lagen
angehalten wird und in diesen Stellungen durch Sperrvorrichtungen so fest gehalten
wird, daß auch die bei der dann folgenden Bearbeitung des Werkstücks durch die Werkzeuge
ausgeübten Kräfte diese Feststellung nicht lockern.
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Zu diesem Zweck ist unter anderem die Verwendung von Zapfen bekannt,
die unter Federdruck oder hMrauli.schem Druck stehen, in Bohrungen am Tisch einschnappen
und den Tisch festhalten. In der vorliegenden Anordnung «-erden Anschlagbolzen verwendet,
die auf entsprechende Anschläge am Schalttisch auftreffen. Erfindungsgemäß werden
wesentlich vereinfachte Vorrichtungen für die Einstellung und Sperrung der zu schaltenden
Maschinenteile angegeben, die trotzdem mit erhöhter Genauigkeit arbeiten und durch
vereinfachte, höchst zuverlässige Regelvorrichtungen gesteuert «-erden. Bei den
bekannten Maschinen sind für die Steuerung der Sperrvorrichtung und des Steuerventils
getrennte Maschinenteile vorgesehen, was einen sperrigen Aufbau ergibt, während
gemäß der Erfindung besonderer Wert auf Gedrungenheit der Maschineneinheit gelegt
wird., die trotzdem leicht auseinandernehmbar ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel, und
zwar an einer senkrecht arbeitenden Maschine, an Hand der Zeichnungen im einzelnen
erläutert, doch beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf diese besondere Ausführungsform.
Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise ebensogut für waagerecht arbeitende Maschinen
verwendet werden.
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Abb. i zeigt eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung.
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Abb, z ist ein senkrechter Ouerschnitt, welcher auf Linie 2-2 der
Abb. 3 genommen ist.
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Abb.3 zeigt einen waagerechten Schnitt, insbesondere der Regelvorrichtung.
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Abb. d. stellt eine seitliche Endansicht dar, insbesondere zur Veranschaulichung
einzelner äußerer Maschinenteile und ihrer Lage zueinander.
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Abb. j ist eine schematische Darstellung der hvdraulischen bzw. pneumatischen
Antriebsvorrichtung, und zwar wird das Druckmittel dem größeren Kolben zugeführt.
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In Abb. 6 befindet sich das Regelventil in der Auslaßstellung.
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Abb. 7 zeigt schematisch eine abgeänderte Anordnung für die Antriebsvorrichtung.
In
der Mitte eines zylindrischen Gehäuses 1o ist eine umlaufende Spindel- oder Hauptwelle
11 angeordnet, auf welcher der Schalttisch oder -kopf 12 befestigt ist. Tisch 12
kann in der üblichen Art verschiedene Werkzeuge oder Werkstücke tragen und besitzt
beliebige Befestigungsvorrichtungen für die Werkzeughalter o..dgl.
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Der obere Teil des Gehäuses ist mit einem Traglager 13 (Abb.2) versehen,
auf dessen ebener Lagerfläche 14 die gegenüberliegende Seite des Schalttisches aufliegen
kann. Das Gehäuse besitzt außerdem einen unteren Tragteil 16 mit einer Öffnung 17,
in welche der Deckel 1° eingesetzt werden kann. Dieser besitzt zwei zylindrische
Ansätze 1 g und 20, «-elche in entsprechende Öffnungen auf Teil r(-) passen, wodurch
der Deckel genau und fest eingesetzt und zur Aufnahme des Lagers 21 für die umlaufende
Spindel 11 geeignet wird. Kopfschrauben 22 sind vorgesehen, um ein schnelles Entfernen
der Platte zu ermöglichen.` Das obere Ende der Hauptwelle 11 ist mit dem angetriebenen
Koppelteil 23 fest verbunden, beispielsweise durch den Keil 24. Der Keil wirkt auch
mit dem umlaufenden Kopf 12 zusammen und stellt ihn gegen Drehung um die Welle fest.
Die Nabe des Koppelgliedes ist von einer Lagermuffe 25 umgeben. Die ganze Anordnung
ergibt ein sehr widerstandsfähiges Lager, welches den auf den Schalttisch ausgeübten
Kräften standhalten kann.
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Unterhalb des angetriebenen Koppelgliedes ist ein hin und her schwingender
Getriebeteil in Gestalt des Zahnrades 26 angebracht, auf dessen Nabe 27 der treibende
Kupppelteil 28 gleitend befestigt ist. Eingelegte Federkeile 29 bewirken, daß der
auf der Nabe .des Zahnrades 26 gleitende, treibende Koppelteil 27 sich nicht um
diese dreht. Die Koppelteile 23 und. 28 besitzen ineinandergreifende Sägezähne 3o;
es ergibt sich eine einseitige Kuppelung oder ein Sperradgetriebe, durch welches
bei Hinundherbewegung des Zahnrades 26 eine schrittweise Drehung des Schalttisches
hervorgerufen wird. Der Koppelteil 28 wird für gewöhnlich mit dem oberen angetriebenen
Koppelteil 23 durch Druckfedern 32 in Berührung gehalten. Zwischen den gegenüberliegenden
Flächen der Kupplung ist ein geeigneter Unterlegring 33 vorgesehen. Ein vorspringender
NTabenteil 3:1 der Deckelscheibe 18 trägt die Buchse 21 und dient als Drucklager
für das hin und her bewegliche Zahnrad 26. Am unteren Ende der Hauptwelle sind geeignete
Sperringe und Schrauben 35 vorgesehen.
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Man erreicht durch die geschilderte, neue Anordnung eine _ sehr gedrungene
Bauart. Durch die Öffnung 17 sind die einzelnen Maschinenteile leicht zugänglich,
trotzdem bildet die Deckelplatte 18 ein sicheres Lager.
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Der Schalttisch besitzt eine Anzahl von Sperrgliedern 37, welche beliebig
geformt und in beliebiger Weise angebracht sein können, doch muß die Befestigung
sicher sein. Beispielsweise können die Sperrglieder 37 in zylindrische Öffnungen
38 an der Unterseite des Schalttisches passen und darin durch versenkte Schraubenbolzen
39 gehalten werden. In einem zylindrischen Teil q.o des Hauptgehäuses ist ein einstellbares
Sperrglied 41 gelagert, welches in der Lagermuffe d2 frei hin und her schwingen
kann, für gewöhnlich jedoch in der oberen oder Außenstellung durch die Druckfeder
43 gehalten wird, welche an der abnehmbaren Scheibe ,L1. befestigt ist. Die Sperrglieder
37 und der Kolben -i1 besitzen ebene Flächen 37a (Abb. 1) und .Iia (Abb. 3), welche
aufeinandertreffen, wenn der Tisch eine seiner vorbestimmten Stellungen erreicht.
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Die mechanische Vorrichtung zum rechtzeitigen Zurückziehen des Kolbens
während des gewöhnlichen Betriebes der Maschine besteht aus einer Welle .1.5, die
in dem an dem Hauptgehäuse befestigten Lager 46 (Abb. 3) ruht. Zwei auf der Welle
..15 angebrachte Arme d.7 und .18 sind einstellbar so miteinander verbunden, daß
sie einen Winkelhebel bilden. Arm 4.8 besitzt einen vorspringenden Zapfen 49, welcher
mit einer der pneumatisch oder hvdrauli.sch angetriebenen Zahnstangen während des
gewöhnlichen Betriebes zum Eingriff kommen kann. Der andere Arm 47 reicht in die
geschlitzte öffnung4ih in dem Kolben 41 hinein und ist mit diesem durch eine in
Abb.2 gezeigte Zapfenschlitzverbindung 5o verbunden. Die Winkellage der beiden Arme
zueinander ist einstellbar mittels des Zapfens 51, welcher durch irgendzwei zur
Deckung gebrachte Löcher 52 in den Flanschen 53 und 54 der Arme .47 und :I8 gesteckt
werden kann (Abb. 3). ; Im folgenden wird die pneumatische oder hydraulische Antriebsvorrichtung
beschrieben. Sie besteht aus einem großen Zylinder 56 mit dem Kolben 58 und aus
einem kleinen Zylinder 57 mit dem Rückführkolben 59. Beide Zylinder können mit dem
Hauptgehäuse ein einheitliches Ganzes bilden und auf gegenüberliegenden- Seiten
der Gehäuseachse angeordnet sein, wodurch eine leicht herzustellende und gedrungene
Art des Aufbaues erzielt wird. Jeder Kolben ist mit in Führungen 62 und 63 gelagerten
Zahnstangen 6o bzw. 61 versehen, welche ständig mit dem hin und her beweglichen
Zahnrad 26 in Verbindung stehen. Die im wesentlichen parallele Anordnung der beiden
Zylinder zu verschiedenen
Seiten der umlaufenden Hauptwelle ermöglicht
eine sehr praktische Anordnung verschiedener Teile. So kann beispielsweise das Ende
der Zalmstange 61 unmittelbar in die verschiedenen Regelvorrichtungen eingreifen,
die in dem Nebengehäuse 64 neben dem Hauptgehäuse angeordnet sind, und diese Regelvorrichtungen
werden infolgedessen unter Vermeidung besonderer Verbindungsstücke zu den hin und
her gehenden Teilen gesteuert.
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Für die Druckmittelzufuhr ist eine Pumpe 66 vorgesehen, «-elche von
einem geeigneten Teil der Maschine aus oder durch eine von außen zugeführte Kraft
angetrieben werden kann, das Druckmittel aus :einem Vorratsbehälter 67 durch das
Rohr 68 entnimmt und durch Rohr 69 mit dem Verbindungsstück 7o unmittelbar in den
kleinen Zylinder 57 fÖrdert, so daß der Druck ständig auf den darin befindlichen
Kolben 59 einwirkt. Eine Zweigleitung 71 führt zu dem Ventilgehäuse 72 und wird
zeitweise von dort durch das Rohr 73 mit dein größeren Zylinder 56 verbunden. Eine
Auslaßleitung 74 führt vom Ventilgehäuse zu dem Vorratsbehälter zurück.
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Zur wahlweisen Verbindung des Rohres ; 3 entweder mit der Pumpe oder
mit dem Vorratsbehälter ist ein Ventil vorgesehen, beispielsweise das Doppelkolbenventi175
mit einem ringförmigen Durchgang 76. Die Umstellung des Ventils erfolgt durch die
Ventilstange 77, die zwei mit Abstand voneinander angeordnete Bunde 78 und 79 besitzt.
In einer Nabe 8o (Ab:b. .I) ist eine hin und her schwingende Welle 81 angebracht,
an welcher die Arme 82 und 83 befestigt sind. Arm 82 besitzt einen Zapfen 8.4, welcher
sich bei der Bewegung der Zahnstange 61 nach außen in deren Weg befindet. Arm 83
besitzt einen @entsprechenden Zapfen 85, welcher zwischen die Bunde 78, 79 der Ventilstange
77 paßt. Eine mit Arm 83 zusammenwirkende L mschaltvorrichtung besteht aus einem
Keil 86 (Abb. i), der für gewöhnlich durch Feder 87 nach oben gedrückt wird und
mit einer Rolle 87a zusammenwirkt, welche mittels Bolzen 88 an dem Arm befestigt
ist. Durch diese Vorrichtung wird Arm 83 und das mit ihm in Verbindung stehende
Ventil stets in eine Endstellung gebracht und auslösbar darin gehalteil. Dadurch
wird die volle Verschiebung des Ventils herbeigeführt und in jedem Falle die Gefahr
des Stehenbleibens in einer Zwischenlage vermieden, oder mit anderen Worten eine
vollständige Öffnung der Zuleitungen jeweils gesichert und jedes Stocken des Betriebes
ausgeschaltet: Die Schmiervorrichtung besteht aus Öffnungen 95 für die Zuführung
voll Öl zu den Flächen 1.4 und 15 und aus einem Durchgang 89 für die Zuleitung von
Öl zum Behälter 9o, von dem aus das C`51 durch Öffnungen 91 und 92 zu dem Lager
gelangt. Durch das Lager hindurch kann das Öl in das innere Gehäuse fließen.
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Der Betrieb der Vorrichtung geht folgendermaßen vonstatten: Abb.5
zeigt die gewöhnliche Stellung. Die Pumpe leitet beiden Kolben Druckflüssigkeit
zu, wodurch der Kopf bzw. Tisch so weit gedreht worden ist, daß einer der Sperransätze
37 auf den Kolben .41 aufgetroffen ist und in dieser Stellung dadurch festgehalten
wird-, daß weiterhin dem großen Kolben 58 Druck zugeführt wird. Wenn die Arbeit
in dieser Stellung beendet ist, wird Ventil 75 durch den Arm 83 nach links bewegt.
Abb. i und 3 zeigen einen Griff 83' zur Vol-nahine dieser Verstellung von Hand.
Doch kann die Verstellung auch selbsttätig in dem richtigen Verhältnis zu den durchzuführenden
Arbeiten erfolgen und von irgendeinem geeigneten Teil der Maschine abgeleitet werden.
Wenn Arm 83 nach links bewegt wird, tritt die Rolle 87a über die Mitte des
Keils 86 hinüber, und die weitere Bewegung des Armes ist durch die oben angegebene
Schnappvorrichtung gesichert, welche durch den Keil 86 auf die Rolle 87a wirkt.
Das Standventil kommt dadurch in die in Abb.6 gezeigte Stellung, das Druckmittel
tritt aus dem großen Zylinder 56 aus, und der kleine Kolben kann daher das Zahnrad
26 in entgegengesetzter Richtung drehen, in welcher Richtung aber die Kupplung nicht
mitnimmt. Gegen Ende ihres Vorschubs trifft die Zahnstange 61 auf die Zapfen 49
und 8:4. Durch den Eingriff mit Zapfen .49 wird der Anschlagkolben zurückgezogen,
und durch Eingriff mit Zapfen 84 wird das Ventil in die in Abb. 5 dargestellte Lage
geführt, woraufhin der Tisch unter Einwirkung des Druckes auf Kolben 58 wieder so
lange umläuft, bis der nächste Sperrteil 37 auf den zurückziehbaren Anschlag 41
auftrifft. Diese Stellung wird dann wiederum genau festgehalten, bis die nächste
Umstellung des Ventils durch den Handgriff 83' erfolgt.
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Als Druckmittel kommt beispielsweise Öl in Betracht, welches bestimmte
Eigenschaften, wie Inkompressibilität, besitzt und dadurch einen regelmäßigen Betrieb
sichert. Man kann auch andere Arten voll Druckmitteln verwenden, wie beispielsweise
Druckluft.
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Sehr geeignet als Antriebsvorrichtung ist auch eine Vereinigung von
hydraulischen und pneumatischen Vorrichtungen (Abb.7). Ein Behälter 9i ist in der
Leitung für den kleineren Zylinder und ein Behälter 92 in derjenigen für den größeren
Zylinder vorgesehen. Jeder der Behälter ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise
bis zu der Höhe 93
bzw. 9q:, und die Flüssigkeit befindet sich in
ständiger Berührung mit den betreffenden Kolben. Ein Druckgas kann von oben durch
die Pumpe 95 in die Behälter eingeleitet werden, und zwar ständig in den Behälter
9 i durch Leitung 96 und außerdem zeitweise in den Behälter 92 durch Leitung 97:
Die Pumpe 95 kann auch durch eine gewöhnliche, in den in. Betracht kommenden Betrieben
häufig vorgesehene Druckluftleitung ersetzt werden.
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Es ist ersichtlich, daß bei der vorbeschriebenen Anordnung der Schalttisch
oder -kopf in sehr einfacher Weise in die gewünschten Stellungen gebracht und durch
fortgesetzte Einwirkung der die Schaltbewegung bewirkenden Kraft in diesen Stellungen
festgehalten wird, und zwar unter Vermeidung von der Abnutzung unterworfenen Gleitkontakten.,
Klinken-, Keilvorrichtungen u. dgl. Außerdem sind der pneumatische oder hydraulische
Antrieb und die Regel- und Sperrvorrichtungen wesentlich vereinfacht und die ganze
Anordnung zu einer gedrungenen, gut ausgeglichenen Einheit ausgestaltet worden.