DE618264C

DE618264C - Werkzeugmaschine, insbesondere Fraesmaschine, mit hydraulischer Verschiebung

Info

Publication number: DE618264C
Application number: DE1928618264D
Authority: DE
Original assignee: Cincinnati Milling Machine Co
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1927-09-15
Filing date: 1928-07-27
Publication date: 1935-09-04
Also published as: US2019486A; DE667896C; DE675732C; FR660148A; US1893068A; DE663501C

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsmaschine, mit hydraulischer Verschiebung, bei der eine Vorschubpause für einen Schlichtarbeitsgang selbsttätig dadurch erzielt wird, daß die Umsteuerung des Vorschubes erst dann erfolgt, wenn eine bestimmte Größe einer sich durch den Weiterlauf der Pumpenanlage nach Erreichung eines Hubbegrenzungsanschlages ergebenden Druckänderung erreicht ist und das Steuergestänge den für das Umschalten des Hauptsteuerschiebers notwendigen Schalt weg, dessen zeitliche Überwindung durch Drosselung eines hydraulischen Hilfssystems regelbar ist, zurückgelegt hat.

Die Erfindung liegt darin, daß dieser an sich bekannte Gedanke für eine mit Meßpumpe arbeitende Anlage bekannter Art in sehr einfacher und zweckmäßiger Form nutzbar gemacht wird, indem der beim Vorschub herrschende hohe hydraulische Druck zwischen dem Verschiebungskolben und der Meßpumpe über eine Leitung auf die Stirnseite eines Hilfssteuerschiebers wirkt und diesen nach Maßgabe eines entgegenwirkenden Federdruckes verschiebt, der beim Absinken des Druckes in der Leitung nach Erreichung des festen Anschlages durch den Tisch den Hilfssteuerschieber zurückbewegt, der dann die Hauptdruckleitung über eine enge Leitung oder eine veränderliche Drossel mit einem Umsteuerschieber und weiter mit einem hydraulischen Hilfsmotor verbindet, der einen doppelarmigen Hebel so schwenkt, daß dieser mit dem einen Ende über ein Gestänge das Hauptsteuerorgan und mit dem anderen Ende nach Überwindung eines toten Ganges den Umsteuerschieber in eine vorbereitende Umsteuerlage bewegt. .

Dadurch wird die an sich bekannte selbsttätige Einlegung' der Vorschubpause auf hydraulischem Wege ohne Vorkehrungen zur Ausnutzung einer abgestuften Druckerhöhung im Arbeitszylinder, und ohne rascher Abnutzung unterworfene umständliche Schnappwerke, Verstellgewinde usw. gewährleistet, und dank der durch den toten Gang ermöglichten vorbereitenden Umsteuerlage des Umsteuerschiebers wird ein schleichendes Arbeiten des letzteren mit sich allmählich ändernden Durchflußquerschnitten vermieden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Fig. ι ist ein Seitenriß einer Fräsmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 ein .Schema einer zugehörigen Hy-

draulik zur Herbeiführung einer Pause an jedem Hubende,

Fig. 3· ein ähnliches Schema zur Herbeiführung einerPause am einen Ende des Hubes In Führungen des Bettes B ist ein Werktisch T verschiebbar. Eine Säule C des Bettes trägt einstellbar einen Schlitten D und in diesem eine Frässpindel s mit dem Fräser m. Der Tisch wird durch einen hydraulischen Motor hin und her bewegt, der einen am Bett B befestigten Zylinder 1 und einen Kolben 2 aufweist, der am Tisch durch die Kolbenstange 3 angreift.

Eine Hydraulik mit einem Behälter R, einer Eilverschiebungspumpe RT, einer Hilfspumpe B⁰, einer Meßpumpe Z von veränderlicher Lieferung und geeigneten Leitungen dient dazu, den erforderlichen Flüssigkeitsstrom für rasche und langsame Verschiebung des Werktisches vorwärts und rückwärts zu erzeugen. Die drei Pumpen sind vorzugsweise in einer Pumpeneinheit P verkörpert.

Ein Hauptsteuerventil L ist drehbar und axial verschiebbar und dient dazu, die Pum-^Z5 pen mit den Rohren 4 und 5 zu verbinden, die an die Enden des Zylinders 1 angeschlossen sind, und dadurch dem Tisch die gewünschte Richtung und Geschwindigkeit der Verschiebung zu erteilen. Ein Stillsetzventil M zwischen dem Hauptventil L und dem hydraulischen Motor kann diesen vom Drucksystem isolieren und die in beiden Enden des Zylinders enthaltene Triebflüssigkeit absperren, um dadurch den Tisch in jeder gewünschten Lage zu verriegeln.

Die Eilverschiebung des Tisches wird durch Flüssigkeit von der Pumpe RT bewirkt, die langsame Arbeitsverschiebung aber durch Flüssigkeit, die von der Pumpe Z in den Zylinder 1 geliefert wird, im Verein mit von der Hilfspumpe B⁰ gelieferter Flüssigkeit. Der Zweck der Hilfspumpe ist hauptsächlich, einen hohen Druck im System aufneöhtzuerhalten und außerdem Leckverluste +5 auszugleichen. Eine Entlastungsleitung x, die durch ein Entlastungsventil y gesteuert wird, dient dazu, von der Hilfspumpe gelieferte UberschußfLüssigkeit und von der Meßpumpe gelieferte Flüssigkeit zum Behälter zurückzuleiten, wenn derKolbena paarschlüssig gegen Bewegung festgehalten wird. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Tisches unter dem Einfluß der Pumpen Z und B⁰ während seines Arbeitsvorschubes wird durch das Maß des Entweichens der Flüssigkeit aus dem Austrittsende des Zylinders 1 bestimmt. Dies wird vorzugsweise durch Verbindung des Einlasses, der Meßpumpe mit dem Austrittsende des Verschiebungszylinders bewirkt, wodurch die Meßpumpe als ein messendes Hemmwerk für die Ablaufflüssigkeit wirkt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist das System so eingestellt, daß es langsame Arbeitsverschiebungen des Tisches T nach links bewirkt, wie durch den Pfeil t angedeutet. Bei dieser Einstellung- des Ventils Z. zieht die stetig laufende Eilverschiebungspumpe Flüssigkeit (Öl) aus dem Behälter und liefert sie durch Leitung α und Kanäle & im Hauptventil und durch die Rückführleitung c zum Behälter zurück. Somit ist dann die Eüversciiiebungs,-pumpe für die Tischbewegung unwirksam. Die Austrittsmündung der Pumpe von veränderlicher Lieferung ist mit dem rechten Ende des Verschiebungszylinders mittels der durch die Pfeile d angedeuteten Kanäle verbunden. Die Hilfspumpe zieht stetig Öl aus der Austrittsleitung der Eilverschiebungspumpe und drückt es in die Austrittsleitung der veränderlichen Pumpe, um die Anlage gefüllt zu halten und den Druck darin zu steigern. Wie durch die Pfeile e angedeutet, ist die Eintrittsseite der Pumpe von veränderlicher Lieferung mit dem linken Ende des hydraulischen Zylinders 1 verbunden und dient dazu, das Austreiben von Flüssigkeit daraus in volumetrisch gleichförmigem Verhältnis zu gestatten.

Wie schon erwähnt, kann die Geschwindigkeit und Richtung der Tischverschiebung durch Drehung und Verschiebung des Hauptsteuerventils L verändert werden. Aus der Lage nach Fig. 2 bewirkt eine Axialverschiebung des Ventils L in Richtung des Pfeils / eine Bewegung des Tisches entgegen dem Pfeil t.

Die Zwecke der Erfindung werden durch die Einrichtung und Anordnung nach Fig. 2 erreicht, derzuf olge das Hauptventil L längs verschoben wird, um eine Umkehr des Tisches zu bewirken und um eine erhebliche Pause zwischen dem Zeitpunkt der vollen Stillsetzung des Tisches und dem Beginn der Umkehrbewegung einzulegen. Der Zweck der Pause ist, den Fräser in Berührung mit dem Werkstück während einer vorschubslosen Zeitspanne laufen zu lassen, um dadurch eine feinere Bearbeitung zu erreichen, als sie beim Vorschub möglich ist. Wenn z. B. Halblager 6 und 7 zwecks Bearbeitung tio an Stützen an den Enden des Tisches T befestigt sind, so wird der Fräser zunächst in diese Gußstücke vorgeschoben, um die halbkreisförmigen Sitze 8 zu fräsen. Nach Erzielung der erforderlichen Tiefe des Schnittes soll jedoch die Tischverschiebung völlig aufhören, während der Fräser noch in Eingriff mit dem Werkstück ist, und der" Fräser soll ohne Vorschub eine Zeitlang weiterlaufen, um dadurch alle Schnittmarken zu beseitigen und eine sehr saubere Fläche ähnlich einer ausgeriebenen Fläche zu erzeugen. Die

Tischverschiebung wird durch einen einstellbaren festen Anschlag 9 dadurch begrenzt, daß er gegen einen Gegenanschlag 10 des Spindelträgers oder einen Bettanschlag 11 (Fig. 3) anstößt. Alsdann kann die Hydraulik den Tisch nicht weiter verschieben, so daß er an einem genau festgelegten Punkt zum Stillstand kommt und in dieser Lage verbleibt, bis das Hauptventil umgeschaltet wird.

Die Verstellung des Hauptventils geschieht hier hydraulisch durch einen hydraulischen Hilfsmotor mit einem Kolben 12, der in einem Hilfszylinder 13 beweglich ist. Die Kolbenstange 14 hat eine Stiftschlitz verbindung 15 mit einem Hebel 16, der um einen festen Zapfen 17 schwingbar ist und am oberen Ende eine Kugelgelenkverbindung 18 mit einer Stellstange 19 hat, die die Stellung des Hauptsteuerventils L steuert. Die Anordnung ist so, daß der Kolben 12 den Hebel 16 nicht eher als am Ende einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Aufhören des Tischvorschubes schwingt. Dies wird hydraulisch unter Ausnutzung des Umstandes bewirkt, daß der Druck zwischen der Meßpumpe und der vorangehenden Seite des den Tisch bewegenden Hauptkolbens 2 auf einen niedrigen Wert sinkt. Es ist zu beachten, daß während des Arbeitshubes ein hoher konstanter Druck in einem Ende des Zylinders ι aufrechterhalten wird und den Kolben 2 zum andern Ende des Zylinders treibt und alsbald den Druck vor dem Kolben auf einen hohen Wert hebt und darauf erhält, wobei die Vorbewegung des Kolbens 2 nur durch das Abführen von öl in volumetrisch konstantem Verhältnis aus dem Verdrängungsende des Zylinders durch die Meßpumpe ermöglicht wird. Wird aber der Kolben durch die erwähnten mechanischen Anschläge an der Verschiebung gehindert, so hört er auf, Druck gegen das vor ihm befindliche öl auszuüben, und da die Meßpumpe stetig läuft, so sinkt der Druck vor dem Kolben sofort stark ab. Dies wird dazu ausgenutzt, Öl in den Zylinder 13 hinter dem Kolben 12 zu führen und durch diesen den Hebel 16 wie folgt zu bewegen:

Eine Leitung 20 führt . von einer Seite konstanten Hochdruckes der Haupthydraulik zum Kanal 21 im Gehäuse eines Federventils 22. Dieses ist gewöhnlich gegen die Kraft einer Feder 23 durch den dann vorhandenen hohen Druck in einer Leitung 24 verstellt, die ihre Flüssigkeit von, 'einem Punkte zwijchen der Meßpumpe und dem dann damit verbundenen Zylinderende bezieht. Diese Leitung führt zu einem stets offenen Kanal 25 an einem Ende des Ventils 22. Dies ist die Lage der Teile während eines Arbeitshubes bei hohem Druck in der Leitung 24. Sinkt dieser Druck wegen des mechanischen Aufhaltens des Tisches, so schiebt die Feder 23 das Ventil 22 nach links. Darauf wird ein Kanal 26 geöffnet und Öl durch das Drosselventil 27 durchgelassen, das von Hand zur Regelung des Durchflusses einstellbar ist. Je langsamer dieser ist, desto langer wird die Pause, und umgekehrt. Hinter der Drossel geht das öl zu den Kanälen 28, 29 eines Umsteuerventils 30, mit dem das untere Ende des Hebels 16 eine Totgangsverbindung 31 hat. Bei der Lage des Ventils nach Fig. 2 fließt das Öl durch, den Kanal 32 und dann in das linke Ende des Zylinders 13. Dadurch wird der Kolben 12 nach rechts getrieben und die Stange 19 verschoben und dadurch auch das. Hauptventil L. Dieser Vorgang braucht eine Zeitspanne, die von der Einstellung der Drossel 27 abhängt, und schließlich wird das Hauptventil L in seine Umsteuerlage bewegt, und der Tisch beginnt seinen Eilhub nach rückwärts.

In der Zwischenzeit hat das Unterende des Hebels 16 seinen Totweg zurückgelegt und das Ventil 30 nach rechts geschoben. Dies hat keine sofortige Wirkung, stellt aber das Ventil 30 darauf ein, Öl zur anderen Seite des Zylinders 13 zuzulassen, wenn der go Tisch am Ende seines Rückkehrhubes durch das Auftreffen des Anschlages 9' gegen einen Ansatz 10' am Spindelträger aufgehalten worden ist, d. h. wenn der Fräser sich anschickt, die Fertigbearbeitung des Arbeits-Stückes 6 zu vollziehen. Sobald das Hauptventil L in seine Umsteuerlage bewegt worden ist, steigt der Rückdruck in der Leitung 24 erneut und verstellt wieder das Ventil 22, um die Feder 23 zusammenzudrücken, und die Teile sind dann in Stellung für ein weiteres Arbeitsspiel mit Pause.

Das Öl, das aus dem "Zylinder 13 je nach Sachlage durch den Kanal 32 oder 33 entweicht, strömt durch den Kanal 34 in die Kammer 35 und dann durch die Leitung 36 in den Behälter R. Alles überschüssige Hochj drucköl, das jenseits der Drossel 27· vorhanden ist oder in das System durch den Kanal 26 tritt, kann durch den Zweig 37 ablaufen, dessen Mündung nach der Kammer 35 offen ist, wenn das Ventil 22 gegen seine Feder gedruckt wird, aber geschlossen wird, sobald die Feder das Ventil nach links verschoben hat.

Wenn der Tisch nicht ständig in einem hin und her gehenden Arbeitsspiel zu bewegen ist (schnell und dann langsam nach links und darauf schnell und dann langsam nach rechts, und so fort), so kann die Anlage nach Fig. 2 zu der Form nach Fig. 3 vereinfacht werden. Dort ist nur ein fester Anschlag verwendet,

um die Tischverschiebung nur in einer Richtung aufzuhalten; das Spiel ist dabei nur ein einwegiger Arbeitsvorschub, also rasche Verschiebung mit anschließender Arbeitsver-Schiebung und dann volle Eilverschiebung nach rückwärts um den ganzen Hub. In diesem Falle ist das Hauptventil L⁰ von etwas anderer Form, und das Hilfsstillsetzventil M der Fig. 2 und auch das Richtungsumsteuerventil 30 der FJg-. 2 werden entbehrlich'. Die Rückführung- des ' Hauptventils L° und der Sitange 19 wird von Hand für die Erneuerung jedes einzelnen Spiels bewirkt. In diesem Falle kann dasselbe Federventil 22 in Verbindung mit ähnlichen Leitungen 24, 20, 36 verwendet werden. Der Hebel 16' hat hier keinen Fortsatz zu einem Umsteuerventil und liegt, statt eine Kugelgelenkverbindung mit der Stange 19 zu haben, nur gegen einen Bund 38, um Totgang vorzusehen, so daß, nachdem der Hebel 16' die Stange 19 bewegt hat, er dann frei zu seiner Normallage zurückkehren kann und es dem Arbeiter überlassen bleibt, die Stange 19 mit der Hand zu ihrer Normallage zurückzuführen. Wenn der einstellbare Anschlag 9 den festen Anschlag 11 berührt und entsprechend, der Druck in der Leitung 24 sinkt, so wird der hohe Druck in der Leitung 20 von der rechten Seite des Kolbens 12 zur linken Seite übertragen (die Feder 23 verschiebt das Ventil 22), und die Hochdruckflüssigkeit fließt durch die einstellbare Drossel 27', um den Kolben 12 nach rechts zu verschieben und das Ventil L" in seine Eilverschiebungsumsteuerlage zu bewegen. Wenn der Kolben 12 sich nach rechts bewegt, so läuft die Flüssigkeit vor ihm zum Behälter durch die Leitung 36 ab, und wenn der Tisch das Ende seiner Eilverschiebung nach rückwärts erreicht hat, so werden der Hebel 16', der Kolben 12 und das Ventil 22 zu der Lage nach Fig. 3 zurückgeführt.

Aus obdgiem ist ersichtlich., daß die Erfindung eine selbsttätige Einrichtung schafft, um die Wirkung einer hydraulischen Anlage umzusteuern und eine erhebliche Pause zwisehen den entgegengesetzten Bewegungen des von der Hydraulik verschobenen Organs einzulegen.

Claims

Patentanspruch:

Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsmaschine, mit hydraulischer Verschiebung, bei der eine Vorschubpause für einen Schlichtarbeitsgang selbsttätig dadurch erzielt wird, daß die Umsteuerung des Vorschubes erst dann erfolgt, wenn eine bestimmte Größe einer sich durch den Weiterlauf der Pumpenanlage nach Erreichung eines Hubbegrenzungsanschlages ergebenden Druckänderung erreicht ist und das Steuergestänge den für das Umschalten des Hauptsteuerschiebers notwendigen Schaltweg, dessen zeitliche Überwindung durch Drosselung eines hydraulischen Hilfssystems regelbar ist, zurückgelegt hat, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Vorschub herrschende hohe hydraulische Druck zwischen dem Verschiebungskolben (2) und der Meßpumpe (Z) über eine Leitung (24) auf die Stirnseite eines HilfsSteuerschiebers (22) wirkt und diesen nach Maßgabe eines entgegenwirkenden Federdruckes (23) verschiebt, der beim Absinken des Druckes in der Leitung (24) nach Erreichung des festen Anschlages durch den Tisch (T) den Hilfssteuerschieber (22) zurückbewegt, der dann die Hauptdruckleitung (20) über eine enge Leitung oder eine veränderliche Drossel (27) mit einem Umsteuerschieber (30) und weiter mit einem hydraulischen Hilfsmotor (12, 13, 14) verbindet, der einen doppelarmigen Hebel (16) so schwenkt, daß dieser mit dem einen Ende über ein Gestänge (19) das Hauptsteuerorgan (L) und mit dem anderen Ende nach Überwindung eines toten Ganges (31) den Umsteuerschieber (30) in eine vorbereitende Umsteuerlage bewegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen