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Zum Hinundherbewegen eines Werkzeugs einer Arbeitsmaschine dienender
Flüssigkeitsantrieb Bei zahlreichen Werkzeugmaschinen, z. B. Tiefbohrmaschinen,
Stoßmaschinen, Läpp- und Honmaschinen, Ziehschleifmaschinen, Feilmaschinen,gewissen
Sägen, findet .eine ständige Hinundherbewegung sowie eine auch absatzweise Drehung
des Werkzeugs statt. Die Bewegung der hin und her gehenden Massen verursacht Erschütterungen,
-die dem Arbeitsvorgang abträglich sind. Insbesondere treten solche Erschütterungen
und Hemmungen störend in Erscheinung, wenn der dem an der Arbeitsfläche gebotene
Widerstand durch irgendwelche Ursachen, z. B. Unregelmäßigkeiten aus dem vorhergehenden
Arbeitsgang oder Ungleichmäßigkeiten im Werkstoff, sich ändert.
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Bei der Bearbeitung eines Werkstücks von Hand, z. B. mit - Handreibahlen,
oder beim Einschmirgeln von Kolben kann man solche störenden Einflüsse leicht durch
Zurückziehen und erneutes Vorschieben oder Ansetzen ausgleichen.
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Dagegen entstehen bei mechanischem Antrieb des Werkzeugs erhebliche
Schwierigkeiten, wenn man eine entsprechende Regelung der Bewegung des Werkzeugträgers
durchführen will.
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Bei Gesteinsbohrmaschinen ist es bekannt, diese Bewegung durch hin
und her schwingende Luftsäulen mit Hilfe zweier Kolbenpumpen zu bewirken, von denen
die eine als Erzeugerpumpe, die andere als Arbeitspumpe dient. Dabei wurde der während
der Arbeit erforderliche Axialvorschub mit Hilfe einer besonderen Vorschubeinrichtung
erzeugt, die außerhalb der miteinander - verbundenen Pumpen angeordnet war.
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Bei solchen Gesteinsbohrmaschinen mit hin und her schwingenden Luftsäulen
liegt also der Arbeitshub stets an derselben #Stelle des
Arbeitszylinders
und wirkt sich infolge der Eigenart des Antriebsmittels schlagartig aus. Ferner
sind Lufthämmer zum Schmieden von Sensen, Schaufeln usw. bekannt, bei denen die
Länge des -Hubes des Arbeitskolbens etwas größer als die Hublänge des Erzeugerzylinders
ist. Eine axiale Verlagerung des Arbeitshubes findet auch in diesem Falle nicht
statt.
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Erfindungsgemäß wird der Flüssigkeitsantrieb für die hin und her gehende
Bewegung des Werkzeugs derart ausgebildet, daß der Vorschub des Werkzeugs, d. i.
die axiale Verlagerung des Arbeitshubes, gleichzeitig durch den Arbeitskolben erzeugt
wird. Zu diesem Zweck erhält der Arbeitszylinder gegenüber dem Erzeugerzylinder
größere Länge und größeren Inhalt, und die beiden Kolbenseiten des Arbeitszylinders
werden durch Überdruckventile verbunden, damit bei auftretenden Widerständen die
Flüssigkeit von einer Seite des Arbeitskolbens auf die andere übertreten kann.
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Zweckmäßig können zur Begrenzung der äußersten Umkehrpunkte der Arbeitspumpe
einstellbare Anschläge vorgesehen sein.
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Dadurch hat man die Möglichkeit, die Hinundherbewegung des Werkzeugs
dem Widerstand des zu bearbeitenden Stücks anzupassen, so daß Erschütterungen und
Hemmungen weitgehend vermieden werden.
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Dadurch, daß der Zylinder der Arbeitspumpe länger und sein Inhalt
erheblich, z. B. um ein Mehrfaches größer als der Hubinhalt der Erzeugerpumpe ist,
erhält man ferner die Möglichkeit, innerhalb einer langen Bohrung den Hub verlagern
zu können. Dies ist z. B. von Nutzen, wenn sich in der Bohrung, z. B. beim Ziehschleifen,
die gefürchteten Vorweisen ausbilden, d. s. leicht. trompetenförmige Erweiterungen
an einem oder beiden Enden. Man kann ferner mit Hilfe der neuen Einrichtung die
einseitige Beaufschlagung des Arbeitskolbens dazu benutzen, um das Werkzeug aus
dem bearbeiteten Werkstück, z. B. aus einem Pumpenzylinder, herauszuziehen und nach
ihrer Umkehr wieder einzuführen. Auch kann man über den gesamten Hub noch eine zweite
Bewegung legen, so daß es z. B. mit Hilfe der Drehbewegung des Werkzeugs möglich
ist, den sog. Kreuzschliff zu erzielen. Wenn dieser Kreuzschliff in der Bohrung
klar zu erkennen ist, so bietet dies ,gleichzeitig eine Kontrolle dafür, daß die
Bohrung genau zylindrisch und ohne Vorweitere ausgeführt ist.
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Da die hin und her gehenden Massen im wesentlichen nur in einer Stange
und in einem Kolben bestehen, also verhältnismäßig gering sind, ist auch eine Umkehr
des Arbeitsvorgangs in der Weise möglich, daß das Werkstück sich bewegt, indem es
an die Stelle des Werkzeugs tritt und das Werkzeug stillsteht. Auch kann man infolge
der geringen hin und her gehenden Massen eine sehr hohe Hub frequenz erreichen.
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Mit Hilfe der neuen. Vorrichtung läßt sich also, insbesondere bei
ihrer Anwendung au Innenläppmaschinen, eine außerordentliche Genauigkeit der Bearbeitung
erzielen, mit de: die Grenzen der im praktischen Betrieb gegebenen Messungsmöglichkeiten
erreicht werden. Es kommt hinzu, daß- man mit Hilf( der bereits erwähnten Hubverlagerung
die Bearbeitung auch an jeder Stelle genas korrigieren kann. Ein außerordentlicher
Vor teil besteht ferner in der starken Abkürzung der Bearbeitungszeit.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgestalteten Flüssigkeitsantriebs schematisch dargestellt.
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Es bezeichnet hier das Bezugszeichen i den Arbeitszylinder, das Bezugszeichen
2 den Zylinder der Erzeugerpumpe. _ Im Zylinder der Arbeitspumpe bewegt sich ein
Kolben 3, dessen Stange q. das Werkzeug 5 trägt. Die Bewegung des Erzeugerkolbens
6 wird durch einen beliebigen Antrieb, z. B. einen Koppelantrieb;, bewirkt, durch
den die Geschwndigkeit zwischen den Totpunkten bestimmt wird. Gleichzeitig kann
durch Verschiebung des Kulissensteines 8 auf einer Kurbelscheibe 9 der Hub des Erzeugerkolbens
6 veränderlich gemacht und damit :auch der Hub des im Gleichtritt mit dem Kolben
6 arbeitenden Kolbens 3 geändert werden.
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Die vom Kolben 6 verflrängte Flüssigkeit gelangt durch die Rohrleitungen
i o, i i bnv. durch die Rohrleitungen 12, 13 auf die beiden Seiten des Arbeitskolbens
3. Dabei wird die Verbindung zwischen den Leitungen io, i i bzw. 12, 13 durch
ein einfaches, während des Arbeitsvorgangs stillstehendes Schaltorgan, z. B. einen
Mehrwegehahn 14, mit Kanälen 15,
16 bewirkt. Diese Verbindungsstellung ist
in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Kanäle sind zweckmäßig so angeordnet, daß
in einer bestimmten Stellung des Mehrwegehahns 14 der Kanal 15 die Leitungen
i i und 13 kurzschließt, während gleichzeitig der Kanal 16 die Leitungen
io und 12 kurzschließt. In einer -weiteren, in der Zeichnung dargestellten Stellung
werden durch den Kanal 16 lediglich die Leitungen to und 12 kurzgeschlossen
und damit der Arbeitskolben 3 und das Werkzeug in ihrer jeweiligen Stellung festgehalten.
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Auf der dem Werkstück zugewandten Seite des Arbeitskolbens 3 ist min
überdruckventil 17 angeordnet, das z. B. mittels Handrads 18
und Kolbenschiebers
verstellt wird. Vom Druckregelventil 17 aus führt eine Leitung i9 zur anderen
Kolbenseite. Am anderen Zylinderende ist ebenfalls ein derartiges überdruckventil
angeordnet, das in der Zeichnung nicht
dargestellt ist, sondern
in einer anderen Schnittebene des Zylinders liegend gedacht ist. Von diesem Überdruckventil
führt ebenfalls eine .Leitung zur :entgegengesetzten Seite des Zylinders. ' Ferner
sind verstellbare Anschläge 20, 2 i vorgesehen, die die äußersten Umkehrpunkte des
Arbeitskolbens 3 vermittels Gegenanschlägen 22, 23 begrenzen.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Nachdem gegebenenfalls
der Hub des Erzeugerkolbens 6 eingestellt und der Mehrwegehahn 14 in die in der
Zeichnung dargestellte Stellung gebracht ist, wird der Antrieb der Erzeugerpumpe
:eingeschaltet. Alsdann wird das am Arbeitskolben 3 befestigte Werkzeug 5 an das
Werkstück herangebracht und der Anschlag --i zur Begrenzung des Hubes in dieser
Stellung des Arbeitskolbens eingestellt.
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Alsdann wird durch- Umlegen -des Mehrwegehahns 1q. in diejenige Stellung,
in welcher die Kanäle 15, 16 die Leitungen i o, i i bzw. 12, 13 verbinden,
der Arbeitskolben in Betrieb gesetzt.
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Stößt nun z. B. das Werkzeug 5 beim Abwärtsgang auf einen erhöhten
Widerstand, so erhöht sich der Druck auf der über dem Kolben liegenden (also in
diesem Falle vom Werkstück abgewandten) Zylinderseite. Dadurch wird das auf normalen
Arbeitsdruck eingestellte; -in der Zeichnung nicht dargestellte Druckventil dieser
Zylinderseite geöffnet, so daß die weiter zufließende Druckflüssigkeit zur unteren
Seite (Saugseite) des Kolbens 3 gelangt.
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Dadurch wird eine relative Verlagerung des Hubs des Kolbens nach-
oben bewirkt. Beim Aufwärtsgang kommt infolgedessen der Anschlag 23, nachdem der
Kolben 3 erst einen Teil seines Hubs zurückgelegt hat, bereits zur Anlage .am Anschlag
2i. Dadurch wächst der Druck auf der unteren Zylinderseite entsprechend. Es wird
nunmehr also das Druckregelventil 17 in Tätigkeit gesetzt, so daß vermittels der
Ausgleichsleitung i9 die ursprüngliche Lage der Flüssigkeitssäule und des Hubs wiederhergestellt
wird. Im weiteren Verlauf des Arbeitsgangs wiederholt sich dieser Vorgang, bis der
,erhöhte Widerstand des Werkstücks überwunden ist. In entsprechender Weise wirken
die Anschläge 2o, 22, wenn der Widerstand entgegengesetzt gerichtet ist. Die Lberdruckventile
wirken gleichzeitig als Sicherheitsventile, falls durch -eine Unachtsamkeit des
Bedienenden der Arbeitskolben 3 an den Zylinderdeckel anschlägt. Nach Beendigung
des Arbeitsvorgangs können die Anschläge 2o, 2 i ausgeschwenkt werden, so daß das
Werkzeug aus dem Werkstück herausgezogen und gegebenenfalls ein !neues Werkzeug
eingelegt werden kann. Das Werkzeug kann in der ausgezogenen Stellung durch einfaches
Umlegen des Mehrwegehahns 14 in der in der Zeichnung gezeigten Stellung festgehalten
werden.