DE851004C

DE851004C - Werkzeugmaschine mit selbsttaetiger Mess- und Beistellvorrichtung

Info

Publication number: DE851004C
Application number: DER1921D
Authority: DE
Inventors: Alfred Rickenmann
Original assignee: REISHAUER WERKZEUGE AG
Current assignee: REISHAUER WERKZEUGE AG
Priority date: 1942-11-14
Filing date: 1943-07-31
Publication date: 1952-09-29

Description

Werkzeugmaschine mit selbsttätiger Meß- und Beistellvorrichtung An Werkzeugmaschinen sind Einrichtungen bekannt, die gestatten, ein Werkstück während der Bearbeitung zu messen.
Diese Meßeinrichtungen werden zur Hauptsache dort verwendet, wo das Werkzeug vom Beginn bis zur Vollendung der auszuführenden Operation oft, aber nur um ein geringes Maß zugestellt wird. Der Beistellweg ist auf alle Fälle nicht größer als die am fertigen Werkstück erlaubte Toleranz, d. h. der letzte Beistellhub bedarf keiner besonderen Korrektur, um am Werkstück das verlangte Maß innerhalb der vorgeschriebenen Abmaße herzustellen. Das Meßinstrument wird während des Arbeitens dauernd beobachtet, und die Maschine wird abgestellt, sobald ein innerhalb des erlaubten Toleranzfeldes liegendes Maß erreicht ist. Bei einer großen Zahl von modernen Werkzeugmaschinen werden die Werkstücke unter der Verwendung von verhältnismäßig großen Beistellhüben und wenig Durchläufen bearbeitet. In diesen Fällen ist jeder einzelne Beistellhub größer als die am Werkstück einzuhaltende Toleranz. Bei diesen Verhältnissen versagen die obengenannten ".\leßmethoden.
Die nachstehend beschriebene Erfindung behebt diesen Nachteil. Sie gestattet außerdem eine weitgehende Automatisierung der auszuführenden Operationen.
Der Zweck des neuen Verfahrens geht aus dem folgenden klar hervor: An einer Werkzeugmaschine ist der Beistellhub innerhalb bestimmter Grenzen mit einem Einstellorgan einstellbar. Gleichzeitig beeinflußt ein Meßgerät den Beistellmechanismus derart, daß das Werkzeug vor dem letzten Durchlauf nicht mehr um den fest eingestellten Betrag, sondern nur um die zur genauen Arbeitstiefe am Werkstück noch fehlende Maßdifferenz zugestellt wird.
Es werden Mittel gezeigt, welche die verschiedenen Betätigungselemente des Schalt- und Beistellmechanismus nach vollzogener Bearbeitung des Werkstückes wieder in die Ausgangslage zurückführen.
Die Arbeitsweise wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel eingehend erläutert. Bei der dargestellten Maschine handelt es sich beispielsweise um eine Gewindeschleifmaschine.
Fig. i zeigt die Vorderansicht der Maschine mit besonderer Berücksichtigung der hydraulischen und elektrischen Steuereinrichtungen; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Oberteil und den Zustellmechanismus der Maschine; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Arretiervorrichtung der Zustellspindelrnickführung; Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Ölkammer zum Klemmen des Schaltorgans; Fig. 5 zeigt das Anzeigegerät und die damit zusammenhängenden Einrichtungen flivr die Steuerung der selbsttätigen Beistellbewegung; Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch das Anzeigegerät und den Hebel für die Steuerung des Feineinstellkolbens; Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Zustellhülse mit dem Rückführgewicht; Fig. 8 die Vorderansicht der Maschine mit besonderer Berücksichtigung der hydraulischen und der elektrischen Steuereinrichtungen; Fig. 9 einen Schnitt durch den. Zu- und Abstellmechanismus der Maschine; Fig. io eine Vorderansicht (zum Teil im Durchbruch) der Einstell- und Abstellvorrichtung; Fig. i i einen Schnitt durch den Zustellkolben und die Hubbegrenzungsvorrichtung; Fig. 12 einen Querschnitt durch die Arretiervorrichtung der Zustellspindelrückfliihrung und das Schieberventil für die Verhinderung der selbsttätigen Rückführung.
Auf dem Ständer i der in Fig. i und 2 dargestellten Gewindeschleifmaschine ruht ein durch das Handrad 4 und die Spindel 5 verschiebbarer Schleifschlitten 2 mit der als Werkzeug wirkenden Schleifscheibe 3. Das Werkstück 6 ist zwischen der Spitze 7' des Reitstockes 7 und der Spitze 8' der Werkstückspindel 8 drehbar gelagert und wird durch den auf -der letzteren befestigten Mitnehmer 9 in Umlauf versetzt. Die im Spindelstock io gelagerte Werkstückspindel 8 wird über den Elektromotor i i, den Getriebekasten 12, das Kegelräderpaar 13, die Gelenkwelle 14 und das Schneckengetriebe 15 angetrieben. Der Reitstock 7 und der Spindelstock io sind auf dem Werkstückschlitten 16 befestigt. Die Längsbewegung des Werkstückschlittens 16 erfolgt durch eine Leitspindel 17, iiie von der Werkstü'ckspindel 8 her über die Wechselräder 18, i9, 2o, 21 angetrieben wird. Im Beispiel der Fig. i ist die Maschine in der Stellung Arbeitsgang beim Schleifen eines rechtsgängigen Gewindes gezeichnet. Während des dargestellten Betriebszustandes stehen die Schalter a, b, c, d, Magnete I, II, III, IV und Steuerventile 34, 35, 63, 67 in den gezeichneten Stellungen.
Die Pumpe 22 liefert Drucköl für den hydraulischen Teil der Steuerung. Der Druck ist am Regelventil 23 einstellbar und kann am Manometer 24 abgelesen werden. Für die Betätigung der verschiedenen elektrischen Steuerelemente steht ein Steuernetz R, S zur Verfügung.
Die Tiefe des zu schleifenden Gewindes habe das Maß t. Der Arbeitsprozeß sei beispielsweise so weit fortgeschritten, daß am Ende des gezeichneten Durchlaufes die Gewindetiefe (t-0,22 mm) betrage. Durch jeden Hub des Zustellkolbens 4o werde die Schleifscheibe 3 beispielsweise um 0,o6 mm näher an das Werkstück 6 zugestellt. Die Arbeitsweise des Zustellmechanismus wird weiter unten näher dargestellt.
Das auf dem Werkstückschlitten 16 befestigte elektrische Meßgerät 25 mit seinem am Werkstück 6 anliegenden Taster 26 ist mit einem Hochfrequenzgerät 27 durch die Leitungen 78, 79 verbunden. Ein ebenfalls mit.dem Hochfrequenzgerät durch die Leitungen 8o, 81 verbundenes, einstellbares Anzeigegerät 28 dient dazu: i. die Lage des obengenannten Tasters 26 am Werkstück 6 innerhalb eines gewissen Fertigungsbereiches (Endperiode) anzuzeigen; 2. den Zustellmechanismus derart zu beeinflussen, daß das Werkzeug 3 ganz genau bis auf die am Werkstück 6 verlangte Tiefe t zugestellt wird und, sobald das Gewinde auf ganze Länge auf die Tiefe t fertiggeschliffen ist; 3. das Abstellen der Maschine und das Zurückführen der verschiedenen Steuerelemente in ihre Ausgangslage einzuleiten.
Der Meßbereich m des Anzeigegerätes 28 betrage beispielsweise o,2 mm. Dieses wird derart eingestellt, daß der Zeiger 29 dann am rechtsseitigen Ende der Skala 30 steht, wenn am Werkstück 6 die verlangte Gewindetiefe t erreicht ist.
Am Ende eines Arbeitsganges schiebt der am Werkstückschlitten 16 verstellbar befestigte Anschlag 31 den Kontaktstift 33 des am Ständer i angeordneten Schalters a nach rechts an die Klemmen a3, a4. Dieser Vorgang bewirkt über die Leitungen 82, 83, daß der Magnet h stromlos wird, der Magnet If hingegen tritt in Tätigkeit und befördert den Vorsteuerkolben 34 nach rechts. Dadurch gerät Drucköl hinter die rechte Stirnseite des Hauptkolbens 35, verschiebt diesen und den an der Kolbenstange 3_5' über eine Lasche 36 befestigten doppelarmigen Umsteuerliebel 37. nach links in die Stellung Rücklauf. Das auf der linken Seite des Kolbens 35, in der Leitung 38, im Ölraum 39' des Schaltzahnrades 39 und hinter dem Zustellkolben 40 vorhandene 01 kann ungehindert wegfließen. Als Folge davon drückt die Feder 41 den Zustellkolben 4o nach links bis an die Anschlagfläche 42' der Einstellschraube 42. Diese ist in der axialen Richtung durch eine nicht besonders dargestellte Vorrichtung innerhalb bestimmter Grenzen verstellbar. Der Kolben 40 ist zugleich als Zahnstange ausgebildet und dreht somit bei jeder Bewegung das Schaltzahnrad 39. Dieses letztere sitzt in diesem Moment lose auf der Zustellbülse 43.
Durch den Umsteuerhebel 37 wird über eine im Getriebekasten 12 montierte Kupplung 44 und die bereits früher erwähnten Getriebeelemente 13 bis 21 die Rückwärtsbewegung des Werkstückschlittens 16 eingeleitet und vollzogen.
Sobald der Werkstückschlitten 16 wieder in seine Ausgangslage zurückbefördert ist, stößt der daran befestigte Anschlag 32 den Kontaktstift 33 des Schalters a nach links an die Klemmen ai, a2. In dieser Lage erhält der Magnet I, Strom, während der Magnet Tf stromlos wird. Dadurch werden der X'orsteuerkollreti 34 und der Hauptkolben 35 mit (lern Umsteuerhebel 37 auf bekannte Art in die gezeiclinete Lage zurücktransportiert, und der Werkstücksclilitteii t6 beginnt einen neuen Arbeitsgang in der eingezeichneten Pfeilrichtung. Während des Umsteuervorganges von Rücklauf auf Arbeitsgang fließt Drucköl in die Ölkammer 39' des Schaltzahnrades 39 und hinter den an der Stirnfläche 42' der Einstellschraube 42 anliegenden Zustellkolben 40. Das Drucköl in der Ölkammer des Schaltzahnrades 39 drückt diese an die Stirnfläche 43' der Zustellhülse 43, bevor der Zustellkolben 4o nach rechts zu fahren beginnt. Um diese Arbeitsfolge zu bewerkstelligen, muß der Druck, welcher die in der Axialrichtung des Schaltzahnrades 39 wirkende Kraft hervorruft, die ein gleitfreies Anliegen des letzteren an die Stirnfläche 43' der Zustellhülse 43 gewährleistet, kleiner sein als jener Druck, der notwendig ist, um den Zustellkolben 40 zu befördern. Der zuletzt genannte Druck wird durch die richtige `Vahl der Vorspannung der Feder 41 bestimmt.
Beginnt der Kolben 4o unter den soeben beschriebenen Bedingungen nach rechts zu fahren, so dreht sich außer dem Schaltzahnrad 39 auch die Zustellhülse 43. Die letztere sitzt als Gewindemutter auf einer mit einem Gewinde 45" versehenen Büchse 45, die mit einem Keil 45' in einem beispielsweise an einer St'inderwand befestigten Lager 46 gegen Drehung gesichert ist.
Der Schleifschlitten 2 wird durch das Gewicht 47 dauernd vom Werkstück 6 weg nach hinten gezogen. Diese Zugkraft überträgt sich über die Zustellmutter .48 auf die Zustellspindel 5, das Axiallager 49, die Büchse 45 und die durch das Gewinde 45" verbundene Zustellhülse 43. Die letztere wird durch das Axiallager 5o abgestützt. Die Zustellhülse 43 schraubt bei einer Drehbewegung beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn die Büchse 45 um einen gewissen Betrag, in unserem Beispiel beträgt er o,o6 mm, vorwärts und bewirkt dadurch die Beistellung. Soll der durch die Lage der Einstellschraube 42 bestimmte Beistellweg während des Bearbeitens eines Werkstückes 6 kleiner oder größer gewählt werden, so hat diese .Änderung keinen Einfluß auf die nachstehend beschriebenen @feßsteuereinrichtungen. In einem Abstand ü vom rechten Ende des zu erzeugenden Gewindes liegt der Taster 26 des MeB-gerätes 25 am Werkstück 6. Sobald die Schleifscheibe 3 diese Stelle passiert hat, reagiert der Taster 26 und setzt auf dem Umweg über das Hochfrequenzgerät 27 das Anzeigegerät 28 in Tätigkeit. Der Zeiger 29 des Anzeigegerätes 28 tritt allerdings erst ins Blickfeld des Beobachters, wenn, wie bereits früher erwähnt, beispielsweise eine Gewindetiefe t - 0,2 mm am Werkstück 6 erreicht ist. Am Ende des soeben beschriebenen Arbeitsganges beträgt die erzeugte Gewindetiefe am Werkstück 6 t - o, 16 mm. Der Zeiger 29 des Anzeigegerätes 28 rückt bis zum Skalawert t - o,16 mm vor und bleibt dort stehen, bis die Scheibe 3 beim nächsten Durchlauf die Tasterstelle passiert.
Auf der Welle 70 ist nebst dem bereits erwähnten Zeiger 29 eine dünne Scheibe 51, z. B. eine Metallfolie montiert. Diese letztere dreht sich genau synchron mit dem Zeiger 29 und besitzt einen schmalen Lichtspalt g i' im Abstand r vom Zentrum. Konzentrisch zur Scheibe 51, aber unabhängig von Scheibe 5 i und Anzeigegerät 28, ist auf einem festen Zapfen 52 der Hebel 53 drehbar gelagert. Dieser trägt ebenfalls im Abstand r vom Zentrum in einer besonders ausgebildeten Kammer eine kräftige Lichtquelle ;53' und ein Linsensystem 53". In der Ausgangsstellung links trifft das aus dem Linsensystem 53" austretende Strahlenbündel durch den Spalt 51' der Scheibe 51 auf die Photozelle 54 und entwickelt dort einen Strom. Der Kolben 55 befindet sich zur Zeit noch in der linken Endstellung. Sobald nun das Anzeigegerät 28 in Tätigkeit tritt, d. h. der Zeiger 29 und die Scheibe 5i sich zu drehen beginnen, trifft das Lichtbündel nur noch die letztere. Die Photozelle 54 und der durch die Leitungen 84, 85 damit verbundene Hilfsmagnet IV werden demzufolge stromlos. Demzufolge leitet der direkt mit der Steuerleitung R verbundene Umschalter d den Strom auf den Magnet IIIk statt wie vorher auf den Magnet 11I;. Der Kolben 63 verschiebt sich nach rechts, und Drucköl fließt auf dem Weg über das Drosselventil 64 und die Leitung 56 in die linke Kammer 58' des Feineinstellkolbens 55. Dieser bewegt sich nach rechts und dreht mit der als Zahnstange ausgebildeten Kolbenstange 55" den mit einem Zahnmagnet versehenen Hebel 53 so weit im Uhrzeigersinn, bis durch den Spalt 51' der Scheibe 5 i Licht auf die Photozelle 54 auftrifft, d. h. Hebel 53 und Zeiger 29 in ihrer Lage wieder übereinstimmen. In diesem Moment wird durch den Hilfsmagnet IV, den Umschalter d, die Magnete IIh und 111k und Kolben 63 die Druckölzufuhr zur linken Kolbenkammer unterbrochen. Der Feineinstellkolben 55 verharrt in seiner Lage, bis sich beim nächsten Durchlauf die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen. Im Ruhezustand des Kolbens 5.5 steht das 01 in der Zuleitung 56 unter dem Druck der Feder 57. Durch Leckverluste und dergleichen wäre eine Linksbewegung des Kolbens 55 denkbar. Um dies auf alle Fälle zu vermeiden, ist auf der linken Kolbenstange 55" eine Klemmvorrichtung angeordnet. Eine im feststehenden Gehäuse 58 anliegende Feder 59 drückt über eine Platte 6o die Kugeln 61 in den kegeligen Teil der Gehäusebohrung. Durch die entstehende Klemmwirkung wird der Kolben 55 gegen das Linksfahren gesichert.
Die rechtsseitige Stange 55' des Kolbens 55 ist gleitbar in der durchbohrten Einstellschraube 42 geführt. Die durch die linke Endlage der Stirnfläche 55"' und die Stirnfläche 4ö des in der rechten Extremstellung liegenden Kolbens 40 begrenzte Strecke x entspricht dem auf der Strecke m der Skala 30 meßbaren Betrag am Werkstück 6. Bei übereinstimmender Lage von Zeiger 29 und Hebel 53 ist jeder Skalenstrecke ii, eine entsprechende Strecke y zugeordnet. Daraus ist ersichtlich, daß der mit der Einstellschraube 42 einstellbare Hub des Kolbens 40 im Maximum gleich groß oder kleiner als die Strecke x gewählt werden wird.
Solange die am Werkstück 6 noch fehlende Gewindetiefe größer ist als die an der Einstellschraube 42 eingestellte Werkzeugzustellung, bleibt die Stirnfläche 55"' in der Bohrung der Einstellschraube 42 verborgen.
Im vorliegenden Beispiel tritt die Stirnfläche 55... aus der Bohrung heraus, sobald die am Werkstück 6 noch fehlende Arbeitstiefe kleiner ist als o,o6 mm. Am Ende des soeben beschriebenen Arbeitsganges beträgt die Meßdifferenz noch o,16 mm. Beim nächsten Arbeitsgang wird auf eine Tiefe t-o,16-o,o6 = t-o,io mm geschaltet. Auch nach diesem Werkzeugdurchlauf bleibt die Stirnfläche 55"' noch in der Bohrung versteckt. Am Ende des nun folgenden vorletzten Durchlaufes hingegen fehlen nur noch o, io - o,o6 =o,o4mm zur verlangten Gewindetiefe t. Die Stirnfläche 55"' des Kolbens 55 verschiebt sich während des vorletzten Durchlaufes, nachdem die Scheibe 3 die Tasterstelle passiert hat, um den Hub des geschalteten Wertes nach rechts und ragt nun über die Stirnfläche 42' der Einstellschraube 42 hinaus. Der Zustellkolben 4o kann also beim Rückwärtsfahren nicht an der Stirnfläche 42' der Einstellschraube 42, sondern an derjenigen der Feineinstellkolbenstange 55' anliegen. Beim Beginn des letzten Arbeitsganges schaltet deshalb der Zustellkolben 4o nicht mehr o,o6 mm, sondern nur noch die fehlenden 0,04 mm.
Während des letzten Durchlaufes rückt der Zeiger 29 des Anzeigegerätes 28 auf das Ende der Skala 30 vor, während gleichzeitig der Feineinstellkolben 5 5 auf beschriebene Art in die rechte Extremstellung gehoben wird. In dieser Lage berührt die Stirnfläche 55"' die Stirnseite 4ö des in der rechten Extremstellung stehenden Zustellkolbens 4o und verhindert damit weitere Zustellbewegungen, d. h. ein Werkstück kann nicht zu dünn geschliffen werden.
In den vorstehenden AusfÜhrungen wurde angenommen, daß das Werkzeug3 bei jedem Hub des Zustellkolbens 40 genau um den beispielsweise o,o6 mm angenommenen Betrag zugestellt werde. Bei einer beispielsweisen Messung des nach einer Anzahl Schaltbewegungen des Kolbens 40 vom Schleifschlitten 2 zurückgelegten Weges kann das meß esultat gegenüber der am Werkstück 6 im g Z" . c r en Zeitraum erreichten Einstichtiefe Ab-'ei weichungen aufweisen. Die Differenz wird zur Hauptsache durch die während der Arbeit stattfindende Abnutzung des Werkzeuges 3 hervorgerufen. Die dadurch entstehenden Ungenauigkeiten sind belanglos, weil die für das Fertigschleifen vorgesehenen Meß- und Steuereinrichtungen derart gebaut sind, daß das Werkstück 6 auf alle Fälle und ohne besondere Überwachung genau auf das verlangte Maß bearbeitet wird.
Wird also, wie bereits früher erwähnt, der durch die Lage der Einstellschraube 42 bestimmte Beistellweg während des Bearbeiters des Werkstückes 6 verändert, so hat diese Umstellung keinen Einfluß auf das Fertigprodukt und auf die dafür bestimmten Meß- und Steuereinrichtungen.
Nachdem das Werkstück 6 auf die richtige Tiefe fertiggeschliffen ist, wird die Maschine selbsttätig abgestellt. An der linken Kolbenstange 55" des Feineinstellkolbens 55 ist ein Anschlag 65 befestigt. Sobald die Schleifscheibe 3 im letzten Durchlauf die Stelle des Tasters 26 passiert hat, rückt der Anschlag 65 den Kontaktstift 66 des am Ständer i befestigten Schalters b an die Klemmen b1 und b3: Der Magnet IIh wird dadurch stromlos, das Ventil 67 verharrt infolge des ebenfalls stromlosen Magneten IIg in seiner Lage, solange der Werkstückschlitten 16 im Arbeitsgang läuft. Erst wenn der Anschlag 31 den Kontaktstift 33 des Schalters a in die Rückwärtsstellung rückt, empfängt der Magnet IIg gleichzeitig mit dem Magnet If Strom.
Dann rückt der Kolben 67 nach links. In dieser Stellung strömt über die Leitung 77 Drucköl hinter den als Kolben wirkenden Ring 62 und drückt die Kugeln 61@, die Platte 6o und die Fedei 59 nach rechts. Die Klemmwirkung auf die Kolbenstange 55" wird damit aufgehoben. Das 01 in der Kolbenkammer kann ungehindert entweichen, und der Kolben 55 gleitet unter dem Einfluß der Feder 57 in die linke Endstellung. Zwangsläufig folgt auch der Hebel 53 in seine Ausgangslage.
Beim Zurückfahren des Hebels 53 nach links wird die Photozelle 54 lichtleer. Nach den vorstehenden Erläuterungen würde in diesem Moment der Hilfsmagnet IV durch den Umschalter d Strom auf den Magnet IIIk leiten, und Drucköl könnte in die Leitung 56 und die während des Abstellens geöffnete Ablaufleitung 56' gelangen. Diese sinnwidrige Funktion wird vermieden, indem der Hilfsmagnet IV während der Abstellperiode unter Strom gehalten wird. Sobald nämlich der Anschlag 65 auf den Kontaktstift 66 drückt, braucht, wie aus den vorstehenden Erläuterungen klar ersichtlich ist, das Ventil 63 nicht mehr geöffnet zu werden. Der Hilfsmagnet IV ist über die Leitung 87 mit der Klemme bz des Schalters b verbunden und über die Leitung S' an der Steuerleitung S angeschlossen. Im Moment der Anlage des Kontaktstiftes 66 an den Klemmen b1, b2 des Schalters b wird also über die soeben erwähnten Leitungen 87 und S' der Hilfsmagnet IV unter Strom, d. h. in Halteposition versetzt, und das Ventil 63 sperrt die Druckölzufuhr zur Leitung 56.
Gleichzeitig senkt sich unter dem Einfluß der Feder 68 der Kolben 69 des Arretierventils auf den Mantel des Kolbens 35. Das sich unter dem Arretierkolben 69 befindliche Öl kann ungehindert entweichen.
Der Vorsteuerkolben 34 dirigiert wie bei jeder normalen Umsteuerung den Kolben 35 und die anderen damit verbundenen Steuerelemente in die Stellung Rücklauf. Der Werkstückschlitten 16 fährt in der beschriebenen Weise in seine Ausgangsstellung zurück und steuert in bekannter Art den Vorsteuerkolben 34 in die Stellung Arbeitsgang. Wohl beginnt nun der Kolben 35 nochmals nach rechts zu fahren, jedoch senkt sich der auf dem Kolbenmantel gleitende Arretierkolben 69 im geeigneten Moment in die Kerbe 35" und hindert durch seinen Nocken 69' eine weitere Bewegung des Kolbens 35. Der Umsteuerhebel 37 wird damit in der Mittelstellung gehalten; der Werksbückschlitten 16 ist stillgesetzt.
Das Zurückdrehen der Zustellhülse 43 in die Ausgangsstellung wird ebenfalls durch den Kolben 67 eingeleitet. Während der Schaltbewegungen im Arbeitsprozeß wird ein am Kettenrad 43' der Zustellhülse 43 hängendes Gewicht 71 hochgezogen. Ein Ventilkörper 72 sitzt lose auf der Zustellhülse 43. Er ist gegen allfällige Drehbewegungen durch die im Schlitz 72' geführte Schraube 73 gesichert. Während des ganzen Schleifprozesses, d. h. vom Beginn des Schleifens bis die Gewindetiefe t erreicht ist, darf sich die Zustellhülse 43 nur während der Schaltbewegungen in einer Drehrichtung beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn drehen. Ein im Ventilkörper 72 angeordneter, seitlich geführter walzenförmiger Klemmkörper 74 und die auf diesen wirkende Feder 75 sichern die Zustellhülse 43 gegen eine Rückwärtsdrehbewegung.
Beim Abstellen, d. h. bei Linkslage des Kolbens 67 strömt über die Leitung 77' Drucköl unter den ebenfalls im Ventilkörper 72 angeordneten Kolben 76. Beim Aufwärtsfahren drückt die Kolbenstange 76' den Walzenkörper 74 nach oben und entsichert dabei die Zustellhülse 43 gegen eine Rückwärtsdrehbewegung. Das Gewicht 71 senkt sich und dreht die Zustellhülse 43 und den Schleifschlitten 2 in die Ausgangslage zurück. Die letztere ist durch einen nicht besonders gezeichneten Anschlag bestimmt.
Das Wiederingangsetzen der Maschine erfolgt von Hand. Durch einen Druck auf den Knopf 88 wird der Kontaktstift 66 an die Klemmen b3, b4 des Schalters b geschoben. Dadurch wird der Magnet II, stromlos, der Magnet IIh, hingegen tritt in Tätigkeit und schiebt den Kolben 67 in die in Fig. i dargestellte Lage. In diesem Moment strömt Drucköl unter dem Arretierkolben 69, hebt diesen und gibt damit den Kolben 35 frei. Dieser letztere steht für eine Fahrt nach rechts bereits unter Druck und verschiebt sich infolgedessen in die Stellung Arbeitsgang. Bei gewissen Arbeiten, z. B. leim Schleifen linksgängiger Gewinde, ist es notwendig, den Rückwärtsgang statt den Arbeitsgang in der eingezeichneten Pfeilrichtung auszuführen. Dieser Wechsel in der Gangrichtung wird durch den Polwender c bewerkstelligt. Er bewirkt, daß in bezug auf die Steuerung die beiden Anschläge 31, 32 die für die soeben erwähnten Operationen notwendigen Steuervorgänge richtig einleiten.
Wenn die Abnutzung des Werkzeuges 3 so gering ist, daß deren Einfluß auf die Genauigkeit des Werkstückes 6 vernachlässigbare Grenzen annimmt, so können die selbsttätigen Meßeinrichtungen und die hiervon beeinflußten, elektrisch oder mechanisch betätigten Steuerorgane weggelassen werden.
Der gesamte Betrag, um den das Werkzeug 3 beim Ablauf einer Arbeitsfolge zugestellt werden soll, wird mit Hilfe einer einstellbaren Vorrichtung festgelegt. Die Maschine stellt am Ende des letzten Arbeitsganges selbsttätig ab.
Vor dem Beginn einer Arbeit wird bestimmt, um welchen Betrag das Werkzeug 3 im gesamten zugestellt werden muß, damit am Werkstück 6 die verlangte Gewindetiefe t erzeugt wird. In der Ansc'hlagsclieibe ioi (Fig. 8 bis 12) ist der Anschlag 102 unverrückbar festgeschraubt, während der Anschlag 103 verstellbar angeordnet ist. Vor dem Einrichten liegt der Anschlag 102 an der rechten Seite des am Ständer festgeschraubten Anschlages 104 an. Nachdem der vom Werkzeug 3 auszuführende Weg bestimmt ist, wird die Welle 105 und die daraufsitzende Anschlagscheibe ioi mit dem Anschlag 102 um den Winkel a im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dieses Winkelmaß a entspricht dem vom Werkzeug 3 zurückzulegenden Weg, um die Gewindetiefe t zu erzeugen. Den Anschlag 103 befestigt man in der ausgeschwenkten Scheibe ioi derart, daß er auf der linken Seite des festen Anschlages 104 zur Anlage kommt. Diese Maßnahme gestattet ein mehrmaliges, müheloses und genaues Ausschwenken um den gewünschten Winkel a. Eine Skala 1o6 umrahmt die Anschlagscheibe ioi i und erleichtert das Einrichten der Maschine.
Die Größe der einzelnen Schaltbewegungen wird mit der Einstellschraube 142 festgelegt. Die Schaltbewegungen selber werden mit einem auf den Kolben 40 wirkenden Druckmittel ausgelöst. Sobald der Zustellkolben 40 unter den bereits früher beschriebenen Bedingungen nach rechts zu fahren beginnt, drehen sich das Schaltzahnrad 39 und die Zustellhülse 143. Infolgedessen wird der Schleifschlitten 2 auf bekannte Art näher an das Werkstück 6 geschoben.
Die Drehbewegungen der Zustellhülse 1,43 überträgt der Keil 107 auf das Zahnrad 1o8. Das letztere kämmt mit dem auf der Welle 105 sitzenden Zahnrad 1o9. Als Übertragungsmittel dient der Keil 1 1o. Auf diesem Wege wirkt die von der Hülse 143 im Gegenuhrzeigersinn ausgeführte Schaltbewegung auch auf die Anschlagscheibe 1o1. Dadurch bewegen sich die letztere und die damit verbundenen Anschläge 102 und 103 im Uhrzeigersinn vorwärts. Der schrittweise pro Schaltbewegung zurückgelegte Weg betrage beispielsweise ß unct entspricht dem mit /i bezeichneten Hub des Zustellkolbens 40. Während des Ablaufes der Arbeit nähert sich der Anschlag 102 dem festen Anschlag io4 so weit, daß für das Fertigstellen des Werkstückes 6 das Werkzeug 3 nur noch um den Betrag y zugestellt werden muß.
Im Laufe der nächsten Schaltbewegung wird demnach der Anschlag tot am festen Anschlag 104 anstoßen. Damit kommt der ganze Schaltmechanismus zum Stillstand. Der Zustellkolben 40 bleibt an einer Stelle stehen, die um die Strecke y' von der Anschlagfläche 142' der Schraube 142 entfernt ist. Am Ende dieses Arbeitsganges soll die Maschine selbsttätig abstellen. Daftwr sind folgende Einrichtungen vorgesehen: Das auf der Zustellhülse 143 sitzende Zahnrad io8 trägt einen Nocken vii. Sie drückt auf den Arm i 12' des Doppelhebels 112 und befördert über den Arm 112" den Kontaktstift 88 an die Klemmen b1, b2 des Schalters b, sobald der Anschlag 102 am festen Anschlag 104 anstößt.
Dadurch wird der Magnet IIh stromlos. Das Ventil 167 verharrt in der gezeichneten Lage, weil der Magnet IIg ebenfalls keine Stromzufuhr erhält. Am Ende des letzten Arbeitsganges drückt der Anschlag 31 den Kontakfstift 33 des Schalters a an die Klemmen a3, a4. In diesem Moment empfängt der Magnet IIh Strom, und die Abstellbewegungen werden unverzüglich eingeleitet.
Beim Abstellen fährt das Ventil 167 nach links. Infolgedessen strömt Drucköl unter den im Ventilkörper 72 angeordneten Kolben 76, hebt diesen und den Walzenkörper 74. Durch den Einfluß des Gewichtes 71 dreht sich in diesem Moment die Zustellhülse 143 rückwärts. Zwangsläufig drehen sich mit der Zustellhülse 143 die Zahnräder io8 und io9, die Welle io5 und die Anschlagscheibe ioi mit den beiden Anschlägen 102 und 103. Die Rückwärtsdrehbewegung wird durch den Anschlag 103 begrenzt. Der letztere trifft beim Rückwärtsdrehen auf den festen Anschlag io4 und stoppt dadurch die Drehbewegung. Unter den beschriebenen Verhältnissen sind am Ende der Rückwärtsbewegung die Anschlagscheibe ioi und der Anschlag 102 wieder in der Anfangslage angelangt, und der Schleifschlitten 2 ist durch die sich drehende Zustellhülse 1:I3 in die Ausgangslage zurückbefördert worden.
Beim Bearbeiten des ersten Stückes einer Serie kann es vorkommen, daß infolge ungenauer Einstellung des Schaltmechanismus ein Werkstück 6 beim Abstellen der Maschine noch zu dick ist. Da- j mit der Schaltmechanismus nicht neu eingestellt und das gesamte Arbeitsspiel nicht wiederholt werden muß, ist eine Vorrichtung vorhanden, die gestattet, den Schaltmechanismus derart zu blockieren, daß nach dem Abstellen der Maschine der letztere und das Werkzeug 6 nicht zurückgeführt werden, sondern in ihrer Lage verharren. Durch eine geeignete Konstruktion des Kontaktstiftes 88 kann die Maschine wieder in Gang gesetzt werden, trotzdem der Doppelhebel 112 in der Abstellposition steht. In die Leitung 77' ist ein Schieberventil 113 eingebaut, welches beim Einrichten derart gestellt wird, daß der damit verbundene Zylinderraum des Kolbens 76 dauernd mit der Ablaufleitung 114 in Verbindung steht. Dem beim Umsteuern des Ventils 167 in die Leitung 77' strömenden Druckmittel ist der Zutritt unter den Kolben 76 gesperrt. Infolge dieser Verhältnisse bleiben die Zustellhülse 143 und das Werkzeug 3 in ihrer Lage. Der Tischschlitten 16 hingegen fährt in die Anfangslage zurück. Der zu korrigierende Betrag wird am Handrad 5 zugestellt und die Maschine nochmals in Gang gesetzt. Das Wiederanlasser erfolgt durch Drücken von Hand auf den Kontaktstift 88. Während des Ablaufes dieses zusätzlichen Arbeitsganges wird das Schieberventil 113 geöffnet, damit das Abstellen selbsttätig eingeleitet wird und der Schlitten 2 und der Schaltmechanismus auf bekannte Art in die Ausgangsposition zurückbefördert werden.
Die Übertragung der Bewegungen eines Taststiftes, der mit einem zum voraus einstellbaren Druck über das Werkstück gleitet, kann auch hydraulisch in beliebiger, hoher Übersetzung auf das das Werkzeug zustellende Element mit an sich bekannten Mitteln übertragen werden.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Meß- und Steuereinrichtungen können sinngemäß auch für andere spanabhebende Maschinen verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Werkzeugmaschine, bei der zur Bearbeitung eines Werkstückes auf ein bestimmtes Maß mindestens zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge durchgeführt werden, wobei eine selbsttätig wirkende Einrichtung vorgesehen ist, die das Werkzeug zwischen zwei Arbeitsgängen um einen fest einstellbaren Wert beistellt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung, z. B. eine Meßeinrichtung, oder einstellbare Anschläge vorgesehen sind, die auf die Beistelleinrichtung einwirken, derart, daß die Beistellgröße des Werkzeuges für den letzten Arbeitsgang nicht mehr dem jeweils fest eingestellten Wert, sondern der Differenz zwischen dem nach dem zweitletzten Arbeitsgang vorhandenen Werkstückmasse und dem Sollmaß des Werkstückes entspricht.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, wobei die selbsttätige Beistellbewegung durch ein . Rückschaltwerk (39, 40, 43) bewirkt wird und womit die Beistellgröße durch einen einstellbaren Anschlag (42) zwischen Null und einem Maximalwert (x) stufenlos einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb dieses Anschlages (42) ein zweiter Anschlag (55) angeordnet ist, dessen Lage unabhängig von der Lage des fest einstellbaren Anschlages (42) durch die selbsttätige Meßeinrichtung gesteuert wird.
3. Werkzeugmaschine nach den Anspriichen i und 2, wobei die selbsttätige Meßeinrichtung aus einem Tastgerät (25), einem Hochfrequenzgerät (27) und einem Anzeigegerät (28) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anzeigenadel (29) tragende Welle (7o) eine mit einem Lichtspalt (51') versehene Scheibe (51) trägt, die in einem gleichachsig zur Welle (70) gelagerten, drehbeweglichen, gekröpften Hebel (53) hineinragt, daß dieser Hebel (53) einerseits eine Lichtquelle (53') mit Linsensystern (53") trägt, zu dem Zweck, einen Lichtstrahl durch den Lichtspalt (5i') der Scheibe (51) auf eine auf der andern Seite des gekröpften Hebels (53) befindliche Photozelle (54) zu werfen, die ihrerseits ein Relais (IV) und einen Elektromagnet Oll;, HIk) derart beeinflußt, daß, wenn infolge einer Drehung der Welle (7o) die Belichtung der Photozelle (54) ausfällt, das Relais (IV) anspricht und den Elektromagnet so beeinflußt, claß ein hydraulisches Steuerventil (63) derart verschoben wird, daß Drucköl in den Zylinder (58') gelangt und den* Kolben (55) mit Anschlag (55') verschiebt, daß ferner diese Kolbenbewegung auf den gekröpften Hebel (53) übertragen wird, bis sich die Winkellage von Anzeigenadel (29) bzw. Lichtspalt (5i') mit dem Hebel (53) (leckt und dementsprechend der Elektromagnet (11l1, 111k) infolge Einwirkung der wiederbestrahlten Photozelle (54) in umgekehrtem Sinn wirkt, daß ferner die Wirkung des Anschlagweges (v) auf die Beistellung genau dem Meßwert des Anzeigegerätes (28) entspricht.
4. Werkzeugmaschine nach den Anspriichen i bis 3 mit einer selbsttätigen Beistelleinrichtung, die auf an sich bekannte Weise durch eine dreh-. bare Gewindehülse (43) und eine nicht drehbare, längs verschiebbare Gewindehülse (45) einen gewichtsbelasteten Werkzeugträgerschlitten (2) in seiner radialen Lage zum Werkstück (6) beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer möglichst verlustfreien Vbertragung des eingestellten Beistellhubes eine hydraulische blitnahmeeinrichtung (39) vorgesehen ist, die eine feste Verbindung des Beistellrades (39) finit der 13iicllse (43) herstellt, bevor die Hubbewegung des Beistellkolbens (4o) beginnt.
5. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Mittel (71) vorgesehen sind, um die Beistellorgäne (43 und 45) nach Fertigstellung des Werkstückes (6) in die Ausgangslage zurückzuführen, wobei eine möglichst verlustfrei arbeitende Klemmeinrichtung (72 bis 75) eine genaue Begrenzung der einzelnen Beistellhübe festlegt, wobei ferner das Lösen der Klemmeinrichtung durch Drucköl durch Heben des Kolbens (76) erfolgt.
6. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, wobei Mittel vorgesehen sind, um das Fertigbearbeiten eines Werkstückes (6) zu gewährleisten, wenn das Meßgerät (28) während des letzten Arbeitsganges das Fertigmaß bereits anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellorgane (1I, 67) erst ansprechen, wenn der Impuls nicht nur von der Meßseite (55") her, sondern auch von der Tischschlittenbewegung (16, 31, 32) ausgegeben wird.
7. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich während der Bearbeitung eines Werkstückes (6) der Hebel (53) nur in der Vorwärtsrichtung bewegen darf, daß zur Erfüllung dieser Bedingung die Kolbenstange (55") durch eine Klemmeinrichtung (59, 6o, 61) festgehalten wird, wobei die Feder (57) unwirksam bleibt, selbst wenn der Druck in der Leitung (56) abfällt, wobei ferner das Lösen der Klemmvorrichtung (59, 6o, 61) durch hydraulische Betätigung des Kolbens (62) erfolgt. B.
Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Polwenders (c) die Richtungen von Arbeits- und Rücklaufbewegung des Schlittens (16) beliebig gewählt werden können.
9. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Beistellgröße des Werkzeuges fii'r den letzten Arbeitsgang eine einstellbare Anschlagscheibe (ioi) und Anschläge (l02 bis 104) vorgesehen sind.