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Schalteinrichtung für absatz- oder schrittweise bewegbare Maschinenteile,
vornehmlich für Werktische bei selbsttätigen Werkzeugmaschinen Die, Erfindung bezieht
sich auf Schalteinrichtungen für absatz- oder schrittweise bewegbare Maschinenteile;
vorzugsweise für Werktische, auf welchen Werkstücke aufgespannt sind, die in eine
genaue Bearbeitungslage gegenüber Bearbeitungswerkzeugen gebracht werden sollen.
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Solche Schalteinrichtungen sind an sich bekannt. Handelt es sich um
leichte Maschinenteile und die Bearbeitung 'kleinererWerkstücke, so kann man den
Werktisch mit einem Handhebel bewegen, bis am Gestell vorgesehene und meist unter
Federkraft stehende Verriegelungsglieder an Anschlägen anliegen oder in vorgesehene
Rasten am Werktisch eingreifen. Diese Bewegungen des Werktisches können auch selbsttätig
durch den hin und her laufenden Werkzeugträger mittels eines Mitnehmers und durch
geeignete Elemente, z. B. Federn oder ein Klinkwerk, gesteuert werden. Handelt es
sich aber um große Maschinen oder um die Bearbeitung schwerer Werkstücke, so kommt
eine Handbewegung des Werktisches nicht mehr in Frage, und man, muß Kraftantriebe
verwenden.. Diese Kraftantriebe können verschieden sein, und es ist bekannt, daß
man dazu auch hydraulische Antriebe verwenden oder eine Vereinigung von hydraulischen
und pneumatischen Vorrichtungen gebrauchen kann.
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Eine solche bekannte hydraulische Schalteinrichtung umfaßt einen liegend
im Maschinengestell angeordneten Zylinder, an dessen Kolben ein Lenker
angeschlossen
ist und an-.diesern wiederum .ein-am Drehpunkt des Tisches angreifender Arm, der
somit durch die Kolbenbewegungen zur Ausführung von Winkelbewegungen gesteuert wird,
wobei über eine Sperrklinkenanordnung die -Tischschaltung herIbeigeführt wird. Bei
dieser Schalteinrichtung ist zwecks genauer Festlegung der Arbeitslage des Tisches
für jede Arbeitsstation ein Indexstift vorgesehen, welcher sich in eine Ausnehmung
des Werktisches federnd einlegt. Der Indexstift ist mit einem hydraulischen Kolben
verbunden, der in einem mit dem Zylinder für den Tischsteuerkolben verbundenen Zylinder
senkrecht zur Werktischebene bewegbar ist.
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Eine andere bekannte hydraulische Schalteinrichtung besteht aus zwei
ungleich dimensionierten Zylindern, deren Kolben - von einem Flußrichtungsregler
gesteuert - mit Zahnstangen verbunden sind und mit dem hin und -her schwingeriden
Getriebeteil in Form eines Zahnrades im Eingriff stehen. Der Kolben des einen Zylinders
bewegt dabei den Werktisch bis zu seiner Riegelstellung, wobei der Flüssigkeitsdruck
auf dem Kolben weiter bestehen bleibt und als Mittel dazu dient, die vorbestimmte
Stellung aufrechtzuerhalten. Wird dann von Hand oder mechanisch von einem Teil der
Maschine aus der Flußrichtungsregler umgeschaltet, so hebt der Kolben des zweiten
Zylinders mit seiner Zahnstange und mechanisch betätigten Bewegungsgliedern die
Verriegelung auf und bringt den Kolben des ersten Zylinders wieder in neue Bereitschaftsstellung
zur Werktisch#bewegung. Diese hydraulisehe Schalteinrichtung läßt sich auch mit
einer pneumatischen Vorrichtung vereinigen, die auf in die Leitungen eingeschaltete
Flüssigkeitsbehälter wirkt, so daß die Pumpe für die Druckmittelzufuhr in Fortfall
kommen kann.
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Man hat weiterhin auch preßluftgesteuerte Schalteinrichtungen für
die Werktische oder für Werktischtragvorrichtungen vorgeschlagen, bei welchen die
Preßluftkolben in ähnlicher Weise wie bei der vorher beschriebenen flüssigkeitsgesteuerten
Schalteinrichtung. mit einer Sperrklinkenanordnung zusammenwirken.
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Die bekannten Schalteinrichtungen haben den Nachteil, daß die bauliche
Ausgestaltung durch die Anordnung der Druckzylinder raumversperrend ist und eine
verhältnismäßig große Anzahl von Einzelteilen erfordert. Außerdem ist die Herstellung
der Teilgenauigkeit schwierig und trotz der Schwierigkeit noch unzuverlässig: Dieser
Nachteil ist besonders bei selbsttätigen, mehrspindeligen Werkzeugmäschinen schwerwiegend,
weil bei diesen Maschinen der für die Schalteinrichtung benötigte Raum in dem durch
die bekannten Einrichtungen erforderlichen Ausmaß nicht zur Verfügung steht und
weil es auf eine große Teilgenauigkeit wesentlich ankommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zu
schaffen, welche höchste Teilgenauigkeit mit einfachen Mitteln bewirkt und .eine
raumsparende Unterbringung in den Maschinen-Bestellen zuläßt. Die Lösung dieser
Aufgabe liegt- effindungsgemäß in folgendem Vorschlag: Mit .elektrischen Kontakten
und Relais ist ein Flußrichtungsregler verbunden, der nach Einschalten des elektrischen
Antriebsmotors für die Flüssigkeitspumpe die am Drehtisch vorgesehenen Tischanschläge
sowie die Riegel freigibt und den die Fortbewegung des Drehtisches bewirkenden Flüssigkeitsmotor
in Bewegung setzt, wobei während dieser Bewegung am Werktisch vorgesehene Nocken
einerseits durch dem Flußrichtungsregler zugeordnete Relais die hydraulisch betriebenen
Verriegelungsglieder für den Drehtisch in erneute Verriegelungsbereit-'schaft umsteuern,
andererseits Steuerschieber und Drosselventil für eine feinfühlige Regelung des
Bremsvorganges sorgen und die beim Anfahren des Tischanschlages an die Verriegelungsglieder
auftretende Drucksteigerung in der Flüssigkeitsleitung den elektrischen Kontakt
unterbricht und den Motor stillsetzt.
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Dieser Vorschlag sieht gegenüber den bekannten Einrichtungen nur wenige
Mittel vor, die raumsparend in den Maschinengestellen untergebracht werden können.
Der umlaufende Flüssigkeitsmotor benötigt an sich nur wenig Platz, so daß die neue
Schalteinrichtung mit Vorteil durch Einbau in selbsttätige, mehrspindelige Werkzeugmaschinen
Verwendung finden kann. Mit hydraulischen Mitteln allein hätte sich die gestellte
Aufgabe nur schwer oder gar nicht lösen lassen. Soll die obenerwähnte Gesamtwirkung
erzielt werden, so kann neben der hydräulischen Steuerung weder auf die elektrische
Schalthilfe und auf die besondere Ausgestaltung der Tischanschläge. und Nockenteile
am drehbaren Werktisch noch auf die feinfühlige Regelung des Bremsvorganges und
die automatische Regelung der elektrischen Kontaktunterbrechung durch die selbsttätige
Drucksteuerung beim Anschlag des drehbaren Werktisches an die Verriegelungsglieder
verzichtet werden. Dazu kommt noch der Vorteil, daß sich die gesamte Schalteinrichtung
beispielsweise bei Automaten bequem im Maschinengestell unterbringen läßt, wo sie
weder das Zubringen der Werkstücke noch die Bedienung der Maschinen während des
Arbeitsganges behindert. Außerdem gewährleistet gerade die Kombination der hydraulischen
Steuerung mit den elektrischen Schaltgliedern nicht nur eine große Teilgenauigkeit,
sondern auch mit einfachen Mitteln ein einwandfreies Verriegeln und Lösen der Verriegelung
an der vorgesehenen Bearbeitungslage. Ferner erreicht man durch die elektrische
Schalthilfe auch noch den Vorteil, daß man auf einfache Weise die Schaltschritte;
in denen der drehbare Werktisch fortbewegt wird, beliebig regeln kann.
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Zur Erreichung desi Erfindungszieles im Hinblick auf Einfachheit der
Ausgestaltung und Zuverlässigkeit beim Betrieb der Einrichtung trägt ein weiteres
Merkmal der Erfindung wesentlich 'bei, das darin besteht, daß die in die Druckmittelleitung
eingebauten Steuerkolben der Anschlag- und Verriegelungsglieder die Druckmittel-zufuhr
zu dem Flüssigkeitsmotor für die Fortbewegung des Maschinenteiles
selbst
'steuern, derart, daß erst bei der Freigabe des Drehtisches durch die zurückgezogenen
Kolben der Anschlag- und Verriegelungsglieder .der Flüssigkeitsmotor in- Tätigkeit
gesetzt wird.
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Außer dem in einem Leitungszweig der Abflußleitung des Flüssigkeitsmotors
vorgesehenen Drosselventil dient nach einem weiteren Einzelmerkmal der Erfindung
ein Überdruckventil zur Regelung des Bremsvorganges für diesen Motor.
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Diese Ausbildung bringt als weiteren Erfolg der Erfindung bei einfacher
Ausgestaltung der Schalteinrichtung den Vorteil, daß der Flüssigkeitsmotor für die
Fortbewegung des Maschinenteiles gegen Ende jedes Schaltschrittes in einfacher Weise
abgebremst wird und zugleich Druckmittel -mit vermindertem Druck zugeführt erhält,
so daß ein vorsichtiges Anfahren des bewegten Maschinenteiles an das Anschlagglied
herbeigeführt wird. Diese Maßnahme hat nicht nur eine Schonung der Teile zur Folge,
sondern sie bringt auch die Gewähr, daß die Spannlagen z. B. fein eingestellter
Werkstücke auf den Werktischen in keiner Weise beeinträchtigt werden, was für feine
Automatenarbeiten von Bedeutung ist.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann die Beeinflussung
des dem einen Relais des Druckmittel-Flußrichtungsreglers zugeordneten, in der Bewegungsbahn
des ihm zugeordneten Nockens des zu schaltenden Maschinenteiles, hineinragenden
Schaltkontaktes durch diesen Nöcken aufgehoben werden. Damit wird der wesentliche
Vorteil geboten, daß die Schaltschritte, in denen der Maschinenteil fortbewegt Wird,
beliebig regelbar sind, d. h. daß außer einer bestimmten Fortschaltung von einem
Anschlag zum nächstfolgenden ein beliebiges Überfahren derTischanschläge beiWerktischen
möglich ist, um z. B. von der ersten Arbeitsstation auf die dritte oder vierte usw.
schalten zu können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
in Anwendung auf einen drehbaren Werktisch einer selbsttätigen Werkzeugmaschine
schematisch dargestellt.
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Zu steuern ist der Werktisch i, der an seinem Umfang mehrere Nocken
2 besitzt. Ferner sind zwischen je zwei Nocken :2 je ein Nocken 3 und 4 angebracht;
diese beiden Nocken 3 und 4 sind gegenüber den Nocken 2 und untereinander in verschiedenen
Höhenlagen angeordnet. An einem stillstehenden Maschinenteil befindet sich das Anschlagglied
5 und das Verriegelungsglied 6. In der Arbeitsstellung des Tisches i liegt der Nocken
2 gegen den Anschlag 5 an und wird in dieser Lage durch das Verriegelungsglied 6
festgehalten.
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Soll der Werktisch i in Pfeilrichtung gedreht werden, so wird durch
einen Druckknopf der Türkontakt 7 geschlossen. Dadurch erhält der Schaltschütz 8
Spannung und schaltet den Stromkreis für den Magneten 9 ein, wodurch der Flußrichtungsregler
io nach rechts bewegt wird. In der Endstellung dieser Bewegung wird der Türkontakt
i i betätigt, wodurch der Schaltschütz 12 anspricht, also der Elektromotor 13 eingeschaltet
wird. Dieser Motor 13 treibt die Zahnradpumpe 1q. zur Erzeugung des Flüssigkeitsdruckes
an. Das geförderte Druckmittel fließt durch die Leitung 15 zum Zylinder 16 für das
Verriegelungsglied 6 und verschiebt dessen Kolben nach links, löst also die Verriegelung.
Die Endstellung dieser Bewegung ist in der Zeichnung dargestellt. Durch diese Linksverschiebung
des Kolbens wird die Leitung 17 freigegeben und der Kolben des Anschlaggliedes 5
in dem Zylinder 18 ebenfalls nach links bewegt, also das Anschlagglied aus der Drehbahn
des Nockens 2 gezogen. Am Ende dieser Bewegung kann das Druckmittel weiter in die
Leitung i9 eindringen und den umlaufenden Flüssigkeitsmotor 21 antreiben. Über ein
teilweise eingezeichnetes Getriebe (Schraubenräder 22 und 23 sowie Zahnräder 24
und ä5) wird nunmehr der Werktisch i gedreht. Dabei fährt nach einem gewissen Drehwinkel
der Nocken 4 gegen den Türkontakt 26, wodurch der Schaltschütz 27 eingeschaltet
wird, so daß der Magnet 28 Spannung erhält. Dieser zieht den Flußrichtungsregler
io aus seiner bisherigen Stellung nach links (in die gezeichnete Stellung), so daß
das Druckmittel jetzt durch die Leitung 29 dem Zylinder 18 zufließt und den Anschlagbolzen
nach rechts bewegt. Nach einer kurzen Unterbrechung - verursacht durch den beschriebenen
Steuervorgang - wird also die Verbindung für das Druckmittel zu der Leitung i9 wieder
frei, so daß der Flüssigkeitsmotor 21 weiterlaufen kann (gezeichnete Stellung des
Anschlaggliedes 5).
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Kurz bevor der Anschlagnocken 2 gegen das Anschlagglied 5 anfährt,
wird von dem Nocken 3 über die Lenkrolle 38 der Steuerschieber 2o nach links bewegt.
Hierdurch wird die Abflußleitung 3o des Flüssigkeitsmotors 21 unterbrochen, so daß
das Druckmittel über ein Drosselventil 31 fließen muß. Gleichzeitig wird das Überdruckventil
32 in die Abflußleitung i9 eingeschaltet. Der Flüssigkeitsmotor wird somit einerseits
abgebremst, erhält aber andererseits infolge entsprechender Einstellung des Überdruckventils
32 weiterhin Druckflüssigkeit mit vermindertem Druck, so daß der Werktisch i seine
Drehgeschwindigkeit zwar erheblich vermindert, jedoch nicht zum Stillstand kommt.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß während des Bremsvorganges das Vorspannventil
34 noch nicht anspricht, durch welches sonst vorzeitig das Verriegelungsglied 6
betätigt werden könnte. Das Überdruckventil 32 dient somit in Zusammenwirkung mit
dem Drosselventil 31 zu einer sehr feinfühligen Regelung des Bremsvorganges.
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Unmittelbar vor der Endstellung gibt der Nocken 3 den Steuerschieber
2o wieder frei, der sodann durch die Kraft der Rückdruckfeder 33 wieder in seine
Ausgangsstellung (wie gezeichnet) zurückgebracht wird. Jetzt ist demnach nur noch
das Überdruckventil 36 bestimmend für den Flüssigkeitsdruck. Der Anschlag 2 fährt
gegen das Anschlagglied 5, und durch dieses Anfahren entsteht eine Drucksteigerung,
welche zunächst das Vorspannventil34 nach links bewegt und dann die Leitung 35 öffnet.
Das Druckmittel fließt nun zum Zylinder 16 unter Benutzung dieser Leitung 35 und
schiebt
auch das Verfiegelungsglied 6 nach rechts. Danach tritt
eine weitere Drucksteigerung in dem Druckleitungssystem ein, welche das Vorspannventi134
nun so weit nach links zu bewegen vermag, daß der Türkontakt 37, der solange geschlossen
ist, geöffnet wird. Dieser Türkontakt 37 unterbricht die Halteleitung von Schaltschütz
12 und setzt somit den Motor 13 und die Pumpe 14 wieder still. Der Steuervorgang
ist beendet und muß durch Kommandogabe am Türkontakt 7 neu eingeleitet werden.
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Es ist zweckmäßig, eine Einrichtung vorzusehen, um den Türkontakt
26 wahlweise aus dem Bereich des Steuergliedes 3 am Tisch i ausschalten zu können.
Dies bringt die Möglichkeit, den Tisch i beliebig oft schwenken zu lassen. Damit
ist es dem Bedienungsmann an die Hand gegeben, nach Erfordern einzelne Stationen
zu überfahren, d. h. beispielsweise von der ersten Bearbeitungsstation auf die dritte
oder vierte weiterzuschalten.