Hydraulische Kopiereinrichtung an Werkzeugmaschinen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine hydraulische Eopiereinrichtung an Werkzeugmaschinen, mit einem Arbeitszylinder und einem in diesem durch eine Druckflüssigkeit entsprechend der Bewegung des : Copiertasters bewegten Arbeitskolben, der durch eine als Gewindespindel ausgebildete Kolbenstange mit dem Werkstück-oder Werkzeugträger derart verbunden ist, dass letzterer mittels einer Gewindehülse wahl- weise von Hand oder mittels eines Motors eingestellt werden kann.
Man hat schon solche Eopiereinrichtungen vorgeschlagen, bei welchen durch die Verschiebung des Kopierfasters, der mit einem Steuerschieber verbunden ist, eine Kraft, z. B. eine Druckflüssigkeit links oder rechts vom Arbeitszylinder eingeschaltet wird, welche so lange auf den Arbeitskolben einwirkt, bis derselbe einen der Bewegung des copier- tasters proportionalen Weg zurückgelegt hat und hierdurch auch die Einwirkung der Druckflüssigkeit durch den Steuerschieber selbsttätig wieder ausgeschaltet worden ist.
Das Steuerungsprinzip besteht also hierbei darin, dass eine auf den Kolben periodisch wirkende Era, ft ein-und. ausgeschaltet wird.
Infolgedessen ist bei jeder Schaltung ein un vermeidlicher toter Weg zu überbrücken, der sich übertragungsgemäss vom Werkzeug auf das Werkstück bezw. umgekehrt auswirken mu¯, so dass die zu bearbeitenden Oberflächen Absatzmarken erhalten, das hei¯t staffelartig bearbeitet sind. Eine derartig un- genaue Arbeit genügt aber höchstens zur Herstellung von Erzeugnissen wie Figuren und Statuen aus weichem Material, welche nachträglich noch von Hand nachgearbeitet werden, nicht aber f r Erzeugnisse aus Me- tall mit der genauen Formgebung und sauberen Oberflächenbearbeitung, wie sie im Maschinenbau gefordert wird.
Die angeführten Schwierigkeiten werden nun bei der Eopiereinriohtung gemäss der Er findung dadurch behoben, dass in einer Längsbohrung eines der beiden Arbeits organe, das hei¯t des Arbeitszylinders oder des Arbeitskolbens, ein Steuersehieber ge- lagert ist. welcher in Abhängigkeit vom Kopiertaster bewegt wird, wobei zwischen dem Steuersehieber und dem Arbeitskolben in des des Druckes der ständig in den Arbeits zylinder einströmenden Druckflüssigkeit eine DurehfluBöffnung vorhanden ist.
durch welche mindestens ein Teil der Druckflüssig- keit abfliesst, und wobei sich bei jecler Be wegung des Steuerschiebers die Gr dieser Íffnung Ïndert, was eine ¯nderung des Druckes der Druckflüssigkeit im Arbeitszylinder und dadurch eine Bewegung des Arbeitskolbens zur Folge hat. die dann zum StilIstand kommt, wenn die Durchflu¯ öffnung eine solche Gr¯¯e hat. dass der auf den Arbeitskolben in axialer Richtung wirkende Druck der Druckfl ssigkeit gleich gro¯ ist wie die von aussen auf den Arbeitskolben in axialer Richtung wirkenden Kräfte.
Die den Steuerschieber aufnehmende Längs- bohrung kann dabei zugleich die Flüssig- keitsrückleitung bilden.
Bei dieser erfindungs gemässen Kopierei n- riehtung steht also der Arbeitskolben dauernd unter der Druckwirkung der Druckflüssig- keit, ganz unabhängig davon, ob derselbe sieh bewegt oder stillsteht. Diese Anordnung hat zur Folge, dass der den Werktisch oder den WerkzeugtrÏger tragende Arbeitskolben auf einer ständigen Druckflüssigkeitssäule sozusagen schwimmt oder ruht.
Da hierbei die Kopierbewegung dadurch entsteht, dass lediglich der Rückfluss der auf den Kolben dauernd einwirkenden Druckflüssigkeit mittels des Steuersehiebers durch Verringerung oder Erweiterung der Ausflussöffnung zwi- schen Kolben und Sehieber nach Massgabe der Tast-erbewegung stetig geregelt wird, kann mit dieser Einrichtung vollstÏndig stetig. also absatzlos und sauber mit grosser Genauig- keit kopiert werden, wie dies f r die Zweeke des Maschinenbaues erforderlieh ist.
Eine derartige Kopiereinrichtung lϯ@ sich vorteilhaft bei Fräsmaschinen, aber eben sogut auch bei andern Werkzeugmaschinen. z. B. Drehbänken verwenden.
Eine beispielsweise Ausf hrungsform und Varianten des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. I zeigt eine mit einer Ausführungs- form ausger stete Fräsmasehine im Aufriss mit teilweisem Schnitt ;
Fig. 2 zeigt in grösserem Ma¯siah einen senkrechten Sehnitt durch den stehenden Ar beitszylinder dieser Kopiereinrichtung, und
Fig. 3 aueh in gr¯¯erem Ma¯stab einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig. l :
Fig. 4. 5 und 6 zeigen als Varianten drei Ausführungen des stehenden Arbeitszylin- ders mit Arbeitskolben in senkrechtem Schnitt.
Die Ausf hrungsform nach Fig. 1 bis 3 ist in Fig.] beispielsweise für die Verwen- dung an einer FrÏsmaschine veranschaulicht, bei welcher zum Kopieren die Konsole mit dem Werkstiiek in vertikalem Sinn bewegt werden muss. Hierbei ist. der Arbeitszylinder stehend angeordnet.
Die dargestellte Fräsmaschine hat eine amm MaschinenstÏnder A in bekannter Weise höhenverstellbar gelagerte Konsole B, welche an einer SÏule S gef hrt ist. und den Querschlitten C mit dem Werktisch D trägt. auf welchem in iiblicher Weise das Werkstück1!aufgespannt wird. Die den Fräser tragende, nicht dargestellte Frässpindel ist in blicher Weise im MaschinenstÏnder A und an dessen Ausleger gelagert, so da¯ der Fräser seine Lage stets beibehält.
Zur Aufnahme der Übertragungsorgane der Kopiereinrichtung ist an der Konsole ein Rahmen R h¯heneinstellbar befestigt, und als Druckmedium f r die Kopiereinrichtung dient eine Druckflüssigkeit.
Die Konsole B ist auf der als Gewinde spindel ausgebildeten Kolbenstange o abge- st tzt. an deren oberem Ende ein Kegelrad u befestigt ist. welches mittels eines zweiten Kegelrades und einem auf dessen Welle aufgesetztem Handrad H gedrehi werden kann. wodurch die Hohenverstellung der Konsole und damit des Werkstüekträgers von Hand bewirkt wird.
Die Kolbenstange a ist in einer Gewindeh lse b gelagert, welche am obern Ende des Arbeitskolbens c sitzt, der in einem auf dem StänderfuB befestigten hydraulischen Arbeitszylinder d versehiebbar ist,. und zwar hat der Kolben eine abgesetzte untere Verlängerung dl, welche mit Spiel in einen verengten untern Teil des Zylinders hineinragt, wobei der zwischen beiden verbleibende Ringraum mit Druckflüssigkeit gef llt ist.
Eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit einem Behälter E und einer Pumpe F, welche mittels Leitungen an den Zylinder, wie schematisch dargestellt, angeschlossen ist, dient zur Erzeugung des nötigen Flüssig keitsdruckes. Die ständig laufende Flüssig- keitspumpe F ist über eine Leitung e am untern Ende des obern Zylinderraumes angeschlossen, während vom obern Ende desselben eine Rückführleitung g zum Behälter E führt.
Seitlich am Zylinder ist eine Schieberbiichse angesetzt, deren Längsbohrung h durch einen Längsschlitz hs mit dem obern Zylinderraum d des Arbeitszylinders in Verbindung steht und in welcher ein Steuer schieber f eingesetzt ist, dessen oberes Ende mit dem Arbeitskolben c in der Weise zu sammenwirkt, dass es die obere Druckkammer It abschliesst, wenn es an der Schulter c1 des Arbeitskolbens c anliegt. Dieser Steuerschie- ber f bewirkt die Regelung der Durchflussmenge der von der Pumpe F in den Arbeitszylinder gedrückten Druckflüssigkeit und deren Rückleitung durch die Längsbohrung h und die R ckf hrleitung g in den Behälter E.
Von Von der untern Kammer i unter dem Steuerschieber f, welche durch eine enge Bohrung k (Fig. 2) des letzteren mit dem Zy linderraum in Verbindung steht, führt eine Überströmung s über ein Drosselventil r zum Flüssigkeitsbehälter E. Die Druckflüssigkeit, welche durch die Bohrung 7c in diese Kam- mer i eintritt, Idrückt den Steuerschieber f gegen den Arbeitskolben c an, jedoch nur so lange, bis der Steuerschieber vermittels der Tastvorrichtung durch die SchabIonen- begrenzung gehalten wird.
Die Verstellung des Sbeuerschiebers f und damit die Regelung des hydraulischen Antriebes des Arbeitskolbens c erfolgt durch mechanische Übertragung von der Tastvorrichtung aus. Diese Tastvorrichtung hat einen längs dem Querteil des Rahmens R horizontal verschiebbar geführten Tastblock 1, in welchem ein als Zahnstange ausgebildeter Tastbolzen m vertikal verschiebbar geführt ist, der am untern Ende eine Tastrolle n tragt, mit. welcher er gegen die am Werktisch befestigte Schablone o gedrüekt wird.
Die Teile m, n bilden den gopiertaster. Am Rahmen ist eine Welle w gelagert, auf wel cher ein mitSdem Tastbolzen w in Eingriff stehendes Zahnritzel p verschiebbar befestigt ist und welche am linken Ende das eine Rad eines Eegelradgetriebes kt trägt, über wel cheseine vertikale Welle M angetrieben wird. In dieser ruht ausziehbar eine Über- tragungswelle w2, welche über ein Kegelrad getriebe lo. eine horizontale Welle g3 antreibt, an deren rechtem Ende ein Zahnritzel q befestigt ist, das in den ebenfalls mit einer Stangenverzahnung versehenen Steuerschie- ber f eingreift.
Durch diese gungs anordnung ergibt sieh eine entgegengesetzte Bewegung der beiden Organe, nÏmlich des Kopiertasters m,n und des Steuerschiebers f in dem Sinne, daB sich das eine nach oben bewegt, wenn sich das andere abwärts bewegt, und umgekehrt. Die Regelung des Druckes, mit welchem der Steuerschieber f in der Richtung gegen die Schulter des Arbeit-skolbens c bewegt und der Tastbolzen m gegen die am Werktisch angeordnete Schablone o gedrückt wird, erfolgt hierbei mit tels des Drosselventils fr indem dieses die Durchflussmenge regelt. Der Steuerschieber f ist, wie Fig. 2 zeigt, zum gröBten Teil in der Wandung des Arbeitszylinders gelagert.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende :
Die im Betrieb befindliche Pumpe F saugt die DruckflAssigkeit, z. B. Ö1 ! aus dem Behälter E an und drückt das ÍI durch die Leitung e in den Arbeitszylinder d und von dort aus durch die Bohrung 7c des Steuer- schiebers f in die Kammer t unter letzterem un, durch die Durchflussoffnung F in die Rückführleitung.
Somit hebt die Druck- flüssigkeit nicht nur den Arbeitskolben c mit der Console, sondern auch Steuerschieber f so lange. bis die AufwÏrtsbewegung durch Sperrung des Steuerschiebers f veermittels der Tastvorriehtung und der Schablone be- grenzt wird. wodureh der Arbeitskolben c noch um eine geringe Strecke weiter als der Steuerschieber steigt, bis zwischen der Schul- ter fi des s Arbeitskolbens und der obern Stirn- flÏche des Steuerschiebers f eine Durchflu¯ ¯ffnung t von bestimmter Grosse entsteht. durch welche die stÏndig zuflie¯ende Fl s sigkeit.
soweit sie nicht durch die Leitung. s abliesst, in die R ckf hrleitung g entweicht. wodurch die im Zylinder auftretende Druckverringerung-den Stillstand des Arbeitskol- bens c bewirkt. Der Druck, mit. dem die im Raume i befindliche Fliissigkeit von unten a.ufdenSteueraehieberwirkt,kannmitder Drosselvorriehtung derart geregelt werden. da¯ die Flüssigkeit mit vermindertem Druck auf den Steuerschieber und auf den Kopiertaster einwirkt.
Beim hydraulischen Kopierfräsen nach der Schablone o tritt nun folgender Vorgang ein :
Bei steigender Schablonenkurve wird vermittels der Tastrolle e n der Tastbolzen m einerseits gehoben und durch die mechanische ¯bertra ragungsvorrichtung der Steuerschieber f anderseits gesenkt.
Dadurch wird die Offnung t zwischen Steuerschieber und Arbeitskolben vergrössert, wodurch eine A ermin- derung des Druckes der Druckfl ssigkeit im Arbeitszylinder eintritt, so dass der Arbeits- kolben c sinkt, welche Bewegung dann zum Stillstand kommt, wenn die Durchflussoff- nung t eine solche Gr¯¯e hat. da¯ der auf den Arbeitskolben in axialer Richtung wir- kende Druck der Druckflüssigkeit gleich grogs ist wie die von aussen auf den Kolben in axialer Richtung wirkenden Kräfte. Diese Kräfte werden gebildet vom Gewicht von Konsole, Querschlitten und Werktisch, sowie vom Schnittdruck des Werkzeuges.
Bei fallender Schablonenkurve fÏllt auch der Tastbolzen rua und der Stenerschieber wird gehoben. Dadurch wird die ohnedies kleine Íffnung t zwischen Steuersehieber f und Arbeitskolben c noch weiter verringert, wodurch eine Erhöhung des Druckes der Flüssigkeit im Arbeitszylinder eintritt, so dass der Arbeitskolben c mit Konsole, Querschlitten und Werktisch infolge dieser Druckerh¯hung gehoben wird. bis die Íffnung t ein solches Mass erreicht hat. dass das oben angef hrte Gleichgewicht zwischen den von aussen und von der Flüssigkeit auf den Kol ben ausgeübten Kräften vorhanden ist. Der Einfluss des Werkzeugdruckes ist. an und f r sich verhältnismässig gering.
Die Vorschubbewegung des Werkzeugtisches wird von Hand eingestellt.
LTm sowohl mit der Horizontal- wie auch mit der Vertikalfrässpindel kopierfräsen zu können, ist die Tastvorrichtung nicht nur senkreeht sondern auch quer verstellbar am Rame) ! angeordnet. Wahrend der Kopier- arbeit bleibt die Tastvorrichtung In der Höhenlage starr mit der Console verbunden. damit sie parallel die hydraulische Senkrecht- bewegung der Konsole mitmacht.
Beim Ausschalten der Pumpe F sinkt der Arbeitskolben mit Konsole. Querschlitten und Werktisch in seine Ausgangsstellung zur ck.
Aus Fiv. l ist ersichtlich. da¯ auch wÏhrend der Einwirkung der Druckfl ssigkeit auf den Arbeitskolben die Hoheneinstellung der Konsole durch das Kegelradgetriebe u,v sowohl von Hand. als auch durch ein nicht dargestelltes Motorgetriebe unverändert mög- lich ist, wobei das Motorgetriebe an der Kol benstange angreift, indem auf derselben zu diesem Zweck ein Kegelrad verkeilt ist. das mittels eines zweiten Kegelrades und eines Rädervorgeleges mit dem Motor verbunden ist.
Bei Werkzeugmaschinen mit horizontal angeordneter Kopiereinrichtung müssen na- t rlich zum Ersatz des bei vertikaler Nnordnung dem Fl ssigkeitsdruck entgegenwirkenden Gewichtes der Konsole etc. Federn vorgesehen werden, oder es kann ein an einem über Rollen geleiteten Drahtseil aufgehängtes,dem Fl ssigkeitsdruck entgegenwirkendes Gegengewicht vorgesehen sein.
Eine andere Ausführung ergibt sich bei sogenannten Planfräsmaschinen, bei welchen nicht eine Konsole mit Tisch senkrecht bewegt werden muB, sondern der eigentliche Frässpindelstook mit Oberarm und Aussen- f hrung, wobei der Arbeitstisch in der Höhe stationÏr ist. Hierbei ist dann die Anordnung umgekehrt, indem der Frässpindelstock mittels der hydraulischen Vorrichtung gehoben bezw. gesenkt wird, wobei Spindel- stock und AuBenstütze mechanisch miteinander verbunden sein können.
Ebenso kann die Einrichtung zum Hinter frasen und Hinterschleifen von Profilfräsern, auch solchen, die spiralgenutet sind, angewandt werden.
Eine weitere Anwendungsmoglichkeit ergibt sich f r Drehbänke, um beispielsweise Nocken, Exzenter und Profilfräser und Ïhnliche Teile nach einer Musterlehre kopieren zu können. Hierbei erfährt der Quersupport mit dem Stahlhalter die Hin-und Herbewe gung.
Die beschriebene Einrichtung eignet sich f r Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung der verschiedensten Werkstoffe wie Metall, Holz u. a. m.
Bei der Variante nach Fig. 4 ist im Zy- lin, der d ein Arbeitskolben c eingesetzt, der am untern Ende mit ebener Stirnfläehe abschneidet, und am obern Ende die Mutter b filr die Kolbenstange a trägt. In der seit- lieh am Zylinder angesetzten Schieberbüchse it, die völlig für sich abgeschlossen ist, ist ein Hilfsschieber f1 angeordnet, und in dem Zylinder läuft gleichachsig zum Arbeitskolben in einer Längsbohrung h der Steuer- schieber f2, der eine durchgehende Längsbohrung hat, welche den Zylinderraum mit dem darunter befindlichen Teil der Längsbohrung h verbindet.
Der Zylinderraum unter dem Arbeitskolben c ist durch eine Verbindungs- leitung s mit der Kammer oberhalb des Hilfsschiebers fl verbunden. Ferner mündet die von der Pumpe kommende Druckleitung e in den Arbeitszylinder c unter dem Arbeitskolben ein, und an die LÏngsbohrung h ist dieRückführleitungg angeschlossen. Die beiden Schieber f1 und f2 werden gemeinsam durch. das Ritzel q mittels der nicht dargestellten, mit dem Kopiertaster verbundenen mechanischen Übertragungsvorrichtung gesteuert, und zwar so, dass ihre Bewegungen einander entgegengesetzt sind. Im übrigen ist die Ausbildung der Einrichtung genau gleich wie im ersten Beispiel beschrieben.
Der Steurschieber 2 bildet zusammen mit der Unterfläche des Arbeitskolbens c die Durchflu¯¯ffnung, wobei die überströmende Flüs- sigkeit in die Rückführleitung g entweicht.
Das mit beiden Schiebern kämmende Ritzel q, das mit der Tastvorrichtung in Verbin dung ist, bewegt den Schieber f, entsprechend der Bewegung des Kopiertasters. Die Lei- tung s führt den Öldruck im Zylinder auf den Schieber fl, wodurch der letztere den Steuerschieber 2 mit durch ein nicht dargestelltes Drosselventil abgestimmtem Druck vermittels des Ritzels q dem Arbeitskolben zu nähern sucht.
Bei der Variante nach Fig. 5 hat der im Arbeitszylinder J verschiebbare Arbeitskolben c eine exzentrisch angeordnete, von der untern Stirnfläche ausgehende Längsbohrung k2, unter welcher gleichachsig damit in einer abwärts ragendem VerlÏngerung d1 des Arbeitszylinders in einer Längsbohrung h der Steuerschieber f geführt ist, und die Längsbohrung ist unter dem Schieber/* durch einen Kanal k1 mit dem Zylinderraum verbunden, in welchem auBerdem die Druckleitung e einm ndet.
Die Rückführleitung g ist mittels eines flexiblen Metallschlauches am obern Ende des Arbeitskolbens c angeschlossen und steht also mit dem obern Ende des banals k2 in Verbindung. Auch hier regelt der Schieber f mit seiner Steuerstirnfläche den Flüssigkeitsdurchlauf, indem er die untere Offnung des dieser Steuerstirnfläche gegenüberliegenden Kanals k2 steuert. Im übrigen ist die Aus- bildung die gleiche wie im ersten Beispiel.
Der Antrieb des Steuerschiebers / ist hier nicht dargestellt derselbe erfolgt in gleicher Weise wie in Fig. l dargestellt von der Tastvorrichtung aus.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist im Arbeitskolben et welcher im Arbeitszylinder d versehiebbar r ist, nahe dessen Umfang also exzentrisch eine LÏngsbohrung h angeordnet, in welcher sich der Steuerschieber/' bewegt. Längs der Bohrung la hat die Kolbenwandung einen Schlitz, durch welchen das in die Verzahnung des Sleuerschiebers t ein- greifende. in der Zylinderwandung gelagerte Ritzel q eingreift, welches mit der Tastvor- richtung verbunden ist.
Die Längsbohrung ist am untern Ende durch einen Sitz r8 abgeschlossen. durch dessen Bohrung ein nach Art eines Ventiltellers ausgebildeter Fortsatz !'tdesSteuerschiebers/hindurchragtund zusammen mit dem Sitz v, eine Art Vent. il bildet. ¯ber dem Steuerschieher f ist eine Druckfeder rl eingelegt. Der Steuerschieber wird entgegen dieser Feder durch das Zahn- rad q bewegt. Die Feder sucht die Durch fluBöffnung zu vergrössern. In die Zylinder- kammer m ndet unter dem Arbeitskolben die Druckleitung e ein und am obern Ende der Bohrung h im Arbeitskolben ist die ebenfalls flexibel ausgebildete Rüekführleitung g angeschlossen.
Ein den ganzen Steuersehieber durchlaufender Längskanal Ir. verbindet den Raum unter dem Schieber der Längsboh- rung lu mit dem Raum ber dem Schieber bezw. dem Ablauf. Am Boden des Zylinders ist ein Vorsprung d'a vorgesehen, um ein Aufsitzen des Fortsatzes rt am Boden zu verhindern. Hier regelt der Fortsatz ut des Steuerschiebers zusammen mit dem Arbeitskolben den Fl ssigkeitsdurchlauf. indem je nach der Bewegung des Arbeitskolbens und des Steuerschiebers der Fortsatz ? t die Öffnung im Sitz rs des Arbeitskolbens mehr oder weniger öffnet oder ganz abschliesst.
Bei den beschriebenen Ausführungsfor- men wird der den Werktisch oder die Werkzeugeinspannvorrichtung tragende Arbeitskolben mittels eines an seiner untern Stirn- seite vorgesehenen Steuerschiebers durch die Einwirkung des Treibmittels nach Massgabe der Gestaltung der zu kopierenden Vorlage oder Schablone bewegt.
Diese Anordnung, bei welcher also das s Treibmittel vom Steuerschieber einseitig unter dem Arbeitskolben gesteuert wird, bedingt, dass dem Treibmittel ein bestimmter Druck entgegenwirken muss.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen nun Kopiereinrichtungen mit stehendem Arbeitszylinder bezw. vertikal beweglichem Arheitskolben dar. Bei diesem erzeugt das auf dem Arbeitskolben lastende Gewieht von Konsole, Sattel und Werktisch den nötigen Gegendruck.
Hydraulic copying device on machine tools.
The subject of the present invention is a hydraulic copier device on machine tools, with a working cylinder and a working piston which is moved in this by a pressure fluid in accordance with the movement of the copy probe and which is connected to the workpiece or tool carrier by a piston rod designed as a threaded spindle in such a way that the latter is connected by means of a The threaded sleeve can be adjusted either by hand or by means of a motor.
One has already proposed such Eopiereinrichtungen in which by the displacement of the copy fastener, which is connected to a control slide, a force, for. B. a hydraulic fluid is switched on to the left or right of the working cylinder, which acts on the working piston until the same has covered a distance proportional to the movement of the copier button and the action of the hydraulic fluid has been automatically switched off again by the control slide.
The control principle here consists in the fact that an Era, ft acting periodically on the piston enters and. is turned off.
As a result, an unavoidable dead path is to be bridged with each circuit, which is BEZW transferred from the tool to the workpiece. have the opposite effect, so that the surfaces to be machined receive paragraph marks, that is, machined in a staggered manner. Such inaccurate work is at most sufficient for the manufacture of products such as figures and statues from soft material, which are subsequently reworked by hand, but not for products made of metal with the precise shape and clean surface processing required in mechanical engineering becomes.
The cited difficulties are now resolved with the Eopiereinriohtung according to the invention in that a control valve is mounted in a longitudinal bore of one of the two working organs, that is, the working cylinder or the working piston. which is moved as a function of the copy button, a throughflow opening being present between the control slide valve and the working piston in the pressure of the pressure fluid constantly flowing into the working cylinder.
through which at least part of the pressure fluid flows off, and with each movement of the control slide the size of this opening changes, which results in a change in the pressure of the pressure fluid in the working cylinder and thereby a movement of the working piston. which then comes to a standstill when the flow opening is of such a size. that the pressure of the hydraulic fluid acting on the working piston in the axial direction is the same as the forces acting on the working piston from the outside in the axial direction.
The longitudinal bore receiving the control slide can at the same time form the liquid return line.
In this copier device according to the invention, the working piston is therefore constantly under the pressure of the pressure fluid, regardless of whether it is moving or standing still. This arrangement has the consequence that the working piston carrying the workbench or the tool carrier floats or rests, so to speak, on a permanent column of pressure fluid.
Since the copying movement is created here by the fact that only the return flow of the pressure fluid that is constantly acting on the piston is continuously regulated by means of the control valve by reducing or widening the outflow opening between the piston and the valve in accordance with the movement of the probe, this device can be used completely continuously. that is, they can be copied neatly and with great precision, as is necessary for the purposes of mechanical engineering.
Such a copying device can be advantageous in milling machines, but also in other machine tools. z. B. Use lathes.
An exemplary embodiment and variants of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
FIG. I shows a milling machine equipped with an embodiment in an elevation with partial section;
Fig. 2 shows a larger Māsiah a vertical section through the standing work cylinder of this copier, and
Fig. 3 also on a larger scale a cross section along line III-III in Fig. 1:
4, 5 and 6 show three versions of the upright working cylinder with working piston in vertical section as variants.
The embodiment according to FIGS. 1 to 3 is illustrated in FIG. 1, for example, for use on a milling machine in which the console with the workpiece has to be moved in a vertical direction for copying. Here is. the working cylinder arranged upright.
The milling machine shown has a console B, which is mounted in a known manner so that it can be adjusted in height and which is guided on a column S on the machine stand A. and the cross slide C with the work table D carries. on which the workpiece 1! is clamped in the usual way. The milling spindle, not shown, which carries the milling cutter, is mounted in the usual manner in the machine stand A and on its boom, so that the milling cutter always maintains its position.
To accommodate the transmission members of the copier, a frame R is attached to the console, adjustable in height, and a printing fluid is used as the printing medium for the copier.
The bracket B is supported on the piston rod o designed as a threaded spindle. at the upper end of a bevel gear u is attached. which can be rotated by means of a second bevel gear and a handwheel H placed on its shaft. whereby the height adjustment of the console and thus of the workpiece carrier is effected by hand.
The piston rod a is mounted in a threaded sleeve b, which sits on the upper end of the working piston c, which can be moved in a hydraulic working cylinder d fastened to the stand base. the piston has a stepped lower extension dl which protrudes with play into a narrowed lower part of the cylinder, the annular space remaining between the two being filled with hydraulic fluid.
A hydraulic drive device with a container E and a pump F, which is connected by lines to the cylinder, as shown schematically, is used to generate the necessary liquid keitsdruckes. The continuously running liquid pump F is connected to the lower end of the upper cylinder space via a line e, while a return line g leads to the container E from the upper end thereof.
On the side of the cylinder is a slide sleeve, the longitudinal bore h of which is connected to the upper cylinder space d of the working cylinder through a longitudinal slot hs and in which a control slide f is inserted, the upper end of which cooperates with the working piston c in such a way that it the upper pressure chamber It closes when it rests against the shoulder c1 of the working piston c. This control slide f regulates the flow rate of the hydraulic fluid forced into the working cylinder by the pump F and its return line through the longitudinal bore h and the return line g into the container E.
From the lower chamber i under the spool f, which is through a narrow bore k (Fig. 2) of the latter with the Zy cylinder chamber in connection, an overflow s leads through a throttle valve r to the liquid container E. The pressure fluid, which through the Bore 7c enters this chamber i, I presses the control slide f against the working piston c, but only until the control slide is held by the template limitation by means of the feeler device.
The adjustment of the Sbeu slide f and thus the regulation of the hydraulic drive of the working piston c is carried out by mechanical transmission from the sensing device. This sensing device has a sensing block 1 which is horizontally displaceable along the transverse part of the frame R and in which a sensing pin m designed as a rack is guided so as to be vertically displaceable and which carries a sensing roller n at the lower end. which he is pressed against the stencil o attached to the workbench.
The parts m, n form the gopier button. A shaft w is mounted on the frame, on which a pinion p which is in engagement with the feeler pin w is slidably attached and which at the left end carries one wheel of an Eegelradgetriebes kt, via which a vertical shaft M is driven. In this extendable rests a transmission shaft w2, which via a bevel gear lo. drives a horizontal shaft g3, at the right end of which a pinion q is attached, which engages in the control slide f, which is also provided with rack teeth.
This movement arrangement results in an opposite movement of the two organs, namely the copy button m, n and the control slide f in the sense that one moves upwards when the other moves downwards, and vice versa. The regulation of the pressure with which the control slide f moves in the direction against the shoulder of the working piston c and the feeler pin m is pressed against the template o arranged on the workbench is done by means of the throttle valve fr by regulating the flow rate. As shown in FIG. 2, the control slide f is for the most part mounted in the wall of the working cylinder.
The function of the device described is as follows:
The pump F, which is in operation, sucks in the pressure fluid, e.g. B. Ö1! from the container E and presses the ÍI through the line e into the working cylinder d and from there through the bore 7c of the control slide f into the chamber t under the latter un, through the flow opening F into the return line.
Thus, the pressure fluid not only lifts the working piston c with the console, but also the control slide f for that long. until the upward movement is limited by locking the control slide f by means of the tactile device and the template. where the working piston c rises a little further than the control slide until a flow opening t of a certain size arises between the shoulder fi of the working piston and the upper face of the control slide f. through which the constantly flowing liquid.
as far as they are not through the line. s drains, escapes into the return line g. whereby the pressure reduction occurring in the cylinder causes the working piston c to come to a standstill. The pressure, with. which the liquid in room i acts on the control valve from below, can be regulated in this way with the throttle device. dā the liquid acts with reduced pressure on the control slide and on the copy button.
With hydraulic copy milling according to the template o the following process occurs:
As the template curve rises, the feeler pin m is raised on the one hand by means of the feeler roller e n and the control slide f is lowered on the other hand by the mechanical transmission device.
As a result, the opening t between the control slide and the working piston is enlarged, as a result of which the pressure of the pressure fluid in the working cylinder decreases, so that the working piston c sinks, which movement then comes to a standstill when the flow opening t such Big has. that the pressure of the hydraulic fluid acting on the working piston in the axial direction is the same as the external forces acting on the piston in the axial direction. These forces are formed by the weight of the console, cross slide and work table, as well as the cutting pressure of the tool.
When the template curve falls, the rua probe also fills and the star slide is lifted. As a result, the already small opening t between control valve f and working piston c is reduced even further, whereby an increase in the pressure of the liquid in the working cylinder occurs, so that working piston c with console, cross slide and work table is lifted as a result of this pressure increase. until the opening t has reached this level. that the above equilibrium exists between the external forces and the forces exerted on the piston by the liquid. The influence of the tool pressure is. relatively low in and of itself.
The feed movement of the tool table is set by hand.
In order to be able to copy-mill with both the horizontal and the vertical milling spindle, the sensing device is not only vertically adjustable but also transversely on the frame)! arranged. During the copying work, the touch device remains rigidly connected to the console at high altitude. so that it takes part in the vertical hydraulic movement of the console.
When the pump F is switched off, the working piston with console drops. Return the cross slide and work table to their original position.
From Fiv. l can be seen. dā also during the action of the pressure fluid on the working piston, the height adjustment of the console by the bevel gear u, v both by hand. as well as by a motor transmission (not shown), the motor transmission engaging the piston rod in that a bevel gear is wedged on the same for this purpose. which is connected to the engine by means of a second bevel gear and a gear reduction.
In machine tools with a horizontally arranged copier, springs must of course be provided to replace the weight of the console etc. which counteracts the liquid pressure in a vertical arrangement, or a counterweight can be provided which is suspended from a wire rope guided over pulleys and counteracts the liquid pressure.
Another design results in so-called face milling machines, in which a console with a table does not have to be moved vertically, but the actual milling spindle look with upper arm and external guide, the work table being stationary in height. Here, the arrangement is reversed in that the milling headstock is lifted or respectively by means of the hydraulic device. is lowered, whereby the headstock and external support can be mechanically connected to one another.
The device can also be used for back milling and relief grinding of profile cutters, including those that are spiral fluted.
Another possible application is for lathes, for example to be able to copy cams, eccentrics and profile milling cutters and similar parts according to a template. Here, the cross support with the steel holder experiences the back and forth movement.
The device described is suitable for machine tools for processing a wide variety of materials such as metal, wood and the like. a. m.
In the variant according to FIG. 4, a working piston c is inserted in the cylinder d, which cuts off at the lower end with a flat end face, and at the upper end carries the nut b for the piston rod a. An auxiliary slide f1 is arranged in the slide bushing it, which is attached to the cylinder and is completely self-contained, and the control slide f2, which has a continuous longitudinal bore, runs coaxially to the working piston in a longitudinal bore h Cylinder space connects to the part of the longitudinal bore h located underneath.
The cylinder space below the working piston c is connected by a connection line s to the chamber above the auxiliary slide fl. Furthermore, the pressure line e coming from the pump opens into the working cylinder c under the working piston, and the return lineg is connected to the longitudinal bore h. The two sliders f1 and f2 are through together. the pinion q controlled by means of the mechanical transmission device, not shown, connected to the copy button, in such a way that their movements are opposite to one another. Otherwise, the design of the device is exactly the same as described in the first example.
The control slide 2, together with the lower surface of the working piston c, forms the throughflow opening, the overflowing liquid escaping into the return line g.
The meshing with the two sliders pinion q, which is in connec tion with the sensing device, moves the slide f, according to the movement of the copy button. The line s carries the oil pressure in the cylinder to the slide fl, as a result of which the latter tries to bring the control slide 2 closer to the working piston by means of the pinion q with a pressure adjusted by a throttle valve (not shown).
In the variant according to FIG. 5, the working piston c, which can be displaced in the working cylinder J, has an eccentrically arranged longitudinal bore k2 extending from the lower end face, under which the control slide f is guided coaxially with it in a downwardly projecting extension d1 of the working cylinder in a longitudinal bore h, and the longitudinal bore is connected to the cylinder chamber under the slide / * through a channel k1, in which the pressure line e also opens.
The return line g is connected to the upper end of the working piston c by means of a flexible metal hose and is therefore connected to the upper end of the banal k2. Here, too, the slide f regulates the flow of liquid with its control face by controlling the lower opening of the channel k2 opposite this control face. Otherwise the training is the same as in the first example.
The drive of the control slide / is not shown here takes place in the same way as shown in Fig. 1 from the sensing device.
In the embodiment according to FIG. 6, a longitudinal bore h, in which the control slide / 'moves, is arranged in the working piston et which is displaceable r in the working cylinder d, near its circumference, so eccentrically. Along the bore la, the piston wall has a slot through which the one engaging in the toothing of the slewing slide t. In the cylinder wall mounted pinion q engages, which is connected to the sensing device.
The longitudinal bore is closed at the lower end by a seat r8. an extension of the control slide / protrudes through its bore and, together with the seat v, a type of vent. il forms. A compression spring rl is inserted above the spool valve f. The control slide is moved against this spring by gear q. The spring tries to enlarge the flow opening. The pressure line e opens into the cylinder chamber under the working piston and the return line g, which is also flexible, is connected to the upper end of the bore h in the working piston.
A longitudinal channel Ir running through the entire control valve. connects the space under the slide of the longitudinal bore lu with the space above the slide or the process. A projection d'a is provided at the bottom of the cylinder in order to prevent the extension rt from sitting on the ground. Here the extension ut of the control slide together with the working piston regulates the flow of liquid. by depending on the movement of the working piston and the control slide the extension? t the opening in the seat rs of the working piston opens more or less or closes completely.
In the embodiments described, the working piston carrying the workbench or the tool clamping device is moved by the action of the propellant by means of a control slide provided on its lower end side according to the design of the template or template to be copied.
This arrangement, in which the propellant is controlled by the control slide on one side under the working piston, means that a certain pressure must counteract the propellant.
The described embodiments are now BEZW copy devices with standing working cylinder. vertically movable working piston. In this case, the weight of the console, saddle and workbench that weighs on the working piston generates the necessary counter pressure.