DE2749079A1 - Spindel fuer zahnradstossmaschine o.dgl. - Google Patents
Spindel fuer zahnradstossmaschine o.dgl.Info
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Description
FELLOWS CORPORATION
Precision Drive
Springfield, Vermont
U.S.A.
Precision Drive
Springfield, Vermont
U.S.A.
SPINDEL FÜR ZAllNRADSTOSSMASCHl NE ODER DERGLEICHEN
Die meisten Werkzeugmaschinen, wie z.B. Zahnradstossmaschinen,
welche eine hin-und hergehende Spindel benutzen zur Ausführung eines Stosshubes und eines Rücklaufhubes sind mechanisch betätigt,
z.B. mittels einer Kurbel oder einer Zahnstange mit einem Ritzel. Diese mechanischen Antriebsvorrichtungen müssen
für eine verhältnismässig grosse Festigkeit ausgelegt werden zum Aufnehmen der Stosskräfte und dementsprechend sind diese
Antriebsvorrichtungen üblicherweise schwer und platzraibend.
Die Geschwindigkeit, mit welcher solche Spindeln angetrieben werden kann ist normalerweise durch das Stosswerkzeun !-»o-schränkt.
Das Stosswerkzeug kann von den Arbeitsstück Material nur während dem Stosshub entfernen, und am Beginn des Rücklaufhubes,
der üblicherweise während der zweiten Hälfte einer Umdrehung der Kurbel erfolgt, wird das Stosswerkzeug von dem
Arbeitsstück wegbewegt, um eine Begnadigung seiner Schneidkante
zu vermeiden. Der Rücklaufhub ist somit eine Verlustzeit
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während dem Betrieb der Maschine, und in üblichen Maschinen ist
etwa die Hälfte der gesamten Betriebszeit der Maschine als
Verlustzeit zu verzeichnen. ;
etwa die Hälfte der gesamten Betriebszeit der Maschine als
Verlustzeit zu verzeichnen. ;
Die üblichen, mechanisch angetriebenen Spindeln könnten mit ver-
hältnismässig hoher Geschwindigkeit betrieben werden, jedoch be-
grenzt die Lebensdauer des Stosswerkzeuges die Betriebsgeschwin- !
j digkeit. Die Abnutzung des Werkzeuges während dem Betrieb, wie ! ι j z.B. auf einer Zahnradstossmaschine, nimmt alarmierend zu bei j zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit. Falls z.B. die Hin-und Herbe-;
ι j
wegung einer Spindel gegenüber der üblichen Arbeitsgeschwindig- |
ι keit verdoppelt wird, so verringert sich die Lebensdauer des ;
j
Die Aufgabe der Erfindung liegt deshalb darin eine hydro-mechanisch
! angetriebe Spindel für eine Zahnradstossmaschine oder dergleichen
zu schaffen wodurch die schweren und platzraubenden Bauteile der
mechanisch getriebenen Zahnradstossmaschinen vermieden werden
können, und wodurch eine genaue Regelung der Geschwindigkeit
während dem Stosshub und dem Rücklaufhub der Spindel möglich
• wird, damit der Rücklaufhub zur Herabsetzung der Verlustzeit
! beschleunigt und der Stosshub geregelt werden kann, um die Le- j bensdauer des Werkzeuges bei gleichbleibender Produktionsgej schwindigkeit zu verlängern oder bei grösseren Produktionsge-
; schwindigkeiten die Lebensdauer des Werkzeuges unverändert bei-
mechanisch getriebenen Zahnradstossmaschinen vermieden werden
können, und wodurch eine genaue Regelung der Geschwindigkeit
während dem Stosshub und dem Rücklaufhub der Spindel möglich
• wird, damit der Rücklaufhub zur Herabsetzung der Verlustzeit
! beschleunigt und der Stosshub geregelt werden kann, um die Le- j bensdauer des Werkzeuges bei gleichbleibender Produktionsgej schwindigkeit zu verlängern oder bei grösseren Produktionsge-
; schwindigkeiten die Lebensdauer des Werkzeuges unverändert bei-
zubehalten.
Entsprechend der Erfindung ist eine fluidische Betatigungs-und
Regelvorrichtung vorgesehen für die axiale Hin-und Herbewegung : j der Spindel einer Werkzeugmaschine, wobei diese Vorrichtung einen: ! Zylinder aufweist und die Spindel einen in dem Zylinder ver- j
Regelvorrichtung vorgesehen für die axiale Hin-und Herbewegung : j der Spindel einer Werkzeugmaschine, wobei diese Vorrichtung einen: ! Zylinder aufweist und die Spindel einen in dem Zylinder ver- j
■ I
j schiebbaren Kolben hat. Der Kolben hat eine erste und eine zweite]
Fläche, die in entgegengesetzten Richtungen weisen, und wovon die'
eine einen kleineren Flächeninhalt als die andere hat. Eine
Quelle von Hydraulikfluid unter Druck ist vorgesehen und eine j Druckleitung ist an die Hydraulikfluidquelle angeschlossen und führt Fluid unter Hochdruck kontinuierlich von der Fluidquelle zur Beaufschlagung der kleinen Fläche des Spindelkolbens. Der Fluidkreislauf hat auch eine Rückflüssleitung, welche zu der
Quelle von Hydraulikfluid unter Druck ist vorgesehen und eine j Druckleitung ist an die Hydraulikfluidquelle angeschlossen und führt Fluid unter Hochdruck kontinuierlich von der Fluidquelle zur Beaufschlagung der kleinen Fläche des Spindelkolbens. Der Fluidkreislauf hat auch eine Rückflüssleitung, welche zu der
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cjrosson KoI ben f. lache führ L zum Zurückleiten des l'luides unter
wesentlich get ingereni Druck zu der (Ί ui dcjuel ] c, · obei der Zugang
zu der RückfIush1eιtung durch ein Ventil wahlweise geöffnet
und geschlossen wird.
Der Spmdelkolben hat eine mittlere Bohrung, die als erster
Verbindungskanal zwischen der kleinen und der grossen Fläche des Kolben dient und die ausserdem einen zweiten Verbindungskanal zwischen der grossen Fläche des Kolbens und der Rückflussleitung
schafft. Das oben erwähnte Ventil ist hin-und herbeweglich in der Bohrung des Spindelkolbens und es ist
derart angeordnet, dass es bei einer Bewegung in einer Richtung
den ersten Verbindungskanal öffnet und den zweiten Verbindungskanal schliesst, zur Bewegung der Spindel in einer
Axialrichtung, um den Stosshub auszuführen. Falls das Ventil in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird, so verschliesst
es den ersten Verbindungskanal und öffnet den zweiten Verbindungskanal, wodurch die Spindel in entgegengesetzter Axialrichtung
bewegt wird, das heisst den Rücklaufhub ausführt.
Das Ventil wird von einer drehbaren Welle durch Gestängeverbindungen
betätigt. Diese Gestängeverbindungen sind einstellbar,um
die Strecke der Ventilbewegung in beiden Axialrichtungen einzustellen,
wodurch die Hublänge der Spindel einzustellen ist. Desweiteren sind die Gestängeverbindungen einstellbar zum Einstellen
der Bewegungsgeschwindigkeit des Ventiles und der Spindelbewegung
in jeder Axialrichtung, und sie sind einstellbar,
so dass die Geschwindigkeit der Rücklaufbewegung der Spindel
in bezug auf die Spindelbewegung für den Stosshub wesentlich gesteigert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen:
Figur 1 eine Vorderansicht einer Zahnradstossmaschine entsprechend
der Erfindung.
Figur 2 eine Seitenansicht der Maschine nach Figur 1 im gleichen
Masstab.
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Fjgur 3 eine Ansicht im Vertikaischnitt der Spindel (in vorgrössertem
Masstab) der Maschine der Figuren 1 und 2, mit einer
Ventilbetätigung-und Steuervorrichtung für die Spindel entsprechend der Erfindung, wobei die Spindel und das Ventil sich am
oder in der Nähe des oberen Hubendes befinden und das Ventil eine neutrale Stellung in bezug auf die Spindel einnimmt.
! Figur 4 die Spindel in der gleichen Stellung wie in Figur 3, jedoch mit nach unten bewegtem Steuerventil, wie es zum Beginn
des Stosshubes der Fall ist, um die Spindel für den Stosshub nach unten zu bewegen.
Figur 5 die Spindel am unteren Hubende, und mit nach oben bewegtem
Ventil in bezug auf die Spindel, wodurch die Spindel wieder nach oben bewegt wird zum Ausführen des Rücklaufhubes.
Figur 6 eine Vertikalansicht einer anderen Gestängeverbindung zur Umwandlung der Drehbewegung einer Ventilantriebs-und Steuerwelle
in die hin-und hergehende Bewegung des Ventiles.
Figur 7 eine Draufsicht der Gestängeverbindung nach Figur 6.
Figur 8 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Bewegungsgeschwindigkeit einer Spindel entsprechend der Erfindung, (insbesondere
mit einer Gestängeverbindung nach den Figuren 6 und 7) und einer üblichen Betätigungsvorrichtung für eine Zahnradstossmaschine
oder eine andere Werkzeugmaschine.
Figur 9 eine Vertikalansicht eines anderen Ausführungsbeispieles
ι für die Gestängeverbindung.
Figur 10 eine Draufsicht der Gestängeverbindung nach der Figur 9,ι
: I
! wobei einzelne Teil im Horizontalschnitt dargestellt sind.
Figur 11 eine ähnliche grafische Darstellung wie Figur 8, zum
Vergleich der Bewegungsgeschwindigkeit bei Anwendung eines Gestänges nach den Figuren 9 und 10 mit der bekannten Betätigungs- |
vorrichtung einer Werkzeugmaschine. \
Die Figuren 1 und 2 zeigen die Umrisse einer Zahnradstossmaschine/
welche die Merkmale der Erfindung aufweist was den Aufbau, die ;
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Betätigung und die Steuerung seiner vertikal auf-und abbeweqlichen
Spindel 12 (nui in Figut 1 dargestellt) anbelangt. Eine
solche Zahnradstossmaschιne oder andere Werkzeugmaschine hat
ein Gestell 14, das auf einem Maschinenbett 16 befestigt ist,
welches seinerseits am Boden verankert ist, und das ausser dem Maschinengestell 14 auch noch eine Arbeitsraumverkleidung 18
trägt. Innerhalb der Arbeitsraumverkleidung ist ein Werkstücktragtisch
20 befestigt, der, im Falle einer Zahnradstossmaschine,
zur Befestigung des Werkstückes in bezug auf die Spindel 12 dient.
Das Werkzeug 22 ist am unteren Ende der Spindel 12 befestigt zum Stossen der Zahnradzähne in einem am Tisch 20 befestigten \
i Werkstuck bei vertikaler Auf-und Abbewegung der Spindel. Ent- j
sprechend dem üblichen Zahnradstossverfahren ist ein Umlauf- .
antriebsmotor 21 (siehe Figur 1) über ein geeignetes Vorgelege ! (nicht dargestellt) an die Spindel 12 und an den Arbeitsstücktragtisch
20 angeschlossen, um die relative Drehbewegung zwischen denselben durchzuführen während der Auf-und Abbewegung
der Spindel in bezug auf den Tragtisch. In weiterer Übereinstimmung
mit dem bekannten Verfahren ist ein Vorschubmotor 23 (siehe Figur 2) über ein geeignetes Vorgelege (nicht dargestellt)
an den Tisch 20 angeschlossen, um denselben horizontal nach vorne und nach hinten in bezug auf die Spindel zu bewegen,
um die Spanstärke während dem Betrieb der Maschine einzustellen.
in den Figuren 1 und 2 ist ausserdem ein Steuerpult 24 dargestellt,
das mit Druckknöpfen für die Steuerung der Zahnradstossmaschine 10 versehen ist zur Programmation und Anwendung der elektrischen
Steuerung der zum Betrieb der Spindel und der Maschinö benutzten hydraulischen Anlage. In den Figuren 1 und 2 ist auch
ein verkleideter Aufbau 26 vorgesehen für die Vorrichtung zum j Antrieb und zur Betätigung der Steuerung oder des Stellventi les ',
der Spindel 12 in der Zahnradstossmaschine 10, wobei der Antriebs-^
motor für die Vorrichtung bei 25 dargestellt ist. Desweiteren ist eine Motorpumpe 27, siehe die Figuren 1 und 2, vorgesehen zur
Zuführung von Kühlmittel an die Arbeitsstelle und in Figur 2 ist auch eine Motorpumpe 29 dargestellt zur Zuführung von Hydraulikfluid
unter Druck zur Maschinenspindel, welches Fluid später zu der Fluidquelle oder dem Tank durch die Rückflussleitung 6.Q zurück]
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gelangt.
-er-
Wie in Figur 3 dargestellt ist, ist die Spindel entsprechend ι
der Erfindung in einem Sattel 30 angeordnet, der in dem Maschi- | nengestell 14 für eine begrenzte Schwenkbewegung um eine horizon-l
tale Achse auf gegenüberliegenden Stummelwellen 32, 32 gelagert
ist. Der untere Endteil des Sattels 30 hat vorzugsweise einen · im wesentlichen rechteckigen Horizontalquerschnitt und er hat \ eine mittlere, vertikale Bohrung, in der ein Zylinder 34 befes- j tigt ist. Das obere Ende des Zylinders 34 ist durch einen Deckel
36 verschlossen, der eine mittlere Öffnung hat zur Aufnahme
eines Teiles der Spindel 12, das untere Ende der Spindel ragt
nach unten aus dem Zylinder 34 und dem Sattel 30 hinaus. Dieses i untere Ende der Spindel 12 trägt das Schneidwerkzeug 22, wie scholn vorher erwähnt wurde.
ist. Der untere Endteil des Sattels 30 hat vorzugsweise einen · im wesentlichen rechteckigen Horizontalquerschnitt und er hat \ eine mittlere, vertikale Bohrung, in der ein Zylinder 34 befes- j tigt ist. Das obere Ende des Zylinders 34 ist durch einen Deckel
36 verschlossen, der eine mittlere Öffnung hat zur Aufnahme
eines Teiles der Spindel 12, das untere Ende der Spindel ragt
nach unten aus dem Zylinder 34 und dem Sattel 30 hinaus. Dieses i untere Ende der Spindel 12 trägt das Schneidwerkzeug 22, wie scholn vorher erwähnt wurde.
Die Spindel hat einen Kolben 38, der in dem Zylinder 34 gleiten
kann. Der Kolben 38 hat eine untere Fläche 40 mit verhältnismassig kleinem Flächeninhalt, die von dem Hydraulikfluid unter
! Druck zu beaufschlagen ist, um den Spindelkolben nach oben zu
bewegen, und der Kolben 38 hat eine obere Fläche 42 mit grösserem j Flächeninhalt, die durch Hydraulikiluid zu beaufschlagen ist, um
' den Spindelkolben nach unten zur Ausführung des Stosshubes zu
kann. Der Kolben 38 hat eine untere Fläche 40 mit verhältnismassig kleinem Flächeninhalt, die von dem Hydraulikfluid unter
! Druck zu beaufschlagen ist, um den Spindelkolben nach oben zu
bewegen, und der Kolben 38 hat eine obere Fläche 42 mit grösserem j Flächeninhalt, die durch Hydraulikiluid zu beaufschlagen ist, um
' den Spindelkolben nach unten zur Ausführung des Stosshubes zu
drücken. Die Spindel ist hohl, das heisst sie hat eine axiale,
vertikale Bohrung und sie hat einen nach oben ragenden Teil 44,
die in eine zweiteilige Führung mit den Bauteilen 46 und 48
hineinragt. Das obere Ende der Spindelverlängerung 44 hat ein
Gewinde auf welches eine Mutter 50 aufgeschraubt ist zur Befestigung der Spindel 12 an dem Führungsbauteil 46. Die Berührungs- ; flächen der Führungsbauteile 46 und 48 können geradlinig oder | schraubenförmig sein, so dass bei vertikaler Auf-und Abbewegung
der Spindel mit dem Führungsbauteil 46 in bezug auf den Führungsbauteil 48 keine Relativbewegung in bezug auf den Bauteil 4B
auftreten kann, oder in bezug auf den Führungsbauteil 48 drehen ι kann, falls schraubenförmige Führungsflächen vorgesehen sind.
Geradlinige Führungsflächen werden offensichtlich benutzt, falls ' das Werkzeug 22 und die Spindel 12 eine Geradverzahnung stossen
sollen, und schraubenförmige Führungsflächen werden benutzt, fall mit der Spindel und dem Werkzeug 22 eine Schrägverzahnung herge-
vertikale Bohrung und sie hat einen nach oben ragenden Teil 44,
die in eine zweiteilige Führung mit den Bauteilen 46 und 48
hineinragt. Das obere Ende der Spindelverlängerung 44 hat ein
Gewinde auf welches eine Mutter 50 aufgeschraubt ist zur Befestigung der Spindel 12 an dem Führungsbauteil 46. Die Berührungs- ; flächen der Führungsbauteile 46 und 48 können geradlinig oder | schraubenförmig sein, so dass bei vertikaler Auf-und Abbewegung
der Spindel mit dem Führungsbauteil 46 in bezug auf den Führungsbauteil 48 keine Relativbewegung in bezug auf den Bauteil 4B
auftreten kann, oder in bezug auf den Führungsbauteil 48 drehen ι kann, falls schraubenförmige Führungsflächen vorgesehen sind.
Geradlinige Führungsflächen werden offensichtlich benutzt, falls ' das Werkzeug 22 und die Spindel 12 eine Geradverzahnung stossen
sollen, und schraubenförmige Führungsflächen werden benutzt, fall mit der Spindel und dem Werkzeug 22 eine Schrägverzahnung herge-
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Av
stellt werden soll.
Die zweiteilige Führung 46, 48 ist in der mittleren, vertikalen Bohrung einer Führungsbuchse 52 befestigt, die ihrerseits an ei- >
nem Zahnrad 54 befestigt ist, so dass die Spindel und die Führung,
mit dem Zahnrad um seine Vertikalachse drehen können. Das Zahnrad,
54 gehört zu dem Vorgelege, das in zeitlich gesteuertem Zusammen-, hang mit dem Werkstücktragtisch 20 durch den Drehvorschubmotor
21 angetrieben wird, wie nach dem üblichen Zahnradstossverfahren ι bekannt ist. j
Wie schon vorher erwähnt ist eine Leitung vorgesehen zum Anschluss
einer Quelle von Hydraulikfluid unter iiruck zur Betätigung des
Spindelkolbens 12. Eine Druckleitung 56 ist an die Motorpumpe 29 ; angeschlossen und verläuft durch den Zylinder 34, um kontinuier-
< lieh Hydraulikfluid unter Betriebsdruck in die ringförmige Zylinderkammer 58 auf der Seite der kleinen Fläche 40 des Spindelkolbens
38 einzuleiten. Eine Abfluss- oder Rückflussleitung 60
öffnet in den Sattel 30 und ist über Bohrungen 62, 62 an die Bohrung der Spindel 12 über dem Kolben 38 und über dem Zylinderdeckel
36 verbunden.
! Wie im folgendem noch ausführlicher beschrieben wird ist ein
vertikal auf-und abbewegliches Ventil 63 längs der vertikalen
Achse der Spindel 12 in seiner Bohrung vorgesehen, um durch die Spindelbohrung gebildete Verbindungskanäle abwechselnd zu öffnen
und zu schliessen. Ein erster Verbindungskanal ist mit 64 bezeichnet und ist vorgesehen zur Strömung zwischen der ringförmigen
Kolbenkammer 58 und einer ringförmigen Kolbenkammer 66 auf der oberen Seite des Kolbens 38 und über der oberen, grösseren
Fläche 42 des Kolbens. Horizontale Bohrungen 68, 68 sind vorgesehen zur Strömung aus der Kammer 58 in den ersten Verbindungskanal 64 und ähnliche horizontale Bohrungen 70, 70 sind vorgesehen
zur Strömung zwischen der Kammer 66 und dem ersten Verbindungskanal. Ein zweiter Verbindungskanal ist durch die Zylinder- '
bohrung gebildet und mit 72 bezeichnet. Dieser Verbindungskanal \
72 dient zur Strömung des Hydraulikfluides aus der oberen Kolben- und Zylinderkammer 66 zu den Rückflussbohrungen 62, 62 und in
die Rückflussleitung 60. Die Strömung durch den ersten und den
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zweiten Verbindungskanal 64 und 72 wird durch Bewegung des beschriebenen
Ventiles 63 gesteuert.
Wie aus Figur 3 ersichtlich hat das Ventil 63 einen nach oben ragenden Schaft 74 mit einem Gewindeendteil, der aus der axialen
Bohrung der Spindel 12 hinausragt. Ein Ausführungsbeispiel ;
der Ventilbetätigungs-und Steuervorrichtung ist in Figur 3 ins- :
. gesamt mit 76 bezeichnet und hat einen Schaft 78, der im Uhr- \
j !
zeigersinn angetrieben wird, wie in der Figur dargestellt ist.
(In der Zeichnung ist die Vorrichtung 76 um 90 Grad gegenüber ihrer wirklichen Lage dargestellt. Das heisst in Wirklichkeit ist
: die Achse des Schaftes 78 parallel zur Zeichenebene, und nicht senkrecht in bezug auf dieselbe, wie in Figur 3 dargestellt ist.)
Die Vorrichtung 76 hat auch eine Stange 80, die an einem Ende bei 82 schwenkbar an einer Konsole 84 angelenkt ist, welche auf
dem Gewindeendteil am oberen Ende des Ventilschaftes 74 aufgeschraubt
ist. Die Stellung der Konsole 84 auf dem Schaft 74 kann man verändern durch Lösen der Sicherungsmutter 86 und durch Rotation
des Ventiles 63, bevor die Sicherungsmutter 86 wieder gegen die Konsole angeschraubt wird. Etwa in der Mitte zwischen ihren
beiden Enden ist die Stange 80 in einer Buchse 88 axial verschiebbar und in der Nähe ihres anderen Endes ist die Stange in einer
weiteren Buchse 90 verschiebbar. Die mittlere Buchse 88 ist an einem Träger 92 befestigt, der seinerseits schwenkbar auf einem
Schlitten 94 befestigt ist, welcher in einer Führung 98 am Ende : des Schaftes 78 hin-und herverschiebbar ist, wie durch den doppelt
ten Pfeil 96 angedeutet ist. Der Schlitten wird mittels einer Stellschraube 100 in bezug auf den Schaft 78 eingestellt zur
Einstellung der Exzentrizität oder des Abstandes eines Punktes . 102 auf der Achse der Stange 100 von der Achse 104 des Schaftes
78. Die Stelle 102 liegt am Schnittpunkt der Achse der Stange 100 und der Mittellinie des Schlittens 74 längs seiner Einstellfüh-
! rung 96. i
' Die Buchse 90 ist auch in einem Träger 104 angeordnet der schwenkt
, bar auf einem Schlitten 106 befestigt ist, welcher in Vertikalrichtung in einer Führung 108 einer Konsole 110 eingestellt wer- ;
den kann, die an einem Teil des Maschinenrahmens 14 befestigt ist!
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Der Schlitten 106 wird nach oben und nach unten eingestellt durch
einen Kolben 112 der in einem Zylinder 114 verschiebbar ist. Ein
Punkt 116 befindet sich auf der Achse der Stange 80 an seinem Schnittpunkt mit der vertikalen Einstellachse des Schlittens
106.
Falls bei den beschriebenen Aufbau der Schaft 78 im Uhrzeigersinn>
siehe Figur 3, durch den Antriebsmotor 25 (Figur 1) des Gestänges in Rotation versetzt wird, so wird das Ventil 73 in Vertikalrichtung
verstellt. In Figur 3 ist das Ventil in seiner obersten Lage dargestellt, und wie in Folge der dargestellten Stellung der Bauteile
der Gestängevorrichtung 76 ersichtlich ist, erfolgt der Abwärtshub des Ventiles durch Rotation des Schaftes 78 um einen
Winkel (a), und der Rückhub erfolgt durch Rotation des Schaftes i um einen Winkel (b) . Man kann erkennen, dass der Winkel (a) wesentlich
grosser als 180 Grad ist und dass der Winkel (b) wesent-i
lieh kleiner als 180 Grad ist. Falls dementsprechend der Schaft 78 mit konstanter Geschwindigkeit umläuft, so dauert der Abwärtshub
des Ventiles wesentlich länger als sein Rückhub oder seine Aufwärtsbewegung.
Das Verstellmass oder die Amplitude des Ventilhubes wird eingestellt
durch Einstellung der Exzentrizität des Punktes 102 in
bezug auf die Achse 104 des Schaftes 78. Das heisst falls das Exzentrizitatsmass des Punktes 102 verringert wird, durch Einstellung
des Schlittens 94 wird die Hubamplitude des Ventiles 63 verringert. Die Stellung des Ventiles 63 am oberen Ende
und am unteren Ende seines Hubes wird eingestellt durch vertikale '
Verstellung des Schlittens 106 mittels dem Kolben 112, wodurch die vertikale Lage des Schwenkpunktes 116 des Hebels 80 verän- ;
dert wird. Wie schon erwähnt können die oberen Endlage und die | untere Endlage des Ventiles 63 desweiteren eingestellt werden ;
durch Lösen der Sicherungsmutter 86 und Rotation des Ventil- ! schaftes 74 in der Gewindekonsole 84. Wie noch beschrieben
wird folgt die Spindel dem Ventil 13 nach unten und nach oben j und die Amplitude des Ventilhubes sowie die obere und die ]
untere Endlagen des Ventiles werden verändert zum Einstellen ■ des geeigneten Spindelhubes für Werkstücke unterschiedlicher
Höhe oder Dicke.
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Falls die Amplitude des Ventilhubes oder seiner Auf-und Abbewegung
verringert wird durch Herabsetzen des Exzentriζitätsmasses
des Punktes 102 in bezug auf den Punkt 104, so gleichen sich die Winkel (a) und ( b) allmählich aus. Das heisst, die Geschwindigkeit
des Abwärtshubes des Ventiles und der Spindel gleicht sich stärker der Geschwindigkeit des Rückhubes an, falls der
Schaft 78 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Einstellbarkeit der Amplitude der Ventil-und Spindelauf-und Abbewegung j
ist wesentlich, was die Lebensdauer des Werkzeuges anbelangt. Das heisst, eine Verzögerung des Abwärtshubes oder Arbeitshubes
verlängert die Lebensdauer des Werkzeuges im Vergleich zu der zu erwartenden Lebensdauer bei einer konventionnellen Maschine,
ohne jedoch die Produktionsgeschwindigkeit zu verzögern, da der Rückhüb schneller erfolgen kann als in konventionnellen Maschinen.
Dementsprechend kann bei einer Maschine mit einer Spindel entsprechend dieser Erfindung die Produktionsgeschwindigkeit gesteigert
werden und dabei hat das Werkzeug die gleiche Lebensdauer als das Werkzeug in einer konventionnellen Maschine, oder die
Lebensdauer des Werkzeuges kann vergrössert werden bei gleicher Produktionsgeschwindigkeit wie in einer konventionnellen Maschine.
Dies ist natürlich dadurch bedingt, dass die Lebensdauer des Werkzeuges wesentlich verlängert wird bei einer Herabsetzung
der Geschwindigkeit des Arbeitshubes.
Zur Beschreibung der Betriebsweise der Spindel sei angenommen,
j dass die Vorrichtung 76 stillsteht, der Hubantriebsmotor abgeschaltet
ist und kein Hydraulikfluid zugeführt wird. Gleichfalls
! wird angenommen dass die Vorrichtung 76 sich in der Stellung ; nach Figur 3 befindet, wobei das Ventil 63 seine obere Hubstellung
einnimmt. Unter diesen Bedingungen bewirkt das Gewicht der Spindel 12 eine Abwärtsbewegung derselben aus der Stelluno nach '
Figur 3 bis eine untere Wand 118 der hohlen Spindel sich auf einen Schnappring 120 aufsetzt, der am unteren Ende des Ventiles
63 befestigt ist. In einer solchen Stellung der Spindel in bezug i auf das Ventil sind die Bohrungen 63, 63 durch das Ventil 6 3 ·
geschlossen und verhindern eine Strömung des Hydraulikfluides j aus der Ringkammer 58 an der unteren Seite des Spindelkolbens
38 in den ersten Verbindungskanal 64. '
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Falls dann Hydraul ikflui d unter dein Druck l\, von der ^ 1 u i dque He
mittels der Motorpumpe 2 9 in die Leitung 76 gefördert wird, so gelangt das Fluid in die Ri ngkaminer 58 und beaufschlagt die untere
oder erste Fläche 40 kleineren Flächeninhaltes und hebt die
Spindel 12 in bezug auf das Ventil 63 an. Die Aufwärtsbewegung der Spindel dauert an bis die Bohrungen 68, 68 geöffnet sind,
damit Hydraulikfluid in dem ersten Verbindungskanal 64 und dann
durch die Bohrungen 70, 70 in die Kammer 66 auf der oberen Seite des Spindelkolbens 38 gelangt. Das Hydraulikfluid beaufschlagt
in der Kammer 66 die zweite Fläche 42 grösseren Flächeninhaltes und falls ein ausreichender Druck in der Kammer 66 zur Beaufschlagung
der Fläche 42 erreicht ist, so wird die Spindel abwärts bewegt. Die nach unten wirkende hydraulische Kraft summiert sich mit
dem Gewicht der Spindel und die Spindel bewegt sich abwärts bis in eine Stellung, in welcher ein Ausgleich erreicht ist zwischen dem
Gewicht der Spindel und der nach unten wirkenden Hydraulikkraft,
sowie der die Spindel nach oben belastenden Hydraulikkraft. Diese
Gleichgewichtsstellunq der Spindel in bezug auf das Ventil ist
in Figur 3 dargestellt. DLe Figur 3 zeigt auch die Stellung des
Ventiles und der Spindel am oberen Hubende, unmittelbar vor Beginn des Stosshubes.
Falls nun der Antriebsmotor 25 des Hubgestänges 76 eingeschaltet
wird, so dreht sich die Antriebswelle oder Kurbelwelle 78 zuerst
im Uhrzeigersinn um den Winkel (a),wodurch das Ventil 63 nach unten
verstellt wird. Durch diese Anfangsbewegung des Ventiles 63
nach unten wird es in bezug auf die Spindel 12 bewegt und in die Stellung nach Figur 4 gebracht. In dieser Stellung sind die
Bohrungen 68, 68 geöffnet, damit das Hydraulikfluid aus der
Kammer 58 und von der Fläche 40 in den ersten Verbindungskanal gelangen kann, wobei ein Druckabfall in dem ersten Verbindungskanal erzeugt wird. Dieser geringere Druck wird zu der grösseren,
zweiten Fläche 42 geführt, und infolge dieser grösseren Fläche überwiegt die Hydraulikkraft auf der oberen Seite des Spindelkolbens
38 den hydraulischen Widerstand an der unteren Seite des Kolbens und bewegt die Spindel nach unten, die somit der Bewegung
des Ventiles 63 folgt. Es erfolgt eine negative hydraulische Rückführung, da bei Abwärtsbewegung des Ventiles die Spindel sich
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in gleicher Richtung bewegt, und somit ein Verschliesson der Verbindung
zwischen der Kammer 58 und dem ersten Verbindungskanal
64 zu erreichen versucht. Der Öffnungsgrad zwischen der Kammer
und dem ersten Verbindungskanal an den Bohrungen 68, 68 wird
durch den Zufuhrdruck Pc, die Abwärtsgeschwindigkeit des Ventiles 6 3 und dem zur Verfügung stehenden Druckabfall für die Strömung t aus der Kammer 58 in den ersten Verbindungskanal 64 geregelt. ; Das erforderliche hydraulische Fluidvolumen für den Abwärtshub : der Spindel ist gleich dem Flächeninhalt der Fläche 42 minus ' den Flächeninhalt der Fläche 40 mal der linearen Verstellung der ■ Spindel.
64 zu erreichen versucht. Der Öffnungsgrad zwischen der Kammer
und dem ersten Verbindungskanal an den Bohrungen 68, 68 wird
durch den Zufuhrdruck Pc, die Abwärtsgeschwindigkeit des Ventiles 6 3 und dem zur Verfügung stehenden Druckabfall für die Strömung t aus der Kammer 58 in den ersten Verbindungskanal 64 geregelt. ; Das erforderliche hydraulische Fluidvolumen für den Abwärtshub : der Spindel ist gleich dem Flächeninhalt der Fläche 42 minus ' den Flächeninhalt der Fläche 40 mal der linearen Verstellung der ■ Spindel.
Währenddem die Spindel 12 und das Werkzeug 22 der Abwärtsbewegung des Ventiles 63 folgen wird eine Stellung erreicht, in welcher
das Werkzeug das Werkstück berührt und somit einen Widerstand
gegen weitere Abwärtsbewegung der Spindel erfährt. Dabei steigert die Nacheilung der Spindel in bezug auf das Ventil 63 die
Öffnung zwischen den Bohrungen 68,68 und der ersten Kammer 64.
Infolgedessen verringert sich der Druckabfall der Hydraulikfluidströmung aus der Kammer 58 in den ersten Verbindungskanal
und somit steigt der Druck in der Kammer 66 auf der oberen Seite
des Kolbens 38, um die Hydraulikkraft zur Abwärtsbewegung der
Spindel zu vergrössern. Diese vergrösserte Hydraulikkraft gewährleistet die erforderliche Arbeitskraft, welche benötigt wird
zur Bewegung des Werkzeuges, um den Arbeitshub durchzuführen,
wozu ein ausreichend hoher Druck P_ gewählt wurde.
das Werkzeug das Werkstück berührt und somit einen Widerstand
gegen weitere Abwärtsbewegung der Spindel erfährt. Dabei steigert die Nacheilung der Spindel in bezug auf das Ventil 63 die
Öffnung zwischen den Bohrungen 68,68 und der ersten Kammer 64.
Infolgedessen verringert sich der Druckabfall der Hydraulikfluidströmung aus der Kammer 58 in den ersten Verbindungskanal
und somit steigt der Druck in der Kammer 66 auf der oberen Seite
des Kolbens 38, um die Hydraulikkraft zur Abwärtsbewegung der
Spindel zu vergrössern. Diese vergrösserte Hydraulikkraft gewährleistet die erforderliche Arbeitskraft, welche benötigt wird
zur Bewegung des Werkzeuges, um den Arbeitshub durchzuführen,
wozu ein ausreichend hoher Druck P_ gewählt wurde.
Falls das Ventil 63 das Ende seines Abwärtshubes erreicht nimmt
seine Geschwindigkeit ab und fällt bis auf Null am unteren Hubende. Während der Verzögerung der Ventilgeschwindigkeit erfolgt '■ eine Relativbewegung zwischen dem Ventil 63 und der Spindel 12, ! wodurch die Öffnung zwischen den Bohrungen 68,68 und dem ersten
Verbindungskanal 64 sich verringert, und somit steigt der Druckabfall zwischen der Kammer 58 und dem ersten Verbindungnkanal zur, Verringerung der auf die Fläche 42 ausgeübte Hydraulikkraft zur
seine Geschwindigkeit ab und fällt bis auf Null am unteren Hubende. Während der Verzögerung der Ventilgeschwindigkeit erfolgt '■ eine Relativbewegung zwischen dem Ventil 63 und der Spindel 12, ! wodurch die Öffnung zwischen den Bohrungen 68,68 und dem ersten
Verbindungskanal 64 sich verringert, und somit steigt der Druckabfall zwischen der Kammer 58 und dem ersten Verbindungnkanal zur, Verringerung der auf die Fläche 42 ausgeübte Hydraulikkraft zur
Abwärtsbewegung der Spindel. Aus diesem natürlichem Vorgang '
oder Phänomen kann man erkennen, dass es vorteilhaft ist den Hub ;
des Ventiles und der dem Ventil folgenden Spindel so einzustel- j len dass die Abwärtsbewegung der Spindel wesent-;
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lieh vor dem Erreichen des Werkstückes durch das Werkzeug beginnt!
und nicht beendet wird bis das Werkzeug sich bis wesentlich unterjhalb
das Werstück bewegt hat. Dies gewährleistet eine gleichför- ι
migere Geschwindigkeit der Spindel und des Werkzeuges währenddem das Werkzeug sich durch das Werkstück bei seiner Abwärtsbewegung j
oder seinem Arbeitshub bewegt. Wenn das Ventil 63 und die dem Ventil folgende Spindel 12 das Ende des Abwärtshubes erreichen,
so ändern sich ihre relativen Positionen aus der Anordnung nach Figur 4 und gelangen in diejenige nach Figur 3 zurück, wobei die
relativen Positionen nach Figur 3 am Ende des Abwärtshubes er- j reicht werden.
Bei weiterer Rotation des Schaftes 78 wird dann die Ventilspindel
63 angehoben und bewegt sich nach oben in bezug auf die Spindel 12 in Richtung zu der Stellung nach Figur 5. Bei Abwärtsbewegung
des Ventiles 63 in bezug auf die Spindel 12 wird die Verbindung zwischen der Kammer 58 und dem ersten Verbindungskanal 64 durch
das Ventil geschlossen, das auch die Verbindung zwischen der Kammer 66 und dem zweiten Verbindungskanal 72 öffnet, der zur
Rückflussleitung 60 führt, wie in Figur 5 dargestellt ist. Die Spindel 12 folgt dem Ventil 63, da Hydraulikfluid unter dem
Druck Pc die untere oder erste Fläche 40 des Kolbens beaufschlagt
und die Spindel nach oben drückt. Dementsprechend folgt die Spindel dem Ventil nach oben, wie bei der Abwärtsbewegung ,
jedoch erfolgt die Aufwärtsbewegung wesentlich rascher, da sie innerhalb des kleineren Winkels (b) während einer Umdrehung des
Schaftes 78 erfolgt, wie schon oben beschrieben wurde. Der Rückflussdruck des Hydraulikfluides kann zum Beispiel dem atmosphärischen
Druck entsprechen, er ist jedoch in jedem Falle wesentlich geringer als der Zufuhrdruck. Hydraulikfluid, das sich
am hohlen unteren Ende der Spindel 12 sammelt kann durch eine mittlere Bohrung 122 in dem Ventil und durch Querbohrungen 124
in dem zweiten Verbindungskanal 72 entweichen und gelangt somit auch zur Rückflussleitung 60.
Aus der obigen Beschreibung folgt dass das Ventil 63 als Stellventil
für die Spindel 12 dient. Das heisst, falls das Ventil sich in einer Richtung bewegt, so folgt die Spindel auch in
dieser Richtung, und zwar unabhängig von dem Aufbau der benutzten
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Vorrichtung zur Hin-und Herbewegung des Ventiles. Jm Zusammenhang
mit der Beschreibung der Vorrichtung 76 wurde schon erwähnt, dass bei Vergrösserung der Amplitude des Ventilhubes das Verhältnis
der Rücklaufhubgeschwindigkeit zur Arbeitsdruckgeschwindigkeit
steigt und bei Verringerung der Amplitude das Verhältnis der Rücklaufhubgeschwindigkeit zur Arbeitshubgeschwindigkeit abnimmt.!
Ein anderes Gestänge zum Antrieb des Ventiles ist in den Figuren j
6 und 7 dargestellt und insgesamt mit 130 bezeichnet. Mit diesem i
Gestänge erhält man ein konstantes Verhältnis zwischen der Rück- ■
; laufhubgeschwindigkeit und der Arbeitshubgeschwindigkeit für deji
gesamten Verstellbereich der Ventilhubamplitude. Die Vorrichtung !
130 ist jedoch einstellbar zum Wählen des Verhältnisses zwischen ;
' den Geschwindigkeiten des Rücklaufhubes und des Arbeitshubes.
Wie in dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel hat die Vor- :
richtung 130 einen Kurbelschaft 132, der drehbar in einem Teil de$ Maschinengestelles 14 (siehe Figur 7) gelagert ist und der mit
konstanter Geschwindigkeit durch den Antriebsmotor 25 anzutreiben
ist. Das Ende des Kurbelschaftes ist mit einem kreisförmigen Flansch 134 versehen, der in seiner Stirnfläche eine diametrale
Führung 136 hat zur Aufnahme eines Kurbelstiftes 138. Der Kurbelstift
kann in jeder eingestellten Stellung in der Führung 136 befestigt werden, um seinen Abstand oder seine Exzentrizität
von der Achse 140 des Kurbelschaftes 132 festzulegen. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht kann durch diese Einstellung
der Exzentrizität des Kurbelstiftes das Verhältnis der Geschwindigkeit
des Rücklaufhubes zu dem Arbeitshub gewählt werden.
{ Der Kurbelstift 138 trägt eine erste drehbar angeordnete Gleit- !
' buchse 142, in der ein erster Hebel 144 gleiten kann, der an
einem ersten, nicht getriebenen Stummelschaft oder Schwenkschaft
146 befestigt ist, der seinerseits in dem Maschinengestell 14 drehbar gelagert ist. Falls der Kurbelschaft 132 mit konstanter
Geschwindigkeit dreht, gleitet der Hebel 144 axial in der Schwenk
buchse 142 und auf diese Weise erhält man eine ungleichförmige Winkelgeschwindigkeit des Schwenkschaftes 146.
Der erste Schwenkschaft 146 trägt auch einen zweiten Hebel 148,
der in der dargestellten Ausführungsform parallel zu dem ersten
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Hebel 144 ist. Der- Hebel 14H ist frei axial verschiebbar in einem
Teil einer zweiten Gleitbuchse 150. Die zweite Gleitbuchse 150
ist an einer Stelle längs der Länge eines dritten Hebels 152 befestigt, der von einem zweiten Schwenkschaft 154 wegragt. Ein !
vierter Hebel 156 ist auch an dem Schwenkschaft 154 befestigt | und ist in einer dritten Gleitbuchse 158 axial verschiebbar, die j
schwenkbar an einem Gabelkopf oder dergleichen 160 befestigt ist,'
welcher seinerseits an dem nach oben ragenden Teil des Schaftes j 74 des Ventiles 63 einstellbar befestigt ist. In dem dargestell- j
ten Ausführungsbeispiel sind der dritte und der vierte Hebel 152 ί und 156 parallel zueinander und verlaufen in entgegengesetzten
Richtungen. Durch Einstellung der Position der zweiten Gleitbuchsp
150 längs dem Hebel 152 kann man die Hubamplitude des Ventiles und damit der Spindel einstellen.
Durch Einstellen der Position der ersten Gleitbuchse 142 in bezug auf die Achse 140 des Kurbelschaftes 132 wird das Verhältnis der
Arbeitshubgeschwindigkeit zur Rücklaufhubgeschwindigkeit für das
Ventil und die Spindel eingestellt, jedoch bleibt dies* Geschwindigkeitarerhältnis
für jede Hubamplitude erhalten, die eingestellt wird durch Einstellung der Position der zweiten Gleitbuchse 150
längs dem Hebel 152. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
falls der Kurbelschaft 132 mit konstanter Geschwindigkeit rotiert (im Gegenuhrzeigersinn , wie nach Figur 6) erfolgt der Arbeitshub
des Ventiles und der Spindel während dem Winkel A, und der Rücklaufhub erfolgt während der Bewegung des Kurbelschaftes 132 längs
dem Winkel A_ . Das Verhältnis der Winkel A, zu A- ist bestimmend ;
für das Verhältnis der Geschwindigkeiten. Wenn der Abstand zwisehen
der Gleitbuchse 142 und der Achse 140 verhältnismässig ι gross ist wird der grösste Teil der Dauer eines Arbeitsspieles
benutzt für den Arbeitshub längs dem Winkel A, und eine verhältnismässig kleine Zeit der Dauer des Arbeitsspieles wird benutzt
für den Rücklaufhub längs dem Winkel A-, und dieses Verhältnis
bleibt erhalten für jede Hubamplitude, wie durch die zweite Gleitbuchse auf dem Hebel 152 eingestellt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Achsen des
Kurbelschaftes 132, des Schwenkschaftes 146 und des Schwenkschaftes 154 alle in der gleichen Ebene, jedoch kann man auch
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die Achse des Schaftes 46 in irgendeine parallele Lage um die
Achse des Schaftes 32 und die Achse des Schaftes 144 in irgendeine parallele Lage um die Achse des Schaftes 146 einstellen. Bei einer solchen anderen Anordnung der Schäfte in bezug aufeinander
bleibt die Grundbewegung der Vorrichtung unverändert, so lange
die gleichen Hebelverhältnisse beibehalten werden.
Achse des Schaftes 32 und die Achse des Schaftes 144 in irgendeine parallele Lage um die Achse des Schaftes 146 einstellen. Bei einer solchen anderen Anordnung der Schäfte in bezug aufeinander
bleibt die Grundbewegung der Vorrichtung unverändert, so lange
die gleichen Hebelverhältnisse beibehalten werden.
Die Figur 8 ist eine graphische Darstellung zum Vergleich der
Arbeits-und Rücklaufhubgeschwindigkeiten bei einer bekannten,
kurbelgetriebenen Spindel mit den Arbeits-und Rücklaufhubgeschwin digkeiten einer Spindel die durch die erfindungsgemässe Vorrich- J tung nach den Figuren 6 und 7 gesteuert wird. Aus der Figur ist ■ ersichtlich, dass die Geschwindigkeitskurve 162 für die bekannte j oder zärnradgetriebene Spindel im wesentlichen sinusförmig ist.
Das heisst, auf einer Skala von 200 nimmt während einer Kurbelbewegung von 180 Grad für den Arbeitshub die Geschwindigkeit zu
von Null bis etwa 160 und fällt dann wieder auf Null ab. Während dem Rücklaufhub nimmt die Geschwindigkeit wieder zu von Null bis etwa 160 und fällt wieder auf Null ab. Entsprechend der Kurve 164, die für die erfindungsgemässei Vorrichtungen nach den Figuren 6 und 7 gilt steigt die Geschwindigkeit des Ventiles während dem
Abwärtshub oder dem Arbeitshub von Null bis auf weniger als 100
und fällt dann auf Null zurück, nach einer Kurbelschaftbewegung
von etwa 240 Grad. Während den restlichen 120 Crad der Drehbewegung des Kurbelschaftes steigt die Geschwindigkeit von Null bis \ auf über 200 und fällt dann auf Null zurück.
Arbeits-und Rücklaufhubgeschwindigkeiten bei einer bekannten,
kurbelgetriebenen Spindel mit den Arbeits-und Rücklaufhubgeschwin digkeiten einer Spindel die durch die erfindungsgemässe Vorrich- J tung nach den Figuren 6 und 7 gesteuert wird. Aus der Figur ist ■ ersichtlich, dass die Geschwindigkeitskurve 162 für die bekannte j oder zärnradgetriebene Spindel im wesentlichen sinusförmig ist.
Das heisst, auf einer Skala von 200 nimmt während einer Kurbelbewegung von 180 Grad für den Arbeitshub die Geschwindigkeit zu
von Null bis etwa 160 und fällt dann wieder auf Null ab. Während dem Rücklaufhub nimmt die Geschwindigkeit wieder zu von Null bis etwa 160 und fällt wieder auf Null ab. Entsprechend der Kurve 164, die für die erfindungsgemässei Vorrichtungen nach den Figuren 6 und 7 gilt steigt die Geschwindigkeit des Ventiles während dem
Abwärtshub oder dem Arbeitshub von Null bis auf weniger als 100
und fällt dann auf Null zurück, nach einer Kurbelschaftbewegung
von etwa 240 Grad. Während den restlichen 120 Crad der Drehbewegung des Kurbelschaftes steigt die Geschwindigkeit von Null bis \ auf über 200 und fällt dann auf Null zurück.
In den Figuren 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der |
Vorrichtung 166 zur Auf-und Abbewegung des Ventiles und der Spin-j del dargestellt. Auchdiese Vorrichtung hat einen Kurbelschaft I
168, der drehbar in einem Teil des Maschinengestelles 14 gelagert| ist und mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Ein kreisförmi-
ger Flansch 170 ist am vorderen Ende des Schaftes 168 angeordnet j
und der Flansch hat eine diametrale Führung 172 in der ein
Schlitten 174 einstellbar ist. Der Schlitten 174 trägt eine
schwenkbare erste Gleitbuchse 176, in der ein erster Hebel axial
verschiebbar 1st. Wie in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 kann man durch Verändern der Position des Schlittens 174
in der Führung 162 den Abstand oder die Exzentrizität des Mittel-
Schlitten 174 einstellbar ist. Der Schlitten 174 trägt eine
schwenkbare erste Gleitbuchse 176, in der ein erster Hebel axial
verschiebbar 1st. Wie in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 kann man durch Verändern der Position des Schlittens 174
in der Führung 162 den Abstand oder die Exzentrizität des Mittel-
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punktes der Gleitbuchse 176 von der Achse des Kurbelschaftes 168
einstellen zur Veränderung des Verhältnisses der Rücklaufhubgeschwind
i yke i t zur Arbe i tshubgeschwi nd i
<jke i t. Der Drehwinkel des Kurbelschaftes 168 während welchem der Rücklaufhub erfolgt ist
mit A2 bezeichnet und der Drehwinkel des Kurbelschaftes 168
während welchem der Arbeitshub erfolgt ist wesentlich grosser und
mit A. bezeichnet.
Der erste Hebel 178 ist an einem Stummelschaft oder Schwenkschaft
180 befestigt, der auch einen zweiten Hebel 182 trägt. Der zweite Hebel 182 hat an seinem freien Ende eine drehbar gelagerte zweite
Gleitbuchse 184, in der ein länglicher Hebel 186 axial verschieb-ι
bar ist. Ein Ende dieses länglichen Hebels 186 ist schwenkbar an I
einer Mutter 188 befestigt, die auf die obere Verlängerung 74 des Ventiles 63 aufgeschraubt ist. Eine dritte Gleitbuchse 190 sitzt i
auch auf dem länglichen Hebel 186 für Axialbewegung zwischen den Enden des Hebels. Die Buchse 190 ist schwenkbar gelagert an einem
Schlitten 192, der in einer Führung 194 eines Gehäuses 196 beweglich und feststellbar ist. Der Mittelpunkt der Schwenkbuchse 190
bestimmt den Schwenkpunkt 198 für den länglichen Hebel 186. Durch Einstellen der Lage der Gleitbuchse 190 längs der Führung 194
kann die Amplitude der Ventil~und Spindelbewegung eingestellt
werden. Das Gehäuse 196 ist vorzugsweise an einer Schwenkwelle
200 befestigt, so dass die Winkelstellung des Gehäuses 196 um
die Achse 200 verstellbar ist zum Anheben oder Absenken des Hebel-*
Schwenkpunktes 198. Auf diese Weise kann man die Stellung des Ventiles 63 an dem oberen Ende und an dem unteren Ende seines
Hubes verändern.
Falls die Welle 168 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, so bewegen sich die Hebel 178 und 192 mit nicht gleichförmigen ι
Winkelgeschwindigkeiten infolge der veränderlichen effektiven ι Länge des Hebels 178 in der Gleitbuchse 176. Falle der Hebel 182 j
aus seiner Endlage in Richtung zum Mittelpunkt seiner bogenförmigen Bewegung gedreht wird, so wird der Teil des länglichen Hebels
186 zwischen dem Drehpunkt 168 und der Mutter 188 allmählich kurzer. Auf diese Weise erhält man eine zusätzliche Verzögerung
der linearen Geschwindigkeit des Ventiles 63 und der Spindel 12
ausser der Verzögerung infolge der Winkelgeschwindigkeit des Hebels Ip2.
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Die Einstellung der Hublänge kann wie beschrieben vorgenommen wer-i
den durch Verstellung der Gleitbuchse 190 in der Führung 194. Das t gleiche Ergebnis erhält man auch durch Festhalten der Gleitbuchse ]
190 in seiner Stellung in der Führung 194 und durch Verstellen der! Gleitbuchse 184 auf dem Hebel 182 in Richtung zur Achse des Kurbelj-Schaftes
168 oder von derselben weg. Ausserdem kann man eine Verstellbarkeit der Buchse 190 in Vertikalrichtung nach unten und
nach oben vorsehen anstelle seiner Winkelverstellbarkeit durch Bewegung des Gdiäuses 196 um die Achse des Schaftes 200.
Das Geschwindigkeitsdiagramm nach Figur 11 zeigt die Geschwindigkeitskurve
202 der Vorrichtung nach den Figuren 9 und 10 zum Vergleich mit der konventionnellen Geschwindigkeitskurve 162 bei
mechanischem Kurbelantrieb der Spindel. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsmässe Vorrichtung eine wesentliche Steigerung der
Geschwindigkeit in dem Rücklauf hubteil der Kurve 202 gewährleistet:,
während die Geschwindigkeitsveränderung in dem Arbeitshubteil der Kurve nur minimal ist.
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Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE(l-jFluidische Betätigungs-und Steuervorrichtung für die axial hin-und herbewegliche Spindel einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet,dass die Spindel einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben hat, mit einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei die eine Fläche kleiner ist als die andere, dass eine Druckleitung vorgesehen ist zum Anschluss einer Quelle von Fluid unter Druck und eine Rückflussleitung vorgesehen ist zum Zurückleiten des Fluides zu der Quelle unter niedrigem Druck, wobei die Druckleitung angeordnet ist zum kontinuierlichen Zuführen des Fluides zur Beaufschlagung der ersten Fläche, dass die Spindel einen ersten Verbindungskanal zwischen der ersten und der zweiten Fläche und einen zweiten Verbindungskanal zwischen der zweiten Fläche und der Rückflussleitung hat, dass ein Ventil in dem ersten und dem zweiten Verbindungskanal hin-und herbeweglich und derart angeordnet ist, dass es bei Bewegung in einer Axialrichtung den ersten Verbindungskanal öffnet und den zweiten Verbindungskanal schliesst zur Bewegung der Spindel in dieser Axialrichtung, und bei Bewequnq in der entqeqenqesetzten Axialrichtunq den ersten809828/05UVerbindunyskann I schliesst und den zweiten Verb i nduncjskana 1 öffnet zur Bewecjunq der Spindel in der entqeqenqeüe tz ten Axia 1richtunq, und dass eine mechanische Antriebsvorrichtung für das Ventil vorgesehen ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Spindel eine axiale Bohrung hat, welche den ersten und den zweiteniVerbindungskanal bildet und in welchem das Ventil verschiebbar !angeordnet ist, und dass die Spindel und das Ventil so angeordnet sind, dass die Spindel dem Ventil bei seiner axialen Hin-und Herbewegung folgt und dass die Bewegung der Spindel in der einen !Axialrichtung ihr Arbeitshub und die Bewegung der Spindel in der ίentgegengesetzten Axialrichtung ihr Rücklaufhub dargestellt.3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Spindel derart in bezug auf das Ventil angeordnet ist, dass falls die Spindel während ihrem Arbeitshub einen Widerstand erfährt, die öffnung zu dem ersten Verbindungskanal zunimmt und somit der die zweite Fläche beaufschlagende hydraulische Druck steigt.4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass ein getriebenes Zahnrad mit der Spindel verbunden ist zur Rotation derselben während seiner Hin-und Herbewegung.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass eine ,Führung für die Spindel vorgesehen ist, die auswechselbare Teile jaufweist, welche zusammenwirken,um eine zusätzliche Rotations- !bewegung der Spindel während seiner Hin-und Herbewegung zu erzeugen.|6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die !mechanische Antriebsvorrichtung zur Hin-und Herbewegung des Ventiles einen getriebenen Schaft und ein Gestänge zwischen dem Schaft und dem Ventil aufweist, das derart aufgebaut und angeordnet istizur Umwandlung der Drehbewegung des Schaftes in eine lineare Hin- ;und Herbewegung des Ventiles. ,7- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die ! mechanische Antriebsvorrichtung einen Schaft hat, der im wesentli- ; 'chen mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, sowie einen809828/05Uschwenkbar an das Ventil anyeschlossenen Hebel und ein Gestänge aufweist, das den Schaft und den Hebel miteinander verbindet und einstellbar ist zur Umwandlunq der Drehbewegung mit konstanter Geschwindigkeit des Schaftes in eine lineare hin-und hergehende Bewegung mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit bei seiner Bewegung in der einen Axialrichtung und mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit bei seiner Bewegung in der entgegengesetzten A-xialrichtung, wobei ein Zyklus der Hin-und Herbewegung des Ventilee bei einer Umdrehung des Schaftes erfolgt.8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der Hebel für eine Schwenk-und Gleitbewegung angeordnet ist, und das einstellbare Gestänge schwenkbar gelagerte Buchsen für den Hebel aufweist, die einstellbar sind in bezug auf die Achse des mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Schaftes, zur Einstellung der Amplitude der linearen hin-und hergehenden Bewegung des Ventiles.9.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass durch Einstellung der Buchse in bezug auf die Achse des Schaftes das Verhältnis der Geschwindigkeit des Ventiles zwischen seinen Bewegungen in der einen und in der entgegengesetzten Axialrichtung einstellbar ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das ; an das Ventil angeschlossene Gestänge in bezug auf das Ventil einstellbar ist zum Einstellen der Endlagen des Ventiles seiner linearen hin-und hergehenden Bewegung.11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch ge-kennzeichnet ,dass die Verbindung des Hebels mit dem Ventil einstellbar ist, zum Einstellen der Endstellungen der linearen hin-und hergehenden Bewegung des Ventiles. j12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet ,dass das ' den Schaft mit dem Hebel verbindende Gestänge derart ausgeführtist, damit die Amplitude der hin-und hergehenden Bewegung des ij Ventiles einstellbar ist ohne wesentliche Abweichung von dem Ge- jschwindigkeitsverhältnis der Bewegung des Ventiles in der einen jaxialen Richtung zu seiner Bewegungsgeschwindigkeit in der ent- !gegengesetzten Axialrichtung während saner Hin-und Herbewegung. '809828/05U
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