DE517293C - Werkzeugmaschine, insbesondere Zahnraederschleifmaschine, deren Werkzeugschlitten und Teilkopf hydraulisch bewegt werden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Metallschneide- und Schleifmaschinen, bei denen ein hin und her gehender Schlitten benutzt wird, um die relative Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück hervorzubringen. Insbesondere soll die Erfindung Anwendung finden bei Zahnräderschleifmaschinen, bei denen eine sich drehende Schleifscheibe von einem hydraulisch gesteuerten, hin und her gehenden Schlitten getragen wird.

Es ist nun bereits bekannt, bei derartigen Maschinen die das Werkzeug und das Werkstück tragenden hydraulisch bewegten Teile durch Ventile zu steuern, die von irgendwelchen bewegten Teilen der Maschine betätigt werden. Da nun die Bewegungen der beiden Arbeitszylinder der Maschine genau aufeinander abgestimmt sein müssen, so erschien es zweckmäßig, die beiden Ventile der beiden Arbeitszylinder zu einem einzigen Ventil zu vereinigen.

Da bei den alten Maschinen Ventile von Anschlagstücken betätigt wurden, die mit den Kolben unmittelbar in Verbindung standen, konnte jedoch eine genaue Wechselbeziehung der Bewegungen der beiden Kolben nur durch eine sehr komplizierte und trotzdem unzuverlässige Bauart erzielt werden.

Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber eine neue, einfachere und zuverlässigere Steuervorrichtung für das die beiden Arbeitskolben steuernde Ventil. ■'.-·'
Erfindungsgemäß wird das Ventil von einem Flüssigkeitsmotor gesteuert, der ständig bestrebt ist, den Ventilkörper zu drehen, der in aussetzender Bewegung mittels eines von den hydraulisch bewegten Maschinenteilen gesteuerten Schaltwerkes freigegeben imd gesperrt wird.

Das Steuerorgan ist zweckmäßig als ein mit einer Kurbel versehener Drehschieber ausgebildet, der unter der Wirkung hydraulisch bewegter, an der Kurbel angreifender Kolben sich jeweils dreht, wenn er von dem Schaltwerk freigegeben wird.

Erfindungsgemäß kann der Arbeitsgang des Steuerorgans mit veränderlicher Geschwindigkeit durchgeführt werden, was dadurch erreicht wird, daß von einer oder mehreren der Flüssigkeitsdruckleitungen zum Druckmittelbehälter führende Umlaufleitungen abgezweigt sind, durch deren Drosselung die Regelung der hinter die Arbeitskolben tretenden Druckniittelmenge erfolgen kann.

Vorzugsweise sind außerdem an der Maschine Vorkehrungen getroffen, um einen vollständigen Rückgang des Arbeitskolbens zu ermöglichen und zum Zwecke des Zurichtens der Schleifscheibe die Maschine anzuhalten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Abb. ι ist eine schematische Darstellung der Erfindung an einer Maschine zum Schleifen der Zähne von Zahnrädern.

Abb. 2 ist eine Seitenansicht, und Abb. 3 ist eine Endansicht einer Zahnrad-

schleifmaschine gemäß vorliegender Erfindung.

Abb. 4 ist ein Teilschnitt nach IV-IV der Abb. 3, und '

Abb. 5 ist eine Endansicht der Vorrichtung zur Bewegung des Schlittens.

Abb. 6 ist ein Teilschnitt nach VI-VI der Abb. 3, und

Abb. / ist eine Endansicht, teilweise im ίο Schnitt, der Vorrichtung zur Betätigung des Teilkopfes.

Abb. S ist eine Darstellung der Vorrichtung zur Steuerung des Hauptventils.

Abb. 9 ist ein senkrechter Schnitt. t5 Abb. io ist eine Ansicht, und

Abb. Ii ist eine Aufsicht des Hauptventüs und der Hilfsmittel zur Betätigung desselben. Abb. 12 ist ein teilweiser Schnitt. Abb. 13 ist eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils.

Abb. 14 ist ein Schnitt nach Linie XIV-XIV der Abb. 9.

Es soll zunächst die schematische Darstellung der Erfindung an Hand der Abb. 1 beschrieben werden. Das zu schleifende Zahnrad oder eine Mehrzahl solcher gleichachsig angeordneter Zahnräder« ist auf der drehbaren Spindel eines Teilkopfes b befestigt. Die Schleifscheibe c, deren Umfang derart geformt ist, daß die Scheibe zwischen ein Paar einander zugekehrter Zahnflanken einfaßt und diese Zahnflanken gleichzeitig schleift, wird von einem Schlitten if getragen und zweckmäßig durch einen Elektromotor, der nicht dargestellt ist, in Drehung versetzt; dieser Motor sitzt ebenfalls auf dem Schlitten.

Der Schlitten el wird von einem Kolben oder einer Schubstange e hin und her bewegt, welche sich in einem festliegenden hydraulischen Zylinder/ bewegt. Die Treibflüssigkeit ist zweckmäßig Öl, obwohl auch jede andere Flüssigkeit dazu benutzt werden kann. Am inneren Ende der Schubstange ist ein Kolben £ vorgesehen, der genau in den Zylinder paßt. Die von der Treibflüssigkeit beaufschlagte Fläche des Kolbens ist an seiner Rückseite kleiner als die an der Vorderseite des Kolbens. Bei dieser Anordnung und unter Benutzung einer Treibflüssigkeit von gleichbleibendem Druck wird der Rücklauf des Kolbens oder der Schubstange von den Zahnrädern α fort mit größerer Geschwindigkeit ausgeführt als der Vorwärts- oder Arbeitshub auf die Zahnräder α zu.

Der Teilkopf kann jede beliebige Bauart haben. In der Abb. 1 ist ein Zahnrad h angedeutet, dem in aussetzender Weise Winkelbewegungen mit Hilfe einer Klinke / mitgeteilt werden, die von einem Schlitten/ hin und her bewegt wird. Letzterer erhält seine Bewegung von einer Kurbelt durch eine VerbindungsstangeZ; die Kurbel k wird durch ein Zahnrad m gedreht, das mit einer Zahnstange η in Eingriff steht, die von einer KoI- benstangeo eines, hydraulischen Zylinders ρ bewegt wird. Diese Kolbenstange trägt einen Kolben q, und die Anordnung ist derart getroffen, daß die Bewegung in der einen Richtung schneller ist als in der entgegengesetzten Richtung, wenn auch durch Fortführen der Schubstange durch das hintere Ende des Zylinders beide Hübe mit der gleichen Geschwindigkeit vollzogen werden können, wenn dies gewünscht wird.

Wenn der Schlitten d in seiner äußersten rückläufigen Stellung sich befindet, wie dies in Abb. 1 veranschaulicht ist, so kann die Schleifscheibe c zu- oder nachgerichtet werden.

Öl oder eine sonst geeignete Treibflüssigkeit wird den verschiedenen Zylindern aus einem Behälter λ: durch eine Pumpe y zugeführt. Die Flüssigkeit wird von der Pumpe durch ein Rohr 3 zu einem Ventil 4 geführt, das mittels eines Handhebels 5 eingestellt wird. Wenn es gewünscht wird, die Maschine stillzusetzen, so wird das Ventil derart gedreht oder eingestellt, daß die Flüssigkeit in den Behälter .r durch das Rohr 2 zurückgeführt wird. Um die Maschine in Tätigkeit zu setzen, wird das Ventil 4 derart gedreht, daß das Rohr 3 in Verbindung mit dem Rohr 6 gebracht wird, das zu dem selbsttätigen Regelventil führt. Eine zweckmäßige Bauart dieses Ventils wird später beschrieben werden; zur vorläufigen Erläuterung der Erfindung ist in Abb. ι dieses Ventil als aus zwei Teilen bestellend dargestellt, von denen der eine Teil 7 den Zufluß der Flüssigkeit zu too dem einen Ende der beiden Zylinder/ und ρ regelt, während der andere Teil 8 den Zufluß der Flüssigkeit zu dem anderen Ende der beiden Zylinder steuert. Die beiden Ventilteile 7 und 8 sind miteinander verbunden und um eine gemeinsame Achse drehbar. Sie sind weiter an dem einen Ende mit einem hydraulischen Antriebsmotor 9 verbunden, der im folgenden beschrieben werden wird, und an dem oberen Ende mit einem ebenfalls im folgenden näher beschriebenen Schaltwerk 1 o. Bei der Stellung der Teile nach Abb. 1 gelangt die in dem Rohr 6 entlang fließende Flüssigkeit durch das Ventil 8 und das Rohr 14 zu dem einen Ende des Zylinders/, um den Rückwärtshub des Kolbens in dem Zylinder zu bewirken; dieser Hub ist in der gezeichneten Darstellung vollendet. Inzwisehen hat sich das Ventil 7 derart eingestellt, daß die entgegengesetzte Seite des Zylinders durch das Rohr 37 entleert wird. Die nächste Vierteldrehung der Ventile 7 und 8 in der

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Pfeilrichtung läßt die Flüssigkeit nach dem einen Ende des Zylinders ρ durch das Rohr 11 fließen und gleichzeitig das entgegengesetzte Ende dieses Zylinders durch das Rohr 12 entleeren; das Rohr 13 dient dazu, die Flüssigkeit von beiden Zylindern in den Behälter χ zurückzuführen. Bei der nächsten. Vierteldrehung wird der Zu- und Abstrom der Flüssigkeit zum Zylinder ρ umgekehrt, ίο Während der folgenden beiden Viertelumdrehungen wird die Flüssigkeit ^-auf den Kolben des Zylinders/ einwirken, während der Kolben des Zylinders ρ stehenbleibt. Der Kreislauf der Arbeitsvorgänge wird dann wiederholt. Es ergibt sich also, daß, während der Kolben des Zylinders/ arbeitet, der Kolben des Zylinders ρ stillsteht und umgekehrt. Um die Geschwindigkeit des Arbeitshubes des Kolbens im Zylinder/ zu verändern, ist eine Zweigleitung 15 mit Drosselventil 16 zwischen dem Rohr37 und dem Behältern eingeschaltet. Wenn dies Ventil gesclüossen ist, so arbeitet der Kolben mit seiner Höchstgeschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung; ist das Ventil offen, so erhält der Kolben keinerlei Bewegung. Innerhalb dieser Grenzen können verschiedene Geschwindigkeiten erzielt werden durch Veränderung der Öffnung des Ventils.

Bei normaler Arbeitsweise wird der Kolben des Zylinders/ nicht vollkommen zurückgeführt; vielmehr wird sein Hub dann derart eingestellt, daß er im Verhältnis mit der Länge der zu bearbeitenden Zahnradflächen steht. Es ist jedoch in gewissen Zwischenräumen notwendig, die Schleifscheibe wieder zuzurichten, und um dies zu ermöglichen, wird dann der Kolben um seinen vollen Weg rückwärts bewegt, bis er gegen das Ende des Zylinders anschlägt. Hierbei wird der Kolben unter dem Druck der Treibflüssigkeit fest gegen das Ende des Zylinders gehalten.

Es soll nunmehr die selbsttätige Steuerung der Ventile 7 und 8 beschrieben werden, mit deren Hilfe die im richtigen Verhältnis zueinander stehenden Hübe der Kolben oder Schubstangen in den Zylindern/ und ρ hervorgerufen werden. Wie bereits angegeben, sind die Ventile 7 und 8, der Motor 9 und das Schaltwerk 10 alle gleichachsig angeordnet und miteinander verbunden. Die Einzelheiten dieser Bauart sind in den Abb. 9 bis 14 veranschaulicht. Die Ventile sind in einem einzigen Drehkörper 24 zusammengefaßt, in welchem die Kanäle 7 und 8 den in Abb. 1 veranschaulichten Ventilen entsprechen. Die Treibflüssigkeit wird bei 6 zugeführt und bei 13 abgeführt. Am unteren Ende des Ventilgehäuses 25 ist ein System von vier hydraulischen Treibzylindern 26 angeordnet, deren jeder einen Kolben 27 enthält, dessen inneres Ende auf eine Kurbel 28 einwirkt. Der Eintritt dieser Treibflüssigkeit zu jedem der Treibzylinder nacheinander wird geregelt durch die Einlaßkanäle 29 in dem Drehkörper 24; alle Zylinder entleeren in den Kanal 13. Die Kanäle 29 arbeiten mit den Kanälen 30 in dem Gehäuse 25 zusammen, um so die gewünschte Verteilung der Treibflüssigkeit zu erzielen. Hierbei kann jede beliebige Bauart oder Anordnung benutzt werden, und die in der Zeichnung veranschaulichte ist genügend klar, um eine weitere Beschreibung unnötig zu machen.

Der hier angedeutete hydraulische Motor ist dauernd bestrebt, den Ventilkörper 24 in der dargestellten Richtung zu drehen; diese Drehung wird aber in geeigneten Zwischenräumen unterbrochen durch ein Schaltwerk am oberen Ende des Ventils. Bei der hier veranschaulichten Bauart besteht dieses Schaltwerk aus einer Scheibe 10, die eine besonders geformte Nut 40 aufweist, wie die Abb. 1 und 11 zeigen; in diese Nut greifen Stifte 41, die an Hebeln 42 befestigt sind. Der eine dieser Hebel wird von dem Hauptschütten d der Maschine betätigt, während der andere von- dem Teilkopf bzw. der diesen bewegenden Vorrichtung bewegt wird. Bei der Stel- go lung der Abb. 1 ist die Scheibe 10 an der Drehung verhindert durch Eingriff des linken Stiftes, der sich gegen eine Schulter oder einen Ansatz an der Nut der Scheibe legt. Wenn durch Bewegung des Schiittens el dieser Zapfen oder Stift nach rechts bewegt wird, so wird die Scheibe freigegeben, und der Motor 9 dreht dann das Ventil um eine Vierteldrehung, worauf dann der rechts liegende Stift die Scheibe stillsetzt. Die Aus- too gestaltung der Scheibennut und die Anordnung der Stifte ist derart, daß die Scheibe nach jeder Viertelumdrehung stillgesetzt wird. Wenn man von der Stellung der Abb. 1 ausgeht, so regeln die ersten beiden Vierteldrehungen die Bewegung des Kolbens des Zylinders ρ und die beiden folgenden die Bewegung des Kolbens des Zylinders /. Die seitlichen Bewegungen der Stifte, die durch den Hauptschlitten und den Teilkopfmechanismus hervorgerufen werden, lassen sich mit Hilfe der in Abb. 8 dargestellten Hilfsmittel erzielen. An dem Hauptschlitten d sind einstellbar zwei Anschlagstücke 43, und nahe an dem Schlitten ist ein Hebel 31 drehbar befestigt, der durch einen Lenker 33 mit einem der Hebel 42 verbunden ist. Die abwechselnden Bewegungen des entsprechenden Stiftes 41 werden nun durch die entgegengesetzten Wirkungen der Anschlagstücke 43 auf die Enden des Hebels 31 hervorgerufen. Der andere Stift ist in ähnlicher Weise durch

einen Lenker oder eine Stange 33 mit einem gabelförmigen Hebel 34 verbunden, der durch eine Hubscheibe 3 5 hin und her bewegt wird, die auf einer Spindeiso der durch das Zahnrad m bewegten -Teilvorrichtung befestigt ist. Die Verwendung dieses Teils der Erfindung bei der in den Abb. 1 bis 7 veranschaulichten Maschine wird nur wenig weitere Erläuterung erfordern, da die verschiedenen Teile leicht mit den in der schematischen Darstellung der Abb. ι identifiziert werden können. Der die Schleifscheibe c tragende Schlitten d ist auf einer waagerechten Gleitfläche beweglich, welche den oberen Teil des Mäschinenbettes 44 bildet. In Abb. 2 ist nur ein einziges Zahnrad« veranschaulicht, das auf der Spindel des Teilkopfes zur Bearbeitung durch die Schleifscheibe befestigt ist. Die Einzelheiten des Teilkopfes sind hier nicht wiedergegeben, da jede beliebige Bauart einer derart an sich bekannten Einrichtung benutzt werden kann. Der Teilkopf erhält seinen Antrieb durch die Zahnstange 11 durch Vermittlung des Zahnrades m und die senkrechte Welle 36.

Wie angegeben, soll die normale Hinundherbewegung des Schlittens d durch die Wirkung der Anschlagstücke 43 auf den Hebel 31 geregelt werden. Wenn es jedoch erforderlieh ist, den Schlitten rückwärts bis zum Ende seiner Rückwärtsbewegung zu bringen und ihn dort festzuhalten, um das Zurichten der Schleifscheibe durchzuführen, so wird der rechts liegende Anschlag 46 des Hebels 31 aus der Bahn des Anschlagstückes 43 herausbewegt. Infolgedessen kann der Kolben seine Bewegung vollenden, bis er von dem Ende seines Zylinders angehalten wird. Dieser Ansatz ist beweglich und kann von Hand von der gegenüberliegenden Seite der Maschine aus durch Vermittlung irgendeiner beliebigen Vorrichtung, z. B. eines biegsamen Kabels (nicht dargestellt),, betätigt werden. Um zu verhindern, daß der Kolben hart gegen das Zylinderende anschlägt, ist an dem Schlitten ein Vorsprung 47 vorgesehen, der den Handventilhebel S bewegt und sodann das Handvent2'4 ganz oder teilweise schließt, wodurch der Zufluß der Treibflüssigkeit zu dem Zylinder vollständig unterbrochen oder gedrosselt wird. Um die Maschine nach dem Zurichten der Schleifscheibe wieder anzulassen, wird dann der Hebel 31 von Hand derart bewegt, daß er das Schaltwerk freigibt, und der Vorsprung 46 an dem Hebel wird dann wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist bei anderen Maschinen, z. B. bei Fräs- und Shapingmaschinen, im wesentliehen dieselbe, wie sie im vorstehenden beschrieben ist; in allen diesen Fällen müssen aber die Einzelheiten der Vorrichtung etwas geändert werden, um den verschiedenen Anordnungen zu entsprechen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ι .Werkzeugmaschine, insbesondere Zahnräderschleifmaschine, deren Werkzeugschlitten und Teilkopf hydraulisch bewegt 70" und in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Bewegungen mittels eines Ventils gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan von einem hydraulischen Motor angetrieben und in aussetzender Bewegung mittels eines von den hydraulisch bewegten Maschinenteilen gesteuerten Schaltwerks freigegeben und gesperrt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit einer Kurbel (28) versehenen Drehschieber, der unter der Wirkung hydraulisch bewegter, an der Kurbel angreifender Kolben (27) ständig bestrebt ist, sich in seinem Gehäuse (25) zu drehen.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Schaltwerk, das aus einem mit dem Drehschieber (24) verbundenen drehbaren Körper (10) besteht, der eine Steuerkurve (40) hat, die so beschaffen ist, daß in sie eingreifende und von den Maschinenteilen gesteuerte Stifte (41) die Scheibe (10) freigeben und anhalten, so daß der Drehschieber Teildrehungen ausführen kann.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von einer oder mehreren Druckleitungen (37) eine Urnlaufleitung (15) zum Druckmittelbehälter (je) abzweigt, in welche ein Drossel- organ (16) zur Regelung der hinter den zugehörigen Arbeitskolben tretenden Druckmittelmenge eingeschaltet ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen mit dem Handventil (4) in Verbindung stehenden Anschlag (47), der nach Ausschaltung des Anschlages (46) von Hand bei dem dadurch ermöglichten vollständigen Rückgang des Kolbens (e) das Handventil (4) mechanisch schließt oder drosselt, wodurch zur Durchführung des Zurichtens der Schleifscheibe die Maschine angehalten wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen