DE631554C - Machine tool with hydraulic feed - Google Patents

Description

Werkzeugmaschine mit hydraulischem Vorschub Bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen, ist es für viele Arbeiten unerläßlich, daß der Arbeitstisch spielfrei und gleichmäßig die verlangte Vorschubbewegung ausführt oder auch spielfrei feststeht.Machine tool with hydraulic feed For machine tools, especially milling machines, it is essential for many jobs that the work table Carries out the required feed movement evenly and without play or without play is certain.

Man hat zu dem genannten Zweck bereits vorgeschlagen, ein unter Druck stehendes Flüssigkeitsgetriebe zu verwenden, dessen Pumpe beiderseits der den Vorschub bewirkenden Arbeitskolben an den Arbeitszylinder derart angeschlossen ist, daß ein vollkommen mit Flüssigkeit gefülltes System entsteht. Es ist auch an sich nicht neu, an das geschlossene System eines solchen Getriebes an irgendeiner Stelle einen unter Druck gesetzten Flüssigkeitsbehälter anzuschließen. Schließlich ist es auch bereits bekannt, zum Verriegeln des Vorschubkolbens von Flüssigkeitsgetrieben die Flüssigkeit unter hohen Druck zu stellen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, von der zuletzt genannten Maßnahme Gebrauch zu machen bei einem Getriebe der eingangs angegebenen Art, bei dem in die geschlossene Flüssigkeitsleitung ein gleichfalls geschlossener, vollständig gefüllter Flüssigkeitsbehälter eingeschaltet ist und unter einem Druck gehalten wird, der oberhalb des Druckes liegt, den die bei den normalen Betriebsverhältnissen aus dem Schnittwiderstand des Werkzeuges der Maschine sich herleitenden Arbeitskräfte auf den Arbeitskolben des Getriebes ausüben können. Durch die vorstehend erläuterte Ausbildung wird eine Berührung von Luft mit der Flüssigkeit des Getriebes weitgehend verhindert. Trotzdem wird die Flüssigkeit des Getriebes nicht völlig frei von Luft gehalter werden können. Ist gemäß dem Vorschlag den Erfindung. bei dem an sich bekannten geschlossenen Getriebe die Flüssigkeit als solche unter sehr hohen Druck gesetzt und hat damit eine sehr weitgehende Zusammenpressung der etwa in ihr enthaltenen Luft stattgefunden, so wird eine weitere ins Gewicht fallende Verdichtung durch die beim Betrieb der Werkzeugmaschine auftretendeil Kräfte nicht mehr erfolgen können. Gegenüber den bekannten Getrieben, bei denen ein geschlossenes System der vorstehend erläuterten Art unter verhältnismäßig niederem Druck vorgesehen ist, wird sich bei dem Getriebe gemäß der Erfindung infolge dieser unter hoher Vorspannung stehenden starren Flüssigkeitssäulen der Vorschub der Werkzeugmaschine spielfreier gestalten, während gegenüber den Getrieben, die mit einer unter hohen Druck gesetzten Flüssigkeit arbeiten und infolgedessen den zuletzt genannten Erfolg im wesentlichen gleichfalls aufweisen, der Vorteil einfacherer Bauart besteht, insofern die dort erforderliche Drosseleinrichtung bzw. das dort vorgesehene Hemmwerk mit besonderem Antrieb in Fortfall kommt.For this purpose, it has already been proposed to use a pressurized to use upright fluid transmission, whose pump on both sides of the feed effecting working piston is connected to the working cylinder in such a way that a A system that is completely filled with liquid is created. It is not in itself either new, to the closed system of such a transmission at any point connect pressurized liquid container. After all, it is too already known to lock the feed piston of liquid gearboxes To put the liquid under high pressure. According to the invention it is proposed to make use of the last-mentioned measure in a transmission of the initially specified type, in which a likewise in the closed liquid line closed, completely filled liquid container is switched on and is maintained under a pressure that is above the pressure that the normal operating conditions from the cutting resistance of the machine tool derived workers can exercise on the working piston of the transmission. By the above-described training, a contact of air with the Liquid of the transmission largely prevented. Nevertheless, the liquid of the Gearboxes cannot be kept completely free of air. Is according to the proposal the invention. in the case of the closed transmission known per se, the liquid as such put under very high pressure and thus has a very extensive compression If any air it contains has taken place, another weight becomes important falling compression due to the forces occurring during operation of the machine tool can no longer take place. Compared to the known gears, in which a closed System of the type described above provided under relatively low pressure is, is in the transmission according to the invention as a result of this under high preload standing rigid columns of liquid, the feed of the machine tool is backlash-free shape while facing the gears that are subjected to a high pressure Fluid work and, as a result, the last-mentioned success essentially also have the advantage of a simpler design, insofar as there is required throttle device or the escapement provided there with special Drive fails.

In der Zeichnung ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Werkzeugmaschine schematisch dargestellt.The drawing shows a vertical longitudinal section through a machine tool shown schematically.

Auf dem Maschinengestell x ist der Arbeitstisch 2 geführt, der mit einer Kolbenstange 3 fest verbunden ist, auf welcher der Vorschubkolben q. fest angebracht ist. Der Vorschubkolben 4 teilt den am Maschinengestell z befestigten Zylinder 5 in die Zylinderräume 6 und 7. Die Zylinderräume 6 und 7 sind durch Deckel geschlossen, durch die die Kolbenstange 3 mittels Stopfbuchsen gedichtet hindurchgeht.On the machine frame x, the work table 2 is guided, which is with a piston rod 3 is firmly connected, on which the feed piston q. fixed is appropriate. The feed piston 4 divides the one attached to the machine frame z cylinder 5 into the cylinder chambers 6 and 7. The cylinder chambers 6 and 7 are closed by covers, through which the piston rod 3 passes in a sealed manner by means of stuffing boxes.

Die auf beliebige Weise antreibbare und für die beiden Vorschubrichtungen auf beliebige Weise umsteuerbare Vorschubpumpe 8 muß so ausgeführt sein, daß sich ihre Förderleistung in weiten Grenzen verändern läßt. Die Pumpe 8 ist durch eine Leitung 9 mit dem Zylinderraum 6 und durch eine Leitung io mit dem Zylinderraum verbunden. In der Zeichnung ist Beispiels rse an die Leitung 9 ein Ersatzflüssigkeitsbehälter ii angeschlossen. In dem Behälter ii ist ein Druckkolben 12 eingebaut, der auf beliebige Weise belastet wird.The one that can be driven in any way and for both feed directions in any way reversible feed pump 8 must be designed so that can change their delivery rate within wide limits. The pump 8 is through a Line 9 with the cylinder space 6 and through a line io with the cylinder space tied together. In the drawing, for example, rse on line 9 is a replacement liquid container ii connected. In the container ii a pressure piston 12 is installed, which on any Way is charged.

Die Zylinderräume 6 und 7, die Leitungen 9 und io sowie der Behälter ii werden mit einer Treibflüssigkeit, z. B. 0l, gefüllt. Diese kommt, nachdem sie eingefüllt ist, niemals wieder mit der Außenluft in Berührung. Der Druckkolben i2 preßt die Treibflüssigkeit mit .einem den Arbeitsbedingungen angepaßten Druck so zusammen, daß sowohl die Zylinderräume 6 und 7 als auch die Leitungen g und io mit der Treibflüssigkeit vollkommen und kraftschlüssig gefüllt sind und die Treibflüssigkeit beiderseits gegen . den Vorschubkolben q. gepreßt wird. Dieser ist daher von der Treibflüssigkeit unbedingt spielfrei und dabei unverrückbar gehalten, solange die Treibflüssigkeit nicht in Bewegung gesetzt wird. Die Treibflüssigkeit kann aber nur durch die Förderung der Vorschubpumpe in Bewegung gesetzt werden, weil der Druckkolben i2 nur einen ruhenden Druck ausübt, der in sich aufgehoben wird, und der Zylinder 5 mit den Leitungen 9 und io einen in sich geschlossenen Raum bildet.The cylinder spaces 6 and 7, the lines 9 and io and the container ii are with a propellant liquid, e.g. B. 0l filled. This comes after them never comes into contact with the outside air again. The pressure piston i2 presses the propellant with .einem pressure adapted to the working conditions together that both the cylinder chambers 6 and 7 and the lines g and io with the propellant are completely and positively filled and the propellant both sides against. the feed piston q. is pressed. This is therefore of the Driving fluid absolutely free of play and kept immovable as long as the Motive fluid is not set in motion. But the propellant can can only be set in motion by the feed pump, because the pressure piston i2 only exerts a static pressure, which is canceled out in itself, and the cylinder 5 forms a closed space with the lines 9 and io.

Die im Behälter ix befindliche Treibflüssigkeit stellt einen Ersatzvorrat dar, der dazu dient, die Zylinderräume 6 und 7 sowie die Leitungen 9 und io dann sofort wieder aufzufüllen, falls durch kleine Undichtigkeiten, z. B. an den Zylinderstopfbuchsen, oder durch andere Umstände ein Verbrauch an Treibflüssigkeit stattfindet.The propellant liquid in the container ix provides a replacement supply represents, which serves to the cylinder chambers 6 and 7 and the lines 9 and io then to be refilled immediately if small leaks, e.g. B. on the cylinder glands, or there is a consumption of propellant fluid due to other circumstances.

Der auf der Treibflüssigkeit ruhende Druck kann auch auf jede andere als die beschriebene Weise erzeugt werden. Auch kann die Zuleitung des Druckes oder der Ersatztreibflüssigkeit an jeder anderen als der dargestellten Stelle des Getriebes erfolgen, z. B. än der Leitung io, an einem, der Zylinderräume 6 oder 7 oder auch innerhalb der Vorschubpumpe B.The pressure resting on the propellant fluid can also be applied to any other can be generated as the manner described. Also the supply line of the pressure or the replacement propellant fluid at any point on the gearbox other than that shown take place, e.g. B. än the line io, on one of the cylinder chambers 6 or 7 or also inside the feed pump B.

Bei Überlastungen der Maschine. kann .der Kolben 12 für den Leitungsteil, in den der Behälter ii eingeschaltet ist, als Sicherheitsorgan wirken. Es kann auch zweckmäßig sein, den anderen Leitungsteil, z. B. die Leitung io, mit einem Sicherheitsorgan, z. B. einem Überdruckventil 13, zuversehen. Ein derartiges Überdruckventil darf aber keineswegs den freien Durchfluß der Treibflüssigkeit behindern, sondern soll nur dann Wirkung bekommen, wenn im Getriebe ein gefährlicher Überdruck auftritt.When the machine is overloaded. can .the piston 12 for the line part, in which the container ii is switched on, act as a safety device. It can also be appropriate to the other line part, z. B. the line OK, with a security body, z. B. a pressure relief valve 13 to be provided. Such a pressure relief valve is allowed but in no way hinder the free flow of the propellant liquid, but should only take effect if a dangerous overpressure occurs in the gearbox.

Wird nun die Vorschubpumpe 8 angetrieben, so preßt sie, entsprechend der Einstellung der Vorschubrichtung, in den einen Zylinderraum Treibflüssigkeit hinein, wodurch der Vorschubkolben q. weiterbewegt wird. Durch die Weiterbewegung des Vorschubkolbens q. wird die Treibflüssigkeit aus dem anderen Zylinderraum heraus- und wieder in die Vorschubpumpe 8 hineingepreßt. Der Vorschubkolben q. führt daher zwangsweise die Bewegung aus, die ihm durch die beliebig einstellbare Förderleistung der Vorschubpumpe 8 vorgeschrieben wird.If the feed pump 8 is now driven, it presses accordingly the setting of the feed direction, in the one cylinder space propellant fluid into it, whereby the feed piston q. is moved on. By moving on of the feed piston q. the motive fluid is removed from the other cylinder space and pressed back into the feed pump 8. The feed piston q. therefore leads inevitably the movement from which it is due to the freely adjustable delivery rate the feed pump 8 is prescribed.

Unkontrollierbare Schwankungen des Vorschubes sind ausgeschlossen, weil der durch den Druckkolben 12 erzeugte Druck weit über die zur ordnungsmäßigen Arbeit erforderliche Höhe gesteigert. werden kann und daher der Treibflüssigkeit praktisch jede Elastizität genommen ist. Der auf der Treibflüssigkeit ruhende Druck kann .unbedenklich weit über die erforderliche Höhe gesteigert werden, ohne einen gesteigerten Kraftverbrauch oder andere Nachteile befürchten zu müssen, weil, wie schon gesagt, die Leitungen 9 und zö mit den Zylinderräumen 6 und 7 einen geschlossenen Kreis bilden, in dem der Druck in sich aufgehoben wird und in den der Vorschubkolben q. spielfrei eingeschlossen ist.Uncontrollable fluctuations in the feed are excluded, because the pressure generated by the plunger 12 is well above the normal Work required height increased. can be and therefore the propellant practically every elasticity is taken. The pressure on the propellant fluid can be increased safely far beyond the required height without a Having to fear increased power consumption or other disadvantages because of how already said, the lines 9 and zö with the cylinder chambers 6 and 7 are closed Form a circle in which the pressure is released and in which the feed piston q. is included free of play.

Mittels der Vorschubpumpe 8 ist demnach lediglich nur die Kraft aufzubringen, die zur Überwindung der Reibung und: der Betätigung des Vorschubes erforderlich ist. Wäre z. B.- kein auf den Vorschubkolben q. wirkender Widerstand vorhanden, so würde trotz des auf die Treibflüssigkeit durch den Druckkolben 12 bewirkten sehr hohen Druckes fast keine Kraft für den Antrieb der Pumpe 8 aufzuwenden sein.The feed pump 8 therefore only has to apply the force necessary to overcome the friction and: the actuation of the feed is. Z. B.- no on the feed piston q. effective resistance present, so would be very much in spite of the effect on the propellant fluid by the pressure piston 12 high pressure almost no force to drive the pump 8 must be used.

Bei den vor der Erfindung bekanntgewordenen Maschinen mußte dagegen zur Erzielung eines spielfreien und befriedigend gleichmäßigen Ganges des Vorschubes durch die Vorschubpumpe oder andere Mittel ein hoher Überdruck erzeugt werden, der durch ein Überdruckventil ungenutzt wieder abgeleitet werden mußte. Auch waren Einrichtungen notwendig, um die Vorschubpumpe so regeln zu können, daß sich dieser Überdruck auf einer erträglichen Höhe hielt. 'All dies ist bei der Erfindung nicht notwendig, und ist daher. bei ihr der Kraftverbrauch viel- geringer und der gesamte Aufbau einfacher.With the machines known before the invention, however, had to to achieve a backlash-free and satisfactorily uniform feed rate a high overpressure can be generated by the feed pump or other means, the had to be diverted unused through a pressure relief valve. Also were facilities necessary in order to be able to regulate the feed pump in such a way that this overpressure increases at a tolerable level. 'All of this is not necessary with the invention, and is therefore. with her the power consumption is much lower and the entire structure easier.

Der zur Bewirkung des Vorschubes -erforderliche Überdruck- wird den durch den für eine entsprechende Arbeit eingestellten Druckkolben 12 erzeugten Druck nicht erheblich übersteigen, weil auch dann, wenn die auf der dem Vorschubdruck abgekehrten Vorschubkolbenseite befindliche Treibflüssigkeit durch den Vorschubkolben 4 dem Pumpengetriebe 8 zugepreßt wird, die Förderung des Pumpengetriebes 8 bewirkt, daß auf der dem Vorschubdruck abgekehrten Vorschubkolbenseite eine Druckverminderung stattfindet, die die Verschiebung des Vorschubkolbens 4 unterstützt.The overpressure required to effect the feed is the pressure generated by the pressure piston 12 set for a corresponding work do not exceed significantly, because even if the on the the feed pressure remote side of the feed piston Propellant through the feed piston 4 is pressed to the pump gear 8, the promotion of the pump gear 8 causes a pressure reduction on the feed piston side facing away from the feed pressure takes place, which supports the displacement of the feed piston 4.

Der Druckkolben i2 und das Sicherheitsventil 13 sind auf ein und denselben Druck abgestimmt, der so hoch bemessen ist, daß bei gewöhnlichem Betrieb der Maschine und bei den den üblichen Arbeitsbedingungen entsprechenden Betriebsverhältnissen weder ein Ausweichen des Druckkolbens 12 noch ein Nachgeben des Sicherheitsventils 13 stattfinden kann. Dies tritt erst dann ein, wenn der durch das Pumpengetriebe 8 erzeugte Druck infolge irgendwelcher Störungen die über der zulässigen Höhe liegende Grenze überschreitet und Brüche zu befürchten sind. Der Vorschubkolben 4 wird daher bei gewöhnlichem Betrieb der Maschine und bei den den üblichen Arbeitsbedingungen entsprechenden Betriebsverhältnissen in beiden Totpunktlagen durch den wie oben bezeichneten gleichmäßigen Druck, der an allen Stellen in diesem beschriebenen System vorhanden ist, mit sehr großer Genauigkeit umgesteuert und unbedingt gleichmäßig bewegt.The pressure piston i2 and the safety valve 13 are matched to one and the same pressure, which is dimensioned so high that during normal operation of the machine and under the operating conditions corresponding to the usual working conditions, neither the pressure piston 12 can evade nor the safety valve 13 yield. This only occurs when the pressure generated by the pump gear 8 exceeds the limit above the permissible level as a result of any disturbances and breaks are to be feared. The feed piston 4 is therefore reversed with very great accuracy and absolutely evenly moved during normal operation of the machine and under the operating conditions corresponding to the normal working conditions in both dead center positions due to the uniform pressure referred to above, which is present at all points in this described system.

Claims (1)

PATENTANSPRUCFI: Werkzeugmaschine mit hydraulischem Vorschub durch ein unter Druck stehendes Flüssigkeitsgetriebe, dessen Pumpe beiderseits des den Vorschub bewirkenden Arbeitskolbens an den Arbeitszylinder derart angeschlossen ist, daß ein vollkommen mit Flüssigkeit gefülltes, geschlossenes System entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß in die in sich geschlossene Flüssigkeitsleitung (g,io) des Getriebes ein gleichfalls geschlossener, vollständig gefüllter Flüssigkeitsbehälter (ii) eingeschaltet ist und unter einem Druck gehalten wird, der oberhalb des Druckes liegt, den die bei den normalen Betriebsverhältnissen aus dem Schnittwiderstand des Werkzeuges der Maschine sich herleitenden Arbeitskräfte auf den Arbeitskolben (4) des Getriebes ausüben können.PATENT APPLICATION: Machine tool with hydraulic feed through a pressurized fluid transmission, the pump on both sides of the Feed effecting working piston connected to the working cylinder in such a way is that a closed system is created that is completely filled with liquid, characterized in that in the self-contained liquid line (g, io) of the gearbox is also a closed, completely filled liquid container (ii) is on and maintained at a pressure above that pressure which is the result of the cutting resistance under normal operating conditions of the tool of the machine derived workers on the working piston (4) of the transmission can exercise.