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Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, mit einem rasch hin
und her gehenden, an den Hubenden selbsttätig umsteuernden Arbeitsschlitten, einem
langsam hin und her gehenden, gleichfalls an den Hubenden selbsttätig umsteuernden
Vorschubschlitten und einer von den Schlitten gesteuerten Teileinrichtung Die Erfindung
betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, mit einem rasch hin
und her gehenden, an seinen Hubenden selbsttätig umsteuernden Arbeitsschlitten,
,einem langsam hin und her gehenden, gleichfalls an den -Hubenden selbsttätig umsteuernden
Vorschubschlitten und einer von den Schlitten gesteuerten Teileinrichtung.
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Bei diesen. Maschinen ist es häufig nötig, am Ende .einer jeden Hubbewegung
oder auch eines jeden Doppelhubes des Vorschubs.chlittens die Teileinrichtung weiterzuschal.
ten. Eine .solche Aufgabe liegt z. B. bei Maschinen zum Bearbeiten genuteter Werkstücke,
insbesondere zum Hobeln oder Schleifen von Zahnrädern im Abwälzverfahren, vor. Bekannte
Maschinen .dieser Art sind so ausgebildet, daß der langsam bewegte Vorschubschlitten
noch weit über das zum Bearbeiten notwendige Maß hinausläuft, um das zu bearbeitende
Werkstück aus dem Bereich des Werkzeuges zu bringen, um die Teilbewegung durchzuführen.
Dieses Verfahren ist unwirtschaftlich; denn die toten Zeiten, die der Vorschubschlitten
nach .der Beendigung der Bearbeitung benötigt, um das. zu bearbeitende Werkstück
aus dem Bereich des Werkzeuges zu bringen, sind infolge der relativ bedeutenden
Größe der langsam zurückzulegenden Wege des Vorschubschlittens erheblich.
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Mat hat versucht, diesen Nachteil zu beseitigen, indem man Werkstück
und Werkzeug zwecks Weiterteilens in einer Bewegungsrichtung abhob, die sowohl zur
Richtung der Vorschubbewegung als auch zur Richtung der Arbeitsschlittenbewegung
senkrecht verläuft. Damit bringt man rasch das Werkstück äus dem Bereich des Werkzeugs,
jedoch haftet diesem Arbeitsverfahren der Nachteil an, daß .es verwickelte Bauteile,
nämlich
die Anordnung .eines dritten Schlittens, besondere Führungen
hierfür, Einrichtungen, die beim Absenken die genaue Lage gewährleisten, und anderes
mehr, erfordert.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß i. der
Vorschubscblitten an seinem Hubende einen Umsteueranschlag zur Begrenzung der Hubbewegung
des Arbeitsschlittens in eine gegenüber :seinem Umsteuerhebel wirkungslose Lage
verstellt, so daß, der Arbeitsschlitten über seine normale Hubendlage hinausfährt,
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2. daß dabei der Arbeitsschlitten den Antrieb der Teileinrichtun einschaltet
und 3. daß der durch einen weiteren Anschlag am Ende des Ausfahrhubes selbsttätig
umgesteuerte Arbeitsschlitten beim Einfahren den Antrieb der Teileinrichtung wieder
abschaltet und in der in eine wirkungslose Lage verstellte Umsteueranschlag in die
Arbeitslage zurückgebracht wird.
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Hierdurch ist eine Maschine geschaffen, die mit nur wenigen Bauteilen
und der höchstmöglichen Genauigkeit die geringstmöglichen Totzeiten beim Teilvorgang
ergibt. Es ist vor - allem dabei nicht nötig, besondere Schnellverstellgetriebe
vorzusehen, sondern die schnelle Bewegung des Arbeitsschlittens selbst wird zum
schnellen Außereingriffbringen von Werkstück und Werkzeug und zum schnellen Freigeben
für eine ungehinderte Teilbewegung benutzt.
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Eine weitere Eigenart der Erfindung besteht in der besonderen Ausbildung
der Teileinrichtung, die - der obengenannten Arbeitsmaschine angepaßt ist, und zwar
ist gemäß :der Erfindung die Teileinrichtung so ausgebildet, daß sie durch Beeinflussung
ihres Schalters beim Ausfahren des Arbeitsschlittens .eingeschaltet wird, nach dem
Einschalten aber dem Einfluß dieses Schalters :entzogen wird, so daß: danach der
Teilvorgang unabhängig von der Stellung dieses Schalters durchgeführt wird. -Erfindungsgemäß
setzt hierzu der die Teileinrichtung steuernde Schalter bei seiner Betätigung auf
dem verlängerten Ausfahrhub des Arbeitsschlittens :eine Kupplungssperre zwischen
einer ständig umlaufenden Antriehswelle, beispielsweise der Motorwelle eines Elektromotors,
und dem Antriebsrad der Teileinrichtung kurzzeitig außer Wirkung. Im einzelnen ist
hierzu ein von zwei Schützen gesteuerter Elektromagnet vorgesehen. Die Schaltung
des Magneten ist derart, daß beim Einschalten des vom Arbeitsschlitten gesteuerten
Schalters für die Teileinrichtung eine Stromzuführungsleitung für beide Schützen
geschlossen, aber zunächst nur ein Schütz eingeschaltet wird, das nur in der Ruhelage
des zweiten Schützes. einschaltbar ist und das den Magneten und das: zweite Schütz
einschaltet. Dieses unterbricht bei einem Anspringen den Strom für das erste Schütz
und verbleibt durch eine Selbsthaltung, die von dem vom Arbeitsschlitten gesteuerten
Schalter beeinflußt wird, so lange in der angezogenen Lage, solange dieser Schalter
eingeschaltet ist. Mit Hilfe einfachster Elemente wird also hierdurch ein kurzzeitiger
Impuls gegeben, der unbeeinflußt davon bleibt, daß erst zu einem späteren Zeitpunkt
der Schalter für die Teileinrichtung abgeschaltet wird.
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Nach der Erfindung ist ferner de a- Schalter für die Teileinrichtung
mit einem Schalter für den Vorschubschlitten verbunden, der beim Ausschalten der
Teileinrichtung den Vorschubschlitten ein- und beim Einschalten der Teileinrichtung
den Vorschubschlitten ausschaltet. Hierdurch ergibt sich, daß der Teilvorgang bei
stillstehendem Vorschubschlitten erfolgt. Dies hat besondere Bedeutung bei Zahnradabwälzschleifmaschinen
öder Hobelmaschinen, bei denen die Vorschubbewegung eine Werkstückdrehung, die sog.
Wälzbewegung, auslöst; denn durch das Abschalten der Vorschubbewegung während des
Teilvorganges wird dem Werkstück nur eine .einzige Drehbewegung :erteilt und nicht
eine zweite überlagert. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Genauigkeit beim
Teilen.
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Schließlich besteht die Erfindung darin, daß bei Maschinen der genannten
Art ein Schalter zum Abschalten der Maschine beim Ausfahren und zum Stillsetzen
in der Ausfahrhubendlage vorgesehen ist, beispielsweise der Schalter eines vom Arbeitsschlitten
am Ausfahrhubende betätigten, an sich bekannten Zählwerkes, der in der Ausschaltstellung
einen Zweigantrieb für die Teileinrichtung freigibt, so daß der beim Ausfahren des
Arbeitsschlittens begonnene Teilvorgang auch bei abgeschalteter Maschine vollendet
wird.
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Dies ist von Bedeutung, da der Ausfahrhub so groß bemessen ist, daß
einerseits der Teilvorgang gerade beim Hin- und Rückgang vollendet wird, daß andererseits
die Ausfahrhubendlage die gegebene Lage zum Stillnetzen der Maschine ist. Es hat
sich gezeigt, da.ß es nachteilig ist, in dieser Ausfahrstellung die ganze Maschine
stillzusetzen; denn dann wird auch .der Teilvorgang unterbrochen. Er setzt dann
beim Wiedereinfähren des Schlittens auf bereits halb zurückgelegtem Wege ein,- und
die Teilung der Werkstücke, die nur wenige tausendstel Millimeter vom Sollmaß abweichen
darf, wird ungenau. Es hat sich gezeigt, daß die besten Teilungsergebnisse bei der
Maschine der genannten Art nur dann erreicht werden, wenn zügig bei jedem Teilvorgang
von Anfang bis Ende durchgeteilt wird.
In den Abbildungen ist der
Erfindungsgegenstand in einem Beispiel dargestellt. Es zeigen: Abb. i eine schematische
Darstellung mit dem Arbeitsschlitten in der Stirnansicht, Abb.2 die schematische
Darstellung mit dem Vorschubschlitten in der Stirnansicht, Abb. 3 eine Darstellung
der elektrischen Steuerung einer Teileinrichtung für die Arbeitsmaschine nach der
Erfindung, Abb. q. bis 6 eine Darstellung der mechanischen Ausbildung einer Teileinrichtung
für Arbeitsmaschinen nach. der Erfindung.
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Es sind in Abb. i und 2 mit i dass Bett der Maschine, mit 2 der rasch
hin und her bewegte Arbeitsschlitten, mit 3 der langsam quer dazu bewegte Vorschubschlitten
und mit q. die Teileinrichtung bezeichnet, die mit dem Werkstück W verbunden ist,
das. von dem Werkzeug S bearbeitet wird. Der Antrieb des Schlittens 2 und 3 erfolgt
in irgendeiner beliebigen bekannten Weise, z. B. mittels hydraulischer Motoren.
Die Umsteuerung der hin und her gehenden Bewegung wird gleichfalls in an sich bekannter
Weise durch Steuerorgane bewirkt, die mit den Umsteuerhebeln 8 und 16 verbunden
sind, also z. B. bei hydraulischem Antrieb durch Umsteuerventile.
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Die Umsteueranschläge des Vorschub-'schlittens sind mit 7 und 7a bezeichnet,
die des Arbeitsschlittens mit 9,, Io unII. In Abb. i sind Zahnräder angedeutet die
mit der Teileinrichtung und dem Werkstück verbunden "sind und an einer am Vorschubschlitten
3 befestigten Zahnstange zum Zwecke der Erzielung einer Abwälzbewegung zusammenwirken.
Derartige- Wälzeinrichtungen sind an sich bekannt und vor allem beim Schleifen von
Zahnrädern im Abwälzverfahren erforderlich. Während der langsamen Abwälzbewegung
des Vorschubschlittens führt der Arbeitsschlitten. zwischen den Anschlägen Io und
II rasche Hubbewegungen aus. Am Ende des Weges des Vorschubschlittens drücken Ausheber
5 und 6 auf den schwenkbaren Anschlag i o und heben diesen dadurch. so weit aus,
daß er beim Bewegen des Arbeitsschlittens in der in Abb.2 angegebenen Pfeilrichtung
wirkungslos über den Umstenerhehel 16 hinweggeht. Kurz nachdem der Arbeitsschlitten.
über seine normale Hubendlage hinausgefahren ist, bewirken die Feineinstellschrauben
des Anschlages 7 oder 7a die Umsteuerung des Vorschubschlittens, und gleich danach
schaltet ein Anschlag 2o am Maschinenbett einen Schalter 14, der in der gezeichneten
Lage den Vorschubantrieb ein-_geschaltet hält, ab und überbrückt nun die Kontakte
eines Schalters 15 für die Teileinrichtung. Währenddem der Teilvorgang in der im
einzelnen später beschriebenen Weise abläuft, fährt der Arbeitsschlitten weiter
hinaus, bis der Anschlag 9 auf den Hebel 16 einwirkt. In der Endlage des Ausfahrhubes
schaltet er dabei ein Zählwerk 17 bekannter -Bauart, z. B. nach Art des Schaltwerkes,
des Patents 664143, um einen Zahn weiter. Nach dem Umsteuern mittels des Anschlages
q fährt der Arbeitsschlitten wieder nach links, schaltet dabei den Antrieb
der Teileinrichtung ab und die Vorschubbewegung mittels der Schalters f q. wieder
ein. Der Vorschubschlitten fährt in der umgesteuerten Richtung wieder an, und der
Ausheber 5 bzw. 6 gibt den Anschlag Io wieder frei, so daß nunmehr der Arbeitsschlitten
normal seine Hubbewegung zwischen Io und II ausführt. Eine durch eine Feder gespannte
Klinke am Anschlag Io sorgt "dafür, daß der Anschlag Io beim Einfahren auch dann
wirkungslos über den Hebel. 16 hinweggeht, wenn der Ausheber 5 oder 6 bereits auf
dem Ausfahrhub den Anschlag Io freigibt.
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Die Teileinrichtung ist abweichend von der üblichen Bauart der beschriebenen
Arbeitsweise besonders angepaßt. Sie enthält einen Motor 28 (Abt. 6), der ein Schneckenrad
29 -ständig antreibt. Das Schneckenrad sitzt lose drehbar auf einer Welle 31 und
trägt einen Mitnehmerflansch 3o. Auf der Welle 31 sitzen ferner aufgekeilt eine
Sperrscheibe 32 und ein Antriebszahnrad 33 für die Teileinrichtung. In die Sperrscheibe
32 greift eine unter der Wirkung einer Zugfeder 3q. stehende Klinke 35 (Abt. q.
und 5) ein, die aber entgegen der Zugkraft der Feder 34 mittels eines Magneten 22
ausgehoben werden kann. Solange der Magnet stromlos ist, nimmt die Klinke 35 die
in Abb. q. gezeichnete Lage ein und sichert die Sperrscheibe gegen unbeabsichtigte
Drehung. Hierbei drückt die Sperrklinke auch gleichzeitig einen mittels eines Bolzens
36 an der Sperrscheibe 32 gelenkig angeordneten Bügel 37 in die mit .ausgezogenen
Linien gezeichnete Lage, obwohl -eine Feder 38, die an der Sperrscheibe 32 eingehängt
" ist, bestrebt ist, diesen Bügel in die strichpunktiert a.ngedeutete Lage zu ziehen.
Schließlich trägt der Bügel 37 einen Mitnehmer 39, der in der strichpunktiert gezeichneten
Lage unter der Wirkung der Feder 38 fest an den ständig umlaufenden Mitnehmerflansch
3o herangezogen wird und dabei die Sperrscheibe 32 mit dem Schneckenrad 29 kuppeln
kann.
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Sobald der Magnet 22 die Sperrklinke kurzzeitig aushebt, wird hiernach
die Sperrscheibe 32 freigegeben, mit dem Schneckenrad 29 gekuppelt und dadurch in
Bewegung gesetzt. Diese Bewegung hält nur kurze Zeit an, und zwar so lange, bis.
am Ende einer vollen Umdrehung der Sperrscheibe die Klinke 35 wieder auf den Büge137
einwirken kann und dadurch den Mitnehmer 39 von dem Mitnehmerlansch
3o
abhebt, die Sperrscheibe 32 und damit das Antriebsrad 33 der Teileinrichtung vom
Antriebsmotor 28 entkuppelt und in der dargestellten Lage verriegelt (Kupplungssperre).
Das Antriebsrad 33 bewirkt z. B. über Wechselräder, Teilscheibe und Teilzahn bei
einer vollen Umdrehung eine Werkstückteildrehung (nicht gezeichnet).
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Damit der Magnet 22 unabhängig davon, daß während des ganzen Überhubes
des Arbeitsschlittens der Schalter 15 für die Teileinrichtung eingeschaltet
ist, nur kurzzeitig die Kupplungssperre zwischen der ständig umlaufenden Motorwelle
des Teilmotors 28 und dem Antriebsrad 33 außer Wirkung setzt, ist nach Abb.3 die
.elektrische Schaltung des Magneten 22 mit zwei Schützen 21 und 25 versehen. Sobald
der Schalter 15 eingeschaltet wird, erhält das Schütz 2 1 Strom. Dabei schaltet
es mittels der Kontakte 23 den Magneten 22 und mittels der Kontakte 24 das Schütz
25 ein. Dieses unterbricht beim Anspringen bei den Kontakten 26 den Strom für das
Schütz 21, so daß dieses wieder abfällt. Der Magnet 22 erhält also nur kurzzeitig
Strom. Das Schütz 25 bleibt aber durch Selbsthaltekontakte 27 angezogen, so daß
das Schütz 21 und der Magnet 22 nicht wieder anspringen können, solange der Schalter
15 eingeschaltet ist. Sofort nach dem Beginn des Teilvorganges ist also die Teileinrichtung
dem Einfluß dieses Schalters entzogen.
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Wenn nach der gewünschten Zahl von Teilschaltungen das Zählwerk 17
(Abb. 2) den gesamten Antrieb der Maschine durch Unterbrechen der Kontakte 18 abschaltet,
verbindet es durch eine Zweigleitung über den Kontakt i9 den Antriebsmotor 28 der
Teileinrichtung mit dem Netz, wenn die Klinke 35 ausgehoben ist. Denn in dieser
Stellung der Klinke ist ein weiterer Schalter 12 (Abb. q.) in der Zweigleitung geschlossen.
Hierdurch wird auch beim Abschalten der Maschine der Teilvorgang zügig vollendet.
Fällt nach Vollendung des Teilvorganges die Klinke 35 ein, dann wird auch noch der
Antriebsmotor 28 abgeschaltet, also nunmehr der gesamte Antrieb der Maschine stillgesetzt,
da dann auch die Zweigleitung für den Motor 28 unterbrochen ist. Diese besonders
erfinderische Schaltung bietet die Möglichkeit, durch einfaches Ausheben der Klinke
von Hand beim Stillstand der Maschine, also insbesondere beim Stillstand der Schlitten
und des Werkzeuges, maschinell zu teilen, z. B. um den Rundlauf des Werkstückes
zu prüfen. Eine derartige Schaltung bei Teileinrichtungen für Arbeitsmaschinen der
genannten Art ist :eine wesentliche Verbesserung der bekannten Einrichtungen.
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Im dargestellten Beispiel -wird der Anschlag Io dadurch wieder zur
Wirkung gebracht, daß der Ausheber 5 bzw. 6 (Abb. i) des Vorschubschlittens durch
den Vorschub in der umgekehrten Bewegungsrichtung den Anschlag freigibt. Es kann
aber auch der Arbeitsschlitten heim Wiedereinfahren durch wechselweises Verstellen
der Ausheber 5 oder 6 senkrecht zur Zeichenebene- den jeweilig auf den Hebel einwirkenden
Ausheber vom Hebel Io lösen und den gegenüberliegenden Ausheber in Bereitsschaftsstellung
bringen, z. B. mittels eines Federspannwerkes, das vom Arbeitsschlitten beim Ausfahren
geschaltet -wird. Eine solche Anordnung ist empfehlenswert, wenn die Vorschubbew:egung
außergewöhnlich langsam ist.
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Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Antriebsart der Schlitten
beschränkt. Es ist also gleichgültig, ob der Antrieb der Schlitten hydraulisch,
elektrisch oder mechanisch erfolgt. An Stelle der Umsteueranschläge können .auch
Photozellen verwendet werden, die dann sinngemäß in oder außer Wirkung gebracht
werden müssen, um die Schlitten im Sinne der Erfindung zu steuern.