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Vorrichtung zum Steuern der Werkzeughalter selbsttätiger Werkzeugmaschinen,
insbesondere von Drehbänken Bei den bekannten Vorrichtungen zum Steuern der Werkzeughalter
selbsttätiger Werkzeugmaschinen, insbesondere von Drehbänken, haben die auf der
Haupt- oder Nebenwelle festsitzenden, mit dieser ständig im gleichen Drehsinn umlaufenden
Steuerscheiben zwei Steuerfunktionen zu erfüllen. Die eine Funktion liegt in der
Bestimmung des Einsatzes und Rückzuges, also des Arbeitszeitraumes des Werkzeuges
für die Dauer einer Umdrehung der Steuerscheibe. Durch die andere Funktion dagegen
wird der Arbeitsgang -des Werkzeuges, z. B. dessen Einstichtiefe bzw. Spanstärke,
bestimmt.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Steuerwelle unter dem aus
den verschiedensten Richtungen .auf ihre Steuerscheiben mittels der übertragungsorgane
ausgeübten, ständig wechselnden Druck unerwünschte Bewegungen aller Art im Ausmaß
ihrer Lagerluft ausführt, welche mittels der Übertragungsorgane auf das Werkzeug
fortgepflanzt werden und so zu Ungenauigkeiten in der Oberflächenbearbeitung eines
Werkstückes, d. h. z. B. zu verschiedenen Durchmessergrößen führen. Es ist klar,
daß diese Bewegungen relativ klein sind, doch wirken sie sich bei Werkstücken von
hoher Präzision sehr störend aus, weil sie deren Genauigkeit bedeutend herabsetzen.
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Ein weiterer Nachteil dieser ständig umlaufenden Steuerscheiben liegt
darin, daß bei ihrer Herstellung beiden Funktionen Rechnung getragen
werden
muß, Sie erfordern daher eine besonders exakte Ausarbeitung der Kurve und bei jedem
Werl#:stücliwechsel einen Noc1cenaustausch.
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Es ist auch bekannt, das Verbindungsgestänge zwischen einer Steuerscheibe
und dein gesteuerten Werkzeughalter einstellbar zu machen, doch wird durch diese
Einstellung die Fehlerquelle der Steuerscheibe nicht beseitigt. Auch zweiteilige
gegeneinander einstellbare Nod<enscheiben werden zur Steuerung von Werkzeugen
verwendet. Auch diese Steuerscheiben Übertragen die im Ausmaß der Lagerluft ihrer
rotierenden Wellen auftretenden unerwünschten Bewegungen auf die von ihnen gesteuerten
Werkzeuge. -Der Erfindung liegt nun zur Verbesserung dieser automatischen Steuerung
der Gedanke zugrunde, die beiden Steuerfunktionen für das Werkzeug von getrennten
Organen ausführen zu lassen, welche wohl miteinander in Zusammenhang stehen, jedoch
ihre Funktionen unabhängig voneinander ausführen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Gedanke durch eine zwischen der umlaufenden
Steuerscheibe und dem Taststift eingefügte, den Taststift steuernde und durch die
umlaufende Steuerscheilbe um eine feste Achse in Hinundherschwingung versetzbare
Steuerscheibe verwirklicht, .die einen Hubnocken entsprechend .dem Anstell- und
Vorschubweg des Werkzeuges und anschließend eine zu seiner festen Achse konzentrische
Umfangcssteuerfläche enthält.
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Durch die Anordnung der hin und her schwingenden Steuerscheibe und
.des mit ihr zusammenwirkenden verstellbaren Gleitstiftes werden viele Vorteile
erzielt: Der bedeutendste Vorteil liegt wohl darin, daß die Steuerung des Werkzeuges
mit einem Höchstmaß an Präzision ausführbar ist und dabei mit einem einzigen Satz
an Arbeitskurven das Auslangen gefunden werden kann.
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So -kann der z. B. das Maß für die Einstiichtiefe bestimmende Kurventeil
der hin und her schwingenden Steuerscheibe eine zylindrische Kurvenform erhalten,
durch welche der .Gleitstift an jedem Punkt der Kurve in seiner Einsatzstellung
sowohl bei stillstehender als auch bei sich leicht- bewegender Steuerscheibe unferrückbar
festgehalten wird. Auf diese Weise können bis zu 5 mm große unerwünschte Steuerausschläge
des umlaufenden Steuerorgans durch die zylindrische Kurve der schwingenden Steuerscheibe
unwirksam gemacht und so eine hohe Präzision in der Beibehaltung der Arbeitsstellung
und Führung des Werkzeuges für die jeweilige Dauerdes Arbeitsprozesses erreicht
werden.
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Die Verstellungsmöglichkeit des Gleitstäftes zur hin und her schwingenden
Steuerscheibe schafft den Vorteil weitgehender Einsparung an Nöckenscheiben. Es
wird dadurch die Möglichkeit geschaffen; den .größten Bereich der auf der Maschine
möglichen Arbeiten mit einer einzigen Steuerscheibe und einem verstellbaren ;Gleitstift
bewälfiigen zu können.
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Darüber hinaus ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine hin
und her schwingende Steuerscheibe in mehrere sowohl im Winkel als auch in axialer
Richtung gegeneinander versetzte Teilsteuerscheiben aufgeteilt, von .denen jede
.eine bestimmte Funktion zur Steuerung eines allen Teilsteuerscheiben zugeordneten
Werkzeuges hat. Diese Teilsteuerscheiben dienen zur Herstellung von z. B. im Längsprofil
gestuften Werkstücken, welche verschieden hohe Ansätze besitzen. Auch diese Teilsteuerscheiben
umfassen in einer einzigen Ausführung den ,größten Bereich der auf der Maschine
ausführbaren Arbeiten. Jeder einzelne der durch die Teilsteuerscheiben ausführbaren
Schaltwege ist durch mehrere den Nocken gegenübergestellte Gleitstifte ein- und
verstellbar. Diese Teilsteuerscheiben sind als Einheit auf einer starren Achse gelagert.
Die Gleitstifte dagegen sind in einem gemeinsamen Steuerhebel schraubbar und feststellbar
angeordnet, der mittels der bekannten Steuerelemente das Werkzeug mehr oder minder
in einer senkrechten Richtung zur Körnerspitzenachse verstellt.
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In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der
Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt die Abb. i die prinzipielle Anordnung
der umlaufenden Steuerscheibe, einer hin und her schwingenden Steuerscheibe und
ihres Gleitstiftes mit dem Werkzeugträger in schematischer Darstellung; aus den
Abb. 2, 3 und 4 ist eine aus mehreren Teilsteuerscheiben zusammengesetzte Steuerscheibe
in Verbindung mit dem Antriebsglied und den von ihr betätigten Steuerelementen in
Seitenansicht, im vertikalen Axialschnitt und im Grundriß ersichtlich; die Abb.
5 stellt eine Ste ernocke anderer Art, und zwar für das in den Abb: 2: bis 4 veranschaulichte
Beispiel dar.
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Die prinzipielle Darstellung zeigt laut Abb. i eine auf der ständig
umlaufenden Steuerwelle i festsitzende Steuerscheibe z, deren Kurvenform ausschließlich
den Beginn und .die Beendigung bzw. den Einsatzzeitraum .des jeweilig ihm zugeordneten
Werkzeuges bestimmt. Die der Steuerscheibe :2 zugeordnete Schubstange 3 ist im Maschinengehäuse,
welches nur andeutungsweise angegeben ist, längs verschiebbar gelagert und durch
einen Lenker 4 mit einer Steuerscheibe 5 bei 6 gelenkig verbunden. Diese Steuerscheibe
5 sitzt drehbar auf einer Achse 7, welche in einem Auge 8 einer Konsole g in horizontaler
Lage festsitzt. Diese Steuerscheibe 5 besitzt einen Hubnocken 5a und anschließend
eine zu ihrer festen Achse 7 konzentrische Umfangssteuerfläche 5b, welche an sich
keinen Steuerausschlag mehr bewirkt, dafür die Aufgabe hat, die unerwünschten Steuerbewegungen
der rotierenden Steuerscheibe 2 zu verschlucken. Diese Umfamgssteuerfläche 5b hat
eine solche Ausdehnung, daß all. diejenigen Steuerbewegungen der Schubstange 3,
welche über das jeweils für das Werkzeug erforderliche Steuerausmaß hinausgehen,
vollkommen unwirksam bleiben. Der Steuerscheibe 5 gegenüber ist ein Gleitstift io
angeordnet, der von dem Hubnocken
,« gest-eu:ert t1-ird und mit
einem Gewinde in einem Steuerhebel 1i längs verschiebbar sitzt. Eine Schraubenmutter
12 dient zur Feststellung des Gleitstiftes io in seiner jeweils eingestellten Lage.
Der Steuerhebel i i sitzt fest auf einer in der Konsole g drehbar gelagerten Welle
13, auf der auch ein Steuerelement 1q. befestigt ist, das mit einem verstellbaren
Druckstift 15 auf die Platte, 16 eines Werkzeugträgers 17 einwirkt und diesen im
Ausmaß .des Hubnockens 5a der Steuerscheibe 5 verstellt.
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Aus der Abb. i der Zeichnung geht deutlich hervor, daß die Steuerscheibe
5 in Abhängigkeit von der Steuerscheibe 2 in die strichpunktiert angedeutete Arbeitsstellung
verschwenkt und in dieser Stellung für die Dauer des Ablaufes der Steuerkurve 211
an der Schubstange 3 erhalten wird. In dieser Stellung nimmt die Steuerscheibe 5
zwar alle unerwünschten Steuerausschläge der Steuerscheibe -2 auf, gibt sie jedoch
an den Gleitstift. io nicht weiter, welcher ebenso wie das Werkzeug durch die Umfangssteuerfläche
5a unverrückbar festgehalten wird. Die Rückbewegung der Steuerscheibe 5 aus der
Arbeitsstellung in die Grundstellung erfolgt unmittelbar nach erfolgtem Ablauf der
Steuerkurve 2a unter .der Wirkung einer an sich beliebigen Rüchh-olfeder 18. Auch
der Werkzeugträger steht in bekannter Weise unter der Wirkung einer nicht dargestellten
Rückholfeder, durch welche auch das Steuerelement 14 und der Gleitstift io in die
Ausgangsstellung zurückkehren.
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Der Gleitstift ao ist in seiner Stellung zur Steuerscheibe 5 bezüglich
seines Abstandes zum Nockenumfang veränderbar. Dies ermöglicht, -den maximalen Hub
des Hubnockens 5a innerhalb gegebener Grenzen in beliebiger Weise zu verkleinern
und dadurch den Steuerausschlag des Werkzeuges ohne Kurvenwechsel zu verändern.
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Die verbesserte Ausführung dieser Steuerscheibe 5 zeigen die Abb.
2, 3 und q.. Die Verbesserung liegt in der Unterteilung der Steuernocke in Teilsteuernocken,
welche im Winkel gegeneinander versetzt und gegebenenfalls auch im Durchmesser verschieden
ausgebildet sein können. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Teilsteuer.nocken
5 und 25 vorgesehen, von denen die eine auf der Nabe ig der anderen sitzt und beide
Steuernocken .durch eine auf die Nabe auf -schraubbare Spannmutter 23 zu einer Einheit
zusammenpreßbar sind. Auf der Nockennabe @lg sitzt auch noch ein Zahnrad @2@i fest,
welches mit einer zum Antrieb der beiden Teilsteuernocken 5, 25 dienenden Zahnstange
22dauernd im Eingriff steht. Den beiden Teilsteuernocken 5,25 ist je ein
Gleitstift io bzw. 2o gegenübergestellt. Beide Gleitstifte V0,20 sind mit einem
Gewinde versehen und in einem und demselben Steuerhebel i i schraubbar eingesetzt.
Die beiden Gleitstifte io, 2o können bei Teilsteuernoclen mit verschiedenem Durchmesser
auf gleichen Hubnockenabstand eingestellt werden. Es ist aber durchaus möglich,
.den Abstand der beiden Gleitstifte von ihren Teilsteuernocken verschieden groß
zu bemessen, um dadurch den jeweiligen Steuerausschlag zu vergrößern oder zu verkleinern.
Mit zwei Teilsteuernocken können zwei Ansätze mit verschiedenem Durchmesser aus
dem i#@V@erkstück automatisch herausgearbeitet «-erden.
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Zu diesem Zweck müssen die Teilsteuernocken 5, 25 den Arbeitsweg in
zwei Teilschritten ausführen. Mechanisch wird dies dadurch gelöst, daß die Steue@rscheiba
2 laut Abb. 5 nach der Kurve 2a eine Steigung 2;3 und anschließend daran ein kreisbogenförmiges
konzentrisch zur Steuerwelle i verlaufendes Kurvenstück :,2#c besitzt. Durch die
Kurve 2a wird das Nock -enteilstück 5 und durch die Kurve 2b und 2c das Nockenteilstück
25 der Steuerscheibe 5 wirksam gemacht. Mit einer solchen Steuerung ist es möglich,
alle an einem Automaten vorgesehenen Steuernocken 5, welche die verschiedensten
Werkzeuge steuern, im zeitgerechten Augenblick zu betätigen, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit
eine gleichförmige oder auch verschiedenartige sein kann.