DE922625C - Hydraulic post-forming device for machine tools - Google Patents

Description

Hydraulische Nachformeinrichtung für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine Nachformeinrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke und Fräsmaschinen, mit einem durch Druckflüssigkeit entsprechend der Bewegung eines Tasters gesteuerten Arbeitskolben.Hydraulic post-forming device for machine tools The invention relates to a post-forming device for machine tools, in particular lathes and milling machines, with a pressurized fluid corresponding to the movement of a Push-button controlled working piston.

Es sind hydraulische Nachformeinrichtungen bekannt, bei denen ein in der Regel als Schieber ausgebildeter Taster, der durch eine Schablone oder ein Musterstück beeinflußt wird, die Druckflüssigkeit auf einer oder auf beiden Seiten eines die Vorschubbewegung des Werkzeug- oder Werkstückschlittens betätigenden Kolbens steuert. Die Steuerung der Druckflüssigkeit auf beiden Seiten ist erforderlich, wenn die Kolbenseiten gleich sind. Bei Verwendung eines Differentialkolbens braucht nur auf einer Kolbenseite der Druck gesteuert werden, da hier auch bei gleichen spezifischen Drücken der Flüssigkeit auf beiden Kolbenseiten eine den Kolben verschiebende Kraft auftritt.There are hydraulic post-forming devices are known in which a usually designed as a slide button, which is triggered by a template or a Sampling is affected, the printing fluid on one or both sides a piston that actuates the feed movement of the tool or workpiece slide controls. The control of the hydraulic fluid on both sides is necessary, when the piston sides are the same. When using a differential piston needs The pressure can only be controlled on one side of the piston, since here also with the same specific pressures of the liquid on both sides of the piston pushing the piston Force occurs.

Bei Steuerung des Flüssigkeitsdruckes auf beiden Kolbenseiten erhält je nach der Stellung des Tasters die rechte oder die linke Kolbenseite Flüssigkeitsdruck. Zum Umsteuern der Bewegung muß der Flüssigkeitsstrom auf der einen Seite unterbrochen und der anderen zugeführt werden. Da hierbei der Schieber durch eine Mittelstellung muß, in der beide Kolbenseiten vom Flüssigkeitsstrom abgeschlossen sind, ergibt sich ein verhältnismäßig großer Schieberweg. Auch ist ein sehr genau.gearbeiteter Steuerschieber erforderlich. Der große Schieberweg beeinflußt die Nachformgenauigkeit, und bei Werkstücken, die sehr genau sein sollen, ist es unter Umständen erforderlich, Korrekturen an der Schablone oder dem Musterstück vorzunehmen. Außerdem ist die Herstellung eines Steuerschiebers mit sehr hoher Genauigkeit schwierig und teuer.When controlling the fluid pressure on both sides of the piston Depending on the position of the button, the right or left side of the piston is fluid pressure. To reverse the movement, the flow of liquid must be interrupted on one side and fed to the other. Since here the slide through a middle position must, in which both sides of the piston are closed off from the flow of liquid, results a relatively large slide travel. It is also very precisely worked Control slide required. The large slide travel affects the reshaping accuracy, and for workpieces that should be very precise, it may be necessary to Make corrections to the template or sample. Besides, the Manufacture of a control slide valve with very high accuracy is difficult and expensive.

Bei Nachformeinrichtungen mit einem Differentialkolben, der auf der kleineren Kolbenfläche in der ungesteuerten Zylinderhälfte mit dem durch ein Überdruckventil begrenzten Pumpendruck beaufschlaggt ist, ist es bekannt, die Breite des Schiebers schmaler zu machen als den Abstand der Steuerkanten voneinander, so daß auch in der Mittelstellung des Schiebers ein Öldurchtritt durch die Spalte zwischen den Steuerkanten und den gegenüberliegenden Schiebenkanten stattfindet. Es stellt sich dann in der gesteuerten Zylinderhälfte ein ,zwischen den Drücken vor und .hinter dem Steuerschieber liegender Flüssigkeitsdruckein, der durch Verstellung des Schiebers zwischen den genannten Grenzen geändert werden kann. Diese Einrichtung erfordert einen sehr genau gearbeiteten Schieber, da die Spalte zwischen den genannten Kanten nur sehr klein sein dürfen, wenn die Empfindlichkeit der Regelung den Anforderungen entsprechen soll. Sie hat aber eine größere Genauigkeit als die zuvor beschriebene Steuerung beider Zylinderhälften, solange die Dicke der an den Kanten, haftenden Ölfilme gleichbleiht. Jede Änderung der Filmdicke, wie sie bei Änderung der Ölart eintritt, wirkt sich auf die Nachformgenauigkeit nachteilig aus, da dann die Dicke der Ölfilme die Spaltbreite in verschiedenem Ausmaß vermindert.For post-forming devices with a differential piston that is on the smaller piston area in the uncontrolled cylinder half with that by a pressure relief valve limited pump pressure is applied, it is known the width of the slide to make it narrower than the distance between the control edges, so that in the middle position of the slide an oil passage through the gap between the Control edges and the opposite sliding edges takes place. It turns out then in the controlled half of the cylinder, between the pressures in front and behind the fluid pressure lying around the control slide, which is determined by adjusting the slide can be changed between the stated limits. This facility requires a very precisely worked slider, because the gap between the mentioned edges Only allowed to be very small if the sensitivity of the regulation meets the requirements should correspond. But it has a greater accuracy than that described above Control of both cylinder halves, as long as the thickness of the one adhering to the edges Oil films the same. Any change in film thickness, as it would when changing the type of oil occurs, has a detrimental effect on the postforming accuracy, since then the thickness of the oil films decreased the gap width to varying degrees.

Der Einfluß der Änderung der Dicke des Ölfilms auf den Nachformvorgang wird bei einer bekannten, mit einem Differentialkolben versehenen Nachformeinrichtung vermieden, bei der die kleinere, angesteuerte Kolbenseite von dem Pumpendruck beaufschlagt und über ein auch als Überdruckventil mit freiem Ablauf wirkendes Reduzierventil mit der größeren Kolbenseite verbunden ist, deren Ablauf über einen Schieber mit nur einer Steuerkante gesteuert ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige mit nur einer Steuerkante arbeitende Nachformeinrichtung. Diese weist ebenfalls einen Differentiälkolben auf und ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß beide Zylinderhälften durch j e ein überdruckventil auf unterschiedlichen Höchstdruck einstellbar sind, daß das Verhältnis der großen zur kleinen Kolbenfläche kleiner ist als das Verhältnis des Höchstdruckes im kleinen Zylinder zum Höchstdruck im großen Zylinder und daß der von der Schablone beeinflußte Schieber einen Durchfluß der Druckflüssigkeit nur von der Hoch- zur Niederdruckseite des Kolbens freigibt.The influence of the change in the thickness of the oil film on the post-molding process is in a known post-forming device provided with a differential piston avoided in which the smaller, controlled piston side is acted upon by the pump pressure and a reducing valve that also functions as a pressure relief valve with free drainage is connected to the larger side of the piston, the flow of which is via a slide only one control edge is controlled. The invention relates to such Postforming device working with only one control edge. This also points a differential piston and is designed according to the invention so that both cylinder halves each can be set to different maximum pressures by means of a pressure relief valve, that the ratio of the large to the small piston area is smaller than the ratio from the maximum pressure in the small cylinder to the maximum pressure in the large cylinder and that the slide influenced by the stencil allows the pressure fluid to flow through only releases from the high to the low pressure side of the piston.

Die Druckflüssigkeit, die der von der kleineren Kolbenfläche begrenzten Zylinderhälfte zugeführt wird, wird hierbei bei feststehendem Zylinder und beweglicher Kolbenstange durch die Kolbenstange zur anderen Zylinderhälfte geleitet, wobei nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der vom Taster gesteuerte Schieber in der Kolbenstange untergebracht ist.The hydraulic fluid that is limited by the smaller piston area Cylinder half is fed, is here with a stationary cylinder and more movable Piston rod passed through the piston rod to the other half of the cylinder, whereby after Another proposal of the invention, the slide controlled by the button in the Piston rod is housed.

Die mit einer Steuerkante arbeitende Nachformeinrichtung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß es bei plötzlicher starker Verstellung des vom Fühler gesteuerten Schiebers nicht zu einer völligen Entlastung der geregelten Kolbenseite kommen kann. Es werden so ungeregelte Bewegungen des Kolbens und damit des Werkzeuges vermieden. Sie hat zum anderen den Vorteil, daß beide Zylinderhälften ständig in wirksamer Weise vom Öl durchspült werden, so daß Luftblasen sich in den Zylinderhälften nicht ansammeln können.The post-forming device working with a control edge according to FIG Invention has the advantage that there is a sudden strong adjustment of the sensor controlled slide does not completely relieve the controlled piston side can come. This results in uncontrolled movements of the piston and thus of the tool avoided. On the other hand, it has the advantage that both cylinder halves are constantly in are effectively flushed by the oil so that air bubbles are in the cylinder halves cannot accumulate.

Das -dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Nachformeinrichtung an einer normalen Spitzendrehbank. Der Zylinder ist feststehend angeordnet und der über einen schwenkbaren Taststift zu betätigende Steuerschieber in der hohlgebohrten Kolbenstange untergebracht. Dies hat den Vorteil, daß die Druckflüssigkeit auf dem kürzesten Wege gesteuert wird.The illustrated embodiment shows the post-forming device on a normal center lathe. The cylinder is fixed and the Via a pivotable stylus to be operated control slide in the hollow bored Piston rod housed. This has the advantage that the pressure fluid on the shortest routes are controlled.

Man kann natürlich auch den Kolben fest und den Zylinder beweglich gestalten. In diesem Fall erfolgt die Anordnung des Steuerschiebers zweckmäßig in einer Bohrung der Zylinderwand. Der Steuerschieber kann auch direkt betätigt oder der Taststift kann, vom Steuerschieber oder Ventil getrennt, an beliebiger Stelle der Maschine angeordnet werden. Die Übertragung der Bewegung erfolgt dann über Gestänge, Hebel, Zahntriebe oder ähnliche Elemente.Of course, the piston can also be fixed and the cylinder movable design. In this case, the control slide is expediently arranged in a bore in the cylinder wall. The spool can also be operated or directly the stylus can, separated from the control slide or valve, at any point the machine. The movement is then transmitted via rods, Levers, gear drives or similar elements.

Weiter besteht die Möglichkeit, den vollständigen Taster einschließlich Schieber oder Ventil vom Zylinder oder Kolben unabhängig irgendwie an der Maschine anzubauen und die Verbindung zum Zylinder oder Kolben durch Rohre oder Schläuche herzustellen. Der Behälter für die Druckflüssigkeit und die Pumpe sind organisch mit dem Zylinder verbunden. Dies ergibt kurze, verlustarme Ölleitungen und einen einfachen Aufbau der ganzen Vorrichtung.There is also the option of including the complete push button Slide or valve somehow independent of the cylinder or piston on the machine and the connection to the cylinder or piston by pipes or hoses to manufacture. The container for the hydraulic fluid and the pump are organic connected to the cylinder. This results in short, low-loss oil lines and a simple construction of the whole device.

Man kann die Pumpe mit dem Flüssigkeitsbehälter aber auch an einer beliebigen anderen Stelle anordnen und die Druckflüssigkeit über Leitungen zu- und abführen.The pump with the liquid container can also be connected to a Arrange at any other point and supply and transfer the hydraulic fluid via lines dissipate.

Der Deckel zum Ölbehälter ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, als Führung für die feststehende, über dem Ölbehälter liegende Schablonenaufnahme ausgebildet. Hierdurch wird die Schablone an der abzutastenden Stelle abgestützt, und es kann keinerlei Durchbiegung infolge Tasterdruck oder Eigengewicht auftreten.The lid to the oil container is in the embodiment shown, as a guide for the fixed template holder located above the oil container educated. This supports the template at the point to be scanned, and there can be no sagging as a result of the push of a button or its own weight.

Abb. z zeigt einen senkrechten Schnitt durch die an den Werkzeugschlitten einer Drehbank angebaute Nachformeinrichtung; Abb. 2 zeigt die Ansicht von oben und Abb. 3 einen waagerechten Schnitt durch die Nachformeinrichtung ; Abb. -. zeigt in etwas größerem Maßstab einen Schnitt durch den Kolben und die Kolbenstange mit Tasterbolzen und Steuerschieber.Fig. Z shows a vertical section through the on the tool slide post-forming device attached to a lathe; Fig. 2 shows the view from above and FIG. 3 shows a horizontal section through the post-forming device; Fig. -. shows on a slightly larger scale a section through the piston and the piston rod with button pin and control slide.

Die von einem Motor angetriebene Zahnradpumpe i fördert die Druckflüssigkeit direkt in den Zylinder 2, und zwar auf die um den Kolbenstangenquerschnitt verringerte Kolbenfläche. Der Druck der Pumpe ist durch das Überdruckventil 3 eingestellt. Auf der anderen Kolbenseite mit der größeren wirksamen Kolbenfläche ist das Überdruckventil q. vorgesehen. Durch den in die hohle Kolbenstange 5 eingebauten und über den im Drehpunkt 6 schwenkbaren Taststift 7 zu betätigenden Steuerschieber 8 kann der Flüssigkeitsstrom auf die andere Kolbenseite geleitet werden.The gear pump i, which is driven by a motor, conveys the hydraulic fluid directly into the cylinder 2, namely to the reduced by the piston rod cross-section Piston area. The pressure of the pump is set by the pressure relief valve 3. on the other side of the piston with the larger effective piston area is the pressure relief valve q. intended. Through the built into the hollow piston rod 5 and via the im Pivot 6 pivotable stylus 7 to be actuated control slide 8 can control the flow of liquid be directed to the other side of the piston.

Die Überdruckventile 3 und ¢ sind so eingestellt, daß auf der um den Kolbenstangenquerschnitt verkleinerten Kolbenfläche der größere Druck auftritt, so daß bei geschlossenem Steuerschieber 8 von der kleinen Kolbenfläche eine größere Kraft ausgeübt wird als von der großen. An einem Beispiel soll dies nachstehend erläutert werden.The pressure relief valves 3 and ¢ are set so that on the to Piston rod cross-section reduced piston area the greater pressure occurs, so that when the control slide 8 is closed a larger piston area of the small piston area Force is exerted as by the great. This is illustrated below using an example explained.

Bei einem Zylinderdurchmesser von iio mm und einem Kolbenstangendurchmesser von 55 mm wird das Überdruckventil 3 auf 8 at eingestellt und das Überdruckventil 4. auf q. at. Die wirksame Kolbenfläche beträgt auf der einen Seite 95,o3-23,75 = 7428 cm2 und auf ,der anderen Seite 95,03 cm2. Die auf die kleinere Fläche ausgeübte Kraft beträgt 7i,28 # 8 = rd. 57o kg und der Widerstand auf der anderen größeren Kolbenfläche 95,o3-4=rd.38okg. Der Kolben wird also mit einer Kraft von 570-380 = igo kg verschoben. Läuft der Taststift 7 jetzt an der Schablone oder dem Musterstück an, so tritt durch Öffnen des Steuerschiebers ein Druckabfall auf der kleineren Kolbenfläche ein. Der Druck sinkt je nach Größe der Schieberöffnung bis auf q. at, so daß zwischen beiden Kolbenseiten eine Druckdifferenz von 38o-285 = 95 kg auftritt. Die Kraft von 95 kg wirkt nach der anderen Seite.With a cylinder diameter of 10 mm and a piston rod diameter of 55 mm, the pressure relief valve 3 is set to 8 atm and the pressure relief valve 4 is set to q. at. The effective piston area is 95.03-23.75 = 7428 cm2 on one side and 95.03 cm2 on the other. The force exerted on the smaller area is 7i, 28 # 8 = around 57o kg and the resistance on the other larger piston area is 95.03-4 = around 38okg. The piston is moved with a force of 570-380 = igo kg. If the stylus 7 now runs against the template or the sample, a pressure drop occurs on the smaller piston surface when the control slide is opened. The pressure drops depending on the size of the slide opening down to q. at, so that a pressure difference of 38o-285 = 95 kg occurs between the two sides of the piston. The force of 95 kg acts on the other side.

Die Steuerung der Kolbenbewegung erfolgt vom Taststift 7 über den in die Kolbenstange 5 eingebauten Schieber B. Mit der Stellschraube 9 wird der Schieber 8 gegen den Druck der Feder io so eingestellt, daß der Schlitz i i geschlossen ist. Durch geringen Druck gegen den Fühlstift 7 wird der Schlitz i i geöffnet, und die Druckflüssigkeit kann durch die Bohrungen 12 und 13 auf die andere, unter geringerem Druck stehende Kolbenseite strömen. Die Folge davon ist ein Druckabfall auf der Hochdruckseite. Je nach der Größe des Druckabfalls tritt eine Verringerung der Kolbengeschwindigkeit, Stillstand oder Richtungsumkehr ein.The piston movement is controlled by the stylus 7 via the slide B built into the piston rod 5. With the adjusting screw 9, the slide 8 is adjusted against the pressure of the spring io so that the slot ii is closed. Slit ii is opened by low pressure against feeler pin 7, and the hydraulic fluid can flow through bores 12 and 13 to the other side of the piston, which is under lower pressure. The consequence of this is a pressure drop on the high pressure side. Depending on the size of the pressure drop, the piston speed decreases, comes to a standstill or changes direction.

Die Kolbenbewegung wird auf die in der Kolbenstange drehbar gelagerte Planzugspindel 14 des Werkzeugschlittens übertragen. Diese verschiebt sich teleskopartig in der Handkurbelwelle 15, so daß es möglich ist, an der Kurbel 16 die Stellung des Werkzeugschlittens unabhängig von der Kolbenstellung zu verändern.The piston movement is based on the rotatably mounted in the piston rod Transfer spindle 14 of the tool slide. This moves like a telescope in the hand crankshaft 15, so that it is possible on the crank 16 the position of the tool slide independently of the piston position.

Der Deckel 17 zum Ölbehälter ist mit einer Führung 18 zur Abstützung der feststehenden Schablonenaufnahme ig versehen. Die Schablonenaufrahme wird gegen Längsverschiebung durch einen auf der hinteren Bettwange an der Reitstockseite liegenden, nicht gezeichneten Stützbock gehalten.The cover 17 to the oil container is provided with a guide 18 for support the fixed stencil holder ig. The stencil frame is against Longitudinal shift by means of one lying on the rear bed cheek on the tailstock side, not shown support frame held.

Die Arbeitsweise der hvdraulischen Nachformeinrichtung geht wie folgt vor sich: Der Längsvorschub der Drehbank erfolgt, wie bekannt, kontinuierlich. Durch Einschalten des Pumpenmotors fördert die Zahnradpumpe i die Druckflüssigkeit in den Zylinder 2 und verschiebt den Kolben so lange, bis der Taster 7 an der Schablone 2o anläuft. Hierdurch wird der Schlitz i i geöffnet, und auf der Hochdruckseite des Zylinders erfolgt ein Druckabfall, durch den je nach Form der Schablone die Kolbengeschwindigkeit verringert, stillgesetzt oder umgekehrt wird.The hydraulic post-forming device works as follows in front of you: The longitudinal feed of the lathe is, as is known, continuous. By When the pump motor is switched on, the gear pump i delivers the hydraulic fluid in the cylinder 2 and moves the piston until the button 7 on the template 2o starts up. This opens the slot i i, and on the high pressure side of the cylinder there is a pressure drop, which, depending on the shape of the stencil, causes the Piston speed is reduced, stopped or reversed.

Es können alle Formen kopiert werden bis zu einer größten Steigung, die sich aus der Resultierenden zwischen der L ängsvorschubgeschwindigkeit und der größten Kolbengeschwindigkeiten ergibt.All shapes can be copied up to the greatest slope, resulting from the resultant between the longitudinal feed rate and the the greatest piston speeds.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Hydraulische Nachforrrieinrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke und Fräsmaschinen, deren Werkzeug- oder Werkstückschlitten von einem beiderseits unter Flüssigkeitsdruck stehenden, durch einen Taster nach einer -Schablone oder einem Musterstück gesteuerten Differentialkolben verschoben wird, wobei die Druckflüssigkeit von der Pumpe der Zylinderhälfte mit der kleineren Kolbenfläche zugeführt und von hier aus zu der anderen mit ,der größeren Kolbenfläche weitergeleitet und der Druck in" einer Zylinderhälfte durch einen vom Taster betätigten Schieber mit nur einer Steuerkante so geregelt wird, daß bei einer bestimmten Stellung des Schiebers ein Gleichgewicht der Kräfte auf beiden Kolbenseiten erreicht wird, bei welcher Stellung die spezifischen Drücke in beiden Zylinderhälften im umgekehrten Verhältnis der Kolbenflächen stehen, während bei hiervon abweichendem Verhältnis der spezifischen Drücke eine Bewegung des Kolbens in der einen oder in der anderen Richtung eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylinderhälften durch je ein Überdruckventil auf unterschiedlichen Höchstdruck einstellbar sind, daß das Verhältnis der großen zur kleinen Kolbenfläche kleiner ist als das Verhältnis des Höchstdruckes im kleinen Zylinder zum Höchstdruck im großen Zylinder und daß der von der Schablone beeinflußte Schieber einen Durchfluß der Druckflüssigkeit nur von der Hoch- zur Niederdruckseite des Kolbens freigibt. PATENT CLAIMS: i. Hydraulic inquiry device for machine tools, in particular lathes and milling machines, their tool or workpiece slides from one that is under fluid pressure on both sides by pressing a button a -stencil or a sample controlled differential piston moved the hydraulic fluid from the pump of the cylinder half with the smaller Piston area supplied and from here to the other with, the larger piston area forwarded and the pressure in "one cylinder half by a button actuated Slide with only one control edge is regulated so that at a certain position of the slide a balance of forces is achieved on both sides of the piston, at which position the specific pressures in both cylinder halves and vice versa Ratio of the piston areas are, while with a deviating ratio the specific pressures a movement of the piston in one or the other Direction occurs, characterized in that both cylinder halves through each one Pressure relief valve can be set to different maximum pressures that the ratio the large to the small piston area is smaller than the ratio of the maximum pressure in the small cylinder to the maximum pressure in the large cylinder and that of the template influenced slide a flow of the hydraulic fluid only from the high to Releases the low pressure side of the piston. 2. Hydraulische Nachformeinrichtung nach Anspruch i mit feststehendem Zylinder und beweglichem Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Taster gesteuerte Schieber in der durchbohrten Kolbenstange des Antriebskolbens des Werkzeugschlittens untergebracht ist. 2. Hydraulic post-forming device according to Claim i with a fixed cylinder and movable piston, characterized in that that the slide controlled by the button is in the pierced piston rod of the drive piston of the tool slide is housed. 3. Hydraulische Nachformeinrichtung nach Anspruch i und 2 in Sonderheit zum Anbau an Universal- und Produktionsdrehbänke, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpumpe und der Druckflüssigkeitsbehälter organisch mit dem Zylinder und Kolben verbunden sind und der Deckel zum Ölbehälter als Führung zum Abstützen der Kopierschablone ausgebildet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 126 zig; schweizerische Patentschrift Nr. 234 834; belgische Patentschrift Nr. 448 495; britische Patentschrift Nr. 471 108; USA.-Patentschrift Nr. 2 331443.3. Hydraulic post-forming device according to claim i and 2 in particular for attachment to universal and production lathes, characterized in that the pressure pump and the pressure fluid container are organically connected to the cylinder and piston and the cover for the oil container is designed as a guide for supporting the template. Attached publications: German patent specification No. 126 zig; Swiss Patent No. 234 834; Belgian Patent No. 448 495; British Patent No. 471,108; USA. Pat. No. 2,331,443.