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Dämpfungsvorrichtung zum Abbremsen von Werkzeug- bzw. Revolverschlitten
an Werkzeugmaschinen Um bei einer Änderung der Bewegungsrichtung beschleunigt bewegter
Werkzeugschlitten an Werkzeugmaschinen eine schädliche Stoßwirkung zu vermeiden,
ist es bereits bekannt, die Schlitten mit Hilfe hydraulischer Dämpfungsvorrichtungen
abzubremsen.
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Diese Dämpfungsvorrichtungen weisen einen ein geschlossenes Hydrauliksystem
enthaltenden Lagerkörper auf, in dessen Zylinderraum ein vom Schlitten beaufschlagbarer
Abbremskolben angeordnet ist, der entgegen der Wirkung einer Vorholfeder durch den
Schlitten zurückbewegbar ist und dabei das Hydraulikmedium durch eine Drossel in
einen Vorratsraum drückt. Hierbei wird ein vom Zylinderraum zum Vorratsraum führendes
Ventil geschlossen, das sich bei Vorbewegen des Abbremskolbens unter der Wirkung
der Vorholfeder wieder öffnet.
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Das bei diesen bekannten Vorrichtungen verwendete Ventil muß bei dem
speziellen Aufbau dieser Vorrichtungen als Kugelrückschlagventil ausgelegt sein.
Ventile dieser Art sind jedoch außerordentlich funktionsträge, und es wurde festgestellt,
daß derartige Dämpfungsvorrichtungen bei verhältnismäßig langsam und über größere
Strecken bewegten Arbeitsschlitten einwandfrei arbeiten, jedoch auf Grund der Funktionsweise
der Kugelrückschlagventile nicht zum Abbremsen von Maschinenschlitten geeignet sind,
die rasche und kurze Arbeitsbewegungen ausführen, wie es beispielsweise bei Revolverschlitten
zutrifft, die zur Umschaltung ihres Revolverkopfes in Bruchteilen einer Sekunde
ihre Umschaltbewegung ausführen.
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Durch die Erfindung sollen derartige Dämpfungsvorrichtungen so verbessert
werden, daß ihre Verwendung zum Abbremsen schnellbewegter Werkzeug-bzw. Revolverschlitten
möglich wird.
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Erfindungsgemäß läßt sich dies dadurch erreichen, daß das Ventil eine
in der Zylinderumfangswand angeordnete Ventilöffnung aufweist, die mit einer Steuerkante
des Abbremskolbens zusammenwirkt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß nach
einer Rückbewegung des Abbremskolbens die Ventilöffnung geöffnet ist. Bei dieser
Konstruktion weist somit das vorhandene Ventil ein zusätzlich bewegtes Teil nicht
mehr auf, vielmehr bildet der Abbremskolben selbst das Ventilglied, das somit die
erforderliche Geschwindigkeit mit der der Fluß des Hydraulikmediums bzw. das Ventil
geöffnet und geschlossen werden soll, vom Schlitten selbst erteilt bekommt. Hierdurch
ergibt sich zwangläufig eine sichere Funktion des Ventils im Zusammenhang mit der
Dämpfungsbewegung des Abbremskolbens.
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In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß bereits Bremsvorrichtungen
zum Stande der Technik gehören, bei denen der Abbremskolben in der Zylinderumfangswand
vorgesehene Ventilöffnungen beim Verschieben des Kolbens verschließt. Bei diesen
Konstruktionen dienen jedoch die Ventilöffnungen zum Abfluß des bei der Kolbenbetätigung
verdrängten Hydraulikmediums, die beim Vorbeifahren des Kolbens kurzzeitig geschlossen
und von diesem anschließend wieder freigegeben werden. Es erfolgt dadurch in jeder
Bewegungsrichtung des Kolbens eine Kolbenbremsung. Eine selbsttätige Rückstellung
des Kolbens in seine Bereitschaftsstellung durch eine Druckfeder ist somit bei diesen
Abbremsvorrichtungen nicht zu erreichen.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in der
Abbremsvorrichtung ein Anschlagglied vorgesehen ist, das durch eine Gegenfeder entgegen
der Bremsrichtung des Abbremskolbens gegen einen stationären Anschlag angepreßt
ist und auf das der Abbremskolben nach einem vorbestimmten Weg auftrifft. Bei einer
zu schwachen oder irrtümlich falsch eingestellten Drossel wird somit ein Auflaufen
des Abbremskolbens auf einen Festanschlag und dadurch eine Beschädigung der Vorrichtung
vermieden, wobei trotzdem der Werkzeug-bzw. Revolverschlitten zurBremsung abgefangen
wird: Es ist möglich, die zum Transport des Abbremskolbens in seine Ausgangs- bzw.
Bereitschaftslage erforderliche Vorholfeder im Lagerkörper so anzuordnen, daß diese
auf eine Stirnfläche des Abbremskolbens wirkt. Um jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung
in ihren Maßen möglichst klein zu halten und trotzdem eine genügend lange Vorholfeder
im Lagerkörper unterbringen zu können, ergibt sich eine
günstige
Konstruktion, wenn die Vorholfeder im Innern des Abbremskolbens vorgesehen ist und
sich mit einem Ende gegen den Abbremskolben und sich mit dem anderen Ende gegen
das Anschlagglied abstützt. Der Abbremskolben sowie das Anschlagglied können direkt
im Lagerkörper verschiebbar angeordnet sein.
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Eine zweckmäßige Konstruktion ergibt sich jedoch, wenn der Lagerkörper,
eine in Bewegungsrichtung des AbbremskoIbens angeordnete Ausnehmung aufweist, an
deren einem Ende eine Führungsbuchse für den Abbremskolben und an deren anderem
Ende ein Gegenlager für die Gegenfeder angeordnet ist, das mit einer Führungsbuchse
für das Anschlagglied versehen sein kann.
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Durch diese Ausführungsform ist im Lagergehäuse lediglich eine durchgehende
Bohrung vorzusehen, und sämtliche für den Zu- bzw. Abfluß des Öles erforderlichen
Räume 'können in verhältnismäßig einfacher Weise in den Führungsbuchsen angeordnet
werden. Außerdem können durch die Ausbildung jederzeit, bei eventuell schadhaft
bzw. undicht gewordenen Lagerungen des Abbremskolbens, die Führungsbuchsen gegen
neu angefertigte Buchsen ausgewechselt werden, ohne irgendwelche Veränderungen am
Lagerkörper vornehmen zu müssen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht auf einen Revolverschlitten
mit Antriebselementen, wobei auf der rechten Seite im Abstand von diesem die erfindungsgemäße
Revolverschlitten-Abbremsvorrichtung angeordnet ist, F i g. 2 einen Teillängsschnitt
durch die erfindungsgemäße Revolverschlitten-Abbremsvorrichtung in vergrößerter
Darstellung in Ausgangsstellung, F i g. 3 einen Teillängsschnitt gemäß F i g. 2
in Endstellung, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 6, F i g. 5 einen
Teilquerschnitt nach Linie 5-5 der Fig.2, F i g. 6 einen Teilquerschnitt nach Linie
6-6 der F i g. 2, F i g. 7 einen Teilquerschnitt nach Linie 7-7 der Fig.2.
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Nach F i g. 1 ist ein als Ganzes mit 10 bezeichneter Revolverschlitten
mit einem Revolverkopf 12 auf einer Schlittenführung 13 eines Maschinenbettes 14
verschiebbar angeordnet. Der Schlittenvorschub erfolgt über einen Rollenhebel
15, der von einer Kurvenscheibe 16 gesteuert wird. Der Rollenhebel
wirkt dabei auf eine längsverschiebbare Schalthülse 17, durch die ein Zahnsegmenthebel
18 verschwenkt wird, der in eine Zahnstange 19 des Revolverschlittens eingreift.
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Um die verschiedenen im Revolverkopf angeordneten Werkzeuge in Arbeitsstellung
bringen zu können, ist eine schnelle Rückbewegung des gesamten Revolverschlittens
in seine Ausgangslage erforderlich, und dies wird durch die Schalthülse 17 erreicht.
Diese wird zu diesem Zweck über ein Zahnrad 20 angetrieben, und der Segmenthebel
wird dabei über eine in einer Umfangskurvenbahn 21 geführte Rolle 22 in die entgegengesetzte
Richtung bewegt. Durch die rasche Rückbewegung des Revolverschlittens bzw. die anschließende
Vorbewegung desselben, was zur Revolverkopfumschaltung notwendig ist, wird es erforderlich,
die sehr stark beschleunigte Masse des Revolverschlittens nach dem Rückhub in seiner
rückwärtigen Stellung abzufangen. Zu diesem Zweck ist, gemäß F i g. 1, auf dem Maschinenbett
14 auf der rechten Seite im Abstand vom Revolverschlitten 10 eine erfindungsgemäße
hydraulische Revolverschlitten-Abbremsvorrichtung fest angeordnet, die einen Abbremskolben
23 aufweist, der mit einem Anschlagstück 24 des Schlittens zusammenwirkt, und die
als Ganzes mit 25 bezeichnet ist. Diese Vorrichtung soll an Hand der F i g. 2 bis
7 des näheren beschrieben werden.
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Der Abbremskolben 23 ist gemäß F i g. 2, 3 und 4 in einer im Lagerkörper
28 gelagerten vorderen Flanschbuchse 29 und in einer im Abstand von dieser angeordneten
Führungsbuchse 30 verschiebbar angeordnet. Um dabei den Abbremskolben nach jeder
Abbremsung des Revolverschlittens selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückzubewegen,
weist dieser eine Ausnehmung auf, in der eine Vorholfeder 32 angeordnet ist, die
sich gegen einen weiter unten näher beschriebenen Stößel 33 abstützt. Die
Ausgangslage ist durch einen Anschlagbund 35 am Abbremskolben festgelegt, der in
unbelastetem Zustand gegen eine Schulter 37 der vorderen Flanschbuchse anliegt.
Die Länge des Abbremskolbens ist so bemessen, daß sich dessen Endstück in Ausgangsstellung
in . einem Ringraum 39 der Führungsbuchse 30 befindet, der über eine
Ausnehmung 40 mit einem ÖI-vorratsraum 42 verbunden ist. Auch der durch den Abstand
der Flanschbuchse 29 von der Führungsbuchse 30 gebildete Abstandsraum 44 steht über
einen Kanal 45 mit dem Vorratsbehälter in Verbindung. Letzterer ist mittels eines
Abschlußdeckels 46 abgedeckt, der, gemäß F i g. 6, einen Entlüftungskanal 47 aufweist.
Der Kolben ist in den genannten Buchsen dichtschiebend angeordnet, und außerdem
ist, um Lecköl zu vermeiden, in der Flanschbuchse 29 ein Dichtring 50 vorgesehen.
Damit beim Abfangen des Revolverschlittens die Schulter 35 des Abbremskolbens, beispielsweise
durch eine falsche Einstellung der Vorrichtung, was weiter unten noch näher erklärt
wird, nicht auf einen Festanschlag, in diesem Falle auf die Führungsbuchse aufschlägt,
ist, gemäß F i g. 2 und 4, der schon oben erwähnte Stößel 33 vorgesehen, der unmittelbar
hinter der Führungsbuchse axial in einer hinteren Flanschbüchse 52 verschiebbar
angeordnet ist und durch sich an der hinteren Flanschbüchse 52 abstützende Tellerfedern
55 mit einem Bund 58 gegen die, gemäß F i g. 2, rechte Stirnseite der Führungsbüchse
gedrückt wird. Der Stößel weist dabei einen Anschlagbolzen 60 auf, der in die Federausnehmung
des Abbremskolbens hineinragt und auf den letzterer aufläuft.
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Damit beim Zurückbewegen des Abbremskolbens, während des Abbremsens
des Schlittens, das im Ringraum 39 bzw. in der Kolbenführung 61 vorhandene Öl entweichen
kann, sind, gemäß F i g. 4 und 5, am Stößelumfang Durchlaßnuten 65 vorgesehen, so
daß dieses Öl in den Ausgleichsraum 68 der hinteren Flanschbüchse gelangen kann.
Um einen ölabfluß der in den Ausgleichsraum 68 verdrängten Ölmenge zu schaffen,
ist, gemäß F i g. 4 und 5, im Lagerkörper 28 ein Abflußkanal69 vorgesehen, der mit
einer Drossel 70 in Verbindung steht. Diese Drossel ragt dabei mit einem
Einstellkopf 72 in den Ölvorratsraum hinein, von wo die gewünschte Durchlaßmenge
eingestellt werden kann. Die Einstellung desselben bewirkt eine mehr oder weniger
starke Abbremsung des
Revolverschlittens. Wie aus F i g. 4 deutlich
zu erkennen ist, geht von dieser ein Abflußkanal75 zum Raum 44, von wo das abfließende
Öl zum Ölvorratsbehälter gelangen kann.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen
Abbremsvorrichtung beschrieben werden. Die Abbremsvorrichtung ist in F i g. 2 in
ihrer Ruhelage bzw. Ausgangslage dargestellt. Wird der Revolverschlitten in eingangs
beschriebener Weise mit hoher Geschwindigkeit, um einen Werkzeugwechsel durchzuführen,
zurückbewegt und trifft auf den Abbremskolben 23 auf, so wird dieser in die aus
F i g. 3 und 4 ersichtliche Stellung bewegt. Es wird somit das Endstück des Abbremskolbens
23 in die Führungsbuchse hineingeschoben, wodurch die Verbindung zum Ringraum 39
bzw. zum Ölvorratsraum abgesperrt wird, und nun wird ein Druck auf das in der Kolbenführung
bzw. im Abbremskolben befindliche Öl ausgeübt. Das Öl wird über die Durchlaßnuten
65 in den Ausgleichsraum 68 gedrückt, von wo es über den Zuflußkana169 der Drossel
70 zugeführt wird. Durch die Drosseleinstellung erfolgt eine ölstauung in den zuvorbeschriebenen
Ölräumen. Die von der Drossel abfließende Ölmenge gelangt über den Abflußkanal 75
in den Raum 44 und über den Kanal 45 in den ölvorratsbehälter zurück. Wird der Abbremskolben
wieder frei, d. h., bewegt sich der Revolverschlitten wieder in Arbeitsstellung,
so wird der Abbremskolben durch die Druckfeder 32, die so stark ist, daß sie ein
im Raum 61 bis 68 herrschendes Vakuum überwindet, wieder in seine Ausgangsstellung
bewegt, wodurch über den Kanal 40 und den Ringraum 39 das Vakuum aufhebendes Öl
aus dem Vorratsbehälter 42 sehr schnell angesaugt wird, und es ist dadurch erreicht,
daß die Abbremsvorrichtung sofort, d. h. in Bruchteilen einer Sekunde zu einem neuen
Abbremsvorgang bereit ist.
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Sollte bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine zu schwache
oder fehlerhafte Drosseleinstellung beim Verschieben des Abbremskolbens durch den
Revolverschlitten eine derartige Ölmenge verdrängt werden, daß nur eine geringe
Bremskrält zur Schlittenbremsung aufgebracht wird, so wird ein harter Aufschlag
des Abbremskolbens in seiner Endstellung dadurch vermieden, daß dieser, wie aus
F i g. 3 ersichtlich ist, auf den Anschlagbolzen 60 des Stößels 33 aufläuft, wodurch
dann die noch benötigte Bremskraft von den verhältnismäßig starken Tellerfedern
55 aufgebracht wird.