Programmierbarer pneumo-hydraulischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen programmierbaren pneumohydraulischen Antrieb z. B. zur Erzeugung ge radliniger oder schwenkender Bewegungen. Universell programmierbare pneumohydraulische Antriebe sind bisher noch nicht bekannt geworden.
Pneumatisch hydraulische Antriebe, welche bis zum gewissen Grade zur Geschwindigkeitsänderung ge eignet sind, wurden bisher als Kolbengetriebe in Tan- dem-Ausführung gebaut. Dabei wurde der eine Kolben wechselseitig durch Druckluft beaufschlagt, während der andere Kolben durch eine Ölsäule gehalten wurde, welche über ein einstellbares Drosselventil zur anderen Seite dieses Kolbens fliessen konnte. Zum Ausgleich der Leckölverluste ist diesem System ein Nachfüllbe- hälter zugeordnet.
Diese Steuerung eignet sich nicht zur Erzeugung von mehreren wegabhängigen konstanten Geschwindigkeiten. Die Ursache ist das Vorhandensein nur eines Ölkreislaufes, dessen Durchflussmengen durch eine mechanisch betätigte Drossel bestimmbar ist.
Weiterhin ist es bekannt, druckluftbeaufschlagte hy draulische Speicher über eine einstellbare Drossel mit der Kolbenstangenseite eines Schaltzylinders zu verbin den und die Kolbenseite des Zylinders an einen pneu matischen Hilfsdruck anzulegen. Diese Schaltung wurde bisher für hydropneumatische Zylinder-Zeitglieder ver wendet. Eine Anwendung zum Zwecke eines program mierbaren pneumatisch-hydraulischen Antriebes ist noch nicht bekannt geworden, da bisher der gerätetechnische Aufwand zu gross war.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen programmier baren pneumatisch-hydraulischen Antrieb z. B. für ge radlinige oder schwenkende Bewegungen zu schaffen, welcher mit einfachen Mitteln und niedrigen pneuma tischen Drücken in der Vorsteuerung für verschiedene konstante Geschwindigkeiten anwendbar ist. Die dazu verwendeten Elemente sollen billig und von hoher Le bensdauer sein, wobei die Forderungen hinsichtlich Sau berkeit der verwendeten Druckluft bei den üblichen Betriebsbedingungen des Maschinenbaues liegen sollen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch ge- löst, dass druckluftbeaufschlagbare hydraulische Spei cher unter Zwischenschaltung pneumatisch betätigter hydraulischer Drosselventile mit je einem Eingang von geradlinige oder schwenkende Bewegungen ausführenden Motoren verbunden und eine gemeinsame pneumatische Druckquelle für den hydraulischen Speicher und für den anderen Eingang des Motors über ein pneumatisch be- tätigbares Wegeventil wechselseitig anschliessbar ist,
wo bei alle Ventile mit pneumatischen Wegeventilen ver bunden sind, die mit einem mechanischen Programmträ ger in Eingriff stehen, dessen Bewegungen ein pneuma tisch mechanischer Antrieb ausführt, dessen Lokig- Steuerung aus verkettungsfähigen pneumatischen Logik elementen kleinster Bauweise besteht, deren Eingänge weg- oder zeitabhängige pneumatische oder elektrische Impulse sind. Die Logiksteuerung aus pneumatisch-lo- gischen Elementen besteht zweckmässig aus einem pneu- matisch-logischen Speicherglied, dessen L-Eingang über Oder- bzw.
Und-Glieder unter Zwischenschaltung von Impulsformern und gegebenenfalls Verzögerungsgliedern mit pneumatischen Endlageschaltern verbunden sein kann und dessen 0-Eingang z. B. an einem sperren den Endlageschalter angeschlossen ist. Der Ausgang des pneumatisch-logischen Speichergliedes kann mit einer pneumatischen Stelleinheit des mechanischen Pro grammträgers verbunden sein.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Aus führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1: einen Schaltplan der gesamten Steuerung, Fig. 2: einen Schaltplan der pneumatischen Logik steuerung.
Ein trommelförmiger Programmträger 1, welcher auf seinem Umfang ein durch Kugeln oder Stifte 2 darge stelltes veränderbares Programm trägt, ist auswechsel bar mit einem Klinkenschaltwerk 3 verbunden, dessen Antriebsglied 4 aus einem um die Achse des trommel- förmigen Programmträgers 1 schwenkbaren Hebel be steht, an den die Kolbenstange S einer pneumatischen Steheinheit 6 angelenkt ist. Diese Stelleinheit 6 ist kol- benstangenseitig federbelastet und kolbenseitig durch eine Leitung 7 mit der Logiksteuerung 8 verbunden.
Ausserdem sind an den Endlagen des Antriebsgliedes 4 pneumatische Endlageschalter E,; E2 angeordnet, welche ebenfalls mit der Logiksteuerung 8 verbunden sind.
Un ter dem Programmträger 1 sind in einer zur Achse des Programmträgers 1 parallelen Reihe pneumatische Wegeventile 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 angeordnet, deren Anzahl der der radialen Kugelreihen des Programmträ gers 1 entspricht und an die ein Hilfsdruck 16 anliegt. Zwei der Wegeventile 9, 10 sind mit pneumatischen Stellgliedern 17, 18 zweier einstellbarer hydraulischer Drosselventile 19, 20 verbunden.
Diese Drosselventile 19, 20 sind in der Ölleitung 21 eines hydropneumati schen Speichers 22 nacheinander angeordnet. Die Öl leitung 21 ist an die Kolbenstangenseite eines hydro pneumatischen Motors 23 angeschlossen. Die Kolben seite dieses Motors 23 ist durch eine Druckluftleitung 24 mit einem 4/2 Wegeventil 25 verbunden, an dessen an- derem Anschluss die Luftleitung 26 des hydropneuma- tischen Speichers 22 liegt.
Das 4/2 Wegeventil 25 ist an einen nicht dargestellten Drucklufterzeuger angeschlos sen und mit einem pneumatischen Stellglied 27 versehen, das mit einem weiteren Wegeventil 11 des Programm trägers 1 verbunden ist.
An der Kolbenstange 28 des hydropneumatischen Motors 23 sind eine Anzahl pneu matischer Endlageschalter E3, E4 nebeneinander befe stigt, die über Nockenreihen 29 einer Maschinenweg steuerung liegen. Diese Endlageschalter E3, E4 sind mit der Logiksteuerung 8 verbunden.
Das nächste Wege ventil 12 des Programmträgers 1 ist an ein pneuma tisches Stellglied 30 eines weiteren 4/2 Wegeventils 31 angeschlossen, welches in die Leitung eines nicht dar gestellten Drucklufterzeugers geschaltet ist. Mit dem 4/2 Wegeventil 31 ist eine pneumatische beidseitig be- aufschlagbare Stelleinheit 32 verbunden, welche den Materialvorschub ausführt.
Für die Hublage und Hub- grösse sind zwei pneumatische Endlageschalter E, E, an der nicht gezeichneten Vorschubeinrichtung verstell bar angeordnet und mit der Logiksteuerung 8 verbun den. Ein weiteres Wegeventil 13 des Programmträgers 1 ist mit einem pneumatischen Stellglied 33 einer Lamel- lenkupplung 34 verbunden, welche zur Schalteinrichtung für den Drehzahlwechsel oder für den Vorschubwechsel gehört.
Ein anderes Wegeventil 14 des Programmgebers 1 ist mit einem pneumatischen Stellglied 35 eines elek trischen Schützes 36 verbunden.
Weiterhin, sind drei pneumatische Wegeventile 37, 38, 39, die als Handtaster ausgebildet sind und an die ein Hilfsdruck anliegt, für die - Schaltfunktionen Start , Stop und Betätigung des Klinkenschaltwerkes vor gesehen. Die gesteuerten Leitungen dieser Wegeventile 37, 38, 39 sind mit der Logiksteuerung 8 verbunden.
Die beschriebenen Antriebsglieder sind nur ein Teil der für einen Maschinenantrieb üblicherweise er forderlichen. Da jedoch die Anordnung der weiteren Antriebsglieder der der beschriebenen weitgehend gleicht, ist das Ausführungsbeispiel darauf nicht er weitert.
Die Logiksteuerung 8 (Fig. 2) hat folgenden Auf bau: Der Ausgang 40 der Logiksteuerung 8 ist an die pneumatische Stelleinheit 6 kolbenseitig des Programm trägers 1 angeschlossen und kommt über einen pneu matischen Verstärker 41 von einem pneumatischen Logik-Speicherglied 42. Am O-Eingang des Speicher gliedes 42 liegt der Endlagenschalter E2 des Klinken- Schaltwerkes 3 des Programmträgers 1.
Am L-Eingang des Speichergliedes- 42 liegt der Ausgang eines Und- Gliedes 43. Einer der beiden Eingänge des Und-Gliedes 43 kommt von einem Oder-Glied 44. Der andere Ein gang ist mit dem Ausgang eines weiteren pneumatischen Logik-Speichergliedes 45 verbunden.
Am O-Eingang dieses Speichergliedes 45 liegt das als Handtaster ausgebildete Wegeventil 39 für das Stop -Signal und am- L-Eingang das Wegeventil 37\ für das Start -Signal. Das Oder-Glied 44 hat zwei Ein gänge, die beide mit je einem Ünd-Glied 46, 47 verbun den sind.
An einem (47) davon liegt die gesteuerte Lei tung eines Wegeventils 15 des Programmträgers 1 an sowie der Endlagenschalter El des Klinkenschaltwerkes 3 des Programmträgers 1. Dieser Endlageschalter E, ist weiterhin mit dem einen Eingang des anderen Und-Glie- des 46 verbunden, an das ausserdem der Ausgang eines Oder-Gliedes 48 anliegt. Dieses hat fünf Eingänge, von denen ein jeder mit dem Ausgang eines Impulsformers 49 verbunden ist.
Diese Impulsformer 49 haben haupt sächlich die Aufgabe, den über eine unbestimmte Zeit dauer anliegenden Eingang z. B. durch Betätigung eines Handtasters in einen zeitlich begrenzten Impuls als Ausgang umzuformen. Die Eingänge des ersten und zweiten Impulsformers 49 sind mit den Endlagenschal- tern E5, E, der Materialvorschubeinrichtung verbunden.
Der dritte Impulsformer 49 ist mit dem als Handtaster ausgebildeten Wegeventil 38 für die Betätigung des Klinkenschaltwerkes 3 verbunden. Am Eingang des vierten Impulsformers 49 liegt der Endlagenschalter Es der Maschinenwegsteuerung. Der Endlageschalter E4 der Maschinenwegsteuerung ist unter Zwischenschaltung eines Zeit-Gliedes 50 an den fünften Impulsformer 49 angeschlossen.
Im Ausführungsbeispiel der Logiksteuerung sind nicht alle Verriegelungsbedingungen durch logische Ver knüpfungen enthalten. Die Verriegelungsbedingungen sind durch die technologischen Vorgänge an der Ma schine, welche mit vorliegendem Antrieb versehen wird, bestimmt, so dass diese unterschiedlich, jedoch mittels Schaltalgebra lösbar sind.
Die Arbeitsweise des Antriebes ist folgende: Durch Betätigung des Wegeventils 37 Start wird unter der Voraussetzung, dass das Antriebsglied 4 des Klinkenschaltwerkes 3 durch die Feder des pneuma tischen Stellgliedes 6 vollständig zurückgeführt ist, am pneumatischen Logik-Speicherglied 42 am Ausgang 46 der Logiksteuerung 8 ein Signal gebildet.
Dieses geht verstärkt auf die pneumatische Stelleinheit 6 des Klin- kenschaltwerkes 3, wodurch der Kolben das Klinken- schaltwerk 3 um einen Schritt bewegt und dabei den Endlagenschalter E2 betätigt. Diese Betätigung löscht am pneumatisch-logischen Speicherglied 42 den Aus gang und verhindert dessen Ansteuerung so lange, bis der Endlageschalter E, durch Rückführung des An triebsgliedes 4 gedrückt ist.
Dieser erste Schritt des Klinkenschaltwerkes 3 hat die erste Kugelreihe des Programmträgers 1 über seine Wegeventile 9 bis 15 bewegt. Damit ist entsprechend dem im Ausführungsbei spiel willkürlich gewählten Programm das Wegeventil 13 des Schützes 36 betätigt, welcher den Antriebsmotor an Spannung legt. Gleichzeitig liegt über das 4/2 Wege ventil 25 Druck auf dem hydropneumatischen Speicher 22, wodurch über die geöffneten Drosselventile 19, 20 der Kolben des hydropneumatischen Motors 23 in seine Ausgangslage bewegt wird.
Weiterhin wird gleichzeitig über das 4/2 Wegeventil 31 die pneumatische Stellein- heit 32 der Materialvorschubeinrichtung in ihre Aus gangslage bewegt. Dort betätigt diese den Endlageschal- ter E5, durch welchen das pneumatisch-logische Spei cherglied 42 der Logiksteuerung 8 ein neues Signal zur Betätigung des Klinkenschaltwerkes 3 gibt.
Beim näch sten Schritt des Programmträgers 1 bleibt das Wege ventil 14 des Schützes 36 gedrückt, ausserdem werden die Wegeventile 12, 13 der Kupplung 34 und der pneu matischen Stelleinheit 32 der Materialvorschubeinrich- tung betätigt. Dadurch wird eine der Kupplung 34 ent sprechende Drehzahl auf die Arbeitsspindel gegeben und durch die Bewegung der Stelleinheit 32 der Vorschub einrichtung das Material vorgeschoben. Am Ende dieser Bewegung wird der Endlageschalter E, betätigt, der über die Logiksteuerung 8 den nächsten Schritt des Programmträgers 1 veranlasst.
Bei diesem dritten Schritt sind die Wegeventile 9, 11, 12, 13, 14 des Schützes 36, der Kupplung 34, der Stelleinheit 32 der Vorschubeinrichtung sowie des hydropneumatischen Speichers 22 und des Drosselventils 19 gedrückt. Da durch wird der hydropneumatische Motor 23 kolbensei- tig mit Druckluft beaufschlagt. Seine Geschwindigkeit wird jedoch durch den Drosselquerschnitt des Drossel ventils 19 bestimmt.
Es werden die Endlageschalter Es, E4 über die Nockenleiste bewegt. E3 überfährt zuerst einen Nocken 29 und gibt dadurch Signal zum vierten Schritt des Programmträgers 1, durch welchen zusätzlich zum dritten Schritt das Wegeventil 10 des Drosselventils 20 betätigt wird. Damit wird die Geschwindigkeit des hydropneumatischen Motors 23 weiter herabgesetzt. Mit dieser Geschwindigkeit überfährt der Endlageschalter E4 einen Nocken 29.
Das Signal dieses Endlageschal- ters E4 löst den nächsten Schritt verzögert aus, um Sicherheit für die Beendigung des Arbeitsvorganges zu haben. Beim fünften Schritt wird nur das Wegeventil 15 zur Leerweiterschaltung des Programmträgers 1 ge drückt, um die ungenutzten Zeilen schnell zu übergehen. Dieses erfolgt bis zur neunten Zeile. Die zehnte Zeile ist unbesetzt und Ausgang für einen neuen Arbeitsvor gang.