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Mit einem Druckmittel arbeitende Steuerung einer Maschine, insbesondere
einer Werkzeugmaschine Bekannt sind mit einem Druckmittel arbeitende Steuerungen
einer Maschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine, bei denen die Bewegung eines
Maschinenteiles mittels eines Arbeitszylinders und eines vom Druckmittel beaufschlagten,
im Arbeitszylinder angeordneten Arbeitskolbens erfolgt und der bei Erreichung einer
Endstellung im jeweiligen Druckraum auftretende Druckanstieg. über eine elektromagnetische
Steuerung mittels eines Abschlußgliedes den Zu- und Abfluß des Druckmittels regelt.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein mit einem oder mehreren der Steuerung
eines als Hauptsteuerschieber ausgebildeten Abschlußgliedes dienenden elektrischen
Schaltern gekuppelter, zweiseitig beaufschlagter Umsteuerkolben in einem Zylinder
angeordnet ist, dessen eine Seite in der Druckmittelleitung für die Beaufschlagung
der größeren Kolbenfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Arbeitskolbens
zwischen der Druckmittelquelle und dem Hauptsteuerschieber liegt und dessen andere
Seite mit einem solchen Teil des Hauptsteuerschieberzylinders in Verbindung steht,
der während des Rücklaufs des Maschinenteils durch den Hauptsteuerschieber mit der
Druckmittelleitung für die B.eaufschlagung der kleineren Kolbenfläche des Arbeitskolbens
in Verbindung gebracht wird.
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Auf diese Weise wird der Vorteil erzielt, eine an sich bekannte elektrisch-hydraulische
Druckmittelsteuerung für einen an sich ebenfalls bekannten Vorschubantrieb mit Differentialkolben
brauchbar zu machen und dadurch die Vorzüge der Vorschubantriebe mit Differentialkolben
auch bei einer elektrischhydraulischen Druckmittelsteuerung zu erreichen. Gleichzeitig
bietet die Steuerung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß der Antrieb jeweils nach
einmaligem Vorlauf und Rücklauf sich selbsttätig wieder stillsetzt.
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Ferner werden die Nachteile der bekannten Druckmittelsteuerungen behoben,
die insbesondere darin bestehen, daß durch den Hilfssteuerschieber ein Durchlaß
für das Druckmittel nur teilweise geöffnet wird, wodurch eine Verlangsamung der
Steuerung eintritt. Schließlich wird auch eine sehr einfache Leitungsführung und
eine Unabhängigkeit des Umsteuerkolbens von der regelbaren Druckmittelmenge erreicht.
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Zweckmäßig ist die Stange des Umsteuerkolbens mit einem oder mehreren
Steuernocken versehen, die auf den oder die elektrischen Schalter wirken, wobei
vorteilhaft der oder die Steuernocken einstellbar sind. Durch diese Einstellbarkeit
der Steuernocken wird erreicht, daß die Zeit einstellbar ist, die vergeht von dem
Augenblick an, in dem der Maschinenteil seinen Hub beendet hat, bis zu dem Augenblick,
in dem die Umschaltung durch den Schalter erfolgt, d. h. es ist die Zeitdauer in
gewissen Grenzen regelbar, innerhalb deren der Maschinenteil in seiner Endstellung
stehenbleiben soll.
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Für die Steuerung mehrerer Maschinenteile, deren Bewegungen in zeitlicher
Abhängigkeit voneinander stehen, kann eine mehrfache Anordnung der Steuerung gemäß
der Erfindung derart vorgesehen werden, daß die Steuerung der Bewegung eines Maschinenteils
durch die in der Steuerung des zeitlich vorangehenden Maschinenteils auftretenden
Drucksteigerungen erfolgt. In solchen Fällen kann die Anordnung so getroffen werden,
daß die Leitungen der elektrischen Schalter der den Maschinenteilen zugeordneten
Steuerungen an einen Wählschalter angeschlossen sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Druckmittelsteuerung in schematischer
Darstellung, bei der sich der Arbeitsschlitten in Vorlaufstellung befindet, Fig.2
eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit einem Arbeitsschlitten in Rücklaufstellung, Fig.
3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 mit einem Arbeitsschlitten in Haltestellung
(Ende des Rücklaufs).
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Eine stetig fördernde Zahnradpumpe 1 saugt über die Leitung 2 aus
dem Ölbehälter 3 das Druckmittel an und drückt dieses über die Leitung 4 und 4'
(Fig. 2 und 3) in den Zylinder 5 des Arbeitsschlittens 6 hinter den Arbeitskolben
7. Ferner wird eine Teilmenge des Druckmittels über die Leitung 8 zur Regelpumpe
9 gefördert. Der in diesen beiden Leitungen 4 und 8 erforderliche Druck wird an
dem federbelasteten Druckventil 10 eingestellt.
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Die Regelpumpe 9, die mit einer Regeleinrichtung für eine stufenlos
regelbare Vorlaufgeschwindigkeit,
z. B. 1 : 10 bis 1 : 100, versehen
ist, drückt das Druckmittel über die Leitung 11 und 11' zum Zylinder 5 des Arbeitsschlittens
6 vor den Arbeitskolben 7 (Fig. 1). Der in der Leitung 11. auftretende Maximaldruck
entspricht dem Maximaldruck in der Leitung4.
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Der Hauptsteuerschieber 12 steuert die Vor- und Rücklaufbewegung des
Arbeitsschlittens 6. Der Hauptsteuerschieber 12 ist als Axialschieber ausgebildet
und steht unter der Einwirkung von je zwei elektrisch erregbaren Magneten 13 und
14, von denen im dargestellten Ausführungsbeispiel je einer an den beiden Enden
des Hauptsteuerschiebers 12 angeordnet ist. An jedem Ende des Hauptsteuerschiebers
12 ist ferner in geeigneter Weise eine Feder 15 vorgesehen, die dazu dient, den
Hauptsteuerschieber 12 bei nicht erregten Magneten 13, 14 in einer Mittelstellung
zuhalten, die der Haltestellung des Arbeitsschlittens (Fig. 3) entspricht. An den
Mündungen der Leitungen 11, 11' bzw. 4, 4' in den Zylinder des Hauptsteuerschiebers
12 sind in diesem Zylinder Ringnuten vorgesehen.
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Der auf beiden Seiten federbelastete Umsteuerkolben 16 hat keinerlei
Steuerkanten. Auf der verlängerten Kolbenstange 17 dieses Umsteuerkolbens 16 sind
zwei verstellbare Steuernocken 18 und 19 angeordnet, die auf die Endschalter 20
und 21 einwirken. Die beiden Federn 22 des Umsteuerkolbens sind so bemessen, daß
ihre Federkraft etwa ein Zehntel unter derjenigen des Ventils 10 liegt.
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Zur Bewegung des Arbeitsschlittens in seinem Führungsbett wurde im
dargestellten Ausführungsbeispiel als hydraulisches Antriebselement ein Zylinder
5 mit dem Kolben 7 und der Kolbenstange 7' gewählt. Selbstverständlich kann jedoch
an Stelle eines Kolbens mit Zylinder auch ein anderes Antriebselement, beispielsweise
ein hydraulischer Motor mit einer Gewindespindel und Mutter oder aber mit einem
Ritzel und einer Zahnstange, gewählt werden.
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Zur Betätigung der Druckmittelsteuerung von Hand ist eine Schalttafel
23 vorgesehen, auf der verschiedene Druckknöpfe V, R, H angeordnet sind.
Durch Betätigen des Druckknopfes h wird der Magnet 14 eingeschaltet und bewegt den
Hauptsteuerschieber 12 in die Stellung, die er in Fig. 1 einnimmt. Zugleich wird
der Hauptsteuerschieber in dieser Stellung festgehalten. Der Arbeitsschlitten 6
bewegt sich darauf mit stufenlos regelbarer Vorlaufgeschwindigkeit in der Richtung
des Pfeiles A, wobei in dieser Stellung des Hauptsteuerschiebers 12 das Druckmittel
von der Regelpumpe 9 über die Leitung 11, 11' in den Zylinder 5 vor den Kolben 7
gelangt. Das dabei hinter dem Kolben 7 verdrängte Druckmittel fließt über die Leitungen
4, 4' und anschließend zusammen mit der überschüssigen Druckmittelmenge der Zahnradpumpe
1 über das Druckventil 10 und über die Leitung 24 zurück zum Ölbehälter 3.
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Die Bewegung des Arbeitsschlittens 6 kommt an einem festen Anschlag
27 zur Ruhe, und die nunmehr auftretende Drucksteigerung in der Leitung 11, 11'
verschiebt den Umsteuerkolben 16 in der Zeichnung nach rechts. Dabei drückt der
Steuernocken 19 auf den Endschalter 20, worauf der Magnet 14 aus- und der Magnet
13 eingeschaltet wird. Dabei wird der Hauptsteuerschieber 12 nach rechts in die
in Fig. 2 dargestellte Lage verschoben und festgehalten. Der Schlitten bewegt sich
nun mit steter Eilrücklaufgeschwindigkeit in Pfeilrichtung B.
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Das beim Rücklauf vor dem Kolben 7 befindliche Druckmittel wird drucklos
und fließt in den Leitungen 11' und 24 zurück: zum Ölbehälter 3. Das Ende der Rücklaufbewegung
des Arbeitsschlittens 6 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Kolben 7 auf
die Stirnwand 28 des Zylinders 5 auftrifft. Es kann aber auch ein fester Anschlag
vorgesehen sein, beispielsweise eine Wange 25 am Maschinenständer 26.
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Der für die Rücklaufbewegung notwendige Druck in der Leitung 4, 4'
ist kleiner als derjenige, der durch das Druckventil 10 begrenzt wird. Der Hauptsteuer-Schieber
12 gibt in dieser Stellung (Fig. 2) eine Leitungsverbindung von der Leitung 4 über
die Leitung 29 zum Umsteuerkolben 16 frei. Am Ende des Rücklaufes steigt der Druck
in den Leitungen 4, 4' und 29 an, wodurch der Umsteuerkolben 16 im dargestellten
Ausführungsbeispiel nach links verschoben wird. Dabei betätigt der Steuernocken
18 den Endschalter 21, so daß der Magnet 13 stromlos wird und der Hauptsteuerschieber
in seine Mittelstellung (Fig. 3) gelangt. Das Druckmittel fließt alsdann im ganzen
System drucklos über die Leitung 24 zurück zum Ölbehälter 3.
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Die Aufhebung des Umschaltvorganges am Umsteuerkolben 16 erfolgt sofort
nach jeder Steuer-Bewegung, sobald der Hauptsteuerschieber in die eine oder andere
Endstellung gelangt ist.
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Soll der Stillstand des Arbeitsschlittens in der in Fig. 3 dargestellten
Stellung zeitlich geregelt werden, so können die Steuernocken 18 und 19 entsprechend
verstellt werden. Der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Drukmittelsteuerung für einen
Arbeitsschlitten entspricht sinngemäß eine Druckmittelsteuerung für mehrere Arbeitsschlitten.
Bei Maschinen mit mehreren Arbeitsschlitten ist es erforderlich, die Reihenfolge
der einzelnen Schlittenbewegungen nach einem festgelegten Plan ablaufen zu lassen.
Die Einleitung der jeweils nächstfolgenden Schlittenbewegung bei Vor-oder Rücklauf
wird jeweils durch die auftretenden Drucksteigerungen am Ende einer anderen Schlitten-Bewegung
bewirkt, durch die die entsprechenden Umsteuerkolben verstellt werden. Je nach der
Art des auf der Maschine zu bearbeitenden Werkstückes wird ein fester Plan für jede
Maschine festgelegt. Dabei kann auf der Schalttafel 23 ein Wählschalter angeordnet
sein, der es ermöglicht, mehrere Arbeitspläne für die hydraulische Druckmittelsteuerung
vorzusehen.