DE2054806A1

DE2054806A1 - Verfahren und Einrichtung zum wenigstens einmaligen Umkehren und Zurückkehren der Arbeitsrichtung eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Arbeltsgliedes unter Verhütung des Auftretens von Schwingungen

Info

Publication number: DE2054806A1
Application number: DE19702054806
Authority: DE
Inventors: Yasutaka Arakawa Hideo Nagoya Aichi Hayashi (Japan)
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1970-11-07
Publication date: 1971-05-19
Also published as: ES385788A1; DE2054806C3; GB1326268A; US3695023A; DE2054806B2; CH527370A; FR2070712B1; FR2070712A1

Description

PATENTANWALT DR-ING. LOTTERHOS 2054806

«000 FRANKFURT (MAIN}

ANNASTRASSE 19 FERNSPRECHER: (0011) 555061 TELEGRAMMEt LOMOSAPATENT LANOESZENTRALBANK 4/9S1 DRESDNER BANK FFM., Nr. 524?« POSTSCHECK-KONTO FFM. 16(57

FRANKFURT (MAIN),

KABUÜHIKI ICAISHA TOYOTA CHUO KEHKYUSHO 2-12, Hisakata, Showa-ku, ltfagoya-shi

Aichi-ken (Japan)
und

KABUSHiKI KAISHA TOYODA JIDO/SHOKKI SE.ISAKUSHO 2-1, Toyoda-cho, Kariya-shi,

Aichi-ken (Japan)

/erfahren und Einrichtung zum wenigstens einmaligen Umkehren und Zurückkehren der Arbeitsrichtung eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Arbeitsgliedes unter Verhütung des Auftretens von Schwingungen bei diesem Um- und Zurückschalten.

Zum Betätigen druckmittelgesteuerter Einrichtungen, beispielsweise hydraulischer Zylinder, Druckluftzylinder od.dergl., dienen in der Regel in (xasi'orrn vorliegende Mittel, etwa Luft, oder flüssige Mittel, wie Wasser od.dergl.. Dabei ist zu be-

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achten, daß gasförmige Mittel wegen der Zusammendrückbarkeit

dieser Stoffe nicht zum genauen Steuern der Bewegung v©n Werkstücken oder Maschinenteilen zu gebrauchen sind. Dagegen lassen sich flüssige Mittel, etwa Wasser oder OeI bzw. Emulsionen hieraus_/ zum genauen Verstellen dieser Objekte sehr gut verwenden, da sie praktisch nicht zusammendrückbar sind.

Bei der Weiterentwicklung dieser industriellen Geräte oder Maschinen zur schnelleren und genaueren Betätigung haben sich eine Erhöhung der Übertragungsgesehwindigkeiten ergeben, wobei aber auch das Beharrungsvermögen gegenüber dem Anhalten und dem Umschalten gesteigert wurde. Dies hat dazu geführt, daß diese Maschinen oder Geräte etwa beim schnellen Anhalten, bei der Bewegungsumkehr oder beim Einstellen auf eine bestimmte . . Lage usw. leicht in Schwingungen geraten. Dieae Schwingungen verhindern, daß diese Maschinen dem Steuerimpuls genau folgen und schließen dabei ein genaues Verstellen oder Einstellen aus. Dies führt dazu, daß etwa in einer RingKwinnmaschine der Faden nicht genau in die richtige Lage beim Auf- oder Abspulen gelangt, wenn die Ringschiene der Maschine zur limkehrstelle kommt. Bei Werkzeugmaschinen, die zum schnellen Anhalten an < Anschlägen bestimmt sind, läßt sich auch keine mikrc^genaue Einstellung herbeiführen.

Die Erfinder sind im Verlauf ihrer Untersuchungen über diese

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Schwingungsursachen.zu dem Ergebnis gekommen, daß es möglich

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ist, die in den Maschinen auftretenden Schwingungen, die sich bei den mit flüssigen Mitteln gesteuerten Zylindern od.dergl.

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ergeben, die bisher als praktisch nicht zusammendrückbar angesehen wurden, auszuschliessen, wenn maxi eine geringe Nachgiebigkeit und damit auch eine geringe Zusammendrückbarkeit dieser Mittel in Betracht zieht. Weitere Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass diese flüssigen Mittel, wie etwa Wasser oder OeI bzw. eine Emulsion hieraus, die man bisher als praktisch nicht zusammendrückbar betrachtet hat, es in Wirklichkeit gar nicht sind. Derart überhaupt nicht zusammendrückbare Flüssigkeiten sind überhaupt nicht darstellbar. Auch Flüssigkeiten enthalten stets, wenn auch nur in ganz geringen Mengen, gasförmige Bestandteile, und zwar auf grund ihrer Viskosität und der Oberflächenspannung. Diese gasförmigen Bestandteile ergeben auch für diese flüssigen Betriebsmittel eine, wenn auch nur geringe Zusammendrückbarkeit.

Wenn diese flüssigen Betriebsmittel von der Industrie industriell verwendet werden und beim Umlauf in den Maschinen an die Atmosphäre gelangen, also etwa in einen Vorratsbehälter abgegeben werden und dabei eine günstige Gelegenheit haben, mit der Atmosphäre in Berührung zu kommen, wer4teh gasförmige Teilchen aufgenommen und in den Umkreislauf einbezogen werden. Dabei kann es dazu kommen, dass diese flüssigen Betriebsmittel etwa 1 - 4 % gasförmige Bestandteile aufweisen.

Man kommt daher nicht daran vorbei, diese nicht zusammendrückbaren Betriebsmittel als leicht zusammendrückbar anzusehen.

Diese leichte Zusammendrückbarkeit der flüssigen Betriebsmittel bildete bisher in der industriellen Fertigung kein Problem.

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Sie ist jedoch zu einem solchen geworden, nachdem in der industriellen Fertigung zum Steuern von Bewegungen eine Mikro»- %enauigkeit verlangt wird und die Massenträgheit der Übertragungsmittel mit der zunehmenden Arbeitsgeschwindigkeit der Maschinen ebenfalls zugenommen hat. Nach der Erfindung wird diese leichte Zusammendrückbarkeit der flüssigen Betriebsmittel berücksichtigt»und die geringen Schwingungen bei der Umkehr der Bewegungsrichtung werden auegeschlossen, indem die sich aus der geringen Zusammendrückbarkeit ergebende Nachgiebigkeit überwacht wird. Die nachstehend gebrauchten Ausdrücke "Zusammendrückbarkeit" und "Nachgiebigkeit" oder ähnliche Angaben beziehen sich auf diesen geringen Anteil von gasförmigen Beetandteilen und die hierauf beruhende Zusammendrückbarkeit der flüssigen Betriebsmittel.

Nach der Erfindung werden in gasförmigem Zustand vorliegende Betrietanittel in gleicher Weise wie die vorstehend' genannten flüssigen Betriebsmittel behandelt. Es hat sich ergeben, daß nach der hier behandelten Erfindung sowohl diejenigen Schwingungen unterbunden werden können, die sich aus der leichten Zusammendrückbarkeit von flüssigen Betriebsmitteln zufolge des geringen Anteils an gasförmigen Bestandteilen ergeben, als auch die Schwingungen, die sich aus der Zusammendrückbarkeit gasförmiger Betriebsmittel, wie Luft od.dergl. ergeben. Die bestimmte Lösung nach der Erfindung wird dabei dUitdti^^erschiedenheit des Grades der Zusammendrückbarkeit zwischen den verschiedenen Betriebsmitteln nur unwesentlich berührt.

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Gegenstand der Erfindung ist hiernach ein Ueberwachungsverfahren für ein pneumatisch oder hydraulisch arbeitendes Schaltglied zum Ueberwachen der Bewegung irgend welcher Gegenstände in einem Üeberwachungssystem, wobei das Schaltglied sich dadurch auszeichnet, dass es wenigstens einen Arbeitszyklus des Umschaltens der Fli'essrichtungen des regelnden Betriebsmittels steuert, und zwar das Umschalten der Fliessrichtung des Betriebsmittels im Schaltglied beim Wechsel der Richtung und der Geschwindigkeit des betreffenden Gegenstandes, das Wiederumkehren der Fliessrichtung in die erste Fliessrichtung, nachdem die Umkehrrichtung des Betriebsmittels für einen ersten vorbestimmten Zeitraum aufrechterhalten wird, und Umschalten der Fliessrichtung des Betriebsmittels nach dem die ursprüngliche Fliessrichtung für einen zweiten, vorbestimmten Zeitraum beibehalten bleibt, wodurch Schwingungen des betreffenden Gegenstandes an den Umschaitstelleri der Fliessrichtung des Betriebsmittels in dem Schaltglied und damit auch Abweichungen und Verstellungen hinsichtlich des betreffenden Gegenstandes vermieden werden.

Nach einem zweiten wesentlichen Merkmal der Erfindung ist ein Ueberwachungsgerät für ein hydraulisch oder pneumatisch betätigtes Schaltglied zum Steuern der Bewegung von Gegenständen in einem hydraulischen oder pneumatischen Üeberwachungssystem vorgesehen, das dazu dient, durch Umsteuern der Fliessrichtung des Betriebsmittels den Wechsel der Hichtung und der Geschwindigkeit der Gegenstände herbeizuführen. Dabei wird das Schaltglied für das pneumatische oder hydraulische Steuerungssystem für wenigstens einen Arbeitszyklus betätigt, wobei die Fliessrichtung des .Betriebsmittels umgekehrt und dann in die ursprüngliche Richtung wieder zurückgeschaltet wird. Zwischen diesen Umschalt-

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und Rückschaltvorgängen bleibt die jeweils vorliegende Fliessrichtung des Betriebsmittels für eine vorbestimmte Zeit auf-

recht erhalten. Gleiches gilt für das Zurückschalten in die ursprüngliche Fliessrichtung. Auch hier erfolgt das Zurückschalten erst nach einer vorbestimmten Zeitspanne.

Nach einem dritten Merkmal der Erfindung ist eine verbesserte Ringzwirnmaschine mit dem neuen Ueberwachungsgerät ausgerüstet« Eb kann dann der Faden in dem verlangten Muster aufgewickelt werden. Beim Abwicklen läuft der Faden weich ab, ohne dass Verwicklungen eintreten oder der Faden gespannt wird.

Die neue Schalteinrichtung nach der Erfindung lässt sich bei den verschiedensten Industrieerzeugnissen oder Maschinen mit Vorteil anwenden, soweit diese durch hydraulische oder pneumatische Betriebsmittel betrieben sind, wodurch diese Maschinen leicht und genau mit hoher Geschwindigkeit und/oder mit hohen Drücken betrieben werden können, und wobei die Fliessrichtung des Betriebsmittels nach Bedarf umgekehrt und wieder zurückgeschaltet werden kann.

Die vorgenannten Merkmale, Kennzeichen und Vorteile der Erfindung sind nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungsbeschreibung und den dort angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. Λ eine vereinfachte schematische Ansicht der Ueberwa.chungseinrichtung einer üblichen Schalteinrichtung,

Fig. 2 in Funktionen die Arbeitsweise der Ueberwaehungs-..,.·

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einrichtung einer bekannten Schalteinrichtung nach der I¹Ig. 1,

Pig. 3 in Funktionen die Arbeitsweise einer verbesserten bekannten Ausbildung,

Pig. 4 im Vergleich die Arbeitsweise einer bekannten Einrichtung mit der nach der Erfindung,

Fig. 5 eine vereinfachte Schematische Darstellung des tiberwaehungsverfahrens und der Überwachungseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 6 einen elektrischen Steuerstromkreis für ein Zweistellungswählerventil nach der Ausführung in der Fig. 5 und

Fig. 7 eine Funktion des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Steuergerät für einen mit konstanter Geschwindigkeit betriebenen und hydraulisch betätigten Zylinder, der durch ein an sich bekanntes Verstellventil in zwei Stellungen umschaltbar ist. Ein Werkstück 2 ist verschiebbar auf einer Unterlage 1 angeordnet und an die Kolbenstange 3 eines Kolbens 4 angeschlossen. Der Kolben 4 ist hin- und herschiebbar in einem hydraulisch betätigten Zylinder 5 geführt. Der Zylinder 5 ist durch den Kolben 4 in eine rechte und eine linke Kammer 5b und 5a unterteilt. Die linke Kammer 5a ist durch einen Kanal 6a an den Einlaß A eines Vierwegventils 7 angeschlossen, das auf zwei Wählerstellungen einstellbar ist.(Das Ventil ist nachstehend kurz als Wählerventil bezeichnet.) Die rechte Zylinderkammer 5b steht in Verbindung

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mit dem Einlaß B des Wählerventils 7. Diesen Anschluß vermittelt ein Kanal 6b. Das Wählerventil 7 führt die Umschaltvorgänge über Spulen 8a und 8b durch, die über Endschalter 19a und 19b erregt werden. Der Auslaß P des Wählerventils 7 ist durch eine Leitung 9 an eine hydraulische Pumpe 10 angeschlossen, die von einem Motor 11 angetrieben ist. Die Leitung 9 ist als Leitung 12 bis zu einem Ansaugbehälter 13 geführt., wobei eine Nebenleitung 15 mit eingeschaltetem Löseventil 14 zwiBchengeschaltet ist. Ein zweiter Auslaß T des Wählenventils 7 ist an den Vorratsbehälter 13 durch eine Leitung 16 angeschlossen, die ein einstellbares Drosselventil 17'und einen Auslaß 18 aufnimmt. Die Spulen 8a und 8b sind an Stromquellen 20a und 20b angeschlossen.

Bei der Überwachungs- oder Steuereinrichtung nach der Fig. 1 wird ein konstanter Arbeitsdruck des Betriebsmittels in der rechten Zylinderkammer 5b aufgebaut, während gleichzeitig das in der linken Kammer 5a enthaltene Druckmittel in den Vorratsbehälter 13 über das Drosselventil 17' abgegeben wird. Der Kolben 4 wird dabei nach links mit konstanter Geschwindigkeit verschoben und nimmt das Werkstück 2 mit. Gegen Ende der nach links gerichteten Bewegung gelangt das Werkstück 2 in Kontakt mit dem Endschalter 19a. Dabei wird die Spule 8a des Wählerventils 7 erregt und das Wählerventil 7 wird umgeschaltet. Das unter konstantem Druck stehende Betriebsmittel wird jetzt in die linke Kammer 5a des hydraulischen Zylinders 5 geleitet, während das in der rechten Zylinderkammer 5b befindliche Betriebemittel über da0 einstellbare Drosselventil 17' in den Vorratsbehälter 13 entlassen wird. Das Werkstück 2 wird dann

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nach rechts verschoben, und es ergeben sich beim Umschalten geringfügige Schwingungen aus folgenden Ueberlegungen.

Fig. 2 zeigen in iukktionen des Werkstück 2 an den jeweiligen Bewegungsumkehrstellen, und zwar zeigt die Fig. 2 A die Stellung des Wählerventils 7 unmittelbar nach dessen Umstellung. Die Fig. 2 B zeigt Druckunterschiede zwischen der linken Zylinderkammer 5& und der rechten Zylinderkammer ^b in dem Arbeitszylinder 5· Die Fig. 2 C erläutert die Geschwindigkeit des Werkstücks 2, während die Fig. 2 D die Verschiebung des Werkstückes angibt, und zwar für alle Figuren in derselben Zeiteinheit. Aus der Fig. 2 D ergibt sich ferner die Umkehr der Bewegungsrichtung des Werkstückes 2 beim Umstellen des Wählerventils nach links, wenn zufolge der Massenträgheit dßs Werkstück 2 um ein Mass Pb vorläuft. Die Geschwindigkeit des Werkstückes 2 ist dann in der Vorlaufstellung Null >£*& unter der nachgiebigen Kraft des verdichteten Arbeitsmittels in der linken Zylinderkammer 5& (vgl. Fig. 2 C). In diesem Augenblick wird die Bewegungsrichtung des Werkstücks 2 nach rechts umgekehrt. Der Druckunterschied des Arbeitsmittels zwischen der linken und der rechten Kammer 5a und J?b des Arbeitszylinders ist bei dieser Umkehr der Bewegungsrichtung stets grosser als die Druckdifferenz während dir Bewegung des Kolbens 4·. Zum ersten Druckunterschied wird verwiesen auf die SttLle Pd und zu dem zweiten Druckunterschied auf die Stelle Ps der Fig. 2 B. Dadurch ergibt sich eine Beschleunigung der nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 4 über die Konstante Va. Nach der Fig. 2 B bewirkt die nach rechts gerichtete Bewegung des Kolbens 4 mit einer Über der Konstanten Va liegenden Geschwindig-

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keit eine Verringerung des Druckes des Arbeitsmittels in der

linken Kammer 5a des Arbeitszylinders 5, doch nimmt der Arbeitsdruck des Betriebsmittels in der rechten Kammer ^b des Arbeitszylinders $ zu, da das einstellbare Drosselventil 17' die Menge des Arbeitsmittels, die in der rechten Kammer 5b abgegeben wird, auf einen bestimmten Wert einregelt. Es wird also der Druck des Arbeitsmittels in der linken Kammer ^b. verringert, während er in der rechten Kammer 5b zunimmt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks 2 wird dabei von der die konstante Geschwindigkeit Va übersteigenden auf eine darunter liegende verringert.(vgl. Stellung Vb in der Pig. 2 C). Infolge dessei^eigt sich die Verschiebung des Werkstückes 2 in der ausgezogenen Linie b nach der Fig. 2 B, die um die strichpuntierten Linie a, die wie angestrebt gestreckt ver- läuft, schwingt. Die Wirksamkeit des Arbeitszylinders 5 wird dadurch verringert.

Das Werkstück 2 gerät insbesondere durch das bei der nach links gerichteten Bewegung sich einstellende Beharrungsver mögen und durch die Nachgiebigkeit des Betriebsmittels in dem hydraulischen Zylinder 5 beim Umstellen des Wählerventils 7 in Schwingungen. Die Schwingungefrequen» schwenkt dabei in Abhängigkeit mit Aenderungen im Gewicht des Werkstücks 2, im Durchmesser und Volumen des hydraulischen Zylinders 5» in der Druckhöhe uhd im Kompressionswert des Betriebsmittels im Zylinder 5« in der Impedanz des Betriebsmittel während des Pliessens von der Leitung 6a oder 6b zu dem Vorratsbehälter 13 und von anderen Ursachen.

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Wenn auch vorstehend nur die Verhältnisse erläutert sind, die sich während der Linksbewegung und der Verschiebung des Werkstücks nach rechts ergeben, so ist dorch klar, dass die gleichen Verhältnisse sich bei der Rechtsbewegung und der Verschiebung des Werkstücks nach links einstellen.

San hat bereits versucht, das Auftreten der vorbeschriebenen Schwingungen dadurch zu verhüten, dass man in die üblichen Steuereinrichtungen für Betätigungsglieder etwa in der Mitte der Leitungen 6a und 6b ein Steuerventil oder einen Akkumulator einschaltete und/oder indem man die Kolbenstange 3 mit Stossdämpfern ausrüstete. Diese Verbesserungen führen zwar zu einer Verringerung der Schwingungen des Werkstücks 2, sie führen aber zu einem noch weiteren Problem, da durch sie nämlich die Kurve des Verschiebeweges des Werkstücks 2 noch weiter ausgerundet wird, wie dies in der Fig. 3 durch die zweipunktgestrichelte Kurve c angedeutet ist. Diese Kurve zeigt eine grössere Auswölbung als die Kurve b gegenüber der strichpunktierten Linie a, die den idealen Verschiebeweg darstellt. Die ausgezogene Linie b zeigt den Verlauf der Verschiebebewegung des Werkstücks 2, wenn die vorgenannten Verbesserungen nicht angeordnet sind.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung und der Einrichtung nach der Erfindung wird erreicht, dass sowohl das Auftreten von

jdas
Schwingungen,als auch)der vorgenannten Abweichungen in der Verschiebebewegung des Werkstücks 2, die sich bei den bekannten Einrichtungen an den Umkehrstellen der Bewegungsrichtung des hydraulichen oder pneumatischen Betriebsmittels einstellen, völlig vermieden sind. Das neue Verfahren und die neue Einrichtung beruhen darauf, dass bei der Umkehr der Bewecumcs-

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richtung bzw. der Arbeitsgeschwindigkeit des Werkstücks 2 durch Umkehr der Fliessrichtung des hydraulischen oder pneumatischen Mittels, das Umschalten des Wählerventils 7> etwa eines Zweistellungswählerventils mit den Schaltstellen a und b, so durchgeführt wird, dass (Fig. 4) die Schaltstellung von a nach b gewechselt wird, nach einer ersten vorbestimmten Zeit ti das Zurückschalten von b nach a vorgenommen wird und nach einer vorbestimmten Zeit ti und t2 die Schaltstellung wieder von a nach b gewechselt wird.

Die Fig. 4 erläutert das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung im Vergleich zu den bekannten Steuereinrichtungen. Die Fig. 4 A zeigt die Umschaltstellung des Wählerventils 7 zur Steuerung der Fliessrichtung des Betriebsmittels. Die Fig. 4 B gibt die Druckunterschiede im Zylinder 5 an. Die Fig. 4 C erläutert die Geschwindigkeit des Werkstücks 2 und die Fig. 4 D zeigt den Verschiebeweg des Werkstücks 2. (Dabei beziehen sich alle Abbildungen auf dieselbe Zeiteinheit). In allen Wiedergaben geben die ausgezogenen Linien die Wirkungsweise der bekannten Einrichtungen an, während die gestrichelten Linien sich auf die Wirkungsweise nach der Erfindung beziehen.

Wenn nach der Fig. 4 das Wählerventil von der Stellung a in die Stellung b umgeschaltet wird (Umschaltstellung des Wählerventils) (Fig. 4 A), daBH läuft das Werkstück 2 zufolge der , Massenträgheit (Fig. 4 B) bis zur Stellung Pb weiter. In der Stellung Pb erfährt das Werkstück 2 eine UmkehrbeweguHg durch die nachgiebige Kraft des in dem Zylinder 5 unter Druck stehenden Arbeitsmittels. In diesem Augenblick wird die Schaltstel-

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lung des Ventils von b nach, a für die Zeit t2 umgekehrt. Hierdurch wird die Druckdifferenz in dem Zylinder 5 klein gehalten (Fig. 4- B). Dadurch wird das Werkstück 2 davor bewahrt, auf eine Geschwindigkeit beschleunigt zu werden, die über der Konstanten Va liegt. Dem zufolge erfolgt die Verschiebung des Werkstücks 2 nach der gestrichelten Linie in der Fig. 4- D, die annähernd längs der idealen Verschiebungslinie liegt, auf der Schwingungen und Abweichungen des Werkstücks 2 ausgeschlossen werden. Die Umschaltzeit t2 des Wählerventils 7 wird dabei vorteilhaft auf einen dem betreffenden Ueberwachungssystem entsprechenden Wert eingestellt, da bei zu langer oder zu kurzer Umschaltdauer die schwingungsdämpfende Wirkung verringert wird. Vorteilhaft ist die Zeit t2 doppelt so gross wie die natürliche Schwingungsfrequenz des aus dem Werkstück 2 und der Zusammendrückbarkeit des Betriebsmittels gebildeten Systems.

Die Fig. 5-7 geben vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung wieder. So zeigt die Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel für eine in der Textilindustrie eingesetzte Ringzwirnmaschine, um das Auftreten von Schwingungen an der Ringbank zu vermeiden. Hier ist eine Kuppelstange 20 an ihrem linken Ende an einem Kolben 4 eines Hydraulik-Zylinders 5 angeschlossen. Die Kuppelstange 20 ist mit Schwinghebeln 21, 22 verbunden, die um einen Festpunkt 27 an der Maschine schwenkbar sind. Der Kolben 4- ist dsbei in dem Zylinder 5 hin- und herverschiebbar geführt. Die linke Kammer 5^a des Hydraulik-Zylinders 5 ist durch eine Leitung 6a an einen Einlass A en einen Vierweg-Zweistellungsventil (Wählerventil 7) angeschlossen. Die rechte Zylinderkammer 5b steht mit einem Einlass B des Wählerventils 7 über ei-

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ne Leitung 6b in Verbindung. Das Umschalten des Wählerventils 7 erfolgt durch zwei Spulqn 8a, 8b, die durch Endschalter 19a, 19b erregbar sind. Zwischen den Endschaltern 19a, 19b und den Spulen 8a, 8b ist eine Steuereinrichtung 30 geschaltet. Ein Auslass P des Vählerventils 7 ist durch eine Leitung 9 an eine hydraulische Pumpe 10 angeschlossen, die von einem Elektromotor 11 angetrieben ist. Von der Leitung 9 ist eine ETebeiileitung 15 abgezweigt, die ein Entlastungsventil 14· aufnimmt. Die Nebenleitung 15 führt von dem Entlastungsventil 14 zu einem Vorratsbehälter 13.

Die die Hingschiene haltenden Hebel 22, 22 sind mit den Hebeln 21, 21 einteilig ausgebildet und verbinden die Kuppelstange 20 mit der Ringbank 23» die an Führungen 26, 26 senkrecht verschiebbar an dem Maschinenrahmen geführt ist. Die Ringbank 23 ist durch Federn 25 gehalten, die von den Schwinhebeln 21 gespannt gehalten sind. Das rechte Ende der Hingbank 23 ist dabei so geführt, dass es mit den Endschaltern 19a, 19b in Eontakt gelangen kann.

Die Ringbank 23 trägt Hinghalter 24, in denen senkrecht stehende Spindeln 29 geführt sind. läufer 24a dienen der Zuleitung der fäden.

Die elektrische Steuereinrichtung 30 für die Spulen 8a, 8b iat in der Fig. 6 an einem Schaltbild im einzelnen erläutert. Sie umfasst zwei SchaltStromkreise 32 a und 32b sowie zwei Verzögerungsstromkreiee 31» und 31b, In den SchaltStromkreisen 32a bzw. 32b iet ein Transistor Tr4 bzw. Tr4* in Parallelschaltung mit einem Transistor Tr5 bzw. Tr5' und ein Transistor Tr6 bzw. Tr6'

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entsprechend über eine Diode D5 bzw. D5' verbunden vorgesehen. Ein Grundwiderstand R11 bzw. R11 ' steht dabei mit der Basis des Transistors TrA- bzw. Tr4-^f in Verbindung. In den Verzögerungsstromkreises 31a bzw. 31b sind Lade- und EntladeStromkreise vorgesehen. Diese umfassen Kondensatoren 01 bzw. G1', die in Reihe geschaltet und mit veränderlichen Widerständen R2 bzw. R2¹ versehen sind, die an der Basis der Transistoren Tr1 bzw. Tr1' und an einer Zenerdiode D2 bzw. D2¹ angreifen. Die Verbindung des Transistors Tr1 bzw. Tr1' an dem Kollektor ist so getroffen, dass der Ausgang an einen Sender (Emitter), der mit einem monostabilen Vielfachvibrator gekuppelt ist, angebracht ist, und der Auslass eines Transistors Tr3 bzw. Tr3' über eine Zenerdiode D3 bzw. D3¹ an der Basis des Transistors Tr4 bzw. Tr4-'.

D1 bzw. D1' bezeichnet eine Zenerdiode für konstante Spannung in dem Verzögerungsstrmmkreis 31a und 31b, während D7 bzw. D7' eine Diode bezeichnet, die dazu dient, den Rückstoss der Spulen 8a und 8b zu unterdrücken.

Wenn in der vorbeschriebenen Ringzwirnmaschine nach der Pig. das Betriebsmittel unter konstantem Druck die Rechte Zylinderkammer 5b belastet und das Betriebsmittel aus der linken Zylinderkammer in den Vorratsbehälter 13 entlassen wird, und zwar durch das einstellbare Drosselventil 17', dann bewegt sich der Kolben 4- mit konstanter Geschwindigkeit nach links und drückt dabei die Kuppelstange ebenfalls mit konstanter GeschwindSe"§t nach links. Wenn sich dabei die Hebel 21 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers um die festen Punkte bewegen, dann wird die

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Ringbank 23 durch die Hebel 22 nach oben bewegt, wodurch die Wickelstellung der Spule 29 xixk ebenfalls nach oben kommt. Dabei kommt das rechte Ende der Ringbank 23 in Anschlag an dem oberen Endschalter 19a und schliesst diesen. In diesem Augenblick wird in dem Schaltstromkreis 32a der Steuereinrichtung 30 der Transistor Tr4 durch den Widerstand R11 abgeschaltet, während die Transistoren Tr5 und Tr6 zugeschaltet werden. Dadurch wird die Spule 8a erregt, wobei das Wählerventil 7 nach links umgeschaltet wird. In dem Verzögerungsstromkreis 31^a bleiben die Transistoren Tr1 und Tr2 abgeschaltet, während der Transistor Tr3 angeschlossen bleibt bis der Kondensator C1 voll aufgeladen ist. Dabei bleibt der Tr&nsistor Tr6^! im SchaltsiJromkreis 32b abgeschaltet. Nach dem Aufladen des Kondensators G1 in ti see, etwa 0,04 see, werden die Transistoren Tr1 und Tr2 zugeschaltet, während der Transistor Tr3 abgeschaltet wird. Der Transistor Tr4 wird denn zugeschaltet, und die Transistoren Tr5 und Tr6 werden abgeschaltet. Es wird denn der Transistor Tr6' zugeschaltet. Dadurch wird die Spule Qv. abgeschaltet, während die Spule 8b erregt wird. D.-s Wühlerventii 7 wird zur Umkehr der Bewegung der Kubpenstanpje 20 nach rechts umgeschaltet.

Während des Ablaufs der Zeitspanne t2, etwa 0,02 see, wird der Kondensator C3 aufgeladen, dor an die l-Usis des Transistors ir? gelegt ist. Hierauf kehrt der Bender, der mit dem monostabil en Vielfr.chvibrator gekuppelt ist, um und bewirkt, d;τ-ρ die Transistoren Tr5 und Tr6 erneut geziindf ι vorden, wodurch dir b -nie {/>■■ ο "ff-· crt in :d d ?!:"■ w '■■: '■■ '■ ' ' Vi i^! I- _: t ' ' t : ·■ ' ·. ι: .|. ,· \i'\>:-ryr · ·. ; ι r ' V.'! fd .

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Die Kuppenstange 20 wird dann mit dem Kolben 4- nach rechts verschoben und drückt die Ringbank 23 nach unten. Durch diese Absenkbewegung der Hingbank 23 wird der Endschalter 19^a freigegeben und sperrt den zu der Spule 8a führenden Strom, doch behält die Spule 8a auf mechanischem Weg zunächst ihre Stel-

lung bei.

Sobald der Endscheiter 19b durch die Abwärtsbewegung der Hingbank 23 berührt wird, steuern der Schaltstromkreis 32b und der Yerzögerungsstromkreis 31b das Umschalten des Wählerventils 7> wie zuvor beschrieben. Das erste der vorgenannten Zeitintervalle ti ist durch die veränderlichen Widerstände £2 und R2' in den Verzögerungsstromkreis 31s und 31b einstellbar, während das zweite vorbestimmte Zeitintervall t2 durch die einstellbaren Widerstände R9 und R9' des Senders einregelbar ist. Dieser ist mit dem monostabilen Vielfachvibrator gekuppelt.

Dem zufolge wird bei einer Ringzwirnmaschine, die mit der Einrichtung nach der Erfindung versehen ist, und wobei die Auf- und Abwärtsbewegung der Ringbank 23 durch widerholten Wechsel der Umsteuerung des Wählerventils 7 erfolg^ die Verschiebebewegung der Ringbank 23 nach der gepunktet ausgezogenen Linie nach der Fig. 7 A der Fig. 7 verlaufen. Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass die Ringb&nk 23 nur in sehr geringem Ausmaas an den Umkehrstellen schwingt und wesentlich weniger Abweisungen von der idealen Verschiebebewegung aufweist. Dies gibt die Möglichkeit, die Fäden auf die Spulen in einem gewlirjsclien Muster aufzuspulen, wie dies gestrichelt als Linie a in der i'ig. 7 B verdeutlicht ist. Die Ausgezogene Linie b in

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der Fig. 7 Δ zeigt die Stellung der Hingbank 23 an den Umkehrsteilen. In diesem Fall zeigt der auf die Spulen 29, 29 tufge-

wickelte Faden an den Schulterteilen unregelmässige Stellen. Diese Unregelmässigkeiten verursachen "beim Abspulen des Fadens Widerstände, die zu Spannungen und Zerrungen führen.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt das Umschalten des Wählerventils 7 iⁿ einem Dreischrittzyklus. Es kann jedoch auch iäin über den Dreischrittzyklus hinaus gehender Umschaltzyklus gewählt werden. Wenn auch in den Ausführungsbeispielen zum besseren Verständnis von einem Zweistellungswählerventil in einem hydraulischen Ueberwachungssystem ausgegangen ist, das mit konstanter Geschwindigkeit arbeitet, so lässt sich die Erfindung doch auch auf mit Luft oder Gas betriebene Mittel anwenden. Wenn auch vorstehend die Anwendung bei einer Ringzwirnmaschine beschrieben ist, so lässt sich doch das erfindungsgemässe Verfahren und die dazu gehörende Einrichtung such bei anderen Maschinen anwenden, und die Erfindung erfasst den ganzen industriellen Bereich, bei dem es auf das Verhüten von Schwingungen in Werkzeugmaschinen ankommt, bei denen auf hydraulischem oder pneumatischem Weg die Werkzeuge hin- und herverschoben werden.

Das neue Verfahren und die dazugehörende Einrichtung können somit in Einzelheiten weitgehend abgewandelt werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, wie.er in den nachstehenden Ansprüchen im einzelnen zum Ausdruck gebracht ist.

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Claims

Patentansprüche

Steuerung eines Betätigungsglxedes für die Bewegung von Massen oder Gegenständen, wobei die Fliessrichtung eines Betriebsmittels umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet j dass Steuermittel für das Betriebsmittel welche das Betätigungsglied umfasst einen Zyklus von Einzelschritten ausführen, nämlich Umschalten der Fliessriehtung des unter Druck stehenden Betriebsmittels in dem Betätigungsglied &.n den Umkehrstellen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des zu steuernden Gegenstandes, Halten dieser Umschaltstellung des unter Druck stehenden Betriebsmittels für eine erste vorbestimmte Zeitspanne, dann Zurückführen dieser Schaltstellung in die üusgoiagssteilung, Halten dieser durch Zurückschalten erreichten Stellung für eine zweite vorbestimmte Seitspanne und wieder Umschalten, wobei dieser Umschelt- und Hückschaltzyklus beliebig wiederholbar ist.
2) Steuerung nach Anspruch i, wobei das Betätigungsglied und die Steuermittel hydraulisch betätigt werden.
3) Steuerung nach Anspruch i, wobei das Betätigungsglied und die Steuermittel pneumatisch betätigt werden.
4) Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeicnnet du: eh tin Betätigungsglied zum Steuern von htssen oder Gegenständen durch Umschalten der ITliessrichtung des Betriebcuiittelc, Steu_T ermittei verbunden mit dom Botirj juij^i^lied aiu ucbt-rv;; ej.-·'u Ή;'· BGwe^'Jiif ζ ricufcungen und d*T 'icr-ciiv;ind i\ _::.·. J.^; d J. ·:-:- ·-1- ^!ii_f-rji- : /j ;ι(]ίτ, Li υ- j Lm \ t. Le] zum iit-U'I Ί "■ i j ■;· η >.i> ·:; uV >··.:■!:'.] ! t...:^! i'l :■ ·' ■·

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SAD ORIGINAL

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Betriebsmittel in Abhängigkeit von der Bewegung der Gegenstände in Funktionen, die als ein Zyklus in einzelnen Schaltschritten die jeweilige Fliessrichtung des unter Druck stehenden Betriebsmittels umkehren, und eine Haiteeinrichtung zum Anhalten der Umschaltstellung über eine vorbestimmte, einstellbare erste Zeitspanne und nach Umkehr der Umschaltrichtung in die Ausgangsrichtung zum Anhalten dieser Ausgangsrichtung für eine zweite, vorbestimmte Zeitspanne,
5) Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied hydraulisch betätigt ist, das Steuerglied für das Betriebsmittel ein hydraulisch gesteuertes Wählerventil (7) ist und die Schaltmittel einen elektrischen Schalter umfassen, um als Zyklus einzelne Schritte auszuführen, Umkehren der Fliessrichtung des Druckmittels, Halten der Um-x schaltstellung für eine vorbestimmte erste Zeitspanne, dann Umkehren der Umschaltstellung in die Ausgangslage, Halten dieser Riickschaltstellung für eine zweite, vorbestimmte Zeitspanne und Wiederholen dieses Schaltsvorgangs für eine beliebige Zahl von Schaltspielen.
6) Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied pneumatisch gesteuert ist und das das Betriebsmittel steuernde Ventil ein pneumatisch gesteuertes Wählerventil ist.
7) Ringzwirnmaschine mit einer Ringbank, einer Mehrzahl von Spindeln und einem Antriebsmotor für die Spindeln, gekennzeichnet durch elektro-hydraulische Mittel zum Steuern der Bewegung der Ringbank, wobei diese elektrohydrfulischen

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Mittel einen Zylinder (5)ι Leitungen (6), die zu den beiden Enden des Zylinders (5) führen, einen in diesem Zylinder hin- und hergehenden Kolben (4-) mit Kuppelstange (20) umfassen, die zur Uebertragung der Bewegung an die Ringbank dienen, ein elektrohydraulisch.es Wählerventil (7)? dass an diese Leitungen (6) angeschlossen ist und dem Spulen (8) zugeordnet sind, einen Vorratsbehälter (13) für des flüssige Betriebsmittel, eine Druckpumpe (10) zum Fördern deä Betriebsmittels in den Zylinder (5) über das Wählerventil (7), ein zwischen dem Wählerven-, tii (7) und dem Vorratsbenälter (13) angeordnetes Steuerventil (17¹), das sicherstellt, dess die Hingbank (23) mit konstanter Geschwindigkeit betätigt wird, ein Paar Endschalter (19) ₅ die in Abhängigkeit von der Verschiebung der Ringbank (23) betätigt werden, eine elektrische Stromquelle, die wahlweise an einen der beiden Endschalter (19) anschliessbar ist, elektrische Steuermittel oder einen zwischen die Endschalter (19) und die Spulen (8) eingeschalteten Zeitschalter zum Ueberwachung der Betätigung des elektrohydraulisch betätigten Wählerventils (7) über Funktionen, die als Folge von Einzelschritten das Umschalten der Fliessrichtung des Betriebsmittels in den Zylinder (5) in die entgegengesetzte Richtung überwachen, dann die Umschalt-EtelJungjcür eine vorbestimmbare erste Zeitspsnne beibehalten, schliesslich das Umkehren in die Ausgangsstellung und das Beibehalten für eine zweite, vorbestimmbare Zeitspanne ermöglichen und dieses Wechselspiel der Schaltvorgänge für eine beliebige Zahl von WMerholungen zulassen.

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8) Ringzwirnmaschine nach ,Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (17') ein einstellbares Drosselventil ist.
9) Ringzwirnmaschine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (17') ein Entlastungsventil ist.

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