DE2139188B2

DE2139188B2 - Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Vorschubbewegung eines Arbeitsschlittens

Info

Publication number: DE2139188B2
Application number: DE19712139188
Authority: DE
Inventors: Guenther 7310 Plochingen Gumhold
Original assignee: Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen
Current assignee: Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen
Priority date: 1971-08-05
Filing date: 1971-08-05
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE2139188C3; DE2139188A1; CH537776A; GB1344595A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Vorschubbewegung eines Arbeitsschlittens, der über einen an eine Druckölquelle angeschlossenen Hydrozylinder vorschiebbar ist, mit einem Wegenventil, über das aus der zum Hydrozylinder führenden Druckölleitung periodisch Drucköl entnommen und in den Tank zurückgeführt wird, und einem über einen Anschlag in seinem Volumen gegebenenfalls einstellbaren Dosierzylinder, bei dem der Anschlag den Weg des Dosierkolbens im Dosierzylinder begrenzt und der Kolben des Dosierzylinders auf der dem Anschlag abgevvandten Seite mit Drucköl aus der Druckölleitung beaufschlagbar ist.

Diese Einrichtung ist aus der deutschen Offenleguiigsschrift 1477 461 bekannt. Dort erfolgt die Unterbrechung der Vorschubbewegung des Arbeitsschlittens mit Hilfe des Dosierzylinders, in dem ein beweglicher Dosierkolben angeordnet ist. Der Vorgang ist dabei so, daß über ein Wegeventil eine bestimmte Menge Drucköl aus der zum Arbeitsschlitten führenden Druckölleitung bis w Füllung des Dosierzylinders abgezogen wird, so daß während dieses Abzugs von Drucköl die Geschwindigkeit des Arbeitsschlittens entsprechend verringert und der Span gebrochen wird. Der Dosierzyünder wird dann wieder entleert, was ebenfalls über das Wegeventil unter der Wirkung einer den Dosierkolben zurückbewegenden Feder geschieht. Die Steuerung des Anschlusses des Dosierzylinders zum Abzug von Drucköl aus der Druckölleitung geschieht über Nocken am Arbeitsschlitten. Dadurch ergeben sich bei ausreichender Spanbrechwirkung günstige Zerspanungsverhältnisse. Es werden nämlich hier der Vorschubbewegung lediglich in durch die Lage der Nocken vorgegebenen zeitlichen Abständen sozusagen negative Halbschwingungen überlagert, zwischen denen ansonsten aber die Vorschubgeschwindigkeit des Arbeitsschlittens konstant bleibt. Die vorgenannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Frequenz der Unterbrechung vom Vorschub des Arbeitsschlittens abhängig ist. Außerdem muß die ganze Konstruktion der ^Sbet reff enden Werkzeugmaschine angepaßt werden.

Darüber hinaus sind aus der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, Essen, vom 26. Juli 1968, S. 155 bis 160, eine ganze Anzahl von anderen Einrichtungen zum Spanbrechen beschrieben und ihre wichtigsten Merkmale auf S. 156 in tabellarischer Form aufgezählt. Erwähnt sind beispielsweise elektrodynamische Konstruktionen unter Verwendung von elektrischen Steuerelementen. Soweit mechanische Bauarten angeführt sind, so geschieht die Steuerung mittels mechanischer Steuerelemente, deren Antrieb im allgemeinen von der zugehörigen Werkzeugmaschine abgeleitet ist.

Ferner ist eine ölhydraulische Oszillatorschaltung zum Erreichen einer Schwingzerspanung in der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, Essen, vom 18. Februar 1966, S. 27 bis 32, des näheren beschrieben. Hier werden zwei Stellkolben verwendet, die gleichzeitig die Funktion von Steuerkolbeu '.»aben und sich gegenseitig ohne Berührung umsteuern. An einer Stufe wird der Antrieb für die Oszillatorbewegung abgelommen.

Kennzeichnend für diese Einrichtungen zum Spanbrechen ist jedoch durchwegs, daß der gleichmäßigen Vorschubbewegung eine Schwingbewegung überlagert wird, die die an sich erwünschte Gleichförmigkeit der Vorschubbewegung völlig beseitigt. Die Erfindung richtet sich deshalb nicht auf die Weiterent- \vicklung derartiger Geräte, sondern knüpft an den eingangs beschriebenen Stand der Technik an.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Einrichtung so weiterzubilden, daß das kurzzeitige Unterbrechen des Vorschubs des Arbeitsschlittens bzw. die periodische Füllung und Entleerung des Dosierzylinders unabhängig von der zugehörigen Werkzeugmaschine geschieht und die Einrichtung als von der Konstruktion der zugehörigen Werkzeugmaschine unabhängige Baueinheit ausgebildet sein kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dosierkolben des Dosierzylinders auch auf der dem Anschlag zugewandten Seite mit Drucköl beaufschlagbar ist und das Wegeventil als ein hydraulischer Oszillator ausgebildet ist, der die beiden Zylinderkammern des Dosierzylinders abwechselnd mit der Druckölleitung und dem Tank verbindet.

Dabei ist zu erwähnen, daß der aus miteinander

gekoppelten Wegeventilen aufgebaute Oszillator entgegen dem Ausführungsbeispiel bereits bei Verwendung von nur zwei Wegeventilen, von denen dann eines die Steuerung übernimmt, funktionsfähig ist Ein derartiger Oszillator arbeitet jedoch lediglich mit einer bestimmten Frequenz, die nicht veränderbar ist XJm jedoch die Anzahl der Unterbrechungen pro Zeiteinheit in weiten Grenzen variieren zu können, muß der Oszillator aus. mindestens drei Wegeventilen aufgebaut sein. Von einer solchen Anzahl von Wegeventilen an läßt sich eine gegenseitige Folgesteuerung der einzelnen Wegeventile ohne zusätzlichen technischen Aufwand erreichen, wobei die Wegeventile aus jeder Stellung ohne Hilfsmittel, wie beispielsweise durch indirekte Betätigung über eine Sprungschaltung od. dgl., betrieben werden können.

Eine bevorzugte Konstruktion eines Oszillators hat jedoch insgesamt vier Wegeventile, die durch wechselweises Beaufschlagen umgesteuert werden und von denen zwei zusätzlich die Steuerfunktion für den Dosierzylinder übernehmen. Durch Verändern der dem Oszillator zugeführten Ölmenge läßt sich dabei in einfacher Weise die Geschwindigkeit der Schieberbe-Avegungen variieren, so daß der zeitliche Abstand der Vorschubunterbrechungen schnell und einfach verändert und dem zu zerspanenden Werkstoff angepaßt werden kann. Die Veränderung der zugeführten Druckölmenge läßt sich vorteilhaft mittels eines Drosselventils durchführen, das dem zur wechselweisen Umsteuerung der Wegeventile dienenden Leitungssystem vorzuschalten ist.

Die Verwendung von insgesamt vier Wegeventilen bietet sich deshalb an, weil dadurch die Konstruktion so gestaltet werden kann, daß die Wegeventile untereinander gleich ausgebildet und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, wobei jeweils zwei Ventilkolben koaxial zueinander in einer gemeinsamen Bohrung angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Bewegung der koaxial angeordneten Ventilkolben jeweils mit Hilfe von nur drei Leitungen zu steuern, während sonst insgesamt vier Leitungen erforderlich wären.

Ein besonders vorteilhafter Gesamtaufbau ergibt sich schließlich, wenn auch die Zylinderbohrung für den Dosierzylinder im Gehäuse des Oszillators angeordnet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Gehäuses, in dem der Oszillator, ferner der Dosierzylinder und ein Stromregelventil untergebracht sind,

F i g. 2 einen Schaliplan des Oszillators mit den erforderlichen Anschlußleitungen,

Fig. 3 bis lü an Hand von Schaltplänen, die die gesamte erfindungsgemäße Einrichtung umfassen, die einzelnen Phasen eines vollen Arbeitsspiels bzw. einer Vollschwingung des Oszillators.

Mit 39 ist ein Gehäuse als Ganzes bezeichnet, in dem die verschiedenen Teile der Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Vorschubbewegung eines Werkzeuges untergebracht sind. F i g. 1 zeigt das Gehäuse 39 in perspektivischer Darstellung, während in den Fig.2 bis 10 das Gehäuse 39 durch eine dünne, strichpunktierte Linie angedeutet ist. Tn dem Gehäuse 39 sind die folgenden Steuerelemente untergebracht:

Vier Wegeventile I, II, III, IV, ein Drossel- oder Stromregelventil 36 und außerdem ein als Ganze: mit 12 bezeichneter Dosierzylinder.

Die Wegeventile I bis IV bilden zusammen einer mit 15 als Ganzes bezeichneten Oszillator, der zwe Anschlußleitungen 16 und 18 zum Anschluß an ein< nicht dargestellte Druckölquelle und eine weiten Anschlußleitung 38 hat, die zu einem in den Fig.; bis 10 eingezeichneten Tank 37 führt. Die Ausgangs leitungen des Oszillators 15 sind mit 17 und 19 be

ίο zeichnet. Das in F i g. 2 dargestellte Leitungsscherm wird an Hand der Fig. 3 bis 10 des näheren erläu tert. In diesen Figuren ist die Umrißlinie des Oszillators 15 weggelassen, um die Darstellung der Leitungen nicht zu verwirren.

" Im folgenden werden zuerst die in den F i g. 3 bi; 10 zusätzlich enthaltenen Steuerelemente des näheren beschrieben. Die beiden Anschlußleitungen If und 18 sind an eine Druckölleitung 20 angeschlossen, wobei zwischen den Anschlußstellen ein Strom-

regelventil 34 angeordnet ist. Der Anschluß dei Druckölleitung 20 von der nicht dargestellten Druckölquelle geschieht über ein Wegenventil 22.

Die Druckölleitung 20 führt zu einem Hydrozylinder 30, in dem ein Kolben 28 nach rechts gegen die

Wirkung einer Druckfeder 32 bewegbar ist. An seinem Vorderende trägt der Kolben 28 einen Statthalter 26 und bildet zusammen mit dem Stahlhalter 2i einen Arbeitsschlitten 24.

Die Ausgangsleitungen 17 und 19 des Oszillator;

IS sind an eine linke bzw. rechte Kammer 11 bzw 13 eines Dosierzylinders 12 angeschlossen, desser Dosierkolben 10 hin- und herbeweglich ist, wobe^; der Weg nach rechts durch einen Anschlag 14 verstellbar ist. In der Anschlußleitung 16 ist ferner noch ein Drossel- oder Stromregelventil 36 angeordnet.

Bevor die Wirkungsweise im einzelnen an Hanc der Fig. 3 bis 10 erläu.'ert wird, sei zur Erklärung noch auf folgendes hingewiesen. Über die Drucköl· leiiung 20 wird Drucköl stufenlos einstellbar durch

das Stromregelventil 34 dem Hydrozylinder 30 zugeführt, so daß sich unter der Wirkung dieses Drucköls der Kolben 28 gleichmäßig nach rechts beweger würde. Um nun eine Spanbrechwirkung zu erzielen wird diese gleichmäßige Vorschubbewegung dadurch

kurzzeitig unterbrochen, daß von der Druckölleitunc 20 über die Ausgangsleitungen 17 bzw. 19 Drucköl abwechselnd in die Kammern 11 bzw. 13 abgezweigi wird. Während der Füllung des Dosierzylinders 12 mit Drucköl fällt die Zulieferung von Drucköl an dtii Hydrozylinder 30 entsprechend ab, wodurch sich eine entsprechende Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens 28 und damit des Stahlhalters 26 ergibt. Mit anderen Worten, die gleichmäßige Vorschubbewegung des Kolbens 28 wird hiei

durch unterbrochen. Unter der Wirkung des Oszillators 15 erfolgt ein ständiges Umschalten der Ausgangsleitungen 17 und 19, so daß sich der Dosicrkolben 10 mit einer bestimmten Frequenz hin- und herbewegt, wobei jedoch zwischen den Hin- und Herbe-

wegungen des Dosierkolbens 10 dieser jeweils eine gewisse Zeit stillsteht.

Das Drossel- oder Stromregelventil 36 ist derart in das Leitungssystem eingeschaltet, daß mit seiner Hilfe die Umschaltung der Wegeventilel bis IV be-

einflußt wird. Damit kann durch das Drossel- oder Stromregelventil 36 die Frequenz des Oszillators 15 und damit die Häufigkeit der Unterbrechungen eingestellt werden.

Im folgenden soll nun an Hand der Fig. 3 bis 10 ein Arbeitsspiel oder eine Vollschwingung des Oszillators 15 erläutert werden. Zum besseren Verständnis sind alle unter Druck stehenden Leitungen in dikkcn Linien und alle drucklosen Leitungen in dünnen Linien gezeichnet.

In Fig. 3 befindet sich der Dosierkalben 10 in seiner linken Endstellung. Beide Kammern 11 und 13 stehen unter dem gleichen Druck über die unter Druck stehenden Ausgangsleitungen 17 und 19, so daß der Dosierkolboö 10 sich nicht bewegt. Die Wegeventile I bis IV stehen in einer angenommenen Ausgangsstellung, und zwar I und HI in der linken und II und IV in der rechten Ausgangsstellung. Während die Wegeventile I bis III im Hinblick auf die Anschlüsse der zugehörigen Kolbenschieber in ihren Stellungen verbleiben, bewegt sich das Wegeventil IV gemäß Pfeil nach links (Fig. 3), da die Leitung 40 unter Druck stellt und die Leitung 42 drucklos ist. Der geänderte Leitungsplan ist in F i g. 4 dargestellt. Nunmehr ist die Ausgangsleitung 19 drucklos, so daß der Dosierkolben 10 unter dem Druck in der Ausgangsleitung 17 sich in seine lechte Endstellung bewegt, die in F i g. 5 dargestellt ist. Durch die Ableitung von Drucköl aus der Druckölleitung 20 in den Dosierzylinder 12 wird die Vorschubbewegung des Kolbens 28 und damit des Stahlhalters 26 unterbrochen. Nach der Füllung des Dosierzylinders 12 nimmt der Kolben 28 seine normale Vorschubbewegung wieder auf.

Gleichzeitig mit der Füllung des Dosierzylinders 12 wird das Wegeventil III über die Leitung 40 beaufschlagt, so daß sich, da die Leitung 4? drucklos ist, dieses Wegeventil ΠΪ gemäß Pfeil c:icb rechts bewegt CFi ti. 4). Durch dice ^echtsbewegung erhält die Leitung 46 Druck und die Leitung 48 \vi-^J drucklos, wodurch das Wegenventil II so beaufschlagt wird, daß sich dieses gemäß Pfeil nach links bewegt (F i g. 5).

Durch die Verstellung des Wegeventils II wird gernäß F i g. 6 einmal die Ausgangsleitung 17 drucklos, was jedoch keine Bewegung des Dosierkolbens 10 zur Folge hat, und zum anderen erhält die Leitung 50 Druck, so daß sich das Wegeventil I, da die Leitung 48 drucklos ist, gemäß Pfeil nach rechts bewegt (Fig. 6). Diese Verstellung des WegeventilsI macht die Leitung 40 drucklos und setzt die Leitung 42 unter Druck (Fig.7), so daß das Wegeventil IV gemäß Pfeil nach rechts bewegt wird. Hierdurch erhält die Ausgangsleitung 19 Druck, so daß sich nun der Do-

JO sierkolben 10, da die andere: Ausgangsleitung 17 drucklos ist, nach links in seine linke Einstellung gernäß F i g. 7 bewegt.

Gleichzeitig wird durch die Verstellung des Wegeventils IV die Leitung 44 drucklos. Da die Leitung

42 unter Druck steht, wird nun das Wegeventil III gemäß Pfeil nach links bewegt (F i g. 8). Durch diese Verstellung des Wegeventils III wird die Leitung 46 drucklos, und die Leitung 48 wird unter Druck gesetzt. Dadurch wird das Wegeventil II entsprechend

beaufschlagt und gemäß Pfeil nach rechts bewegt (F ig. 9).

Durch die Verstellung des Wegeventils II wird die Leitung 50 drucklos, so daß, da die Leitung 48 unter Druck steht, das Wegeventil I gemäß Pfeil nach links

bewegt (Fig. 10) wird. Außerdem wird die Ausgangsleit^.ng 17 wieder an Druck gelegt. Da nun beide Kammern 11 und 13 unter Druck stehen, verbleibt der Dosierkolben 10 in seiner Lage. Durch die zuletzt genannte Umschaltung des Wegeventils I ge-

langen nun alle Steuerelemente in die Ausgangsstellungen gemäß F i g. 3.

Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich nun kontinuierlich mit einstellbarer Frequenz.

Sämtliche Leitungen innerhalb der strichpunktierten Linie als Kennzeichnung des Umfangs des Gehäuses 39 können in dem Gehäuse 39 in Form von Kanälen untergebracht sein, so daß nach außen nur drei Anschlüsse vorhanden sind, nämlich zwei zum Anschluß an die Druckölleitung 20 und einer zum Anschluß an den Tank 37.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Vorschubbewegung eines Arbeitsschlittens, der über einen an eine Druckölquelle angeschlossenen Hydrozylinder vorschiebbar ist, mit einem Wegeventil, über das aus der zum Hydrozylinder führenden Druckölleitung periodisch Drucköl entnommen und in den Tank zurückgeführt wird, und einem über einen Anschlag in seinem Volumen gegebenenfalls einstellbaren Dosierzylinder, bei dem der Anschlag den Weg des Dosierkolbens im Dosierzylinder begrenzt und der Dosierkolben auf der dem Anschlag abgewandten Seite mit Drucköl aus der Drucköheitung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkolben (10) des Dosierzylinders (12) auch auf der dem Anschlag (14) zugewandten Seite mit Drucköl beaufschlagbar ist und das Wegeventil als ein hydraulischer Oszillator (15) ausgebildet ist, der die beiden Zylinderkammern des Dosierzylinders (12) abwechselnd mit der Druckölleitung (20) und dem Tank (37) verbindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (15) aus vier miteinander nach Maßgabe von F i g. 2 verbundenen 5/2-Wegeventilen (I bis IV) besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oszillator (15) zum Einstellen seiner Frequenz ein einstellbares Drosselventil oder ein Stromregelventil (36) zugeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (15) in einem gemeinsamen Gehäuse (39) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (39) auch das Drosselventil bzw. das Stromregelventil (36) sowie der Dosierzylinder (12) untergebracht sind.