DE2146289C3 - Device for stopping the spindle of a machine tool in a certain angular position - Google Patents
Device for stopping the spindle of a machine tool in a certain angular positionInfo
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Description
F i g. 2 eine teilweise Stirnansicht der Fixiereinrichtung. F i g. 2 is a partial front view of the fixing device.
F i g. 3 das Schaltschema des hydraulischen Kreises nach Fig. 1.F i g. 3 shows the circuit diagram of the hydraulic circuit according to FIG. 1.
Ein weiteres, nicht dargestelltes, jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegendes Ausführungsbeispiel ergibt sich, wenn in den Figuren das Füllventil und die Reibungsbremse weggelassen werden. Diese Ausführung dient dazu, eine Arbeitsspindel im Takt um eine vorgegebene Winkelstellung weiterzudrehen.Another exemplary embodiment, not shown, but also within the scope of the invention results if the filling valve and the friction brake are omitted in the figures. This execution is used to continue rotating a work spindle by a specified angular position.
In F i g. 1 ist ein Hydrostat 5, der zum Stillsetzen einer Spindel 2 mit einer Reibungsbremse 4 und einer Fixiereinrichtung 3 zusammenwirkt mit der Zulaufleitung 6, die sich in Leitungen 6' und 6" verzweigt, und der Ablaufleitung 7 an ein Steuerventil 9 angeschlossen. Im festen Gehäuse 126 des Steuerventils 9 ist ein Steuerschieber 107 gegen eine Feder 108 und durch Druck auf die obere Druckfläche 109 und die untereIn Fig. 1 is a hydrostat 5 which, to shut down a spindle 2, cooperates with a friction brake 4 and a fixing device 3 with the inlet line 6, which branches into lines 6 'and 6 ", and the outlet line 7 connected to a control valve 9. In the fixed housing 126 of the control valve 9 is a control slide 107 against a spring 108 and by pressure on the upper pressure surface 109 and the lower
Druckfläche 110 verschiebbar angeordnet. Der Steuerschieber 107 geht in einen Bolzen 111 über. Der Bolzen 111 wirkt mit einem Sperrbolzen 112 und einer im Gehäuse schwenkbar gelagerten Sperrklinke 113 zusammen. In der oberen Stellung des Steuerschiebers 107 drückt der Sperrbolzen 112 die Sperrklinke 113 seitwärts nach außen. Die Spfrreinrichtung 112, 113 kann nicht wirksam werden. Von Nocken 116 an einer mit der Spindel 2 verbundenen Schaltscheibe 115 kann die Sperrklinke 113 nicht erreicht werden. F i g. 1 zeigt die ι ο Sperreinrichtung 112,113 in der eingerasteten Stellung. In diesem Zustand ist die Sperreinrichtung wirksam. Der Bolzen Ul hat eine Führungsrolle 117 zum Aufsetzen auf die Schaltscheibe 115. In die Schaltscheibe 115 sind eine oder mehrere Nuten 114 mit Keilflächen 148 eingeschnitten, in die der Bolzen 111 mit entsprechenden Keilflächen 147 zum Fixieren der Spindel 2 einrasten kann.Pressure surface 110 arranged displaceably. The control slide 107 merges into a bolt 111. The bolt 111 acts with a locking bolt 112 and one in the housing pivotally mounted pawl 113 together. In the upper position of the control slide 107 the locking pin 112 presses the pawl 113 sideways outward. The locking device 112, 113 can will not take effect. From cams 116 on a switching disk 115 connected to the spindle 2, the Locking pawl 113 cannot be reached. F i g. 1 shows the ι ο Locking device 112,113 in the locked position. In this state, the locking device is effective. The bolt Ul has a guide roller 117 for placement onto switching disk 115. into switching disk 115 are one or more grooves 114 cut with wedge surfaces 148, in which the bolt 111 with corresponding Wedge surfaces 147 for fixing the spindle 2 can engage.
An der Schaltscheibe 115 sind außerdem an einer Stirnseite axial vorspringende Nocken 116 angeordnet, die mit der Sperrklinke 113 zusammenwirken und bei verriegeltem Sperrbolzen 112 diese Sperrklinke 113 lösen, indem die Sperrklinke 113 von den Nocken 116 seitwärts nach links (F i g. 1) bewegt wird.On the switching disk 115, axially projecting cams 116 are also arranged on one end face, which interact with the pawl 113 and release this pawl 113 when the locking bolt 112 is locked, by moving the pawl 113 sideways to the left (Fig. 1) of the cams 116.
Der Steuerschieber 107 bildet im Gehäuse des Steuerventils 9 beim Einführen des Bolzens 111 in die Nut 114 eine Ablaufdrossel 118. Dieser ist eine weitere Drossel 131 nachgeschaltet. Die Verstellung der Ablaufdrossel 118 wird vom Bolzen 111 bewirkt, wenn er auf einer Abschrägung 120 der Schaltscheibe 115 zur Nut 114 hin bewegt wird.The control slide 107 forms in the housing of the control valve 9 when the bolt 111 is inserted into the Groove 114 an outlet throttle 118. This is another Downstream throttle 131. The adjustment of the outlet throttle 118 is effected by the bolt 111 when he is moved on a bevel 120 of the switching disk 115 towards the groove 114.
In der Eingriffsstellung von Sperrbolzen 112 und Sperrklinke 113 stehen die obere Druckfläche 109, die an die Zulaufleitung 6 angeschlossen ist, und die untere Druckfläche 110 des Steuerschiebers 107, die an die Ablaufleitung 7 des Hydrostaten 5 angeschlossen ist, über ein Druckbegrenzungsventil 119 in Wirkverbindung. In the engaged position of locking bolts 112 and The pawl 113 is the upper pressure surface 109, which is connected to the inlet line 6, and the lower Pressure surface 110 of the control slide 107, which is connected to the drain line 7 of the hydrostat 5, in operative connection via a pressure relief valve 119.
Dieses wird vom Steuerschieber 107 in seiner Stellung bei entriegelter Sperreinrichtung 112, 113 unwirksam gemacht. Zwischen der Zulaufleitung 6 und der Ablaufleitung 7 liegt ein Füllventil 122. Hydrostatische Leitungen 127, 128, 129 und 134 gehen über eine Leitung 130 zurück zu einem Tank 121.This is ineffective by the control slide 107 in its position when the locking device 112, 113 is unlocked did. A filling valve 122 is located between the inlet line 6 and the outlet line 7. Hydrostatic Lines 127, 128, 129 and 134 go back to a tank 121 via a line 130.
F i g. 3 zeigt das Schaltschema, das der F i g. 1 zuzuordnen ist. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.F i g. 3 shows the circuit diagram that the FIG. 1 to be assigned is. The same parts are provided with the same reference symbols in both figures.
Eine Versorgungseinheit, bestehend aus dem öltank 121, Filter 142, ölpumpe 145 mit Motor 146 und einem Druckbegrenzungsventil 143, liefert das Druckmittel für die Vorrichtung. Über das Ventil 144 kann die Schaltungsanordnung an die Versorgungseinheit angeschlossen werden. Beim Einschalten des Ventils 144 wird der Vorgang zum Stillsetzen der Arbeitsspindel in einer vorgegebenen Winkelstellung eingeleitet bzw. nach dem Erreichen einer Winkelstellung im sogenannten Takten die nächstfolgende Winkelstellung herbeigeführt. A supply unit, consisting of the oil tank 121, filter 142, oil pump 145 with motor 146 and a Pressure relief valve 143, supplies the pressure medium for the device. Via the valve 144, the Circuit arrangement can be connected to the supply unit. When switching on valve 144 the process for shutting down the work spindle is initiated in a specified angular position or after an angular position has been reached, the next angular position is brought about in so-called clocking.
Der Hydrostat 5, in Verbindung mit der Reibungsbremse 4, hat die Zulaufleitung 6 und die Ablaufleitung 7, zwischen denen ein druckgesteuertes Füllventil 122 angeordnet ist. Die Leitungen 6 und 7 führen zu dem Steuerventil 9, das ein 7/3 Wegeventil ist mit einem druckgesteuerten Steuerschieber 107. Von der Zulaufleitung 6 geht über eine Drossel 124 eine Leitung 125 zu einem Druckbegrenzungsventil 119 und von dort aus an die Abgangsseite 107a des Steuerventils 9. An der Abgangsseite sind zwei Leitungen 127,128 mit Drosselstellen 132,131 an die Leitung 130 zum Tank 121 angeschlossen. Eine Nebenleitung 134 mit Drossel 133 kann am Steuerventil 9 vorbeigeführt sein. Die Nebenleitung 134 ist über eine Ringnut !06 des Ventilgehäuses (F i g. 1) ständig mit der Ablaufleitung 7 verbunden.The hydrostat 5, in connection with the friction brake 4, has the inlet line 6 and the outlet line 7, between which a pressure-controlled filling valve 122 is arranged. The lines 6 and 7 lead to the Control valve 9, which is a 7/3 way valve with a pressure-controlled control slide 107. From the supply line 6, a line 125 goes via a throttle 124 to a pressure relief valve 119 and from there to the outlet side 107a of the control valve 9. On the outlet side are two lines 127, 128 with throttling points 132, 131 connected to line 130 to tank 121. A secondary line 134 with a throttle 133 can be routed past the control valve 9. The secondary line 134 is permanently connected to the drain line 7 via an annular groove 06 in the valve housing (FIG. 1).
Die Vorrichtung arbeitet wie foigt:The device works as follows:
Vor dem Stillsetzen dreht sich die Arbeitsspindel 2 und die mit ihr verbundene Schaltscheibe 115 mit Betriebsdrehzahl. Beim Ausschalten des Spindelantriebes wird das Ventil 144 (F i g. 3) eingeschaltet Die Pumpe 145 fördert Druckmittel durch die Zulaufleitung 6 in den Kreislauf bei geöffnetem Füllventil 122. Nachdem alle Leitungen einschließlich Hydrostat 5, Bremse 4 und Steuerventil 9 mit öl gefüllt sind, steigt der Druck an. Bei einem Druck von beispielsweise 1,5 atü werden die Lamellen der Reibungsbremse 4 zusammengepreßt. Die Innenlamellen laufen mit der Arbeitsspindel 2 um. Die Außenlamellen sind mit dem Läufer des Hydrostaten 5 verbunden. Der Hydrostat 5 wirkt als Pumpe und fördert öl gegen die Drosselstellen 131 und 133 und über das Ventil 122 zurück in die Zulaufleitung 6. Dabei steigt der Druck weiter an, beispielsweise auf 10 atü. Bei diesem Druck schaltet das Ventil 122 aus der Stellung D in die Stellung E (F i g. 2). Die Zulaufleitung 6 wird von der Ablaufleitung 7 getrennt. Es stellt sich dann in der Zulaufleitung 6 ein vom Ventil 143 vorgegebener Druck, beispielsweise 16 bis 24 atü, ein und in der Ablaufleitung 7 ein Druck von z. B. 80 atü. Der Läufer des Hydrostaten 5 wird hierbei mit z. B. 100 U/min gedreht und bremst die mit ihm verbundene Schaltscheibe 115 und damit die Arbeitsspindel 2 bis auf eine niedrigere Drehzahl ab, die von der öffnungsweite der Drosseln 131 oder 133 abhängt.Before stopping, the work spindle 2 and the switching disk 115 connected to it rotate at operating speed. When the spindle drive is switched off, the valve 144 (Fig. 3) is switched on. The pump 145 conveys pressure medium through the supply line 6 into the circuit with the filling valve 122 open. After all lines including the hydrostatic unit 5, brake 4 and control valve 9 have been filled with oil, the pressure increases. At a pressure of 1.5 atmospheres, for example, the disks of the friction brake 4 are pressed together. The inner lamellae rotate with the work spindle 2. The outer disks are connected to the rotor of the hydrostat 5. The hydrostat 5 acts as a pump and conveys oil against the throttle points 131 and 133 and via the valve 122 back into the feed line 6. The pressure continues to rise, for example to 10 atmospheres. At this pressure, valve 122 switches from position D to position E (FIG. 2). The inlet line 6 is separated from the outlet line 7. A pressure predetermined by the valve 143, for example 16 to 24 atmospheres, then arises in the inlet line 6 and a pressure of, for example, 0.12 in the outlet line 7. B. 80 atü. The rotor of the hydrostatic 5 is here with z. B. rotated 100 rpm and brakes the switching disk 115 connected to it and thus the work spindle 2 down to a lower speed, which depends on the opening width of the throttles 131 or 133.
Der genannte Druck von 80 atü in der Ablaufleitung 7 wirkt an der unteren Druckfläche UO, der Druck von beispielsweise 16 bis 24 atü in der Zulaufleitung 6 auf die obere Druckfläche 109 des Steuerschiebers 107. Unter diesen Drücken kann der Steuerschieber 107 nicht nach unten und der Bolzen 111 somit auch nicht gegen die Schaltscheibe 115 bewegt werden.The mentioned pressure of 80 atm in the drain line 7 acts on the lower pressure surface UO, the pressure of for example 16 to 24 atm in the feed line 6 on the upper pressure surface 109 of the control slide 107. Under The control slide 107 cannot press this downward and the bolt 111 cannot counteract this either the switching disk 115 can be moved.
In dem genannten Beispiel ist in der Reibungsbremse 4 an den Lamellen ein Rutschmornent wirksam; die Lamellen laufen nicht synchron miteinander. Sobald die Lamellen der Reibungsbremse 4 synchron miteinander laufen, ist der Läufer des Hydrostaten 5 fest mit der Arbeitsspindel 2 und der Schaltscheibe 115 verbunden. Die Arbeitsspindel 2 wird weiter abgebremst. Der Druck in der Ablaufleitung 7 sinkt ab auf beispielsweise 20 bis 1 atü. Damit sinkt auch der Druck an der unteren Druckfläche 110 des Steuerschiebers 107, der außerdem von einer Feder 108 mit etwa 2 atü unter Spannung gehalten ist.In the example mentioned, a slip torque is effective in the friction brake 4 on the lamellae; the slats do not run synchronously with each other. As soon as the discs of the friction brake 4 are synchronized with each other run, the rotor of the hydrostatic 5 is firmly connected to the work spindle 2 and the switching disk 115. The work spindle 2 is decelerated further. The pressure in the drain line 7 drops to, for example 20 to 1 atm. This also decreases the pressure on the lower pressure surface 110 of the control slide 107, which also is held under tension by a spring 108 at about 2 atmospheres.
Unter diesen Druckverhältnissen wird der Steuerschieber 107 mit dem Bolzen 111 gegen die Schaltscheibe 115 bewegt. Der Bolzen 111 fährt nach unten, wird aber von der Sperrklinke über den Sperrbolzen 113 festgehalten und daran gehindert, auf der Schaltscheibe 115 aufzusetzen. Der Steuerschieber 107 geht dabei aus der Stellung A (F i g. 3) in die Stellung B, und die Drossel 132 wird frei. Mit dem Öffnen dieser Drossel 132 steigt die Drehzahl der Arbeitsspindel 2 wieder etwas an, beispielsweise auf 60 U/min.Under these pressure conditions, the control slide 107 is moved with the bolt 111 against the switching disk 115. The bolt 111 moves downwards, but is held by the pawl via the locking bolt 113 and is prevented from touching down on the switching disk 115. The control slide 107 moves from position A (FIG. 3) to position B, and the throttle 132 becomes free. When this throttle 132 is opened, the speed of the work spindle 2 increases again somewhat, for example to 60 rpm.
In der in F i g. 3 dargestellten Stellung B des Steuerschiebers 107 sind die obere und die untere Druckfläche des Steuerschiebers 107 über das Druckbegrenzungsventil 119 in Wirkverbindung. Damit wird die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckflächen 109 und 110 beispielsweise auf 4 atü begrenzt. Damit bleibtIn the in F i g. 3, position B of the control slide 107, the upper and lower pressure surfaces of the control slide 107 are in operative connection via the pressure limiting valve 119. In this way, the pressure difference between the two pressure surfaces 109 and 110 is limited to 4 atmospheres, for example. So that remains
auch der Druck auf die Sperrklinke 113 unterhalb dieses Grenzwertes, und die Sperre 112, 113 wird nicht überbeansprucht. Nach dem Bewegen des Steuerschiebers 107 und des Bolzens IiI zur Schaltscheibe hin kommen beim Weiterdrehen der Schaltscheibe 115 in Pfeilrichtung (F i g. 2) die an ihrer Stirnseite angebrachten Nocken 116 an die Sperrklinke 113 und lösen die Sperre für den Bolzen 111. Der Bolzen 111 kann mit seiner Rolle 117 auf der Schaltscheibe 115 aufsetzen.also the pressure on the pawl 113 is below this limit, and the lock 112, 113 will not overused. After moving the control slide 107 and the bolt IiI towards the switching disk When the switching disk 115 is rotated further in the direction of the arrow (FIG. 2), the ones attached to its end face come Cams 116 on the pawl 113 and release the lock for the bolt 111. The bolt 111 can with place its roller 117 on the switching disk 115.
Sobald die Rolle 117 auf die Abschrägung 120 läuft, geht der Steuerschieber 107 in die Stellung C(F i g. 3). Das Druckbegrenzungsventil 119 wird unwirksam gemacht. Die Ablaufleitung 7 ist bis auf eine Drossel 133 gesperrt. Es entsteht ein erhöhter Druck, der über den Hydrostaten 5 als Bremsmoment auf die Arbeitsspindel 2 zurückwirkt. Damit sinkt auch die Drehzahl der Schaltscheibe 115. Während der Bewegung des Bolzens 111 auf der Abschrägung 20 wird die Drossel 118 durch die Bewegung des Steuerschiebers 107 enger. Wenn der Bolzen 111 mit den Flächen 147 in die Nut 114 eingefahren ist, kommen die Schaltscheibe 115 und die Spindel 2 zum Stillstand. Die Spindel ist in der bestimmten Winkelstellung fixiert.As soon as the roller 117 runs onto the bevel 120, the control slide 107 moves to position C (FIG. 3). The pressure relief valve 119 is made ineffective. The drain line 7 is up to a throttle 133 locked. An increased pressure is created, which acts on the work spindle via the hydrostatic unit 5 as a braking torque 2 acts back. As a result, the speed of the switching disk 115 also falls. During the movement of the bolt 111 on the bevel 20, the throttle 118 is through the movement of the control slide 107 is narrower. When the bolt 111 with the surfaces 147 in the groove 114 is retracted, the switching disk 115 and the spindle 2 come to a standstill. The spindle is in the definite Fixed angular position.
Die Neigung der Abschrägung 120 — und damit die Verstellung der Ablaufdrossel 118 — kann so eingestellt sein, daß das verbleibende Schwungmoment der Arbeitsspindel 2 das restliche Einfahren in die vorgegebene Winkelstellung bewirkt und die Spindel mit der Schaltscheibe 115 zum Stillstand kommt, wenn Nut 114 und Bolzen 111 genau übereinander stehen. Während die Rolle 117 des Bolzens 111 auf der Abschrägung 120 rollt, wird durch die Bewegung des Steuerschiebers 107 das Druckbegrenzungsventil 119 zu gesteuert, so daß die volle Kraft von 80 bis 120 atü auf die Fixiereinrichtung 3 wirken kann (vgl. Stellung Cdes Steuerschiebers 107 in F i g. 3).The inclination of the bevel 120 - and thus the adjustment of the outlet throttle 118 - can be adjusted in this way be that the remaining moment of inertia of the work spindle 2, the remaining retraction in the predetermined Causes angular position and the spindle with the indexing disc 115 comes to a standstill when groove 114 and bolts 111 are exactly one above the other. While the roller 117 of the bolt 111 on the bevel 120 rolls, the pressure relief valve 119 is controlled by the movement of the control slide 107, so that the full force of 80 to 120 atmospheres on the fixing device 3 can act (cf. position C of the control slide 107 in FIG. 3).
Es kann auch eine Drossel 133 in einer Nebenleitung 134 vorgesehen sein, um ein Abbremsen der Arbeits-A throttle 133 can also be provided in a secondary line 134 in order to slow down the working
spindel 2 bis auf etwa 10 U; min und niedriger zu bewirken. Damit kann auch bei unterschiedlichen Schwungmassen die Positionsnut 114 mit Sicherheit erreicht werden.spindle 2 up to about 10 U; min and lower to effect. The positioning groove 114 can thus be reached with certainty even with different centrifugal masses will.
Das Erreichen der Endstellung der Spindel kann durch einen nach außen geführten Stift mit einem Endschalter angezeigt werden.Reaching the end position of the spindle can be achieved by means of an outwardly guided pin with a limit switch are displayed.
Sobald die Arbeitsspindel in der vorgegebenen Winkellage stillsteht und die nächste Winkelstellung angesteuert werden soll, kann das Ventil 144 abgeschaltet werden und durch erneutes Einschalten eine weitere Winkelstellung für die Arbeitsspindel im sogenannten Takten angefahren werden.As soon as the work spindle comes to a standstill in the specified angular position and the next angular position is activated is to be switched off, the valve 144 can be switched off and another one by switching it on again Angular position for the work spindle are approached in so-called clocking.
Für Werkzeugmaschinen, deren Arbeitsspindeln nur im Takten bewegt werden, genügt eine Vorrichtung, die ohne Reibungsbremse 4 und ohne Füllventil 122 arbeitet. Die Wirkungsweise ist dann wie folgt: Beim Wiedereinschalten des Ventils 144 ist der Druck in der Zulaufleitung 6 größer als in der Ablaufleitung 7.For machine tools whose work spindles are only moved cyclically, one device is sufficient, which works without friction brake 4 and without filling valve 122. The mode of action is then as follows: When When the valve 144 is switched on again, the pressure in the inlet line 6 is greater than in the outlet line 7.
Der Hydrostat 5 läuft dann als Motor und treibt die Arbeitsspindel 2 an bis auf Stelldrehzahl. Bei dieser Drehzahl treten die angeführten Druckverhältnisse auf, und der Vorgang bis zum Stillstand wiederholt sich analog. Der Druck an der oberen Druckfläche 109 und an der unteren Druckfläche 110 des Steuerschiebers 107 führt diesen in die Stellung B (F i g. 3). Auf der Abschrägung 120 einer anderen Nut 114 für eine weitere Winkelstellung erfolgt das Abbremsen der Arbeitsspindel bis zum Stillstand.The hydrostat 5 then runs as a motor and drives the work spindle 2 up to the control speed. The specified pressure conditions occur at this speed, and the process is repeated analogously until it comes to a standstill. The pressure on the upper pressure surface 109 and on the lower pressure surface 110 of the control slide 107 leads it to position B (FIG. 3). The work spindle is braked to a standstill on the bevel 120 of another groove 114 for a further angular position.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (4)
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DE2146289B2 DE2146289B2 (en) | 1975-07-24 |
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