DE2526043C3 - Einstellbarer Anschlag für bewegliche Teile von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Anschlag für bewegliche Teile von Werkzeugmaschinen mit einem druckempfindlichen Glied, das von einem über eine Druckmittelzuleitung in einen Druckraum geleiteten Druckmittel gegen eine Rückstellkraft verstellbar ist.

Das gegen die Rückstellkraft wirkende druckempfindliche Glied kann z. B. ein in einem Zylinder gegen eine Feder bewegter Kolben oder ein Federungskörper in Art eines abgeschlossenen Wellrohres sein, wobei diese Teile durch das zugeführte Druckmittel, insbeson dere eine Hydraulikflüssigkeit, bewegt werden. Der Druck des Druckmittels ist genau einstellbar, so daß die Stellung des Anschlages feinverstellt werden kann.

Aus der DT-AS 17 52115 ist eine bewährte Ausführungsform eines zum Feinverstellen beweglicher Teile von Werkzeugmaschinen dienenden Anschlages bekannt, bei dem der Druck des flüssigen Druckmitteis durch einen räumlich getrennt angeordneten pneumatisch-hydraulischen Druckübersetzer gesteuert wird. Da eine Flüssigkeit als Druckmittel verwendet wird, kann ein solcher Anschlag nicht nur sehr leicht fein einstellbar, sondern auch mit hoher Steife ausgeführt weiden, was für seine Einsetzmöglichkeit von wesentlicher Bedeutung ist.

Die Einstellung eines solchen Anschlages, der beispielsweise der Begrenzung der Zustellbewegung eines Werkzeugschlittens und damit der Schnittiefe eines Werkzeuges in einem Werkstück oder der mit Eilgeschwindigkeit erfolgenden Positionierung des Werkzeugschlittens in die Arbeitsstellung dient, muß sehr genau sein, und der Anschlag darf beim Anschlagen trotz hoher Schlittengeschwindigkeit möglichst nicht nachgeben, um so die Bearbeitungstolcranzen gering zu halten. .

Wie die Erfahrung gezeigt hat, verbleibt auch bei mit Hydraulikflüssigkeit betätigten Anschlägen gemäß dem Stande der Technik jedoch immer noch eine geringe Federungsmöglichkeit des Anschlages, da Flüssigkeiten eine gewisse, wenn auch minimale Kompressibilität aufweisen. Der Einfluß der Kompressibilität des Druckmittels auf die Stellung des Anschlages wädist mit dem Druckmittel-Volumen, das aber nicht beliebig herabgesetzt werden kann, sondern zumindest die Volumina der Zuleitung, der Einstellvorrichtung für den Druck und des Druckraumes im Anschlag umfaßt. Bei der Verwendung ' eines pneumatisch-hydraulischen Druckübersetzers für einen Anschlag gemäß der genannten DT-AS 17 52 115 ist die Steife des Anschlages darüber hinaus vorwiegend durch die Federsteife des Anschlages bestimmt. Die Federsteife kann zwar sehr erheblich sein, ist aber konstruktionsbedingt begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Anschlag der eingangs genannten Art in seiner Steife durch einfache konstruktive Mittel erheblich zu steigern, um dadurch die Federungswege beim Anschlagen des jeweils zu beeinflussenden beweglichen Teiles der Werkzeugmaschine stark zu vermindern und damit die Genauigkeit der Feinverstellung zu steigern.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Druckmittelzuleitung nahe dem druckempfindlichen Glied ein strömungsabhängiges Ventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper vom Rückströmungsdruck des Druckmittels gegen die Kraft einer Feder bewegbar ist, die so bemessen ist, daß der Ventilkörper nur dann in eine die Druckmittelzuleitung vom Druckraum abschließende Stellung bewegbar ist, wenn die Rückströmungsgeschwindigkeit bzw. der Differenzdruck des Druckmittels die für den Einstellvorgang des Anschlages notwendige Größe übersteigt.

Durch die Erfindung wird das kompressible Volumen des Anschlages und der damit zusammenhängenden hydraulischen Systeme beispielsweise beim Anschlagen eines Werkzeugschlittens am beweglichen Glied auf das Volumen des Druckraumes des Anschlages beschränkt Dies kann sehr klein gewählt werden, insbesondere dann, wenn als druckempfindliches Glied ein in einem Zylinder geführten Kolben verwendet wird, da dieser etwa gegenüber einem Wellrohr bei gleicher Verstellänge wesentlich kleiner gebaut werden kann. Das strömungsabhängige Ventil in der Druckmittelzuleitung bleibt durch entsprechende Dimensionierung der Federkraft für den Einstellvorgang, der relativ langsam und daher ohne große Druckdifferenzen im Ventil vor sich geht, geöffnet, da auf beiden Seiten des Ventiikörpers annähernd gleicher Druck herrscht. In dem Augenblick aber, in dem ein beweglicher Teil der Werkzeugmaschine, z. B. der Werkzeugschlitten, gegen

den Anschlag fährt, entsteht momentan eine erheblich höhere Strömungsgeschwindigkeit in dem Ventil, die einen entsprechend hohen Differenzdruck erzeugt, der das Ventil gegen die Federkraft schließt und in dieser Stellung hält. Das in dem Druckraum befindliche Druckmittel kann nicht mehr abfließen, so d?0 das kompressible Volumen des Druckmittels gegenüber bekannten Lösungen nunmehr geringer und damit die Steife des Anschlages erheblich erhöht ist. Bei dem Anschlag geinäü der Erfindung ist die Steife also, abgesehen von dor Fidersteife, nur durch das Volumen und die Kompressibilität des im Druckraum befindlichen Druckmittels gegeben und wird nicht mehr durch Einflüsse außerhalb des Druckraums, etwa durch das Volumen von Druckgeberund Leitung, beeinflußt.

Auf diesem Wege lassen sich daher ohne Schwierigkeiten erhebliche Steifen erzielen, was insbesondere für die Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit als Druckmittel, aber auch für die Verwendung von gasförmigen Druckmitteln gilt.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Strömungsabhängige Ventile sind an sich bekannt. Sie dienen aber als sogenannte Leitungsbruchventile der Lösung einer anderen Aufgabe, nämlich der Sicherung insbesondere von Wasserleitungen. Hier gestatten sie den normalen Durchfluß.

Beim Auftreten eines Leitungsbruchs, der eine erhöhte Strömungsgsschwindigkeit des Durchflußmittels verursacht, schließen sie, um das weitere Ausströmen des Durchflußmittels an der Bruchstelle zu verhindern.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, die in einem Querschnitt eine schematische Darstellung eines verstellbaren Anschlages gemäß der Erfindung zeigt.

In einem Gehäuse 1, das aus konstruktiven Gründen im allgemeinen aus mehreren Teilen zusammengesetzt, hier jedoch der Einfachheit halber als ein integrales Teil gezeigt ist, ist in einer Bohrung ein Kolben 2 durch Dichtungen 3 abgedichtet geführt. Der Kolben 2 trägt einen Bund oder Ring 4, an dem sich eine Druckfeder 5 abstützt, die mit ihrer anderen Seite an einer gehäusefesten Ringschulter 6 aufliegt. Über eine Druckmittelzuleitung 7 wird ein Druckmedium in einen im Gehäuse befindlichen Druckraum 8 zugeführt. Der Druck des Druckmediums und damit die Stellung des Kolbens 2 in dem Gehäuse 1 ist einstellbar. Dies geschieht z. B. dadurch, daß der Druck mittels eines hier nicht gezeigten, eine bestimmte Menge Druckmittel aufmeßenden Zylinders erzeugt wird, in dem ein durch eine Schraubenspindel verstellbarer Kolben angeordnet ist; oder der Druck ist einstellbar mittels eines pneumatisch-hydraulischen Druckwandlers gemäß dem eingangs zitierten Stande der Technik.

Die aus dem Gehäuse ragende Stirnfläche 9 des Kolbens 2 stellt die Anschlagfläche eine einstellbaren Anschlags für ein hier nicht gezeigtes bewegliches Teil einer Werkzeugmaschine, etwa einen Werkzeugschiitten, dar.

In der Mündung der Druckmittelzuleitung 7 in den Druckraum 8 ist ein strömungsabhängiges Venii! tO angeordnet, das einen Ventilkörper 11 aufweist, der an beiden Seiten zwei zentrische Stifte 12 und 13 trägt. Der Ventilkörper 11 ist in einem Ventilgehäuse 14 gelagert, in das die Druckmittelzuleitung 7 mit einem Fortsatz hineinragt, der einen Ventilsitz 15 für den Ventilkörper 11 bildet. Die Stifte 12 und 13 ragen mit einem geringen Spiel in die Bohrung der Drucltmittelzuleitung 7 bzw. in eine das Ventil 10 mit dem Druckraum 8 verbindende Bohrung 16 hinein und führen dadurch den Ventilkörper 11 beim öffnungs- und Schließvorgang. Der Ventilkörper 11 stützt sich gegen eine Druckfeder 17 ab, die ihn gegen ein durch die Abschlußwand des Ventilgehäuses 14 gebildetes Widerlager 18 drückt. Durch einen oder mehrere in dem Ventilkörper 114 angebrachte Führungskanäle 19 ist gewährleistet, daß auch dann Druckmittel das Ventil durchströmen kann, wenn der Ventilkörper H an dem Widerlager 18 anliegt; diese Stellung ist daher die Offen-Stellung des Ventils.

Die Feder 17 ist in ihrer Stärke so bemessen, daß auch beim Zurückströmen des Druckmittels aus dem Druckraum 8 in die Zuleitung 7 während eines Einstellvorganges der auf dem Widerlager 18 aufsitzende Ventilkörper 11 nicht durch den gerade herrschenden Strömungsdruck abgehoben wird. Wird jedoch der durch die Stirnfläche 9 des Kolbens 2 gebildete Anschlag von dem beweglichen Teil der Werkzeugmaschine, z. B. dem Werkzeugschlitten, angefahren, so erhöht sich der Strömungsdruck auf den Ventilkörper 11 schlagartig so stark, daß er sich von dem Widerlager 18 abhebt und dabei gegen die Wirkung der Feder 17 gegen den Ventilsitz 15 gedrückt wird. Dadurch wird das Ventil geschlossen und ein weiteres Zurückströmen des Druckmittels aus dem Druckraum in die Zuleitung 7 verhindert.

In der Zeichnung ist der geschlossene Zustand des Ventils 10 — also beim Anfahren des Anschlages durch das bewegliche Teil einer Werkzeugmaschine — dargestellt. Die Steifigkeit bzw. Härte des Anschlages ist nunmehr in erster Näherung nur noch durch die mögliche Kompression des Druckmittels in dem Druckraum 8 gegeben. Diese ist äußerst gering, da durch entsprechende konstruktive Ausbildung des Anschlages der Druckraum sehr klein gebaut werden kann.

Eine geringe Rückbewegung des Kolbens 2 beim Anschlagen ist zwar noch dadurch gegeben, daß eine gewisse Menge Druckmittel, die zur Betätigung des strömungsabhängigen Ventils 10 notwendig ist, in die Zuleitung 7 zurückfließt. Diese Menge ist jedoch dann sehr gering, wenn der Schaltweg des Ventilkörpers 11 entsprechend klein ist, und zwar wesentlich kleiner als dies in der Zeichnung aus Gründen der klaren Darstellung gezeigt ist. Für eine in der Praxis anwendbare Ausführungsfoirm genügt es z. B., daß der Abstand zwischen Ventilsitz 15 und Unterseite des Ventilkörpers 11 im geöffneten Zustand 0,1 Millimeter beträgt; ist außerdem der Abstand zwischen den Seitenrändern des Ventilkörpers 11 und dem ihn umgebenden Ventilgehäuse 14 entsprechend eng, so wirkt schon bei einer geringen durch das Anschlagen des beweglichen Teiles verursachten Rückströmung bzw. Rückströmungsgeschwindigkeit ein so hoher Differenzdruck auf den Ventilkörper 11, daß dieser in die Sperrstellung des Ventils, also auf den Ventilsitz 15 gepreßt wird. Oft genügt bei derartigen Ventilkonstruk tionen schon das Zurückströmen von 0,1 mm³ Druckmittel, u. U. sogar noch weniger, um das Ventil zu schließen. Dementsprechend beträgt bei einer Kolbenfläche von etwa 100 mm² der für das Schließen des Ventils notwendige Kolbenweg 0,001 mm und weniger.

Anstelle des gezeigten Tellerventils sind selbstverständlich auch andere Ventilkonstruktionen, z. B. mit einer Kugel als Ventilkörper, möglich. Es kann auch ein

anderes druckempfindliches Glied für den Anschlag gewählt werden, z. B. eine Membran oder ein Federkörper, beispielsweise ein Wellrohr. In das Wellrohr, das in diesem Falle den Druckraum begrenzt, wird zweckmäßig ein Füllkörper eingesetzt, so daß die Füllmenge des Druckmittels im Druckraum klein gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Anschlag für bewegliche Teile von Werkzeugmaschinen mit einem drucken ^findlichen Glied, das von einem über eine Druckmn ^leitung in einen Druckraum geleiteten Druckii.uel gegen eine Rückstellkraft verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelzuleitung (7) nahe dem druckempfindlichen Glied ein strömungsabhängiges Ventil (10) angeordnet ist, dessen Ventilkörper (11) vom Rückströmungsdruck des Druckmittels gegen die Kraft einer Feder (17) bewegbar ist, die so bemessen ist, daß der Ventilkörper (11) nur dann in eine die Druckmittelzuleitung (7) vom Druckraum (8) abschließende S'.ellung bewegbar ist, wenn die Rückströmungsgeschwindigkeit bzw. der Differenzdruck des Druckmittels die lür den Einstellvorgang des Anschlages notwendige Größe übersteigt.

2. Anschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) einen in Strömungsrichtung auf das druckempfindliche Glied zu weisenden Ventilsitz (15) und einen Ventilkörper (U) aufweist, der vom Differenzdruck des Druckmittels bewegbar und von der Feder (17) vom Ventilsitz (15) weg gegen ein die Strömung des Druckmittels zulassendes Widerlager (18) drückbar ist.

3. Anschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Glied ein in einem Gehäuse (1) geführten Kolben (2) ist, dessen aus dem Gehäuse (1) ragende Stirnfläche (9) als Anschlagfläche dient.

4. Anschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) einen tellerförmigen Ventilkörper (11) aufweist, der an seiner Ober- und Unterseite je einen sich in den Betätigungsrichtungen des Ventilkörpers (11) erstreckenden Stift (12; 13) aufweist, wobei der eine Stift (13) in einer das Ventil (10) mit dem Druckraum (8) verbindenden Bohrung (16) und der andere Stift (12) in der an ihrer Mündung als Ventilsitz (15) ausgebildeten Bohrung der Druckmittelzuleitung geführt ist.

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