-
"Vorrichtung zum Steuern eines Werkzeugmaschinenschlittens"
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art dienen zwei Wegeventile
(ein Richtungsventil und ein Eilgangventil) zum Steuern des Werkzeugmaschinenschlittens.
Zu dem unmittelbar an den Vorratsbehälter angeschlossenen Eilgangventil ist ein
Stromregelventil zum Konstanthalten des eingestellten Stromes unabhangig von der
Belastung des Arbeitszylinders parallel geschaltet. Zwischen den beiden Wegeventilen
liegt ein Gegendruckventil, über das bei gesperrtem Eilgangventil das vom Arbeitszylinder
austretende Druckmittel fließt (Werbeschrift HS A2 der Anmelderin).
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Arbeitszylinder mittels
eines einzigen Schaltventils im Vorschub und im Eilgang zu steuern. Diese Aufgabe
wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemEß gelöst.
Zum Steuern der Vorrichtung von außen dient allein das Proportionalventil. Die Druckwaage
im Zulauf zum Arbeitszylinder hält den Förderstrom unabh£Lngig von dessen Druck
konstant. Das als eingeläpptes Sitzventil ausgebildete Gegendruckventil im Rücklauf
vom Arbeitszylinder ermöglicht einen
ruckfreien Vorschub. Es dient
zugleich bei schräger oder lotrechter Anordnung des Albettszylinders, wobei dessen
Kolbenstangenseite unten oder oben liegen kann, zur Aufnahme der vom Arbeitszylinder
auf das Druckmittel ausgeübten Kräfte. Gegenüber der bekannten Vorrichtung wird
eine Einsparung an Steuerorganen erreicht, was zu einer beträchtlichen Raumersparnis
führt, Zur Erweiterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in einfacher Weise
Steuerorgane baukastenmäßig hinzugefügt werden.
-
Mit Hilfe der Merkmale des Anspruches 2 lassen sich nicht nur im Vorwärtsgang
Vorschübe und Eilgänge erreichen, sondern auch im Rückwärtsgang.
-
Bei Anwendung eines Arbeitszylinders mit unterschiedlichen Größen
der Kolbenflächen läßt sich bei Anwendung der Merkmale des Anspruches 3 ode#r 4
von der den kleineren Kolbendurchmesse r aufweisenden Seite abgeführtes Druckmittel
in die andere Seite des Arbeitszylinde-rs einspeisen, wodurch nicht die volle für
den Eilgang erforderliche Druckmittelmenge von der Pumpe gefördert werden muß.
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreib#ng und der Zeichnung.
In dieser ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Vorschubschlittens einer Drehmaschine
als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in Form eines Schaltplans
schematisch dargestellt.
-
An einem Vorratsbehälter 1 ist über eine Saugleitung 2 eine Pumpe
3 angeschlossen, deren Druckleitung 4 zu einer einen druckunabhängigen Druckmittelstrom
liefernden Druckwaage 5 geführt ist, deren Ausgang mit einem Anschluß P eines Proportionalventils
6 verbunden ist. An den Anschluß T des Proportionalventils ist über eine Leitung
7 der Vorratsbehälter 1 angeschlossen. Der Anschluß A des Proportionalventils 6
ist über eine Leitung 8 mit einem Gegendruckventil 9 verbunden, das über eine Leitung
10 an einen doppeltwirkenden Arbeitsszylinder 11 an dessen Kolbenstangenseite angeschlossen
ist. Dem Gegendruckventil 9 ist ein zum Arbeitszylinder 11 öffnendes Rückschlagventil
12 parallel geschaltet.
-
Mit dem Anschluß B des Proportionalventils 6 ist über eine Leitung
13 ein dem Gegendruckventil 9 entsprechendes Gegendruckventil 14 verbunden, das
über eine Leitung 15 an die von der Kolbenstange abgewandte Seite des Arbeitszylinders
angeschlossen ist. Dem Gegendruckventil 14 ist ein in Richtung zum Arbeitszylinder
11 öffnendes Rückschlagventil 16 parallel geschaltet. Die Gegendruckventile
9
und 14 sind als eingeläppte Sitzventile ausgebildet und damit für kleinste Vorschübe
geeignet Wegen ihrer Anordnung unmittelbar in den Zylinderleitungen bleiben sie
auch dicht und verhüten ein Auswandern des Kolbens im Arbeitszylinder, wenn auf
diesen Kolben bei lotrechter oder geneigter Anordnung des Arbeitszylinders eine
Last, LB. das Gewicht des vom Kolben zu bewegenden Schlittens wirkt. An die Leitungen
8 und 13 ist je eine Seite eines Wechselventils 17 angeschlossen, das von den Leitungen
8 und 13 die Leitung, in welcher der höhere Druckmitteldruck herrscht, mit der Steuerseite
der Druckwaage 5 verbindet. Das Wechselventil 17 ist nicht erforderlich, wenn der
Kolben im Arbeitszylinder 11 nur in einer Richtung mit Vorschubgeschwindigkeit fährt.
Der Steuerraum der Druckwaage 5 ist dann unmittelbar mit dem Anschluß A oder B des
Proportionalventiles 6 verbunden.
-
Zwischen der Druckleitung 4 und der Leitung 8 liegt ein zur Druckleitung
4 öffnendes Rückschlagventil 18. Wenn das Rückschlagventil 18 öffnet, steht das
Gegendruckventil 9 bei Stillstand der Pumpe einem Zurückfließen von Druckmittel
entgegen. Das Rückschlagventil 18 kann auch zwischen der Druckleitung 4 und der
Leitung 10 angeordnet sein und ebenfalls in Richtung zur Druckleitung 4 öffnen.
Von Nachteil ist hierbei die Ausschaltung des Gegendruckventils 9, wodurch beim
Öffnen des Rückschlagventiles und bei stillstehender Pumpe 3 Leckmittel über die
Pumpe 3 zum Vorratsbehälter fließen kann.
-
Das Proportionalventil 6 hat einen Steuerschieber 19, der fünf verschiedene
mit a bis e bezeichnete Steuerbereiche einnehmen kann. Die Steuerbereiche b und
d sind für den Vorschub und die Steuerbereiche a und e für den Eilgang des Kolbens
im Arbeitszylinder vorgesehen.
-
In der in der Zeichnung dargestellten Lage c des Steuerschiebers 19
des Proportionalventils 6 ist dessen Anschluß P geschlossen und die Anschlüsse A
und B sind mit dem Anschluß T verbunden. Die gegenseitig bewegbaren Teile des Arbeitszylinders
behalten wegen der Anordnung der Gegendruckventile 9 und 14 ihre Lagen bei. Von
der Pumpe 2 stammendes Leckmittel wird im Proportionalventil 6 über den Anschluß
T in den unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 1 drucklos abgeführt,
wodurch ein Auswandern des Kolbens im Arbeitszylinder 11 vermieden wird.
-
Wird der Steuerschieber 19 des Proportionalventils 6 von rechts nach
links in
den Steuerbereich d oder e verschoben, so sind die Anschlüsse
P und A sowie die Anschlüsse B und T miteinander verbunden. Die Pumpe P fördert
Druck mittel über die Druckwaage 5, das Proportionalventil 6 und das Rückschlagventil
12 in die Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders 11. Von der andern Seite des Arbeitszylinders
wird über das Gegendruckventil 14 und das Proportionalventil 6 Druckmittel zum Vorratsbehälter
1 abgeführt. Infolge des höheren Druckes in der Leitung 8 und des geringeren Druckes
in der Leitung 13 verbindet das Wechselventil 17 die Steuerseite der Druckwaage
5 mit der den höheren Druck führenden Leitung 8.
-
Wird der Steuerschieber 19 des Proportionalventils 6 von links nach
rechts in den Steuerbereich b verschoben, so ist die Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders
11 mit dem Vorratsbehälter 1 verbunden und die andere Seite mit der Pumpe 3, wobei,
wie in der Zeichnung dargestellt, über das Wechselventil 17 die Druckwaage 5 von
dem in der Leitung 13 herrschenden Druck gesteuert wird.
-
Wird der Steuerschieber 19 des Proportionalventils 6 weiter von links
nach rechts in den Steuerbereich a verschoben, so sind nur noch die Anschlüsse P
und B miteinander verbunden, während die Anschlüsse A und T voneinander getrennt
sind. In diesem Fall wird das aus der Kolbenstangenseite des Arbeitszylinde#rs 11
verdrängte Druckmittel, insbesondere Druckflüssigkeit, über das Rückschlagventil
18 in die Druckleitung 4 eingespeist. Hierdurch wird die von der Pumpe 3 zu fördernde
Druckmittelmenge entsprechend verringert. Das von der Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders
11 stammende Druckmittel wird also nicht in den Vorratsbehälter 1 abgeführt.
-
Der Steuerschieber 19 des Proportionalventils 6 ist so ausgebildet,
daß mit den beidseitig der Mitte dargestellten Steuerlagen b und d Vorschübe (Feinsteuerbereich
~mit geringem Durchflußquerschnitt, der als Meßblende wirkt) und mit im Schaltbild
außen dargestellten Steuerlagen a und e Eilgänge (üblicher Steuerbereich mit maximalem
Durchflußquerschnitt) vor und zurück gefahren werden können. Die beiden äußersten
Felder in dem Diagramm deuten also jeweils die Eilgänge an, wogegen die dem mittleren
Feld benachbarten Felder die Vorschübe andeuten, bei denen das Druckmittel durch
die Druckwaage 5 hindurchfließt. Auch bei dem rechts dargestellten Eilgang (Steuerlage
e) fließt Druckmittel durch die Druckwaage 5 hindurch. Die Meßblenden im Feinsteuerbereich
des Proportionalventils 6 wirken zusammen mit der Druckwaage 5 als
Stromregler.
Durch die Druckwaage 5 wird die Druckdifferenz am Proportionalventil 6 konstant
gehalten. Dadurch sind der Vorschub und der Eilgang im Steuerbereich e unabhängig
von der zu bewegenden Last.
-
Wenn beim Einfahren der Kolbenstange des Arbeitszylinders 11 nur im
Eilgang gefahren werden soll, so wird der Steuerschieber des Proportionalventils
6 entsprechend ausgebildet und das Gegendruckventil 14 sowie das Rückschlagventil
16 können entfallen, wobei dann die Leitungen 13 und 15 unter Wegfall des Gegendruckventils
14 und des Rückschlagventiles 16 unmittelbar aneinander anschließen.
-
Wenn bei entsprechender Ausbildung des Steuerschiebers 19 auf die
Überführung von Druckmittel von der Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders 11 auf
dessen andere Seite verzichtet werden soll, so kann die Verbindung zwischen den
Leitungen 4 und 8 unterbrochen werden. Bei der praktischen Ausführung des Proportionalventils
6 wird dann der Verbindungskanal zwischen den Leitungen 4 und 8 mittels eines Stopfens
verschlossen.
-
Mit Hilfe des druckkompensierten Proportionalwegeventils 6 kann abhängig
von der Steuerung von dessen Proportional magneten eine beliebige Anzahl von Vorschüben
und Eilgängen angewandt werden. Die der Schaltung zugrundeliegenden Ventile lassen
sich nach Belieben nach Art eines Baukastens zusammenstellen. Der Steuerschieber
#des Proportionalventils 6 kann in einfacher Weise gegen einen andern Steuerschieber
ausgewechselt werden, der abgewandelte Steuernuten aufweist.
-
Leerseite