DE475147C - Hydraulische Schiebersteuerung fuer hin und her gehende Teile, besonders bei Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebersteuerung zum Steuern eines hydraulischen Antriebes, z. B. für die Hinundherbewegung eines Teils einer Werkzeugmaschine.
Viele Werkzeugmaschinen haben einen vorwärts und rückwärts verschieden schnell verschiebbaren Teil, wie z. B. den Werkzeugträger von Bohrmaschinen. Die verschiedenen Geschwindigkeiten werden benutzt, um erstens das Werkzeug rasch vorzuschieben, um es an das Werkstück heranzubringen, zweitens das Werkzeug während der Arbeit langsam vorzuschieben und drittens das Werkzeug nach der Arbeit rasch wieder zurückzuführen.

,. Die in den Ansprüchen näher gekennzeichnete Erfindung schafft eine verbesserte und vereinfachte Schiebersteuerung, um die Arbeit der hydraulischen Übertragung so zu steuern, daß ein hin und her gehender Teil selbsttätig die verschiedenen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen mitgeteilt erhält.

Auch soll die Geschwindigkeit des langsamen Vorschubes sehr genau regelbar sein. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.

Abb. ι ist ein Längsschnitt des Schiebermechanismus an einer Werkzeugmaschine,

Abb. 2 ein Schaubild eines zugehörigen Aufhalters,

Abb. 3 eine Darstellung ähnlich Abb. 1 für eine andere Ausführung,

Abb. 4 eine Unteransicht des Schiebers nach Abb. 3,

Abb. S ein Schnitt durch den Schieber, alle Kanäle in eine einzige Ebene verlegt,

Abb. 6, 7, 8 Schnitte zur Darstellung der drei Lagen des Aufhalters.

Ein Bohrkopf auf einem Schlitten. .A ist z. B. am Gestell B einer Bohrmaschine verschiebbar. Die Erfindung ist aber weder auf Werkzeugmaschinen noch auf sonstiges Gebiet beschränkt.

Zum Verschieben dient eine hydraulische Übertragung mit einem Zylinder C am Gestell B₁ einem Verschiebekolben P und einer Kolbenstange R, die am Schlitten A bei D (Abb. 3) angreift. Druckmittelleitungen 1 und 2 sind mit. dem ZylinderC beiderseits, des Kolbens verbunden. Indem man abwechselnd Druckmittel in den Zylinder durch die Leitungen 1 und 2 treten läßt, bewirkt man, daß der Schlitten A hin und her bewegt wird mit einer Geschwindigkeit, die von der Einströmung in den Zylinder abhängt. Bei starker Einströmung wird der Werkzeugkopf so bewegt, daß die Werkzeuge aus ihrer hin-

teren Lage rasch an das Werkstück herangebracht werden und ebenso auch nach der Bearbeitung rasch wieder zurückgezogen werden. Bei geringer Einströmung wird der Werkzeugkopf langsam bewegt (Arbeitsgang).

Die Erfindung schafft verbesserte Hilfsmittel, um selbsttätig und abwechselnd die Leitungen ι und 2 mit einer Druckmittelquelle ίο zu verbinden und die Durchströmung durch eine dieser Leitungen zu regeln. Hierzu wird nach Abb. ι und 2 ein Schieber P verwendet, dessen Gehäuse 3 mit einer Druckmittelleitung L verbunden ist. Die Leitungen 1 und 2 sind auch mit dem Gehäuse 3 verbunden und werden abwechselnd an die Druckleitung L durch die Verschiebung eines Kolbenschiebers 4 angeschlossen. Dieser hat verdickte Enden 4^ die in eine Bohrung 3^a des Gehäuses 3 passen, und eine Einschnürung 4⁶ als Flüssigkeitsdurchlaß. Abb. 1 zeigt den Schieber in der Lage für raschen Rücklauf des Schlittens A, in der er bleibt, wenn die Maschine zum Stillstand kommt. Dabei ist die Druckleitung L mit der Leitung 2 verbunden. Die Leitung 1 hat zwei Wirksamkeitsverbindungen mit dem Schiebergehäuse 3, deren eine aus einem weiten Rohr 5 und deren andere aus einem Rohr 6 mit Drosselventil 7 besteht. Ist die Druckleitung mit dem Rohr 5 verbunden, so strömt eine große Flüssigkeitsmenge in den Zylinder C und verschiebt rasch den Kolben P und den damit verbundenen Schlitten. Ist nur das Rohr 6 mit der Druckleitung verbunden, so ist die Einströmung in den Zylinder wegen des Ventils 7 viel schwächer, und der Kopf P wird langsam verschoben. Ein Ablauf rohr 8 führt vom Gehäuse 3 zu einem Sumpfe zurück, der die vom Zylinder C ablaufende Flüssigkeit aufnimmt. Bei der ausgezogen gezeichneten Lage nach Abb. 1 ist die Druckleitung L mit der Leitung 2 für den Rücklauf in Pfeilrichtung t verbunden. Dabei wird die im rechten Ende des Zylinders befindliche Flüssigkeit durch Leitung 1, Rohr 5, Bogen 3° und Rohr 8 zum Sumpf befördert. Bringt der Schieber die Druckleitung L mit der Leitung ι in Verbindung (durch Rohr 5 oder 6), so wird der Kolben entgegengesetzt bewegt und die Flüssigkeit aus dem rechten Ende des Zylinders durch Leitung 2, Mittelbohrung 4", Bohrung 3° und Rohr 8 zum Sumpf befördert. Ein Aufhalter 9 (Abb. 1 und 2) ist in einer Lagerstütze 10 des Bettes B verschiebbar und hat drei Anschlagflächen g^a, g^h, g^B, die abwechselnd in die Bahn eines Bundes 11 einer Stange 12 treten können, die durch einen Schlitz 13 im Aufhalter ragt und an der der Schieber4 durch einen Stift/» befestigt ist. Eine Schraubenfeder 14 sitzt in einer Aussparung im Gliede 9, drückt gegen eine Platte 15 der Stütze 10 und sucht gewöhnlich den Aufhalter aufwärts zu drängen, um sein oberes Ende g^x in die Bahn von am verschiebbaren Schlitten A einstellbaren Knaggen 16 und 17 zu bringen. Eine zweite Schraubenfeder 18 auf der Stange 12 zwischen dem Bund 11 und einer Lagerstütze 19 für die verschiebbare Stange sucht gewöhnlich die Stange 12 mit dem Schieber 4 nach links in die ausgezogen gezeichnete Lage zu drängen, in welcher der Schieber raschen Rücklauf des Schlittens A bewirkt. Diese Bewegung wird aber zeitweilig durch die Anschlagflächen 9« oder g^b gehindert, denn die Stange 12 nebst Zubehör kann durch die Feder nur dann bewegt werden, wenn die Anschlagflächen aus der Bahn des Bundes 11 entfernt werden. Dieses geschieht durch die Knaggen 16 und 17, so daß der Schieber 4 sich bewegen kann, um Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung des Gliedes A zu verändern.

Wenn die Maschine nach einem Arbeitsspiel zur Ruhe gekommen ist, hat der Kolbenschieber 4 die ausgezogen gezeichnete Lage nach Abb. 1 und der Schlitten A die punktierte Lage. Zwecks Einleitung eines neuen Arbeitsspiels bewegt man einen Hebel 20, der bei 21 an eine Stütze 22 angelenkt ist, nach rechts. Er trägt einen Zapfen 23 zwischen Bunden 24 der Stange 12, so daß der Hebel die Stange, den Schieber 4 und den Bund 11 aus der ausgezogen gezeichneten Lage in die punktierte Lage gegen die Kraft der Feder 18 verschiebt. Wird der Bund 11 aus der Bahn der wagerechten Flächen g^d und g^e am Aufhalter 9 entfernt, so wird dieser durch die Feder 14 aus der ausgezogen gezeichneten Lage in die höchste p'unktierte Lage gehoben, in der sein Oberende g^x in der Bahn des Knaggen 16 ist. Diese Stellung des Aufhalters," die durch die Stift- und Schlitzverbindung 25 begrenzt wird, bringt die Anschlagfläche g^a in die Bahn des Bundes 11, der durch die Feder 18 dagegen gedrängt wird. Bei dieser Einstellung des Schiebers 4 ist die Druckleitung L von der Leitung 2 getrennt und mit der Leitung 1 sowohl durch das gedrosselte Rohr 6 als auch durch das weite Rohr 5 verbunden, wodurch Druckflüssigkeit in das rechte Ende des Zylinders rasch zugeführt wird und der Kolben P und Schlitten A rasch nach links bewegt werden (Leerlauf), wobei das linke Ende des Zylinders durch Leitung 2, Bohrung 4" und Rohr 8 zum Sumpf entleert wird. Wird der Schlitten A nach links verschoben, so erfaßt der Knaggen 16 das Oberende 9* des Aufhalters 9 und drückt die Anschlagfläche g^a aus der Bahn des Bundes 11, der nun nebst Stange 12 und Schieber 4 nach links bewegt wird, bis er

gegen die Fläche g^b des Aufhalters anliegt. Diese Bewegung des Schiebers bewirkt, daß seine Verdickung 4^β den Kanal schließt, der zum Rohre 5 führt, während Rohr 6 in Verbindung mit der Druckleitung! bleibt, so daß die Einströmung in das rechte Ende des Zylinders und damit die Geschwindigkeit des Schlittens A ohne Änderung der Bewegungsrichtung stark verringert wird (Arbeitsgang). Die Geschwindigkeit ist durch Ventil 7 regelbar.

Am Ende des Arbeitsganges drückt der Knaggen 17 die Anschlagfläche g^b aus der Bahn des Bundes 11, worauf die Feder 18 wieder die Stange 12, Bund 11 und Schieber 4 in die ausgezogen gezeichnete Lage bewegt. Der Zeitpunkt des Beginnes der raschen und der langsamen Verschiebung kann durch Einstellung der Knaggen 16, 17 verändert werden. Die Ausführung nach Abb. 3 bis 8 beruht auf gleichem Gedanken. Mit einem Schiebergehäuse 30 (Abb. 3 und 5) sind eine Druckleitung L₁ Ablauf 8 und Leitungen 1 und 2 verbunden, die zu den Enden des Zylinders C führen. In einer zylindrischen Bohrung 31 des Gehäuses 30 befindet sich eine Hülse 32 mit äußeren Ringnuten 33, 34, 35, welche Kammern ausbilden, die in dauernder Verbindung mit der Druckleitung L und den Leitungen 1 und 2 sind. Kanäle 36, 37, 38 führen von den Nuten 33, 34, 35 zu einer AxiSlbohrung 39 der Hülse. In dieser Bohrung ist ein Kolbenschieber 40 verschiebbar. Eine Kappe 41 verschließt ein Ende des Gehäuses 30 und schafft ein Lager 41° für eine Schieberstange 42, mit welcher der Kolbenschieber 40 verbunden ist. Das Ablaufrohr 8 führt an der Kappe 41 zu einer Bohrung 43, die in Verbindung mit der Bohrung 39 der Hülse 32 ist. Das andere Ende des Gehäuses ist durch ein Untergehäuse 44 verschlossen, das ein Lager 45 für die Stange 42 aufweist und in einer Bohrung 46 einen verschiebbaren Aufhalter 47 enthält. ·

Der Kolbenschieber 40 (Abb. 5) hat dicke Enden 40", 4ο⁶, die in die Bohrung 39 der Hülse 32 passen, und eine Einschnürung 40* als Flüssigkeitsdurchlaß, so daß bei äußerster Rechtslage des Kolbenschiebers (Abb. 3 und 4) die Druckleitung L mit der Leitung 2 verbunden ist und einen raschen Rücklauf des Schlittens A bewirkt. Wird der Schieber 40 „ in die punktierte Lage nach Abb. 5 verschoben, so verbindet er die Druckleitung mit der Leitung 1 und bewirkt raschen Vorschub des Schlittens A (Leerlauf nach links).

Die Erfindung schafft Hilfsmittel, durch welche, nachdem der Schlitten A um eine bestimmte Strecke verschoben wurde, der KoI-benschieber selbsttätig in eine Lage bewegt wird, in welcher er die Kanäle 37 teilweise verschließt und dadurch nur eine langsame '■ Einführung von Flüssigkeit aus der Druckleitung in die Leitung 1 zuläßt. Dadurch wird die rasche Verschiebung des Schlittens A unterbrochen und in eine langsame Bewegung überführt (Arbeitsgang). Diese letzterwähnte Lage des Kolbenschiebers ist in Abb. 5 ausgezogen gezeichnet. Eine Schraubenfeder 48 umgibt die Stange 42 zwischen Kappe 41 und einem Bunde 49 der Stange und sucht gewöhnlich diese und ihren Schieber nach rechts in die Lage nach Abb. 3 zu drängen, in welcher der Schieber rasch den Rücklauf des Schlittens A bewirkt. Diese Bewegung wird von dem Aufhalter 47 beherrscht, der im Untergehäuse 44 durch eine Feder 50 aufwärts gedrängt wird, die sich gegen ein in der Bohrung 46 befestigtes Widerlager 51 legt. Im Aufhalter ist z. B. durch Gewinde eine Hülse 52 einstellbar und durch eine Mutter 53 sicherbar. Der Aufhalter 47 hat weiter eine Anschlagfläche 54, gegen die bei einer bestimmten Lage sich das Ende 42* der Stange 42 legt (Abb. 6), wodurch der Kolbenschieber in der Lage für raschen Vorwärtsvorschub gehalten wird. Das Ende 52* der Hülse bildet einen Anschlag für die Stange 42, und da es gegen die Fläche 54 zurückspringt, bestimmt es eine andere Lage des Schiebers 40 (langsamer Arbeitsgang, Abb. 7). Es dient auch bei einer anderen Lage des Aufhalters 47 als Widerlager für einen Bund 55 der Stange 42 (Abb. 8), deren Ende 42* dann in die Hülse 52 eintritt. Dies bringt den Schieber in die Lage für raschen Rücklauf des Gliedes A.

Die am Schlitten A einstellbaren Knaggen 16 und 17 drücken während des Vorschubes des Schlittens nacheinander die Fläche 54 und das Ende 52* der Hülse 52 aus der Bahn des Stangenendes 42*, so daß der Kolbenschieber stufenweise aus der punktierten Lage der Abb. 5 in die Lage nach Abb. 3 verschoben werden kann. Eine Handverstellung mit einem Hebel 20, der bei 21 an eine Stütze 22 angelenkt ist und mit einem Zapfen 23 zwischen Bunde 24 an einem Fortsatz 42" der Stange 42 greift, dient, wenn der Hebel nach links (Abb. 3) bewegt wird, zum Zurückstellen des Kolbenschiebers zwecks Einleitens eines neuen Arbeitsspiels.

Wirkungsweise

Wenn der Schlitten^ in der Lage nach Abb. 3 in Ruhe ist und der Kolbenschieber auch die gezeichnete Lage hat, bewegt man den Hebel 20 nach links gegen die Kraft der Feder 48. Hierbei wird die Stange 42^ bis 42 verschoben, entfernt das Ende 42* von der Hülse 52 und gestattet die Hebung des Aufhalters 47 durch die Feder 50, bis die Fläche in der Bahn des Stangenendes 42* (Abb. 6)

ist. Gleichzeitig wird auch der Kolbenschieber 40 in die punktierte Lage nach Abb. S bewegt, wodurch die Druckleitung L mit der Leitung 1 verbunden wird, worauf Druckflüssigkeit rasch in das rechte Ende des Zylinders C tritt und eine rasche Vorwärtsverschiebung, des Schlittens A nach links bewirkt. An einem bestimmten Punkt drückt der Knaggen 16 den Aufhalter nach unten und bewegt so die Fläche 54 aus der Bahn des Endes 42* der Schieberstange 42, die darauf nebst dem Schieber 40 durch Feder 48 nach rechts bewegt wird, bis ihr Ende 42* das Ende 52* der Stellhülse 52 trifft (Abb. 7). Dies bewirkt, daß die Verdickung 40⁰ des Kolbens 40 teilweise die Kanäle 37 schließt (Abb. 5) und dadurch den Zufluß durch die Leitung 1 und damit die Geschwindigkeit des Schlittens A verringert. Weiterverschiebung des Schlittens A mit der langsamen Arbeitsgeschwindigkeit bringt den Knaggen I^ in Eingriff mit dem Aufhalter, drückt diesen noch weiter nieder und verschiebt das Ende'der Hülse 52 aus der Bahn des Stangenendes 42*. Kommt *5 die Bohrung der Hülse 52 in Flucht mit dem. Ende 42^s, so tritt es in die Hülse, bis der Bund 55 gegen das Ende 52* liegt (Abb. 8). Dies bringt den Schieber in eine Lage, in der er die Druckleitung mit der Leitung 2 verbindet, Flüssigkeit in das linke Ende des Zylinders treten läßt und raschen Rücklauf des Schlittens A bewirkt.

Das Maß des teilweisen Schließens der Kanäle 37 kann durch Einstellung der Hülse 52 bestimmt und dadurch die Vorschubgeschwindigkeit genau geregelt werden. Die Schraubhülse ist in einer Kammer 56 im Untergehäuse 44 angeordnet, die durch eine Platte 57 gegen Schmutz abgeschlossen ist. Bau und Anordnung der Verteilerhülse 32 im Gehäuse 30 bieten ein bequemes Hilfsmittel zum Verändern der Geschwindigkeit der raschen Verschiebung durch Auswechslung der Hülse 32 gegen eine andere mit anderen Kanälen 37, 38. Zur Verhütung einer Drehung des Aufhalters 47 in der Bohrung 46 hat er eine Nut 60, in die die Spitze einer Schraube 61 des Untergehäuses 44 greift. Eine auf dem vorspringenden Teil des Aufhalters 47 befestigte Kappe 62 ragt nieder und übergreift verschiebbar den Oberteil des Untergehäuses 44 zur Abdichtung gemäß gegen Schmutz, Späne usw.

Um das freie Ende der Stange 42 während der Arbeitspausen biegungsfrei zu halten, wenn der Knaggen 17 vom Glied 47 weggezogen worden ist, dient eine HilfsSteuerung zum

Abfangen der Kraft der Feder 50. Hierzu ist ein Bolzen 63 mit dem Aufhalter 47 verbunden, ragt durch Feder 50 und Widerlager 60 S ι und trägt am vorragenden Ende Bunde 64. In Lagern 65 des Gehäuses 30 lagert eine Schwingwelle 66, an deren, einem Ende ein. Arm 67 (Abb. 4) sitzt, dessen Rolle 68 zwischen die Bunde 64 greift. Am anderen. 65 Ende der Welle 66 ist ein Arm 69 befestigt, der auf ein Ende eines Schiebestiftes 70 wirken kann, der in einem an der Kappe 41 vorgesehenen Lager sitzt und mit dem anderen Ende einen Kegel 71 der Stange 42 erfaßt. 70 Werden Stange und. Kegel nach rechts verschoben, um raschen Rücklauf des Schlittens A ία. bewirken, so wirken die Teile 71, 70, 69, 66; 67, 68, 64, 63 zusammen, um den Druck der Feder 50 abzufangen und dadurch 75 die Stange 42 biegungsfrei und frei beweglich zu halten. Wird die Stange 42 nach links bewegt, um den Schieber zurückzustellen, so gleitet Stift 70 am Kegel nieder und löst durch die beschriebene Einrichtung die Feder 80 aus, so daß sie dien Aufhalter aufwärts drängen kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schiebersteuerung für hin und her gebende Teile, besonders bei

" Werkzeugmaschinen, bei der der hin und her gehende Teil durch Aufhalter die Lage eines unter der Wirkung einer Kraft stehenden Steuerschiebers bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufhalter (9 oder 47) benutzt wird, der zwei oder mehrere Anschlagstufen (9°, 9*, g^c oder 54, 52*) aufweist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlagstufe (52*) des Aufhalters in. der Bewegungsrichtung des Schiebers (40) einstellbar ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhalter (47) außer den Anschlagstufen (54, 52*) .eine Bohrung hat, in die das Ende (42*) der Schieberstange (42) treten kann, um einen Gegenanschlag oder Bund (55) von ihr in Wirkung treten zu lassen.

4. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige Sperrung (71, 70, 69, 66, 67, 68, 64, 63) vorgesehen ist, welche den Druck der Belastung (50) des Aufhalters (47) zeitweilig abfängt, um seitliche Biegungsbeanspruchung des freien Endes der Schiebestange (42] zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen