DE511569C - Hydraulische Steuerung des Schlittens fuer Werkzeug-, besonders fuer Schleifmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
21. NOVEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 511 KLASSE 67a GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1928 ab

Es ist bekannt, bei Werkzeugmaschinen, und zwar besonders bei Schleifmaschinen, den das Werkzeug oder Werkstück tragenden Schlitten hydraulisch anzutreiben. Zu diesem Zweck wird der Schlitten mit einem Arbeitskolben verbunden, der in einem Druckzylinder hin und her geht. Ein Steuerschieber regelt den Ein- und Auslaß der Druckflüssigkeit und bewirkt die Bewegungsumkehr des Arbeitskolbens an den Hubenden.

Der Steuerschieber wird durch Anschläge vom Schlitten aus gesteuert. Hierbei ist es bekanntlich schwierig, einmal den Totpunkt zu überwinden, d. h. die Schlittenbewegung nicht nur aus-, sondern auch umzuschalten, und ferner die Umsteuerung von der jeweiligen Geschwindigkeit des Schlittens unabhängig zu machen, um stets ein innerhalb enger Grenzen genaues Auslaufen des Schlittenz zu erzielen.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sind verschiedene Wege gewählt worden. Nach dem Patent 342 463 läßt man den Steuerschieber nicht unmittelbar, sondern mittelbar durch eine vorgeschaltete Vorrichtung oder Vorsteuerung (Servomotor) umstellen, die ihrerseits vom Schlitten aus betätigt wird, womit zwei Schieber zur Regelung des Druckmittellaufes zum Arbeitskolben vorgesehen sind. Nach Patent 419 181 soll der Servomotor entbehrlich werden, indem man den Steuerschieber in der bei Wendegetrieben bekannten Weise durch gespannte Federn in Verbindung mit einem Sperrklinkenpaar vom Tisch mittelbar antreibt. Zuweilen werden auch die von mechanischen Getrieben her bekannten Schneidensteuerungen in Verbindung mit hydraulischen Steuerschiebern benutzt. Nach einem weiteren Vorschlag sucht man sich dadurch 4/ von der Tischgeschwindigkeit unabhängig zu machen, daß ein mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegtes Triebteil vorgesehen wird, das für eine stets gleiche Zeitdauer mit dem Steuerschieber gekuppelt wird, wobei die Kupplung durch ein elektrisches oder mechanisches, vom Schlitten ausgelöstes Relais ein- und selbsttätig wieder ausgerückt wird.

Im Gegensatz zu allen diesen Ausführungen wird nach der vorliegenden Erfindung der die Flüssigkeit umleitende eigentliche Steuerschieber nicht mittelbar, sondern unmittelbar vom Schlitten aus bewegt, und es ist zwischen den im bewegten Steuerschieber vorgesehenen Verteilungskanälen und den zugehörigen Kanälen im festen Gehäuse ein mit Anschlußkanälen versehenes, den zweiten Schieber bildendes Zwischenglied angeordnet, das eine der Steuerschieberbewegung entgegengerichtete, vom Schieber zweckmäßig hydraulisch gesteuerte Bewegung ausführt. Hierdurch

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Willy Unk in Berlin-Marienfelde.

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wird erreicht, daß die Flüssigkeitsumleitungen zum Arbeitskolben in den Hubwechsel durch die unmittelbare Bewegung des Steuerschiebers vom Schlitten aus eingeleitet werden und dabei das zweite, die Öffnungsbewegungen für die Weiterleitung der Flüssigkeit von der Schlittengeschwindigkeit völlig unabhängig ausführende Organ bewegt wird mit der Folge einer hohen Präzision in der Einhaltung »o der Hubwege, unabhängig vom Flüssigkeitsdruck. Die Ausführung wird dabei im Aufbau und in der Herstellung einfach- und gedrängt.

Die Hilfsmittel zur Bewegung desZwischeniS gliedes können verschiedener Art sein. Es können elektrische, mechanische oder hydraulische Mittel verwendet werden. Eine besonders zweckmäßige Anordnung erhält man durch Verwendung der bereits vorhandenen Druckflüssigkeit. Hierbei werden nach der Erfindung im Steuerschieber Kanäle vorgesehen, die ständig mit dem Druckmittel gefüllt sind und es wechselweise zu zwei Kammern leiten, die einerseits durch Wände des festen Gehäuses, andererseits durch Wände des zu bewegenden Zwischengliedes gebildet und durch den Schieber abwechselnd mit Druckflüssigkeit gefüllt und entleert werden; je nach der Richtung der Bewegung des Steuerschiebers wird dann das Druckmittel zu der einen oder anderen Wand des Zwischengliedes geleitet, so daß dieses stets eine dem Steuerkolben entgegen gerichtete Bewegung ausführt.

Der Steuerschieber kann als Rundkolben oder als Flachschieber ausgebildet sein, und dementsprechend kann das mit den beweglichen Anschlußkanälen versehene Zwischenglied als Hohlzylinder (Buchse) den Schieber umschließen oder als Platte an ihm anliegen. Die Erfindung besteht ferner in einer Einrichtung, welche bezweckt, den Schlitten unabhängig von der jeweiligen Größe seiner Arbeitsgeschwindigkeit stets mit einer gleichen, niedrigen Geschwindigkeit auslaufen zu lassen, um ein genaues Anhalten z. B. beim Schleifen gegen einen Bund zu erzielen.

Hierzu sind im Steuerschieber und in dem die beweglichen Anschlußkanäle tragenden Zwischenglied besondere Hilfskanäle vorgesehen. Diese leiten einen Flüssigkeitsstrom von gleichbleibendem, verhältnismäßig niedrigem Druck zum Arbeitskolben, nachdem der Steuerschieber den die Arbeitsgeschwindigkeit erzeugenden Flüssigkeitsstrom von höherem Druck abgedrosselt hat. Die Wirkung kann verstärkt werden durch weitere Hilfskanäle, die das auf der anderen Seite des Arbeitskolbens wegströmende Druckmittel unter Drosselwirkung ableiten.

Es wird also hierdurch eine Geschwindigkeitszwischenstufe eingeschaltet, so daß dei Arbeitskolben das letzte Ende seines Hubes vor der Beweguhgsumkehr mit einer stets gleichen, niedrigeren Geschwindigkeit durchläuft, wobei jedoch die Größe dieser Geschwindigkeitszwischenstufe auch von Fall zu Fall regulierbar sein kann.

Die Abb. ι bis 11 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens, und zwar Abb. 1 bis 5 eine Ausbildung des Steuerschiebers als Drehkolben, Abb. 10 und 11 eine Ausbildung als hin und her gehenden Schieber. Die Abb. 6 bis 9 zeigen eine Ausführung des Steuerschiebers mit den obengenannten Hilfskanälen zur Einschal-' tung einer Gesehwindigkeitszwischenstufe vor dem Hubwechsel. '

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stellt Abb. ι einen Längsschnitt durch den Steuerschieber und Arbeitskolben, Abb. 2 und 3 je zwei Querschnitte durch den Steuerschieber nach den Ebenen A-B und C-D dar; die Abb. 4 und 5 zeigen an Schnitten in denselben Ebenen eine andere Stellung des Steuer-Schiebers.

Das Triebmittel, z.B. Öl, wird von der Pumpe ι durch den in der festen Gehäusewand befindlichen Kanal 2 zu einer Ringnut 3 des Steuerdrehschiebers 13 gefördert und gelangt von hier in die beiden axial verlaufenden Kanäle 4 und 15 des Steuerschiebers. Bei der in Abb. 3 gezeigten Stellung gelangt das Drucköl aus dem Kanal 4 durch den in der drehbaren Buchse 6 befindlichen An-Schlußkanal 5 in den wieder im festen Gehäuse befindlichen Kanal 7 und von hier aus auf die linke Seite des Arbeitskolbens 27, der also nach rechts getrieben wird. Von der rechten Seite des Arbeitskolbens kann das Öl durch den im Gehäuse befindlichen Kanal 8 und den in der drehbaren Buchse 6 befindlichen Kanal 9 zum Kanal 10 entweichen. Die beiden Kanäle 10 und 16 stehen mit der Ringnut 11 am Steuerschieber 13 in Verbindung, so daß die entlastete Flüssigkeit von der Ringnut 11 durch den im Gehäuse festen Kanal 12 zur Pumpe ι zurückströmen kann.

Die beiden axial verlaufenden Kanäle 4 und 15 greifen von links, die beiden ebenfalls axialen Kanäle 10 und 16 von rechts über die Mitte des Steuerschiebers 13 und die Schlitze 5 und 9 hinaus, so daß bei einer Drehung der Buchse 6 der Kanal 5 mit einem der erstgenannten und der Kanal 9 mit einem der letztgenannten Kanäle kommunizieren kann. Diese Änschlußkanäle 5 und 9 werden nun erfindungsgemäß den bewegten Kanälen im Steuerschieber 13 entgegen bewegt. Die Wirkungsweise ist die folgende.

Bei dem in den Abb. 1 bis 3 dargestellten, oben beschriebenen Kreislauf bewegt sich der

Arbeitskolben 27 nach rechts. An Stelle des hin und her gehenden könnte natürlich auch ein Drehkolben verwendet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 27 unmittelbar mit dem nicht dargestellten Arbeitsschlitten der Maschine verbunden zu denken. Kurz vor seinem Hubende wirkt der Schlitten in bekannter Weise, z. B. über einen Anschlaghebel und die Kolbenstange 14, auf den Steuerschieber 13 ein und verstellt ihn im Uhrzeigersinne.

Nach der Erfindung wird das Drucköl zur Drehsteuerung der Buchse 6 durch einen zweiten Kanal 17 im Gehäuse zu der Ringnut 18 im Steuerschieber geleitet. Das Drucköl kann durch die Bohrung 19 zu den beiden Bohrungen 20 und 21 und durch die Kanäle 23, 25 und 22, 24 zu einer Kammer in der Buchse 6 mit den radialen Wänden 28 und· 29 gelangen, die durch eine eingreifende feste Wand 26 in zwei Kammern geteilt wird, 28, 26 und 29, 26. In der gezeichneten Stellung gelangt es aus der Bohrung 20 durch die Kanäle 23, 25 in die (obere) Teilkammer 26, 28 der hier unterbrochenen Buchse 6. Der Druck des Triebmittels dreht daher die drehbare Buchse, bis sie mit ihrer Stirnwand 29 gegen die andere Seite der festen Wand 26 anliegt.

Wenn nun die Bewegung des Steuerschiebers 13 im Uhrzeigersinne beginnt, so gelangt nach einer kurzen Drehung des Schiebers der das Triebmittel führende Kanal 21 vor den festen Kanal 22, während die weiterhin noch angeordnete Aussparung 30 des Steuerschiebers 13 den Kanal 23 mit dem Auslaß 31 verbindet. Jetzt strömt das Triebmittel von 21 durch 22, 24 in die andere Teilkammer 26, 29 und dreht die Buchse 6 entgegen dem Uhrzeigersinne herum, bis die Stirnwand 28 sich gegen die feste Wand 26 legt; die hier eingeschlossene Flüssigkeit strömt durch 25, 23, 30 wieder zum Auslaß 31. Der Kanal 20 steht dabei mit seiner öffnung vor der ihn abschließenden Gehäusewand.

Die neue Stellung aller Teile ist in den Abb. 4 und 5 dargestellt. Das in der Ringnut 3 befindliche Triebmittel strömt nunmehr durch die Kanäle 15, 9 und 8 auf die rechte Seite des Arbeitskolbens 27, welcher sich jetzt nach links bewegt. Die Flüssigkeit auf der anderen Seite des Arbeitskolbens gelangt durch die Kanäle 7, 5, 16, Ringnut 11 und Kanal 12 zur Pumpe zurück.

Beim nächsten Hubwechsel wird wieder der Zustand nach Abb. 2 und 3 hergestellt.

Mittels eines Hahnes 32 im Zulauf kanal 2 kann man die Geschwindigkeit des Schlittens durch Drosselung regeln. Zweckmäßig wird auch im Kanal 17 ein Hahn 44 vorgesehen, um die Flüssigkeitszufuhr zur Buchse 6 drosseln zu können.

Die Abb. 6 bis 9 zeigen den drehbaren Steuerschieber 13 mit einer Einrichtung, um die Geschwindigkeit des Schlittens vor den Hubenden herabzusetzen; der Steuerdrehschieber 13 ist wieder im Schnitt nach Ebene C-D (vgl. Abb. 1), jedoch mit den zu dem genannten Zweck hinzukommenden Hilfskanal en gezeichnet. Die Stellungen der Hauptkanäle in Abb. 6 und 8 entsprechen denen von Abb. 3 und 5; Abb. 7 und 9 zeigen je eine Zwischenstellung.

Nach der Erfindung wird ständig Drucköl unmittelbar von der Pumpe zu dem Kanal 33 im Innern des Steuerschiebers 13 geleitet, von wo es durch die radialen Hilfskanäle 34 und 35 weiterströmen kann. In der drehbaren Buchse 6 sind die vier Hilfskanäle 36, 37, 38, 39 vorgesehen, und ferner sind von den beiden Hauptkanälen 7 und 8 je zwei Hilfskanäle 40, 41 und 42, 43 durch das Gehäuse an die Buchse 6 herangeführt. Die Wirkungsweise ist folgende.

Abb. 6: Die Stellung des Steuerschiebers 13 entspricht der Stellung nach Abb. 3. Die Hilfskanäle 34, 35 sowie 36, 37, 38, 39 sind in dieser Stellung verschlossen.

Abb. 7: Wenn der mit dem Arbeitskolben 27 verbundene Schlitten an seinem rechten Hubende gegen den nicht dargestellten Anschlag trifft und den Steuerschieber 13 im Uhrzeigersinne zu drehen beginnt, wird das bisher durch 4, 5, 7 zum Arbeitskolben strömende Drucköl abgesperrt, und es kann nunmehr öl durch 33, 34, 37, 41 auf die linke Seite des Arbeitskolbens gelangen. Dieses öl wird jedoch durch Querschnittsverminderung, z. B. im Hilfskanal 37, auf eine stets gleiche, geringe Druckstufe abgedrosselt, so daß der Arbeitskolben nur noch unter vermindertem Druck steht und daher eine bestimmte, geringe Geschwindigkeit annimmt. Diese Wirkung wird noch verstärkt, weil das von der rechten Seite des Kolbens durch 8, 43, 39, 10, 11, 12 (Abb. 1) zurückströmende Öl· in dem engen Hilfskanal 39 ebenfalls gedrosselt wird.

Abb. 8: Nachdem der Steuerschieber einen Winkelweg zurückgelegt hat, der den Kanal 21 vor den Kanal 22 brachte (s. Abb. 4), wird die Buchse 6 dem sich im Uhrzeigersinne drehenden Steuerschieber entgegen herumgeworfen, so daß die Stellung" des Steuerschiebers 13 der Stellung nach Abb. 5 entspricht. Der Arbeitskolben 27 bewegt sich nach links. Die Hilfskanäle 34, 35 sowie 36, 37, 38, 39 sind in dieser Stellung des Schiebers wieder verschlossen.

Abb. 9: Wenn der Arbeitskolben 27 an seinem linken Hubende den Steuerschieber 13

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entgegen dem Uhrzeigersinne zu drehen beginnt, wird (in Umkehrung des bei Abb. 7 beschriebenen Vorgangs) das bisher durch die Hauptkanäle 2, 3, 15, 9, 8 zuströmende und durch 7, 5, 16, n, 12 abströmende Öl abgesperrt, und es kann nur noch öl durch die Hilfskanäle 33, 35, 38, 42; 8 zu- und durch die Hilfskanäle 7, 40, 36, 16, 11, 12 abströmen; dabei erhält der Kolben 13 durch die Drosselung des Öles, z. B. in dem Querschnitt der Hilfskanäle 38 und 36, eine verminderte Geschwindigkeit.

Am Hubende tritt wieder die Stellung nach Abb. 3 bzw. 6 ein, und das Spiel beginnt von neuem.

Es ist natürlich möglich, die Größe der Drosselung der Ölzu- und -abfuhr in den Hilfskanälen auch ihrerseits noch einmal durch einen Hahn o. dgl. zu regulieren. Beim zweiten Ausführungbeispiel (Abb. 10 und 11) führen der Steuerschieber 58 und die die Anschlußkanäle tragende Platte 55 hin und her gehende Bewegungen aus. Das Triebmittel gelangt aus der Pumpe 51 durch den Kanal 52 zur Ringnut 53 im Steuerkolben 58 (s. Abb. ro) und von hier durch den Kanal 54 in der verschieblichen Platte 55 und. den Kanal 56 auf die linke Seite des Arbeitskolbens 57. Von der rechten Seite des Arbeitskolbens kann das entlastete Triebmittel durch die Kanäle 59, 60, Ringnut 61, Kanäle 62, 63 zur Pumpe zurückströmen.

Beim Hubwechsel wird der Steuerschieber vom Tisch aus nach rechts verschoben (s. Abb. 11). Der Kreislauf des Triebmittels ist jetzt folgender: durch 52, 53, 60, 59 auf die rechte Seite des Arbeitskolbens 57 und von der linken Seite durch 56, 54, 64, 65, 63 zur Pumpe zurück.

An den beiden Enden des Steuerschiebers sind je zwei Ringnuten 66, 67 und 68, 69 vorgesehen, welche mit den Triebmittelzufuhrkanälen 70, 71 und den Triebmittelableitungskanälen 72, 73 in Verbindung stehen; die Abmessungen sind so gehalten, daß das Triebmittel z. B. bei Bewegung des Steuerkolbens nach rechts (Abb. 11) durch Kanal 71 und Ringnut 67 in die durch die feste Wand 10 r und die rechte Seite der verschiebbaren Platte 55 gebildete Kammer gelangt, die Platte mit den Anschlußkanälen also nach links, d. h. dem Steuerschieber entgegen, bewegt wird. Das auf der linken Seite der Platte zwischen ihr 'und der festen Wand 100 befindliche Öl kann dabei durch die Ringnut und Kanal 72· entweichen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Hydraulische Steuerung des Schiittens für Werkzeug-, insbesondere Schleifmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unmittelbar bewegten Steuerschieber und den ihm zugeordneten Druckmittelkanälen ein mit entsprechenden öffnungen versehenes Zwischenglied angeordnet ist und daß dieses durch eine vom Steuerschieber gesteuerte Kraft im Anschluß an die Steuerschieberbewegung so gegenläufig bewegt wird, daß durch beide Bewegungen zusammen eine vollständige Umschaltung zustande kommt.
2. 2. Steuerung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der hin und her bewegte Steuerschieber (13, 5.8) zum Zwecke der Bewegung des Zwischengliedes (6, 55) mit ständig gefüllten Druckkanälen (z.B. 19, 2o_; 21, 70, 71) versehen ist und die Flüssigkeit durch besondere Leitungen (z.B. 22 bis 25, 70 bis 73) wechselweise zu zwei Kammern leitet, die durch Wände des festen Gehäuses (26, 100, 101) und des zu bewegenden Zwischengliedes (28, 29, ,5*5) gebildet und durch den Schieber abwechselnd mit Druckflüssigkeit gefüllt und entleert werden.
3. 3. Steuerung nach den Ansprüchen r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zwecke, die Geschwindigkeit des Schlittens vor dem Hubende herabzusetzen, im Gehäuse zwei Paar im Nebenschluß zu den Hauptleitungen (7, 8) liegende Zuleitungen (40, 41 und 42, 43) und im Zwischenglied (6) außer den Hauptkanälen (5, 9) zwei Paar engere Anschlußkanäle (36, 37 und 38, 39) vorgesehen sind, welche am Hubende die Zu- und Ableitung der Flüssigkeit zu und von dem Arbeitskolben (27) bewirken, wobei die Zuleitung z. B. durch einen ständig gefüllten axialen Druckkanal (33) mit zwei radialen Abzweigungen (34, 35) im Schieber erfolgt.

   Hierzu '2 Blatt Zeichnungen