-
Vorrichtung zur Erzielung gleichbleibender Geschwindigkeit eines unterschiedlichen
Drücken unterworfenen Druckmittelstromes, insbesondere für den Vorschub der Arbeitstische
von Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Feinbohrwerken Zur Erzielung einer Vorschubbewegung
mit gleichbleibender Geschwindigkeit für die Arbeitstische von Werkzeugmaschinen
bat man bereits Regelpumpen benutzt, die entweder vollständig vom Druck entlastet
oder mit einem gewissen kleinen Druckgefälle belastet waren. Diese Regelpumpen wurden
in die Zu- oder Abflußleitung des den: Tischvorschub bewirkenden Arbeitszylinders
eingeschaltet. Die bekannten Regelpumpen benötigten entweder von außen auf sie wirkende
besondere Antriebsmittel oder sie wurden durch den Druck des auf sie wirkenden Druckmittels
bewegt. Da die Regtelpumpen meist mit einer Mehrzahl von. das Druckmittel fördernden
Arbeitskolben versehen waren, erforderte ihre Herstellung einen erheblichen Aufwand.
-
Die bekannten Regelpumpen waren wegen der Vielzahl der in: ihnen durch
das Druckmittel hin und her bewegten Teile auch im hohen Maße dem Verschleiß ausgesetzt.
Durch
die Erfindung wird eine Vorrichtung -angegeben, mit deren Hilfe es möglich ist,
die Aufrechterhaltung einer trotz unterschiedlicher, bei der Bewegung des Arbeitstisches
zu überwindender Widerstädde gleichbleibenden Vörschubgeschwindigkeit ohne-. Benutzung
einer in dem , Druckmitteizu- oder -abfluß vom Arbeitszylinder einzu= schaltenden
Regelpumpe zu gewährleisten.
-
Es ist zwar bekannt, zu diesem Zweck in, der Druckmittelabflußleitung
eine Drosselvorrichtung vorzusehen. Derartige Drosselvorrichtungen ermöglichen aber
nicht die Aufrechterhaltung einer auch bei stark wechselnden Arbeitswiderständen
und bei langsamer Tischbewegung gleichbleibenden Vorschulgeschwindigkeit. Ein weiterer
Nachteil der bekannten, Drosselvorrichtung besteht darin, daß sie sich namentlich
bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten bald zusetzen. Dies läßt sich auch dann;
nicht verhindern; `wenn das Druckmittel weitgehend von -darinenthaltenen Verunreinigungen
gesäubert wird.
-
Die. den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung ermöglicht
die B-eib.5haltung -auch--verhältni,smäßig geringer Vorschulgeschwindigkeiten, ohne
@daß Störungen der- zuletzt erwähnten Art auftreten. . -Gemäß der Erfindung werden
die angegebenen Vorteil..- dadurch erreicht, daß im Wege des Druckmittelstromes
eine einstellbare Drosselöffnung von unveränderlichem Querschnitt und -eine Drosselöffnung
von in Abhängigkeit von Druckänderungen des,Druckmittels veränderlichem Quersclinitthintereinandergeschaltet
werden.
-
Eine baulich besonders zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtung ergibt
sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der ' ,der einstellbaren, unveränder=' lichen
Drosselöffnung zugeführte Druckmittelstrom einen mit der dieser nachgeschalteten,
veränderlichen Drosselöffnung in Verbindung stehenden Kolbenschieber beaufschlagt.
-
Besonders. einfach- gestaltet sich der Aufbau der Vorrichtung erfindungsgemäß
dadurch, daß der Kolbenschieber selbst als Drosselorgan ausgebildet ist und von
einer Feder in seiner Ausgangslage festgehalten wird.. Die Einstellbarkeit ;der
Drossel= vorrichtung-kann in,--einfacher= Weise'.dadurch er- -möglicht werden, draß
- die einstellbare Drosselöffnungdurch einen Kanal von spitzwinlkligem Querschnitt
gebildet wird, der gegenüber einer oft fest angebrachten:, vorzugsweise geradlinigen
Steuerkante so eingestellt wird; daß eine Öffnung von dreieckigem Querschnitt entsteh.
Auf diese Weise gelingt es, eine besonders feinfühlige Einstellung des. Drosselquerschnittes
zu ermöglichen.
-
Dieses Ziel läßt sich mit geringem baulichen Aufwand erfindungsgemäß
weiterhin in der Weise verwirklichen, daß die: winkelförmige Durcbflußöffnung von
einem- entsprechend gestalteten prismatischen. Ausschnitt eines zylindrischen Zapfens
und einem diesen Ausschnitt zum Teilausfüllenden Einsatzstück gebildet wird, während
die ortsfeste Steuerkante von der Stirnfläche einer den zylindrischen Zapfen führendere
Büchse gebildet wird. Um auch bei .längerem Betrieb der Vorrichtung ein. Verstopfen
.der Drosselöffnung mit Sicherheit zu 'vermeiden, kann die Vorrichtung erfindungsgemäß.
in der Weise- ausgebildet werden, daß der die Drosselöffnung enthaltende zylindrische
Zapfen in seiner Führungshülse entgegen der Wirkung .einer Feder in. der Weise verstellbar
gelagert ist, daß bei einer Umkehr der Richtung des die Drosselvorrichtung beaufschlagenden
Druckmittelstromes der zylindrische Zapfen gegenüber der ihn führenden Büchse so
weit verschoben wird, daß eine verhältnismäßig große Durchflußöffnung entsteht.
Auf diese Weise gelingt es, beispielsweise beim Einschalten des Eilganges an druckmittelbetätigten
Werkzeugmaschinen und damit selbsttätig verbundener Umkehrung des die Drosselvorrichtung
durchsetzenden Druc'kmittelstromes ein Ausspülen etwa in der Drosrselöffnung angesetzter
Verunreinigung zu bewirken. Da der Eilgang bei druckmittelbetätigten Werkzeugmaschinen
in verhältnismäßig kurzen- Zeitabständen immer wieder einzuschalten ist, kann auf
diese Weise eine sehr große Betriebssnclierheit . der Drosselvorrichtung gewährleistet
werden: Eine zweckmäßige Bauform für die Vorrichtung ergibt sich erfindungsgemäß
dadurch, daß der die Drosselöffnung tragende zylindrische Zapfen durch :eine auf
seine eine Stirnfläche wirkende Wendelfedier gegen einen in seiner Führungsbuchse
mittels einer Verstellscbraube verstellbaren Anschlag gepreßt wird., wobei der den
Anschlag enthaltende Raum un(1damit die gegen den Anschlag -gepreßte Stirnseite
des zylindrischen Zapfens mit der wahrend dies Normalbetriebes der Vorrichtung als
Abflußletung dienenden Druckmittelleitung in Ver-
bindung steht.
-
Die Drosselöffnung selbst kann. erfindungsgemäß zweckmäßigerweise
so ausgebildet sein, daß die d.ie Drosselöffnung auf der einen Seite begrenzende
Abschnittfläche des in dem prismatischen Ausschnitt des .zylindrischen Zapfens eingefügten
Einsatzstückes schräg verläuft, so daß nur die auf einer Seite zwischen dem Einsatzstück
und dem zylindrischen Zapfen. gebildete Durchflußöffnung wirksam ist, während die
andre bei normalem Betrieb der Drasse vorrichtung .im Bereich .der den zylindrischen
Zapfen aufnehmenden Führungsbüchse bleibt.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel: der Erfindung.
-
Abb. i zeigt einen Längsschnitt, Abb. leinen Querschnitt nach der
Linie A-D in der Abb. i.
-
Die Drosselvorrichtung ist in ein Gehäuse i von vorzugsweise rechteckiger-
Form eingebaut. In der Bohrung z des Gehäuses i, die an ihrer einen Seite durch
einen Gewindestopfen 3 flüssigkeitsdicht verschlossen wird, ist eine Führungsbuchse
4 eingepaßt, in der ein zylindrischer Zapfen 5 .dichtend geführt ist. Dieser 'ist
am seinem einen Ende mit einem zylindrischen Ansatz 6 versehen, der in, eine Wendelfeder
7 hineinragt. Diese stützt sich einerseits gegen die Abschlußschraube 3 der Bohrung
y;
andererseits gegen die Stirnfläche 8 des zylindrischen Zapfens
5 ab und: preßt diesen ständig gegen den als zylindrische Buchse 9 ausgebildeten
verstellbaren Anschlag. Der letztere wird durch den. mit einer Einstellskala io,
die beispielsweise in mm/sec Vorschubgescbwindigkeit geteilt ist, versehenen Handgriff
i i und die mit diesem in Verbindung stehende Schraubspindel 12 in axialer Richtung
in der Führungsbuchse q. verstellt. Der den Stellgriff i i tragende Zapfen 13 ist
in dem Deckel 14 gelagert, der die Bohrung 2 des Gehäuses i auf der der Verschraubung
3 gegenüberliegenden Seite abschließt. Der Deckel 1d., der mit dem Gehäuse i beispielsweise
durch Schrauben verbunden ist, kann in seiner den Zapfen 13 aufnehmenden, Bohrung
mit -einer Dichtung 15 versehen sein.
-
Der zylindrische Zapfen 5 weist -einen winkelförmigen, prismatischen
Einschnitt auf, der zum Teil durch ein Einsatzstück 16 von entsprechender Form,
das durch eine Schraube 17 befestigt ist, ausgefüllt wird. Das Einsatzstück 16 ist
mit einer vorzugsweise schräg verlaufenden Abschnittfläche 18 versehen, die gemeinsam
mit dem in dem zylindrischen Zapfen 5 angebrachten. Ausschnitt zwei dreikantige
Öffnungen. auf einander geh nüberliegenden Seiten des Zapfens 5 bildet. Infolge
des schrägen Verlaufes der das Einsatzstück 16 begrenzenden; Abschnittfläche 18
erstreckt sich die eine der beiden seitlichen Öffnungen in Richtung der Achse des
zylindrischen- Zapfens weiter als die andere.
-
Der zylindrische Zapfen wird in: dIe ihn, aufnehmende Führungsbuchse.
.4 in( der Weise ein, gesetzt, daß .die eine der beiden seitlichen Öffnungen stets
innerhalb der, Führungsbuchse d. bleibt, während die andere um ein mittels der Einstellschraube
12 beliebig .einstellbares Maß über die Stirnfläche der Führungsbuchse d. hinausragt.
Die an dieser Stelle zwischen der Stirnfläche der Führungsbuchse d. und der dreikantigen,
radialgerichteten Durchflußöffnung des zylindrischen Zapfens 5 gebildete Drosselöffnung
ist über eine im Innern des Zapfens 5 angeordnete Längsbohrung i9 und; -eine an
dies-,- sich anschließende, radialgerichtete Bohrung 2o mit der Druckmittelabflußleitung
21 verbunden. Diese Verbindung wird durch eine im Gehäuse i und eine in der Buchse
q. vorgesehene Bohrung 22 gebildet, die über eine Bohrung 25 mit -einer von einem
Kolbenschieber 23 gesteuerten Durchflußöffnung 2..1 in einer Buchsee 26 in Verbindung
steht, die ihrerseits in -eine Bohrung -27 des Gehäuses i, die parallel zur Bohrung
2 verläuft, eingepaßt ist.
-
Die Bohrung 27 ist auf ihrer einen Seite durch eine Verschraubung
28 flüssigkeitsdicht verschlossen. Mittels eines quer durch die Bohrung 27 hindurchragenden
Stiftes 29 ist eine Wendelfeder 3o an ihrem einen Ende befestigt, deren anderes
Ende mit einer an dem Kolbenschieber -23 angebrachten Öse 31 in Verbindung steht.
Der in der Führungsbuchse 26 geführte Kolbenscbieher 23 steuert die Bohrungen 22,
-25 mit der die Druckmittelabflußleitung 21 verbindenden Durchflußöffn.ung 24 unter
der Wirkung des Druckes, der von dem durch die Druckmittelzuflußleitung 33 in deni
Raum 27 einströmenden Druckmittel auf den Kolbenschieber 23 ausgeübt wird. Der Raum
27 steht durch eine Bohrung 35 mit der Bohrung 2 in Verbindung.
-
Das durch die Leitung 33 zufließende Druckmittel gelangt aus dein
Raum 27 über die Bohrung 35 in die Bohrung 2 und. von dort -durch die von dem Einsatzstück
16 und dem zylindrischen Zapfen 5 gebildete Drosselöffnung in die zentrale Bohrung
i9 und die anschließende., radiale Ausflußbohrung 20 des zylindrischen Zapfens:
5. Von dort fließt das Druckmittel über die Verbinidungsvorrichtung 22, -25 und
die von dem Kolbenschieber 23 gesteuerte Durchflußöffnung 2d. in die Abflußl-eitUn.g
21. Die Durchflußöffnung 24 wird unter der Wirkung des in der Kammer 27 den Kolben
23 entgegen der Wirkung der Feder 3o beaufscblagenden Druckes in der Weise verstellt,
daß die in. dem zylindrischen Zapfen 5 angebrachte Drosselöffnung ständig mit einem
gewissen Druckunterschied von 2,5 bis 5 atü belastet ist. Auf diese Weise gelingt
es, Schwankungen des in der Zuflußleitung 33 fließenden Druckmittelstromes auszugleichen.
Dies ist insbesondere zur Erzielung gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit bei
druckmittelbetätigten Arbeitstischen von Werkzeugmaschinen von Bedeutung. Bei einer
Steigerung des Vorschubwid-erstandes an solchen. Arbeitstischen findet ein Absinken
des Druckes statt, der in der von der Abflußseite des Arbeitszylinders kommenden
Druckmittelleitung 33 herrscht. Diese Druckminderung bewirkt in der Kammer 27 eine
entsprechend geringere Beaufschlagung des Ausgleichschiebers 23 und -damit eine
Vergrößerung der Durchflußöffnung 2.4. Der aus den Strömungswiderständen der beiden:
Drosselvorrichtungen sich zusammensetzende Gesamtwiderstand, den die Vorrichtung
dem Durchfluß .des Druckmittelstroms entgegensetzt, wird also entsprechend verringert.
Der Vorgang wird stets so gesteuert, daß die Summe des auf den Arbeitskolhen wirkenden
Vorschubw iderstandes und des durch die Drosselvorrichtung erz-°ugten Gegendruckes
gleich bleibt. Auf diese Weise gelingt es, eine unveränderliche Vorschubgeschwindigkeit
des Arbeitstisches zu erhalten, wenn die seiner Bewegung sich entgegenste11,end,en
Arbeitswiderstände unterschiedlich groß sind.
-
Die zuletzt erwähnten Vorteile der Erfindung legen ihre Anwendung
nicht nur bei w'er@czeugmaschinen, sondern überall dort nahe, wo ,es darauf ankommt,
die Bewegung eines Maschinenteils trotz unterschiedlicher, sich ihr entgegenstellender
Widerstände mit möglichst gleichbleibender Geschwindigkeit durchzuführen. Mit Hilfe
der den Gegenstand, der Erfindung bildenden Vorrichtung ist es möglich, Verstopfungen,
die gelegentlich auch bei Verwendung gut filtrierten Öles an Drosselöffnungen von
verhältnismäßig geringem Querschnitt auftreten können, zu vermeiden. Zu diesem Zweck
wird gelegentlich die Richtung des durch die Vorrichtung geleiteten Druckmittelstromes
umgekehrt,
so daß also der Druckmttelzufluß durch die Leitung 2i
erfolgt. Das Druckmittel gelangt über die Regelöffnung 24, die infolge der Verbindung
der Leitung 33 mit,dem Abfluß und des daher in der Kammer 27 herrschenden
Atmosphärendruckes weit geöffnet ist, über die Bobrungen 25, 22, 2o; rg in den Raum
zwischen dem Anschlag g und der linken Stirnfläche -des zylindrischen Zapfens 5.
Dieser wird infolgedessen entgegen der Wirkung der Feder 7 nach rechts verschoben,
so daß der Querschnitt der Drosselöffnung 36 beträchtlich erweitert wird. Das durch
die Drosselöffnung hindurchfließende Öl spült hierbei alle etwa darin festgesetzten
Verunreinigungen aus und fließt über die Bohrung 35, 27 durch ,die Leitung 33 ab.
Beim Eilgang ist eine Drosselwirkung von dem beim Arbeitsgang erforderlichen -Ausmaß
nicht notwendig, so daß .der hierbei entstehende kräftige Druckmittelstrom mit Vorteil
zum Durchspülen der Drosselvorrichtung benutzt werden kann:. Soll anschließend wieder
auf Arbeitsganggeschwindgkeit des Werkzeugmaschinentisches übergegangen wer-,den,
so hat die Umkehrung des DruckmitteIstromes das Wirksamwerden: der Feder 7 zur Folge,
die den zylindrischen Zapfen 5 gegen den Anschlag 9 -preßt, so daß die Größe der
Drosselöffnung 36 auf das, Maß beschränkt wird, welches zuvor mit Hilfe des Handgriffes
ii und: der Skala io eingestellt wurde.
-
Um den Abfluß geringfügiger Mengen von Sickeröl zu ermöglichen, ist
hinter der Verschraubung i2 eine Verbindungsbohrung 38 mit dem hinter der Buchse
4 liegenden Raum 39 der Bohrung 2 verbunden, durch die das: Sickeröl in die Bohrung
37 und von dort in die Abflußleitung 2i gelangen kann.