DE1271552B - Feinregeleinrichtung fuer hydraulisch gesteuerte Arbeitsbewegungen an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Feinregeleinrichtung für hydraulisch gesteuerte Arbeitsbewegungen an Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine Feinregelung von hydraulisch gesteuerten Arbeitsbewegungen, wie sie z. B. bei Schlittenbewegungen von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Schleifmaschinen u. ä., vorkommen, mit zwischen einem Arbeits- und einem Dosierzylinder eingekapselter Flüssigkeitsmenge, wobei eine Seite eines im Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolbens dauernd unter einem von einer Pumpe erzeugten Druckmitteldruck steht und die andere Arbeitskolbenseite die eingekapselte Flüssigkeitsmenge einem in dem Dosierzylinder gegen Anschläge hubbegrenzten Dosierkolben zuleitet, der unter dem Schub der Flüssigkeitsmenge auf seiner anderen Kolbenseite ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen aus dem System herausschiebt.
• Dabei wurde bisher zum Zwecke der Regelung solcher Arbeitsbewegungen mit einer zweiten, selbstregelbaren Pumpe die jeweils im Arbeitszylinder benötigte Ölmenge bestimmt oder der Ablauf in gesteuertem Maße gehemmt; immer aber ist es unvermeidlich, daß die im Steuersystem, insbesondere im Arbeitszylinder, unter dem Betriebsdruck stehende Flüssigkeit an den Durchtrittsstellen der Steuerorgane durch das Gehäuse Leckverluste erleidet, die die dosierten Mengen reduzieren und dadurch die genaue Mengendosierung illusorisch machen.
• Die Erfindung strebt nun eine absolut gleichbleibende, den bestimmten Positionen immer entsprechende COlrnengenbegrenzung an, und sie erreicht die erwünschte genaue Arbeitssteuerung dadurch, daß alle an den Raum mit der eingekapselten Flüssigkeitsmenge grenzenden Räume unter dem Druck der Pumpe stehen.
• In vorteilhafter weiterer Ausbildung werden die Durchtrittsstellen der Arbeitskolbenstangen und der Dosierkolbenstangen sowie alle aus den flüssigkeitsführenden Gehäuseräumen heraustretenden Steuerorgane mit Ringkammern versehen, die unter den Pumpendruck gestellt sind.
• Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der mit dem Pumpendruck versehenen Abgrenzräume ist nun dafür gesorgt, daß die jeweils zur Dosierung abgefaßte, unter dem Arbeitsdruck stehende Flüssigkeitsmenge völlig abgekapselt ist, indem der zwischen Arbeitskolben und Dosierkolben begrenzte Raum über alle Gleitspalte der bewegten Teile mit dem gleichen Druck, eben dem Pumpendruck, in Verbindung steht, so daß zum Austritt wie ebenso zum Übertritt der eingekapselten Flüssigkeit keine Druckdifferenz vorhanden ist, also keinerlei Leckverluste oder Flüssigkeitsübertritte auftreten können.
• Die eingekapselte Flüssigkeit vermittelt damit als inkompressibles Medium die mechanische Schubbewegung vom Dosierkolben zum Arbeitskolben, und zwar in der entsprechenden hydraulischen Übersetzung der Hübe, während der Pumpendruck die Anstellkraft aufbringt. Die Pumpe arbeitet also fast ohne Fördermenge nur auf Druck, indem mengenmäßig nur die Schubmenge zum Vorrücken des Arbeitskolbens aufzubringen ist, eine zeitlich äußerst kleine Menge, da beispielsweise bei Schleifmaschinen der feine Arbeitsvorschub sehr langsam erfolgt.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar.
• Demnach drückt die Pumpe p aus dem Behälter b Öl gegen die rechte Seite des Arbeitskolbens a, der seine Bewegung auf die Arbeitsschlitten s oder als Vorschubbewegung auf das Werkzeug überträgt. Auf der Gegenseite des Arbeitskolbens steht eine im System eingeschlossene Flüssigkeit, die über eine 4-Wege-Schaltvorrichtung v wechselweise in Verbindung steht mit den beiden Seiten des Dosierkolbens d, während der vierte Schaltweg über ein Kugelsitz- oder Rückschlagventil r zurück zur Pumpe bzw. zu deren Überdruckventil u führt.
• Die Durchtritte bzw. Lagerstellen der Kolbenstangen des Arbeitskolbens a und des Dosierkolbens d aus dem Gehäuse nach außen zur Übertragung bzw. Aufnahme der mechanischen Aktionen sind mit Ringkammern i, i, k, k versehen, die durch im Gehäuse angebrachte Bohrungen und Zuleitungen 1, l Drucköl direkt von der Druckseite der Pumpe p erhalten.
• Die Arbeitsweise ist folgende: Die Pumpe p liefert den Aktionsdruck gegen den Arbeitskolben a zum Vorschub des Werkzeugs oder Schlittens s. Die Fortschritte der Arbeitszylinderfüllung werden gesteuert durch dosiertes Wegrücken der auf der Gegenseite des Arbeitskolbens eingeschlossenen Flüssigkeitsmenge, die getrennt gehalten ist von der Pumpenflüssigkeit. Die jeweils aus der kontinuierlich weiterlaufenden Pumpe überschüssige Pumpenflüssigkeit fließt unmittelbar über das überdruckventil u wieder zurück in den Behälter b. Das dosierte Ablassen der im Steuersystem eingeschlossenen Flüssigkeit erfolgt nun durch entsprechende Schubbewegungen des Dosierkolbens d von außen her und in gleichzeitiger Wechselsteuerung des 4-Wege-Ventils v.
• So wird bei einem jeweiligen Hin- und Hergang des Dosierkolbens d ein bestimmtes Volumen aus der eingeschlossenen Menge herausgeschoben. Das geschieht, wie dargestellt, über das Kugelventil r, das nur in dieser einen Richtung den Durchtritt zur Druckseite der Pumpe gestattet, d. h. die von außen eingeleitete Schubbewegung des Dosierkolbens d erhöht während der Schubimpulse um so viel den Druck der eingeschlossenen Flüssigkeit (die durchwegs in den Schubpausen vorn Arbeitskolben a her unter dem gleichen Druck der Pumpenflüssigkeit steht), daß der Ausschub gegen den Pumpendruck erfolgen kann. Will man auf die stetige genaue Gleichhaltung der Drücke beiderseits des Arbeitskolbens verzichten, so kann die überschüssige Flüssigkeitsmenge auf der Gegenseite des Dosierkolbens auch ohne aktiven Schub des Dosierkolbens abgeführt werden, indem die 4-Wege-Schaltvorrichtung gegen einen geringeren Überdruck direkt ausläßt. Der Dosierkolben wandert dann unter dem Differenzdruck bis zu den einstellbaren Anschlägen und schiebt damit auf der Gegenseite die dem Hubvolumen entsprechende Menge zu einem Überdruckventil heraus, das bei solcher Anordnung an der Stelle des Rückschlagventils r sitzen würde.
• Ein Absacken des Drucks der eingeschlossenen Flüssigkeit bzw. eine unkontrollierte Verminderung des eingeschlossenen Volumens in den Schubpausen wird durch die Ringkammern i und k an allen Durchtrittsstellen der Steuerorgane nach außen vermieden, indem hier die Pumpenflüssigkeit ein Sperrpolster bildet, mit dem durchwegs gleichen Druck wie der Druck der eingeschlossenen Flüssigkeit. Ein Durchfließen von innen nach außen - oder von der Ringkammer nach innen - kann also wegen des fehlenden Druckgefälles nicht erfolgen, wogegen ein Abfließen der Pumpendruckflüssigkeit aus den Ringkammern nach außen belanglos ist und gegebenenfalls in weiteren Ringkammern aufgefangen und in den Behälter zurückgeleitet werden kann. Ebenso werden die Durchtrittsstellen der 4-Wegesteuerung, die impulsmäßig, wie in der Zeichnung mit Pfeilkreuz angedeutet, mit dem Dosierkolben zusammengeschaltet ist, mittels Ringkammern abgedichtet. Die Dosierung kann durch schrittweises Vorrücken des Dosierkolbens d erfolgen oder, wie dargestellt, mit der 4-Wege-Schaltvorrichtung v durch pulsierendes Hin- und Hergehen desselben. Danach kann dann die Gesamtregelung des Vorschubs bzw. der Arbeitsgeschwindigkeit durch zeitliche Änderung der Impulse wie auch durch Änderung des Kolbenhubes bis zum einstellbaren Anschlag x variiert werden. Vom Pumpendruck selbst ist das System weitgehend unabhängig, ebenso von Temperaturschwankungen, die die Viskosität des Öles, nicht aber die volumenbestimmte Dosierung ändern können. Es ist auch möglich, feinste Anstellbewegungen für das Werkzeug vorzunehmen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Feinregeleinrichtung für hydraulisch gesteuerte Arbeitsbewegungen an Werkzeugmaschinen mit zwischen einem Arbeits- und einem Dosierzylinder eingekapselter Flüssigkeitsmenge, wobei eine Seite eines im Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolbens dauernd unter einem von einer Pumpe erzeugten Druckmitteldruck steht und die andere Arbeitskolbenseite die eingekapselte Flüssigkeitsmenge einem in dem Dosierzylinder gegen Anschläge hubbegrenzten Dosierkolben zuleitet, der unter dem Schub der Flüssigkeitsmenge auf seiner anderen Kolbenseite ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen aus dem System hinausschiebt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß alle an den Raum mit der eingekapselten Flüssigkeitsmenge grenzenden Räume unter dem Druck der Pumpe stehen.
2. 2. Feinregeleinrichtung für hydraulisch gesteuerte Arbeitsbewegungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsstellen der Arbeitskolbenstangen und der Dosierkolbenstangen sowie alle aus den flüssigkeitsführenden Gehäuseräumen heraustretenden Steuerorgane mit Ringkammern versehen sind, die unter den Pumpendruck gestellt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 409 718, 677 930.