DE295371C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende hydraulische Steuerung für Werkzeugmaschinen ermöglicht es, eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schaltbewegungen desselben Werkzeuges oder verschiedener Werkzeuge in beliebiger Reihenfolge selbsttätig auszuführen. Sie ermöglicht es auch, durch Verstellung von Anschlägen die Reihenfolge und Art der Schaltbewegungen sowie die Länge der Schaltwege unter Benutzung der gleichen Organe beliebig und schnell zu verändern. Bemerkt wird noch, daß selbststeuernde hydraulische Vorschubvorrichtungen zur Erzielung zweier rechtwinklig zueinander verlaufender Schaltbewegungen des Werkzeuges an sich bekannt sind.

Die Erfindung beruht auf dem bekannten Gedanken, daß in einer hydraulischen Leitung ohne Akkumulator, die lediglich aus einem aktiven, mechanisch angetriebenen und einem passiven arbeitleistenden Kolben besteht, der in der Leitung herrschende Drück durch den elastischen Widerstand des passiven Kolbens bestimmt ist, und daß sich dieser Druck plötz-. Hch stark erhöht, sobald der Kolben auf einen starren Widerstand stößt. Dieses Auftreffen auf einen Widerstand und die damit verbundene Druckerhöhung in der Leitung soll nun in an sich bekannter Weise dazu benutzt werden, um irgendein Steuerorgan zu betätigen, welches eine andere Schaltbewegung einleitet, indem Druckwasser in eine andere Druckleitung eingeführt und dadurch ein anderer passiver Kolben vorgeschoben wird.

Während man nun bisher diesen Gedanken nur dazu benutzt hat, um ein Werkzeug eine Bewegung ausführen zu lassen und es nach Ausführung der Bewegung wieder zurückzuziehen, oder auch dasselbe Werkzeug ständig

hin und her zu treiben, indem nach dem Hingang des Kolbens das Steuerorgan so umgelegt wurde, daß der Kolben wieder zurückkehrte und der zurückkehrende Kolben dasselbe Organ so umlegte, daß wieder der Hingang des Kolbens eingeleitet wurde, wird gemäß der Erfindung zunächst nach Vollendung der Hubbewegung eines Kolbens durch ein hydraulisches Organ ein zweiter Kolben eingeschaltet, der eine neue Hubbewegung ausführt und nach Vollendung der Bewegung dieses zweiten Kolbens ein weiteres vom ersten hydraulischen Organ unabhängiges hydraulisches Organ betätigt, das eine weitere mit der ersten oder zweiten Kolbenbewegung nicht identische Bewegung veranlaßt, so daß auf diese Weise eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schaltbewegungen ausgeführt werden kann.

Die Steuerorgane können in verschiedener; Weise mit verschiedener Wirkung ausgebildet sein. Sie können z. B. bestehen in einfachen' Überdruckventilen zwischen der Leitung des einen und anderen Zylinders. Sie können auch als federbelastete Umsteuerventile ausgebildet sein, die bei der Druckerhöhung besondere Druckwasserzutrittsventile oder Entlastungsventile öffnen oder schließen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen mehrere verschiedenartige Ausführungsformen einer solchen hydraulischen Steuerung.

Fig. ι zeigt die Bearbeitung" einer Lagerschale. Gegen das mit seitlichen Vorsprüngen versehene, auf eine Drehbank α aufgespannte Arbeitsstück b soll das Werkzeug c (als Drehbankstichel gedacht) zunächst in radialer Richtung eingestellt werden, wobei es bereits in das Material eindringt, und dann in der

Längsrichtung geführt werden.. Das Werkzeug befindet sich auf einem Quersupport d, der auf einem Längssupport e verstellbar ist. Auf demLängssupport sind die beiden hydraulischen Zylinder I und III befestigt, in denen sich die Kolben h und i bewegen. Diese Kolben sind mit dem Support d fest verbunden, so daß sie ihn bei ihrer Bewegung mitnehmen. Der Längssupport e ist mit einem dritten hydraulischen Kolben k starr verbunden, der in einem auf der Bank befestigten Zylinder II, IV verschiebbar ist, wobei II den Raum rechts vom Kolben, IV den Raum links vom Kolben bezeichnet. In der Nähe der genarin-

!5 ten Teile befindet sich ein Kasten mit Steuerorganen tfnd Ventilen, welcher in Fig. 2 in größerem Maßstabe dargestellt ist.

Zum leichteren Verständnis sin'd die Kammern über und unter den Ventilen in dieser und in den folgenden Figuren mit ständig wiederkehrenden Bezugszeichen versehen, welche angeben, mit welchen anderen.Räumen sie verbunden sind.
Es bedeuten:

I, II, III, IV 'den Innenraum des betreffenden hydraulischen Zylinders,

H den Druckraum der ■ akkumulatorlosen Hochdruckpumpe,

N den Druckraum einer an einen Akkumulator angeschlossenen Niederdruckpumpe,
A den Abwasserraum.

Von den fünf Abschlußorganen der Fig. 2 bedeutet ni ein Überdruckventil, welches zwischen dem ersten und zweiten Zylinder I und II eingeschaltet ist; 11, 0 und p sind drei Ventile, von denen das erste, wie aus den eingetragenen Bezugszeichen hervorgeht, den Hochdruckraum H mit dem Zylinder I, das zweite Zylinder I mit dem Abwasserraum A und das dritte den Zylinder II mit dem Abwasserraum A verbindet, q ist ein »Umsteuerventil«, bestehend aus der Verbindung eines Ventils mit einem Steuerkolben, der durch den Überdruck in der Leitung des Zylinders II vorgetrieben wird und dann gewisse Druckwasseroder Entlastungsventile, im vorliegenden Falle die drei Ventile n, 0 und p umsteuert. Diese Ventile stehen unter der Einwirkung von Spindeln s mit steilem Gewinde, die durch Zahnräder t miteinander verbunden sind, so daß alle drei gemeinsam bewegt werden müssen. Vor dem Ingangsetzen der Maschine werden die Spindeln j mittels eines Hebels /, der durch Mutter Z₁ und Gegenmutter f₂ auf die eine Spindel s aufgeklemmt ist, verdreht und dadurch die Ventile in eine (später genauer bezeichnete) Anfangsstellung gebracht; dabei werden Federn κ gespannt, die durch Zurückdrehen der Spindeln die Ventile in die entgegengesetzte Stellung (Endstellung) zurückzubringen suchen. Fig. 2 a zeigt in einer Aufsicht die Spindeln und die drei gespannten Spiralfedern n. Um gegen diese Federn die Ventile in der Anfangsstellung zu sichern, ist mit einer der Spindeln ί ein Sperrad r verbunden, das mit einer Mutter T₁ und Gegenmutter r„ auf das Zahnrad t aufgepreßt ist; in dieses Sperrad wird nach Einstellung der Ventile in die Anfangsstellung ein Sperrzahn ν eingelegt, der das Zurückschnellen der Federn und somit das Umstellen der Ventile hindert. Wenn alsdann durch Vorgehen des Steuerkolbens Q₁ im »Umsteuerventil« q der Sperrzahn υ ausgelöst ist, wird die Sperrung aufgehoben, und die Federn u können die Spindeln zurückdrehen und die Ventile in die Endlage einstellen.

Wie Fig. 2, die die Anfangsstellung der Ventile wiedergibt, erkennen läßt, befinden sich diese in der Anfangsstellung in verschiedener Lage. Das eine ist geöffnet, die anderen sind geschlossen. Um nun bei. der gemeinsamen Drehung die vorher geschlossenen zu öffnen und die vorher geöffneten zu schließen, müssen die Spindeln teils gleichgerichtete, teils entgegengesetzte Hubbewegungen ausführen; das wird dadurch erreicht, daß man die Spindeln teils mit rechtsgängigem, teils mit linksgängigem Gewinde versieht; die beiden Ventile 0 und p, die in der Anfangsstellung beide geschlossen sind, sollen später beide geöffnet. werden; die Spindeln müssen also beide eine Bewegung von unten nach oben ausführen; da die beiden Spindeln infolge der Zahnräderverbindung t stets entgegengesetzte Drehbewegungen ausführen müssen, ist die eine mit Rechts-, die andere mit Linksgewinde versehen, da dann bei der entgegengesetzten Verdrehung die gleichgerichtete Vorschubbewegung entsteht. Andererseits, sollen die beiden Spindeln der Ventile n, 0, da das eine Ventil in der Anfangsstellung offen, das andere geschlossen ist, entgegengesetzte Vorschubbewegungen ausführen; das wird dadurch erreicht, daß die beiden entgegengesetzt sich verdrehenden Spindeln mit gleichgerichtetem Gewinde versehen sind. Fig. 2b läßt die Endstellung der drei Ventile n, 0, p erkennen, wie sie nach Aufhebung der Sperrung durch den Sperrzahn ν entsteht. Aus dieser Endstellung können sie durch Rückwärtsdrehung des Hebels / wieder in die Anfangslage der Fig. 2 gebracht werden, in der sie dann wieder durch Einlegen des Sperrzahnes ν gehalten werden können.

Die Anfangsstellung der Organe ist'die folgende:

Ventil in ist durch Federdruck geschlossen; Ventil η ist geöffnet und vermittelt den hydraulischen Druck der Hochdruckpumpe H zum Zylinder I; die Ventile O₁ p und q sind geschlossen. Der Kolben h des Zylinders I geht schrittweise entsprechend der Wasserförde-

rung der Hochdruckpumpe vor und stellt den Stichel gegen das Arbeitsstück ein, bis der mit dem Support d oder Kolben h 'verbundene Nocken J₁ gegen den mit dem Support e oder Zylinder I verbundenen Anschlag X₁ stößt und dadurch die Weiterbewegung des Kolbens h und des Stichels verhindert. Die Verstellbarkeit des Nockens ^₁ ist im Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß dieser Nocken als eine

ίο Mutter auf einer mit dem Support d fest verbundenen Schraubenspindel ausgeführt ist, während der Anschlag X₁ von einem' diese Spindel umgreifenden Auge gebildet wird. Von diesem Augenblick an erhöht sich der Druck in der Leitung des Zylinders I so lange, . bis die Feder m₄ des Ventils m überwunden und dieses aufgedrückt wird. Sobald eine kleine Lüftung des Ventils stattgefunden hat, muß es sich wegen des auf die freigelegte

ao größere Kolbenfläche wirkenden vermehrten Druckes vollends öffnen; auf diese Weise gelangt das Druckwasser nunmehr auch in den Zylinder II, und der Kolben k geht vor, hierbei den Längssupport mitnehmend und dadurch den Stichel am Arbeitsstück entlangführend. Das geschieht so lange, bis der verstellbare Nocken y₂, der als Mutter auf einer mit Schlitten e verbundenen Schraubenspindel ausgeführt ist, gegen den am Drehbankgestell befestigten Anschlag .1% stößt und abermals eine Druckerhöhung stattfindet. Diese bewirkt ein Aufdrücken des Ventils q und ein Verschieben des dadurch freigelegten Steuerkolbens q_lt der den Hebel ν aus dem. Sperrad r auslöst. Nunmehr gelangen die Federn u zur Wirkung und bewirken ein Steigen der zu den Ventilen 0, p gehörigen Spindeln ί sowie ein Senken der zu dem Ventil η gehörigen Spindel ^. Es werden dadurch die drei Ventile n, 0, p verstellt, wobei η geschlossen und 0 und p geöffnet werden.

Dadurch werden die beiden Zylinder I und II, die bisher mit der Hochdruckpumpe in Verbindung standen, mit dem Abwasserraum verbünden und die Kolben h, k durch irgendeine konstante Kraft, sei es Feder, Gewicht oder hydraulischer Gegendruck, in die Anfangsstellungen zurückgetrieben. Im vorliegenden Falle ist angenommen, daß das Zurückziehen der Stichel durch Druckwasser erfolgt, indem sowohl der Zylinder III, dessen Kolben i mit dem Kolben h an demselben Stück (Quersupport d) befestigt ist, als auch die Hinterseite des Kolbens k ständig mit dem an einen Akkumulator angeschlossenen Niederdruckraum N in Verbindung steht. In diesem Niederdruckraum wird vorteilhaft durch entsprechende Belastung des Akkumulatorkolbens ein Druck von etwa io Atm. gehalten, während^ der in der. Hochdruckpumpenleitung beim Spanabheben sich einstellende Druck 25 und mehr Atmosphären beträgt. Beim Vorgehen der Kolben h und k in der Pfeilrichtung wird also aus III und der Zylinderseite IV das Wasser in den mit dem Akkumulator verbundenen Niederdruckraum gedrückt, beim Entlasten von I und der Zylinderseite II treibt das Niederdruckwasser die Kolben zurück. Infolge der Entlastung der beiden Zylinderräume I und II gehen die Ventile m und q. durch den Druck ihrer Federn in die Schlußstellung zurück.

Nachstehend ist der aus den Beziehungen der Organe zueinander sich ergebende selbsttätige Arbeitsgang gemäß Fig. 1 und 2 in Form einer Übersichtstabelle gegeben, wobei bedeutet:

(—) schließt,

— geschlossen,

(I) öffnet,

•I offen.

	Tabelle für Fig. 1	und 2.	m	η	O	P	q	Wirkung auf den Arbeits
Funktionen der hydraulischen		—	(I)	(-)	(-)	—	schlitten
45 Steuerung	Stellung der Ventile	—	I	—	—	—	Zylinder I treibt Arbeits schlitten d vor ■
Hebel/ziehen von Hand, Ventil η öffnet Zylinder I für Pumpe H		I	—	—	— ■	Ärbeitsschlitten d steht still
ο0 Anschlag X1 wird erreicht	I	I	—	—	—	Arbeitsschlitten e geht vor
Druck steigt und öffnet Überdruck ventil m ; dieses verbindet Zylinder I mit Zylinder II SS	(-)	(-)	(I)	(I)	(I)	Arbeitsschlitten e steht still
Anschlag X2 wird erreicht		Schlitten d und e gehen zurück
Druck steigt, bis er Umsteuer-ventil q öffnet, und dieses steuert die Ventile n, o,p um, so daß I verbunden mit A, II verbunden mit A

Bei der durch Öffnung des Ventils q bewirkten Umsteuerung der Ventile n, o, p wird auch das Ventil in wieder auf seinen Sitz gezogen; da nämlich Zylinder I und II mit dem Abwasserraum in Verbindung kommen, also entlastet werden, kommt die Feder m± zur Wirkung und drückt das A^entil m zu.

Bei der praktischen Ausführung hat sich unter gewissen Verhältnissen herausgestellt,

ίο daß das Umsteuerventil den bisher wirksamen Zylinder so schnell entlastet, daß der Span

■ noch nicht ausgeschnitten war. In diesem Falle wich der Stahl durch die Materialfederung zurück, und es entstand ein, wenn auch nur sehr kleiner Ansatz. Um diesen Mißstand zu vermeiden, kann mit dem Arbeitszylinder, hier Zylinder I, ein Pufferglied verbunden sein, bestehend in einem an die Leitung des Arbeitszylinders angeschlossenen Zylinder W mit Kolben W₁, dessen Belastungsfeder einem stärkeren Druck als dem normalen Druck in der Leitung-, z. B. 25 Atm., während der Arbeit, aber einem schwächeren Druck als dem Auslösungsdruck des Umsteuerventils, ζ. Β.

3O Atm., entspricht. Wenn dann der Anschlag beimVorg-ehen des betreffenden Kolbens erreicht ist, wird zunächst beim Ansteigen des Druckes (über 25 Atm.) nur der Pufferkolben W₁ zurückgedrückt, bis der Druck so hoch (auf 30 Atm.) gestiegen ist, daß das Umsteuerventil betätigt wird. In dieser Zwischenzeit kann der durch den Anschlag festgehaltene Stichel den Span ganz ausschneiden. Es wird also durch die Einschaltung dieses Puf-

ferkolbens die zum Freisclmeiden des Spanes nötigte Zeit gewonnen.

Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Flier sind auch ^5 zwei hydraulische Zylinder verwendet; doch hat man von einem Überdruckventil ganz abgesehen und zAvci Umsteuerventile (m und r, Fig. 4) angewandt. Auf diese AVeise wird erreicht, daß das vom ersten Zylinder bediente Werkzeug, wenn es fertig gearbeitet hat, zurückgeht und gleichzeitig das vom zweiten Zylinder bediente Werkzeug vorgeht, während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 das vom ersten Zylinder bediente Werkzeug in der ihm von diesem gegebenen Lage in bezug auf diesen Zylinder während des zweiten Arbeitsganges erhalten wird und auch erhalten bleiben muß. Es werden also im vorliegenden Falle andere Bedingungen erfüllt. Als Beispiel ist eine Welle gewählt, an welcher zwei Bunde zunächst mit einem aus vier Sticheln bestehenden Werkzeug C₁ vorgeschruppt (Zylinder I) und dann mit einem wiederum aus vier Sticheln bestehenden anderen Werkzeug C₂ geschlichtet werden (Zylinder II). Die Kolben sind in diesem Falle mit dem Drehbankgestell fest verbunden, während die mit den Stichelsätzen verbundenen Zylinder beweglich sind. . Die Spindeln für die Ventile η und q sind mit Handhebeln / versehen.

Der Arbeitsgang ist ohne weiteres aus der nachstehenden Erläuterungstafel verständlich. , .

Erläuterungstafel für Fig. 3 und 4.

Funktionell der hydraulischen	Stellung der Ventile	m	η	O	P	(-)	r	Wirkung auf den Arbeits
Steuerung	—	■(-)'		(-)	— .	—	kolben
Hebel ziehen von Hand, Ventil 0 öffnet Zylinder I für Pumpe H	—	—	1	—	—	. —	Zylinder I geht mit seinem Werkzeug vor
Anschlag des Zylinders I wird 'erreicht	(I)	(i)	(-)	(I)	—	—	Werkzeug I steht still
Druck steigt, bis er Umsieuerventil »1 öffnet und dieses die Ventile n, o,p umsteuert; dabei öffnet Ventil ρ Zylinder II für Pumpe H	I	I	—	I	(I)	—	Zylinder I geht zurück; Zylinder II geht mit seinem Werkzeug vor
Anschlag des Zylinders II wird erreicht	(-)	I	—	I	N)	Werkzeug II steht still
Druck steigt, bis er Umsteuerventil r öffnet, und dieses steuert Ventil q um, so daß Zylinder II mit dem Abwasser raum A verbunden wird		Werkzeug II geht zurück

Um das Werkzeug zunächst . mit größerer Geschwindigkeit einen gewissen Weg bis zur , Berührung mit dem Arbeitsstück zurücklegen zu lassen, wofür ein geringerer Druck notwendig ist, verbindet man den Zylinder des betreffenden Werkzeuges außer mit der Hochdruckpumpe noch mit dem Niederdruckakkumulator und läßt durch einen Anschlag zur rechten Zeit den Zutritt zum Akkumulator absperren. Das dadurch nötig werdende zusätzliche Verbindungsorgan m zwischen Hochdruck- und Niederdruckleitung ist in Fig. 5 in Verbindung mit der Gesamtanordnung der Fig. ι und 2 dargestellt, wobei von Fig. 1 nur

*5 der auf den Zylinder I bezügliche Teil wiedergegeben ist und außerdem die Hochdruck- und Niederdruckpumpe nebst Akkumulator beigefügt sind; Fig. 5 a zeigt das zusätzliche Verbindungsorgan 111 in vergrößertem Maßstäbe mit der zugehörigen Steuerungsanordnung. In die Leitung der akkumulatorlosen Hochdruckpumpe H P zum Ventil η des Steuerventilkastens, das die Verbindung zum Zylinder I herstellt, ist ein Ventil m eingeschaltet, dessen andere Seite mit der Niederdruckakkumulatorenleitung, an der die NiederdruckpumpeiVP und der Niederdruckakkumulator N wirken, verbunden ist. Solange dieses Verbindungs-, ventil m offen ist, bestimmt sich der Druck sowohl in der Leitung N als der Leitung H und im Z}dinder I lediglich aus der Belastung des Akkumulators. Unter diesem Druck führt der Kolben bis zur Erreichung des Arbeitsstückes b eine schnelle Vorschubbewegung aus, die sich aus dem Akkumulatordruck einerseits und aus den Bewegungswiderständen des Kolbens anderseits bestimmt. Man erhält z. B. günstige Verhältnisse mit einem Akkumulatordruck von etwa 10 Atmosphären. Beide Pumpen, Hochdruck- wie Niederdruckpumpe, fördern in diesem Falle in dasselbe Leitungsnetz und dienen zur Ergänzung des Druckwassers des Akkumulators. Wenn das Werkzeug sich auf diese W^Teise dem Arbeitsstück genügend genähert hat, wird das Ventil in (durch später angegebene Mittel) geschlossen. Alsdann ist der Arbeitszylinder I unmittelbar ohne Einschaltung eines Akkumulators mit der Hochdruckpumpe H P verbunden, und da nunmehr kein elastisches Glied in dieser Verbindung vorhanden ist, wirkt die Leitung als starres hydraulisches Gestänge, so daß der Vorschub des Kolbens h nunmehr unabhängig vom Druck in der Leitung sich lediglich aus dem Pumpenhub von H P bestimmt. Die Verhältnisse sind so gewählt, daß die übliche Schaltgeschwindigkeit des Werkzeuges, jedenfalls eine sehr viel geringere, als zum Heranbringen des Werkzeuges an das Arbeitsstück nötig war, erreicht wird. Der in der Leitung sich einstellende Druck ergibt sich aus dem Widerstand des bearbeiteten Baustoffes und der Schaltgeschwindigkeit; die X^erhältnisse werden vorteilhaft so gewählt, daß der Druck während des Schneidens etwa 25 bis 35 Atmosphären beträgt. Die Umschaltung des Ventils m wird gemäß .Fig. 5 a "während des schnellen Leerhubes durch den fortschreitenden Kolben oder durch das von ihm bewegte AVerkzeug bewirkt. Von einem dieser Teile wird' eine Stange mit einem verstellbaren Nocken t mitgenommen. Kurz vor Erreichung des Arbeitsstückes stößt der Nocken auf eine Stoßstange s, die mit Hilfe eines Winkelhebels w eine vorher gespannte Feder u auslöst, so daß diese das Ventil m zuzieht. Ein Handhebel / dient auch hier dazu, das Ventil in diese Anfangsstellungunter Spannung der Feder u zu bringen, in welcher Stellung es durch den Sperrzahn w gehalten wird. '

Besondere Einrichtungen sind nötig, wenn es sich darum handelt, von einer Zentralstelle aus mehrere Werkzeuge gleichzeitig hydraulisch in Gang zu setzen, so daß sie sich zuerst, solange sie vom Arbeitsstück entfernt sind, also noch Leergang stattfindet, schnell bewegen, dann beim Auftreffen auf das Arbeitsstück selbsttätig von einer akkumulatorlosen Hochdruckpumpe dem Pumpenhub entsprechend nunmehr langsam vorgeschoben werden.

Diese Aufgabe liegt z. B. vor bei einer Mehrspindelbohrmaschine. Jeder Bohrer muß mit einem besonderen hydraulischen Zylinder versehen sein, denn sonst könnte der Vorschub nicht einzeln in Abhängigkeit von der Pumpe bemessen werden. Jeder muß auch mit einem besonderen Umschaltventil versehen sein, da sie im allgemeinen verschieden lange Wege zurückzulegen haben und zu verschiedenen Zeiten mit ihrer Arbeit fertig sind. Daher muß jeder seinen Ventilsteuerkasten haben, und es müßte, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen wären, der Spannhebel jedes Ventilsystems einzeln von Hand vor dem Ingangsetzen umgelegt werden. Die nachstehend dargestellte Anordnung ermöglicht die Bewegung der verschiedenen Werkzeuge von einer Zentralstelle aus, und zwar unter der Voraussetzung, daß zunächst eine schnelle Annäherung des Werkzeuges an das Arbeitsstück erreicht wird (Leerhub) und darauf selbsttätig für jeden Bohrer unabhängig vom anderen auf langsamen Arbeitshub umgeschaltet wird. Es wird dabei für jedes Ventilsystem ein Ladezylinder verwendet, und es werden alle Ladezylinder von der Zentralstelle aus an eine Druckwasserleitung, etwa an die Niederdruckakkumulatorenleitung, die zum schnellen Vorschub der Werkzeuge dient, angeschlossen, so daß alle gleichzeitig- ihre Ventilfedern spannen und die Ventile so stellen, daß der betreffende Arbeitszylinder Druckwasser erhält. Durch

ein Umsteuerventil wird dann zu geeigneter Zeit das Druckwasser aus den Ladezylindern herausgelassen, so daß ihre Kolben zurückspringen und der späteren Entspannung der Federn keinen Widerstand entgegensetzen. Die Entspannung der Federn erfolgt dann mittels gesteuerter Ventile für jedes Werkzeug für sich, wenn es seine Arbeit vollendet hat.
Fig. 6 bis 8 zeigen eine solche Einrichtung.

ίο Der in Fig. 6 gezeichnete Ventilkasten k_c mit den drei Ventilen m, η, ο befindet sich an der Zentralstelle, von der aus die Bedienung der Werkzeugmaschine erfolgt. Der in Fig. 7 gezeichnete Ventilkasten wiederholt sich an jeder einzelnen Bohrspindel. Diese Ventilkasten seien mit k_hl, k_h2. . . (Fig. 8) bezeichnet. Der gemeinsame Hebel I der Ventile in und η (Fig. 6) wird von Hand umgelegt, so daß Wasser aus dem Akkumulator N durch Ventil m und Leitung χ den einzelnen Ladezylindern L₁, L₂... zuströmt. Die Kolben der Ladezvlinder gehen vor und spannen die Zu- und Ableitungsventile T₁, s,, r₂, ^₂ ... durch die den sonst verwendeten Handhebeln entspre-

chenden Hebel I₁₁L..., so daß r_t, r₉. . . ge- j schlossen, S₁₁ ί,. . . geöffnet werden. Dadurch werden die Zylinder I, II . . '. der einzelnen Bohrer mit der Leitung x, also auch mit dem Akkumulator verbunden. Außerdem ist jeder der Zylinder I, II... unmittelbar je mit einer kleinen Hochdruckpumpe H₁, H₉ . . . verbunden. Da der Widerstand des Bohrers, bevor er das Arbeitsstück erreicht, wesentlich geringer als die Akkumulatorbelastung ist, so geht der Bohrer unter dem Druck des Akkumulatorwassers, dem sich das von der Hochdruckpumpe geförderte Wasser beimischt, vor, bis eines der Arbeitsstücke, z. B. das von Zylinder I, erreicht wird. Da der vermehrte Widerstand nunmehr von dem Akkumulatordruck nicht überwunden werden kann, hört das Nachströmen von Akkumulatorwasser durch Leitung χ und Rückschlagventil t nach dem Arbeitszylinder I auf; die Niederdruckpumpe fördert dann nur noch in die andern Zylinder und den Akkumulatorkolben. Da nun aber Zylinder I noch, wie die Zeichnung andeutet, ständig mit der Leitung H der akkumulatorlosen Hochdruckpumpe verbunden ist, so wird von hier aus Wasser in den Zylinder I geschoben, wobei sich der Druck bis zur Überwindung des Materialwiderstandes erhöht (etwa 25 bis 35 Atm. in einem praktischen Falle) ; infolgedessen schließt sich das Ventil t, hinter dem der Akkumulatordruck (etwa 10 Atm.) bestehen bleibt. Dieses Ventil t ersetzt also das in Fig. 5 und 5 a dargestellte zwangläufig gesteuerte Ventil m zwischen Hochdruck- und Niederdruckleitung. Alsdann geht nun der Plunger des Zylinders I und dessen Werkzeug unter dem Druck der Hochdruckpumpe nach Maßgabe des von dieser ausgeführten Pumpenhubes vor. Dasselbe wiederholt sich in allen Zylindern I, II, III, IV.

Mit einem der Zylinder, z. B. mit dem L, ist nun durch Leitung y das Umsteuerventil 0 auf der Zentralstation verbunden. Sobald daher der Zylinder I seine Arbeit vollendet hat und sein Druck infolge Aufstoßens auf einen Anschlag sich erhöht, öffnet sich das Ventil 0 und rückt den Sperrhebel ν aus, so daß die \^entile in und η umgesteuert werden. Die Folge ist, daß Leitung χ entlastet wird und sämtliche Ladezylinder L₁, L₂ ... in ihre Anfangslage zurückgehen, während die von ihnen bedienten Ventile Y₁, S₁, Y₂₁ S₂

durch die

Sperrzähne V₁, ^₃ ... noch einstweilen in ihrer Lage festgehalten werden. Bei weiterem Ansteigen des Druckes im Zylinder I wird nun aber auch Ventil ^₁ geöffnet und steuert die beiden Ventile Y₁, S₁ um. Damit ist alsdann Zylinder I entlastet, und die Bohrspindel kann nun durch einen konstanten Gegendruck (Feder, Gewicht, Akkumulatorwasser) zurückgehen. Dasselbe Spiel wiederholt sich in den anderen Zylindern, sobald diese mit ihrer Arbeit fertig sind und ihr Kolben auf einen Anschlag stößt, der die Ventile r und 5 des betreffenden Zylinders steuert. Nur sind die anderen Zylinder nicht auch wie Zylinder I mit dem Ventil 0 der Zentrale verbunden. Das ist indessen auch nicht nötig. Denn öffnen sich die Ventile q₂₁ q_z ■ ■ · später als 0, so ist die Wirkung die gleiche, wie für Zylinder I geschildert; öffnet sich das eine, z. B. q₃, aber früher, so wird zwar der Hebel v_s bewegt und dadurch die Sperrung der Ventile r, und i~ aufgehoben, die Ventile können aber nicht zurückschnellen, da sie vom Ladezylinderkolben in ihrer Lage gehalten werden. In diesem Falle pumpt die betreffende Pumpe H_s wirkungslos weiter, wobei einer zu großen· Drucksteigerung in der Leitung durch das Sicherheitsventil ρ_Ά vorgebeugt ist. Sobald aber dann Zylinder I seinen Anschlag erreicht hat und das Ventil 0 umsteuert, geht auch der Ladepumpenkolben zurück, und nun können auch die Ventile r₃ und s_s durch die bereits ausgelöste Ventilfeder zurückschnellen und damit den Zylinder III entlasten.

Die Wirkungsweise ist in der nachstehenden Erläuterungstabelle zusammenfassend dargestellt, die die Ventile in derjenigen Stellung zeigt, die sie nach. Spannung der Federn durch den Ladezylinder einnehmen. , ^J15

Erläuterungstafel für Fig. 6 und 7.

Funktionen der hydraulischen
Steuerung

Stellung der Ventile

Wirkung auf den Arbeitskolben des Zylinders I

An Zentralstelle Hebel I ziehen
von Hand; Ventil η verbindet Ladezylinder L₁ mit Akkumulator N

Ladezylinder hat linke Endstellung

erreicht, Ventil r, geschlossen
und Si geöffnet, Federn u gespannt Kolben des Ladezylinders L₁ geht vor

I)

Arbeitskolben I geht rasch vor

Werkzeug kommt zum Angriff;

der Druck des Akkumulators N

genügt nicht zu weiterem Vorschub;

Rückschlagventil f schließt;

der Druck im Zylinder steigt durch

Hochdruckpumpe H

Kolben I geht langsam vor

Anschlag von Zylinder I erreicht Kolben steht still (unter Druck)

Druck steigt, bis er Umsteuerventil ο
öffnet, Ventile m, η umgesteuert

Der Kolben des Ladezylinders L₁ geht zurück

Der Druck in Zylinder I steigt weiter,

bis er Umsteuerventil ^₁ öffnet,

und dieses steuert dann

die Ventile r_1} S₁ um

Fig. 8 zeigt in Grundriß und Aufriß die Mehrspindelbohrmaschine, welche mit den in den beiden Fig. 6 und 7 im einzelnen erläuterten Einrichtungen zur hydraulischen Bewegung der Werkzeuge versehen ist. Die Zylinder I, II... V sind über die auf dem feststehenden Kranz Z gelagerten Kolben y₁ ■. ■ y^ gestülpt und wirken durch Zahnräder X₁... X₅ auf die Bohrspindeln ^₁... b₅. Im übrigen -lassen die mit Fig. 6 und 7 übereinstimmenden Bezugszeichen diese beiden Figuren ohne weiteres verständlich erscheinen.

In den vorstehend behandelten Beispielen sind als wichtigste Elemente zur Erzielung der beabsichtigten Wirkungen besonders zwei hydraulische Steuerorgane, die Überdruckventile und die Umsteuerventile, verwendet worden. Das Überdruckventil bewirkt ·— und zwar ohne Zuhilfenahme anderer Steuerorgane -—, daß nach Vollendung der Arbeitsleistung eines Werkzeuges ein anderes Werkzeug sich in Bewegung setzen läßt, während das erste Werkzeug stehen bleibt; das Umsteuerkolbenventil muß stets mit anderen Steuerorganen (Entlastungs- oder Wasser-· druckventil), die den Wasserzutritt oder den Wasserabfluß zu den einzelnen Zylindern steuern, verbunden sein, erfordert also mehr Bauteile, ist dafür aber auch vielseitiger in den erzielten Wirkungen. Es kann z. B. ein Werkzeug zurückgehen lassen, während ein anderes (I)

(I

Der Arbeitskolben geht zurück; Arbeitsende

vorgeht, oder am Schluß der Arbeit alle Werk-, zeuge in die Anfangsstellung zurückbringen.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Hydraulische Steuerung für span- · abhebende Werkzeugmaschinen, deren Werkzeuge durch hydraulische, mittels akkumulatorloser Hochdruckpumpe betriebener Kolben bewegt werden, und bei denen die nach Auf treffen auf einen Widerstand entstehende Wasserdruckerhöhung ein Steuerorgan zur Einleitung einer neuen Vorschubbewegung einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die erste Kolbenbewegung (z. B. Vorgang von Kolben/i, Fig. 1) mittels eines Steuerorgans (m, Fig. 2) nach Zusammentreffen verstellbarer Anschläge (V₁* ^₁) eine zweite Kolbenbewegung (Vorgang von Kolben k, Fig. 1) eingeleitet hat, diese zweite Kolbenbewegung nach Zusammentreffen anderer verstellbarer Anschläge (x₂, y₂) ein Umsteuerorgan (q) auslöst, um eine neue Hubbewegung (z. B. Rückgang nach k i*5 und K) einzuleiten.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerorgan (q) durch ein System von untereinander verbundenen Steuerspindeln (s) auf die einzelnen voneinander unabhängigen Zufluß- und Abflußventile (n, 0,

p, Fig. 2) der zu beeinflussenden Zylinder (I, II, Fig. 2) wirkt.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspindeln (s) mit Gewinde ' in feststehenden Muttern verdrehbar gelagert und durch Zahnräder (t, Fig. 2) miteinander verbunden sind, sowie unter Einwirkung von Federn («) stehen, die sie in eine bestimmte Endlage zu bringen suchen, wobei die von einem Handhebel (/) eingestellte Anfangslage durch eine von einem Umsteuerventil (q) auslösbare Sperrvorrichtung (r, v) festgehalten wird.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hochdruckleitung (H, Fig. 2) ein Pufferkolben (W₁) verbunden ist, der mit einem solchen Druck (Feder) belastet ist, der zwischen dem normalen Arbeits- und dem Öffnungsdruck des Umsteuerkolbenventils (q.) liegt, so daß erst nach Zurücklegung eines gewissen Weges des Pufferkolbens (W₁) das Umsteuerventil (q) öffnet.

5. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, bei welcher das Werkzeug vor Erreichung des Arbeitsstückes eine schnellere Vorschubbewegung gegen dieses ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder I (Fig. 7) sowohl mit der Hochdruckpumpe (H) als auch mit einem hydraulischen Niederdruck - Akkumulator (N) verbunden ist, dessen Anschluß jedoch durch Einwirkung eines mit dem Werkzeug be\vegten Anschlages (f) auf ein Absperrventil (tn, Fig. 5) oder durch ein Rückschlagventil (t, Fig. 7) abgeschlossen wird, so daß von da an die Hochdruckpumpe allein auf das Werkzeug wirkt.

6. Ausführungsform nach Anspruch 1 für solche Werkzeugmaschinen, bei denen gegen Federdruck durch Umsteuerkolben (^₁, Fig. 7) auszulösende Ein- und Ablaßventile (r, s) benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (u, u) dieser Ventile durch die Kolben von Ladezylindern (L₁, Fig. 7) gespannt werden, die von einem Handhebel (/) an einen Akkumulator (N) angeschlossen und zwecks Rückganges der Kolben durch die Bewegung des Werkzeuges (etwa durch Umsteuerventil 0 und Ventil n) wieder selbsttätig entlastet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.