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Vorrichtung zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit
eines hydraulisch angetriebenen Maschinenteils Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit eines hydraulisch angetriebenen
Maschinenteils, insbesondere des Schlittens einer Werkzeugmaschine, mittels eines
von Hand verstellbaren Steuerorgans.
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Es ist bekannt, ein Werkzeug oder den Arbeitstisch einer Werkzeugmaschine
mittels eines von Hand verstellbaren Steuerorgans entweder hinsichtlich der Richtung
mehrerer Bewegungen, die mit gleicher Geschwindigkeit vor sich gehen sollen, oder
hinsichtlich der Richtungen mehrerer Bewegungen, die mit bestimmten, voneinander
abweichenden Geschwindigkeiten durchgeführt werden sollen, zu steuern.
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Gemäß der Erfindung ist mittels eines einzigen, von Hand verstellbaren
Steuerorgans sowohl die Steuerung der Bewegungsrichtung als auch die Steuerung der
Geschwindigkeit, mit der jede dieser Bewegungen durchgeführt werden soll, dadurch
möglich, daß das Steuerorgan abwechselnd mit Schaltmitteln für die Bewegungsrichtung
und solchen für die Geschwindigkeit kuppelbar ist und in beiden Kuppelstellungen
das mit ihm gekuppelte Schaltmittel beeinflussen kann.
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Wenn an einer Maschine mehrere Maschinenteile je hinsichtlich zweier
oder mehrerer Funktionen zu steuern sind und in bekannter Weise für jede Funktion
ein Steuerglied vorgesehen wird, so vervielfältigen sich die Steuerglieder entsprechend.
Dadurch wird die Bedienung der Maschine unübersichtlich, und eine Zentralisierung
der Steuerglieder bedingt größere Abmessungen des hydraulischen Teils der Maschine.
Bei Anwendung der Erfindung wird die Zahl der Steuerglieder auf die Hälfte herabgesetzt.
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Im einzelnen kann die Anordnung so getroffen werden, daß das Steuerorgan
durch eine Längsverschiebung in die beiden Kuppelstellungen gebracht werden kann
und in beiden Kuppelstellungen drehbar ist.
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Beispielsweise kann das Steuerorgan durch eine mittels eines Hebels,
Handrades od. dgl. zu bedienende Welle gebildet werden, die einerseits mit einem
hydraulischen Steuerschieber zur Steuerung der Bewegungsrichtung des Maschinenteils,
andererseits mit einer Regeleinrichtung für die Druckmittelmenge kuppelbar ist.
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Zweckmäßig ist auf der von Hand zu betätigenden Welle ein Ritzel angeordnet,
das in der einen Kuppelstellung mit einer zahnstangenartigen Verzahnung des Steuerschiebers
und in der anderen Kuppelstellung mit einem Ritzel im. Eingriff steht, das auf einer
Steuerwelle angeordnet ist, durch deren Drehung die Regelbüchse einer Druckmittelpurnpe
einstellbar ist.
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Der Steuerschieber kann mit einer Einrichtung versehen sein, die die
Beeinflussung der Druckmittelmenge sperrt, wenn der Steuerschieber sich nicht in
einer einer Bewegung des Maschinenteils entsprechenden Stellung befindet. Diese
Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie eine Bewegung des Steuerschiebers
sperrt, solange die Druckmittelmenge gesteuert wird.
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Im einzelnen wird die Sperreinrichtung zweckmäßig so ausgebildet,
daß konzentrisch zu der von Hand zu betätigenden Steuerwelle eine Büchse drehbar,
aber axial nicht verschiebbar gelagert ist, die einerseits mittels eines Zahnrades
mit der Zahnstange des Steuerschiebers im Eingriff steht und andererseits in einem
Flansch od. dgl. einen durch den Hebel, das Handrad od. dgl. parallel zur Achse
der Steuerwelle verschiebbaren Sicherungsbolzen führt, der bei axialer Verschiebung
des Hebels od. dgl. in Bohrungen eines feststehenden Teils eintreten kann, die den
Stellungen des Steuerschiebers bei den einzelnen Bewegungen des Maschinenteils entsprechend
angeordnet sind.
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Beispielsweise kann in den in dem feststehenden Teil der Maschine
vorgesehenen Bohrungen je ein Rastbolzen angeordnet sein, der unter der Wirkung
einer Feder in am Flansch od. dgl. der Büchse vorgesehene; den einzelnen Stellungen
des Steuerschiebers entsprechende Rasten einrastet und von dem Sicherungsbolzen
entgegen der Wirkung der Feder in die Bohrung eingedrückt werden kann.
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Zweckmäßig ist der Flansch od. dgl. der Büchse als Anzeigescheibe
ausgebildet.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
und schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 in vereinfachter Darstellung einen
Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Abwicklung der
Nabe des Handhebels, Handrades od. dgl. und des Flansches der Büchse.
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Im Beispiel ist eine Horizontal-Bohrmaschine dargestellt, bei der
eine Bohreinrichtung 1 mit einem Bohrer 2 versehen ist, der auf einem Schlitten
3 angeordnet ist, der den zu bewegenden Maschinenteil darstellt.
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Der Schlitten weist einen Zylinder 4 auf, in dem ein feststehender,
am Maschinengestell s angeordneter Kolben 6 sich befindet. Die beiden Seiten des
Zylinders sind durch Leitungen 11, 12 mit einem Steuerschieber 13 verbunden, der
ein Druckmittel, beispielsweise Öl, aus einem Behälter 14 mittels einer Pumpe 15
durch eine Rohrleitung 16, 16' zugeführt erhält und durch eine Rohrleitung 17 wieder
in den Behälter 14 abgibt. Der Steuerschieber 13 ist in seiner Achsrichtung in verschiedene
Stellungen einstellbar, die beispielsweise den Stellungen »Vorschub«, »Eilvorschub«,
»Eilrücklauf« entsprechen.
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An seiner Oberseite trägt der Steuerschieber 13 eine zahnstangenförmige
Verzahnung 18; die mit einem Ritzel 19 im Eingriff stehen kann, das auf einer Steuerwelle
20 fest angeordnet ist, auf der fest ein Hebel 21 mit seiner Nabe 21' oder ein Handrad
sitzt.
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Die Steuerwelle 20 und damit das Ritzel 19 sind mittels des Handhebels
21 axial verschiebbar, so daß das Ritzel 19 in und außer Eingriff mit der Verzahnung
18 treten kann. Wenn das Ritzel 19 außer Eingriff mit der Verzahnung 18 tritt, die
Steuerwelle 20 nach der Zeichnung (Fig. 1) also nach rechts verschoben wird, tritt
es mit einem zweiten Ritzel 22 in Eingriff, das auf einer Welle 23 fest angeordnet
ist, durch deren Drehung die Regelbüchse 7 der Druckmittelpumpe 15 in an sich bekannter
Weise einstellbar ist. Mittels der Regelbüchse 7 wird die Druckmittelmenge und damit
die Geschwindigkeit des Maschinenteils 3 geregelt.
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Damit das Entkuppeln des Ritzels 19 vom Steuerschieber 13 und das
Kuppeln mit dem zweiten Ritzel 22, also eine Beeinflussung der Druckmittelmenge,
nicht stattfinden kann, wenn der Steuerschieber 13 sich nicht in einer einer Bewegung
des Maschinenteils 3 entsprechenden Stellung befindet, oder umgekehrt, damit eine
Bewegung des Steuerschiebers 13 gesperrt ist, solange die Druckmittelmenge gesteuert
wird, d. h. solange das Ritzel 19 mit dem Ritzel 22 im Eingriff steht, ist eine
besondere Einrichtung vorgesehen.
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Diese besteht aus einer konzentrisch zur Steuerwelle 20 angeordneten
Büchse 24, die gegenüber der Steuerwelle 20 drehbar, aber axial nicht verschiebbar
in der Maschine gelagert ist.
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Die Büchse 24 ist einerseits mittels eines Zahnrades 31 mit der Verzahnung
18 des Steuerschiebers 13 ständig im Eingriff, andererseits führt die Büchse 24
in einem Flansch 24' einen durch die Nabe 21' des Handhebels 21 parallel zur Achse
der Steuerwelle 20 verschiebbaren Sicherungsbolzen 25 (Fig. 1 und 2). Dieser kann
bei axialer Verschiebung und entsprechender Drehstellung der Nabe 21' entgegen der
Wirkung von Federn 26 abwechselnd in eine von mehreren Bohrungen 27 eines feststehenden
Teils 28 der Maschine eintreten. Die Bohrungen 27 sind so angeordnet, daß, wenn
der Sicherungsbolzen 25 in eine dieser Bohrungen 27 eintritt, der Steuerschieber
13 sich in einer entsprechenden Stellung befindet, und haben beispielsweise die
Bedeutung »Eilvorschub«, »Vorschub«, »Eilrücklauf«.
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In den Bohrungen 27 ist je ein Rastbolzen 29 angeordnet, der unter
der Wirkung der Feder 26 in am Flansch 24' der Büchse 24 vorgesehene, den einzelnen
Stellungen des Steuerschiebers 13 entsprechende Rasten 30 einrastet (Fig.2) und
von dem Sicherungsbolzen 25 entgegen der Wirkung der Feder 26 in die zugeordnete
Bohrung 27 gedrückt werden kann.
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Nach Beendigung der Steuerung der Regelbüchse 7 und Entkuppeln des
Ritzels 19 vom Ritzel 22 wird die axial verschobene Nabe 21' durch die jeweils dem
Sicherungsbolzen 25 gegenüberstehende Feder 26 wieder zurückgeschoben und dadurch
das Ritzel 19 wieder mit der Zahnstange 18 des Steuerschiebers gekuppelt. Erst dann
ist wieder eine Axialbewegung des Steuerschiebers 13 möglich. Der Flansch 24' der
Büchse 24 kann zu einer Anzeigescheibe 24" ausgebildet sein, die mit einer an dem
feststehenden Teil 28 der Maschine angeordneten Kennmarke zusammenarbeiten kann.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch Drehen des Handhebels
21 wird über das Ritzel 19 und die Verzahnung 18 der Steuerschieber 13 in die Stellung
»Eilvorschub« gebracht, in der der zugeordnete Rastbolzen 29 dem Sicherungsbolzen
25 gegenübersteht. Darauf wird durch axialen Druck auf die Nabe 21' das Ritzel 19
außer Eingriff mit der Verzalinung 18 und in Eingriff mit dein Ritzel 22 gebracht,
wobei der Sicherungsbolzen 25 in die der Stellung »Eilvorschub« zugeordnete Bohrung
26 eintritt.
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In dieser Stellung kann durch Drehen des Handhebels 21 die gewünschte
Eilvorschubgeschwindigkeit eingestellt werden, mit der das Werkzeug angestellt werden
soll. An sich könnte inaii, nachdem die Anstellung des Werkzeuges erfolgt ist, unter
Beibehaltung der Stellung »Eilvorschub« durch Drehen des Handhebels 21 ohne weiteres
die niedrigere Geschwindigkeit für den »Vorschub« einstellen. Zweckmäßig wird aber
der Stellung »Eilvorschub« eine bestimmte Geschwindigkeit zugeordnet, die bei der
Einstellung auf »Eilvorschub« selbsttätig durch geeignete Übertragungsmittel eingestellt
wird.
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Sobald das Werkzeug angestellt ist, wird durch entgegengesetzte axiale
Bewegung der Nabe 21' und des Handhebels 21 der Sicherungsbolzen gelöst, das Ritzel
19 außer Eingriff mit dem Ritzel 22 und in Eingriff mit der Verzahnung 18 gebracht,
so daß durch Drehen des Handhebels 21 die Vorrichtung auf die Stellung »Vorschub«
eingestellt werden kann, in der der Sicherungsbolzen 25 dein dieser Stellung zugeordneten
Rastbolzen 29 gegenübersteht. Nunmehr kann erneut durch axialen Druck auf die Nabe
21' das Ritzel 19 außer Eingriff mit der Verzahnung 18 und in Eingriff mit dem Ritzel
22 gebracht werden, wobei der Sicherungsbolzen 25 in die der Stellung »Vorschub«
zugeordnete Bohrung 26 eintritt. In dieser Stellung kann die Vorschubgeschwindigkeit
durch Drehen des Handhebels 21 beliebig, unter anderem auch auf Null, eingestellt
werden. Dadurch erübrigt sich eine Stellung »Halt«.
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Nach Beendigung des Vorschubes erfolgen dieselben Handlungen wie bei
Beendigung des »Eilvorschubes«, und die Vorrichtung wird in die Stellung »Eilrücklauf«
gebracht, der ebenso wie der Stellung »Eilvorschub« eine bestimmte Geschwindigkeit
zugeordnet sein kann, die bei der Einstellung auf »Eilvorschub« durch geeignete
Übertragungsmittel selbsttätig eingestellt werden kann, oder in der eine Geschwindigkeitseinstellung
von
Hand durch Drehen des Handhebels 21 erfolgt.
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Soweit den Stellungen »Eilvorschub« und »Eilrücklauf« keine bestimmten
Geschwindigkeiten zugeordnet sind, kann in jeder dieser Stellungen auch auf die
Geschwindigkeit Null eingestellt werden.