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Druckmittelsteuerung für Arbeitsmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Druckmittelsteuerung für Arbeitsmaschinen, bei denen eine Anzahl von Operationen
in einer vorbestimmten Reihenfolge zur Ausführung eines Arbeitszyklus vorgenommen
werden soll. Insbesondere betrifft die Erfindung die automatische, Steuerung von
Werkzeugmaschinen reit Hilfe eines Druckluftschalters, wie z. B. die Steuerung von
automatischen Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Bohrwerken od. dgl. Jedoch kann die
Steuerung auch für andere Arbeitsmaschinen, wie z. B. Abfüllmaschinen, Verpackungsmaschinen
oder sonstige Maschinen verwendet. werden, bei denen mehrere Arbeitsoperationen
nacheinander ausgeführt werden.
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Es ist bekannt, zu diesem Zweck, z. B. Kurvenscheiben oder elektrische
Steuersysteme zu verwenden. Bekannt ist auch bereits, die Maschinen durch ein fortschalthares
Band zu steuern. Dabei sind in dem Band Löcher oder DurchbTechungen jeweils an den
durch den gewünschten Arbeitszyklus bedingten Stellen vorgesehen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß auf dem foTtschaltbaren
Steuerungsband dem vorgeschriebenen Zyklus entsprechend anstatt Löcher höckerartige
Vorsprünge vorgesehen sind, die auf die Betätigung von Druckmittelventilen einwirken.
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Vorzugsweise besteht das Steuerungsband aus einem Stahlband, und die
Vorsprünge werden gemäß einer besonders vorteilhaftem und einfachen Ausbildung der
Erfindung als nietkopfartige Höcker ausgebildet.
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Die höckerartigen Vorsprünge dieses Steuerungsbandes wirken zweckmäßig
über vor einer Schaltwalze drehbar gelagerte Hebel auf die Druckmittelventile, welche
ihrerseits die zu den zugehörigen Funktionsstellen der Maschine führenden Drucklu.ftleitungen
mit einer Druckluftduelle bzw. mit der Außenluft verbinden.
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Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt beginnt bereits
bei der Herstellung eines solchen Steuerungsbandes. Bei der Festlegung eines Arbeitszyklus
kann von einem Band ausgegangen werden., welches für jeden Schaltschritt und jede
Betätigungsstelle ein Loch: aufweist. In diese Löcher werden je nach Bedarf die
Höcker eingenietet. Dieses Einnieten von Höckern ist ein so einfacher Vorgang, daß
er vom Käufer einer Maschine ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden kann, während
die Herstellung der Löcher im Lieferwerk mit entsprechenden Spezialwerkzeugen: erfolgen
muß, damit die Lage der Löcher den Erfordernissen entspricht. Damit ist der Kunde
ohne weiteres in der Lage, gelochte Steuerbänder vom Lieferwerk zu beziehen und
das Programm nach Bedarf selbst aufzunieten. Ein weiterer Vorteil des Steuerungsbandes
mit aufgesetzten. Höckern gegenüber einem Band, bei welchem die Steuerung durch
Löcher bewirkt wird, besteht darin, daß ein aufgesetzter Höcker ohne weiteres wieder
entfernt und gegebenenfalls an eine andere Stelle gesetzt werden, kann, wenn es
sich herausstellt, daß ein Höcker falsch gesetzt wurde oder daß eine Änderung des
Zyklus notwendig ist. Werden jedoch die Löcher eines Bandes zum Stcuern verwendet,
so ist eine Korrektur nur sehr schwer möglich, weil sich dieselbe nur durch Schweißen
od. dgl. durchführen läßt. Abgesehen davon, daß Sch weißungen od. dgl. a:i einem
fertigen Steuerungsband schwer aus:führbar sind, ist bei diesen Vorgängen stets
das Stahlband als solches dadurch gefährdet, daß durch die thermische Behandlung
Spannungen ausgelöst werden, welche die ebene Beschaffenheit des Bandes und seine
Festigkeit be einträchtigen. Dabei ist immer vorausgesetzt, dall eine solche Korrektur
überhaupt haltbar ist, was bei den bei der Betätigung von Druckluftventilen auftretenden
Beanspruchu:nge@n keineswegs als sicher angesehen werden kann.
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Der Hauptvorteil eines Steuerungsbandes mit aufgesetzten Höckern besteht
jedoch gegenüber einem Steuerungsband mit Löchern in funktionsmäßiger Hinsicht darin,
d:aß in den sehr häufigen Fällen, bei denen ein Steuerventil über viele Schaltschritte
hinweg in derselben geöffneten Stellung verbleiben kann bzw. muß, dies bei aufgesetzten
Höckern ohne weiteres möglich ist, während ein Band mit Steuerungslöchern dies nur
zuläßt, wenn die über den entsprechenden Schaltschritten liegenden Löcher miteinander
zu einem entsprechend langen. Schlitz verbunden werden. Ist dies nicht der Fa11,
so. muß das Ventil in jedem Fall betätigt werden, unabhängig von der Geschwindigkeit,
mit welcher der Schaltschritt ausgeführt wird. Die Verbindung der Löcher zu einem
langen Schlitz führt bei der vorliegenden Häufung von Impulsreihen zu einem weitgehenden
Zerschneiden der Bänder, so daß dieselben keine Festigkeit mehr besitzen und damit
nicht mehr brauchbar sind.
Im Gegensatz hierzu hat ein Band mit
aufgesetzten Höckern in jedem Fall seine volle Festigkeit. Wenn über viele- S:chaltschritte,
hinweg keine Höcker vorhanden sind, so stören die für das Einsetzen von Höckern
vorgesehenen Löcher in keiner Weise. Das Band gleitet an dem das Ventil betätigenden
Hebel vorbei, ohne denselben zu beeinflussen. Kommt jedoch eine ganze Reihe von
Höckern, welche das Ventil über viele Schaltschritte hinweg offen halten müssen,
so fällt zwar der He bul zwischen den Höckern auch etwas zurück, und auch das Ventil
spricht etwas an. Infolgü der Geschwindigkeit, mit welcher der Schaltschritt ausgeführt
wird, kommt es jedoch nicht zu einer eigentlichen Auswirkung in der durch das Ventil
gesteuerten Arbeitsleitung: Wie bei Versuchen festgestellt wurde, läßt es sich erreichen,
daß infolge der kurzen, zur \`-erfügung stehenden Zeit keine: nießbaren Verändrungen
des Druckes eintraten. Diese Erschzinung ist darauf zurückzuführen, daß infolge
der Trägheit der Massen des Hebels und des Ventils diesellben dem Hebel nur unvollkommen
oder Überhaup-t nicht in die, Lücke zwischen den Höckern einfallen lassz#ii. Bei
einem Steuerungsband, welches Löcher zum Steuern hat, muß jedoch auf alle Fälle
der Hebel od. dgl. das Steuerungsloch verlassen, wenn geschaltet wird, sofern man
nicht die erwähnten Schlitze vorsieht.
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Ein weiterer Vorteil des Steuerungsbandes mit auf-"setzten Höckern
besteht darin, daß der aufgesetzte Höcker gegen Abnutzung widerstandsfähiger ist
als der Rand eins Loches im Stahlband. Beim Überrollen des Loches treten leicht
Beschädigungen ein, was bei Berücksichtigung der Schaltgeschwindigkeit und der durch
das pneumatische, gentil bedingten Kräfte ohne weiteres ein1Duchtend ist. Der aufgesetzte
Höcker ist an sich weit widerstandsfähiger, und wenn er tatsächlich trotzdem einmal
abgenutzt wird, kamt er ohne weiters entfernt und durch einen neuen Höcker ersetzt
werden. Im Falle eines ausgerissenen Loches ist -eine Reparatur jedoch praktisch
unmöglich, es muß , vielmehr das ganze Ste @erüngsband. ersetzt werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht. Manche der nachstehend beschriebenen Einzelheiten sind an sich
bekannt, das Patent schützt jedenfalls nur Ausführungen gemäß den Patentansprüchen.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt einte Druckmittelsteuerung gemäß der Erfindung;
Fig@2 zeigt die Druckmittels.teuerung in einem Längsschnitt nach der Linie A-B der
Fig. 1, und. Fig.3 zeigt in vergrößertem Maßstab einem abgebrochenen Längsschnitt
durch ein Stahlband d; r Steuerung.
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Die Druckmittelstcuerung ist in einem Programmschalter zusammengefaßt,
der eine beliebig große Anzahl von einzelnen Ventilen 1 enthält.
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Jedes Element oder Organ der zu steuernden Masthirne. welches eine-
Funktion oder eine Operation ausübt, ist mit einem derartigen Ventil 1 im Programmschalter
v,-rtreten. Die im Ausführungsbeispiel vorgesehen,en vierundfünfzig Ventile sind
in vier Reihen im Ventilgehäuse 2 angeordnet, wobei je zwei Reihen mit einer gemeinsamen
Druckluftbohrung 3 und cincr Abluftbohrung 17 verbunden sind. Die Ventile können
in bekannter Weise aus Tellerventilen bestehen, die an einen Ventilschaft angeordnet
sind, der mit einem Ventilstößel 8 zusaminenwirkt. Nach dem Abheben des Ventiltellers.
strömt Druckluft aus -,12r Bohrung 3 in einen. Raum, der mit einem Rohra::schluß
15 in Verbindung steht, welcher zu irgendeiner Funktionsstelle an der zu steuernden
Maschine führt. Die Betätigung der Ventilstößel 8 erfolgt durch je einen Hebel 18.
Aus baulichem Gründen sind die Hebel 18 abwechselnd auf einer Achse 19
oder auf einer Achse 20 drehbar gelagert. Von jeder Seite kommen i#ntspreclie,nde
Hebel in zwei verschiedenen Längen, wobei sie je eine Reihe von Ventilen 1 betätigen.
Auf der Rückseite eines jeden Hebels 18 ist eine Rolle 21 drehbar gelagert.
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Vor den Hebeln 18 ist eine Schaltwalze 22 drehbar gelagert. Über diese
Walze ist ein Stahlband 23 geführt, welches mit den erfindungsgemäßem V orsprüngen
in Form von Höckern 24 nach Art von Nietköpfen versehen ist. Gelangt ein. solcher
Höcker 24 vor die Rolle 21 eines Hebels 18, so wird der Hebel 18 über die Rolle
21 um die Höhe des Höckers 24 zurückgedrückt. wodurch das zugehörige Ventil 1 geöffnet
wird. Das Stahlband 23 hat zwei Lochreihen 25, in welche: Zapfen 26 der Schaltwalze
22 eingreifen und das Stahlband entsprechend der Drehung der Walze 22 filmartig
transportieren.
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Im Ausführungsbeispiel sind zwei Stahlbänder 23 nebeneinander auf
einer gemeinsamen Schaltwalze 22 vorgesehen. Anstatt dessen können auch mehr als
zwei Stahlbänder oder nur ein einziges Stahlband verwendet werden. Das Stahlband
ist endlos verlötet oder verschweißt, seine Länge richtet sich nach dein Programm,
welches auf dein Band untergebracht werden soll.
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Das Stahlband 23 hat außerdem kleine, in Reihen entsprechend dem Rollen
21 angeordnete Löcher 27, in welche entsprechend dem jeweiligen Steuerungsprogramin
die Höcker 24 eingenietet werden. Die Höcker werden also derart auf dem Stahlband
23 befestigt, daß sie in der Reihenfolge des Arbeitszyklus eutspne#chend den gewünschten
Operationen der Maschine aufeinanderfolgen.
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Das Stahlband 23 ist das einzige Element, welches bei einer Veränderung
des Arbeitszyklus der gesteuerten Maschine ausgewechselt werden muß. Die Auswechslung
des Stahlbandes erfolgt in bequemer Weise dadurch, daß mit Hilfe eines Griffknopfes
28 die Achse 29 nach rechts herausgezogen wird (Fig. 2). Daraufhin. kann die Schaltwalze
2 frei herausgenommen werden, so daß ein neues Stahlband eingelegt und die Walze
dann wiedereingebaut werden kann.
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Die Achse 29 verbindet mittels eines Vielkeilprofils 30 die Walze
22 mit einer Nabe 31, die im Gehäuse drehbar gelagert ist. Auf der Nabe 31 sitzt
ein mit derselben fest verbundenes Indexrad 32; vor welchem ein Schaltrad 33 drehbar
und axial verschiebbar auf der \Tabe 31 gelagert ist. Einseitig wirkende Schaltzähme
34 stellen in einer Richtung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltrad
33 und dem Indexrad 32 her. Das Schaltrad 33 steht unter der Wirkung einer Druckfeder
35, welche die Schaltzähne 34 in axialer Richtung ineinanderdrückt. Auf das Schaltrad
33 wirkt eine Zahnstange 36, die mit Hilfe eines Druckluftkolbens verschiebbar ist.
Auf diesem Dr-uckluftkolbe:n wirken die Druckluftimpulse, welche die Fortschaltung
bewirken. Durch den Eingriff der Zahnstange 36 in das Schaltrad 33 wird bei dem
Hub der Zahnstange das Schaltrad 33 um den Weg eines Schaltzahnes 34 verdreht und
damit über die Walze 22 das Stahlband 23 um einen Schaltschritt transportiert.
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Beim Einrichten einer Maschine für den automatischen Betrieb ist es
notwendig, von Hand die einzelnen Bewegungen der Maschine einleiten zu können. Bei
der vorliegenden Erfindung ist dies in einfachster Weise dadurch möglich, daß entweder
die Walze 22
mit dem Stahlband 23 ganz herausgenommen oder
in eine Stellung gedreht wird, in welcher keine Höcker 24 auf die Rollen 21 drücken
können.
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Bei einem wirksamen Schaltschritt des Stahlbandes 23 öffnet ein Nietkopf
24,des Stahlbandes 23 über eine Rolle 21 und den zugehörigen Hebel 18 ein Ventil
1, wodurch Druckluft in die zugehörige Steuerleitung 15 -egebeu wird. Nach Ausführung
der gewünschten Funktion wird selbsttätig ein weiterer Schaltschritt des Stahlbandes
23 herbeigeführt. Der vorher wirksame Nietkopf 24 wird unwirksam, während dafür
ein anderer Nietkopf 24 auf ein entsprechendes Ventil 1 wirkt. Durch entsprechende
Anordnung der nietkopfartigen Höcker 24 in den Löchern 27 des Stahlbandes 23 kann
man somit jede gewünschte Funktion, bei der Steuerung der Arbeitsmaschinen entsprechend
dem vorgeschriebenen Zyklus herbeiführen. Die Umstellung einer Maschine auf einen
anderen Arb!eitszyklus erfolgt in einfacher Weise durch Auswechseln des Bandes 23.