DE1149214B

DE1149214B - Selbsttaetige Drosseleinrichtung

Info

Publication number: DE1149214B
Application number: DEA34817A
Authority: DE
Original assignee: Acme Industrial Co
Current assignee: Acme Industrial Co
Priority date: 1959-06-04
Filing date: 1960-06-03
Publication date: 1963-05-22
Also published as: GB917682A; US2974642A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A34817Xn/47g

ANMELDETAG: 3. JUNI 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 22. MAI 1963

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Drosseleinrichtung zur Einschaltung zwischen Steuereinrichtung und Verbraucher eines Druckmittelsystems.

Es ist bereits eine selbsttätig wirkende Ventilanordnung zur Steuerung und Drosselung des Zu- bzw. Rücklaufes eines Druckmittels zu bzw. von einer Arbeitseinrichtung bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt eine Steuerung jedoch nur in einer Richtung; in der anderen Richtung, also beim Rücklauf, soll nur eine Drosselung stattfinden.

Weiter weist die bekannte Anordnung den Nachteil auf, daß zwei Schraubenfedern für das wirksame Arbeiten des Ventils notwendig sind.

Es ist auch bereits ein Ventil mit einem in zwei Richtungen verschiebbaren Steuerkolben bekannt, dessen Aufgabe jedoch nicht darin bestellt, den Zu- und Rücklauf eines hydraulischen Motors zu steuern, sondern welches dazu bestimmt ist, bei gleichem Druck auf beide Flächen des Steuerkolbens eine feste, unveränderliche Einstellung des hydraulischen Motors zu gewährleisten. Das bekannte Ventil weist keine in ihrem Querschnitt veränderlichen Drosselöffnungen auf und macht außerdem von wenigstens zwei Schraubenfedern Gebrauch.

Ziel der Erfindung ist eine selbsttätige Drosseleinrichtung, welche eine Steuerung sowohl des Zu- als auch des Rücklaufes eines Druckmittelsystems gestattet und bei der auf Schraubenfedern od. dgl. vollständig verzichtet werden kann.

Hierzu ist die selbsttätige Drosseleinrichtung zur Einschaltung zwischen Steuereinrichtung und Verbraucher eines Druckmittelsystems gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß zwecks Drosselung des Zu- und Rücklaufs zumbzw. vom Verbraucher ein durch das zu drosselnde Druckmittel zwischen zwei verstellbaren Anschlägen verschiebbarer Kolben zwei Drosselnuten mit sich verengendem Querschnitt trägt, die derart gegenläufig angeordnet sind, daß jeweils eine einen gedrosselten Durchgang zwischen zwei mit den Leitungen von der Steuereinrichtung bzw. zum Verbraucher verbundenen Kammern herstellt.

Um einen möglichst einfachen Aufbau zu gewährleisten und die Drosseleinrichtung möglichst empfindlich zu machen, ist weiter vorgesehen, daß der Kolben frei von Federn od. dgl. unbehindert zwischen seinen beiden Endstellungen verschiebbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines hydraulischen Steuersystems zum Hin- und Herbewegen des Schlittens einer Revolverdrehbank,

Selbsttätige Drosseleinrichtung

Anmelder:

Acme Industrial Company,
Chicago, IU. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. C.Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Juni 1959

Fig. 2 ein teilweise geschnittener Aufriß einer Einrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4 und 5 Einzeltedle im wesentlichen entlang der Linien IV-IV und V-V in den Fig. 2 bzw. 4,

Fig. 6 und 7 sowie 8 und 9 Einzelteile ähnlich denen der Fig. 4 und 5 in abgeänderten Ausführungen, Fig. 10 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte hydraulische System weist eine Drosseleinrichtung 10 auf. Der Revolverkopfschlitten 12 einer nicht vollständig dargestellten Revolverdrehbank ist so eingerichtet, daß er durch einen aus einem Zylinder 16 und einem Kolben 18 bestehenden, doppeltwirkenden hydraulischen Antrieb 15 auf ein Werkstück 14 zu- und von ihm wegbewegt werden kann; die Kolbenstange des Kolbens 18 ist mit dem Schlitten 12 verbunden. Ein Revolver 19 kann durch Drehung um eine senkrechte Achse auf dem Schlitten 12 auf Teilmarken eingestellt werden und trägt fünf Metallbearbeitungswerkzeuge 20 bis 24. Wenn der Schlitten 12 gegen das Werkstück 14 vorgeschoben wird, welches in einem Spindelfutter 25 gehalten und mit diesem gedreht wird, kommt der Stahl oder das Werkzeug, der bzw. das dem Werkstück 14 benachbart liegt, in Berührung mit demselben und führt irgendeinen Bearbeitungs- oder Schneidvorgang aus.

Der Revolver wird dann von dem Werkstück 14 zurückgezogen und automatisch durch eine bekannte, nicht dargestellte Vorrichtung um einen bestimmten

309 597/162

Winkel weitergestellt, um* das nächste Werkzeug so einzustellen, daß es während des nächsten Bewegungsvorganges mit dem Werkstück 14 in Berührung kommt.

Zur Steuerung des hydraulischen Antriebes 15 sind die entgegengesetzten Enden des Zylinders 16 durch einen Vierwegeschieber 26 mit einer Druckquelle, z. B. Pumpe 28, und einem Behälter 29 verbunden. Im einzelnen führt eine Leitung 30 von dem linken Ende Nachdem das Schneidwerkzeug genügend weit in das Werkstück 14 verschoben ist, wird der Revolverschlitten 12 durch Abschalten des Elektromagneten 40 und Erregen des Elektromagneten 44 zurückgezogen. In einigen Fällen kann das Umgehungsventil 46, sobald die Umsteuerung eintritt, geöffnet werden, so daß der Revolverschlitten sich schnell zurückbewegt. In anderen Fällen jedoch ist es erwünscht, daß das Schneidwerkzeug langsam von der Stelle des

des Zylinders 16 zu einer Öffnung 31 im Gehäuse des io weitesten Vorschubs im Werkstück 14 zurückbewegt

Vierwegeschiebers 26, während Leitungen 32, 32 a von dem rechten Ende; des Zylinders 16 durch die Drosseleinrichtung 10 zu einer Öffnung 34 des Vierwegeschiebers 26 führen. Der Ausgang der Pumpe 28 ist auf eine Öffnung 35 gerichtet, während mit Abstand zueinander liegende Öffnungen 36, 37 direkt zum Behälter 29 führen.

Wenn ein Elektromagnet 40 erregt wird, um den Kolben 41 des Vierwegeschiebers 26 nach links gegen

die Vorspannung einer Feder 42 zu verschieben, wer- 20 des Revolvers 12 in beiden Richtungen zu bestimmen, den die drei Bunde auf dem Kolben 41 relativ zu den Die Drosseleinrichtung 10 weist ein Gehäuse 50 mit

wird. Darüber hinaus kann die beste Rückschubgeschwindigkeit für jedes Schneidwerkzeug verschieden sein. Deswegen ist es erwünscht, nicht allein für einen Rückschub zu sorgen, sondern den besonderen Wert dieses Rückschubes einzeln auswählbar zu machen.

Die Aufgabe der Drosseleinrichtung 10 ist es, eine Drosselung zwischen den Leitungen 32, 32 a zu schaffen, um die Geschwindigkeiten des Kolbens 18 und

Öffnungen so eingestellt, daß der Ausgang der Pumpe 28 über die Drosseleinrichtung 10 mit dem rechten Ende des Zylinders 16 und das linke Ende des Zylinders 16 mit dem Behälter 29 verbunden wird. Demgemäß wird Druckmittel in das rechte Ende des Zylinders 16 mit einer Geschwindigkeit strömen, die bestimmt wird durch die von der Drosseleinrichtung 10 bewirkte Drosselung, wobei angenommen wird, daß der Pumpendruck und der Widerstand gegen eine Bewegung des Kolbens 18 sich nicht merklich verändern.

Wenn andererseits ein Elektromagnet 44 erregt wird, um den Kolben 41 nach rechts gegen die Vorspannung einer Feder 45 zu verschieben, werden die Bunde auf dem Kolben 41 so eingestellt, daß eine Verbindung zwischen dem Ausgang der Pumpe 28 und dem linken Ende des Zylinders 16 hergestellt wird und weiter eine Verbindung von dem rechten Ende des Zylinders 16 über die Drosseleinrichtung 10 zum Behälter 29. In diesem Fall zieht der Kolben 18 den Revolverschlitten 12 von dem Werkstück 14 weg; die Bewegungsgeschwindigkeit wird durch den Widerstand bestimmt, den die Drosseleinrichtung 10 dem Druckmittelfluß entgegensetzt.

In den Fällen, wo es erwünscht ist, daß der Revolverschlitten mit einer sehr hohen Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, kann ein normalerweise geschlossenes Umgehungsventil 46 durch Erregung eines zueiner ersten Kammer 51 und einer zweiten Kammer 52 auf, die durch einen Kanal 54 verbunden sind. In dem Gehäuse 50 wird ein verschiebbares Teil 55 mit einem Kolben 56 gleitend geführt, dessen Oberfläche 57 gleitend und passend in dem Kanal 54 angeordnet ist. Der Kolben 56 ist mit einer Drosselnut 58 in seiner Oberfläche versehen; diese Aussparung verjüngt sich im Querschnitt in Richtung auf die zweite Kammer 52 zu. Schließlich sind Anschläge für den Kolben 56 vorgesehen, um seine Bewegung auf die zweite Kammer 52 zu zu begrenzen. Ein derartiger Anschlagisthierbet spielsweise eine verstellbare Anschlagschraube 59, die so angeordnet ist, daß das Ende einer Stange 60 auf sie auftrifft.

Wenn Druckmittel durch die Leitungen 32 und 32 a zum Behälter 29 zurückläuft OFig. 1), läuft dieses von der Leitung 32 in die Kammer 51 (Fig. 2), dann durch die Drosselnut 58, weiter durch eine kleine, zwischen der Wand des Kanals 54 und dem unken Ende der Drosselnut 58 gebildete Öffnung 61 bis zur Kammer 52. Von der Kammer 52 kann das Druckmittel zu der Leitung 32 α kufen und weiter zum Behälter 29 (Fig. 1).

Offensichtlich wird die Größe der öffnung 61 und die von ihr bewirkte Einschnürung oder ihr Widerstand gegen den Druckmittelfluß durch die axiale Stellung des Kolbens 56 bestimmt. Weil der Druck des Druckmittels, das von der Kammer 51 zur Kam

geordneten Elektromagneten 48 geöffnet werden; so 50 mer 52 fließt, den Kolben 56 nach links drückt, hängt

umgeht dieses Ventil ohne Drosselung die Drosseleinrichtung 10.

Bei der beispielsweise in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist es häufig erwünscht, daß der Revolver 12 schnell gegen das Werkstück 14 bewegt wird, bis von den Werkzeugen 20 bis 24 das nächstliegende sich dem Werkstück eng angenähert hat. Danach muß der Revolverschlitten 12 und das in Arbeitsstellung befindliche, auf das Werkstück einwirkende Werkzeug mit einer geringeren Vorschubgeschwindigkeit bewegt werden. Diese nach vorn gerichtete Vorschubgeschwindigkeit muß in vielen Fällen entsprechend dem besonderen verwendeten Werkzeug gewählt werden. Zum Beispiel könnte das Werkzeug 20 bei einer relativ hohen Vorschubgeschwindigkeit in das Werkstück 14 bewegt werden, während das Werkzeug 21 einen sehr geringen Vorschub in das Werkstück erfordern könnte.

die axiale Stellung des Kolbens 56 von der Einstellung der Anschlagschraube 59 ab.

Die Form der Drosselnut 58 ist in den Fig. 4 und 5 deutlicher dargestellt. Nach Fig. 4 verjüngt sich die Drosselnut 58 in ihrer Breite in Richtung auf das linke Ende des Kolbens 56 zu. Weiter verjüngt sich die Drosselnut 58 in ihrer Tiefe (Fig. 5).

Um eine vorwählbare Drosselung in der entgegengesetzten Richtung, d.h. von der Leitung32a zu der Leitung 32, hervorzurufen, ist eine zweite Drosselnut 65 in der Oberfläche 57 des Kolbens 56 ausgebildet. Die Drosselnut 65 ist in Größe und Form der Drosselnut 58 gleich, verjüngt sich aber in der entgegengesetzten Richtung. Ein zweiter Anschlag in Form einer einstellbaren Schraube 66 ist gegenüber einer Stange 68 angeordnet. Dieser Anschlag bestimmt die Grenzstellung, bis zu der der Kolben 56 nach rechts geschoben werden kann.

Wenn Druckmittel von der Leitung 32 α zu der Leitung 32 fließt, drückt sein Druck den Kolben 56 nach rechts (Fig. 2), bis die Stange 68 den Anschlag 66 berührt. Dadurch wird das Ausmaß, bis zu welchem das rechte Ende der sich verjüngenden Drosselnut 65 aus dem Kanal 54 hervorspringt, und so die Größe der Drosselung bestimmt.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Drosselnut 58 nach der Kammer 51 hin in allen Stellungen des Kolbens 56 offen, während die Drosselnut 65 zu der Kammer 52 hin in allen Stellungen des Kolbens 56 offen ist. Es ist jedoch möglich, daß eine mittlere Stellung den Durchgang von Druckmittel in jeder Richtung sperrt.

Das Gehäuse 50 weist eine Hülse 50 α auf, die den Kanal 54 bildet. Diese Hülse ist an ihren entgegengesetzten· Enden durch Gewindepfropfen 50 b und 50 c verschlossen, die zur gleitenden Aufnahme der Stangen 60 und 68 durchbohrt sind. Die Hülse 50 a kann innerhalb eines Blocks 50 d angeordnet sein.

Um sowohl die Vorschub- als auch die Rückschubgeschwindigkeit für jeden von mehreren zyklischen Arbeitsvorgängen voreinstellen zu können, d. h. für jedes der Werkzeuge 20 bis 24 in Fig. 1, ist die Einstellung von verschiedenen Rechts- und Linksbegrenzungen des Kolbens 56 für aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge der Revolverbewegung vorgesehen. Wie hier in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wirken mehrere Vorwärtsanschläge 59 mit der Stange 60 zusammen. Es gibt einschließlich der Anschläge 59 a und 59 δ fünf derartige Anschläge, von denen nur drei in Fig. 2 zu sehen sind. Diese Anschläge 59, 59 α und 59 b sind als einstellbare Anschlagschrauben ausgebildet; sie werden von einer Scheibe 70 getragen, die an einem Ring 71 befestigt ist, welcher im Winkel einstellbar ist.

In gleicher Weise wirken mehrere Anschläge 66 mit der Stange 68 zusammen. Es gibt fünf derartige Anschläge, von denen nur drei, nämlich 66, 66 a, 66 b, in Fig. 2 sichtbar sind. Diese Anschläge 66, 66a, 66& haben wieder die Form von einstellbaren Anschlagschrauben, die von einer Scheibe 72 getragen werden, die mit einem im Winkel einstellbaren Ring 73 verbunden ist, der starr mit dem Ring 71 gekoppelt ist.

Wie schematisch in Fig. 1 durch die Verbindungslinie 74 dargestellt, ist der Revolver 12 mit den Ringen 71, 73 und den Scheiben 70, 72 so verbunden, daß bei Einstellung des Revolvers 12 auf die aufeinanderfolgenden fünf Winkelstellungen aufeinanderfolgende Rechts- und Linksanschläge gegenüber den Kolbenstangen 68 und 60 gebracht werden.

Dieselbe Drosselwirkung kann dadurch erhalten werden, daß die Drosselnuten sich entweder nur in der Breite oder nur in der Tiefe verjüngen. Die Fig. 6 und 7 stellen einen Kolben 56' mit einer Oberfläche 57' mit der Drosselnut 58' dar. Diese verjüngt sich in ihrer Breite nach dem linken Ende hin und ist von einheitlicher Tiefe (Fig. 7).

Die Fig. 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform der Drosselnut dar. Dort wird ein Kolben 56" mit einer Oberfläche 57" mit einer Drosselnut 58" gezeigt, welche von einheitlicher Breite (Fig. 8) ist, aber von sich verjüngender Tiefe (Fig. 9).

In Fig. 10 wird eine weitere Ausführungsform der Drosseleinrichtung veranschaulicht. Statt mehrere Anschläge vorzusehen, kann ein einzelner verstellbarer Anschlag verwendet werden. Die Scheibe 72 und die Anschläge 66, 66 a, 66 & (Fig. 2) fallen bei dieser Ausführungsform weg. Statt dessen ist ein einzelner Anschlag in Form einer Kappe 80 gegenüber der Stange 68 angeordnet. Zum Zwecke einer Einstellung ist die Kappe 80 ebenso wie die Hülse 50 α bei 81 mit Gewinde versehen. Wenn die Scheibe 70 im Winkel eingestellt wird, um nacheinanderiolgende von den Anschlägen 59, 59 a und 59 & in die Wirkstellung ίο gegenüber der Kolbenstange 60 zu bringen, um dadurch die Drosselung des Druckmittelflusses von der Leitung 32 zu der Leitung 32« zu bestimmen, bleibt die Drosselung des Druckmittelflusses in der entgegengesetzten Richtung fest.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbsttätige Drosseleinrichtung zur Einschaltung zwischen Steuereinrichtung und Ver-

zo braucher eines Druckmittelsystems, dadurch ge kennzeichnet, daß zwecks Drosselung des Zu- und Rücklaufs zum bzw. vom Verbraucher (15) ein durch das zu drosselnde Druckmittel zwischen zwei verstellbaren Anschlägen (59, 66, 80) verschiebbarer Kolben (56) zwei Drosselnuten (58, 65) mit sich verengendem Querschnitt trägt, die derart gegenläufig angeordnet sind, daß jeweils eine einen gedrosselten Durchgang zwischen zwei mit den Leitungen (32 a bzw. 32) von der Steuereinrichtung (26) bzw. zum Verbraucher (15) verbundenen Kammern (52 bzw. 51) herstellt.

2. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) frei von Federn od. dgl. unbehindert zwischen seinen beiden Endstellungen verschiebbar ist.

3. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) etwas länger als der Kanal (54) ist, in dem er sich verschiebt.

4. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselnuten (58, 65) mit der vollen Tiefe an entgegengesetzten Enden des Kolbens (56) beginnen und eine sich gegen das andere Ende des Kolbens vermindernde Querschnittsfläche besitzen.

5. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende einer oder beider Kolbenstangen (60,68) des Kolbens (56) ein Satz von verstellbaren Anschlägen (59 bzw. 66) vorgesehen ist, von denen jeder wahlweise mit dem betreffenden Ende der Kolbenstange in Zusammenwirkung gebracht werden kann.

6. Drosseleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz von Anschlägen (59, 66) auf einer drehbaren Scheibe (70, 72) angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 045 195;

französische Patentschriften Nr. 915 659,
1149196;

britische Patentschrift Nr. 820 797;
USA.-Patentschriften Nr. 1 967 851, 2 468 960,
2483 312, 2 745 433.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen