DE1427073C - Manually operated control device for hydraulic drives of tables, slides or the like on machine tools - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine handbetäügte Steuervorrichtung für hydraulische Antriebe von Tischen, Schlitten ad, dgl, an Werkzeugmaschinen mit einem Handrad, das über eine Servoeinrichtung mit dem Steuerkolben eines Steuerventils in Antriebsverbindung steht.The invention relates to a hand-held Control device for hydraulic drives of tables, slides ad, the like, on machine tools with a handwheel which is in drive connection with the control piston of a control valve via a servo device stands.

Eine solche Vorrichtung ist durch die schwejzerische Patentschrift 351 479 bekannt. Dabei erstreckt sich längs am verschiebbaren Tisch, eine verschiebbare Zahnstange, deren eines Ende am Steuerkolben eines Steuerventils angreift, welches gleichfalls am Maschinentisch angebracht ist. Das Steuerventil ist in der üblichen Weise mit dem hydraulischen Zylinder verbunden, durch dessen Kolben die Verschiebung des Tisches in der einen oder anderen Richtung erfolgt. In die erwähnte Zahnstange greift ein Ritzel ein, welches unabhängig vom Maschinentisch gelagcrt ist unJ über einen Getriebezug mit einem Handrad gedreht werden kann. Wird das Handrad in der einen oder anderen Richtung gedreht, so verschiebt sich dadurch die Zahnstange längs in der einen oder anderen Richtung, so daß auch der Steuerkolben des Steuerventils eine Verschiebung erfährt, welche ihrerseits die Verschiebung des Tisches um die Länge des Verschiebeweges uer Zahnstange in deren Verschiebungsnchtung auslöst. Da d™ Steuerventil mit dem zu verschiebenden Tisch fest verbunden ist, entspricht die Bewegung des Tisches jenau der Ver-Schiebebewegung der Zahnstange. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß der Standort des die Maschine Bedienenden an der Maschine in bezug auf den Tisch unveränderlich festliegt, da die über das Handrad zu verschiebende Zahnstange unmittelbar am zu bewegenden Tisch geführt und gehalten ist.Such a device is known from Swiss patent 351,479. A sliding rack, one end of which engages the control piston of a control valve, which is also attached to the machine table, extends lengthways on the movable table. The control valve is connected in the usual way to the hydraulic cylinder, the piston of which moves the table in one direction or the other. A pinion engages in the mentioned rack, which is mounted independently of the machine table and can be turned with a handwheel via a gear train. If the handwheel is turned in one direction or the other, the rack shifts lengthways in one or the other direction, so that the control piston of the control valve also experiences a shift, which in turn shifts the table by the length of the displacement path of the rack the displacement of which triggers. Since the d ™ control valve is firmly connected to the table to be moved, the movement of the table corresponds exactly to the shifting movement of the rack. The disadvantage of this device is that the location of the operator of the machine on the machine with respect to the table is fixed, since the rack to be moved via the handwheel is guided and held directly on the table to be moved.

F.ine andere bekannte Steuervorrichtung für die Verstellbewegung eines Schlittens an einer Nach formfräsmaschine (deutsche Patentschrift 686 948) weist ein Servoventil mit Drehkolben auf, dessen eines Ende über einen Kegelantrieb mit einem Handrad dreh- und verschiebbar verbunden ist. während das andere F.nde eine in einer am Schlitten angeordneten Mutter geführte Leitspindel trägt. Je nach Drehrichtung des Handrades und entsprechender Verschiebung des Kolbens wird der Schlitten nach der cincn oder anderen Seite beweg' Diese Vorrichtung hat ebenfalls den Nachteil, daß sich der Standort des die Maschine Bedienenden unmittelbar an der Maschine befinden muß.F. Another known control device for the adjustment movement of a slide on a post-form milling machine (German Patent 686 948) has a servo valve with rotary piston, one of which The end is rotatably and displaceably connected to a handwheel via a bevel drive. while that the other end carries a lead screw guided in a nut located on the slide. Depending on the direction of rotation of the handwheel and the corresponding displacement of the piston, the slide is after the cincn or other side moving 'This device also has the disadvantage that the location of the the machine operator must be located directly at the machine.

Nun ist auch eine Handsteuereinrichtung bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 1 087 876) die diesen Nachteil vermeidet; hierbei sind die die Dc-Wcgung vom Handrad zum Steuerkolben übertragenden Mittel nicht mechanischer, sondern hydraulischer Art: Zur Erzeugung des den Kolben eines Steuer-Ventils bewegenden hydraulischen Druckes ist eine von Hand betätigte, in beiden Richtungen wirkende Pumpe vorgesehen. Diese Einrichtung hat jedoch eine unerwünschte Stcuer-Ungefiauigkeit zur Folge, welche abhängt und bestimmt ist von einer Anzahl für hydraulische Pumpenantricbe charakteristischer Faktorctt, z. B. der Ptimpcnart, Kontinuität der Fordcrmengc, Drehzahl, Viskosität und Temperatur des Verwendeten Druckmediums.A manual control device has now also become known (German Auslegeschrift 1 087 876) which avoids this disadvantage; here they are the DC movement The means transmitting from the handwheel to the control piston are not mechanical, but hydraulic Type: To generate the hydraulic pressure that moves the piston of a control valve, a Hand operated bidirectional pump provided. However, this facility has result in an undesirable control inaccuracy, which depends and is determined by a number more characteristic of hydraulic pump drives Factorctt, e.g. B. the type of impulse, continuity of the demand, Speed, viscosity and temperature of the pressure medium used.

Neben diesen als Scrvusicucrungcn wirkenden Handsteuercinrichtungen zur Steuerung beweglicher MaschincnclGmente an Werkzeugmaschinen sind sogenannte Dircktsleuerungen bekannt, z. B. sind im Buch von Dürr—-Wächter, »Hydraulische Antriebe«, Carl-Hanser-Verlag, München, 1952, S. 61 bis 63, hydraulisch arbeitende Handhebel-oder Haiidfaddirektsteuerungen beschrieben. Eine elektrische iHandhebelsteuerung ist beispielsweise durch die deutsche Patentanmeldung B 8275 I b/49 b bekanntgeworden. Besides these acting as scribes Manual control devices for controlling movable machine components on machine tools are so-called Dircktsleuerungen known, z. B. Dürr's book - Wächter, "Hydraulic Drives", Carl-Hanser-Verlag, Munich, 1952, pp. 61 to 63, hydraulically operating hand lever or direct control controls described. An electric hand lever control is for example through the German patent application B 8275 I b / 49 b became known.

| Außer erhöhtem Kraftaufwand durch den Bedienenden, welchen Direksteuerungen im allgemeinen| Apart from increased effort by the operator, which direct controls in general

iq gegenüber einer Servosteuerung erfordern, müssen bei der hydraulischen Handsteuerung der Handhebeliq require a servo control must with the hydraulic hand control the hand lever

. ipder das Handrad beim Stillsetzen einer Vorschubbewegung stets in ihre Mittel- oder Nullstellung, in der keine Vorschubbewegung stattfindet, zurückgebracht werden, wodurch unerwünschte Leerlaufzeiten entstehen und was erhöhte Aufmerksamkeit hinsichtlich unbeabsichtigtem Loslassen des Bedienungsorgans mit all seinen Gefahren erfordert.
Bei der elektrisch arbeitenden Handhebelsteuerung ist dieser Nachteil zwar vermieden; die Steuerung mit Hilfe der die FeiJstärken der Antriebsmotore direkt beeinflussenden Regelwiderstände bedingt jedoch erheblichen elektrischen und baulichen Aufwand, um ein zufriedenstellendes Leistungsverhalten derartiger Antriebe über einen größeren Geschwindigkeitsbereich zu sichern. Darüber hinaus ist hierbei eine für den Bedienenden sinnfällig, entsprechend den Bewegungsachsen gegebene Betätigung und eine feinfühlige Geschwindigkeitseinstellung nicht. ipder, when a feed movement is stopped, the handwheel must always be brought back to its central or zero position, in which no feed movement takes place, which results in undesirable idle times and which requires increased attention with regard to unintentional letting go of the operating element with all its dangers.
In the case of the electrically operated hand lever control, this disadvantage is avoided; however, the control with the aid of the control resistors, which directly influence the strengths of the drive motors, requires considerable electrical and structural effort in order to ensure satisfactory performance of such drives over a larger speed range. In addition, an actuation given according to the axes of movement and a sensitive speed setting are not evident for the operator

möglich. Handhebelstellorgane für die Steuerung der jeweiligen Bewegungsrichtungen sowie der Vor-Schubgeschwindigkeiten sind für den Bedienenden schwieriger und im vorliegenden Fall grundsätzlich nachteiliger als Handradstellorgane.possible. Hand lever actuators for controlling the respective directions of movement and the forward thrust speeds are more difficult for the operator and are fundamental in the present case more disadvantageous than handwheel actuators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine handbetätigte Steuervorrichtung der eingangs erwähnten Ausführung so auszubilden, daß sowohl eine von der Maschine weitestgehend unabhängige Standortwahl für den Bedienungsmann als auch eine feinfühlige Bedienung entsprechend den Bewegungsrichtungen mit Steuerung der Geschwindigkeit nach Gefühl ermöglicht werden, wobei die durch die Drehung des Handrades ausgelösten Steuerbefehle so exakt ausgeführt werden sollen, daß eine hohe VerSteilgenauigkeit der Tische bzw. Schlitten gewährleistet ist.The invention is based on the object of providing a hand-operated control device of the type mentioned at the beginning To train execution so that both a largely independent of the machine Location selection for the operator as well as sensitive operation according to the directions of movement with control of the speed Feeling made possible, the control commands triggered by the rotation of the handwheel so are to be carried out exactly so that a high distribution accuracy of the tables or slides is guaranteed is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Handrad auf einer mit einer kraftschlüssigen Bremse in Wirkverbindung stehenden Triebachse eines von einem Motor mit konstanter Drehzahl angetriebenen Differentialgetriebes befestigt ist, dessen zweite Triebachse mit einem Fliehkr '''pendel drehfest verbunden ist, dessen langsbcwegl c, von einer einstellbaren Zugfeder beaufschlagte M iffe mitThis object is achieved according to the invention in that the handwheel is on a with a non-positive Brake operatively connected drive axle of a motor with constant speed driven differential gear is attached, the second drive axis with a centrifugal crank '' 'pendulum is rotatably connected, the langsbcwegl c, of an adjustable tension spring acted upon by the M iffe

dem Steuerkolben des Steuerventils in Längsrichtung formschlüssig verbunden ist.the control piston of the control valve is positively connected in the longitudinal direction.

Hiermit liegt eine Lösung vor, deren Hauptvortetl darin zu sehen ist, daß sowohl das Handrad mit dem Differentialgetriebe und dem Fliehkraftpcndel als auch das Steuerventil in bezug auf den Tisch, Schiitten od. dgl. standortunabhängig sind, also im Gegcnsatz zu der die Bezugsgruiidlagc bildenden, bekann-(cn Steuervorrichtung keines der durch das Handrad bzw. das Fliehkraftpcndel bewegten Bauelemente ortsfest mit dem Tisch, Schlitten od. dgl. der Maschine verbunden sein muß. Somit kann der Bcdientingsort für die Bedienungsperson an einer Stelle der Maschine vorgesehen werden, welche eine besondersThis is a solution, the main advantage of which is that both the handwheel with the differential gear and the centrifugal force pendulum and the control valve with regard to the table, slide or the like are location-independent, i.e. in contrast to the reference base , known- (cn control device none of the components moved by the handwheel or the centrifugal pendulum needs to be fixedly connected to the table, slide or the like of the machine especially

gute Übersicht: über die Arbeitsvorgänge der Maschine erlaubt.good overview: of the work processes of the machine permitted.

Ein weiterer Vorteil Hegt in der Justiermöglichkeit des Ausschlages des Fliehkraftpendels, indem die von einer einstellbaren Zugfeder beaufschlagte Muffe.mit eiern Steuerkolben des Steuerventils in Längsrichtung formschlüssig verbunden ist, wobei die einstellbare Feder gegen die axiale Auslenkkraft des Fliehkraftpendels wirkt und somit die genaue Nullagenbestim-Rad9 ab wnci geben dem Triebrad 10 ynd dessen Achse? ebenfalls eine bestimmte gleichbleibende h ih d FhAnother advantage lies in the possibility of adjustment of the swing of the centrifugal pendulum by the An adjustable tension spring loaded sleeve with a control piston of the control valve in the longitudinal direction Is positively connected, the adjustable spring against the axial deflection force of the centrifugal pendulum acts and thus the exact zero position determination Rad9 from wnci give the drive wheel 10 ynd of that Axis? also a certain constant h ih d Fh

Drehzahl, Dadurch fliehen die Gewichte cjes kraftpendels 15 in eine bestimmte Lage und bewirken iffier die Mitnehmerscheibe 18 und die Gabel 21, daß auch der Steuerkolben 19 eine bestimmte Lage einnimmt. Die Zugfeder 22 ist hierbei so vorgespannt, daß diese Lage des Steuerkolbens gleichzeitig seine TsTiiii-ισρ ist in der kein öl durch das Ventil fließt,Speed, this causes the weights to flee cjes power pendulum 15 in a certain position and cause iffier the drive plate 18 and the fork 21, that the control piston 19 also assumes a certain position. The tension spring 22 is pretensioned in such a way that that this position of the control piston is at the same time its TsTiiii-ισρ in which no oil flows through the valve,

(JU1U1.13 «UM UUU 3U/U1L UlC gCllilUC J.^ UHUgCIlUCSlIlU- iNUlldgC Ul, III "wl. IV"» ¹^ ,(JU1U1.13 «UM UUU 3U / U1L UlC gCllilUC J. ^ UHUgCIlUCSlIlU- iNUlldgC Ul, III" wl. IV "» ¹ ^,

mung des Steuerventils zustande kommt. Es kann -so- iq Die exakte Justierung dieser NuHage ertoigt qurcn mit durch die Drehgeschwindigkeit und die Dreh- Änderung der Federspannung mit tiilte der üteurichtung des Handrades die Äuslenkgröße bzw. -richtung des Steuerventils und somit die Vorschubgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Maschinenschlittens exakt bestimmt werden.mation of the control valve comes about. It can -so- iq The exact adjustment of this NuHage needs qurcn with through the rotational speed and the rotational change of the spring tension with tiilte the direction of control of the handwheel, the external size or direction of the control valve and thus the feed rate and the direction of movement of the machine slide can be precisely determined.

Dabei arbeitet das Differentialgetriebe als Vergleicher, der die Drehrichtung und die Drehzahl des Handrades mit einer Referenzdrehzahi (des Motors) vergleicht und die Drehzahl des Fliehkraftpendels proportional der jeweiligen Drehzahldifferenz zwi- 20 sehen Referenz- und Eingangsdrehzahl einstellt und somit die genaue Stellung des Steuerventils bestimmt. Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung kann die kraftschlüssige Bremse durch Drehen ■»».... m... The differential gear works as a comparator, which determines the direction of rotation and the speed of the Compares the handwheel with a reference speed (of the motor) and the speed of the centrifugal pendulum proportional to the respective speed difference between 20 see reference and input speed and thus determine the exact position of the control valve. According to a further feature according to the invention, the force-locking brake can be turned ■ »» .... m ...

des Handrades gegen die Kraft einer Feder selbsttätig *₅ 10 — somit der Ausschlag der Fliehgewicnte — und lösbar sein, so daß mit dem Lösen der Bremse ein über die Mitnehmerscheibe 18 und die Gabel 21 wird Drehen des Handrades zusammen mit der Triebachse der Steuerkolben 19 des hydraulischen Steuerventilsof the handwheel against the force of a spring automatically * ₅ 10 - thus the deflection of the Fliehgewicnte - and be releasable, so that when the brake is released, the drive plate 18 and fork 21 rotate the handwheel together with the drive axis of the control piston 19 of the hydraulic control valve

20 zur Einleitung einer Bewegung in der in der Zeichnung gezeigten Pfeilrichtung (nach unten) bewegt. Bei Drehung des Handrades 11 entgegen dem Drehsinn des Triebrades 10 vergrößert sich nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit am Handrad 11 die Drehzahl der Räder 5, 6 und 10 — somit der Fliehgewichtsausschlag — und der Steuerkolben wird in der entgegengesetzten Richtung zur Einleitung einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung bewegt. Wird die Drehung des Handrades beendet, erfolgt sofortiges Abbremsen der Triebachse 8 durch die Bremsscheibe 14. FliehkraftpendeJ und Steuerkolben nehmen ihre frühere Lage, die Nullage, ein, und der Vorschub des betreffenden Maschinenelementes wird gestoppt.20 to initiate a movement in the Arrow direction shown in the drawing (down). When turning the handwheel 11 against the The direction of rotation of the drive wheel 10 increases in accordance with the speed of rotation on the handwheel 11 the speed of the wheels 5, 6 and 10 - thus the flyweight deflection - and the control piston moved in the opposite direction to initiate movement in the opposite direction. If the rotation of the handwheel is stopped, the drive axle 8 is braked immediately the brake disc 14. Centrifugal force dispenser and control piston take their previous position, the zero position, and the feed of the machine element concerned is stopped.

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schraube 23 und der zugehörigen Mutter,screw 23 and the associated nut,

Mit dem Handrad 11 wird eine Bewegung des hydraulischen Steuerkolbens 19 und damit eine Vorschubbewegung eines MascJ .nenelementes eingeleitet. Die Vorspannung der Druckfeder 12 und die Steigung der Zähne an den Stirnflächen von Handrad 11 und Bremsscheibe 14 sind so bemessen, daß sich bei Drehung des Handrades die Bremsscheibe 14 vom üremskranz 13 abhebt und die Bremswirkung aufgehoben wird. Erfolgt eine Drehung des Handrades 11 beispielsweise in Drehrichtung des Triebrades 10, so verringert sich nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit am Handrad 11 die Drehzahl der Räder 5, 6 undThe handwheel 11 is used to move the hydraulic control piston 19 and thus a feed movement a MascJ .nenelementes initiated. The bias of the compression spring 12 and the slope of the teeth on the end faces of handwheel 11 and brake disc 14 are dimensioned so that at Turning the handwheel lifts the brake disc 14 off the üremskranz 13 and the braking effect is canceled will. If the handwheel 11 is rotated, for example in the direction of rotation of the drive wheel 10, then the speed of the wheels 5, 6 and decreases according to the speed of rotation of the handwheel 11

möglich ist.is possible.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically and partially in section.

Ein Elektromotor 1 weist eine Welle 2 auf, auf der ein Ar'riebskegelrad 3 zum Antrieb des Tellerrades 4 eines Differentialgetriebes angeordnet ist. Das Differentialgetriebe besteht neben dem Tellerrad 4 aus den im Tellerrad 4 drehbar gelagerten Ausgleichskegelrädern 5, 6 und den auf die Triebachsen 7, 8 aufgesetzten Triebrädern 9, 10. Auf der Triebachse 8 ist das Handrad 11 befestigt. Es besitzt eine gezahnte Stirnfläche, die mit der entsprechend gezahnten Stirnfläche einer ebenfalls auf der Triebachse 8 gelagerten, mittels einer Druckfeder 12 gegen Handrad und den am nicht näher dargestellten Gehäuse angeordneten Bremskranz i3 angedrückten Bremsscheibe 14 hn Eingriff steht. Die andere Triebachse7 mit dem Triebrad 10 trägt ein Fliehkraftpendel 15 mit den Gewichten 16, 16' und der axial verschiebbaren Muffe 17. Die Muffe 17 ist mit der MitnehmerscheibeAn electric motor 1 has a shaft 2 on which a bevel gear 3 for driving the ring gear 4 a differential gear is arranged. The differential gear consists of the ring gear 4 from the In the ring gear 4 rotatably mounted differential bevel gears 5, 6 and placed on the drive axles 7, 8 Drive wheels 9, 10. The handwheel 11 is attached to the drive axle 8. It has a toothed one End face, which is connected to the correspondingly toothed end face of a likewise mounted on the drive shaft 8, by means of a compression spring 12 against the handwheel and arranged on the housing, not shown in detail Brake disk i3 pressed brake disc 14 hn is engaged. The other drive axis7 with the drive wheel 10 carries a centrifugal pendulum 15 with the weights 16, 16 'and the axially displaceable Sleeve 17. The sleeve 17 is with the drive plate

18 fest verbunden, welche in einer am Steuerkolben18 firmly connected, which in one on the control piston

19 eines hydraulischen Steuerventils 20 angeordncten Gabel 21 geführt ist. Die Mitnehmerscheibe 18 ist außerdem noch über eine Zugfeder 22, deren Federspi'MM r, ,'-■-'-Γ ^•-"'u-nniihr 23 nrtrl Mutter ein Ste!·''-■- 1 ' -ι¹ Γ ' nur ,Hifi ili uli k n (nl insc. 111 de^r '' ' V.MidniiMi' iHili 1 i-elir.it.In r>t. ve ',',19 of a hydraulic control valve 20 arranged fork 21 is guided. The drive plate 18 is also still a tension spring 22 whose Federspi'MM r, a Ste · u-nniihr 23 nrtrl mother! '' - ■ - 1 '-ι ^1' - "- ■ -'- Γ ^ • ' Γ 'only, Hifi ili uli kn (nl insc. 111 de ^r ''' V.MidniiMi 'iHili 1 i-elir.it.In r> t. Ve', ',

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Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Handbetätigte Steuervorrichtung für hydraulische Antriebe von Tischen, Schlitten od. dgl. an Werkzeugmaschinen mit einem Handrad, das über eine Servoeinrichtung mit dem Steuerkolben eines Steuerventils in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Handrad (11) auf einer mit einer kraftschlüssigen Bremse (13, 14) in Wirkverbindung stehenden Triebachse (8) eines von einem Motor (1) η konstanter Drehzahl angetriebenen DirTem ■ getrieftes befestigt ist, dessen zweite Triel. Ii (7) mit einem Fliehkraftpendel (15) drehfcM bunden ist, dessen längsbewcgliche, von 1 einstellbaren Zugfeder (22) beaufschlagte M (17) mit dem Steuerkolben (19) des Stellen·-"" (20) in Längsrichtung formschlüssig verbuniU η1. Manually operated control device for hydraulic drives of tables, slides or the like Machine tools with a handwheel that is connected to the control piston via a servo device a control valve is in drive connection, characterized in that the Handwheel (11) on one with a force-locking brake (13, 14) in operative connection Drive axis (8) one of a motor (1) η constant speed driven DirTem ■ is attached, its second triel. Ii (7) is connected to a centrifugal pendulum (15) rotatable, whose longitudinally movable, from 1 adjustable tension spring (22) loaded M (17) with the control piston (19) of the position · - "" (20) in the longitudinal direction form-fitting verbuniU η 2. Handbetätigte Steuervorrichtung nach * Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die t-' 1 schlüssige Bremse (13, 14) durch Drehen ·. Handrades (11) gegen die Kraft einer Fed 1 ' selnsttätig lösbar ist.2. Manually operated control device according to * Proverb 1, characterized in that the t- '1 locking brake (13, 14) by turning ·. Hand wheel (11) against the force of a spring 1 ' is automatically solvable. lliei/n 1 lil.itt Zeichnungenlliei / n 1 lil.itt drawings