DE2040528C - Stell und Sperrvorrichtung für ein Maschinenteil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Stell-und Sperrvorrichtung mit selbsttätiger Entlüftung für ein Maschinenteil, z. B. Einspannteil, bestehend aus einem hydraulischen Stellzylinder, dessen Kopfseite mit je einer Zu- und Ableitung für Druckmittel verbunden ist, die jeweils ein nahe dem Stellzylinder angeordnetes Sperrventil aufweisen, wobei das in der Zuleitung befindliche Sperrventil als gegen den Überdruck des Druckmittelzuflusses öffnendes Rückschlagventil und das in der Ableitung befindliche Sperrventil als Schaltventil ausgebildet sind, das nur durch Einwirkung einer von einem entfu..i angeordneten Steuerventil betätigbaren Steuerleitung in Richtung zu einem Abfluß hin öffnet.

Um eine Sperrung des Maschinenteils zu erwirken, ist es erforderlich, etwaige in das Stellglied eingebrachte Luft zu entfernen und dafür zu sorgen, daß nur luftfreies Druckmittel zugeführt wird. Bei dem hier in Frage stehenden Anwendungsfall würden schon Axialbewegungen von 0,025 mm des Stellgliedes aus seiner Sperrstellung heraus einen unerwünschten Verlauf des Maschinenvorganges hervorrufen.

Daß die im Druckmittel enthaltene Luf*. eine unerwünschte Nachgiebigkeit des Stellgliedes gegen äußere Kräfte bewirkt, ist bekannt. Gewöhnlich wird ein solcher Leckverlust durch ein Absperrventil vermieden (USA.-Patentschrift 3 171 234), wo ein Absperrventi. ieelichen Rückfluß von Druckmittel vom Kopfende des Zylinders zum Umkehrventil verhindern soll. Jedoch gestattet dabei eine Parallelleitung um das Absperrventil, die eine Umkehrung gestatten soll, zugleich auch ein Lecken am Umkehrventil während des Betriebes einer Maschinengruppe, von der das «leitende Teil einen Teil bildet.

Es müssen also Mittel vorgesehen sein, die Ausstoßdruckmittel und Luft vom Kopfende des Zylinders entfernen und zugleich ein Lecken verhindern, während das gleitende Teil in einer Arbeits- oder Sperrstellung festgehalten wird.

Fisches !uftfreles Öl wird mit jedem Arbeitshub des Kolbens zugeführt, statt die gleiche Ölmenge jeweils zwischen dem Zylinder und dem Absperrventil hin und htr zu bewegen. Es ergibt sich somit keine Luftansammlung im Zylinder, so daß das hydraulische Druckmittel relativ starr ist. Wenn jedoch der Zylinder klein oder die Bewegung des Kolbens kurz ist. reicht das Volumen der Ausstoßt'lüssigkeit nicht aus. um den Ausstoßpunkt zu erreichen. Der sich ergebende Betrieb des Ko!b<-ns und Zylinders wird somit für viele Anwendungsfälle unzureichend.

Das Problem son im Öl befindlicher Luft ist besonders kritisch, wenn sich der Arbeitszylinder an einer Maschine im weiten Abstand vom Steuerventil befindet, das direkt den Fluß des Druckmittels zum und \om Zylinder steuert. Solchen Falles ist der Abstand zwischen dem Arbeitszylinder und dem Steuerventil derart, daß das Druckmittel in der dem Zylinder mit dem Steuerventil verbindenden Leitung hin und her geschoben wird. Das Druckmittel, in dem sich Luft angesammelt hat und das die Bewegung des Kolbens beeinflußt, wird somit niemals durch die Auslaßöffnung des Steuerventils abgetührt. Aus diesem Grunde verbleibt die Luft ständig im hydraulischen System.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (deutsche Auslegeschrift 1 195 171) ist ein Stellglied als Kolben eines einseitig wirkenden Hydrozylinders ausgebildet, wobei der Kolben gegen eine den Rückhub bewirkende elastische Einrichtung, z. B. eine Rückstellfeder, arbeitet.

Das Kopfende des Stellzylinders ist mit einer Zuleitung und einer Ableitung für Druckmittel verbunden, wobei beide Leitungen über ein gemeinsames Leitungsstück mit dem Stellzylinder verbunden sind. Nahe dem Stellzylinder ist ein gesteuertes Ventil angeordnet, das bei Betätigung eines die Zu- und Ablaufleitung mit einer Steuerleitung verbindenden Steuerventils in Richtung zu einem Niederdruckbehälter öffnet. Mit dem gesteuerten Ventil ist ein die Zuleitung abschließendes Rückschlagventil verbunden, das nur in Richtung zum Stellzylinder öffnet.

Bei der bekannten Vorrichtung ist eine genaue Steuerung des Stellgliedes, insbesondere eine partielle Bewegung, nicht möglich, Das Stellglied kann nur in seine äußere Umkehrstellung verschoben werden, in der dann der elastische Druck der Rückstellfeder wirksam wird. Der Rückhub des Stellgliedes erfolgt nicht zwangläufig, sondern abhängig vom Speichervermögen der Rückstellfeder und dem Strömungswiderstand des Druckmittels.

Trotz der Ventilanordnung kann nicht verhindert werden, daß im Druckmittel enthaltene Luft durch die Steuerleitung in das Steuerventil gelangt. Ein weiterer Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß erst in einer Druckkammer ein Druck aufgebaut werden muß, ehe das dem Stellzylinder zugeführte Druckmit-

te! in diesen einlaufen kann und die Ableitung gesperrt wird. Hierdurch können sich unerwünschte Betaiiiiangsverzögerungen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Indraulische Vorrichtung zu schaffen, die ein Maschinenteil einerseits in eine bestimmte Arbeitsstellung verschiebt, es dort blockiert und wieder in die Ruhelage zurückführt. Alle drei Vorgänge soller. zwangläufiii erfolgen und genau steuerbar sein.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Sehn'' entil unmittelbar über die Steucrleilung nut der K. (quelle für die RücksteUbewegung des im coppelt-wirkenden Stellzylinder geführten Stellgliedes verbunden ist.

Die Erfindung unterscheidet sich von der bekannten Stellvorrichtung grundsätzlich dadurch, daß die Säuerung des Schaltventils nicht durch ein Nachlassen des Druckes in der Zuleitung zum kopfseitigen [ ;;Je des Stellzylinders. sondern unmittelbar durch ei Kraftquelle der die Rückstellbewegu-ig de·, Stelli;:..des bewirkenden Einrichtung erfolgt Insbesoni -. ist beim Anmeldungsgegenstand ein dopnei wirt.üda Stellzylinder mit einem in beiden Richtungen ■· ingliiufig geführten Stellglied vorgesehen. Das schaltventil wird dabei unmittelbar über die mit der /' uihrleilung zum stangenseitigen Ende des Sicllglic- ;' verbundene Steuerleitung betätigt, wobei das ab- ;■ !ührte Druckmittel das Steuerventil umgeht.

Is tritt somit ein völliger Druckmittelaustausch ■i. wobei das Ansammeln von Luftblasen weitestecli.nd verhindert wird. Die Verwendung eines doppelt '•.irkenden Stellzylinders erlaubt auch eine partielle /astellung des Stellgliedes, weil eine etwaige Rück-/■msbewegung 'es Stellgliedes und die damit verbundene Betätigung des Schaltventils ohne weiteres möghch ist.

Während die bekannten Ausführungen durchweg davon ausgehen, die Betätigung des Schaltventils ■iirch Druckminderung der Zuleitung zum Kopfende i'.s Stellgliedes herbeizuführen, wobei die erforderliche Steuerleitung mit dem Steuerventil direkt verbunden ist. vermeidet die Erfindung die direkte Verbindung des im Zylinderkopf befindlichen Druckmit- :Js mit der Steuerleitung geschweige mit dem Steuerventil.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die mit dem kopfseitigen Ende des Stellzylinders verbundenen Zu- und Ableitungen getrennt voneinander mit dem Stellzylinder verbunden sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Schaltventil ein kugelförmiges Absperrglied aufweist, das mittels eines mit der Steuerleitung verbundenen Kolbens aus seiner Verschlußstellung bewegbar ist.

Nachstehend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Nockenschleifmazeugniaschine anwendbar ist. wo es nötig ist. eine Bewegung des Haltegliedes bei unterschiedlich auftretender Belastung während des Arbeitsvorganges, d. h. wobei das Werkstück und das Werkzeug miteinander in Eingriff stehen, zu verhindern. Lediglich als Beispiel ist hier eine Anwendung der Erfindung bei einer Nockenschleif maschine beschrieben.

Fig.! zeigt eine Nockenschleifmaschine IC nv.t einem Maschinengestell 11. auf dem längsbewegiicli ίο ein Werkstückschütten 12 angeordnet ist. der einen Spindelstock 13 und mit axialem Abstand hierzu einen Reitstock 14 trägt.

Die Schleifmaschine weist ferner eine Schleifscheibe 15 auf. deren Achse allgemein parallel .--.v. Achse des Werkstückschlittens 12 angeordnet und.

Achse des e g

entsprechend dem Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückteiles, zu und von dieser Achse bewegbar

Gemäß Fig.! ist der R> ..itock 14 gleitend auf dem Schlitten 12 geführt und ne üglich des Spindelstockes 13 festgehalten. Im Reitstock 14 ist eine Kör nerspitze 17 längsverschieblich gehalten, um am eine;i Ende eines vom Spindelstock 13 angetriebenen drehbaien Werkstückes H-' anzugreifen.

'.=> Während des Schleif Vorganges, insbesondere d' · Grobschleifens. bewirken große intermittierend«. Kräfte auf das Werkstück H-'. daß die Körnerspitze 17 in Längsrichtung nach rechts verschoben wird, l'u, dies zu verhindern, ist ein hydraulischer Slell/vlinder :to 18 mit einem Kolben als Stellglied 19 (F i g. 2) vorgesehen, der mit einem hydraulischen System zum Spe,-ren der Körnerspitze 17 gegen die genannten, auf das Werkstück W wirkenden Kräfte verbunden ist.

Wegen der ihm eigenen Instabilität hat ein leichte-Werkstück die Neigung, sich unter einer axialen BeIa stung zu verbiegen. Aus diesem Grund w'rd ein niedrigerer Druck angewendet, wenn es unerwünscht is; einen Haltedruck vorzusehen, der ausreicht, der maximalen, entgegenstehenden intermittierenden BeIastung zu widerstehen.

Gimaß Fig. 2 ist der Stell/ylinde-18 in bekannter Weise am Reitstock 14 durch eire Endplatte 21 befestigt. Das Stellglied 19 besitzt einen Adapter 22. der am Kolbenstangenende befestigt ist. um eine starre Berührungsfläche aus gehärtetem Stahl zu bilden, die an der Reitstockspindel 23 anliegt, in der die Körnerspitze 17 aufgenommen ist.

Das Stellglied 19 wird vorgeschoben, wenn ein Magnetventil SOL 19 in üblicher Weise erregt wird -0 und ein Steuerventil 24 nach links gegen die Wirkimg einer Rückstellfeder 25 und das unter Druck stehende Druckmittel ,'erschiebt, das von der Leitung 26 in eine Zuleitung 27 durch ein Rückschlagventil 28 am Kopfende des Stellzylinders 18 geleitet wird. Oberhalb und nahe dem Kopfende des Stellzylin ders 18 ist ein ferngesteuertes Schalt-Rückschlagvenln 29 angeordnet, das eine Bewegung der Körnerspitze 17 nach rechts dadurch verhindert daß es das das Stellglied 19 vorbewegende Druckmittel sperrt und somit

schine mit einer Reitstockspitz^, die mittels eines 60 der Körnerspitze 17 ermöglicht, augenblicklichen. Stellzylinders iri ihrer Stellung festgelegt ist, übermäßigen Kräften, die während des Schleifens

vom Werkstück ausgehen, zu widerstehen. Das Rückschlagventil 29 verhindert jegliches hydraulisches

schlagventil jg y

Lecken und bewirkt eine zusätzliche Steifheit des

d i

Fig. 2 eine schematische Darstellung der hydraulischen Mittel zur Betätigung der Einstelleinrichtung
für die Reitstockspitze und Lecn

. F i g 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein 65 Druckmittels des hydraulischen Systems, da im Schalt-Rückschlagventil. Druckmittel befindliche Luftblasen vom Kopfende

k dß di fid f jd des hydraulischen Stellzylinders durch das Rück

schlagventil 29 zu einem Abfluß 30 abgeführt werden.

Es sei vorweg bemerkt, daß die Erfindung für jedes Werkzeug- oder Werkstückhalteglied einer Werk-

wenn das Stellglied 19 nach Beendigung des Schlcifvorgimges zurückgezogen wird. Luftblasen werden daher vom Kopfende des hydraulischen Stellzylindcrs 18 entfernt, bevor das Stellglied 19 wieder vorgeschoben wird, wodurch jegliche Indifferenz oder geringe Bewegung der Körnerspitze 17 verhindert wird, wenn der Arbeitsdruck auf das Werkstück eine übermäßige Größe annimmt.

Es sei hier erwähnt, daß das Druckmittel von jeder beliebigen Druckmittelqucllc in die Leitung 26 eingeleitet werden kann, wobei, wenn die Maschine, z. B. eine Nockenschleif maschine 10,eine Primär-Druckmittelversorgungseinrichtung aufweist, das Druckmittel auch von dieser Einrichtung zugeführt werden kann. Wenn die Druckmittelzuführung aus der Primäreinrichtung in die Maschine einen relativ hohen Druck aufweist, ist es zweckmäßig, ein Druckminderventil 31 hieran anzuschließen, beispielsweise zwischen eine Leitung 32 und die I eitung 26. um Druckmittel mit niedrigerem, vorbestimmten Druck zu erhalten. ao

Das Steuerventil 24 umfaßt eine Rückleitung 33, die mit einem Abfluß 34 verbunden ist. der vorzugsweise mit dem Abfluß 33 identisch ist.

Das in den F i g. 2 und 3 dargestellte ferngesteuerte Schalt-Rückschlagventil 29 umfaßt ein Gehäuse 35 mit drei allgemein parallelen Kanälen 36, 37, 38. die ihrerseits gemeinsam durch einen Querkanal 41 verbunden sind, der teilweise als Z) linder ausgebildet ist.

Hin Fluß zwischen den Kanälen 38 und 41 wird normalerweise durch ein kugeliges Absperrglied 44 verhindert, das unter der Wirkung einer Feder 45 in Schließstellung gehalten wird.

Im Zylinder des Querkanals 41 ist ein Kolben 40 angeordnet, der eine stiftartige Verlängerung 47 aufweist, die an dem Absperrglied 44 entgegen der Wirkrichtung der Feder 45 anzugreifen vermag. Wird der Kolben 46 nach rechts bewegt (Fig. 3). so wird die Feder 45 zusammengedrückt und die Durehflußöffnung /wischen den Kanälen 38. 41 sowie /um Kanal 37 uiiil der daran angeschlossenen Auslaßöffnung 43 freigegeben. Druckmittel aus dem Kanal 36 kann am linken Fnde des Zylinders im Bereich eines Kolbenabschnittes mit geringcrem Durchmesser eintreten und den Kolben 46 nach rechts bewegen. Eine Steueröffnung 50 mündet in den Kanal 36. um Druckmittel in diesen Kanal 36 und /um Kopfende des Zylinders zu führen.

(ii-mäß Fig.2 ist das Kopfende des Stellzylindcrs 18 mit der Zylinderöffnung 42 des SchaltrückschlagvcMtils 29 über eine Ableitung 51 verbunden. Mit der Auslaßöffnung 43 ist eine Rücklcitung 52 verbunden, die an den Abfluß 30 angeschlossen ist.

Vom Steuerventil 24 erstreckt sich eine Zuleitung 53 zum kolbcnstangenseiügen Ende des Stellzylinders 18. An die Zuleitung 53 ist eine Steuerleitung 54 angeschlossen und verbindet diese mit der Steueröffnung 50 des Schaltrückschlagventils 29.

Beim Betrieb der Nockcnschleifmaschinc 10 wird die Reitstock-Körnerspitze 17 in ihrer Axialrichlung gesperrt, um jegliche Längsbewegung des Wcrkstükkcs W während des Schlcifens zu verhindern. Hierzu wird die Magnetspule SOL 19 in üblicher Weise während des Betriebes der Schleifmaschine 10 erregt, wodurch das Steuerventil 24 nach links verschoben wird. Aus der Leitung 26 wird nun Druckmittel mit einem Druck, der gerade ausreicht, um die Körnerspitze 17 gegen das Werkstück W zu verschieben und dieses zu tragen, durch das Steuerventil 24 in die Zuleitung 27 und von dort durch das Rückschlagventil 28 zum Kopfende des Stellzylindcrs 18 geleitet. Das Stellglied 19 wird nach links verschoben, um die Körnerspitze 17 in Arbeitsstellung mit dem Werkstück W zu bringen. Der hydraulische Druck vom kolbenstangenscitigen Ende des Stellzylindcrs 18 wird durch die Zuleitung 53. das Steuerventil 24 und die Leitung 33 zum Abfluß 34 abgeleitet.

Während eines Schleifvorganges wird eine Bewegung der Körnerspitze 17 nach rechts infolge übermäßiger Belastungen seitens des Werkstückes W dadurch verhindert, daß die Bewegung von Druckmittel vom Stellzylinder 18 durch die Rückschlagventile 28, 29 gesperr· ist. Nach Beendigung des Schlcifvorganges wird die Magnetspule SOL 19 in üblicher Weise entlastet. Dabei wird das Steuerventil 24 durch die Feder 25 in seine rechte Ausgangsstellung zurückbewegt. Nun wird Druckmittel vom Druckminderventil 31 durch die Leitung 25 vom Steuerventil 24 in die Zuleitung 53 zum kolbenstangenscitigen Ende des Stell/ylinders 18 geleitet.

Dementsprechend wird das Stellglied 19 des Stellz\linders 18 zurückgezogen, während das im kopfseitigen Fnde des Slellzylinders 18 befindliche Druckmittel abgeführt wird. Hierdurch wird ein freier FIuLi des Druckmittels vom Kopfende des Stellzylinders 18 mit dem Ergebnis ermöglicht, daß darin enthaltene Luft zusammen mit dem Druckmittel abgeführt wird und das hydraulische System frisches Druckmittel ohne l.ufteinschlüssc für den nächsten Arbeitsvorgangerhält.

Das Schalt-Rückschlagventil 29 ist fast direkt mit dem Kopfende des Stellzylinders 18 verbunden, so daß während jedes Arbeitshubes des Stellgliedes 19 im wesentlichen ein vollständiger Austausch des Druckmittels im Kopfende des Stcllzylindcs 18 erfolgt. Demgemäß kann dort auch keine Ansammlung von LuIt auftreten. Das einzige Druckmittel, das während des Betriebes der Schleifmaschine dabei direkt angegriffen wird, ist dasjenige am Kopfende des Stellzylindcrs und zwischen den Absperrventilen 28 und 29.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steil- und Sperrvorrichtung mit selbsttätiger Entlüftung für ein Maschinenteil, z. B. Einspannteil, bestellend a_;s einem hydraulischen Stelizyünder. dessen Kv . '^eite mit je einer Zu- und Ableitung für Druckmittel verbunden ist. die jeweils ein nahe dem Stellzylinder angeordnetes Sperrventil aufweisen, wobei das in der Zuleitung befindliche Spementil als gegen den Überdruck des Druckmittelzuflusses öffnendes Rückschlagventil und das in der Ableitung befindliche Sperrventil als Schaltventil ausgebildet sind, das nur durch Einwirkung einer von einem entfernt angeordneten Steuerventil betätigbaren Steuerleitung in R'chtung zu einem Abfluß hin öffnet, dadurch gekenn? eichn j '. daß das Schaltventil (29) unmittelbar über die Steuerleitung (54) mit der Kraftquelle (53) fur die Rückstellbewegung des im doppeltwirkenden Stellzylinder (18) geführten Stellgliedes (19) verbunden ist.

2. Stell- und Sporn orrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die niit dem kopfseitigen Ende des Stellzylinders (18) verbundenen Zu- und Ableitungen (27. 51) getrennt voneinander mit dem Stellzylinder (18) verbunden sind.

3. Stell- und Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (29) ein kugelförmiges Ausperrglied (44) aufweist, das mittels eines mu der Steuerleitung (54) verbundenen Kolbens (46) aus seiner Verschlußstelluni· bewegbar ist.