DE2034432B2 - Druckmittel-steuerventil, insbesondere fuer nachformfraesmaschinen - Google Patents

Description

konstruktiv einfache, funktionssichere und insbesondere wirtschaftliche Gestaltung auszeichnet. Wie in anderen denkbaren Anwendungsfällen ist dabei von wesentlicher Bedeutung, daß praktisch andere als Drehkräfte, also beispielsweise radiale Kräfte, durch das Stellglied nicht herbeigeführt werden. Bei dem Druckmittel-Steuerventil könnten andere als Drehkräfte die die Auslenkung bewirkenden Kräfte beeinflussen und zu unerwünschten Abweichungen führen.

Als Stellglied bietet sich die Anordnung zweier Kardangelenke mit einer teleskopartigen Zwischenwelle an, doch wirken hierbei die Gleitreibkräfte der Teleskopzwischenwelle in axialer Richtung, was insucm'iiucic im bfic/iciicn rau einer Meuerplatte nachteilig ist. Weiter erfordert eine solche Anordnung eine Anpassung an das Maß des Abstandes beider Drehachsen und das Maß der Aus- und/oder Ablenkung der beweglichen Achse, so daß die Einzelteile entsprechend den gegebenen Maßen angefertigt werden müssen. Hiermit ergibt sich zu den technischen Nachteilen ein relativ hoher fertigungstechnischer Aufwand für die Gleitführung der Teleskopwelle.

Nach der Erfindung wird ein Stellglied zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen zwei zueinander parallel verschieblichen, gegebenenfalls zueinander winklig gelegenen Achsen zur Winkeleinstellung der Steuerplatte eines Druckmittel-Steuerventils vorgeschlagen, bei dem die Achse der Steuerplatte und die Achse eines ortsfest drehbar gelagerten Bedienungselementes, wie eines Drehknopfes, mittels einer in sich frei faltbaren Kreuzgelenk-Gliederkette miteinander verbunden sind. Dieses Stellglied ermöglicht einen Ausgleich des veränderlichen Abstandes der Anlenkpunkte beider . .chsen auf einfache Weise durch Einfalten bzw. Strecken der einzelnen Glieder der Kreuzgelenk-Gliederkette. Von wirtschaftlichem Vorteil ist dabei, daß eine handelsübliche Kreuzgelenk-Gliederkette, wie sie z. B. für die Seele biegsamer Wellen benutzt wird, zu verwenden ist, deren Länge durch die Wahl einer einsprechenden Anzahl Glieder leicht den jeweiligen Abmessungen angepaßt werden kann. Die Reibung der hier als Hebel anzusehenden Glieder in ihren jeweiligen Gelenkbogen ist merklich geringer als die in einer Teleskopwelle auftretende Reibung, so daß axiale Kräfte im wesentlichen vermieden sind. Ein eventuell in Drehrichtung der Steuerplatte vorhandenes geringes Spiel der Gliederkette ist ebenso wie im Fall der Hauptanmt'dung unschädlich, da dadurch die seitliche Auslenkung der Steuerplatte nicht beeinflußt wird und deshalb qualitative Steuerfehler nicht auttreten können.

Eine erfindungsgemäPe Ausgestaltung des Stellgliedes besteht darin, daß die Kreuzgelenk-Gliederkette in einer diese in voller oder teilweiser Länge mit erheblichem Spiel umschließenden Hülse, Bohrung od. dgl. untergebracht ist, deren lichte Weite geringer bemessen ist als die Länge eines Gliedes oder einer zwischen zwei achsparallelen Kettenbolzen befindlichen Gruppe Glieder der Kreuzgelenk-Gliederkette. Hierdurch ist erreicht, daß sich alle Glieder der Kreuzgelenk-Gliederkette unter etwa gleichen Winkeln einfallen und daß sich die Kreuzgelenk-Gliederkette, eben durch Einfalten ihrer Glieder, in ihrer jeweiligen Erstreckung dem etwa kürzesten Abstand zwischen beiden Achsen, beispielsweise der eines Drehknopfes und der einer Steuerplatte einstellt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematise)! dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Druckmittel-Steuerventil, teilweise und im Schnitt senkrecht zu seiner Achse,

F i g. 2 ein Schaubild,

F i g. 3 einen stark vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 und

F i g. 4 ein Druckmittel-Steuerventil mit einem Stellglied, teilweise im Längsschnitt.

Nach F i g. 1 besteht ein Druckmittel-Steuerventil

aus mehreren, sandwichartig zusammengefügten Platten mit Aussparungen, wobei über einer Platte 1 eine Platte 2 mit einer relativ großen Aussparung 21 und über der Platte 2 — oberhalb der Schnittebene — eine weitere Platte 3 angeordnet ist. Die Platte 1 enthält

sogenannte Anschlußöffnungen 11, 12, 13 und 14 und davon nach außen führende Anscb! rßkanäle 111, 121, 131 und 141 für zu — nicht weiter dargestellten —· Druckmittelmotoren oder doppeltbeaufschlagten Druckmittelzylindern führende Druckmittellei'ungen.

Die Platte 3 weist Anschlußöffnungen 31 und 32 mit Anschlu^kanälen 311 bzw. 321 für die Zuführung bzw.

Rückführung des Druckmittels von bzw. zu einer

— nicht weiter dargestellten — Druckmittelversorgungsquelle auf.

Die Platten, so die Platten 1 bis 3, sind durch Paß- bzw. Verbindungsbolzen 22 miteinander verbunden.

Zwischen den Platten 1 und 3 ist in der Aussparung 21 der Platte 2 eine scheibenförmige Steuerplatte 4

— hinsichtlich einer Auslenkung — in einer Ebene translatorisch beweglich gelagert, wobei die Steuerplatte 4 mit einer zu ihrer Achse parallel beweglichen Taststange oder einem anderen Betätigungselement verbunden ist.

In der Steuerplatte 4 sind zu deren Achse konzentrisch und kreisabschnittförmig ein Kanal 41 im Bereich der Anschlußöffnung 31 der Platte 3 und Taschen 42, 43, 44 und 45 im Bei eich der Anschlußöffnungen 11 bis 14 der Platte 1 angeordnet.

Nach F i g. 1 und 3 stellen die den Kanal 41 und die die kreisringabschnittförmige Fläche 40 der Steuer-

4a platte 4 begrenzenden Kanten die Steuerkanten 411. 412, 413 und 414 sowie 401, 402, 403 und 404 dar, die im Zusammenspiel mit den Steuerkanten an den Anschlußöffnungen 11 bis 14 in der Platte 1, nämlich den Begrenzungskanten 112, 113, 122, 123, 132, 133 und 142, 143 je nach Richtung und Grad der Auslenkung der Steuerplatte 4 den Durchflußquerschnitt, damit die Durchflußmenge des Druckmittels, und die Fließrichtung zu und von den Druckmittelmotoren oder Druckmittelzylindern bestimmen.

Wie in F i g. 1 mit Strichpunktlinien und in F i g. 3 an Hand drei verschiedener Positionen A, B und C veranschaulicht, ist üie Steuerplatte 4 sowohl um ihre Achse um einen bestimmten wählbaren Betrag schwenkbar als auch translatorisch verschiebbar gelagert. Innerhalb des so gegebenen Schwenkbereichs sind die Steueikanten 401 bis 404 und 411 bis 414

— in F i g. 3 nur c"ie Steuerkante 404 und die Begrenzungskante 143 bei ausgelenkter Steuerplatte 4 dargestellt — stufenweise abgesetzt.

Nach F i g. 3 bestehen — bei in Richtung des Pfeiles X₁ ausgelenkter Steuerplatte 4 — in der »Normalstellung« gemäß der Position A eine mittlere Öffnung zwischen der Steuerkante 404 und der Begrenzungskante 143 und damit ein mittlerer — schraffiert gezeigter — Durchflußquerschnitt.

Durch r^chtsweisendes Schwenken der Steuerplatte 4 um einen Schwenkwinkel ν wird die Position B erreicht, bei der eine ueriiifre öffnung zwischen der

Steuerkante 404 und der Begrenzungskante 143 und Platten Γ, 2', 3', 5 und 6 mit jeweiligen Aussparungen

damit ein geringer Durchflußquerschnitt gegeben sind. 15, 2Γ, 33, 51 und 61. Innerhalb der Aussparung 2Γ

Ausgehend von der »Normalstellung« gelangt die der Platte 2' ist eine Steuerplatte 4' — hinsichtlich der Steuerplatte 4 durch linksweisendes Schwenken um Auslenkung — drehfrei, in einer Ebene frei beweglich einen Schwenkwinkel β — wobei die Schwenkwinkel λ 5 angeordnet, die über ein Verbindungsstück 70 mittels und β gleich groß sein können — in die Position C, bei einer Schraubverbindung 71 mit einer Führungsplatte der sich eine große Öffnung zwischen der Steuerkante 72 verbunden ist. Diese ist wiederum mittels Kugel- 404 und der Begrenzungskante 143 und damit ein Sätzen 73 und 74 zwischen einer axialgerichteten Laufgroßer Durchflußquerschnitt ergeben. fläche 62 der Platte 6 und einer an der Platte Γ vor-

Durch Einstellen der Steuerplatte 4 in beliebige io gesehenen kreisringförmigen Lauffläche 16 der Platte J.

Winkelstcllungen können zwischen den gezeigten frei beweglich gelagert, so daß die Steuerplatte 4' von

Positionen A bis C praktisch stufenlos unterschiedliche der Führungsplatte 72 getragen und geführt ist. Eine

Durchflußquerschnitte bei gleicher Auslenkung der Taststange 75 ist an der Führungsplatte 72 befestigt

Steuerplatte 4 erreicht werden. und damit mittelbar mit der Steuerplatte 4' fest ver-

Bei Nullstellung, also in nicht ausgelenktcr Stellung, 15 bunden. in der Steuerplatte 4' sind — wie nicht weiter

der Steuerplatte 4, bei der die Achse der Steuerplatte 4 dargestellt — Kanäle mit Steuerkanten — etwa nach

und die gemeinsame Achse der Platten (nach F i g. 1 F i g. 1 — und entsprechende Anschlußkanäle sowie

die Platten 1 bis 3) übereinstimmen, befindet sich die Anschlußöffnungen mit Begrenzungskanten in einem

Steuerkante 404 in der jeweiligen in Strich-Punkt- scheibenförmigen Abschnitt 17 der Platte Γ und/oder

Linie dargestellten Position. Bei Winkeleinstellung der ao in der Platte 3' angeordnet.

Steuerplatte 4 nach Position C besteht bereits in der In der Platte 5 ist mittels einer durch eine Schraub-Nullstellung, also im nicht ausgelenkten Zustand, ein verbindung 52 in der stufenförmig abgesetzten Aussteter geringer Durchflußquerschnitl. sparung 55 gehaltenen Lagerbuchse 53 ein Bedienungs-

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel stets zwei element, ein Drehknopf 8, mit einem Wellenzapfen 81 bzw. vier Steuerkanfn und Begrenzungskanten zu- 25 drehbar gelagert. Die Achse m des Drehknopfes 8 liegt sammenarbeiten, ergibt sich bei der der in F i g. 3 ge- dabei unveränderlich in der gemeinsamen Achse der zeigten Steuerkante 404 funktionell zugeordneten Steu- Platten Γ bis 6, in der sich auch die Achse n der erkante 403 entsprechend der Auslenkrichtung die um- Steuerplatte 4' bei deren Nullstellung befindet. In der gekehrte Wirkung bezüglich der Durchflußquer- Steuerplatte 4' ist, mittels Nut 46 und Keil 47 drehschnitte. Gleiches gilt, wenn die Steuerplatte 4 in ent- 30 gesichert, ein Wellenzapfen 48 angebracht. Der Wellengegengesetzter Richtung, in Richtung des Pfeiles X₂ zapfen 81 und der Wellenzapfen 48 sind an ihren einausgelenkt wird. ander zugewandten Enden mit je einem Auge 811 bzw.

Die Wirkungsweise ist zudem in F i g. 2 veran- 481 versehen, an denen eine frei faltbare Kreuzgelenkschaulicht, wobei, von der Nullstellung 0 der Steuer- Gliederkette 9 — mit Gliedern 91 und 92 sowie platte 3 ausgehend, die Änderung des Durchflußquer- 35 Kettenbolzen 93 — angelenkt ist, so daß damit die Schnitts Q, abhängig davon die Änderung der Durch- beiden Achsen m und /;, hier die Steuerplatte 4' in flußmenge, bei Auslenkung in Richtung des Pfeils X₁ ihrer Achse /1 und das ortsfest drehbare Bedienungsbzw. X₂ entsprechend der jeweiligen Winkeleinstellung element, der Drehknopf 8, in seiner Achse m drehfest nach Position A, B und C nach F i g. 3 dargestellt ist. miteinander verbunden sind. Bei diesem Stellglied entMittels des Druckmittel-Steuerventils gesteuerte 40 hält die Kreuzgelenk-Gliederkette 9 in jedem ihrer Druckmittelmotoren oder -zylinder werden wegen des beiden Freiheitsgrade einschließlich der Kettenbolzen geringen Durchflußquerschnittes Q bei einer Winkel- 93 an den Anlenkstellen mindestens drei Kettenstellung nach Position B mit geringer Geschwindigkeit, bolzen 93 bzw. zwei Glieder bzw. ein Gliederpaar,
im Kriechgang, angetrieben und wegen des großen Wird nun die Steuerplatte 4' ausgelenkt, so wan '.ert Durchflußquerschnittes Q bei einer Winkelstellung 45 deren Achse η aus ihrer zu der Achse in koaxialen nach Position C rasch, also im Eilgang, bewegt. Der Stellung seitlich aus, und der Abstand der beiden jeweiligen Winkelstellung und dem jeweiligen Grad der Augen 811 und 481 vergrößert sich. Diese Abstands-Auslenkung der Steuerplatte 4 entsprechend ergeben änderung wird durch Strecken der Kreuzgelenksich die dargestellten Durchflußquerschnitte Qa, Qb Gliederkette 9 ausgeglichen. Bei Rückkehr der Steuerundßc. 50 platte 4' in ihre Nullstellung faltet sich die Kreuz-

Nach F i g. 4 besteht ein Druckmittel-Steuerventil gelenk-Gliederkette wieder ein — wie in F i g. 4 überaus mehreren, etwa sandwichartig zusammengefügten trieben dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

mittels in Abhängigkeit von einer auf beliebige Weise Patentansprüche: in die Steuerplatte eingeleiteten Ablenkung gegenüber dem Gehäuse des Steuerventils, wobei der DurchfluD-

1. Druckmittel-Steuerventil, insbesondere für querschnitt durch den jeweiligen Abstand der Steuer-Nachformfräsmaschinen, mit einer scheibenförmi- 5 kanten und der Begrenzungskanten, im eigentlichen gen, in einer Ebene translatorisch beweglichen, mit Sinne beide Steuerkanten, bestimmt ist.

einer Taststange od. dgl. verbundenen Steuerplatte, Bei Nachformfräsmaschinen erfolgt die Steuerung die an einer ihrer Stirnflächen Steuerkanten zur des ein Modell und ein Werkstück aufnehmenden Steuerung beispielsweise in geradlinigen, zuein- Tisches bzw. eines dem Werkzeug und der Tasteinrichander senkrechten Richtungen wirkender Druck- io tung gemeinsamen Trägers mittels zweier Druckmittelmittelmotoren oder -zylinder aufweist und bei der motoren, insbesondere mittels zweier doppeltbeaufdie Steuerkanten und die Begrenzungskanten der schlagter Druckmittelzylinder, durch mittels des Tast-Anschlußöffnungen als zu der Achse der Steuer- Stiftes bei Abtasten des Modells herbeigeführte Aussind, nach Patent 1550 189, dadurch ge- 15 Bei dem Druckmittel-Steuerventil nach dem Hauptkennzeichnet, daß die Steuerplatte (4) so- patent erfolgt die Vergrößerung bzw. die Verkleinerung wohl um ihre Achse (n) um einen bestimmten, des Duichflußquerschnitts entsprechend der gewünschwählbaren Betrag schwenkbar als auch trans- ten Durchflußmenge linear zum Grad der Auslenkung latorisch verschiebbar gelagert ist und daß min- der Steuerplatte. Die hierdurch bewirkte Bewegung destens eine der Steuerkanten (401 bis 404, 411 bis 20 eines bzw. zweier Diuckmittelmotore oder Druck-414) innerhalb des so gegebenen Schwenkbereichs mittelzylinder kann in einem Anwendungsfall zu hoch, der Steuerplatte (4) stufenweise abgesetzt ist oder im anderen zu niedrig sc^;n. Bei einer Steuerung an —in Abänderung — spiralförmig verläuft, derart, Nachformfräsmaschinen birgt eine zu hohe Gedaß je nach Winkeleinstellung der Steuerplatte (4) schwindigkeit der Antriebmittel die Gefahr des Überzwischen der Steuerkante (401 bis 404, 411 bis 414) 25 schwingens, d.h. der Tisch gerät über die beab- und der korrespondierenden Begrenzungskante sichtigte Position hinaus. Im Leerlauf ist jedoch eine (112, 113, 122, 123, 132, 133, 142. 143) die Über- hohe Geschwindigkeit erwünscht, um den Taster in deckung von einem positiven bis zu einem be- eine neue Arbeitsposition oder eben aus dem Arbeitsstimmten negativen Wert einstellbar ist bereich bringen zu können. Diesen Erfordernissen

2. Stellglied zur Übertragung eines Dreh- 30 einer einmal geringen und einer im anderen Fall hohen momentes zwischen zwei zueinander parallel ver- Geschwindigkeit vermag dieses Druckmittel-Sleuerschieblichen, gegebenenfalls zueinander winklig ge- ventil nicht zu entsprechen.

legenen Achsen zur Winkeleinstellung der Steuer- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein platte eines Druckmittel-Steuerventils nach An- Druckmittel-Steuerventil der beschriebenen Art zu spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse(«) 35 schaffen, bei dem der Nachteil einer im Verhältnis zu der Steuerplatte (4) und die Achse (m) eines ortsfest der Auslenkung der Steuerplatte gleichbleibenden Verdrehbar gelagerten Bedienungselementes, wie eines größerung bzw. Verkleinerung des Durchflußquer-Drehknopfes (8), mittels einer in sich frei faltbaren Schnitts vermieden ist. das also eine Einstellung des Kreuzgelenk-Gliederkette (9) miteinander verbun- mit der Auslenkung veränderlichen Durchflußquerden sind. 40 Schnitts ermöglicht.

3. Stellglied nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Bei einem Druckmittel-Steuerventil der eingangs zeichnet, daß die Kreuzgelenk-Gliederkette (9) in genannten Art ist die Aufgabe erfindungsgemäß daeiner diese in voller oder teilweiser Länge mit erheb- durch gelöst, daß die Sieuerplatte sowohl um ihre Iichem Spiel umschließenden Hülse, Bohrung (33) Achse um einen bestimmten, wählbaren Betrag od. dgl. untergebracht ist, deren lichte Weite ge- 45 schwenkbar als auch translatorisch verschiebbar geringer bemessen ist als die Länge eines Gliedes (91, lagen ist und daß mindestens eine der Steuerkanten 92) oder einer zwischen zwei achspairallelen Ketten- innerhalb des so gegebenen Schwenkbereiches der bolzen (93) befindlichen Gruppe Glieder (91, 92, Steuerplatte stufenweise abgesetzt ist oder — in Ab-91 oder 92, 91, 92) der Kreuzgelenk-Glieder- änderung — spiralförmig verläuft, derart, daß je nach kette (9). 50 Winkeleinstellung der Steuerplatte zwischen der

Steuerkante und der korrespondierenden Begrenzungskante die Überdeckung von einem positiven bis zu einem bestimmten negativen Wert einstellbar ist. Hier-

Die Erfindung betrifft ein Druckmittel-Steuerventil, durch ist erreicht, daß mit Schwenkung und Eininsbesondere für Nachformfräsmaschinen, mit einer 55 stellung der Steuerplatte der Durchflußquerschnitt den scheibenförmigen, in einer Ebene translatorisch be- jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann, weglichen, mit einer Taststange od. dgl. verbundenen wobei der so eingestellte Durchfiußquerschnitt wie-Steuerplatte, die an einer ihrer Stirnflächen Steuer- derum in Abhängigkeit von der Auslenkung veränderkanten zur Steuerung beispielsweise in geradlinigen lieh ist.

zueinander senkrechten Richtungen wirkender Druck- 60 Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des mittelmotoren oder -zylinder aufweist, und bei der die Druckmittel-Steuerventils stellt sich zugleich das Steuerkanten und die Begrenzungskanten der An- Problem, ein Stellglied zum Schwenken und dadurch schlußöffnungen als zu der Achse der Steuerplatte Einstellen der Steuerplatte bereitzustellen. Der Weiterkonzentrische Kreisabschnitte ausgebildet sind, nach ausgestaltung der Erfindung liegt damit die allgemeine Patent 1 550 189. 65 Aufgabe zugrunde, ein Stellglied zur Übertragung Druckmittel-Steuerventile der zuvor beschriebenen eines Drehmomentes zwischen zwei zueinander par-Art dienen allgemein zur Steuerung des Durchfluß- allel verschieblichen, gegebenenfalls zueinander winkquerschnitts bzw. der Durchflußmenge eines Druck- lig gelegenen Achsen zu schaffen, das sich durch eine