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Drucktnittelsteaerung für Arbeitsmaschinen Zusatz zum Patent: 1019
880 Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuerung für Arbeitsmaschinen nach vorgeschriebenem
Zyklus durch ein fortschaltbares Band, auf welchem dem vorgeschriebenen. Zyklus
entsprechend höckerartige Vorsprünge vorgesehen sind, die über vor einer Schaltwalze
drehbar gelagerte Hebel auf die Druckmittelventile wirken.
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Durch die Erfindung wird eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung
der im Patent 1019 880 geschützten Erfindung bezweckt. Insbesondere sollen durch
die Erfindung Mittel vorgesehen werden, mit deren Hilfe die an sich vollautomatisch
arbeitende Arbeitsmaschine zum Einrichten für ein bestimmtes Werkstück oder zur
Bearbeitung einzelner Werkstücke in kleiner Serien. im Bedarfsfalle auch willkürlich,
also rein manuell gesteuert werden kann. Ferner wird bezweckt, die Steuerung derart
auszugestalten, daß auch während des Betriebes der Maschine in bestimmte Funktionen
des Programms willkürlich eingegriffen werden kann.
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Es ist bekannt, zur Programmsteuerung von Werkzeugmaschinen Kurvenscheiben
zu verwenden. Kurvengesteuerte Werkzeugmaschinen werden praktisch nur für die Bearbeitung
von großen Stückzahlen eingesetzt. Dia Herstellung einzelner Werkstücke auf kurvengesteuerten
Maschinen ist ohne Kurvenscheiben praktisch nicht durchführbar, weil die Kurven
direkt zur mechanischen Bewegung von Schlitten usw. dienen. Daher stößt bei solchen
Maschinen ein willkürlicher Eingriff von Hand auf Schwierigkeiten, es sei denn,
daß man den Schlitten od. dgl. von Hand verschiebt.
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Allerdings sind bei Steuerventilen für Brennkraftmaschinen, bereits
Vorkehrungen bekannt, mit deren Hilfe programmgesteuerte, kipphebelbetätigte Ventile
einzeln willkürlich geöffnet werden können, um z. B. die Verdichtung beim Anlassets
der Maschine aufheben und wieder einschalten zu können. Abgesehen von ihrer Zweckbestimmung
für Brennkraftmaschinen dienen aber diese bekannten Vorkehrungen zur Betätigung
von Ventilen, die in verhältnismäßig großen Abständen voneinander angeordnet sind,
und es wird hierbei die ganze Ventilreihe eines Verbrennungsmotors zum Zwecke des
Anlassens von einer gemeinsamen Steuerwelle aus betätigt. Eine beliebige Steuerung
einzelner Ventile ist dagegen nicht möglich, es sei denn, daß überhaupt nur ein
einziges Ventil, beispielsweise bei einem Einzylindermotor, vorhanden ist. Zur Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe tragen diese bekannten Ventilsteuerungen
für Brennkraftmaschinen praktisch nichts bei.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Druckmittelsteusrung für Arbeitsmaschinen
mit einem fortschaltbaren Band gemäß dem Hauptpatent eine wesentlich einfachere
Möglichkeit eines Eingriffes in die an sich vollautomatische Funktion der Maschine
bietet.
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Die Erfindung besteht darin, daß zur willkürlichen Betätigung der
auf die Druckmittelventile wirkenden Hebel unabhängig von dem Steuerungsband Kipphebel
mit Nockenflächen gegenüber einem Hebelarm der Hebel drehbar gelagert sind. Mit
Hilfe dieser Kipphebel kann jedes gewünschte Ventil jederzeit willkürlich von Hand
betätigt werden, wodurch man leicht in das System des Programmschalters eingreifen
kann, was insbesondere beim Einrichten der Maschine vorteilhaft ist. Bei Einzelstücken
können mit Hilfe der Erfindung auf einfache und bequeme Art besondere Arbeitsvorgänge,
wie beispielsweise eine besondere, nur in dein betreffenden Einzelfalle gewünschte
Zusatzbohrung, in die Serienfertigung eingeschaltet werden.
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Für die Praxis ist eine solche Möglichkeit sehr erwünscht, zumal dadurch
der Anwendungsbereich der Werkzeugmaschinen erweitert wird und es z. B. nicht notwendig
ist, ein Einzelstück auf einer anderen Maschine zu bearbeiten oder nachträglich
noch einmal in eine andere Maschine einzuspannen, um den oder die zusätzlichen Arbeitsvorgänge
vorzunehmen.
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Um auch während des Betriebes der Maschine in die Steuerung eingreifen
zu können und um außerdem beim Einrichten der Maschine eine besonders bequeme Betätigung
der wichtigsten Funktionen zu erreichen, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung mindestens ein Teil der auf die Druckmittelventile wirkenden Hebel
willkürlich von Hand durch leicht zugängliche Nockenscheiben betätigt
werden,
deren Profile auf die Nasen von doppelarmigen Hebeln drücken, welche ihrerseits
über die zugehörigen Ventilbetätigungshebel die entsprechenden Druckmittelventile
betätigen.
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Auf diese Weise wird die Bedienung der Druckmittelsteuerung gemäß
dem Hauptpatent erleichtert, und außerdem wird der Verwendungsbereich der Arbeitsmaschine
im vorstehend erläuterten Sinne erweitert. Dabei wird ein besonderer Vorteil darin
erblickt, daß für die Zwecke der Erfindung alle für die Automatik bereits vorhandenen
Steuerelemente verwendet werden können, ohne daß ein besonderer Umbau der Maschine
bzw. der Druckmittelsteuerung notwendig ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 im Querschnitt eine Druckmittelsteueiung gemäß
der Erfindung, F i g. 2 die Druckmittelsteuerung in einem Längsschnitt nach der
Linie A-B der F i g. 1 und F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen abgebrochenen
Längsschnitt durch ein Steuerungsband. Die Druckmittelsteuerung 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 Maschine, welches eine
Funktion oder eine Operation ausübt, ist mit einem derartigen Ventil l im Programmschalter
vertreten. Die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen vierundfünfzig Ventile sind in
vier Reihen im Ventilgehäuse 2 angeordnet, wobei je zwei Reihen mit einer gemeinsamen
Druckluftbohrung 3 und einer Abluftbohrung 17 verbunden sind. Die Ventile können
in bekannter Weise aus Tellerventilen bestehen, die an einem Ventilschaft angeordnet
sind, der mit einem Ventilstößel 8 zusammenwirkt. Nach dem Abheben des Ventiltellers
strömt Druckluft aus der Bohrung 3 in einen Raum, der mit einem Rohranschluß
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 baulichen Gründen sind die Hebel 18 abwechselnd auf
einer Achse 19 oder auf einer Achse 20 drehbar gelagert. Von jeder Seite
kommen entsprechende 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 Vorsprüngen in Form von Hökkern
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 l 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. Statt 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 dem Programm, welches
auf dem Band untergebracht werden soll. Das Stahlband 23 hat außerdem kleine, in
Reihen entsprechend den Rollen 21 angeordnete Löcher 27, in welche entsprechend
dem jeweiligen Steuerungsprogramm die Höcker 24 eingenietet werden. Die Höcker werden
also derart auf dem Stahlband 23 befestigt, daß sie in der Reihenfolge des Arbeitszyklus
entsprechend 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 (F i g. 2). Daraufhin kann die Schaltwalze
2 frei herausgenommen werden, so daß ein neues Stahlband eingelegt und die Walze
dann wieder eingebaut 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 Nabe 31 gelagert ist. Einseitig
wirkende Schaltzähne 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 diesen Druckluftkolben 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 gegeben wird. Nach Ausführung
der gewünschten Funktion wird selbsttätig ein weiterer Schaltschritt des Stahlbandes
23 herbeigeführt.
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Anstatt durch die Nietköpfe 24 können die Hebel 18 auch einzeln dadurch
betätigt werden, daß ein jeweils zugehöriger Kipphebel 67, welcher sich in seiner
Normallage mit einer Abflachung 68 gegen den Hebel 18 legt, um etwa 45° geschwenkt
wird, so daß der Umfang der Kreisbogenfläche 69 gegen den Hebel 18 zu liegen kommt
und diesen dadurch so ausschwenkt, daß das zugehörige Ventil l betätigt wird.
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Die Nocken- oder Nabenteile der Kipphebel 67
sind mit Rasten
versehen, in die Blattfedern 70 einrasten, um den Kipphebel jeweils in seiner wirksamen
oder unwirksamen Stellung zu sichern.
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Durch das Verschwenken der Kipphebel 67 kann leicht in das
System der Programmsteuerung eingegriffen werden, um die Maschine einzurichten.
Um
auch während des Betriebes der Maschine in wichtige Funktionen des Programms eingreifen
zu können und um auch beim Einrichten der Maschine eine noch bequemere Betätigung
der wichtigsten Funktionen zu erreichen, ist ferner eine Reihe von Hebeln 71 vorgesehen,
welche auf einer Achse 72 drehbar gelagert sind und welche an Stelle der auf der
gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Kipphebel 67 auf je einen zugehörigen Hebel
18 wirken. Die Betätigung der doppelarmigen Heb--171 erfolgt von Hand durch
Nockenscheiben 73, deren Profile 74 auf die Nasen 71 a der Hebel 71 drücken, welche
ihrerseits über die zugehörigen Hebel 18 die entsprechenden Ventile 1 betätigen.
Durch eine Feder 75 wird der die Nase 71a - tragende Hebelarm des doppelarmigen
Hebels 71 gegen das Profil 74 der Nockenscheibe 73 gedrückt. Die Feder 75 dient
außerdem über die Nase 71a zur Arretierung der Nockenscheibe 73.
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Wenn die Maschine in Gang gesetzt werden soll, so können hierfür auch
die Mittel zur willkürlichen Betätigung der auf die Druckmittelventile wirkenden
Hebel verwendet werden. Es genügt zu diesem Zweck, die jeweils für die erste Funktion
zuständige Nockenscheibe 73 zu betätigen, um den automatischen Arbeitszyklus einzuleiten.