AT390128B - Einrichtung zur genauen stellungsrueckmeldung eines arbeitskolbens in einem beidseitig beaufschlagbaren hydraulik-arbeitszylinder - Google Patents

Description

Nr. 390 128

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur genauen Stellungsrückmeldung eines Arbeitskolbens in einem beidseitig beaufschlagbaren Hydraulik-Arbeitszylinder mit einem dem Arbeitszylinder volumenmäßig äquivalenten, ebenfalls beidseitig beaufschlagten, vom Arbeitszylinder entfernt angeordneten Meßzylinder, für dessen Kolbenstellung eine Meßvorrichtung vorgesehen ist, wodurch die Kolbenstellungen Aber den gesamten Hubweg des Arbeitskolbens erfaßbar sind, wobei ein Zylinderraum des Arbeitszylinders mit dem einen Zylinderraum des Meßzylinders über eine Verbindungsleitung fluid-verbunden ist, während der andere Zylindenaum des Meßzylinders Aber ein Steuerventil wahlweise mit einer Druckmittelpumpe oder mit einem Tank verbunden ist

Eine derartige Einrichtung ist aus der GB-PS 1 253 930 bekannt, und zwar zur Anzeige der Stellung eines Arbeitskolbens für Schiffsventile oder dgl. Dabei verfolgt die bekannte Einrichtung den Zweck, den Meßzylinder so zu gestalten und diesem eine Meßvorrichtung so zuzuordnen, daß aus dem Zylinder eine Kolbenstange nicht mehr herausgeführt zu werden braucht. Dadurch sollen Dichtungsprobleme im Bereich der herausgefAhrten Kolbenstange vermieden werden. Ferner sind dem Kolben des Meßzylinders zwei entgegengesetzt wirksame Entlastungsventile zugeordnet zur selbsttätigen Justierung von Meß- und Arbeitskolben in deren Endstellungen. Ferner soll durch die im Meßkolben angeordneten Entlastungsventile sichergestellt werden, daß das System vollständig mit DruckflAssigkeit gefüllt wird und Luft- oder Gasblasen eliminiert werden. Diese Entlastungsventile bilden jedoch keine ventilgesteuerte Quittungspassage, sodaß nicht ausgeschlossen ist, daß bei mechanischer Blockade, z. B. des Meßkolbens in einer Zwischenstellung, das eine oder andere Druckbegrenzungsventil öffnet aufgrund des dann zwangsläufigen Druckanstiegs mit der Folge, daß der Arbeitskolben weiterbewegt wird ohne entsprechende Mitbewegung des Meßkolbens. Die genaue Lage des Arbeitskolbens kann dann nicht mehr festgestellt werden. Dasselbe kann bei kurzfristigem Auftreten von Überdruckspitzen geschehen, die vom Arbeitskolben auf den Meßkolben übertragen werden. Insofern gewährleistet die Anordnung nach der GB-PS 1 253 930 keine exakte Stellungsrückmeldung bei extremen Druckbedingungen oder unvorhergesehenen Zwischenfällen, wie z. B. mechanische Blockade des Meßzylinders und entsprechende Druckspitzen.

Die DE-OS 26 08 467 zeigt ebenfalls eine Einrichtung zur Stellungsrückmeldung eines Arbeitskolbens in einem Hydraulik-Arbeitszylinder, der extremen Umgebungsbedingungen, insbesondere hohen Temperaturen (in der Nähe von Stranggußanlagen oder dgl.) ausgesetzt ist, wobei diese Einrichtung ebenfalls einen abseits von dem Ort extremer Umgebungsbedingungen angeordneten Meß- bzw. Folgezylinder aufweist. Dieser Folgezylinder ist mit dem Arbeitszylinder volumenmäßig äquivalent. Die Kolbenstellung des Folgezylinders ist mittels eines elektrischen Wegumformers elektrisch abgreifbar. Ferner sind auch bei der Konstniktion nach der DE-OS 26 08 467 zwei Arbeitsräume von Arbeits- und Meßzylinder über eine Leitung miteinander fluidverbunden, wobei an diese Leitung eine weitere Leitung angeschlossen ist, die ein Überdruckventil auf weist. Dieses Überdruckventil ist parallel zu den Anschlüssen des Folgezylinders geschaltet Sein Auslösedruck ist kleiner als der Betriebsdruck des Hydraulikkreises und liegt vorzugsweise bei etwa 10 % des Betriebsdrucks. Dadurch und durch die Anordnung von zwei manuell betätigbaren 3-Wegeventilen zur wahlweisen Reihen- oder Parallelschaltung von Arbeits- und Folgezylinder ist in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf der bekannten Einrichtung eine Synchronisation von Arbeitskolben und Meßkolben möglich, wenn diese in ihre Endstellungen gefahren werden. Für einen offenen Hydraulikkreislauf mit Druckmittelpumpe und Reservoir sind die bekannten Maßnahmen nicht geeignet und auch nicht sinnvoll.

Aus der FR-PS 11 25 999 ist im Zusammenhang mit einer Kolben-Zylinder-Einheit eine ventilgesteuerte Quittungspassage an sich bekannt. Im übrigen betrifft diese Druckschrift jedoch keine Einrichtung zur Stellungsrückmeldung eines Arbeitskolbens.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit absoluter Sicherheit eine exakte Stellungsrückmeldung und insbesondere auch eine Synchronisation von Arbeits- und Meßkolben möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Verbindungsleitung sowie in der zwischen Arbeitszylinder und Steuerventil angeordneten Druckmittelleitung jeweils ein Druckbegrenzungsschalter angeordnet ist, und daß sowohl der Arbeitskolben als auch der Meßkolben jeweils eine an sich bekannte ventilgesteuerte Quittungspassage aufweisen, mittels der zwischen den beiden Arbeitsräumen von Arbeits- bzw. Meßzylinder eine Fluidverbindung herstellbar ist

Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt in einfacher Weise die Beseitigung der Mängel und Nachteile der oben beschriebenen Einrichtungen nach dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt eine zwangsläufige Verknüpfung der absoluten Endstellung von Arbeits- und Meßkolben. Es werden keine zusätzlichen elektrischen oder elektronischen Signalgeber und Verbindungsmittel benötigt die in extremen Umweltbedingungen ohnehin nur bedingt einsetzbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sowohl der Verbindungsleitung zwischen Arbeits- und Meßzylinder als auch der zwischen Arbeitszylinder und Steuerventil angeordneten Druckmittelleitung jeweils eine Druckanzeigeeinrichtung zugeordnet ist

Die Quittungspassagen sind vorzugsweise jeweils durch einen sich etwa parallel zur Zylinderachse erstreckenden Durchgang gebildet in dem zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile angeordnet sind, deren Schließkörper jeweils durch über die jeweilige Kolbenstimfläche vorragende Stößel beim Anfahren der -2-

Nr. 390 128 jeweils zugewandten Zylinder-Stirnflächen von den jeweiligen Ventilsitzen abhebbar sind. Als Rückschlagventile haben sich besonders Patronen-Rückschlagventile des Fabrikats L.EE Company/Conn. 06498, USA/Typ 250-CKF-005 geeignet. Jedes Rückschlagventil besitzt, wie dargelegt, einen mechanischen Stößel, der bei Anfahrt der jeweiligen Zylinder-Stirnfläche bzw. des jeweiligen Zylinderdeckels das Ventil gegen dessen eigentliche Strömungsrichtung öffnet Das dabei nicht betätigte gegenüberliegende Ventil verriegelt gleichzeitig den Durchgang, sodaß das Anfahren des Kolbens in Gegenrichtung möglich ist.

Die derart gestalteten, mechanisch gesteuerten Quittungspassagen ermöglichen auch eine zusätzliche Ölkühlung, nämlich dann, wenn sich sowohl Meßkolben als auch Arbeitskolben in ihrer Endstellung befinden und die Pumpe angeschlossen ist Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn sich der Arbeitszylinder in einer Umgebung hoher Temperaturen befindet und der Arbeitskolben sehr häufig und relativ lange in den Endstellungen verharrt. Dann läßt sich, wie gesagt in einfacher Weise ein Ölkreislauf aufrechterhalten und das öl kühlen.

Demgemäß ist die Erfindung zugleich dadurch gekennzeichnet, daß in Anschlag- bzw. Endstellung des Arbeitszylinders und des Meßzylinders deren ventilgesteuerte Quittungspassagen unter Freihalten eines bestimmten ständigen Kühl-Ölflusses geöffnet bleiben.

Das warme öl kann dabei vorzugsweise durch einen Wärmetauscher geleitet werden, der z. B. an einen Heizkreislauf für Arbeitsräume oder dgl. angeschlossen ist.

Nach Überschreiten eines bestimmten Überdrucks in der Verbindungsleitung zwischen den fluidverbundenen Arbeitsräumen bzw. in der Leitung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Steuerventil bewirken die Druckbegrenzungsschalter eine Abschaltung der Pumpe. Damit wird auch verhindert, daß hydraulische Kupplungen oder dgl. überbelastet und vorzeitig undicht werden.

Vorteilhafterweise ist den Druckbegrenzungsschaltem jeweils eine Druckmeßeinrichtung zugeordnet, wobei die Druckmeßeinrichtungen mit einem Signalwandler in Wirkverbindung stehen, der die Druckwerte in entsprechende elektrische Signale umwandelt, die z. B. in einem Funktionsrechner zur Ansteuerung bzw. Aufrechterhaltung einer Sollwertstellung des Arbeitskolbens verarbeitet werden können.

Vorzugsweise ist der Funktionsrechner so ausgebildet, daß in diesem ein Vergleich zwischen den elektrisch abgegriffenen Meßkolbenstellungen und den vom Signalwandler in elektrische Signale umgewandelten Druckmeßwerten zur Ermittlung einer exakten Arbeitskolbenstellung und Ansteuerung einer Kolbensollstellung stattfindet. Es wird dadurch auch eine Art von "back-up-System" geschaffen. Bei Ausfall des elektrischen Abgriffs der Meßkolbenstellung ist durch die Druckmeßwert-Auswertung die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung im wesentlichen unverändert sichergestellt.

Nachstehend werden eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sowie deren Funktionsweise anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt: Fig. 1 ein hydraulisches Schaltschema der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 einen Teil des Arbeits- bzw. Meßkolbens mit ventilgesteuerter Quittungspassage im Schnitt und vergrößertem Maßstab, Fig. 3a bis 3f mögliche Schaltzustände der Quittungspassagen von Arbeits- und Meßkolben, Fig. 4 eine Schaltungslogik für die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 5a die schematische Darstellung einer Zusatz-Schaltung, mit der Einflüsse des Gelenk- und Verbindungsspiels zwischen dem Arbeitszylinder und dem davon betätigten Maschinenelement steuerungsmäßig kompensiert werden, sowie Fig. 5b eine schematische Wiedergabe der Einflüsse des Gelenk- und Verbindungsspiels auf die tatsächlichen Bewegungen des vom Arbeitszylinder betätigten Maschinenelements.

Mit der Bezugsziffer (8) ist ein Arbeitszylinder bezeichnet, der extremen Umgebungsbedingungen, insbesondere hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Kolbenstange (14*) des dem Arbeitszylinder (8) zugeordneten Arbeitskolbens (14) ist z. B. mit einem Gießpfannenschieber zu dessen Verstellung verbunden.

Abseits von dem Ort extremer Umgebungsbedingungen ist ein dem Arbeitszylinder (8) volumenmäßig äquivalenter Meßzylinder (2) angeordnet, wobei es zweckmäßig ist, die Kolben- und Kolbenstangendurchmesser in gleichem Verhältnis gegenüber dem Arbeitszylinder zu verkleinern, um damit die Hublänge analog zu vergrößern, was eine bessere Auflösung des Hubes des dem Meßzylinder (2) zugeordneten Meßkolbens (12) ermöglicht.

Dadurch, daß der Meßzylinder (2) dem rauhen Stahlwerksbetrieb oder dgl. nicht direkt ausgesetzt ist, kann er in seiner Ausführung kostengünstiger gestaltet werden als der Arbeitszylinder (8), insbesondere bezüglich der Kolbendichtungen. Wie Figur 1 deutlich zeigt, sind die jeweils von den Kolbenstangen durchsetzten Arbeitsräume (16), (17') der beiden Zylinder (8), (2) durch eine Verbindungsleitung (10) unmittelbar miteinander fluidverbunden. Wenn sich der Arbeitskolben (14) in Figur 1 nach links bewegt, bewegt sich der Meßkolben (12) nach unten und umgekehrt. Durch die Fluidverbindung (10) beeinflußt die Rücklaufflüssigkeit im Arbeitszylinder (8) unmittelbar die Stellung des Meßkolbens (12) im Meßzylinder (2). Auf diese Art und Weise ist eine exakte Stellungsrückmeldung des Arbeitskolbens (14) im Arbeitszylinder (8) gewährleistet. Am freien bzw. aus dem Meßzylinder (2) heraustretenden Ende der Kolbenstange (3) des Meßkolbens (12) ist eine Blende (35) angeordnet, die in den Block eines Gabelkopplers (4) hineinragt. Die Blende (35) ist dabei in Richtung der Meßkolbenstange frei verstellbar angeordnet, wobei die Verstellung in einfacher Weise durch eine Justiermutter (5) erfolgen kann. Die Justiermutter (5) ermöglicht bei einem Feingewinde jederzeit eine genaue Synchronisation der Hubwege der beiden Kolben (12), (14). Der Gabelkoppler (4) ist mit einer nicht -3-

Nr. 390 128 dargestellten elektronischen Positionsanzeige und/oder einem Funktionsrechner verbunden.

Die nicht unmittelbar miteinander fluidverbundenen Arbeitsräume (18), (19) von Arbeits- und Meßzylinder sind über ein 4/3-Wegeventil (1) mit der Pumpe (P) bzw. einem Reservoir (T) verbindbar. Die Druckmittelleitung zwischen dem Steuerventil (1) und dem Arbeitszylinder (8) bzw. Arbeitsraum (18) ist mit der Bezugsziffer (17) gekennzeichnet. In der Veibindungsleitung (10) sowie in der zwischen Arbeitszylinder (8) und Steuerventil (1) angeordneten Druckmittelleitung (17) ist jeweils ein Druckbegrenzungsschalter (9), (10*) angeordnet, die bei einem vorbestimmten Überdruck die Fluidverbindungen (10), (17) unterbrechen oder die Pumpe (P) abschalten. Den beiden Druckbegrenzungsschaltem ist jeweils noch eine Druckanzeigeeinrichtung bzw. ein Manometer (11), (13) zugeordnet. Diese Manometer stellen eine zusätzliche Kontrolle für die Bedienungsperson dar. Insbesondere ist dadurch frühzeitig ein überdurchschnittlicher Druckanstieg erkennbar, was darauf hindeutet, daß der Arbeitskolben (14) blockiert bzw. sehr schwergängig ist (z. B. wenn ein an die Arbeitskolbenstange angekoppelter Gießpfannenschieber in seiner Stellung verklebt). Wenn einer der Druckbegrenzungsschalter (9) oder (10) wirksam wird, bedeutet dies, daß der Arbeitskolben seine Endstellung nicht erreicht hat, unabhängig davon, ob der Meßkolben (12) sich bereits in der Endstellung befindet oder nicht. Durch die Druckbegrenzungsschalter ist auf jeden Fall gewährleistet, daß der Druck nicht noch weiter ansteigt und Undichtigkeiten an den Hydraulik-Kupplungen, Kolbendichtungen, etc. entstehen.

Sowohl der Arbeitskolben (14) als auch der Meßkolben (12) weist jeweils eine ventilgesteuerte Quittungspassage (7) bzw. (15) auf, mittels der zwischen den beiden Arbeitsräumen (16), (18) bzw. (17’), (19) von Arbeits- bzw. Meßzylinder eine Fluidverbindung herstellbar ist. Die Ventilsteuerung ist dabei so aufgebaut, daß diese Fluidverbindung nur in den Endstellungen der Kolben und bei entsprechender Strömungsrichtung des Druckmittels herstellbar ist. Hinsichtlich des Aufbaus der Quittungspassage (7) bzw. (15) wird auf Figur 2 verwiesen. Gemäß Figur 2 ist die Quittungspassage (7) bzw. (15) jeweils durch einen sich etwa parallel zur Zylinderachse durch den jeweiligen Kolben erstreckenden Durchgang (20) gebildet, in dem zwei entgegengesetzt wirkende bzw. gegenläufig geschaltete Patronen-Rückschlagventile (21), (22) angeordnet sind, deren Schließkugeln (23), (24) jeweils durch über die jeweilige Kolbenstimfläche (25), (26) vorragende Stößel (27), (28) beim Anfahren der jeweils zugewandten Zylinder-Stirnflächen von jeweiligen Ventilsitzen (29), (30) abhebbar sind. Die Schließkörper (23), (24) werden jeweils durch eine Feder (31), (32) nach außen gegen den entsprechenden Ventilsitz (29), (30) gedrückt. Die Stößel (27), (28) weisen jeweils einen Durchgang (33), (34) für eine Druckmittelströmung bei geöffneten Ventilen auf. Die Federn (31), (32) sind so dimensioniert, daß sie bei normaler Druckmittelbeaufschlagung durch den Durchgang (33), (34) der Stößel (27), (28) hindurch ein Anheben der zugehörigen Schließkugel (23), (24) von dem jeweiligen Ventilsitz (29), (30) erlauben. Somit wird z. B. der Durchgang (20) geöffnet, wenn sich der Kolben (12) bzw. (14) in Figur 2 in der linken Endstellung befindet und die Druckbeaufschlagung von rechts erfolgt. In der linken Endstellung wird das Ventil (21) durch den in den Durchgang (20) hineingedrückten Stößel (27) geöffnet, während das rechte Ventil (22) durch die Druckmittelbeaufschlagung geöffnet wird. Entsprechend wird eine Fluidveibindung zwischen den beiden durch den Kolben voneinander getrennten Arbeitsräumen in der in Figur 2 rechten Endstellung des Kolbens helgestellt.

In den Figuren 3a bis 3f sind nun mögliche Situationen von Kolbenstellungen dargestellt. Arbeits- und Meßzylinder sowie Arbeits- und Meßkolben sind mit denselben Bezugsziffem versehen wie in Figur 1. Der durch die Verbindungsleitung (10) gemäß Figur 1 fluidverbundene Raum ist in den Figuren 3a bis 3f mit (R) und der von dem mit der Pumpe (P) bzw. dem Reservoir (T) verbindbaren Arbeitsraum (18) des Arbeitszylinders (8) und der Druckmittelleitung (17) gemäß Figur 1 eingenommene Raum mit (R') bezeichnet. Die Bezeichnungen (Z) und (A) bedeuten "Endstellung zu" bzw. "Endstellung auf'.

In Figur 3a hat zwar der Meßkolben (12) seine Endstellung (Z) erreicht, der Arbeitskolben (14) dagegen seine entsprechende Z-Stellung noch nicht Es befindet sich also in dem Raum (R) ein Flüssigkeitsüberschuß. In diesem Falle öffnet die Quittungspassage (7) des Meßkolbens (12) und die überschüssige Flüssigkeitsmenge im Raum (R) wird über den Meßkolben (12) in das Reservoir (T) abgeführt

In Figur 3b befindet sich der Meßkolben (12) in der entgegengesetzten Endstellung (A), der Arbeitskolben (14) dagegen noch nicht. Dies bedeutet, daß aus dem Raum (R) Flüssigkeit an den Kolbendichtungen vorbei ausgetreten ist (Leckagen). In der Endstellung (A) des Meßkolbens (12) öffnet wiederum dessen Quittungspassage (7) bei Druckbeaufschlagung in Richtung des Pfeiles (D), wodurch ein Ausgleich der Leckagen aus dem Raum (R) stattfindet und der Arbeitskolben (14) in seine Endstellung (A) bewegt wird.

In Figur 3c befindet sich der Arbeitskolben (14) in der Endsteüung (Z), der Meßkolben (12) dagegen noch nicht. Bei Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens (14) in Richtung des Pfeiles (D) öffnet dessen Quittungspassage (15), mit der Folge, daß der Raum (R) aufgefüllt und der Meßkolben (12) in seine Endstellung (Z) geschoben wird.

In Figur 3d befindet sich der Arbeitskolben (14) in seiner Endstellung (A), dar Meßkolben (12) dagegen noch nicht Dies bedeutet, daß sich im Raum (R) ein Flüssigkeitsüberschuß befindet. Bei Druckbeaufschlagung des Meßkolbens (12) in Richtung des Pfeiles (D) öffnet die Quittungspassage (15) des Arbeitskolbens (14), mit der Folge, daß überschüssige Flüssigkeit aus dem Raum (R) über den Raum (R') in das Reservoir (T) abfließt und der Meßkolben (12) ebenfalls in seine Endstellung (A) geschoben wird.

In den Figuren 3e und 3f befinden sich sowohl Arbeits- als auch Meßkolben jeweils in ihren entsprechenden -4-

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Endstellungen (Z) bzw. (A). Bei entsprechender Druckbeaufschlagung in Richtung des Pfeiles (D0) öffnet sowohl die Quittungspassage (7) des Meßkolbens (12) als auch die Quittungspassage (15) des Arbeitskolbens (14), mit der Folge, daß ein Flüssigkeitskreislauf entsteht und in einfacher Weise die Druckflüssigkeit gekühlt werden kann. Ferner ist auf diese Art und Weise auch eine einfache Entlüftung des hydraulischen Systems 5 möglich. Die Entfernung von Lufteinschlüssen idealisiert im übrigen die Synchronität der beiden Kolben. Der Pumpendruck für diese Flüssigkeitskühlung kann wesentlich niedriger sein als der normale Arbeitsdruck. Man spricht auch von einem sogen, "drucklosen Umlauf der Druckflüssigkeit".

In Figur 4 sind einige Beispiele logischer Schaltverknüpfungen dargestellt, die über jeden Anlagenzustand eine Meldung ermöglichen. Die Schaltungslogik umfaßt die beiden Kontakte (5.1) und (5.2), denen entsprechende 10 Relais (Zd) und (Ad) zugeordnet sind, sowie die beiden Druckbegrenzungsschalter (9) und (10*), denen ebenfalls jeweils entsprechende Relais (Rd) und (R'd) zugeordnet sind. Es sind drei verschiedene Zustände dargestellt, nämlich: - Schieber blockiert oder Schwerlast - Korrektur in Zu-Richtung 15 - Korrektur in Auf-Richtung

Diese letztgenannten drei Schaltzustände liefern Sekundär-Informationen, wobei die Schaltzustände "Korrektur in Zu-Richtung" und "Korrektur in Auf-Richtung" jeweils anzeigen, daß eine Synchronisation von Arbeits- und Meßkolben stattfindet und eine Leckage ausgeglichen werden muß. Auch in Figur 4 bedeuten die Bezeichnungen (Z) und (A) die Kolbenendstellung "zu" bzw. "auf. Die Bezeichnungen (R) und (R') bedeuten die im 20 Zusammenhang mit Figur 3a bis 3f definierten Räume.

In Figur 4 bedeuten die Schaltpositionen (a) bis (g): (a). Endstellung ZU; (b). Endstellung AUF; (c). Niveau (R); (d). Niveau (R'); (e). Schieber blockiert oder Schwerlast; (f). Korrektur in Zu-Richtung; (g). Korrektur in Auf-Richtung; sowie die Bereiche (I) = Referenz- bzw. Meßzylinder; (II) = Druckwerte; (ΙΠ) = Sekundärinformationen; 25 Die Stellung der Blende (35) im Gabelkoppler (4) kann auch in Form eines elektrischen Signals (S) (siehe Fig. 1) an einen Funktionsrechner weitergeleitet werden. Damit ist es möglich, gemäß dem in den Figuren 5a und 5b wiedergegebenen Schema ein mehr oder weniger großes Bewegungsspiel der mechanischen Verbindungen zwischen dem Arbeitszylinder und dem davon betätigten Maschinenelement steuerungsmäßig zu kompensieren. Ein solches Bewegungsspiel (bzw. schlechte mechanische Toleranzwerte) tritt beispielsweise durch Verschleiß der 30 Gelenke eines Bell-Crank Betätigungsgestänges für einen Gießpfannenschieber auf und kann die Steuerungswerte stark verfälschen. Für die Überwindung dieses Bewegungsspiels ist nur ein geringer Arbeitsdruck des Arbeitzylinders (8) notwendig (z. B. ca. 10 bar) während für die Bewegung eines Gießpfannenschiebers ein weit höherer Druck (ca. 120 - 160 bar) nötig ist. 35 Durch Anschluß einer Veibindungsleitung (40) und einer dazu parallel geschalteten Verbindungsleitung (41) an die Verbindungsleitung (10) und die Druckmittelleitung (17) können auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck ansprechbare Druckschalter (42) und (43) betätigt werden, welche ein Relais (44) betätigen. Über dieses Relais (44) werden die elektrischen Signale (S), welche vorzugsweise als Zeittaktimpulse vorliegen (z. B. als in Anzahl Impulse umgesetzte Bewegungszeit), in den auf das Gestängespiel und das echte Arbeitsspiel 40 zurückzuführenden Arbeitshub des Arbeitszylinders aufgeteilt und über einen Prozeß-Rechner (C) gesondert berücksichtigt. Bei geringem Druck an den Druckschaltem (42), (43) wird ein Schalter (45) geschlossen und bei einem Arbeitshub unter erhöhtem Druck der Schalter (46). Damit werden über den Schalter (45) die Leerhübe und über den Schalter (46) die Arbeitshübe in die Zähler (Y) und (X) jeweils getrennt in den Prozeß-Rechner (C) eingegeben. 45 Der Prozeßrechner (C) kompensiert dann gemäß Fig. 5b die durch das freie Bewegungsspiel des Betätigungsgestänges verursachten Leerbewegungen des Arbeitszylinders. Beginnend bei (B) in Fig. 5b erfolgt zunächst in der Reihenfolge der Pfeile eine Leerbewegung (a') des Arbeitszylinders, dann eine echte Bewegung (a) des Gießpfannenschiebers, dann wieder eine Leerbewegung (b') usw. bis zum Erreichen des Endpunktes (E) der Schieberbewegung. Mit je der Bewegungsumkehr ist also eine Leerbewegung durch das Gestängespiel 50 meßbar, welche je nach Bewegungsrichtung addiert oder subtrahiert wird.

Durch Sichtanzeigegeräte (47) und (48) wird dem Bedienungspersonal angezeigt, wann durch unzulässig hohen Verschleiß des Gestänges, also durch hohe Werte des Leerspiels, eine Reparatur des Betätigungsgestänges notwendig ist, um eine genaue Steuerung des Verfahrens nicht zu gefährden. 55 -5- 60

Claims (11)

1. Nr. 390 128 PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zur genauen Stellungsrückmeldung eines Arbeitskolbens in einem beidseitig beaufschlagbaien Hydraulik-Arbeitszylinder mit einem dem Arbeitszylinder volumenmäßig äquivalenten, ebenfalls beidseitig beaufschlagten, vom Arbeitszylinder entfernt angeordneten Meßzylinder, für dessen Kolbenstellung eine Meßvorrichtung vorgesehen ist, wodurch die Kolbenstellungen über den gesamten Hubweg des Arbeitskolbens erfaßbar sind, wobei ein Zylinderraum des Arbeitszylinders mit dem einen Zylinderraum des Meßzylinders über eine Verbindungsleitung fluid-verbunden ist, während der andere Zylinderraum des Meßzylinders über ein Steuerventil wahlweise mit einer Druckmittelpumpe oder mit einem Tank verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (10) sowie in der zwischen Arbeitszylinder (8) und Steuerventil (1) angeordneten Druckmittelleitung (17) jeweils ein Druckbegrenzungsschalter (9, 10') angeordnet ist, und daß sowohl der Arbeitskolben (14) als auch der Meßkolben (12) jeweils eine an sich bekannte ventilgesteuerte Quittungspassage (7,15) aufweisen, mittels der zwischen den beiden Arbeitsräumen (16,18 bzw. 17', 19) von Arbeite- bzw. Meßzylinder eine Fluidverbindung herstellbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Verbindungsleitung (10) zwischen Arbeits- und Meßzylinder als auch der zwischen Arbeitszylinder (8) und Steuerventil (1) angeordneten Druckmittelleitung (17) jeweils eine Druckanzeigeeinrichtung (11 bzw. 13) zugeordnet ist.
3. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quittungspassagen (7,15) jeweils durch einen sich etwa parallel zur Zylinderachse erstreckenden Durchgang (20) gebildet sind, in dem zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile (21,22) angeordnet sind, deren Schließkörper (23,24) jeweils durch über die jeweilige Kolbenstimfläche (25, 26) vorragende Stößel (27, 28) beim Anfahren der jeweils zugewandten Zylinder-Stirnflächen von den jeweiligen Ventilsitzen (29,30) abhebbar sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkörper (23, 24) jeweils durch ein elastisches Element (Feder (31,32)) gegen den entsprechenden Ventilsitz (29,30) gedrückt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (27, 28) jeweils einen Durchgang (33,34) für eine Druckmittelströmung bei geöffneten Ventilen aufweisen.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Meßkolbenstange (3) aus dem Meßzylinder (2) herausragt und mit einer Blende (35) versehen ist, die in einen Gabelkopplerblock (4) hineinragt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (35) an der Meßkolbenstange (3) in Richtung derselben verstellbar befestigt ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Referenzweges (23) des Gabelkopplers (4) an vorbestimmten Stellen Kontakte (5.1, 5.2) vorgesehen sind, die vorbestimmten Referenzpunkten, vorzugsweise den Meßkolbenendstellungen, entsprechen.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gabelkoppler (4) ein elektronischer Zähler zur Bestimmung der Verfahrstrecke des Meßkolbens (12) und damit des Arbeitskolbens (14) zugeordnet ist.
10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Anschlag- bzw. Endstellung des Arbeitszylinders (8) und des Meßzylinders (2) deren ventilgesteuerte Quittungspassagen (7 bzw. 15) unter Freihalten eines bestimmten ständigen Kühl-Ölflusses geöffnet bleiben.
11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Druckschalter (42,43), welche über Anschlüsse (40, 41) an die Verbindungsleitung (10) bzw. Druckmittelleitung (17) angeschlossen sind, ein durch die Druckschalter (42,43) betätigbares Relais (44) derart, daß bei Leerhub der Ruhekontakt (45) des Relais (44) geschlossen bleibt, während bei Arbeitshub bzw. Arbeitsdruckniveau der Ruhekontakt (45) geöffnet und der Arbeitskontakt (46) des Relais (44) geschlossen wird, und durch dem Ruhekontakt (45) sowie Arbeitskontakt (46) jeweils zugeordnete Zählwerke (Y bzw. X), die den Leer- und Arbeitshüben entsprechende Impulse registrieren. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -6-