(54) Zařízení proti přetížení mechanismů s vratným pohybem, zejména n tvářecích strojů

Předmětem vynálezu je zařízení proti přetížení mechanismů s vratným pohybem, zejména u tvářecích strojů, tvořící člen kinematického řetězce mechanismu s reakcí na přetížení v obou směrech vratného pohybu.

U tvářecích, obráběcích i jiných strojů konají některé mechanizmy vratný pohyb, např. přenášecí zařízení u postupových tvářecích automatů na výrobu šroubů, matic a jiných strojních dílců objemovým tvářením za studená a za tepla. U těchto zařízení dochází někdy z různých důvodů k poruchám, zabraňujícím pokračování uvedeného vratného pohybu. Poruchám se předchází včleněním zařízení, obsahujícího pojistku, do kinematického řetězce pohybovaného mechanismu. Pojistky jsou řešeny jako destrukční nebo nedestrukční.

U destrukčních pojistek je v pohonu zařízení umístěn člen, řešený jako nej slabší článek kinematického řetězce, který se při přetížení mechanismu s vratným pohybem rozruší a tím rozpojí vazbu s pohonem. Pro jištění se běžně používají pojistky tažné nebo střížně. Koncový spínač nebo funkčně obdobný člen, který je současně s pojistkou spojen s kinematickou vazbou, zastaví chod stroje nebo jeho části. Po odstranění poruchy je nutno provést výměnu destrukční pojistky za novou, což je hlavní nevýhodou tohoto způsobu jištění.

U nedestrukčních pojistek je přenášecí síla od pohonu převáděna členy kinematického řetězce vybavenými západkovým zařízením s pružinou. Při nahodilém překročení nastavené pojistné síly se západka vysmekne a tím přeruší spojení pohonu mechanismů se zařízením. Nevýhodou tohoto druhu pojistek je časté porušení některého z členů kinematického řetězce, dále závislost pojistné síly na součiniteli tření, nemožnost přesného nastavení velikosti pojistné síly a značné zvýšení pojistné síly při rozpojování pojistky, která musí být nastavena s velkým součinitelem přetížení.

Nevýhody uvedených druhů pojistek jsou odstraněny pojistkou hydraulickou. Dosud známá hydraulická pojistka je provedena jako· přímočarý hydromotor se dvěma písty a jednou pístnicí, spolupracující při změně smyslu vratného pohybu střídavě s jedním nebo druhým pístem. Toto zařízení je složité a vzhledem k velkému počtu těsnících prvků je i značně nespolehlivé. Podstatnou nevýhodou této hydraulické pojistky je její velká stavební délka, daná konstrukčním uspořádáním jejich jednotlivých částí, jež určuje minimální rozteč dvou nejbližších uzlů kinematic207143 kého řetezce. Vzhledem k tomu, že do hydraulického obvodu musí být zařazen běžný pojistný ventil, je jištěné zařízení při jeho přetížení a v průběhu činnosti hydraulické pojistky namáháno po celou dobu dokončování jeho pohybu. Tato okolnost se nepříznivě projevuje u rychloběžných strojů, zejména u postupových tvářecích automatů.

Nevýhody stávajících zařízení proti přetížení mechanismů s vratným pohybem obsahujících pojistku, jsou odstraněny u vynálezu, jehož podstata spočítá v tom, že zařízení obsahuje alespoň dva teleskopické válce s protilehle uspořádanými dny a vzájemně propojenými prostory, jež jsou napojeny na zdroj tlakového prostředí, s regulovatelným pojistným ventilem. Přitom vnější Teleskopický válec je spojen s hnacím členem mechanismu, zatímco ve vnitřním teleskopickém válci je uložen píst se spojovacím článkem pro ovládaný člen mechanismu.

Dále spočívá vynález v tom, že teleskopické válce a píst jsou opatřeny snímačem jejich vzájemné polohy, jež obsahuje koncový spínač, zapojený v signálním a hlídacím obvodu stroje. Přitom teleskopické válce lze uspořádat do jednotek, paralelně připojených na tlakové potrubí s jedním zdrojem tlakového prostředí a jedním tlakovým spinačem a regulovatelným pojistným ventilem.

Hlavní výhodou zařízení podle vynálezu je menší stavební délka válců pojistky, daná teleskopickým uspořádáním jejich válců, ve srovnání se známými pojistkami, zejména hydraulickými. Tím je umožněno prostorově výhodnější uspořádání částí strojů. Zmenšení stavební délky představuje úspory materiálu, snížení váhy stroje a zvýšení jeho tuhosti. Zařízení podle vynálezu představuje ve spojeni s tlakovým spínačem účinnější jištění stroje proti přetížení tím, že dvě na sobě nezávislá čidla zabezpečují správný chod stroje. Jedno čidlo — koncový spínač snímače — jistí přetížení mechanismu v obou směrech vratného pohybu. Druhé čidlo — tlakový spínač — vypne při přetížení chod stroje současně s prvním čidlem a tím umožňuje dvojí jištění stroje proti přetížení. Zařízení podle vynálezu přispívá tedy i ke zvýšení bezpečnosti práce. Tlakový spínač má současně i druhou funkci — blokuje spuštění stroje, pokud tlak v tlakovém potrubí a tudíž ve válcích pojistky, nastavený pomocí regulovatelného pojistného ventilu nedosahuje požadované velikosti. Paralelní zapojení jednotek teleskopických válců na stejné tlakové potrubí připojené na jediný zdroj tlakového prostředí umožňuje ekonomicky výhodné jištění více částí kinematického řetězce.

Na výkresech je znázorněn příklad provedení zařízení podle vynálezu, přičemž na obr. 1 je řez hydraulickou pojistkou a na obr. 2 je schematické znázornění hydraulického obvodu se dvěma paralelně zapojenými hydraulickými pojistkami.

Hydraulická pojistka 1, tvořící podstatnou část zařízení podle vynálezu, sestává ze dvou teleskopických válců 2, 3 s protilehle uspořádanými dny 4, 5, z nichž teleskopický válec 2 je vytvořen jako vnější válec 2 pojistky a teleskopický válec 3 tvoří vnitřní válec 3 pojistky, suvně uložený ve vnějším válci 2. Vnitřní válec 3 tvoří pístnici a píst 6 vnějšího válce 2 uzavřeného víkem 7, při čemž vnitřní válec 3 je opatřen otvory 8, jež propojují prostory obou válců 2, 3. Dno vnitřního válce 5 je tvořeno pístem 6 vnějšího válce 2 a je uzavřeno zátkou 9.

S neznázorněným pohonným mechanismem je spojena lomená dvojramenná páka 10 pomocí čepu 11 a spojovacího čepu 12.

Prostřednictvím oka 13 je hydraulická pojistka 1 spojena s lomenou dvojramennou pákou 10. Ve vnitřním válci 3 hydraulické pojistky 1 je posuvně uložena pístnice 14 vnitřního válce 3, která je na jednom konci pevně spojena s pístem 15 vnitřního válce 3 a na druhém konci s táhlem 16 pomocí čepu táhla 17 a spojovacího oka 18. Pístnice 14 vnitřního válce 3 tvoří spojovací článek 14 pro spojení hydraulické pojistky 1 s ovládaným členem mechanismu konajícím vratný pohyb. Teleskopické válce 2, 3 a píst vnitřního válce 15 jsou opatřeny snímačem 19 jejich vzájemné polohy, který je prostřednictvím spojovacího oka 18 spojen s pístnici 14 vnitřního válce 3. Snímač 19 se skládá z lišty 20, na níž je pevně umístěn výstupek 21 zapadající do vybrání 22 vytvořeném na vnějším válci 2 a z koncového spínače 23 pevně spojeného s vnějším válcem 2. Volný konec lišty 20 je v dotyku s koncovým spínačem 23, zapojeným do signálního a hlídacího obvodu stroje.

Hydraulická pojistka 1 je napojena tlakovým potrubím 27 na hydraulický obvod, jež sestává ze zásobní nádrže 28 tlakové kapaliny spojené s pneumohydraulickým generátorem 29 s rozvaděčem vzduchu 30 a redukčním ventilem vzduchu 31. Na tlakové potrubí 27 je připojen regulovatelný pojistný ventil 32, tlakový spínač 33 s manometrem 34 a dále zpětný ventil sací 35 a zpětný ventil výtlakový 36.

Od neznázorněného pohonného mechanismu dostává kývavý pohyb lomená dvojramenná páka 10 a prostřednictvím spojovacího čepu 12 i hydraulická pojistka 1, spojená pomocí čepu táhla 17 s mechanismem, který koná vratný pohyb.

Takovým potrubím 27 je přiváděna tlaková kapalina do prostoru vnějšího válce 2 hydraulické pojistky 1 a současně otvory 8 do prostoru vnitřního válce 3, při čemž svým tlakem působí na píst 6 vnějšího válce 2 a na čelo pístu 24 vnitřního válce 3.

Tlaková kapalina je nasávána ze zásobní nádrže 28 přes zpětný ventil sací 35 do prostoru čerpadla pneumohydraulického generátoru 29 a vytlačována přes zpětný ventil výtlakový 36 do tlakového potrubí 27, na které je připojena alespoň jedna hydraulická pojistka 1. Tlak v tlakovém potrubí 27 a tudíž i v hydraulické pojistce 1 je nastaven na předem zvolenou hodnotu seřízením regulovatelného pojistného ventilu 32 a tlakového spínače 33. Velikost tlaku je registrována manometrem 34.

Při normálním chodu mechanismu konajícího vratný pohyb koná hydraulická pojistka 1 kývavý pohyb současně s lomenou dvojramennou pákou 10 a táhlem 16. Tlaková kapalina zajišťuje svým stálým tlakem stejnou rozteč mezi spojovacím čepem 12 a čepem táhla 17, neboť píst 6 vnějšího válce 2 dosedá na čelo 25 víka 7 a píst 15 vnitřního válce 3 dosedá na osazení 26 vytvořeném ve vnitřním válci 3.

Při přetížení mechanismu v obou směrech I, II vratného pohybu se zvýší zatížení celého kinematického ústrojí. Tím vzroste odpor vratného mechanismu, pohyb táhla 16 se zastaví a vnitřní válec 3 se začne relativně posouvat vzhledem k vnějšímu válci 2 v obou směrech I, II vratného pohybu tak, že rozteč mezi spojovacím čepem 12 a čepem táhla 17 se začne zmenšovat nebo zvětšovat.

Při přetížení ve směru I se pohyb táhla 16 ' zastaví a píst 15 vnitřního válce 3 se začne relativně pohybovat proti směru pohybu I vnějšího válce 2 tak, že tozteč mezi spojovacím čepem 12 a čepem táhla 17 se začne zmenšovat. V důsledku toho se začne objem tlakové kapaliny v prostoru vnitřního válce 3 zmenšovat, čímž narůstá její tlak. Tím se zvýší tlak v hydraulické pojistce 1 nad hodnotu nastavenou seřízením regulovatelného pojistného ventilu 32. Tlaková kapalina je vytlačována otvory 8 do tlakového potrubí 27, svým tlakem si otevře regulovatelný pojistný ventil 32 nastavený na nižší tlak a přes něho je přepouštěna zpět do zásobní nádrže 28. Současně se vysmekne výstupek 21 vytvořený na liště 20 z vybrání 22 vytvořeném na vnějším válci 2, lišta 20 sepne koncový spínač 23 pevně spojený s tělesem vnějšího válce 2 a pohyb neznázorněného vratného pohybové ho mechanismu se zastaví.

Při přetížení ve směru II se pohyb táhla 16 zastaví a lomená dvojramenná páka 10 táhne hydraulickou pojistku 1 ve směru pohybu XI. Vnější válec 2 se začne vysunovat vzhledem k vnitřnímu válci 3 a rozteč mezi spojovacím čepem 12 a čepem táhla 17 se začne zvětšovat. Tím se začne objem tlakové kapaliny v prostoru vytvořeném mezi vnějším válcem 2 a vnitřním válcem 3 zmenšovat, v důsledku čehož narůstá její tlak. Zvýšením tlaku v hydraulické pojistce 1 je přebytečná tlaková kapalina otvory 8 vytlačována do tlakového potrubí 27 a přes regulovatelný pojistný ventil 32 zpět do zásobní nádrže 28. Snímač 19 sestávající z lišty 20 opatřen výstupkem 21, vybrání 22 vytvořeného na vnějším válci 2 a koncové spínače 23 pevně spojeného s vnějším válcem 2, zastaví pohyb neznázorněného pohybového mechanismu stejným způsobem jako v případě přetížení ve směru I vratného pohybu.

V obou případech přetížení vratného pohybového mechanismu vypne současně s koncovým spínačem 23 chod stroje i tlakový spínač 33, napojený na tlakové potrubí 27 a regulovatelný pojistný ventil 32. Tím je umožněno dvojí, na sobě nezávislé jištění stroje při přetížení pohonného mechanismu. Tlakový spínač 33 dále blokuje spuštění stroje, pokud tlak v tlakovém potrubí 27 a tudíž v hydraulické pojistce 1 není nastaven pomocí čerpadla pneumohydraulického generátoru 29 a regulovatelného pojistného ventilu 32 na požadovanou velikost.

Zařízení podle vynálezu lze využít u všech obráběcích, tvářecích a jiných strojů. S výhodou lze u těchto strojů použít alespoň dvou paralelně zapojených pojistek 1, tvořících podstatnou část zařízení proti přetížení, jež umožňují jištění více prvků kinematického řetězce.