CS261242B2 - Control device for hydraulic press stroke - Google Patents

Description

Vynález se týká řídícího zařízení zdvihu pro hydraulické lisy, zejména pro lisy, které jsou určeny pro rovnání výrobků.

V provozní praxi se často vyskytuje, že zpracovávané výrobky jsou zkřiveny, a tyto se právě mají narovnat, nebo obráceně rovné části mají být v určité míře ohnuty. Pro tento účel jsou ponejvíce nasazovány hydraulicky poháněné lisy, u kterých se rovnání eventuálně přetváření výrobku uloženého na stole stroje provádí beranem namontovaným na hydraulický pracovní válec, pohybující se ve svislém směru. Řízení zdvihu hydraulického pracovního válce probíhá většinou přes elektromagneticky ovládaný vratný ventil za pomoci nožní spojky, eventuálně koncovými spínači. Při odtlačení nožního spínače se pracovní píst popřípadě beran pohybuje dolů tak dlouho, až je nožní spínač stlačen. Při uvolnění nožního spínače mění beran automaticky směr svého pohybu a jede tak dlouho nahoru, až je zastaven koncovým spínačem případně jiným mezispínačem. Ve spodní mezní poloze je pohyb beranu rovněž zastaven nějakým jiným koncovým spínačem. Pro zastavení pohybu zdvihu mezi těmito oběma koncovými spínači jsou například podél vodicí tyče uloženy přestavitelné mechanické spínače nebo několikacestné ventily. Jelikož u těchto řešení dochází к zastavení pohybu zdvihu prakticky jen podle citu, případně pokusně, může se navržené přetvoření provést přesně jen zcela vzácně. Tato okolnost ve velké míře zhoršuje efektivnost a produktivitu práce, zvláště tehdy, kdy se jedná o jednotlivé výrobky s různým stupněm přetvoření. Navíc jsou vyčnívající části stávajících mechanických řídicích zařízení zdvihu vystaveny častým poškozením a tím se stávají často neupotřebitelné.

Úkolem yynálezu je vytvořit řízení zdvihu hydraulických lisů, které při rovnání výrobků nebo podobných lisovacích pochodech vyžadujících přesné určení polohy a nastavení délky zdvihu umožňuje, aby na lisu mohla být rychle a přesně nastavena, eventuálně v případě nutnosti změněna optimální délka zdvihu beranu namontovaného na hydraulický pracovní válec.

Základ vynálezu tvoří poznatek, Že se má uskutečnit takové řízení zdvihu, kde může být libovolná okamžitá poloha beranu identifikována vnitřními přenosy jako výchozí poloha, to znamená jako nulový bod, a optimální délka zdvihu se určí z tohoto výchozího relativního nulového bodu.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený úkol řeší řídicí zařízení zdvihu pro hydraulické lisy, zejména pro lisy na rovnání výrobků, které vykazují stůl stroje uložený na stojanu strojě/ nad nímž je uspořádán beran lisu poháněný hydraulickým pracovním válcem a řízený přes vratný ventil nožním spínačem, přičemž horní i spodní mezní polohy beranu jsou omezeny koncovými spínači, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na hydraulickém pracovním válci je nehybně upevněn plunžr vyčnívající do vnitřního prostoru jeho pracovního pístu, jehož axiálním vrtáním je vnitřní prostor pracovního pístu vyplněný pracovním médiem hydraulicky propojen 8 přenosovou jednotkou zdvihu převádějící lineární pohyb na pohyb otáčivý, přičemž tato přenosová jednotka zdvihu je přes spojku, přenášející kroutící moment pouze v jednom směru, spojena s jedním otočným knoflíkem, přičemž jiný člen tohoto přenosového řetězu pohybu, který je v hnacím spojení s prvním členem, je volnoběžně uložen na ose, přičemž na této ose jsou upevněny ukazatel stupnice, jeho otočný knoflík.a přepínač, zatímco řídicí vačka volnoběžně uloženého členu přenosového řetězu pohybu je funkčně spojena jednak s přepínačem ovládajícím vratný ventil, jednak s nehybným mikrospínačem signalizátoru.

Podle vynálezu je výhodné, jestliže přenosová jednotka zdvihu převádějící lineární pohyb na pohyb rotační vykazuje pracovní válec s pístem a uložený válec připojený к tomuto dílu, v jehož plášti je vytvořeno závitové vybrání s velkým stoupáním závitu, do kterého zabírá výstupek pístní tyče pístu, přičemž stoupání závitu je určeno tak, že maximální délka zdvihu pístu pracovního válce odpovídá celé otáčce uloženého válce.

Podle vynálezu je rovněž výhodné, jestliže členy mechanického přenosového-řetězu pohybu jsou vytvořeny jako řetězová kola, která jsou spolu pracovně spojena válečkovým řetězem, ale toto řešení může být popřípadě nahrazeno také spojením ozubenými koly.

Pro jednu další výhodnou formu provedení vynálezu je význačné, že signalizátor je žárovka signalizující nastavení nulového bodu okamžité polohy beranu případně pracovního pístu, avšak tato žárovka může být také nahražena akustickým signalizátorem.

Konečně je výhodné, jestliže osa nesoucí přepínač a ukazatel stupnice je opatřena třecí brzdou zajištující její polohu po přestavení.

Řídicí zařízení zdvihu podle vynálezu umožňuje rychlé a velmi přesné nastavení optimální délky zdvihu a podstatně tím zvyšuje éfektivnost a produktivitu při rovnání výrobků a při jiných, periodicky prováděných pracovních pochodech na hydraulických lisech.

V praxi má pak velký význam to, že přepnutí z běžného způsobu provozu do řízeného způsobu provozu a obráceně se může provést prostým otočením přepínače obsluhou stroje.

U jednotlivých výrobků s různou deformací je obzvláště výhodné, když může být optimální poloha koncového bodu zdvihu nastavena rychle a přesně. S ohledem na to, že vyrovnávací práce sestává prakticky bez výjimky z více ohybů různé velikosti, musí být poloha zdvihu přestavována kontinuálně. U stávajícího* způsobu probíhá změna polohy zdvihu přestavením koncového spínače, tj. uvolnění, přestavení a zajištění, zatímco u řešení podle vynálezu se může provést stejný záběr s velkou přesností pomocí otočného knoflíku jediným pohybem. Po jednotlivých nastaveních se poloha zdvihu nemění, takže vynález může být velmi efektivně užit nejen na vyrovnání, nýbrž i na sesazování růzriých součástí, např. pro montáž ložisek, zejména v sériové výrobě.

Vynález bude výstižněji objasněn za pomoci výhodného příkladu provedení ve vztahu к přiloženým výkresům. Na výkresech představuje .

obr. 1 čelní pohled na hydraulický lis opatřený řídicím zařízením zdvihu podle vynálezu, obr. 2 schéma zapojení hydraulického ovládacího systému hydraulického lisu dle obr. 1 a obr. 3 elektromechanickou a hydromechanickou část řídicího zařízení zdvihu podle vynálezu na lisu dle obr. i.

Obrázek 1 ukazuje běžně známý univerzální lis, vhodný rovněž pro rovnání výrobků. Tento hydraulický lis je opatřen řídicím zařízením zdvihu podle vynálezu. Lis má stojan £ stroje, na který je uložen stůl £ stroje, sloužící к uložení výrobku, a nad ním beran £ ovládaný hydraulickým pracovním válcem £ a uspořádaný kolmo na rovinu stolu £ stroje, jehož řízení probíhá s pomocí nožního spínače £. Pro zapnutí hydraulických čerpadel 21 a 22 lisu je navrženo tlačítko £ a pro vypnutí tlačítko £. Provozní pohotovost zařízení je signalizována žárovkou £.

Pro nastavení délky zdvihu obsahuje lis podle vynálezu kruhovou stupnici 10 s milimetrovým dělením opatřenou ukazatelem £, přičemž ukazatel £ může být za pomoci otočného knoflíku 11 přestaven oproti nulovému bodu v kladném nebo záporném směru. К řídicímu zařízení zdvihu podle vynálezu patří také žárovka 12, signalizující nulový bod, stejně jako přenosová jednotka 14 zdvihu určující okamžitou polohu beranu £, která je opatřena otočným knoflíkem 13, nastavujícím (nulujícím) tuto okamžitou polohu jako nulový bod. Na straně obsluhy stroje se také nachází přepínač druhu provozu 15 se dvěma polohami, v jehož jedné poloze se beran _4, jak odpovídá stávajícímu řízení, pohybuje při odtlačení nožního spínače £ dolů a při uvolnění nožního spínače £ mění okamžitě svůj směr a jede až do programově nastavitelného horního bodu nahoru, zatímco v jiné poloze mění beran £, který se pohybuje dolů, v nějakém programově nastavitelném spodním bodě svůj směr automaticky i bez uvolnění nožního spínače £ a jeho zpětný chod může být zastaven uvolněním nožního spínače £. Uspořádání výše zmíněných elementů řídicího zařízení zdvihu podle vynálezu, jejich funkce, stejně jako jejich vzájemná spojitost budou výstižněji objasněny za pomoci dalších obrázků.

Kromě vyjmenovaných elementů vykazuje hydraulický lis znázorněný na obr. 1 tlačítko 16 zpětného Chodu a tlačítko 17 odvzdušnění, jejich funkce budou rovněž vysvětleny poněkud později.

Obrázek 2 ukazuje schéma zapojení hydraulického ovládacího systému lisu vybaveného řídicím zařízením zdvihu podle vynálezu, přičemž tento systém obsahuje převážně běžně známá řešení. Hydraulický pracovní válec 2 spojený s beranem 4 je v závislosti na momentální poloze elektromagneticky ovládaného vratného ventilu 28, kterým je s výhodou 5/3 čestný ventil, poháněn pracovním médiem, např. olejem, na svém horním hrdle 19 nebo na svém spodním hrdle 20, přičemž potřebný tlak je v závislosti na okamžitém zatížení zajištěn hydraulickými čerpadly 21 a/nebo 22.

Novost zde spočívá v tom, že к hornímu dílu hydraulického pracovního válce 2 je připevněn plunžr 23 provrtaný v osovém směru, který zasahuje do vnitřního prostoru 25 pracovního pístu a tímto plunžrem 23 je vnitřní prostor 25 pracovního pístu 24 spojen hydraulicky s přenosovou jednotkou zdvihu 14, převádějící lineární pohyb na pohyb rotační. Protože vnitřní prostor pracovního pístu 24 je vyplněný hydraulickým olejem a pracovní píst 24 se pohybuje mezi svými koncovými polohami nahoru a dolů, mění se díky fixní poloze plunžru 23 objem vnitřního prostoru 25 pracovního pístu 24 podle pohybů pracovního pístu 24, to znamená, že vnitřní prostor 25 při pohybu pracovního pístu 24 vzhůru ubývá a při pohybu dolů přibývá. Podle toho proudí olej bu3 z vnitřního prostoru 25 přes plunžr 23 к přenosové jednotce 14 zdvihu, nebo odsud zpět do vnitřního prostoru 25. Přenosová jednotka 14 zdvihu stejně jako plunžr a vnitřní prostor 25 pracovního pístu 24 jsou dimenzovány tak, že největší objem pracovního média vytékajícího z vnitřního prostoru 25 odpovídá největšímu objemu zdvihu pístu 26 uspořádaného v přenosové jednotce 14 zdvihu.

Z obrázku 3 je zřejmé, že přenosová jednotka 14 zdvihu je vytvořena tak, že posunutí její pístní tyče 27 způsobuje přes závitové vybrání 29', které je vytvořeno v plášti uloženého válce připojeného к Části jejího pracovního válce, v důsledku nuceného spojení rotační pohyb. Stoupání závitu je tak velké, že při maximálním zdvihu pístu 26 dělá válec 28 právě jednu otáčku.

Na konec válce 28 je přes spojku 30, která přenáší kroutící moment jen v jednom směru, připevněno řetězové kolo 32/ ^na jehož ose je uložen nulovací otočný knoflík 13 určující polohu.

Na obvodu spojky 30 je vytvořena vačka 32, která spolupracuje s horním koncovým spínačem 33 nebo dolním koncovým spínačem 34 pracovního pístu 24.

Řetězové kolo 31 je přes válečkový řetěz 35 spojeno s druhým řetězovým kolem 36, které je volnoběžně uloženo na ose 37, s níž je pevně spojen ukazatel 9 kruhové stupnice 22./ otočný knoflík 11 i elektrický přepínač 38./ přičemž tento elektrický přepínač 38 je funkčně spojen s přepínačem druhu provozu 15, elektrickým vratným ventilem 18 a nožním spínačem 2· Druhé řetězové kolo 36 je opatřeno řídicí vačkou 39, která může ovládat jednak přepínač 2®./ jednak pevný mikrospínač 40 žárovky 12 ukazující nulový bod. Pro zajištění nastavené polohy osy po přestavení a tím pro zajištění polohy přestaveného ukazatele 9_t případně přepínače je navržena třecí brzda 43.

Způsob práce hydraulického lisu opatřeného řídicím zařízením zdvihu podle vynálezu, zejména při rovnání výrobků, je následující:

Po zapnutí proudu se uvedou do provozu hydraulická čerpadla 21 a 22 lisu pomocí tlačítka £ a jejich provoz je signalizován žárovkou 2· Tím je stroj připraven к provozu. Výrobek se položí na stůl 2 stroje a přepínač druhu provozu 15 se sklopí do požadované polohy.

V první poloze dostaneme druh provozu, který je podobný současnému řízení. Při stlačení nožního spínače 2 jede beran £ tak dlouho dolů, až je nožní spínač 2 vtlačený, případně až se dosáhne spodního koncového spínače 21· Při uvolnění nožního spínače 2 mění beran £ ihned svůj směr a jede automaticky tak dlouho nahoru, až je zastaven horním koncovým spínačem 33. Jestliže má být nyní zpětný chod beranu £ zastaven dříve, tedy, má-li jet beran 4. stále zpět jen do určitého bodu, sklopí se přepínač druhu provozu 15 při pohybu beranu £ dolů do polohy 2, načež může být beran £ zastaven uvolněním nožního spínače 2 ^v blízkosti požadovaného bodu. Pak se otočný knoflík 13 otáčí tak dlouho, až se rozsvítí žárovka 12. Nyní se nastaví ukazatel 2 ^na nulový bod a v porovnání s tímto nulovým bodem může být nastaven požadovaný horní vratný bod, ve kterém se ukazatel 2 přestavuje v odpovídající míře otočným knoflíkem 11 vlevo nebo vpravo. Jestliže se nyní přepínač druhu provozu 15 sklopí opět do polohy 1, jede beran při stlačení nožního spínače 2 opět dolů tak dlouho, až je nožní spínač 2 zatlačen, ale při uvolnění nožního spínače 2 jede beran £ stále jen zpět к tomu bodu, který byl na stupnici 10 nastaven vůči nulovému bodu.

Při rovnání zkroucených výrobků je však výhodnější používat stroj s přepínačem druhu provozu 15 sklopeným do polohy 2. Tím se mění směr řídicího proudu a beran £ se pohybuje dolů tak dlouho, až je nožní spínač 2 zatlačen. Jelikož nyní při uvolnění nožního spínače 5 zůstane beran £ stát, můžeme takto zastavit beran £ v blízkosti rovnaného výrobku. V této poloze můžeme přesně určit, jak dalece má jet beran £ ještě dolů, to znamená, jak velká má být nastavena délka zdvihu v porovnání s touto okamžitou polohou beranu £. Podobně jako při nastavení horního vratného bodu se nyní otočný knoflík 13 přenosové jednotky 14 zdvihu otáčí tak dlouho, až se rozsvítí žárovka 12, ukazatel 2 ^se nastaví na nulový bod a otáčením otočného knoflíku 11 doprava se nastaví požadovaný spodní vratný bod. Podle tohoto nastavení jede beran £ při stlačení nožního spínače 2 stále jen к tomuto vratnému bodu, kde automaticky mění směr a jede nahoru tak dlouho, až se uvolní nožní spínač 2· Při dalším stlačení nožního spínače 2 jede beran £ opět dolů. Pokud byl při zpětném chodu uvolněn nožní spínač 5 příliš brzy a beran £ ještě nedosáhl požadované výšky, může se beranem £ vyjet do požadované výškové polohy za pomoci ovládání tlačítkem 16 zpětného chodu.

Jak z výše uvedeného vyplývá, je první úloha řídicího zařízení zdvihu při obou druzích provozu synchronizace okamžité polohy beranu £ s nulovým bodem stupnice 10. Okamžitá poloha beranu £ případně pracovního pístu 24 je přenosovou jednotkou 14 zdvihu přenesena na nastavovací prvky, přičemž pohyb pracovního pístu 24 posouvá nebo otáčí vlivem hydraulického spojení píst 26 a válec 28 přenosové jednotky 14 zdvihu. S otočením válce 28 se otáčejí také spojka 30 i řetězové kolo 31 s otočným knoflíkem 13 stejně jako volnoběžné druhé řetězové kolo 36 se svou řídicí vačkou £2· ^při synchronizaci se řetězové kolo 31 otáčí otočným knoflíkem 13, avšak tento kroutící moment se vlivem řazení spojky 30 nepřenáší na válec 28, nýbrž přes válečkový řetěz 35 jen na druhé řetězové kolo £6. Když řídicí vačka 39 druhého řetězového kola 36 dosáhne mikrospínače 40, rozsvítí se žárovka 12 a ukáže tím relativní nulovou polohu beranu £. Pokud se nyní nastaví ukazatel £ stupnice 10 otočným knoflíkem 11 na nulový bod, přijde také kontakt přepínače ££, který je rovněž pevně spojen s osou 37 ukazatele £, do záběru s řídicí vačkou 39 druhého řetězového kola 36. Tím je synchronizace ukončena.

Pokud se nyní ukazatel £ otočí otočným knoflíkem 11 do nějakého směru o požadovanou míru, otočí se o stejnou míru také kontakt přepínače 38 a je znovu poháněn teprve tehdy, když řídicí vačka 39 druhého řetězového kola 36 urazí vlivem pohybu beranu £ tuto dráhu. Pokud řídicí vačka 39 kontaktuje kontakt přepínače 38 ovládajícího elektromagnetický vratný vehtíl 18, vybaví se v závislosti na poloze přepínače druhu provozu 15 změna směru nebo zastavení beranu £.

Pro zajištění provozu synchronizované a přesné funkce jednotlivých jednotek řídicího zařízení zdvihu podle vynálezu je nutné, aby byly prostory, vyplněné hydraulickým pracovním médiem, vyplněny hydraulickým olejem zbaveným vzduchu. Z tohoto důvodu má při zajištění bezvadné funkce důležitou roli odvzdušnění. Přitom se mohou v systému vyskytnout také ztráty štěrbinami, které mohou rovněž působit škodlivě na běžný provoz, takže odvzdušnění systému je účelné i pro kompenzování štěrbinových ztrát. Odvzdušnění se provádí tak, že pracovním pístem 24 se za pomoci tlačítka 17 odvzdušnění, které je znázorněno na obr. 1, vyjede až do konstrukčně určeného, nejvyššího mrtvého bodu a po dosednutí pracovního pístu 24 se tlačítko 17 odvzdušnění podrží stlačené ještě několik sekund, v jejichž průběhu proudí do spodního prostoru hydraulického pracovního válce £ přes spodní hrdlo 20 hydraulický olej. V důsledku dosednutí pracovního pístu 24 se zvyšuje tlak oleje ve spodním válcovém prostoru a tím se otvírá odvzdušňovací škrticí ventil 41 vestavěný do vedení spojujícího spodní hrdlo 20 s přenosovou jednotkou 14 zdvihu. Poté proudí hydraulický olej obsahující vzduch ze spodního prostoru hydraulického pracovního válce £ přes odvzdušňovací škrticí ventil 41 do přenosové jednotky 14 zdvihu a po vyplnění zadního prostoru jejího pracovního válce opouští systém přes plunžr 23, hlavový ventil 42 vestavěný do pracovního pístu 24 a přes horní hrdlo 19 a proudí do olejové nádrže.

Výše popsané řídicí zařízení zdvihu podle vynálezu umožňuje rychlé a velmi přesné nastavení optimální délky zdvihu a zvyšuje tak podstatně efektivnost a produktivitu při rovnání výrobků a při jiných, periodicky prováděných pracovních pochodech na hydraulických lisech.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Řídicí zařízení zdvihu pro hydraulické lisy, zejména pro lisy na rovnání výrobků, které vykazují stůl stroje, uložený na stojan stroje, stejně jako beran uspořádaný nad stolem stroje, poháněný hydraulickým pracovním válcem a řízený přes vratný ventil pomocí nožního spínače, přičemž pro omezení horní a spodní mezní polohy beranu jsou navrženy koncové spínače, vyznačující se tím, že na hydraulickém pracovním válci (3) je v neměnné poloze upevněn plunžr (23), zasahující do vnitřního prostoru (25) jeho pracovního pístu (24), jehož axiálním vrtáním je vnitřní prostor (25) pracovního pístu (24), vyplněný pracovním médiem, hydraulicky propojen s přenosovou jednotkou (14) zdvihu, převádějící přímočarý pohyb na pohyb rotační, která je přes spojku (30) , přenášející kroutící moment jen v jednom směru, spojena se členem mechanického přenosového řetězu pohybu přestavitelným otočným knoflíkem (13), přičemž jiný člen tohoto přenosového řetězu pohybu, který je s prvním členem kinematicky spojen, je volnoběžně uložen na ose (37), na níž je upevněn ukazatel (9) stupnice (10), jeho otočný knoflík (11) a přepínač (38), přičemž řídicí vačka volnoběžně uloženého členu přenosového řetězu pohybu je funkčně spojena jednak s přepínačem (38) ovládajícím vratný ventil (18), a jednak s prvhým mikrospínačem (40) signalizátoru.
2. 2. Řídicí zařízení zdvihu podle bodu 1, vyznačující se tím, že přenosová jednotka (14) zdvihu převádějící přímočarý pohyb na pohyb rotační vykazuje pracovní válec s pístem (26) a uložený válec (28) připojený к tomuto dílu, v jehož je vytvořeno závitové vybrání (29) s velkým stoupáním závitu, do kterého zapadá výstupek pístní tyče (27) pístu (26), přičemž stoupání závitu je určeno tak, že maximální délka zdvihu pístu (26) pracovního válce odpovídá celé jedné otáčce uloženého válce (28).
3. 3. Řídicí zařízení zdvihu podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že Členy mechanického přenosového řetězu pohybu jsou vytvořeny jako řetězová kola (31, 36), která jsou vzájemně kinematicky spojena válečkovým řetězem (35).
4. 4. Řídicí zařízení zdvihu podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že signalizátor je žárovka (12) ukazující nastavení nulového bodu okamžité polohy beranu (4) nebo pracovního pístu (24).
5. 5. Řídicí zařízení zdvihu podle některého z vodů 1 až 4, vyznačující se tím, že osa (37) nesoucí přepínač (38) a ukazatel (9) stupnice (10) je opatřena třecí brzdou (43) pro zajištění její polohy po přestavení.