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Die
Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuerung für
eine sichere elektrohydraulische Achse. Solche elektrohydraulischen
Steuerungen werden zum Beispiel bei Pressen oder bei Spritzgießmaschinen, sowie
bei vielen weiteren Anwendungen der industriellen Automatisierung
eingesetzt.
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Herkömmliche
Pressen sind oft ventilgesteuert. Über ein Proportionalventil
werden eine Geschwindigkeit oder eine Presskraft eines Pressenzylinders
eingestellt. Sicherheitsanforderungen bezüglich der Arbeitssicherheit
lassen sich beispielsweise durch Schaltventile umsetzen, welche
in einer unbetätigten Stellung eine hydraulische Verbindung
zum Pressenzylinder sperren. Die Schaltventile sind zudem durch
einen Schalter, welcher die Schaltstellung erfasst, überwacht.
Die DIN EN 12622:2001 zeigt in Anhang C ein Beispiel
für eine hydraulische Pressensteuerschaltung, bei der Sicherheitsanforderungen
bzw. Arbeitsschutzerfordernisse umgesetzt sind.
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Es
werden derzeit vermehrt Pressen konzipiert, bei welchen der Pressenzylinder
durch eine Hydromaschine direkt mit einer vorgegebenen Druckmittelmenge
angesteuert wird. Das Proportionalventil kann demgemäß entfallen.
Die Hydromaschine besitzt an sich eine konstante Fördermenge.
Allerdings wird die Drehzahl eines elektrischen Antriebs der Hydromaschine
variiert, um so eine steuerbare Fördermenge der Hydromaschine
zu erhalten.
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Solche
Antriebe besitzen Vorteile in der Energieeffizienz. Zudem kann der
hydraulische Schaltplan der Pressensteuerung vereinfacht werden.
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In
der
DE 103 29 067
A1 ist eine elektrohydraulische Steuerung für
eine Presse mit einer über einen drehzahlvariablen Antrieb
angetriebenen Hydropumpe offenbart. Ein Zylinderraum eines Pressenzylinders, über
den ein Kolben des Pressenzylinders in einer Pressrichtung mit einem
Pumpendruck der Hydropumpe beaufschlagbar ist, ist in direkter Druckmittelverbindung
mit der Hydropumpe. Ein Ringraum des Pressenzylinders zur Druckbeaufschlagung
des Kolbens entgegen der Pressrichtung ist an einen Hydrospeicher
angeschlossen, der über die Hydropumpe aufgeladen wird.
Zur Druckbegrenzung des Pumpendrucks ist ein Druckbegrenzungsventil
vorgesehen.
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Nachteilig
bei dieser Lösung ist, dass eine Unterbrechung der Betätigung
des Pressenzylinders in Pressrichtung, beispielsweise in einer Notsituation,
lediglich durch Anhalten der Hydropumpe erfolgen kann. Die vorstehend
genannte DIN EN 12622:2001 ist hierdurch nicht
erfüllt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer elektrohydraulischen
Steuerung, welche eine drehzahlvariabel angetriebene hydraulische
Maschine besitzt, eine zuverlässige und möglichst
einfache bzw. kostengünstige Umsetzung von Arbeitsschutzerfordernissen
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine elektrohydraulische Steuerung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
eine elektrohydraulische Steuerung für eine sichere elektrohydraulische
Achse vorgesehen, die zumindest einen hydraulischen Verbraucher
umfasst. Die Steuerung wird insbesondere eingesetzt für
eine Presse, eine Oberkolbenpresse oder eine Abkantpresse. Die Steuerung
hat einen Ventilblock mit einem ersten Arbeitsanschluss und einem
zweiten Arbeitsanschluss für den hydraulischen Verbraucher. Des
Weiteren weist der Ventilblock zwei Versorgungsanschlüsse
für eine Druckmittelzufuhr bzw. eine Druckmittelabfuhr
auf. Zwischen zumindest einem der Arbeitsanschlüsse und
zumindest einem der Versorgungsanschlüsse sind fluidische
Pfade vorgesehen. Eine Hydromaschine ist zwischen den beiden Versorgungsanschlüssen
geschaltet. Diese ist mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt,
der ein Stellglied zur Verstellung seiner Drehzahl aufweist. Am
Ventilblock sind des Weiteren überwachte Schaltventile
angeordnet, welchen zur Überwachung ihrer Schaltstellung
jeweils eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist. In
einem fluidischen Pfad, der die Abfuhr von Druckmittel aus dem ersten
Arbeitsanschluss erlaubt, sind zwei überwachte Schaltventile
hintereinander angeordnet. Zusätzlich sind zumindest zwei
unabhängig voneinander wirksame Sicherheitsmittel vorhanden,
die in einem vorgegebenen Zustand eine Zufuhr von Druckmittel in
den zweiten Arbeitsanschluss begrenzen.
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Diese
Lösung hat den Vorteil, dass mit geringem vorrichtungstechnischem
Aufwand eingangs erläuterte Arbeitsschutzerfordernisse
ermöglicht sind. Insbesondere sind gemäß der
Erfindung die im normalen Betriebszyklus durchflossenen Ventile – auch
alle überwachten Ventile – als Schaltventile ausgebildet,
wodurch Drosselverluste, die bei Proportionalventilen auftreten,
verringert sind.
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Vorzugsweise
umfassen die Sicherheitsmittel zumindest ein überwachtes
Schaltventil, das in einem Bypasspfad von dem zweiten Arbeitsanschluss
zu einem Tank angeordnet ist. Durch die Anordnung im Bypasspfad
wird das Schaltventil nur im Notbetrieb von Druckmittel durchströmt
und verursacht somit im Normalbetrieb im Wesentlichen keinen Strömungswiderstand.
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Mit
Vorteil umfassen die Sicherheitsmittel in jedem Pfad, welcher eine
Druckmittelzufuhr zu dem zweiten Arbeitsanschluss erlaubt, zumindest
ein überwachtes Schaltventil.
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Bevorzugter
Weise umfassen die Sicherheitsmittel in jedem Pfad, der eine Druckmittelzufuhr
zu dem zweiten Arbeitsanschluss erlaubt, zwei überwachte
Schaltventile, wodurch eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet
ist. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit umfassen die
Sicherheitsmittel eine Sicherheitseinrichtung am elektrischen Antrieb
der hydraulischen Maschine. Diese Sicherheitseinrichtung erzwingt
in Abhängigkeit von einem ihr zugeführten Freigabesignal
eine Stillsetzung oder einen Betriebszustand mit verminderter Leistung
des elektrischen Antriebs.
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Vorzugsweise
umfassen die Sicherheitsmittel ein überwachtes Schaltventil,
das in einer unbetätigten Stellung die beiden Versorgungsanschlüsse
fluidisch verbindet, wodurch die Versorgung des hydraulischen Verbrauchers
mit Druckmittel gestoppt ist.
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Bei
einer bevorzugten Lösung sind in jedem Pfad, welcher die
Abfuhr von Druckmittel aus dem ersten Arbeitsanschluss erlaubt,
entweder zumindest zwei überwachte Schaltventile hintereinander
oder ein über dem maximalen Nenndruck der hydraulischen
Maschine eingestelltes Druckbegrenzungsventil angeordnet.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
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Im
Folgenden wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1 in
einem hydraulischen Schaltplan eine elektrohydraulische Steuerung
gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 in
einen hydraulischen Schaltplan die elektrohydraulische Steuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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3 in
einen hydraulischen Schaltplan die elektrohydraulische Steuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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4 in
einen hydraulischen Schaltplan die elektrohydraulische Steuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
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5 in
einen hydraulischen Schaltplan die elektrohydraulische Steuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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In
der 1 ist ein Schaltplan einer hydraulischen Abkantpresse 1 dargestellt,
die als sogenannte Oberkolbenpresse aufgebaut ist. Dies bedeutet,
dass ein oberes Presswerkzeug von einem Hydrozylinder 2 während
eines Maschinenzyklus auf und ab verfahren wird. Eine elektrohydraulische
Steuerung der Abkantpresse 1 weist eine Elektronik 4,
einen drehzahlvariabel steuerbaren elektrischen Antrieb 6,
eine Hydromaschine 8 mit konstantem Fördervolumen
und einen hydraulischen Steuerblock 10 auf. In diesem sind
unter anderem Schaltventile 12, 14, 16 und 18 angeordnet.
Diese sind jeweils mit einem Schalter 20 versehen, der
die unbetätigte oder – beim Schaltventil 16 – die
betätigte Schaltstellung überwacht. Die Signale
der Schalter 20 sind einer Sicherheitssteuerung zugeführt,
die beim Auftreten eines Fehlers die Abkantpresse 1 abschaltet oder
in eine sichere Position fährt.
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An
einen Arbeitsanschluss A1 der Hydromaschine 8 ist eine
erste Arbeitsleitung 24 angeschlossen, die diesen mit einem
Versorgungsanschluss X1 des Steuerblocks 10 verbindet. Über
eine Arbeitsleitung 26 ist ein zweiter Arbeitsanschluss
A2 der Hydromaschine 8 mit einem zweiten Versorgungsanschluss
X2 des Steuerblocks 10 verbunden. Angetrieben wird die
Hydromaschine 8 über den elektrischen Antrieb 6,
der über eine Kupplung 27 mit dieser koppelbar
ist.
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Das
Schaltventil 12 weist zwei Pumpenanschlüsse P1
und P2 auf, wobei der Pumpenanschluss P1 über den ersten
Versorgungsanschluss X1 des Steuerblocks 10 mit der Arbeitsleitung 24 und
der Pumpenanschluss P2 über den zweiten Versorgungsanschluss
X2 mit der zweiten Arbeitsleitung 26 verbunden ist. Des Weiteren
hat das Schaltventil 12 zwei Arbeitsanschlüsse
A, B, mit denen der Hydrozylinder 2 verbindbar ist.
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Der
Hydrozylinder 2 weist einen Kolben 28 auf, der
einen Zylinderraum 29 von einem Ringraum 30 trennt.
Der Ringraum 30 ist von einer Kolbenstange 31 durchsetzt,
die mit dem oberen Presswerkzeug (nicht dargestellt) verbunden ist.
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Der
Arbeitsanschluss A des Schaltventils 12 ist mit einer Druckleitung 32 verbunden,
die in einem Arbeitsanschluss Y1 des Steuerblocks 10 mündet,
wobei der Arbeitsanschluss Y1 mit einem Verbraucheranschluss Z1
des Hydrozylinders 2 verbunden ist, der wiederum in Druckmittelverbindung
mit dem Zylinderraum 29 steht. Im Druckmittelströmungspfad
zwischen dem Arbeitsanschluss B des Schaltventils 12 und
dem Ringraum 30 des Hydrozylinders 2 sind die
Schaltventile 16, 18 angeordnet.
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Über
eine Feder 33 ist ein Ventilschieber des Schaltventils 12 in
einer Grundstellung a vorgespannt, in der die Arbeitsleitungen 24, 26 der
Hydromaschine 8 verbunden und die Arbeitsanschlüsse
A, B gesperrt sind. Über einen elektrischen Aktuator 34 ist
der Ventilschieber des Schaltventils 12 in eine Schaltstellung
b bringbar, in der der Pumpenanschluss P1 mit dem Arbeitsanschluss
A und der Pumpenanschluss P2 mit dem Arbeitsanschluss B verbunden
sind.
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Das
Schaltventil 16 hat zwei Arbeitsanschlüsse A,
B, einen Pumpenanschluss P und einen Tankanschluss T. Der Arbeitsanschluss
B des Schaltventils 16 ist mit dem Arbeitsanschluss B des
Schaltventils 12 über einen Verbindungskanal 35 verbunden. Über
einen weiteren Verbindungskanal 36 ist der Druckanschluss A
des Schaltventils 16 mit einem Arbeitsanschluss B des Schaltventils 18 in
Druckmittelverbindung. Der Pumpenanschluss P des Schaltventils 16 ist über
einen Pumpenkanal 37 mit dem zweiten Versorgungsanschluss X2
des Steuerblocks 10 und somit mit der zweiten an der Hydromaschine 8 angeschlossenen
Arbeitsleitung 26 verbunden. An den Tankanschluss T des
Schaltventils 16 ist ein Tankkanal 38 angeschlossen,
der zu einem Tankanschluss T des Steuerblocks 10 führt,
der wiederum über eine Tankleitung 40 mit einem
Tank 42 in Druckmittelverbindung steht.
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Ein
Ventilschieber des Schaltventils 16 ist über die
Feder 33 in einer Grundstellung a vorgespannt, in der der
Pumpenkanal 37 mit dem Tankkanal 38 verbunden
und die Verbindungskanäle 35, 36 voneinander
getrennt sind. Über den Aktuator 34 ist der Ventilschieber
in die Schaltstellung b bringbar, in der die Verbindungskanäle 35, 36 miteinander
verbunden und der Pumpenkanal 37 vom Tankkanal 38 getrennt
ist.
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Das
Schaltventil 18 hat neben dem Arbeitsanschluss B einen
weiteren Arbeitsanschluss A, der über einen Ringraumkanal 44 mit
einem Arbeitsanschluss Y2 des Steuerblocks 10 und über
eine an diesem angeschlossene Ringraumleitung 46 mit dem
Ringraum 30 des Hydrozylinders 2 verbunden ist.
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Ein
Ventilschieber des Schaltventils 18 ist über die
Feder 33 in die Grundstellung a vorgespannt, in der eine
Druckmittelverbindung in Druckmittelströmungsrichtung vom
Verbindungskanal 36 zum Ringraumkanal 44 geöffnet
und in umgekehrter Druckmittelströmungsrichtung geschlossen
ist. In einer durch den Aktuator 34 betätigten
Schaltstellung b des Ventilschiebers des Schaltventils 18 ist
der Druckmittelströmungspfad zwischen dem Verbindungskanal 35 und
dem Ringraumkanal 44 in beide Druckmittelströmungsrichtungen
durchströmbar.
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Die
Schaltventile 12, 16, 18 liegen somit
jeweils hintereinander in einem Pfad von der Hydromaschine 8 zu
dem Ringraum 30 des Hydrozylinders 2. In der unbetätigten
Grundstellung a unterbrechen die Schaltventile 12, 16 jeweils
diesen Pfad in beide Druckmittelströmungsrichtung und das
Schaltventil 18 in einer Druckmittelströmungsrichtung.
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Das
Schaltventil 14 ist in einem Bypasspfad zur Druckleitung 32 angeordnet
und hat einen Arbeitsanschluss A, der über eine Druckleitung 48 an
einen Arbeitsanschluss A eines Wechselventils 50 angeschlossen ist. Über
dieses ist die Druckleitung 48 entweder über einen
ersten Druckanschluss B1 des Wechselventils 50 mit dem
Verbindungskanal 32 oder über einen zweiten Druckanschluss
B2 mit dem Pumpenkanal 37 verbindbar, wobei der druckhöhere
Druckanschluss B1, B2 mit dem Arbeitsanschluss A des Wechselventils 50 verbunden
ist.
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Über
einen Tankanschluss T ist das Schaltventil 14 mit dem Tankkanal 38 in
Druckmittelverbindung. An einen Arbeitsanschluss B des Schaltventils 14 ist
eine von dem Verbindungskanal 32 abzweigende Arbeitsleitung 52 angeschlossen.
Von einem Steueranschluss S des Schaltventils 14 führt
eine Steuerleitung 54 zu einem entsperrbaren Rückschlagventil 56.
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Ein
Ventilschieber des Schaltventils 14 ist über die
Feder 33 in einer Grundstellung a vorgespannt, in der die
mit dem Wechselventil 50 verbundene Druckleitung 48 mit
der Steuerleitung 54 und die Tankleitung 38 mit
der Arbeitsleitung 52 verbunden ist. über den
Aktuator 34 ist der Ventilschieber des Schaltventils 14 in
eine Schaltstellung b bringbar, in der die Druckleitung 48 mit
der Arbeitsleitung 52 und die Tankleitung 38 mit
der Steuerleitung 54 in Druckmittelverbindung stehen.
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Das
mit einem Steuerdruck der Steuerleitung 54 entsperrbare
Rückschlagventil 56 ist zwischen dem Tank 42 und
dem Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 angeordnet.
Ein Ventilkörper des Rückschlagventils 56 ist
mit einer Feder auf einen Ventilsitz vorgespannt. Das Rückschlagventil 56 öffnet
dabei in Druckmittelströmungsrichtung vom Tank 42 zum
Zylinderraum 29. Der Druckanschluss Z1 des Zylinderraums 29 ist
zwischen dem Rückschlagventil 56 und dem Zylinderraum 29 angeordnet.
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In
der Arbeitsleitung 52, die vom Verbindungskanal 32 zum
Arbeitsanschluss B des Schaltventils 14 abzweigt, ist ein
in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Schaltventil 14 öffnendes
Rückschlagventil 58 angeordnet.
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Ein
weiteres Rückschlagventil 60 ist in der Druckleitung 48 zwischen
dem Wechselventil 50 und dem Schaltventil 14 angeordnet,
das in Druckmittelströmungsrichtung vom Wechselventil 50 zum
Schaltventil 14 öffnet.
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Durch
eine Rückschlagventil 61 in dem Tankkanal 38 ist
eine Druckmittelströmung nur in Richtung des Tanks 42 ermöglicht.
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Über
eine im Steuerblock 10 ausgebildete Drossel 62 ist
die Steuerleitung 54 zwischen dem Schaltventil 14 und
dem Rückschlagventil 56 gedrosselt.
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Ein
Druckmittelströmungspfad von dem Ringraum 30 des
Hydrozylinders 2 zum Tank 42 ist durch ein über
den maximalen Nenndruck der Hydromaschine 8 eingestelltes
Druckbegrenzungsventil 84 abgesichert, das beispielsweise
bei einem Druck im Ringraum 30 von 350 Bar öffnet.
Dieses besitzt zudem eine kleine Nenngröße, z.
B. NG 4, sodass im Auslösefall der Hydrozylinder 2 nur
langsam ausfährt.
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Parallel
zum Schaltventil 18 ist zwischen dem Ringraumkanal 44 und
dem Verbindungskanal 36 ein weiteres den Ringraum 30 des
Hydrozylinders 2 absicherndes Druckbegrenzungsventil 86 angeordnet,
das beispielsweise bei einem Druck im Ringraum 30 von 90
Bar öffnet.
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An
die erste und zweite mit der Hydromaschine 6 verbundene
Arbeitsleitung 24, 26 ist ebenfalls jeweils ein
mit dem Tank 42 verbundenes Druckbegrenzungsventil 88 bzw.
90 angeordnet. Wobei das Druckbegrenzungsventil 88 etwa
bei einem Druck von 315 Bar in der ersten Arbeitsleitung 24 und
das Druckbegrenzungsventil 90 etwa bei einem Druck von
200 Bar in der zweiten Arbeitsleitung 24 öffnet.
Des Weiteren ist jede Arbeitsleitung 24 und 26 mit
einer Saugleitung 92 bzw. 94 verbunden, die mit
dem Tank 42 in Druckmittelverbindung stehen. In den Saugleitungen 92, 94 ist
jeweils in Druckmittelströmungsrichtung zur Hydromaschine 8 öffnendes
Rückschlagventil 96, 98 angeordnet. Durch
die Saugleitungen 92, 94 kann bei Druckmittelmangel Druckmittel
aus dem Tank 42 durch die Hydromaschine 8 nachgesaugt
werden.
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Im
Folgenden soll die Funktionsweise der elektrohydraulischen Steuerung
anhand der 1 bis 5 erläutert
werden.
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Der
Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 ist durch
das Schaltventil 12 vor einer unbeabsichtigten Druckmittelzufuhr
geschützt. In der unbetätigten Stellung sind die
beiden Anschlüsse A1, A2 der Hydromaschine 8 verbunden
und die Verbraucheranschlüsse A, B des Schaltventils 12 gesperrt.
Zudem stellt das Schaltventil 14 in der unbetätigten
Stellung eine Bypass-Verbindung vom Zylinderraum 29 des
Hydrozylinders 2, über die Druckleitung 32,
die Arbeitsleitung 52 und den Tankkanal 38 zum
Tank 42 her.
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Zudem
wird der elektrische Antrieb 6 in das Sicherheitskonzept
mit einbezogen. Der Antrieb 6 besitzt eine sichere Ansteuerelektronik,
welche erst nach Vorliegen eines Freigabesignals der Schalter 20 den
Antrieb 6 in den normalen Betriebszustand, in welchem der
Antrieb 6 Steuersignale umsetzt, schaltet. Liegt das Freigabesignal
nicht vor, ist der Antrieb 6 stillgesetzt bzw. nur mit
geringer Leistung, d. h. mit geringem Drehmoment oder geringer Drehzahl
zu betreiben.
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In
der in der 1 gezeigten Schaltstellung ist
die Abkantpresse 1 im Stillstand. Die Schaltventile 12 bis 18 sind
dabei in ihrer unbetätigten stromlosen Grundstellung a.
Die erste und die zweite Arbeitsleitung 24, 26 der
Hydromaschine 8 sind hierbei über das Schaltventil 12 miteinander
verbunden und die zweite Arbeitsleitung 26 ist zusätzlich über
den Pumpenkanal 37, das Schaltventil 16 und dem
Tankkanal 38 mit dem Tank 42 in Druckmittelverbindung.
Um dies in der 1 zu verdeutlichen, wurden diese
Druckmittelströmungspfade mit einer eine große
Strichstärke aufweisende gestrichelten Linie hervorgehoben.
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Der
Druckmittelströmungspfad von der Ringkammer 30 des
Hydrozylinders 2 ist ebenfalls mit einer eine große
Strichstärke aufweisende gestrichelten Linie hervorgehoben
und endet am Schaltventil 18 und dem Druckbegrenzungsventil 84, 86.
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2 offenbart
die Abkantpresse 1 mit der elektrohydraulischen Steuerung,
bei der der Kolben 28 mit der Kolbenstange 31 des
Hydrozylinders 2 in einem Eilgang nach unten verfahren
wird. Hierfür sind die Schaltventile 12, 14, 16 und 18 jeweils
in die Schaltstellung b geschaltet.
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Die
Druckmittelströmungspfade zwischen dem Ringraum 30 und
dem Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 und jeweils
der Hydromaschine 8 sind mit einer eine große
Strichstärke aufweisenden gestrichelten Linie dargestellt.
Die Hydromaschine 8 fördert dabei als Hydropumpe
Druckmittel vom Ringraum 30 in den Zylinderraum 29.
Das Druckmittel vom Ringraum 30 des Hydrozylinders 2 wird über
die Ringraumleitung 46, den Ringraumkanal 44,
das Schaltventil 18, das Schaltventil 16 und das
Schaltventil 12 über die zweite Arbeitsleitung 26zur
Hydromaschine 8 und von dort über die erste Arbeitsleitung 24,
das Schaltventil 12, der Druckleitung 32 zum Zylinderraum 29 des
Hydrozylinders 2 gefördert. Bei zusätzlichem
Bedarf an Druckmittel kann dieses über das Rückschlagventil 56 vom
Tank 42 nachgesaugt werden.
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In
dem Druckmittelströmungspfad zwischen dem Ringraum 30 des
Hydrozylinders 2 und der Hydromaschine 8 sind
die Schaltventile 12, 16, 18 angeordnet,
die jeweils durch den Schalter 20 überwacht sind. Die Überwachung
hat den Zweck, dass die Hydromaschine 8 nur dann Druckmittel
vom Ringraum 30 in den Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 fördert,
wenn die Schaltventile 12, 16, 18 sich
in der Schaltstellung b befinden. Die Schalter 20 melden
die Schaltstellung b zur Elektronik 4, die den elektrischen
Antrieb 6 steuert. Zum Stoppen des Eilgangs wird eines
der Schaltventile 12, 16, 18 einfach
stromlos in die Grundstellung b geschaltet.
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Alternativ
kann, anstelle der automatischen Betätigung des elektrischen
Antriebs 6 über die Elektronik 4, bei
bestätigter Schaltstellung der Schaltventile 12, 16, 18 über
die Schalter 20 ein Bediener, beispielsweise nachdem ein
optisches oder akustisches Bestätigungssignal ausgegeben
wird, den elektrischen Antrieb 6 manuell starten.
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Die
Schaltventile 12 und 14 dienen als Sicherheitsmittel,
die im nicht betätigten Zustand eine Zufuhr von Druckmittel
zum Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 begrenzen
und somit eine Verschiebung des Kolbens 28 in Pressrichtung
unterbrechen. In der nicht betätigten Grundstellung a des
Schaltventils 14, wird über die Druckleitung 32,
das Wechselventil 50, das Rückschlagventil 60,
das Schaltventil 14 und die Steuerleitung 54 das
dem Hydrozylinder 2 zugeordnete Rückschlagventil 56 mit
dem Pumpendruck aufgesteuert, wodurch der Zylinderraum 29 zum
Tank 42 entlastet wird.
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Im
betätigten Zustand des Schaltventils 14 in 2 ist
die Steuerleitung 54 zum Tank 42 entlastet.
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In 3 sind
die Schaltstellungen der elektrohydraulischen Steuerung für
die Abkantpresse 1 für einen Kriechgang des Kolbens 28 des
Hydrozylinders 2 dargestellt. Hierbei sind die Schaltventile 12, 14 und 16 betätigt
und das Schaltventil 18 ist unbetätigt. Durch
das unbetätigte Schaltventil 18 ist ein Druckmittelströmungspfad
(große Strichstärke aufweisende gestrichelte Linie
in 3) zwischen dem Ringraum 30 des Hydrozylinders 2 und
der Hydromaschine 8 nur über das Druckbegrenzungsventil 86 ermöglicht.
Dieses öffnet erst bei einem bestimmten Ringraumdruck im
Ringraum 30, beispielsweise 90 Bar, was dazu führt,
dass dieser Ringraumdruck dem Arbeitsdruck im Zylinderraum 29 entgegenwirkt,
wodurch die Verstellgeschwindigkeit des Kolbens 28 des
Hydrozylinders 2 verringert und diese im Kriechgang bewegt
ist.
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4 zeigt
die Schaltstellungen der elektrohydraulischen Steuerung für
eine Dekompression des Hydrozylinders 2 der Abkantpresse 1.
Hierbei sind nur noch die Schaltventile 12 und 14 betätigt.
Die Hydromaschine 8 fördert als Hydropumpe Druckmittel
vom Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 zum Tank 42.
Hierbei wird Druckmittel vom Zylinderraum 29, über
die Druckleitung 32, das Schaltventil 12, die
erste Arbeitsleitung 24, die zweite Arbeitsleitung 26,
das Schaltventil 16 zum Tank 42 gefördert.
In dem Maschinenzyklus der Dekompression wird die Abkantpresse 1 somit
entlastet, da der Arbeitsdruck im Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 abgebaut
wird.
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In
der in 5 gezeigten Schaltstellung der elektrohydraulischen
Steuerung der Abkantpresse 1 wird der Kolben 28 des
Hydrozylinders 2 in einem Eilgang nach oben verfahren.
Hierzu sind die Schaltventile 12 und 16 betätigt.
Druckmittel wird somit vom Zylinderraum 29 des Hydrozylinders 2 über
die Druckleitung 32, das Schaltventil 12, die
erste Arbeitsleitung 24, die zweite Arbeitsleitung 26,
das Schaltventil 12, das Schaltventil 16, das
Schaltventil 18 und den Ringraumkanal 44 zum Ringraum 30 gefördert.
Um den Zylinderraum 29 zusätzlich zum Tank 42 zu
entlasten, ist das Rückschlagventil 56 über
den Druck in der Steuerleitung 54 aufgesteuert, die über
das Schaltventil 14, das Wechselventil 50 und
den mit der zweiten Arbeitsleitung 26 verbundenen Pumpenkanal 37 verbunden
ist.
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Die
folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die
vorstehend in den
1 bis
5 beschriebenen Abschnitte
des Maschinenzyklus. Sie zeigt zudem durch eine Markierung des jeweiligen
Tabellenfeldes an, welche der Schaltventile
12,
14,
16,
18 in
dem jeweiligen Zyklusabschnitt betätigt sind.
Zyklusabschnitt\Ventile | 12 | 14 | 16 | 18 |
Stillstand | | | | |
Eilgang
ab | • | • | • | • |
Kriechgang | • | • | • | |
Dekompression | • | • | | |
Eilgang
auf | • | | • | |
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Offenbart
ist eine elektrohydraulische Steuerung für eine sichere
elektrohydraulische Achse. Die Steuerung umfasst einen Ventilblock,
welcher einen ersten Arbeitsanschluss und einen zweiten Arbeitsanschluss für
einen hydraulischen Verbraucher aufweist und welcher zwei Versorgungsanschlüsse
für eine Druckmittelzufuhr bzw. eine Druckmittelabfuhr
besitzt und welcher fluidische Pfade zwischen zumindest einem der
Arbeitsanschlüsse und zumindest einem der Versorgungsanschlüsse
aufweist, eine hydraulische Maschine, welche zwischen die zwei Versorgungsanschlüsse
geschaltet ist, einen elektrischen Antrieb, welcher mit der hydraulischen
Maschine gekoppelt ist und welcher ein Stellglied zur Verstellung
seiner Drehzahl aufweist, und besitzt am Ventilblock angeordnete überwachte
Schaltventile, welchen zur Überwachung ihrer Schaltstellung jeweils
eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist. Dabei sind
in einem Pfad, welcher die Abfuhr von Druckmittel aus dem ersten
Arbeitsanschluss erlaubt, zwei überwachte Schaltventile
hintereinander angeordnet, und es sind zumindest zwei unabhängig
voneinander wirksame Sicherheitsmittel vorhanden, welche in einem
vorgegebenen Zustand eine Zufuhr von Druckmittel in den zweiten
Arbeitsanschluss begrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abkantpresse
- 2
- Hydrozylinder
- 4
- Elektronik
- 6
- elektr.
Antrieb
- 8
- Hydromaschine
- 10
- Steuerblock
- 12
- Schaltventil
- 14
- Schaltventil
- 16
- Schaltventil
- 18
- Schaltventil
- 20
- Schalter
- 24
- Arbeitsleitung
- 26
- Arbeitsleitung
- 27
- Kupplung
- 28
- Kolben
- 29
- Zylinderraum
- 30
- Ringraum
- 31
- Kolbenstange
- 32
- Druckleitung
- 33
- Feder
- 34
- Aktuator
- 35
- Verbindungskanal
- 36
- Verbindungskanal
- 37
- Pumpenkanal
- 38
- Tankkanal
- 40
- Tankleitung
- 42
- Tank
- 44
- Ringraumkanal
- 46
- Ringraumleitung
- 48
- Druckleitung
- 50
- Wechselventil
- 52
- Arbeitsleitung
- 54
- Steuerleitung
- 56
- Rückschlagventil
- 58
- Rückschlagventil
- 60
- Rückschlagventil
- 61
- Rückschlagventil
- 62
- Drossel
- 84
- Druckbegrenzungsventil
- 86
- Druckbegrenzungsventil
- 88
- Druckbegrenzungsventil
- 90
- Druckbegrenzungsventil
- 92
- Saugleitung
- 94
- Saugleitung
- 96
- Rückschlagventil
- 98
- Rückschlagventil
- A,
B, A1, A2,
- Arbeitsanschluss
- X1,
X2
- Versorgungsanschluss
- P,
P1,
- P2
Pumpenanschluss
- T
- Tankanschluss
- B1,
B2
- Druckanschluss
- a
- Grundstellung
- b
- Schaltstellung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN EN 12622:2001 [0002]
- - DIN EN 12622:2001 [0006]