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Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Schrämmaschinen, deren Winde
und/oder Schwenkwerk mit je einem Flüssigkeitsmotor ausgerüstet sind Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Schrämmaschinen, deren
Winde und/oder Schwenkwerk mit je einem von einer Flüssigkeitspumpe mit Druckflüssigkeit
beaufschlagbaren Flüssigkeitsmotor ausgerüstet sind.
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Es sind Schrämmaschinen bekannt (deutsche Patentschrift 833 342),
deren Vorschubgeschwindigkeit sich dem Schrämwiderstand selbsttätig anpaßt. Die
Liefermenge der die Flüssigkeitsmotoren mit Druckflüssigkeit versorgenden Pumpe
wird bei diesen Schrämmaschinen durch die mit steigendem Schrämwiderstand auftretende
Drucksteigerung, welche über einen federbelasteten Kolben auf die Pumpenexzentrizität
einwirkt, reduziert und dem Schrämwiderstand angepaßt. Mit steigendem Flüssigkeitsdruck
verkleinert sich daher das von der Pumpe umgewälzte Flüssigkeitsvolumen. Ein Nullwert
der Pumpenexzentrizität und damit des Fördervolumens ist wegen der Leckverluste
des Leitungssystems nicht erreichbar. Selbst bei extrem großem Schrämwiderstand,
der einen entsprechend hohen Betriebsdruck in dem Flüssigkeitskreislauf hervorruft,
wird daher ein - wenn auch nur kleines - Flüssigkeitsvolumen zum Teil über die Sicherheitsventile
umgewälzt und dadurch der Flüssigkeitskreislauf schnell bis über das zulässige Maß
erwärmt.
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Die Erfindung geht von einer Schrämmaschine aus, die mit einem geschlossenen,
durch einen Schieber gesteuerten Arbeitskreislauf und einem zur Beeinflussung dieses
Schiebers dienenden Steuerkreislauf ausgestattet ist, wobei der Arbeitskreislauf
und der Steuerkreislauf durch je eine gesonderte Pumpe gespeist werden. Ziel der
Erfindung ist es, die der vorgenannten Schrämmaschine anhaftenden Nachteile zu vermeiden.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, daß bei in dem Arbeitskreislauf auftretendem
Überdruck oder bei in dem Steuerkreislauf auftretendem Unterdruck federnde Schaltvorrichtungen
den den Arbeitskreislauf steuernden Schieber in eine beide Flüssigkeitsmotoren blockierende,
die Flüssigkeitspumpe auf Leerlauf schaltende Stellung drücken und den Schieber
bei unter dem Betriebsdruck bleibendem Druck des Steuerkreislaufes in dieser Stellung
festhalten, bei auf den Betriebsdruck abfallendem Druck des Arbeitskreislaufes dagegen
für die erneute Handeinstellung wieder freigeben. Als Steuerorgan ist zu diesem
Zweck ein sich in einer Bohrung des Steuergehäuses axial bewegender Steuerschieber
angeordnet, der über entsprechende Eindrehungen den ihm von der Flüssigkeitspumpe
zufließenden Druckmittelstrom dem gewünschten Flüssigkeitsmotor wahlweise für eine
der beiden Drehrichtungen zuleitet. Flüssigkeitspumpe und beide Flüssigkeitsmotoren
stehen durch einen über den Steuerschieber verlaufenden geschlossenen Anmelder:
Gebr. Eickhoff Maschinenfabrik u. Eisengießerei m. b. H., Bochum Dip.-Ing. Karl-Heinz
Borowski, Bochum, ist als Erfinder genannt worden Flüssigkeitskreislauf in Verbindung.
Es wird also die aus dem beaufschlagten Flüssigkeitsmotor austretende Flüssigkeit
der Pumpe über den Steuerschieber wieder unmittelbar zugeführt.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal besteht die die Schieberstellung
beeinflussende federnde Schaltvorrichtung aus zwei beim Überdruck des Arbeitskreislaufes
bzw. Unterdruck des Steuerkreislaufes mittels Federn auf die Schieberstirnflächen
einwirkenden Schalttellern, die im normalen Betriebszustand von dem Druck des Steuerkreislaufes
gegen die Federkraft beaufschlagt und dadurch von den Schieberstirnflächen abgehoben
sind. Während also die Schaltteller den Steuerschieber bei Überdruck des Arbeitskreislaufes
bzw. Unterdruck des Steuerkreislaufes in der Mittelstellung (Leerlaufstellung) festhalten,
geben sie ihn im normalen Betriebszustand frei, so daß er aus dieser Mittelstellung
durch Betätigen von Hand, beispielsweise durch ein Handrad od. dgl., in die gewünschte
Steuerstellung gebracht werden kann. Das Aufheben der Federkräfte geschieht durch
eine für einen relativ niedrigen Druck und kleine Fördermenge ausgelegte Zahnradpumpe,
die die beiden Schaltteller in Gegenrichtung der Federkräfte über den mit einem
Schaltventil ausgerüsteten offenen Steuerkreislauf mit Druckflüssigkeit beaufschlagt
und dadurch die Federn zusammenpreßt und den Steuerschieber freigibt. Der Antriebsmotor
der Schrämmaschine ist mit beiden Flüssigkeitspumpen, also der Pumpe für den Arbeitskreislauf
und der Zahnradpumpe
für den Steuerkreislauf, getrieblich verbunden.
Bei seinem Einschalten wird daher der in der Mittelstellung (Leerlaufstellung) befindliche
Steuerschieber von den Schalttellern freigegeben und beim Ausschalten unabhängig
von seiner augenblicklichen Stellung durch die auf die Schaltteller wirkenden Federkräfte
wieder in die Mittelstellung zurückgedrückt.
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In seiner Mittelstellung blockiert der Steuerschieber die Zu- und
Abflußleitungen zu beiden Flüssigkeitsmotoren, so daß in der steilen Lagerung die
Schrämmaschine auch bei ausgeschaltetem Antriebsmotor durch die Winde gehalten wird.
Erst wenn der in den blockierten Leitungen durch die Belastung hervorgerufene Flüssigkeitsdruck
den Betriebsdruck um ein bestimmtes Maß überschreitet, erfolgt über Sicherheitsventile
der Druckausgleich zwischen der Zufluß-und Abflußseite der Flüssigkeitsmotoren und
damit ein langsames Absinken der Schrämmaschine.
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Bei Überlast der Winde oder des Schwenkwerkes wirkt die in dem Arbeitskreislauf
auftretende Drucksteigerung auf ein vor dem Steuerschieber liegendes Überlastventil
ein und betätigt dadurch ein auf diesen Überdruck ansprechendes und dabei den Steuerkreislauf
entspannendes Abschaltventil. Die von dem Druck des Steuerkreislaufes entlasteten
Schaltteller bewegen sich jetzt unter dem wieder wirksamen Federdruck in ihre innere
Totlage und bringen den Steuerschieber in die Leerlaufstellung. In dieser Stellung
wird die Flüssigkeit des Arbeitskreislaufes drucklos vor dem Steuerschieber umgewälzt,
und beide Flüssigkeitsmotoren sind blockiert. Das Abschaltventil nimmt daher wieder
seine Sperrstellung ein, und die beiden Schaltteller werden wieder von der Zahnradpumpe
beaufschlagt und in ihre äußere Totlage geschoben. Der Steuerschieber kann jetzt
erneut von Hand in die gewünschte Steuerstellung gebracht werden.
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Zum Entspannen des Steuerkreislaufes beim Abschalten des Antriebsmotors
der Schrämmaschine ist in dem Steuerkreislauf ein zwischen der Zahnradpumpe und
den beiden Schalttellern liegendes Schaltventil angeordnet, welches im Stillstand
den Steuerkreislauf und damit die beiden beaufschlagten Schalttellerseiten mit dem
Sumpf verbindet, so daß auch in diesem Fall der Steuerschieber in seine Mittellage
gedrückt wird. Während des Betriebes und auch im Leerlauf hält der Druck des Steuerkreislaufes
das Schaltventil gegen den Druck einer Feder offen.
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Beim Ausfall des von der Zahnradpumpe erzeugten Steuerdruckes, beispielsweise
durch Störungen im elektrischen Teil der Maschine oder durch Pumpendefekt, wird
der Steuerschieber daher sofort in seine Mittellage zurückgedrückt und die Flüssigkeitspumpe
entlastet. Gleichzeitig werden die beiden Flüssigkeitsmotoren blockiert. Das sofortige
Blockieren der Winde ist besonders bei Unterbrechungen der Energiezufuhr zu dem
Antriebsmotor wichtig, da es das Abstürzen der Maschine in der steilen Lagerung
verhindert.
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Ein auf den Druckunterschied zwischen Saug- und Druckseite der Flüssigkeitspumpe
des Arbeitskreislaufes ansprechendes und dabei die jeweilige Saugleitung mit dem
Sumpf verbindendes Spülventil sowie den Steuerkreislauf mit der jeweiligen Saugleitung
verbindende Rückschlagventile bewirken, daß der Arbeitskreislauf das Flüssigkeitsvolumen
des Steuerkreislaufes aufnimmt und ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen an den
Sumpf abführt. Dies ist zur Sauberhaltung und Kühlung des von der Flüssigkeitspumpe
betriebenen Arbeitskreislaufes wichtig, da die in dem Steuerkreislauf befindliche
Druckflüssigkeit von der Zahnradpumpe über einen Filter aus dem Sumpf angesaugt
und so gesäubert und gekühlt wieder in den Arbeitskreislauf eingespeist wird.
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Die Zeichnungen zeigen Schaltschemen des hydraulischen Teiles der
Schrämmaschine, und zwar Fig. 1 ein Schema mit in der Mittelstellung befindlichem
Steuerschieber, Fig. 2 ein Schema mit arbeitender Winde.
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Die Flüssigkeitspumpe 1 wälzt ihre Druckflüssigkeit in einem geschlossenen
Kreislauf um. Mittels Steuerschieber 2 wird die Druckflüssigkeit dieses Kreislaufes
entweder dem Flüssigkeitsmotor 3 des Schwenkwerkes über die Leitungen 4, 4' oder
dem Flüssigkeitsmotor 5 der Winde über die Leitungen 6, 6' in dem gewünschten Drehsinn
zugeführt. In der Mittelstellung des Steuerschiebers 2 sind die beiden Flüssigkeitsmotoren
3, 5 blockiert, und die Flüssigkeitspumpe 1 wälzt die Druckflüssigkeit über die
Leitungen 7, 8, 8', 7' um.
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Eine mit dem nicht dargestellten Antriebsmotor der Flüssigkeitspumpe
1 getrieblich verbundene, nur für kleine Fördermengen und Drücke bemessene Zahnradpumpe
9 versorgt einen besonderen Steuerkreis mit Druckflüssigkeit und ist durch die Rückschlagventile
16 in ihrer Drehrichtung unabhängig. Über ein in diesem Kreis gelegenes Schältventil
10, dessen Ventilkörper von der Flüssigkeit gegen den Druck einer Feder in die entsprechende
Stellung geschoben wird, wirkt der Flüssigkeitsdruck auf die beiden in die Steuerschieberbohrung
hineinragenden Schaltteller 11 ein und lüftet diese gegen die Kraft einer Feder
12. Der Steuerschieber 2, der durch die nicht beaufschlagten Schaltteller 11 in
seiner Mittellage gehalten wird, kann jetzt bei gelüfteten Schalttellern 11 von
Hand mit dem Ansatz 13 in die gewünschte Schaltstellung gebracht werden und jeweils
einen der beiden Flüssigkeitsmotoren 3, 5 im gewünschten Drehsinn mit Druckflüssigkeit
beaufschlagen. Die Zahnradpumpe 9 saugt ihre Flüssigkeit aus dem Sumpf über einen
Filter 27 an und speist diese auf die Schaltteller 11 einwirkende Flüssigkeit in
den Kreislauf der Flüssigkeitspumpe 1 über Rückschlagventile 15 ein. Über ein besonderes,
die beiden von der Flüssigkeitspumpe 1 ausgehenden Leitungen 7, 7' miteinander verbindendes
Spülventil 14 wird eine entsprechende Flüssigkeitsmenge diesem Kreislauf wieder
entnommen. Zu diesem Zweck bringt der in den beiden Leitungen 7, 7' herrschende
Druckunterschied den axial beweglichen Ventilkörper des Spülventils 14 in die entsprechende
Totlage und stellt dadurch über die Leitung 17 und die Eindrehungen des Ventilkörpers
eine Verbindung zwischen dein Sumpf und der gerade die Saugseite der Flüssigkeitspumpe
1 beliefernden Leitung 7 oder 7' her, durch die ein dem eingespeisten Flüssigkeitsvolumen
entsprechendes Volumen abfließt.
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Bei zu hoher Belastung der Winde oder des Schwenkwerkes wirkt der
steigende Flüssigkeitsdruck über Überlastventile 18 bzw. 18' und die Leitung 19
auf das Abschaltventil 20 ein. Letzteres besitzt einen federbelasteten Ventilkörper,
der von dem Flüssigkeitsdruck gegen die Feder in eine Stellung geschoben wird, in
der der Steuerkreis über die Leitung 21 mit dem Sumpf verbunden ist. Die Federn
12 drücken jetzt über die von dem Flüssigkeitsdruck entlasteten Schaltteller den
Steuerschieber 2 in die Mittellage und blockieren dadurch beide Flüssigkeitsmotoren
3, 5, während die Flüssigkeitspumpe 1 im Leerlauf arbeitet. Unmittelbar nach dem
Schwinden des Überdruckes schließen die Überlastventile 18 bzw. 18', und der Ventilkörper
des Abschaltventils 20 kehrt in seine alte Lage zurück. Der jetzt wieder ansteigende
Druck
im Steuerkreis lüftet die Schaltteller 11, und der Steuerschieber
2 kann von Hand erneut eingestellt werden.
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Beide Flüssigkeitsmotoren 3, 5 sind mit Sicherheitsventilen 22 ausgerüstet.
Diese verhindern stoßartig auftretende Überlastungen der Flüssigkeitsmotoren bei
z. B. plötzlicher Mittelstellung des Steuerschiebers 2.
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Sowohl das federbelastete Schaltventil 10 als auch das federbelastete
Abschaltventil 20 sind über eine mit einer Drossel 23 ausgestattete Leitung 24 bzw.
25 mit dem Sumpf verbunden. Durch diese Leitung 24 bzw. 25 drücken die von der sich
entspannenden Feder bewegten Ventilkörper beim Nachlassen des Flüssigkeitsdruckes
die vor ihnen in dem Ventilgehäuse stehende Flüssigkeit in den Sumpf.
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Alle Schalt- und Steuerorgane des hydraulischen Teiles der Schrämmaschine
sind zur Vereinfachung der Montage in einem Block 26 untergebracht. Lediglich die
den Pumpen 1, 9 sowie den Flüssigkeitsmotoren 3, 5 zugeordneten Rückschlagventile
15, 16 bzw. Sicherheitsventile 22 liegen außerhalb dieses Blockes.