DE1084997B

DE1084997B - Main control slide with additional central position control, especially for hydraulic presses

Info

Publication number: DE1084997B
Application number: DEM37635A
Authority: DE
Inventors: Hans Scharringhausen
Original assignee: Scharringhausen Maschb Ges M B
Current assignee: Scharringhausen Maschb Ges M B
Priority date: 1958-05-10
Filing date: 1958-05-10
Publication date: 1960-07-07

Description

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DEUTSCHESGERMAN

Bei hydraulisch betätigten Maschinen, z. B. hydraulischen Abkantpressen, ist im Druckmittelweg vor dem oder den Steuerventilen für den oder die Arbeitskolben oft noch ein sogenannter Hauptsteuerschieber angeordnet. Er wirkt meist in der Weise, daß er den von der Druckmittelquelle, z. B. einer ölpumpe, durch die Hauptzuleitung kommenden Druckmittelstrom im geschlossenen Zustand zur Maschine fließen, im geöffneten Zustand dagegen in die Hauptrückleitung entweichen läßt. Solche Hauptsteuerschieber verschließen bzw. öffnen also eine Umgehungsleitung und stellen dadurch die Maschine an bzw. ab. Im geöffneten Zustand des Hauptsteuerschiebers befindet sich sein Kolben in einer Mittelstellung, die durch eine breite Eindrehung im Mittelteil der Kolbenzylinderwand den größtmöglichen Durchflußquerschnitt freigibt.In hydraulically operated machines, e.g. B. hydraulic press brakes, is in the pressure medium path before or the control valves for the working piston or pistons, a so-called main control slide is often arranged. He usually acts in such a way that he of the pressure medium source, z. B. an oil pump through which Main supply line coming pressure medium flow in the closed state to the machine, in the open State, however, can escape into the main return line. Such main control spools close or open a bypass line and turn the machine on and off. When open of the main control spool, its piston is in a central position, which is achieved by a wide recess releases the largest possible flow cross-section in the middle part of the piston cylinder wall.

Die Erfindung gründet sich auf eine Beobachtung, die beim maschinellen Betrieb großer hydraulischer Pressen gemacht worden ist und sich zunächst einer Erklärung entzog. Beim Durchgang durch den Hauptsteuerschieber erwärmt sich nämlich das als Druckmittel verwendete öl auf zu hohe Temperaturen, die zur Zersetzung und Verschlammung des Öls führen und deshalb vermieden werden müssen. Durch eine Vergrößerung der Durchflußquerschnitte oder Glättung des Leitungsweges ließ sich in den durch andere Gründe bestimmten Grenzen keine Abhilfe schaffen. Schließlich wurde erkannt, daß der Kolben des Hauptsteuerschiebers gar nicht die angestrebte Mittelstellung erreicht, sondern schon vor ihr stehenbleibt, weit der die meist zugleich als Schaltstange verwendete Kolbenstange des Schiebers antreibende Schalthebel zwar die Bewegung des Schieberkolbens richtig einleitet, aber dann infolge seiner Befestigung am Stößel oder Arbeitskolben mit ihm zusammen zur Ruhe kommt und die mitunter als Kraftspeicher zwischengeschaltete Feder nicht genügend groß bzw. stark gehalten werden kann, und von sich aus den Schieberkolben noch bis zum Erreichen der Mittelstellung und damit eines ausreichenden Durchlaufquerschnitts für das zurückfließende öl weiterzubewegen.The invention is based on an observation that occurs when large hydraulic machines are operated Pressing has been made and initially evaded an explanation. When passing through the main control spool that is, if the oil used as a pressure medium heats up to temperatures that are too high, the lead to decomposition and sludge formation of the oil and must therefore be avoided. By a Enlargement of the flow cross-sections or smoothing of the conduction path could be done by others Reasons certain limits do not provide a remedy. Finally it was recognized that the piston of the main control slide was not in the desired center position reached, but already stops in front of it, far from the one that is mostly used as a shift rod at the same time Shift lever driving the piston rod of the slide initiates the movement of the slide piston correctly, but then as a result of its attachment to the plunger or working piston with him to rest comes and the spring, which is sometimes used as an energy storage device, is not kept sufficiently large or strong can be, and by itself the spool until it reaches the middle position and so that there is a sufficient flow cross-section for the returning oil to move on.

Die Erfindung, mit der die sich hieraus ergebende und bisher noch nicht erkannte Aufgabe gelöst worden ist, bedient sich für die Lösung mehrerer Mittel, die an sich schon bei hydraulischen Steuerungen für Servomotoren bekannt sind, dort aber andere Funktionen haben.The invention, with which the resulting and hitherto unrecognized problem has been achieved is, avails itself for the solution of several means, which in itself already with hydraulic controls for Servomotors are known, but have different functions there.

Bei bekannten hydraulischen Servomotorsteuerungen sind nämlich mechanische Rückführungsgestänge vorhanden, die einen Gleichlauf zwischen der Handvorsteuerung als Geber und der Hauptsteuerung als Empfänger erzwingen sollen. An ihrer Stelle sind später für Fernsteuerungen, die eine größere räumliche Entfernung zwischen Geber und EmpfängerNamely, in known hydraulic servomotor controls, there are mechanical feedback linkages available, which ensures synchronization between the manual feedforward control as the encoder and the main control as the To force recipients. In their place are later for remote controls, which have a larger spatial Distance between transmitter and receiver

HauptsteuerschieberMain control spool

mit zusätzlicher Mittelstellungssteuerung, insbesondere für hydraulische Pressenwith additional center position control, especially for hydraulic presses

Anmelder:Applicant:

Scharringhaus enScharringhaus en

Maschinenbau Gesellschaft m. b. H.,
Rheinsheim (Kr. Bruchsal)Maschinenbau Gesellschaft mb H.,
Rheinsheim (Kr.Bruchsal)

Hans SchaTringhausen, Karlsruhe,
ist als Erfinder genannt wordenHans SchaTringhausen, Karlsruhe,
has been named as the inventor

ermöglichen sollen, sogenannte hydraulische Gestänge bekanntgeworden. Bei einer solchen insbesondere für hydraulische Pressen bestimmten hydraulischen Fernsteuerung, bei der ein in entgegengesetzten Richtungen verstellbarer und nach dem Verdrängungsprinzip wirkender Servomotor, z. B. mit einem Kolben, mittels eines Steuerschiebers wahlweise in entgegengesetzten Richtungen mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, wird eine Rückführung des Steuerschiebers in Abhängigkeit von der Bewegung des gesteuerten Maschinenteiles dadurch erreicht, daß an den Steuerschieber ein Rückführantrieb angeschlossen ist, der durch den Steuerschieber zugleich mit dem Servomotor auf entgegengesetzte Beaufschlagung umgeschaltet wird und der mit der bei der Verstellung des Servomotors verdrängten Druckflüssigkeit betrieben wird.to enable, so-called hydraulic linkage has become known. In particular for hydraulic presses specific hydraulic remote control, when one in opposite directions adjustable servo motor acting on the displacement principle, e.g. B. with a piston, means a control spool can optionally be acted upon with hydraulic fluid in opposite directions, is a return of the control slide depending on the movement of the controlled machine part achieved in that a feedback drive is connected to the control slide, which by the The control slide is switched to the opposite action at the same time as the servomotor and which is operated with the hydraulic fluid displaced during the adjustment of the servomotor.

Es ist weiterhin bei einem hydraulischen Steuerschieber bekannt, den zylindrischen Schieberkolben durch einen doppeltwirkenden Kraftspeicher in die neutrale Stellung zurückzuführen, in der der Rücklauf mit dem Zulauf verbunden ist. Dieser SteuerschieberIt is also known in a hydraulic control slide, the cylindrical slide piston by means of a double-acting energy store in the neutral position, in which the return is connected to the inlet. This control valve

4-5 dient jedoch gleichzeitig zur Zuführung des Druckmittels zu einer von beiden Seiten eines Servomotors und zur Rückleitung des Druckmittels von diesem. Die neutrale Stellung wird bei dieser bekannten Anordnung also nur kurzzeitig eingenommen.4-5, however, also serves to supply the pressure medium to either side of a servomotor and to return the pressure medium therefrom. the In this known arrangement, the neutral position is only assumed for a short time.

Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung weder um hydraulische Nah- oder Fernsteuerungen für Servomotoren noch überhaupt um die Einleitung von Steuervorgängen in hydraulischen Antrieben von Maschinen, sondern ausschließlich darum, bei einerIn contrast, the invention does not involve hydraulic local or remote controls for servomotors, the initiation of control processes in hydraulic drives from Machines, but solely about being with one

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hydraulischen Steuerung mit einem den eigentlichen Steuerventilen vorgeschalteten Hauptsteuerschieber zur Rückleitung des von der Druckmittelquelle kommenden Druckmittels in dem Hauptsteuerschieber den vollen Rücklauf längere Zeit freizugeben und zu diesem Zweck mit einem zusätzlichen Antrieb den vollen Öffnungsquerschnitt für eine längere Zeit zwischen zwei Schaltungen dadurch zu sichern, daß der Hauptsteuerschieber zwangläufig in die neutrale oder Mittelstellung gebracht wird.hydraulic control with a main control spool connected upstream of the actual control valves to return the pressure medium coming from the pressure medium source in the main control slide to release full return for a longer period and for this purpose the full return with an additional drive Secure the opening cross-section for a longer time between two circuits by turning the main control slide is inevitably brought into the neutral or middle position.

Gekennzeichnet ist die dies leistende hydraulische Steuerung gemäß der Erfindung durch einen an sich bekannten zusätzlichen Antrieb, der in bekannter Weise über ein Hebelwerk mit dem Kolben des Hauptsteuerschiebers verbunden ist und unter der Wirkung eines mechanischen und durch seine Bewegung gespannten und entspannten, an sich bekannten doppeltwirkenden Kraftspeichers den vor der Mittelstellung stehengebliebenen Kolben des Hauptsteuerschiebers in die den Rücklauf voll freigebende Mittelstellung weiterbewegt.The hydraulic one that does this is identified Control according to the invention by an additional drive known per se, which in known Way is connected via a lever mechanism with the piston of the main control slide and under the action a mechanical one that is tensioned and relaxed by its movement and is known per se double-acting Energy storage mechanism, the piston of the main control spool that has stopped in front of the center position moves the center position fully releasing the return.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung greift die Kolbenstange des zusätzlichen Antriebs am einen Ende eines ersten Doppelhebels an, an dessen anderem Ende eine manuell oder 'maschinell betätigte Schaltstange und das eine Ende eines zweiten Doppelhebels angreifen, dessen anderes Ende an der Kolbenstange des Hauptsteuerschiebers angreift. Es empfiehlt sich ferner, daß der zusätzliche Antrieb einen doppeltwirkenden Kolben besitzt, der über ein elektromagnetisch gesteuertes Mehrwegeventil vom hydraulischen Druckmittel gesondert beaufschlagt wird.According to a further embodiment of the invention, the piston rod of the additional drive engages one At the end of a first double lever, at the other end of which a manually or mechanically operated shift rod and engage one end of a second double lever, the other end of which on the piston rod of the main control spool attacks. It is also recommended that the additional drive is a double-acting one Piston, which is controlled by an electromagnetically controlled multi-way valve from the hydraulic pressure medium is charged separately.

Eine in dieser Weise ausgeführte Steuerung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung schematisch dargestellt. --.A control executed in this way is shown as an exemplary embodiment of the invention in the drawing shown schematically. -.

In dem Gehäuse 1 des Hauptsteuerschiebers gleitet der von der zugehörigen Kolbenstange 2 getragene und nicht besonders bezeichnete Schieberkolben. Die Hauptzuleitung 3 von der Druckmittelquelle zu dem oder den Steuerventilen für die Arbeitskolben der Maschine zweigt oben in das Gehäuse 1 ein, und unten führt die Rückleitung 4 ab, die in die Hauptrückleitung mündet. Diese Ausbildung und Anordnung ist bekannt.The one carried by the associated piston rod 2 slides in the housing 1 of the main control slide and spool pistons not specially designated. The main line 3 from the pressure medium source to the or the control valves for the working pistons of the machine branches into the housing 1 at the top and at the bottom leads from the return line 4, which opens into the main return line. This training and arrangement is known.

Statt eines sonst vorgesehenen Schalthebels greift dagegen bei der Steuerung nach der Erfindung am unteren Ende der Kolbenstange 2 mit seinem einen Ende ein Doppelhebel 5 an, der auf einer festen Achse 6 gelagert und der zuvor erwähnte zweite Doppelhebel ist. An seinem anderen Ende hängt gelenkig die Schaltstange 7, und an ihr greift der nicht dargestellte Schalthebel an, der mit einem Arbeitskolben verbunden zu denken ist. Außer der Schaltstange 7 greift an dem Doppelhebel 5 auch der andere Doppelliebel 8 mit seinem einen Ende an, der ebenfalls auf ■einer festen Achse 9 gelagert ist und dessen anderes Ende am Gelenk 10 angreift, das am unteren Ende der Kolbenstange 11 sitzt. Diese Kolbenstange trägt den nicht besonders bezeichneten Kolben, der im Gehäuse des zusätzlichen hydraulischen Antriebs 12 auf und ab gleiten kann, und ragt nach oben aus dem Gehäuse lieraus, wo sie einen Kraftspeicher in Form einer starken Schraubenfeder 13 trägt, die zwischen Federtellern 14 und 15 sitzt. Der untere Federteller 14 ruht auf einem von der Kolbenstange 11 selbst gebildeten Bund und kann sich bei deren Abwärtsbewegung auf dem Gehäuse des zusätzlichen Antriebs 12 aufsetzen, während der obere Federteller 15 sich an einen festen Anschlag 16 anlegen kann, in den das mit einer Abschlußmutter versehene obere Stangenende eintreten kann. Ein Vierwegeventil 17., das von einem Elektromagneten 18 betätigt wird, steuert die Ölzufuhr aus der Leitung 19 und Ölabfuhr durch die Leitung 20 in den bzw. aus dem Zusatzantrieb 12. Auf diese Weise wird der Kolben des Zusatzantriebs 12 doppeltwirkend vom Drucköl gesondert vom Hauptsteuerschieber beaufschlagt, indem das Drucköl entweder auf der Oberseite des Kolbens zu- und auf der Unterseite abfließt und den Kolben damit nach unten bewegt oder umgekehrt unten zu- und oben abfließend den Kolben nach oben bewegt.Instead of an otherwise provided shift lever, however, in the control according to the invention, one end of a double lever 5 engages at the lower end of the piston rod 2, which is mounted on a fixed axis 6 and is the aforementioned second double lever. At its other end, the shift rod 7 hangs in an articulated manner, and the shift lever, not shown, engages with it, which is to be thought of as being connected to a working piston. In addition to the shift rod 7, the other double lever 8 also engages with one end of the double lever 5, which is also mounted on a fixed axis 9 and the other end of which engages the joint 10, which sits on the lower end of the piston rod 11. This piston rod carries the unspecified piston, which can slide up and down in the housing of the additional hydraulic drive 12, and protrudes upward out of the housing, where it carries an energy storage device in the form of a strong helical spring 13, which is between spring plates 14 and 15 sits. The lower spring plate 14 rests on a collar formed by the piston rod 11 itself and can sit on the housing of the additional drive 12 during its downward movement, while the upper spring plate 15 can rest against a fixed stop 16, in which the provided with a locking nut can enter the upper end of the rod. A four-way valve 17, which is actuated by an electromagnet 18, controls the oil supply from the line 19 and oil discharge through the line 20 into or from the auxiliary drive 12. In this way, the piston of the auxiliary drive 12 is double-acting from the pressure oil, separate from the main control slide acted upon by the pressure oil either flowing in on the top of the piston and flowing out on the bottom, thereby moving the piston downward or, conversely, moving the piston upward, flowing in downward and flowing out upward.

Die ganze Anordnung wirkt folgendermaßen: Wenn die Schaltstange 7 nach unten gezogen wird, drehen sich die Doppelhebel 5 und 8 auf ihren Achsen mit den anderen Enden nach oben, und dadurch werden die Kolbenstangen 2 und 11 ebenfalls nach oben geführt, wodurch der Hauptsteuerschieber schließt und die Druckölrückleitung 4 absperrt. In der Zeichnung ist ein Zustand dargestellt, bei dem der Hauptsteuerschie-The whole arrangement works as follows: When the shift rod 7 is pulled down, turn it the double levers 5 and 8 on their axes with the other ends up, and thereby the Piston rods 2 and 11 also guided upwards, whereby the main control slide closes and the Pressure oil return line 4 shut off. The drawing shows a state in which the main control slide

ao ber aber noch nicht ganz geschlossen ist. Auf diese Weise wird die Maschine angestellt. Wird dagegen die Schaltstange 7 nach oben gestoßen, so werden die Kolbenstangen 2 und 11 unter Drehung der Doppelhebel in der anderen Richtung nach unten geführt und die Maschine wird abgestellt, weil nun der Hauptsteuerschieber geöffnet wird.ao but is not yet completely closed. This is how the machine is turned on. Will against it the shift rod 7 pushed upwards, the piston rods 2 and 11 are rotated by the double lever in the other direction downwards and the machine is switched off because the main control spool is now is opened.

Wird weiterhin in den Zusatzantrieb 12 z. B. von oben nach unten nach entsprechender Betätigung des Elektromagneten 18 und des Vierwegeventils 17 Drucköl geschickt, wobei die Betätigung mit der Schalthebelbewegung gekoppelt sein kann, so wird der Zusatzantriebskolben mit seiner Stange 11 nach unten geführt. Dabei wird die Schraubenfeder 13 gespannt, sobald der Federteller 14 sich auf dem Gehäuse des Zusatzantriebs 12 aufgesetzt hat. Zugleich wird unabhängig von der vorangegangenen Betätigung der Schaltstange 7 über die beiden Doppelhebel die Kolbenstange 2 und mit ihr der Hauptsteuerkolben weiterbewegt. Is still in the auxiliary drive 12 z. B. from top to bottom after corresponding actuation of the Solenoid 18 and the four-way valve 17 sent pressure oil, the actuation with the Shift lever movement can be coupled, so the additional drive piston with its rod 11 is down guided. The coil spring 13 is tensioned as soon as the spring plate 14 is on the housing of the Additional drive 12 has put on. At the same time, regardless of the previous activation, the Shift rod 7 moves the piston rod 2 and with it the main control piston via the two double levers.

Wenn ferner durch Verstellung des Vierwegeventils 17 der Druck des Öls vom Zusatzantrieb 12 weggenommen wird, so ist die gespeicherte Kraft der Feder 13 noch groß genug, um die Kolbenstange 11 und mit ihr auch die Kolbenstange 2 in die Kolbenmittelstellung zu bewegen. Im Fall der umgekehrten Beaufschlagung des Zusatzantriebs von unten nach oben ist es nicht anders. Die Feder 13 sorgt jedenfalls im Wege einer Feineinstellung immer abschließend dafür, daß der Zusatzantriebskolben auch ohne bzw. nach Beaufschlagung die genaue Mittelstellung einnimmt und mit ihm auch der Hauptschieberkolben. Die Feder drückt dabei entweder auf ihre unteren oder auf ihre oberen Auflager bzw. Federteller.Furthermore, if the pressure of the oil is removed from the auxiliary drive 12 by adjusting the four-way valve 17 is, the stored force of the spring 13 is still large enough to the piston rod 11 and with you also the piston rod 2 in the piston center position to move. In the case of the reverse loading of the auxiliary drive from bottom to top, it is not different. In any case, the spring 13 ensures, by way of a fine adjustment, that the additional drive piston assumes the exact center position even without or after loading and with him also the main spool. The spring presses either on its lower or on its upper Support or spring plate.

Die zusätzliche Mittelstellungssteuerung darf nicht mit einer der bei hydraulischen Maschinensteuerungen bekannten Vorlaufsteuerungen gleichgesetzt oder verwechselt werden, sondern ist eine Art Nachlaufsteuerung bei bzw. trotz Stillstand der hydraulischen Maschine. Diese durch die Erfindung geschaffene Nachlaufsteuerung ist zwar in erster Linie für hydraulische Pressen mit maschineller Steuerung bestimmt. Sie kann mit Vorteil aber auch bei Pressen mit manueller Steuerung verwendet werden, bei denen der Maschinenführer an sich durch längeres Verweilen der Bedienungshand auf dem Schalthebel, jedoch ohne genaue Sicherheit die Mittelstellung des Hauptsteuerventils erreichen könnte, sowie auch andere hydraulische Maschinen.The additional central position control must not be combined with one of the hydraulic machine controls known lead controls are equated or confused, but is a kind of follow-up control with or in spite of the standstill of the hydraulic machine. This follow-up control created by the invention is primarily intended for hydraulic presses with machine control. It can also be used with advantage in presses with manual control where the Machine operator himself by holding the operating hand on the control lever for a long time, but without accurate safety could reach the center position of the main control valve, as well as other hydraulic ones Machinery.

Man kann die Anordnung auch so treffen, daß der Doppelhebel 8 und damit auch der Zusatzantrieb 12The arrangement can also be made in such a way that the double lever 8 and thus also the auxiliary drive 12

mittels beweglicher Achsstummel statt einer festen Achse 9 nach Wunsch ein- und ausgeschaltet werden kann.can be switched on and off as desired by means of a movable axle stub instead of a fixed axle 9 can.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Hydraulic control with a main control slide connected upstream of the actual control valves for the return of the pressure medium coming from the pressure medium source, in particular for hydraulic presses with several working cylinders controlled in parallel, characterized by an additional drive (12) known per se, which is operated in a known manner via a lever mechanism ( 5, 8) is connected to the piston of the main control slide (1) and, under the action of a mechanical, double-acting energy store (13), which is known per se and is tensioned and relaxed by its movement, the piston of the main control slide (1), which has stopped in front of the center position, is inserted into the Return fully releasing center position moved on.

2. Controller according to claim 1, characterized in that the piston rod (11) of the additional Drive (12) engages at one end of a first double lever (8), at the other end a manually or mechanically operated shift rod (7) and one end of a second double lever (5) attack the other end of which engages the piston rod (2) of the main control spool (1).

3. Control according to claim 1 or 2, characterized in that the additional drive (12) has a double-acting piston which is controlled by an electromagnetically (18) multi-way valve (17) is acted upon separately by the hydraulic pressure medium.

Considered publications:
German Patent No. 959 081;
U.S. Patent No. 2,718,240.

1 sheet of drawings