DE1759357A1 - Hydraulic press for pressing artificial stones - Google Patents

Hydraulic press for pressing artificial stones

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DE1759357A1 DE19681759357 DE1759357A DE1759357A1 DE 1759357 A1 DE1759357 A1 DE 1759357A1 DE 19681759357 DE19681759357 DE 19681759357 DE 1759357 A DE1759357 A DE 1759357A DE 1759357 A1 DE1759357 A1 DE 1759357A1
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Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS DIPL.-ΙΝΘ. DR. IUR. DIPL.-ING.DIPL.-ΙΝΘ. DR. IUR. DIPL.-ING. VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSEVOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 O8NABRDCK, den 23. April 196845 O8NABRDCK, April 23, 1968

MOSERSTRASSE SO/ΖΛ DB / 4MOSERSTRASSE SO / ΖΛ DB / 4

& Co. GmbH., & Co. GmbH .,

Osnabrück, Klosterstraße 27Osnabrück, Klosterstrasse 27

Hydraulische Presse zum Pressen von KunststeinenHydraulic press for pressing artificial stones

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Presse zum Pressen von Kunststeinen, Insbesondere Kalksandsteinen, mit einem Preßstempel, dessen Kolben von einer verstell- und reversierbaren Pumpe hydraulisch beaufschlagt ist, die mittels eines hydraulischen, von einem Ventil betätigten Stellantrieb verstellbar ist.The invention relates to a hydraulic press for pressing artificial stones, in particular sand-lime bricks, with a ram, the piston of which is acted upon hydraulically by an adjustable and reversible pump, which by means of a hydraulic actuator operated by a valve is adjustable.

Bei bekannten Pressen dieser Art erfolgt die Bewegungssteuerurip; des Stellantriebs für die Pumpe über hand- oder magnetbetätigt Ventile und dementsprechend die Steuerung der Stellungen für den Preßstempel durch digitale Steuerbefehle. Stattdessen lot en auch bekannt, die Stellungen der» Kolbens für den Preßotempel- mit Hilfe von Wege vent ilen zu steuern, die zwischen f urape und den von dienet* beauf.-ichlisten Kolben ulngosohaltotIn known presses of this type, the movement control takes place; of the actuator for the pump via manually or magnetically operated valves and, accordingly, the control of the positions for the ram by digital control commands. Instead lot s also known, the positions of the "piston for the Preßotempel- using paths vent ilen to control the urape between f and of serve * beauf.-ichlisten piston ulngosohaltot

Bei den bekannten Pressen mit vorbeschriebener Steuerung der Kolbenpositionierung steht die Genauigkeit der Endlagenabschaltung unter dem Einfluß zahlreicher Störgrößen. Während bei der Steuerung über zwischen Pumpe und Kolben eingeschaltete Wegeventile unerwünschte Druckspitzen auftreten und die Schaltzeit infolge Temperaturabhängigkeit schwankt, tritt auch bei Verstellung der Pumpe über einen Stellantrieb eine Last- bzw. Systemdruckabhängigkeit auf, die sich ebenso wie die Tempera-In the known presses with the above-described control of the piston positioning, the accuracy of the end-of-travel shutdown is critical under the influence of numerous disturbance variables. While the control is switched on between the pump and piston Directional control valves undesired pressure peaks occur and the switching time fluctuates due to temperature dependence, also occurs Adjustment of the pump via an actuator to a load or system pressure dependency, which, like the temperature

^ turabhängigkeit der Stellzeit für die Pumpe auf die Genauigkeit der Positinierung auswirkt. Bei den heutzutage angestrebten hohen KoIbengesehwindigkeiten und den großen bewegten Massen bzw. hohen und schwankenden Systemdrücken bei Pressen für die Kunststeinherstellung führen diese und andere Störgrößen zu Positionierungsfehlern, welche Maßungenauigkeiten bedingen, die bei den heutigen Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Preßlinge, z.B. von Kalksandsteinen, von geklebtem Mauerwerk etc., nicht tragbar sind. Zur Einhaltung der äußerst geringen Maßtoleranzen sah man sich daher veranlaßt, den Preßkolben mit^ ture dependency of the actuating time for the pump on the accuracy the positioning affects. With the high piston speeds and the large moving masses aimed at nowadays or high and fluctuating system pressures in presses for the These and other disturbance variables lead to positioning errors, which cause dimensional inaccuracies, those with today's demands on the dimensional accuracy of the compacts, e.g. of sand-lime bricks, of glued masonry etc., are not portable. In order to comply with the extremely small dimensional tolerances, it was therefore necessary to use the plunger

" abgestuften Geschwindigkeiten zu fahren. Diese Maßnahme jedoch hat bedeutende LeistungsVerluste zur Folge."to drive graduated speeds. This measure, however results in significant performance losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der eincangs genannten Art zu schaffen, mit der sich eine optimale Fahrgeschwindigkeit für den Preßstempel bei gleichzeitig höchster Genauigkeit in der Endlagenpositionierung erzielen läßt.The invention is based on the object of a press of the eincangs to create said type, with which an optimal driving speed for the ram at the same time achieve maximum accuracy in end position positioning leaves.

I f) Π 8 ;> 5 / (H 4 7I f) Π 8;> 5 / (H 4 7

Hierzu ist die Presse nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung in Abhängigkeit von einen Signal erfolgt, das aus einem Vergleich eines vorgegebenen Sollwertes der Stellung des Preßstempelkolbenn mit dessen Stellungs-Ist-Wert resultiert. Vorzugsweise erfolgt die oignalgabe infolge eines stetigen Soll-Ist-l'ert-Verrrleichs. Zur analogen Eignalgabe ist Vorzugs v;eise ein Regel verstärker vorgesehen. dessen Eingänge jeweils an Geber für den Ist-Uert der Kolbenstellung, den Ist-Wert der Pumpenstellung und den Soll-VJert der Kolbenstellung angeschlossen sind und dessen Ausgang mit einem Servo-Antrieb für das den Pumpenstellantrieb betätigende Ventil verbunden ist. Als Regelverstärker ist dabei zweckmäßig ein Proportionalverstärker oder ein Proportional-Zeit-Verstärkei vorgesehen. Das vom Regelverstärker gebildete Verhältnis der Eingangssignaldifferenz zum Ausgangssignal ist dabei vorteilhaft veränderbar. Mit Rücksicht auf die verschiedenen, vom Preßstempel anzufahrenden Endlagen ist der Regelverstärker vorzugsweise mit einer Programmschalteinrichtunr zur Vorgabe unterschiedlicher Soll-Werte ausgerüstet.For this purpose, the press according to the invention is characterized in that the pump adjustment as a function of one The signal is obtained from a comparison of a predetermined setpoint value of the position of the press ram piston with the latter Actual position value results. The signal is preferably given as a result of a constant target / actual value comparison. A control amplifier is preferably provided for analog signal output. whose inputs are each to the encoder for the actual value of the piston position, the actual value of the pump position and the target value the piston position are connected and its output with a servo drive for the actuating the pump actuator Valve is connected. A proportional amplifier or a proportional-time amplifier is expedient as a control amplifier intended. The ratio of the The input signal difference to the output signal is advantageous changeable. With regard to the various, vom The pressure ram to be approached end positions is the control amplifier preferably with a program switching device for specifying different Target values equipped.

Während vorteilhaft als Kolben für den Preßstempel ein Differentialkolben vorgesehen ist, dient als Stellantrieb für die Pumpe zweckmäßig ein Gleichgang-Stellzylinder.While advantageous as a piston for the ram, a differential piston is provided, a synchronous adjusting cylinder is expediently used as an actuator for the pump.

Die Presse nach der Erfindung ermöglicht es, den dem Preßstempel vorgegebenen Positionierungspunkt in einem Bewegungsablauf anzufahren, dessen Weg-Zeit-Kurve den jeweiligen VerhältnissenThe press according to the invention makes it possible to approach the positioning point specified for the ram in one movement sequence, whose path-time curve corresponds to the respective conditions

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entsprechend optimal ausgewählt werden kann. So kann die Weg-Zeit-Kurve z.B. in asymptotischer Annäherung an den vorgegebenen Positionierungspunkt geführt werden oder in diesen asymptotisch gedämpft einschwingen. Durch einfache Veränderung der Reglercharakteristik z.B. durch Beschaltung, Rückkopplung etc.,kann die Weg-Zeit-Kurve des Preßstempelkolbens mit mathematischer Optimierung allen auftretenden Verhältnissen angepaßt werden.can be optimally selected accordingly. For example, the path-time curve can be asymptotically approximated to the specified Positioning point are guided or oscillate in this asymptotically damped. By simple change the controller characteristics e.g. through wiring, feedback, etc., the path-time curve of the ram piston can be adapted to all occurring conditions with mathematical optimization will.

V/eitere Merkmale und Vorteile ergeben eich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein AusfUhrungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung in einer Schemadarstellung veranschaulicht ist.Further features and advantages result from the claims and the description in conjunction with the drawing in which an AusfUhrungsbeispiel the subject of the invention in one Scheme is illustrated.

Der mit 1 bezeichnete Kolben für den Preßstempel der im übrigen nicht näher dargestellten hydraulischen Presse ist als Differentialkolben ausgebildet, der einerseits Über eine Leitung 2 und andererseits über eine Leitung 3 von einer Pumpe 4 w beaufschlagt wird. Die Pumpe Ί, deren Antrieb mit 5 bezeichnet ist, ist als Verstell- und reversierbare Pumpe ausgebildet, die infolge Verstellung ihre Pumpenfördermenge In Größe und Richtung ändern kann. Pumpen dieser Art sind für sich bekannt.The designated 1 for the piston ram of the not shown in detail in the rest of the hydraulic press is designed as a differential piston, on the one hand via a line 2 and on the other hand via a line 3 from a pump pressurized w. 4 The pump Ί, whose drive is denoted by 5, is designed as an adjustable and reversible pump, which can change its pump delivery rate in size and direction as a result of adjustment. Pumps of this type are known per se.

In die Leitungen 2,3 sind Sicherheitsventile 2' bzw. V eingeschaltet, die zum Ausgleich der Fördermengendifferenzen dienen, welche je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 1 aus dessen Differential-Ausbildung resultieren. Die Pumpe 4 int ihrerseits Safety valves 2 'and V are switched on in lines 2, 3, which are used to compensate for the differences in delivery rates which, depending on the direction of movement of piston 1, result from its differential design . The pump 4 int in turn

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mit Nachsaugeventilen 4' ausgerüstet. Die vorbeschriebene Ausgestaltung des hydraulischen Kolbenantriebs mit quasigeschlossenem Druckmittelkreislauf vermittelt dem Kolben 1 in seinen beiden Bewegungsrichtungen eine jeweils gleiche Geschwindigkeit.Equipped with suction valves 4 '. The one described above Design of the hydraulic piston drive with a quasi-closed pressure medium circuit provides the piston 1 the same speed in each of its two directions of movement.

Der Antrieb der Pumpe 4 erfolgt über einen Gleichgang-Stellzylinder 6 der für seinen Betrieb in beiden Richtungen für gleiche Wege gleiche Druckmittelmengen benötigt. Durch Verstellung der Pumpe 4 über ihren Stellantrieb 6 ändert sich die Pumpenfördermenge in Größe und Richtung entsprechend, woraus wiederum eine entsprechende Einstellung bez. Änderung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Kolbens 1 resultiert.The pump 4 is driven by a synchronous adjusting cylinder 6 which requires the same amount of pressure medium for its operation in both directions for the same routes. By adjustment of the pump 4 via its actuator 6, the pump delivery rate changes in size and direction accordingly, from which, in turn, a corresponding setting or change in the speed and the direction of movement of the piston 1 results.

Eine hydraulische Presse zur Kunststeinherstellung benötigt mit Rücksicht auf die verschiedenen Funktionen des Preßstempels z.B. die Punktion der Füllraumbegrenzung, des Pressens, des Ausstoßens etc.,verschiedene Endlagen für den Kolben 1, die von dem Kolben aus irgendeiner vorhergehenden Ausgangsstellung mit höchster Maßgenauigkeit anzufahren sind. Zur Erreichung höchster Stellungsgenauigkeit des Kolbens in der anzufahrenden Endlage bzw. im Positionierungspunkt und zur gleichzeitigen Erzielung einer optimalen Fahrtgeschwindigkeit für den Kolben wird die Kolbenstellung über Stellungs-Ist-Wert-Geber I3 z.B. Potentiometer od.dgl., festgestellt und der ermittelte Ist-V/ertA hydraulic press for artificial stone production, with regard to the various functions of the press ram, e.g. puncturing the filling space limitation, pressing, ejecting, etc., requires different end positions for the piston 1, which the piston must approach with the highest degree of dimensional accuracy from any previous starting position. To achieve the highest positional accuracy of the piston in the end position to be approached or in the positioning point and to simultaneously achieve an optimal travel speed for the piston, the piston position is determined via the actual position value transmitter I 3, e.g. potentiometer or the like. V / ert

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einem Regelverstärker 8 eingegeben. Der Positions-Soll-Wert für die jeweils anzufahrende Endlage des Kolbens 1 wird an Soll-Wert-Gebern 9 eingestellt. Eine Programmschalteinrichtung, mit der der Regelverstärker 8 ausgerüstet ist, sorgt dafür, daß Jeweils der einer anzufahrenden Endlage entsprechende Soll-Wert unter den von den Soll-Wert-Gebern 9 gelieferten Soll-Werten am Eingang des Regelverstärkers 8 wirksam ist.input to a control amplifier 8. The position target value setpoint transmitters 9 are used to set the end position of the piston 1 to be approached in each case. A program switching device, with which the control amplifier 8 is equipped, ensures that In each case the setpoint value corresponding to an end position to be approached among the setpoint values supplied by the setpoint value transmitters 9 at the input of the control amplifier 8 is effective.

fe Auch der Stellantrieb 6 ist mit einem Ist-VJert-Geber 10, z.B. in Form eines Potentiometers, ausgerüstet, welcher den Ist-Wert der Pumpenstellung feststellt. Dieser Ist-Wert der Purpenstellung wird dem Eingang des RegelVerstärkers 8 ebenfalls zugeführt. Der Ausgang des RegelVerstärkers 8, der als P- oder Pl-Regelverstärker ausgestaltet sein kann und dessen Charakteristik z.B. über Beschaltung, Rückkopplung etc., veränderbar ist, ist zu einem Servo-Antrieb 11 für ein Ventil 12 geführt, über welches der Gleichgang-Stellzylinder 6 mit Druckmittel über die Leitungen 13,I2* beaufschlagt wird. Das Servo-Ventil 11,12 1st über eine Leitung 15 andererseits an eine Pumpe 16 samt Antrieb 17 angeschlossen, in die ein Druckbegrenzungsventil 18 eingeschaltet ist.The actuator 6 is also equipped with an actual VJert transmitter 10, for example in the form of a potentiometer, which determines the actual value of the pump position. This actual value of the purple position is also fed to the input of the control amplifier 8. The output of the control amplifier 8, which can be designed as a P or PI control amplifier and whose characteristics can be changed e.g. via wiring, feedback, etc., is fed to a servo drive 11 for a valve 12, via which the synchronous actuator cylinder 6 is acted upon with pressure medium via the lines 13, I 2 *. The servo valve 11, 12 is connected via a line 15 on the other hand to a pump 16 including drive 17, into which a pressure limiting valve 18 is switched on.

Im Betrieb der hydraulischen Presse ermittelt der Ist-Wert-Geber 7 den Stellungs-Ist-Wert des Kolbens 1, der vom Regelverstärker 8 mit dem für die anzufahrende Kolbenendlage zugehörigen Soll-Wert verglichen wird, den ein über die nicht dargestellte Programmschalteinrich£ung wirksam Gemachter Soll-Wert-Geber 9 liefert. Der Regelverstärker 8 "ibt ein der DifferenzWhen the hydraulic press is in operation, the actual value transmitter 7 determines the actual position value of the piston 1 from the control amplifier 8 is compared with the setpoint value associated with the piston end position to be approached, which is compared to the one not shown Program switching device activated target value transmitter 9 supplies. The control amplifier 8 ″ gives a difference

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der ihm von den Gebern 7,9,10 zugeführten Ist- bzw. Soll-Werte analoges Ausgangssignal ab, welches über den Antrieb 11 und das Ventil 12 die Beaufschlagung des Stellantriebs 6 für die Pumpe 1I einstellt. Infolge dieses Systems bewegt sich der Kolben 1 in seine ihm vorgegebene Endlage entsprechend einer Weg-Zeit-Kurve des Bewegungsablaufes, deren Verlauf von der Regler-Charakteristik bestimmt ist, durch Ändern der Regler-Charakteristik je nach Wunsch gestaltet werden kann und im Ablauf eines Arbeitszyklus exakt eingehalten wird. Die Vorgabe des Kurvenverlaufes erfolgt im Einzelfall unter mathematischer Optimierung von Positionierungsgenauigkeit und Bewegungsgeschwindigkeit für den Kolben, wobei die vorgegebene und vom Zylinder nachgefahrene Weg-Zeit-Kurve z.B. eine asymptotische Annäherungskurve zum Positionierungspunkt oder aber auch beispielsweise eine asymptotisch gedämpft am Positionierungspunkt einschwingende Kurve sein kann.the actual or setpoint values supplied to it by the sensors 7, 9, 10, which sets the actuation of the actuator 6 for the pump 1 I via the drive 11 and the valve 12. As a result of this system, the piston 1 moves into its predetermined end position according to a path-time curve of the movement, the course of which is determined by the controller characteristics, can be designed by changing the controller characteristics as desired and in the course of a work cycle is exactly adhered to. The specification of the curve progression takes place in individual cases with mathematical optimization of the positioning accuracy and movement speed for the piston, whereby the specified path-time curve followed by the cylinder can be, for example, an asymptotic approach curve to the positioning point or, for example, an asymptotically damped curve that oscillates at the positioning point.

Die hydraulische Presse nach der Erfindung ist demzufolge frei von Störeinflüssen aus Temperaturechwankungen, aus der Größe und aus Schwankungen der Drücke im hydraulischen System sowie frei von der Größe der bewegten Masse des Preßstempels. Zugleich arbeitet die hydraulische Presse nach der Erfindung mit einem Mindestmaß an Leistungsverlust.The hydraulic press according to the invention is therefore free from interference from temperature fluctuations, from the size and from fluctuations in the pressures in the hydraulic system and free of the size of the moving mass of the ram. Simultaneously the hydraulic press works according to the invention with a minimum of power loss.

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Claims (8)

- 8 Ansprüche: - 8 claims: ί l.\ Hydraulische Presse zum Pressen von Kunststeinen, insbesondere Kalksandsteinen, mit einem Preßstempel, dessen Kolben von einer verstell- und reversierbaren Pumpe hydraulisch beaufschlagt ist, die mittels eines hydraulischen, von einem Ventil betätigten Stellantrieb verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung in Abhängigkeit von einem Signal erfolgt, das aus einem Vergleich eines vorgegebenen Soll-Wertes der Stellung des Preßstempel-kolbens (1) mit dessen Stellungs-Ist-Wert resultiert. ί l. \ Hydraulic press for pressing artificial stones, especially sand-lime bricks, with a ram, the piston of which is hydraulically acted upon by an adjustable and reversible pump which is adjustable by means of a hydraulic actuator operated by a valve, characterized in that the pump adjustment takes place as a function of a signal which results from a comparison of a predetermined setpoint value of the position of the ram piston (1) with its actual position value. 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Ist-Wert-Vergleich stetig erfolgt.2. Press according to claim 1, characterized in that the target / actual value comparison takes place continuously. 3. Presse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur analogen Signalgabe ein Regelverstärker (8) vorgesehen ist, dessen Eingänge Jeweils an Geber (7,9,10) für den Ist-Wert der Kolbenstellung, den Ist-Wert der Pumpenstellung und den Soll-Wert der Kolbenstellung angeschlossen sind und dessen Ausgang mit einem Servo-Antrieb (11) für das den Pumpenstellantrieb (6) betätigende Ventil (12) verbunden ist.3. Press according to claim 1 and 2, characterized in that a control amplifier (8) is provided for analog signaling whose inputs are each to encoder (7,9,10) for the actual value of the piston position, the actual value of the pump position and the target value of the piston position are connected and its output with a servo drive (11) for the pump actuator (6) actuating valve (12) is connected. 4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als RegelVerstärker (8) ein Proportional-Verstärker oder ein Proportional-Zeit-Verstärker vorgesehen ist.4. Press according to claim 3, characterized in that as Control amplifier (8) a proportional amplifier or a Proportional time amplifier is provided. 109825/0U7109825 / 0U7 5. Presse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (8) mit einer Programmschalteinrichtung zur Vorgabe unterschiedlicher Soll-Werte ausgerüstet ist.5. Press according to claim 3 or 4, characterized in that that the control amplifier (8) with a program switching device is equipped to specify different target values. 6. Presse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Regelverstärker (8) gebildete Verhältnis der Eingangssignaldifferenz zum Ausgangssignal veränderbar ist.6. Press according to one of claims 3 to 5, characterized in that the ratio of the input signal difference to the output signal formed by the control amplifier (8) can be changed. 7. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß al3 Kolben für den Preßstempel ein Differentialkolben (1) vorgesehen ist.7. Press according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that a 3 piston for the ram Differential piston (1) is provided. 8. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß als Stellantrieb für die Pumpe (1O ein Gleichgang-Stellzylinder (6) vorgesehen ist.8. Press according to one or more of claims 1 to 7> characterized in that a synchronous adjusting cylinder (6) is provided as an actuator for the pump (1 O). 109825/0447109825/0447 LeerseiteBlank page
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