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Hydraulische Steuereinrichtung Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Steuereinrichtung, vorzugsweise Sür Schmiedewalzen mit gegenläufigen und eine wechselnde
Bewegung ausführenden Werkzeugschlitten, welche mit voneinander bewegungsabhängigen
parallel angeordneten Kolben verbundeWsind.
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maschinen Die beim Betrieb von QuerwalzYI. sowohl für den Arbeitsvorgang
als auch für die zu bewegenden Massen aufzubringenden Kräfte, stellen an die hydraulische
Anlage besondere Forderungen, welche sich neben der größenmäßigen Ausbildung besonders
im funktionellen ablauf ausdrücken, Die hydraulischen Anlagen, insbesondere die
hierfür verwendeten Elemente und ihr Zusammenwirken müssen folgende wesentliche
Konstruktionsmerkmale gewährleisten: Regelbarkeit der Arbeitsgeschwindigkeit Unterschiedliche
Geschwindigkeit zwischen Vor- und Rücklauf Entgegengesetzter Gleichlauf der Hydromotoren
Bewegungsabhängiges Abbremsen und genaue Haltstellung.
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Die Regelbarkeit der Arbeitsgeschwindigkeit mittels einer verstellbaren
Pumpe ist bekannt und wird im überwiegenden Umfang in Werkzeugmaschinen und ähnlichen
hydraulisch angetriebenen Maschinen verwendet.
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Weiterhin ist-bekannt, bei Hydromotoren mit einseitig aus dem Arbeitszylinder
herausragender Kolbenstange, für den Arbeitshub die Kolbenringfläche zu beaufschlagen
und für den Rücklauf sowohl die Kolbenringflächen als auch die entgegengesetzte
Kolbenfläche zu beaufschlagen. Mit der dadurch eintretenden Wirksamkeit der Kolbenstangen-Querschnittsfläche
für den Rücklauf, liegt dessen Geschwindigkeit in einem von der Konstruktion abhängigen
Verhältnis zur Geschwindigkeit für den Arbeitshubs wobei dieser schnellere Rücklauf
sowohl bei einzelnen als auch bei mehreren bewegungsabhängig miteinander verbundenen
Hydromotoren Verwendung findet.
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Der entgegengesetzte Gleichlauf zweier Hydromotoren wird in beeiner
Weise bei Querwalzmaschinen dadurch erreicht, daß die.
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mit den Hydromotoren verbundenen Werkzeugträger mit Zalrnstangen versehen
sind, in welche ein Stirnrad eingreift und damit ein entgegengesetzt gerichteter
Zwangslauf zwischen den -Werkzeugträgern und den mit diesen verbundenen Hydromotoren
erzielt wird0 Haltstellung wird bei einer bekannten Einrichtung zur.sicheren und
schnellen Hubbegrenzung damit erreicht, daß der tisch einer Werkzeugmaschine gegen
das Ende seiner Bewegungsrichtung in den Bereich zweier hintereinander angeordneter
Schaltelemente eintritt, deren erstes die Umschaltung der Bewegungsrivhtung einleitet,
während das zweite in einem möglichen Havariefall die Nullstellung der Pumpe und
damit den Stillstand der Maschine herbeiführt. Diese Einrichtung kann für eine Maschine
mit stetiger WEchselbewegung als eine gute Lösung angesehen werden, ist jedoch zEür
die Verwendung in einer Querwalzmaschine nicht geeignet, da die Funktion der Maschine
aus Einzelhüben besteht. Eine Aneinanderreihung der Einzelhübe zu e-iner WEchselbewegung
ist deshalb nicht gegeben, da nach jeder Bewegungsrichtung eine Unterbrechung einer
beabsichtigten rhytmischen Schaltfolge durch das Einlegen und die Entnahme des Werkstückes
erfolgt.
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die Funktionsbedingungen, die an eine Querwalzmaschine gestellt werden,
können mit den bekannten Steuereinrichtung nicht oder nur in unbefriedigender WEise
erfüllt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Steuereinrichtung
zu schaffen, welche die bestehenden Mängel der bekannten Steuereinrichtungen bei
ihrer Verwendung in Querwalzmaschinen beseitigt und durch eine neue schaltungsgemäße
Anordnung einiger hydraulisc-her Elemente und Funktionseinrichtungen die Voraussetzung
geschaffen wird, für einen sicheren Ablauf der ein.elnen Funktionsvorgänge. Hierzu
zählen besonders das Abbremsen der bewegten Il.Ias Massen und die genaue Haltstellung
sowie der funktionssuchere Anlauf der einzelnen Bewegungsvorgänge.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die gegen
den Auslauf der Werkzeugschlitten in einer Bewegungsrichtung erstüberfahrenen Endschalter
mit einem die Nullstellung der Arbeutspumpe bewirkenden Magnetsteuerschieber und
die let2t-überfahrenden Endschalter mit einem die Absperrstellung eines Schaltschiebers
bewirkenden
Magnetsteuerschieber verbunden sind, weiterhin der Magnetsteuerschieber mit dem
die Einschaltstellung herbeiführenden Schaltschiebere über eine Leitung verbunden
ist, von welcher eine Leitung über ein Vorspannventil sowie ein parallel dazu angeordnetes
und in Richtung der Leitung führendes Rückschlagventil zu der die Betriebsstellung
herbeiführenden Stelleinrichtung der Arbeitspumpe führt.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß mit
der hydraulischen Steuereinrichtung die Bedingungen erfüllt werden, die für eine
sichere Funktion einer Querwalzmaschine Voraussetzung sind0 Als wesentlicher Faktor
ist hierbei das sichere Beherrschen der bewegten Massen zu nennen, was sich besonders
in dem Bremsen derselben und de.r produktionsbedingt sicheren und genauen Halt stellung
ausdrückt, Ein wesentlicher Vorteil besteht noch darin, daß die Schaltfolge beim
Anlauf in einer Bewegungsrichtung eine sichere Funktion gewährleistet, Wesentlich
ist weiterhin, daß sowohl beim Arbeitshub als auch im Rücklauf die zugeführte Druckmitte
imenge der verdrängten Menge entspricht und damit eine sichere Funktion innerhalb
des geschlossenen Kreislaufes garantiert ist0 Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt und an diesen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1: eine Schaltungsanordnung
mit schiebergesteuerter BeauSschlagung der Zylinderräume, Fig. 2: eine Schaltungsanordnung
mit Beaufschlagung der Zylinderräume durch Schieber und Rückschlagventile0 Von einer
regelbaren Arbeitspumpe 1, welche mit einer Stelleinrichtung 2 versehen ist, führen
2 Leitungen 3; 4 zu einem hydraulischen Schaltschieber 5, welcher mit einem Umschaltschieber
6 und zwei Leitungen 7; 8 verbunden ist0 Die Antriebseinrichtung wird gebildet von
parallel zueinander angeordneten Arbeitszylin dern g; 10, deren mit einseitiger
Kolbenstange versehene Kolben 9'; 101, Zylinderräume 9''; ; 10" , sowie Zylinderringräume
91 11; 10''' bilden. Die Zylinderringräume 911 1; 1011 1, sind mittels Leitungen
mit den Leitungen 7; 8 und die Zylinderräume 9''; 10" mit dem Umschaltschieber 6
verbunden. Von einer Steuerstrompumpe 11
führen Leitungen zu einem
die Umsteuerung des Umschaltschiebers 6 bewirkenden Magnetsteuerschieber 12, einem
die Sperrschaltung des Schaltschiebers 5 bewirkenden Magnetsteuerschieber 13, sowie
zu einem weiteren Magnetsteuerschieber 14. Vom Magnetsteuerschieber 14 führt eine
Leitung 15 zum die Nullstellung, sowie eine Leitung 16 zum die Ber#triebsstellung
der Arbeitspumpe 1 bewirkenden Teil der Stelleinrichtung 29 In de,r Leitung 16 ist
ein einem Vorspanndruck gewährleistendes Sperrventil 17 und parallel dazu ein in
Richtung des Magnetsteuerschiebers 14 öffnendes Rüc.kschlagventil 18 angeordnet.
An die vom Magnetsteuerschieber14 zum Sperrventil 17 bzw. dem Rückschlagventil 18
führenden Leitung 16 ist eine weitere Leitung 19 angeschlossen, welche mit der,
die Betriebsstellung bewirkenden Seite des Schaltschiebers 5 verbunden ist. Mit
den Kolbenstangen der Kolben 9'; 10' sind die Zahnstangen 20; 21 verbunden, zwischen
denen ein den entgegengesetzt gerichteten GleichlauS der Kolben 91; 101 gewährleistende
mechanische Verbindung, vorzugsweise durch ein Zahnrad 22 besteht, Weiterhin sind
an der Maschine Endschalter 23; 24; 25; 26, welche in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung
betätigt werden angeordnest.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuereinrichtung
ist wie folgt: Die Funktion einer Querwalzmaschine stellt im Gegensatz zu ähnlichen
Maschinen keine stetige Wechselbewegung dar, sondern ist eine Aneinanderreihung
einzelner Bewegungsvorgänge in wechselnder Richtung, in der Folge von jeweils eines
Arbeitshubes und eines Rücklaufes. In dem dargestellten Beispiel befinden sich die
Kolben 9t und 10' im Rücklauf. In dieser Funktionsphase befinden sich der Magnetsteuerschieber
12 und der Umschaltschieber 6 jeweils in der Schaltstellung I, der Magnetsteuerschieber
13 und der Schaltschieber 5 und weiterhin der Magnetsteuerschieber 14 und die Stelleinrichtung
jeweils in Schaltstellung II. Die -damit in Betriebsstellung befindliche Arbeitspumpe
1 fördert das Medium durch die Leitung 3,,den Schaltschieber 5 und die Leitung 7
zu dem Zylinderraum 9''' sowie durch den Umschaltschieber 6 zum Zylinderraum 91tv
Der Kolben 91 wird nach der Darstellung nach oben und durch die Verbindung über
das Zahnrad 22 der Kolben 102 nach unter bewegt. Das-dabei aus dem Arbeitszylinder
10 verdrängte
Medium gelangt in analog umgekehrter Flußrichtung
mengengleich zur Arbeitspumpe 1. Beim Überfähren des Endschalters 25 werden der
Magnetsteuerschieber 14 und die Stelleinrichtung 2 jeweils in Schaltstellung I und
damit die Arbeitspumpe 1 in die unmittelbare Nullstellung gebracht, wodurch ein
Abbremsen der in Bewegung befindlichen Massen erfolgt. Bei dem folgenden ueberfahren
des Endschalters 26 werden die Majnetsteuerschieber 13 und der Schaltschieber 5
in die jeweilige Schaltstellung I gebrachte Mit dem dadurch erfolgten Abschneiden
der Flüssigkeitsverbindung zwischen der Arbeitspumpe 1 und den Arbeitszylindern
9 und 10 werden die Kolben 9'; 10' unmittelbar stillgesetzt.
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Zur Einleitung des entgegengesetzt gerichteten Bewegungsvorganges,
im beschriebenen Fall des Arbeitshubes werden die Magnetsteuerschieber 12; 13; 14
gleichzeitig in die andere Schaltstellung gebracht und damit folgender Funktionsverlauf
herbeigeführt: Mit der Schaltstellung II des Magnetsteuerschiebers 13 wird der Schaltschieber
5 zur Umschaltung freigegeben, Die vom Magnetsteuerschieber 12 erfolgte Umschaltung
des Umschaltschiebers 6 in die Schaltstellung II bewirkt, daß bei Eintreten des
Förderstromes eine Beaufschlagung des Zylinderringsraumes 9''' und des Zylinderraumes
10" erfolgt und eine mengengleiche Rückführung aus dem Zylinderraum 9'' und dem
Zylinderraum 10''' gewährleistet ist. Mit der Schaltung des Magnetsteuerschiebers
14 in die Schaltstellung II wird die Verbindung von der Steuerstrompumpe 11 zu den
Leitungen 16; 19 hergestellt. Das Vorspannventil 17 bewirkt, daß ein sofortiger
Druckaufbau im Betätigungsteil des Schaltschiebers 5 erfolgt und dieser in die Schaltstellung
II und damit in Betriebsstellung gebracht wird. Nach erfolter Umschaltung wird infolge
des Druckanstieges am Vorspannventil 17 der Weg des Druckmittels zur Stelleinrichtung
2 freigegeben und diese in die Schaltstellung II und damit die Arbeitspumpe in die
Betriebsstellung gebracht. Nach dieser Schaltungstolge beginnt der Arbeitshub, bei
dessen Auslauf für die Haltstellung und die Einleitung des Rücklaufes die Schaltungsfolge
analog verläuft, wobei die Endschalter 24 die Funktion des Endschalters 25 und der
Endschalter 23 die Funktion doe Endschalters 26 übernimmt. Abweichend vom Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 wird die Funktion des Umschaltens nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführung
in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung sowie die Sperrschaltung durch einen druckgesteuerten
Dreistellungsschaltschieber
27 übernommen, welcher über Leitungen 28; 29 mit einem Dreistellungs-Magnetsteuerschieber
30 verbunden ist0 Vom Steuerschieber 27 führt eine Leitung zum Zylinderraum 10''
und über ein Rückschlagventil 31 zum Zylinderringraum 9111 sowie eine weitere Leitung
zum Zylinderraum 911, und über ein entsprechendes Rückschlagventil 32 zum Zylinderringraum
9''', wobei die Rückschlagventile 31; 32 in Richtung des Zylinderringraumes 9'''
öffnen und die Entsperrung des Rücksc'hlagv'entiles 32 über eine mit der Leitung
28 verbundene Leitung erfolgt. In der vom Magnetsteuerschieber 14 zur Stelleinrichtung
2 führenden Leitung 16 ist parallel zum Sperrventil 17 und dem Rückschlagventil
18 noch ein weiteres Sperrventil 33 angeordnet, wobei die Steuerung des Sperrventiles
17 durch die Leitung 28 und des Sperrventiles 33 durch die Leitung 29 erfolgt.
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In Abweichung von der Funktion des ersten Ausführungsbeispieles wird
die unmittelbare Stillsetzung der Arbeitskolen 9' 101 durch die Mittenstellung des
Magnetsteuerschiebers 30 und des Schaltschiebers 27 erzielte Zur Einleitung des
Arbeitshubes werden die Magnetsteuerschieber 14; 30 und der Schaltschieber 27 in
die Schaltstellung I gebracht. Mit dem ansteigenden Druck in der Bettung 29 wird
das Sperrventil 33 geöffnet und damit die Leitung 16 zur Stelleinrichtung 2 freigegeben,
wodurch die Arbeitspumpe 1 in Betriebsstellung gebracht wird0 Das geförderte Druckmittel
wird in den Zylinderraum 10" und über das Rückschlagventil 31 zum Zylinder-ringraum
9''' geführt. Die Einleitung des Rücklauf erfolgt in analoger Weise zum ersten Ausführungsbeispiel,
indem der Magnetsteuerschieber 14 in die Schaltstellung I und der Magnetsteuerschieber
30 und der Schaltschieber 27 in die Schalt stellung II gebracht werden.