DE2112725C2 - Hydraulische Steuerung für den Preßbalken bei hydraulischen Scheren, Abkantpressen oder dergleichen - Google Patents

Hydraulische Steuerung für den Preßbalken bei hydraulischen Scheren, Abkantpressen oder dergleichen

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DE2112725C2
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Description

slrömöffnungen im Abdosierventil geöffnet sind. Danach erfolgt eine lineare Zunahme der Korrekturgeschwindigkeit und dann eine degressive Abnahme.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der hydraulischen Steuerung einer Schere.
Fig. 2 Schnitt durch ein Abdosierventil,
Fig. 3 Darstellung der Korrekturgeschwindigkeit des Preßbalkens (Ordinate) in Abhängigkeit von der Linearbewegung des Gleichgangventils (Abszisse).
In Fig. 1 ist ein Preßbalken 1 dargestellt, der von zwei Arbeitszylindern 3. 5 beaufschlagt wird. Jeder Arbeitszylinder 3, 5 besteht aus einem Zylinder 7. in dem ein Kolben 9 unter Wirkung der Hydraulikflüssigkeit verschiebbar ist.
Die Hydraulikflüssigkeit wird hierbei von zwei Pumpen 11, 13 erzeugt, welche aus einem Tank 15 nachsaugen, wobei jede Pumpe 11, 13 eine Auslaßleitung 17. 19 aufweK; Die eine Auslaßleitung ist üher entsprechende Steuerventile über die Zweigleitung 20 mit Jem \ orschubraum des Arbeitszylinders 5 verbunden, während gleichzeitig eine Zweigleitung 21 zu dem Rück/ugsraum des anderen Arbeits7ylinders 3 führt.
In den Zweigleitungen 2!), 21 sind entsprechende Steuerventilanordnungen 27, 29 eingeschaltet. An der Eingangsseite der parallelgeschalteten Steuerventilanordnungen 27, 29 sitzt der Ausgang einer Sperrventilanordnung 33 an. deren Eingang über die Auslaßleitung 17 mit der Pumpe 11 verbunden ist.
Bezüglich der Erzeugung und Verteilung der Hydraulikflüssigkeit auf die Arbeitszylinder 3, 5 wird lediglich die eine Seite des in sich symmetrischen Systems beschrieben, nachdem die andere Seite gleich ausgebildet ist.
Die beiden Sperrventilanordnungen 33 der einander zugeordneten Seiten des Hydrauliksystems sind miteinander über jeweils eine Steuerleitung 35 kreuzweise miteinander vert inden. die jeweils an der Verbindungsstelle 37 stromabwärts der Sperrventilanordnung 33 abzweigen.
Der Auslaßdruck am Ausgang der Spern'entilanordnung 33 wird über die eine Steuerleitung 35 auf die hydraulische Ventilbetätigung der gegenüberliegenden Sperrventilanordnung 33 geleitet und umgekehrt. Mit dieser Anc.dnung wird dem Sperrventil, welches dem einen Arbeitszylinder der eine Preßbalken zugeordnet ist, der Arbeitsdruck des Preßbalkens auf der gegenüberliegenden Preßbalkenseite zugeführt, so daß hierdurch eine Synchronisierung des Sytems erreicht wird. Hierdurch werden die Ölströme der beiden Pumpen 11, 13 auf eine annähernd gleiche Belastung gesteuert, unabhängig davon, welcher Arbeitsdruck in den Arbeitszylindern 3, 5 wirkt. Am Auslaß jeder Pumpe 11, 13 Ist noch eine Überdruckventilanordnung 38 angeordnet, um den maximalen Druck im System zu begrenzen
Mit der Auslaßseile jeder Pumpe ist eine Überdruckventilanordnung 38 verbunden, die im Falle der Überlastung der zugeordneten Pumpe die Hydraulikflüssigkeit über die I eitung 106 einem Tank 15 zuführt
Auf dem Maschinengestell 43 ist ein Gleichgangventil 41 befestigt, das -im wesentlichen in dem US-Patent 33 49 669 beschrieben lsi. Es wird durch ein Nivellierband 45 betätigt, das in bekannter Weise an der Rückseite des Preßbalke.ns 1 befestigt ist und an der entgegengesetzten Seite an einer ortsfesten Verankerung 47 am Maschinengestell 43.
Das Gleichgangventil 41 besteht aus einem Gehäuse 51 mit einem Paar von Einlaßöffnungen 53, 55 und einer mittleren Auslaßöffnung 57. Im Zylinderraum ist ein Ventilkolben 59 verschiebbar angeordnet, der die Form einer Spindel aufweist, und ein Ventilelement 61 aufweist.
Das Ventilelement 61 hat eine derartige Länge, die etwas kürzer ist als die freiligende Abmessung in der Auslaßöffnung 57. wodurch bei neutraler Stellung des Ventilkolbens 59 ein geringer Fluß durch die Einlaßöffnungen 53, 55 möglich ist und das Gleichgangventil 41 insgesamt in einem hydraulisch ausgeglichenen Zustand sich befindet.
Bei Auslenkung des Ventilkolbens 59 aus seiner neutralen Stellung wird der Fluß durch eine Einlaßöffnung 53. 55 zunehmen, während der Durchfluß durch die andere Einlaßöffnung 55. 53 dementsprechend abnimmt, bis eine Sperrstellung auf einer Seite der Auslaßöffnung 57 erreicht ist.
Die Auslaßöffnung dieses Gleichgangventils 41 steht über die Leitung 65 in Fließverbind1 ng mit dem Tank 15. während eine leitung 67 die eine Einlaßöffnung 55 mit dem Abdosierventil 69 der Pumpe 11 verbindet und eine zweite Leitung 71 die Einlaßöffnung 53 mit dem Abdosierventil 73 der Pumpe 13 verbindet.
Ein solches Abdosierventil 69 ist am Beispiel der Fig 2 näher dargestellt. Das Abdosierventil 69 besteht hierbei aus einem Ventilgehäuse 75. welches eine innere Ventilkammer 77 bildet, die etwa in der Mitte der VentÜ-kammer 77 eine ringförmige Kammer 79 durchgreift, die über eine Ablauföffnung 85 und die Leitung 106 mit dem Tank 15 verbunden ist.
An der einen Seite der Ventilkammer 77 ist eine Einlaßöffnung 81 ausgebildet, während an der gegenüberliegenden Seite, jenseits des Ventilkolbens 87 eine Auslaßöffnung 83 vorgesehen ist.
Der in der Ventilkammer angeordnete, relativ dünnwandige Ventilkolben 87 weist eine mittlere Trennwand 89 mit einem verengten axialen Durchgang 91 auf wobei die Trennwand 89 den Ventilkolben 87 in zwei axiale Kammern 93 und 95 trennt In der Kammer 93 ist eine Druckfeder 99 angeordnet, die sich einerseits am Ventilkolben 87 und andjrerseits an einem Ansatz der Auslaßöffnung 83 abstützt Diese Feder belastet den Ventilkolben 87 in Schließrichtung.
Die an der Einlaßöffnung 81 angeordnete Kammer 85 des Ventilkolbens 87 weist in der Nähe der Trennwand 89 mehrere Bohrungen 103 auf. weiche die Einlaßöffnung 81 in Fließverbindung mit der Ablauföffnung 85 bringen, sofern der Ventilkolben 87 gegen die Kraft der Druckfeder 99 in Offenstellung verschoben wird
Sobald die Auslaijleitung 17 bzw. 19 der Pumpe 11 bzw. 13 mit der Einlaßöffnung 81 des Abdosicrventils ö9 b/w 73 verbunden wird, und ferner die Auslaßöffnung 83 mit der Einlaßöffnung 55 bzw 53 des Gleichgangventils 41. wird der v(>Ue Pumpendruck auf drs Abdosierventil 69, 73 ausgeübt und es fließt d;:nn ein relativ geringer ί IuB von Hydraulikflüssigkeit, der durch den verengten Durchgang 91 im Ventilkolben 87 und den geringen - im Glei.hgangventil 41 - bestehenden Spalt fließt, wenn sich das Gleichgangventil 41 in seiner neut-
...-.;. ralen Stellung befindet. Unter diesen Bedingungen ist der ;|:.pesamt-Widerstand gegen die Bewegung iies Ventilkoibens 87 so bemessen, daß er sich nicht gegen die Kraft der Druckfeder 99 verschiebt.
Bei einem Schräglciuf des Preßbalkens 1 aus seiner definierten Stellung öffnet die Auslaßöffnung 57 des Gleichgangventils 41 mehr in Richtung zu einer der EIn-
laßöffnungen hin, wobei die andere Einlaßöffnung geschlossen wird, in Abhängigkeit von der Richtung der Abweichung des Preßbalkens.
Somit wird der Bewegungswiderstand jenes Abdosierventils, das zu der Einlaßöffnung des Gleichlaufveniils 41 gehört, weiche geschlossen ist, erhöht, während der Bewegungswiderstand des anderen Abdosiervenlils vermindert wird. Bei dem letztgenannten Abdosierventil bewirkt der Pumpendruck eine Bewegung des Venlilkolbens 87 entgegen der Kraft der Druckfeder 99, wobei die in Bewegung eine Funktion des Schrüglaufs des Preßbalkens 1 ist. Die Verschiebung des Ventilkolbens 87 in axialer Richtung bei dem betreffenden Abdosierventil bringt die Bohrungen 103 in Fließverbindung zu der Ablauföffnung 85. wo die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 106 In den Tank 15 abgeleitet wird.
Auf der voreilenden Seite des Preßbalkens wird damit eine Fließverbindung entweder über die Leitung 67 oder 71 hergestellt, so daß auf dieser Seite die Hydraulikflüssigkeii dem System entnommen wird. DerSchrügiauf des 2ΰ Preßbalkens wird damit korrigiert.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist durch die Anzahl. Stellung und Formgebung der Bohrungen 103 im Ventilkolben 87 gegeben. Entsprechend dieser Formgebung der Bohrungen 103 kann die Korrekturgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Linearbewegung des Gleichgangventils 41 eingestellt werden, wobei die Linearbewegung ihrerseits ein Maß für die Abweichung des schräggelaufenen Preßbalkens von seiner Soll-Lage ist jo
In Fig. 3 sind hierbei zwei Kurven-Charakteristika dargestellt, wobei die gestrichelte Kurve 107 zum Stand der Technik gehört und relativ starke Krümmungen aufweisen, welche insgesamt eine kritische Einstellung des Systems bedingen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bohrungen 103 im Ventilkolben 87 werden derartige scharfe Krümmungen vermieden und insgesamt eine weiche Kurven-Charakteristik entsprechend der Krümmung 113 nach der Erfindung erzielt.
Die nach der Erfindung erzielte Krümmung 113 ist weniger stark ausgeprägt als die nach dem Stand der Technik bekannte Krümmung Ul.
Durch Erzielung eines weichen Überganges der Korrekturgeschwindigkeit von der Null-Lage in einen linear ansleigenden Bereich wird eine kritische Einstellung des llydrauliksystems verhindert.
Im unteren Teil der Krümmung 113 wird also eine progressive Zunahme der Korrekturgeschwindigkeit erreicht, so daß auch kleine Abweichungen des Preßbalkens von der Normallage außerordentlich schnell korrigiert werden. Die Korrektur einer Schräglage des Preßbalkens setzt damit auch schneller ein. Aus diesem Grunde werden überhaupt starke Schrägstellungen des Preßbalkens vermieden, weil die Korrektur sehr frühzeitig einsetzt.
Die Bohrungen !03 sind kreisrund und ίπ zwei Reihen hintereinanderliegend angeordnet, wobei die benachbarten Bohrungen auf Lücke zueinander versetzt sind, sich doch gegenseitig überlappen. Wenn somit die Bohrungen der ersten Reihe vollständig die Auslaßöffnung 85 erreichen, werden auch gleichzeitig die Bohrungen der zweiten Reihe zunehmend geöffnet, so daß sich der insgesamt wirksame Ablaßquerschnitt progressiv vergrößert, um dann danach kontinuierlich zuzun£l-flien.
Die stark ausgezogene Kurve mit der Krümmung 113 in Fig. 3 ist also eine Funktion der Geschwindigkeit der Öffnung der Bohrungen 103 in Richtung zur Ablauföffnung 85. Nachdem dann alle Bohrungen 103 über der Ablauföffnung 85 stehen, wird eine degressive Abnahme der in Fig. 3 gezeichneten Kurve (nicht dargestellt) stattfinden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Hydraulische Steuerung für den Preßbalken bei hydraulischen Scheren, Abkantpressen oder dgl. mit jeweils einem an jeder Seite des Preßbalkens angeordneten Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben jeweils mit dem Preßbalken verbunden ist, und jedem Arbeitszylinder der Ölstrom einer separaten Pumpe zugeordnet ist, mit einer Gleichlaufsteuerung, bestehend aus am Auslaß jeder Pumpe angeschlossenen, von einer gemeinsamen Gleichgangventilanordnung vorgesteuerten Abdosierventilen, von dene jedes einen federbelasteten, in einer Ventilkammer angeordneten Ventilkolben enthält, der unterhalb einer vorgegebenen Druckdifferenz einen kleinen Ölstrom von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung ausläßt und bei Überschreitung der !Druckdifferenz entgegen der Federkraft verschiebbar ist und einen großen Ölstrom f^er eine Ablauföffnung in einen Behälter leitet. woWi eine Steuerkante des Abdosierventils mit einer Bohrung im Ventilkolben derart zusammenwirkt, daß, bezogen auf eine lineare Verschiebung des Ventilkolbens, eine nicht proportionale Zunahme des Ablaufquerschnittes des Abdosierventils erreicht ist, und wobei jeweils die Auslaßöffnung jedes Abdosierventils mit jeweils einem Einuß eines Gleichgangventils verbunden ist, dessen ölstrom zwischen den Einlassen und einer Ableitung zum Behälter von einem Ventilkörper gesteuert ist. dessen Verschiebung von der Schieflaop. des Preßbalkens abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (81) und die Auslaßöffnung (8s) des Abdosierventils (69. 73) an gegenüberliegenden Ei.den der Ventilkammer (77) vorgesehen sind, und daß der C jtrom zur dazwischen angebrachten Ablauföffnung (85) über mindestens zwei Reihen von gleichvielen und gleichgroßen Bohrungen (103) steuerbar ist. die hintereinanderliegend um halbe Radien überlappend radial im hohl ausgebildeten Ventilkolben (87) angeordnet sind, wobei die Bohrungen (103) der einen Reihe gegenüber den Bohrungen (103) der benachbarten Reihe in Umfangsrichtung versetzt sind.
    Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung für den Preßbalken bei hydraulischen Scheren, Abkantpressen oder dgl nach dem Oberbegriff des Paiensanspruchs.
    Eine eingangs genannte Steuerung Ist beispielsweise mit der GB-PS Il 50 667 bekannt geworden. Auch bei dieser bekannten Anordnung soll der Vorschubweg der Arbeits/ylinder bei kleinen Schiellagen des Preßbalkens mit einer bestimmten Geschwindigkeit korrigiert werden. Es ist hierbei bekannt, das Abdosierventil derart auszubilden, daß. bezogen auf eine lineare Verschiebung des einen Ventilkolbens, eine nicht-proportionale Zunahme des Ablaufquerschnittes erreicht wird. Bei dieser bekannten Anordnung ist allerdings nur eine einzige Bohrung ',im Ventilkolben angeordnet, die mit einer Steuerkante des Ventilkolbens des Abdosiervenllls zusammenwirkt. Trügt man die Korrekturgeschwindigkeit des Preßbalkens auf der Ordinate einer Kurve auf, wobei auf der Abszisse die lineare Bewegung des Gleichgangventils aufgetragen wird, so ergibt sich bei der bekannten Anordnung nach GB-PS 11 50 667 ein relativ langsamer, ansteigender, progressiver Anteil, der dann ohne linearen Übergang in einen degressiven Teil bis auf einen Gleichgewichtswert übergeht.
    Insbesondere bei geringen Linearbewegungen des Gleichgangventils werden nur niedrige Korrekturgeschwindigkeiten des Preßbalken? erreicht und dementsprechend eine niedrige Ansprech-Empfindlichkeit des Regelsystems.
    Mit der GB-PS 9 95 515 ist eine weitere h-draulische Steuerung bekannt geworden, bei der ein Bypaß-Ventil vorhanden ist, bei dem mehrere Reihen von gleichgroßen, am Umfang angeordneten Bohrungen vorgesehen sind, deren axialer Abstand dem Radius der Bohrungen entspricht. Hierbei sind radial in einem hohl ausgebilde-
    ;5 ten Ventilkolben Reihen von gleichvielen und gleichgroßen Bohrungen hintereinanderliegend um halbe Radien überlappend angeordnet, wobei die Bohrungen der einer, Reihe gegenüber den Bohrungen der benachbarten Reihe in l'mfangsrichtung versetzt sind.
    Dieses hydraulische Steuerventil dient jedoch nicht für eine Gleichlaufsteuerung, die im wesentlichen aus einem mit seiner Eingangsseite an einer Pumpe liegenden Abdosierventil besteht, an dessen Ausgangsseite ein Gleichklangventil angeschlossen ist, dessen Kolbenver-Schiebungen von der Schiefläge des Preßbalkens beeinflußt werden. Bei dieser bekannten Anordnung stellt sich nicht das Problem eine empfindliche und schnelle Ausregelung der Schiefläge eines Preßbalkens zu erreichen. Vielmehr sollen dort mehrere Servo-Ventile hintereinandergeschaltet angeordnet werden, wobei der die Bohrungen aufweisende Ventilkolben den Übergang der Hydraulikflüssigkeit von dem einen Servo-Ventii in das andere Servo-Ventil steuern soll. Liegt an der Eingangsseite des Ventilkolbens ein zu hoher Druck an, der die Kraft der den Ventilkolben belastenden Feder überwindet, dann wird der Veniilkolben entgegen der Federkraft nach oben bewegt und das zusätzlich ausströmende Öl wird einem Auslaß zugeführt. Hierdurch wird jedoch nicht die Ansprech-Empfindlichkeit nacbf,eschalteter Ventile (z B. eines Gleichgang-Ventils) verb^-ssert.
    Die Erfindung hat sich daher ausgehend von einer hydraulischen Steuerung nach der GB-PS 11 50 667 die Aufgabe gestellt, eine solche so weiterzubilden, daß die Korrekturgeschwindigkeit bei kleinen Schieflagen des Preßbalkens erhöht wird, und zwar soll auch bei kleinen Schieflagen des Preßbalkens bereits schon eine nicht-proportionale Zunahme, d. h. eine progressive Charakteristik, der Korrekturgeschwindigkeil des Preßbalkens in bezug auf eine Linearbewegung des Gleichgangventils erreicht werden.
    Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die im Anspruch gekennzeichnete, technische Lehre.
    Bezogen auf eine lineare Verschiebung des Ventilkolbens wird also eine nlijht-proportlonale Zunahme des Öffnungsquerschnittes des Abdosierventils durch die bestimmungsgemäß angegebene Anordnung der Bohrungen im hohl ausgebildeten Ventilkolben erreicht, wobei die Bohrungen radial am Umfang des Ventiikolbens angeordnet sind
    Mit der Anordnung einer nicht-proportionalen Zunahme des Öffnungsquerschnitts des Abdosierventils in bezug auf eine lineare Verschiebung des Ventilkolbens werden Systemschwingungen vermieden.
    Gemäß der Erfindung wird also eine besondere Charakteristik der Korrekturgeschwindigkeit erreicht, die im wesentlichen in drei verschiedene Phasen aufzuteilen ist. Es wird zunächst ein relativ langsam ansteigende^ progressiver Kurventeil durchlaufen, weil mehrere Ein-
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