DE2121122C2

DE2121122C2 - Steuereinrichtung für einen Schmiedemanipulator

Info

Publication number: DE2121122C2
Application number: DE2121122A
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Sheffield York Harrison
Original assignee: DAVY AND UNITED ENGINEERING Co Ltd SHEFFIELD YORKSHIRE GB
Current assignee: DAVY AND UNITED ENGINEERING Co Ltd SHEFFIELD YORKSHIRE GB
Priority date: 1970-04-30
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE2121122A1; JPS5228732B1; US3696651A; GB1317301A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Schmiedemanipulator, d-r einen mittels eines Antriebs auf einer vorgeschriebenen Fahrbahn verfahrbaren Wagen, einen auf dem Wag η befestigten, relativ zum Wagen im wesentlichen parallel zur Fahrbahn beweglichen Zangenträger sowie einen hydraulischen Antrieb für den Zangenträger aufweist, der über ein Ventil an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist.

Beim Ausschmieden eines Werkstücks zwischen den Sätteln einer Schmiedepresse muß das Werkstück in axialer Richtung um bestimmte Beträge relativ zu den Sätteln verschoben werden. Während der Verformung des Werkstücks zwischen den Sätteln muß der Zangenträger relativ zu den Sätteln in axialer Richtung stillstehen. Beim Hochgehen des Obersattels der Schmiedepresse und der dadurch bedingten Freigabe des Werkstückes muß dieses axial beschleunigt werden, um in eine neue Position zu gelangen, bevor sich die Sättel wieder schließen.

Solange die Schmiedestücke klein sind, können die beschriebenen Bewegungen mühelos dadurch erreicht werden, daß Wagen und Zangenträger nebst Werkstück während der Schließzeiten der Sättel stillstehen und nach dem Abheben des Obersattels gemeinsam um das gewünschte Maß verfahren werden. Die zunehmenden Größen der Schmiedestücke und die damit verbundene Massen-Zunahme auf den Zangenträger und den Wagen haben nun zur Konsequenz, daß bei dem geschilderten einfachen Verfahren erhebliche Antriebsleistungen benötigt werden, um die Massen mit der erforderlichen Schnelligkeit beschleunigen zu können.

Um diese Problematik zu vermeiden, ist es bekannt, den Wagen des Manipulators während des Schmiedevorgangs weiterlaufen zu lassen und den Zangenträger eine Gegenbewegung ausführen zu lassen, so daß das Werkstück während der Schließzeit der Schmiedepresse absolut gesehen stationär bleibt. Nach dem Abheben des Obersattels brauchen in diesem Fall nur noch Zangenträger und Werkstück in Fahrtrichtung des Wagens beschleunigt zu werden, deren gemeinsame Masse beträchtlich kleiner ist, als die Gesamtmasse des Manipulators. Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist dem DE-GM 19 78 465 zu entnehmen.

In der älteren DE-PS 16 27 616 ist ein Vorschlag für die Steuerung der Bewegungen eines derartigen Schmiedemanipulators enthalten. Diese jteuerung

ίο arbeitet in üblicher Weise hydraulisch unter Verwendung jeweils einer eigenen Druckmittelquelle für den Antrieb des Wagens und für den Antrieb des Zangenträgers in Form von zwei Hydropumpen, die mechanisch gekoppelt und gemeinsam stufenlos regel-

Ii bar sind. Gegenüber einer anderen bekannten Anordnung, bei der der Ring- und der Kolbenraum des den Zangenantrieb bildenden Arbeitszylinders während des Schmiedevorgangs verbunden sind, so daß d\t stationäre Stellung des Werkstückes bei sich bewegendem Wagen durch die Klemmwirkung der Sättel sichergestellt wird, hat der ältere Vorschlag den Vorteil, daß die Sättel der Schmiedepresse nicht zusätzlich beansprucht werden.
Nun ist aber zu bedenken, daß der während des Schmiedevorgangs stationäre Zangenträger nach der Freigabe des Schmiedestückes so weit beschleunigt werden muß, daß er relativ zu dem sich fortlaufend bewegenden Wagen wieder seine Ausgangsstellung relativ zum Wagen einnimmt, bevor sich die Sättel wieder schließen. Diese Beschleunigung des Zangenträgers nebst Werkzeug hat eine den Wagen abbremsende Reaktionskraft zur Folge. Die Konsequenz kann sein, daß dann zwar die korrekte Relativposition zwischen Zangenträger und Wagen hergestellt ist, der Wagen aber eine kürzere Strecke als notwendig vorgefahren ist, so daß das Werkstück eine ungenaue Position mit Bezug auf die Schmiedepresse einnimmt.

Um die unerwünschte Auswirkung dieser Reaktionskraft berücksichtigen zu können, sind verschiedene

in Anordnungen bekannt geworden. Einen erheblichen Aufwand erfordern beispielsweise die Vorrichtungen nach DE-GM 66 02 367 und DE-GM 66 02 271. Eine gewisse Vereinfachung stellt die Lösung nach dem weiteren DE-GM 66 01 936 dar. In dieser Druckschrift ist eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben. Mit Hilfe einer abwechselnd als Pumpe oder Motor wirkenden hydrostatischen Einheit, die einerseits an den Fahrantrieb des Wagens und andererseits an den Antrieb für den Zangenträger angeschlossen ist, können die Reaktionskräfte kompensiert werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für einen Schmiedemanipulator zu schaffen, die Reaktionskräfte mit einfacheren Mitteln auszugleichen gestattet.

Zur Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in an sich bereits vorgeschlagener Weise eine zweite- Druckmittelquelle über ein zweites Ventil mit dem Wagen-Antrieb verbunden ist und daß die erste Druckmittelquelle bei Aufschaltung auf den Antrieb für den Zangenträger zusätzlich parallel auf den Wagen-Antrieb geschaltet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß die erste Druckmittelquelle über ein Rückschlagventil mit dem Wagen-Antrieb verbunden ist, welches einen Druckmitteltransport von der zweiten Druckmittelquelle zum Antrieb für den Zangenträger sperrt.

Der durch die Erfindung erzielte Erfolg ergibt sich aus der mit einfachen Mitteln erreichten vollhydraulischen Lösung, die zudem noch besonders kostengünstig ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Manipulators und einer Schmiedeprssse und

Fig.2 die hydraulische Steuerung für der; Längsantrieb von Wagen und Zangenträger.

Der Wagen 12 des Manipulators ist auf Rädern 13 montiert, welche auf (nicht gezeigten) Schienen laufen. Am Wagen ist ein hydraulischer Antriebsmotor 14 angebracht, der ein Zahnrad 15 antreibt, welches in eine in Bodenhöhe angeordnete Zahnstange 16 eingreift.

Am Wagen 12 ist ferner ein Zangenträger 17 mit einem Paar Spannbacken 18 angebracht, die ein Werkstück 20 an einem Ende packen. Der Zangenträger wird durch ein Gestänge 21 gehalten und kann in Längsrichtung, d. h. parallel zur Fahrtrichtung des Wagens auf den Schienen, mitte's eines eigenen Antriebs 22 in Form eines Arbeitszylinde.-s verfahren werden, wobei der Zylinder am Wagen und der zugehörige Kolben am Zangenträger befestigt ist.

Die Abbildung zeigt den Manipulator in Zusammenarbeit mit einer Schmiedepresse, die schematisch durch einen unbeweglichen Untersattel 23 und einen gegenläufigen Obersattel 24 dargestellt ist. Der Wagen wird durch den Motor 14 kontinuierlich von der Schmiedepresse weggefahren. Jedesmal, wenn der Sattel 24 niederfährt und das Werkstück 20 packt, wird der Zangenträger 17 relativ zum Wagen verschoben, so daß er räumlich stillsteht. Wird das Werkstück anschließend freigegeben, wird der Zangenträger 17 It. Fig. 1 nach rechts beschleunigt, um vor dem nächsten Schlag des Sattels 24 in eine Bezugslage zurückzukehren.

Die Hydraulikkreise für den Hydromotor 14 des Wagenantriebs und für den Antrieb 22 des Zangenträgers 17 sind in F i g. 2 abgebildet.

Der Hy .'raulikkreis für den Antrieb 22 des Zangenträgers weist eine eigene hydraulische Druckmittelquelle 33 auf und ist an diese über ein Rückstellventil 34 und ein Umsteuerventil 35 anschließbar. Dem Rückstellventil 34 ist ein Elektromagnet 34/4 und dem Umsteuerventil 35 sind zwei Elektromagnete 35/4,35 ß zugeordnet.

Der üydraulikkreis für den Hydromotor 14 des Wagenantriebs weist eine separate zweite regelbare Druckmittelquelle 30 sowie ein zweites Umsteuerveritil 31 auf. Letzterem sind Elektromagnete 31-4. 31B zugeordnet, die das lJ;nsteuerventil aus seiner dargestellten Ruhelage in eine erste oder eine zweite Schaltsttrlung bewegen können. Im Versorgungskreis des Hydromotors 14 liegt darüber hinaus ein weiteres Ventil 32. Es ist in seiner Ruhelage dargestellt und kann mittels eines Elektromagneten 32/4 betätig! werden.

Die Elektromagnete 35/4, 35ß des einen Umsteuerventils 35 sind in Reihe mit den Elektromagneten 314, 31 fldes zweiten Umsteuerventils 31 geschaltet.

Eine Betätigung der Ventile 34 und 35 des ersten Hydraulikkreises (für den Antrieb 22) des Zangenträgers führt dazu, daß der Arbeitszylinder des Antriebs 22 mit Druckmittel versorgt wird. Der Kolben des — doppelt wirkenden — Arbeitszylinder wird verschoben, und das dabei aus dem nicht beaufschlagten Zylinderraum verdrängte Druckmittel fließt über einen Mengenregler 36 ab. Dieser Mengenregler 36 in Form eines Ventils bestimmt die maximale Geschwindigkeit des Zangenträgers relativ zum Wagen.

Die Verbindungsleitungen zwischen den Ventilen 34 und 35 des ersten Hydraulikkreises sind über Leitungen 38,40 an das Ventil 32 des zweite Hydraulikkreises (für den Fahrantrieb 14) angeschlossen. Außerdem ist ein Rückschlagventil 37 vorgesehen, welches zwischen der Druckseite der Druckmittelquelle 30 und der Leitung 40 angeordnet ist.

Die Steuerung für den Schmiedemanipulator arbeitet nun folgendermaßen:

Je nach gewünschter Fahrtrichtung des Wagens werden die Elektromagnete 3M₁ 35Λ bzw. 31B, 35ß erregt. Solange die Sättel 23, 24 der Schmiedepresse geschlossen sind und das Werkstück 20 eingespannt ist, ist das Ventil 32 des zweiten Hydraulikkreises betätigt und das Ventil 34 des ersten Hydraulikkreises in Ruhe. Hierdurch sind der Hydromotor 14 und der Antrieb 22 mit der zweiten Druckmittelquelle 30 in Reihe geschaltet. Von dieser Druckmittelquelle 30 fließt das Druckmedium durch das Umsteuerventil 31 zunächst zum Hydromotor 14, dann zurür' durch das Umstellventi! 31 zum Ventil 32, von dort djr^h die Leitung 38 und das Umsteuerventil 35 zum Antrieb 22. Das dort verdrängte Druckmittel strömt durch das Umsteuerventil 35 zurück, gelangt durch die Leitung 40 zum v'entil 32 des zweiten Hydraulikkreises und von dort zurück zur zweiten Druckmittelquelle 30. Das Rückschlagventil 37 bleibt abgesperrt, wei¹ der Druck auf der Druckseite der Druckmittelquelle 30 größer ist als der Druck in der Leitung 40.

Die hydraulischen Verbindungen sind derart, daß der Kolben des Antriebs 22 in der entgegengesetzten Richtung zu der durch den Hydromotor 14 bewirkten Fahrtrichtung des Wagens 12 verschoben wird. Auch sind der Antrieb 22 und der Hydromotor 14 derart gewählt, daß die volumetrische Verdrängung des Motors 14 je Fahrtlängeneinheit entsprechend dem Querschnitt des Zylinders des Antriebs 22 ist. mit dem Resultat, daß die Nettogeschwindigkeit des Zi ngenträgers gleich Null ist.

Der Schmiedegang bewirkt eine Längung des V'erkstücks 20. und daher muß der Zangenträger 17 etwas in der Fahrtrichtung des Wagens mitlaufen, d. h. von der Presse weg. Für diese Mitlaufbewegung kann die Flexibilität des Hydraulikkreises des Antriebs 22 Ausgleich schaffen. Der Zangenträger kann jedoch auch in der gewünschten Richtung angetrieben werden — und zwar während die Baugruppen 14, 22 an die Druckmittelquelle angeschlossen sind —, indem man die Zylinder des Antriebs 22 mit verschiedengroßen Querschnitten an beiden Enden versieht. Insofern wird der /angenträger mit einer etwas anderen Geschwindigkeit als die des Wagens 12 verschoben, die sich von dieser um die gewünschte Längungsgeschwindigkeit unterscheidet.

Nach dem Abhoben der Sättel 23, 24 vjm Werkstück 20 werden das Ventil 32 aus- und das Ventil 34 eingeschaltet. Nun ist die zweite Druckmittelquelle 30 gemäß der Darstellung in Fig. 2 nur mit dem Hydromotor 14 verbunden und treibt diesen weiterhin an. Durch das Einschalten des Ventils 34 wird die erste Druckmittelquelle 33 über das Umsteuerventi! 35 an den Arbeitszylinder des Antriebs 22 angeschlossen, um den Zangenträger 17 in Fahrtrichtung des Wagens 12 anzutreiben. Das dabei aus dem Arbeitszylinder verdrängte Druckmittel Hießt über den Mengenregler 36 ab. Die erste Druckmittelquelle 33 versorgt nun aber zusätzlich den Hydromotor 14, und zwar über die Leitung 40 und das Rückschlagventil 37. Da die beiden

Antriebe 14, 22 dieselben Nut/flächen hüben und mit gleichem Druck von der Druckmittelqiielle 3 5 beaufschlagt werden, greifen am Wagen 12 und am /angenträger 17 gleichgroße Kräfte an. so daß die durch die Rcschlcunigung des Zangenträgers entstehende Rcaktionskrafl völlig ausgeglichen wird und der Wagen die von der /weiten Druckmitlelquelle 30 vorgegebene konstante Geschwindigkeit beibehält, und /war unabhängig von der Beschleunigung des Zangenträgers.

Die Ventile 32 und 34 können von der Steuerung der Schmiedepresse automatisch betätigt werden, wobei das Ventil 32 eingeschaltet und das Ventil .34 ausgeschaltet ist. während das Werkstück /wischen den Sätteln 23, 34 eingespannt ist und wobei die Ventile in umgekehrter Weise geschaltet werden, sobald die Sättel das Werkstück freigeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für einen Schmiedemanipulator, der einen mittels eines Antriebs auf einer vorgeschriebenen Fahrbahn verfahrbaren Wagen, einen auf dem Wagen befestigten, relativ zum Wagen im wesentlichen parallel zur Fahrbahn beweglichen Zangenträger sowie einen hydraulischen Antrieb für den Zangenträger aufweist, der über ein Ventil an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bereits vorgeschlagener Weise eine zweite Druckmittelquelle (30) über ein zweites Ventil (31) mit dem Wagen-Antrieb (14) verbunden isu

und daß die erste Druckmittelquelle (33) bei Aufschaltung auf den Antrieb (22) für den Zangenträger (17) zusätzlich parallel auf den Wagen-Antrieb (14)£eschaltet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelquelle (33) über ein Rückschlagventil (37) mit dem Wagen-Antrieb (14) verbunden ist, welches einen Druckmitteltransport von der zweiten Druckmittelquelle (30) zum Antrieb (22) für den Zangenträger (17) sperrt.