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Gleichlaufregelung für hydraulische Mehrzvlinderantriebe Die Erfindung
betrifft eine Gleichlaufregelung für hydraulische Mehrzylinderantriebe, insbesondere
zum Anstellen von Walzen.
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Zur Erzielung eines Gleichlaufes der Zylinder ist es erforderlich,
daß bei einer Relativbewegung derselben zueinander die Zuführung des Arbeitsmediums
des voreilenden Arbeitszylinders gedrosselt und das Arbeitsmedium des nacheilenden
Zylinders erhöht wird. Die Relativbewegung der Zylinder zueinander wird in bekannter
Weise entweder elektronisch gemessen und als elektrisches Signal den jeweiligen
den Zylindern vorgeordneten Regelorganen zur Beeinflußung des Arbeitsmittelstromes
zugefiihrt oder über ein mechanisches Glied, das mit den einzelnen Zylindern in
Wirkverbindung steht, den den Zylindern vorgeordneten Regelorganen als mechanisches
Signal unmittelbar zugeführt. Bei einer Relativbewegung zwischen den Zylindern beeinflussen
die jeweiligen Signale die den Zvlindern vorgeordneten Regelorgane in dem Sinne,
daß der voreilende Zylinder weniger Arbeitsmittel erhält und der nacheilende Arbeitszylinder
entsprechend mehr Arbeitsmittel. Bei diesen bekannten Gleichlaufregelungen ergeben
sich Schwierigkeiten fur die Positionierung der Zylinder. Die Positioniergenauigkeit
wird in der Regel der Geschicklichkeit des Bedienungspersonals überlassen. Eine
genaue Positioniermöglichkeit ergibt sich in der Regel nur bei elektrischer Abnahme
der Relativbewegung
der Arbeitszylinder zueinander. Jedoch ist der
hierbei erforderliche Aufwand ganz erheblich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer Gleichlaufregelung,
die gleichzeitig mit einfachsten Mitteln eine genaue Positionierung der Zylinder
gewährleistet.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß jedem Hydraulikzylinder
eine Folgesteuerung zugeordnet ist und die Folgesteuerungen über ein gemeinsames
Anstellglied untereinander gekoppelt sind. Durch den Einsatz von Folgesteuerungen
für die einzelnen Hydraulikzylinder und deren Kopplung untereinander durch ein gemeinsames
Anstellglied, wird sowohl der Gleichlauf der Zylinder untereinander als auch eine
genaue gemeinsame Positionierung der Zylinder ohne zusätzlichen Aufwand gewährleistet.
Zweckmäßigerweise ist däs Anstellglied der Folgesteuerungen von einer Welle gebildet,
die mit den einzelnen Regelventilen der Folgesteuerungen über Zwischenglieder gekoppelt
ist. Dieses Zwischenglied wird in einfacher Weise von einem auf die Welle aufwickelbaren
Band gebildet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie
in der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
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In der einzigen Figur der Zeichnung ist der Aufbau einer Gleichlaufregelung
für hydraulische Mehrzylinderantriebe, insbesondere zum Anstellen von Walzen schematisch
dargestellt.
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In der Figur sind mit 1 und 2 die Anstellzylinder bezeichnet, die
beispielsweise auf die anstellbaren beiden Lager einer nicht dargestellten Walze
beispielsweise eines Biegewalzwerkes wirken. Die Regelung des Arbeitsmittels zu
dem kolbenseitigen Zylinderraum la des Zylinders 1 erfolgt von dem Dreiwege-Regelventil
3 mit drei Regelstellungen a, b, c und die Regelung des Arbeitsmittels zu dem kolbenseitigen
Zylinder raum 2a des Zylinders 2 erfolgt von dem Dreiwege-Reqelventil 4 mit ebenfalls
drei Regelstellungen a, b und c. In der Regel stellung a der Steuerventile 3, 4
steht der jeweilige Zylinder raum la, 2a mit dem Tank T und in der Regel stellung
c mit der Druckmittelquelle P in Verbindung. In der Regelstellung b ist die Verbindung
des Zylinderraumes sowohl mit dem Tank als auch mit der Druckmittelquelle unterbrochen.
Die Betätigungsstange 3a des Regelventils 3 steht mit einem Hebelarm 5a eines Hebels
5, der eine ortsfeste Lagerung D aufweist, in kraftschlüssiger Verbindung. Die kraftschlüssige
Verbindung erfolgt über den Regelkolben des Regelventils 3, der mittels der Feder
7 in Richtung des Hebelarmes 5a belastet ist. Der kürzere Hebelarm 5b des Hebels
5 ist mit dem Ende 8a eines Metallbandes 8 verbunden, das über eine Umlenkrolle
9 geführt ist, die über eine Traverse lo mit der Kolbenstange lb des Zylinders 1
verbunden ist. Das Ende 8b des Metallbandes 8 ist an einem Spulenkörper 11 befestigt,
der auf einer in den Lagern 13 und 14 gelagerten Welle 12 befestigt ist. An dem
Hebelarm 5b greift ferner eine Zugfeder 15 an, deren Ende 15a an einer ortsfesten
Befestigungsstelle
16 angelenkt ist. Ebenso steht die Betätigungsstange
4a des Regelventils 4 mit.dem Hebelarm 18a des Hebels 18 in kraftschlüssiger Verbindung,
wobei der Regel kolben des Regelventils 4 mittels der Feder 19 in Richtung des Hebelarmes
18a belastet ist. Am Hebelarm 18b ist das Ende 20a eines um die Umlenkrolle 21 geführten
Metallbandes 20 befestigt. Die Umlenkrolle ist über die Traverse 22 mit der Zylinders
2 Kolbenstange 2b des / verbunden. Das andere Ende 20b des Metallbandes 20 ist an
dem Spulenkörper 23 befestigt, der seinerseits ebenfalls auf der Welle 12 befestigt
ist. Ebenso greift am Hebelarm 18b eine Zugfeder 25 an, die mit ihrem anderen Ende
25a an einer ortsfesten Befestigungsstelle 26 angelenkt ist.
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Das eine Lager 13 der Welle 12 ist an einem Lager 28 schwenkbar befestigt.
Das andere Lager 14 der Welle 12 ist mittels der Anstelispindel 29 in Richtung des
Zylinders 2 anzustellen, so daß die Welle 12 um das Lager 28 verschwenkbar ist.
Durch die schwen.-bare Anordnung der Welle 12 wird es ermöglicht, die relative Stellung
der Kolbenstangen lb, 2b zueinander zu verändern und gleichzeitig den Gleichlauf
beider Kolbenstangen zueinander zu gewährleisten. Die Welle 12 wird mittels des
Motors 30 in ehung versetzt.
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Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende: Wird bei Ingangsetzung
des Motors 30 die Welle 12 um einen bestimmten Betrag verdreht beispielsweise in
der Art, daß die Metallbänder 8 und 20 auf den Spulenkörpern 11 und 23 aufgerollt
werden, werden die Hebel 5 und 18 um ihre Lagerungen D verschwenkt und damit der
jeweilige mit den Hebeln seiner kraftschlüssig gekoppelte Kolben des Regelventils
in Richtung/ Regelstellung a verschoben. Damit werden die kolbenseitigen Zylinderräume
la und 2a über die Arbeitsleitungen 31, B mit dem Tank T verbunden. D3 die kolbenstangenseitigen
Zylinderräume ld, 2d über die Arbeitsleitungen 32 dauernd mit der Druckmittelquelle
in Verbindung stehen, werden dir Ringflächen le, 2e der Kolben lc, 2c ebenfalls
dauernd vom Druck der Druckmittelquelle P in Richtung der kolbenseitigen Zylinderräume
la, 2a beaufschlagt, so daß bei der Verbindung dieser Zylinderräume mit dem Tank
die Kolben mit Kolbenstange in Richtung der kolbenseitigen Zylinderräume la bzw.
2a verschoben werden. Mit dem Verschieben der Kolbenstangen in Richtung der kolbenseitigen
Zylinderräume werden die über die Traversen lo und 22 mit den Kolbenstangen verbundenen
Umlenkrollen 9 und 21 in Richtung der Spulenkörper 11, 23 verschoben und damit die
Enden 8a, 20a der Metallbänder 8, 20 um entsprechende Beträge durch die an diesen
Enden angreifenden Zugfedern 15, 25 in Richtung der Befestigungsstellen 16, 26 verschoben
und durch die Anlenkung der Hebel 5, 18 an diesen Enden diese Hebel ebenfalls in
Richtung dieser Befestigungsstellen verschwenkt. Dies hat wiederum zur
Kolben
der Folge, daß die /Regelventile durch die Belastung der Federn 7,19 wieder zurück
in Richtung ihrer Ausgangsschaltstellung b verschoben werden. Sobald die Regelkolben
ihre Ausgangsregelstellung b erreicht haben, in der die Verbindung zwischen den
kolbenseitigen Zylinderräumen und dem Tank unterbrochen ist, ist die Anstellbewegung
der Kolben bzw. Kolbenstangen beendet.
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Die Anstellbewegung beider Kolben stangen entspricht somit dem jeweiligen
Betrag des Drehwinkels der Welle 12. Ein Vor- oder Nachlaufen der Zylinder bzw.
der Kolbenstangen untereinander ist ausgeschlossen, da die Bewegung der Kolbenstangen
über Umlenkrollen 9, 21 unmittelbar der Bewegung der Betätigungsvorrichtungen für
die Regelventile überlagert ist und beide Betätigungsvorrichtungen über die Welle
12 miteinander gekoppelt sind. Dies gilt auch für die andere Verfahrrichtung der
Kolben-Stangen. In diesem Falle werden die Metallbänder 8, 20 durch entsprechende
Verdrehung der Welle von den Spulenkörpern 11, 14 abgewickelt. Die damit verbundene
Verlängerung der Metallbänder und der an den Enden 8a, 20a der Metallbänder angreifenden
Zugfedern 15, 25 bewirkt ein Verschwenken der Hebel 5, 18 in Richtung der Befestigungsstellen
16, 26 und zwar soweit, bis die Metallbänder wieder gespannt sind. Mit dem Verschwenken
der Hebel in Richtung der Befestigungsstellen der Zugfedern werden durch die Belastung
der Regel kolben der Regelventile durch die Druckfedern 7, 19 die Regelkolben gleichzeitig
in Richtung der Reqelstellung c verschoben in der über die Arbeitsleitungen 31 und
A die kolbenseitigen Zylinderräume mit der
Druckmittelquelle in
Verbindung stehen. Durch die damit verbundene Druckbeaufschlagung der Kolbenflächen
lf, 2f werden die Kolben mit Kolbenstangen in Richtung der kolbenstangenseitigen
Zylinderräume le, 2e verschoben und zwar soweit, bis über die mit den Kolbenstangen
verbundenen Umlenkrollen und den Bandenden 8a, 20a sowie den Hebeln 5, 18 die Kolben
der Regelventile 3, 4 wieder in die gezeigte Ausgangsregelstellung verschoben sind.
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Wird beispielsweise die Welle 12 mittels Spindel 29 um den Anlenkpunkt
28 des Lagers 13 in Richtung des Zylinders 2 verschwenkt, wird der Abstand zwischen
Spulenkörper 23 und Umlenkrolle 21 kürzer, während der Abstand zwischen Spulenkörper
11 und Umlenkrolle 9 annähernd konstant bleibt. Dies bewirkt, daß der Hebel 18 infolge
der Kraft der Feder 25 in Richtung der Befestigungsstelle 26 verschwenkt und damit
der Kolben des Regelventils 4 in Richtung seiner Regelstellung c verschoben wird,
in der der Zylinderraum 2a mit der Druckmittelquelle P in Verbindung steht. Durch
die damit verbundene Druckbeaufschlagung dieses Raumes wird ein Ausfahren der Kolbenstange
2b bewirkt und zwar soweit, bis infolge der damit verbundenen Spannung des Metallbandes
20, der Kolben des Regelventils 4 über den Hebel 18 wieder in die gezeigte Ausgangsregelstellung
b verschoben ist. Damit ist die Kolbenstange 2b gegenüber der Kolbenstange lb, die
während dieses Schwenkvorganges der Welle 12 nur unwesentlich ausgefahren ist,annähernd
um den Betrag der Auslenkung
der Welle 12 weiter ausgefahren. Unabhängig
von dem Auslenkbetrag der Welle 12, ist bei deren Betätigung nach wie vor der Gleichlauf
der beiden Zylinder gewährleistet. Dadurch, daß das Bandende 8a bzw. 20a nicht unmittelbar
mit den Betätigungsstangen 3a bzw. 4a der Reqelventile zusammenwirkt, sondern über
die Hebel 5, 18 läßt sich die Genauigkeit der Folgesteuerung durch entsprechende
Wahl des Hebelarmverhältnisses variieren. Wird beispielsweise der Hebelarm 5b, 18b
kleiner ausgeführt als die wirksame Hebellänge des Hebelarmes 5a, 18a, ergibt sich
bei einer kleinen Längenveränderung der Bänder 8,20 bereits ein großer Ausschlag
des Hebelarmes 5a, 18a und damit ein entsprechend großer Öffnungsweg der Steuerventile
3, 4.
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Durch das Umlenken des Bandes über die Umlenkrollen 9, 21, ergibt
sich der weitere Vorteil, daß die Regelventile 3, 4 ortsfest angeordnet werden können.
Anderenfalls müßten die Regelventile mit den betreffenden Kolbenstangen längs verschiebbar
ausgebildet werden.
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Die Erfindung ist nicht an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden,
insbesondere kann an Stelle eines Metallbandes als Koppel- und Übertragungsglied
auch ein Seil oder eine Kette Verwendung finden.