DE2901198A1

DE2901198A1 - Elektrodenregelung von lichtbogenoefen unter verwendung hydraulischer hubzylinder

Info

Publication number: DE2901198A1
Application number: DE19792901198
Authority: DE
Inventors: Edgar Mark
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1979-01-13
Filing date: 1979-01-13
Publication date: 1980-07-17
Also published as: IT1209178B; SE8000239L; CH646297A5; DE2901198C2; JPS5596598A; US4295000A; YU6580A; FR2446577A1; IT8019151A0; FR2446577B1; SE435205B

Description

Elektrodenregelung von Lichtbogenöfen unter Verwendung hydraulischer Hubzylinder

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenregelung von Lichtbogenofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei den bekannten Elektrodenregelungen ist deren Sicherheit im hohen Maße von der Funktionsfähigkeit des elektrisch ansteuerbaren Steuerventils abhängig. Tritt eine Störung am elektrisch ansteuerbaren Steuerventil auf, ist keine Gewähr dafür gegeben, daß die Elektroden aus der Schmelzzone herausfahren oder zumindest in ihrer Brennstellung beharren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Elektrodenregelung von Lichtbogenofen zu schaffen, die bei einer Störung am elektrisch ansteuerbaren Steuerventil mit Sicherheit ein Herausfahren der Elektroden aus der Schmelzzone des Lichtbogenofens oder wahlweise die Beibehaltung der eingenommenen Brennstellung der Elektroden gewährleistet und die darüberhinaus die Möglichkeit bietet, daß ein einfacher Austausch des elektrisch ansteuerbaren Steuerventils durchführbar und gleichzeitig ein Notbetrieb aufrechtzuerhalten ist

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die
und/zusätzlich eine Verknüpfung, insbesondere der den Hydraulikteil betreffenden Steuergeräte zu einer kompakten weitgehend leckölfreien Baueinheit gestattet.

Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichenden Merkmalen der Ansprüche erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltschemas beschrieben.

In dem Schema ist mit 1 der Hubzylinder bezeichnet, dessen Plungerkolben 2 über eine Konsole 3 die Elektrode 4 eines nicht näher dargestellten Lichtbogenofens trägt. In der Regel weist

ein Lichtbogenofen drei Elektroden mit entsprechenden Hubdie zylindern auf. Mit St ist die Steuerplatte bezeichnet, die/als

ausgebildeten
Einbausätze / hydraulisch betätigten Zwei-Wege-Sitzventile 5,6

und 7 aufnimmt. Das elektrisch ansteuerbare Steuerventil 8,

bzw. wahlweise elektrisch zu betätigende das handbetätigte / Wegeventil Io sowie die elektro-magnetisch betätigten Vorsteuerventxle 11 und 12 sind auf der Steuerplatte aufgeschraubt. Der Ventilraum 5a des Zwei-Wege-Sitzventils 5 steht über den Kanal 14 mit dem Pumpenanschluß P der Steuerplatte und der Ventilraum 5b über den Kanal 15 mit dem Anschluß P_s des elektrisch ansteuerbaren Steuerventils 8 in Verbindung. Der Ventilraum 6a des Zwei-Wege-Sitzventils 6 ist über den

Kanal 17 mit dem Arbeitsleitungsanschluß A und der Ventilist
raum 6b/über den Kanal 18 mit dem Anschluß B₃ des elektrisch

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ansteuerbaren Steuerventils 8 verbunden. Der Anschluß A₃ des elektrisch ansteuerbaren Steuerventils 8 ist geschlossen, so daß dieses Ventil als 3-Wegeventil wirkt. Der Anschluß T_s

dieses Steuerventils

/ steht über den Kanal 2o mit Rückschlagventil 21

mit dem Tankanschluß T der Steuerplatte in Verbindung. Die beiden Steuerräume 5c, 6c der Zwei-Wege-Sitzventile 5,6 sind durch die Steuerleitung 22 miteinander und durch den Steuerkanal 23 mit dem Anschluß A2 des Vorsteuerventils 11 verbunden. Der Anschluß T2 des Vorsteuerventils 11 steht über den Kanal 24 mit Rückschlagventil 3o mit dem Anschluß T₁ und der Anschluß P₂ über die Leitung 25 mit Rückschlagventil mit dem Anschluß Pj der Steuerplatte St in Verbindung.

In der gezeigten Ausgangsschaltstellung a des Vorsteuerventils ist der Anschluß P₂ über den Strömungspfad 11a mit dem Anschluß A₂ verbunden, so daß beide Steuerräume 5c, 6c der Zwei-Wege-Sitzventile 5, 6 von dem am Anschluß Pi der Steuerplatte wirkenden Steuerdruck beaufschlagt sind und damit die Zwei-Wege-Sitzventile ihre gezeigte Schließstellung einnehmen. Das elektrisch ansteuerbare Steuerventil 8 ist dadurch außer Funktion gesetzt. Wird das Vorsteuerventil 11 aus der Schaltstellung a durch Erregen des Betätigungsmagneten lib in die Schaltstellung b geschaltet, verbindet sich der Anschluß A₂ über den Strömungspfad lic mit dem Anschluß T₂, so daß sich der in den Steuerräumen 5c, 6c herrschende Steuerdruck in' Richtung des mit dem Tankanschluß T, in Verbindung stehenden Tank entlastet. Infolge des in den Ventilräumen 5a, 6b herrschenden Pumpendruakes nehmen die Zwei-Wege-Sitzventile ihre Offen- bzw. Durchgangsschaltstellung ein. Das Steuer-

ventil 8 ist nunmehr funktionsbereit und verbindet je nach seiner Schaltstellung den Zylinderraum 43 des Arbeitszylinders mit dem Pumpenanschluß P oder dem Tankanschluß T der Steuerplatte St. Der Ventilraum 7a des Zwei-Wege-Sitzventils 7

steht über den Kanal 33 mit dem Kanal 17 und damit ebenfalls mit dem Anschluß A der Steuerplatte St in Verbindung. Der Steuerraum 7b des Zwei-Wege-Sitzventils ist über den Kanal 34 mit einstellbarer Drossel 3 5 und Rückschlagventil 36 mit dem Anschluß P¹ der Steuerplatte verbunden.

Steuer-

Der Steuerraum 7c des Zwei-Wege-Sitzventils 7 steht über den/ kanal 38 mit dem Anschluß A3 des magnetbetätigten Vorsteuerventils 12 in Verbindung. Der Anschluß T3 des Vorsteuerventils ist durch den Kanal 39 mit dem zum Tankanschluß T^ führenden Kanal 24 verbunden und der Anschluß P3 durch den Kanal 4o mit dem zum Steuermittelanschluß P₁ führenden Kanal 25. In der gezeigten Ausgangsschaltstellung a des Vorsteuerventils 12 steht der Steuerraum 7c des Zwei-Wege-Sitzventils 7 im Gegensatz zu den Zwei-Wege-Sitzventilen 5 und 6 über den Strömungspfad 12c mit dem Tankanschluß T₁ in Verbindung. Dadurch verschiebt das über den Arbeitsleitungsanschluß P¹ dem Ventilraum 7b zuströmende Arbeitsmittel des Zwei-Wege-Sitzventils 7 letzteres in dessen Offenstellung, so daß das Arbeitsmittel von dort weiter über den Ventilraum 7a die Kanäle 33, 17 zum Arbeitsleitungsanschluß A und weiter über die Arbeitsleitung 42 zum Zylinderraum 43 strömt, wo es den Plungerkolben 2 ausfährt. Die Ausfahrgeschwindigkeit wird durch die Einstellung der Drossel 35 im Kanal 34 festgelegt.

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Bei Erregen des Betätigungsmagneten 12b des Vorsteuerventils nimmt das Zwei-Wege-Sitzventil 7 die Schaltstellung b ein, in der über den Strompfad 12a der Anschluß A3 mit dem Steuermittelanschluß P]₁ verbunden ist. Dadurch wird der Steuerraum 7c des Zwei-Wege-Sitzventils 7 vom Steuerdruck beaufschlagt und nimmt seine Schließstellung ein, so daß die Verbindung zwischen Arbeitsmittelanschluß P¹ und Zylinderraum 43 unterbrochen ist. Dadurch, daß die Betätigungsmagnete lib, 12b gleichzeitig erregt und entregt werden können, lassen sich die beiden Vorsteuerventile gleichzeitig in die eine oder andere Schaltstellung schalten, so daß bei geöffnetem dem Steuerventil 8 zugeordneten Zwei-Wege-Sitzventilen 5, 6 das zum Steuerventil 8 parallel geschaltete Zwei-Wege-Sitzventil 7 geschlossen ist und umgekehrt. Im Falle einer Störung in der Gesamtsteuerung und einer damit verbundenen Entregung der Betätigungsmagnete der Vorsteuerventile 11, 12 steuern somit die beiden Zwei-Wege-Sitzventile 5, 6 zu und das Zwei-Wege-Sitzventil 7 auf. Das Steuerventil 8 ist durch die geschlossenen Zwei-Wege-Sitzventile 5, 6 außer Funktion gesetzt. Durch das gleichzeitige Öffnen des Zwei-Wege-Sitzventils 7 strömt die Arbeitsflüssigkeit über dieses Ventil in den Zylinderraum 43 des Hubzylinders, so daß der Plungerkolben 2 ausfährt und damit auch die Elektrode 4 aus dem Badspiegel des nicht dargestellten Elektroofens. Für den Fall, daß ein Ausfahren der Elektroden nicht gewünscht wird, wird lediglich der Betätigungsmagnet 11b entregt, während der Betätigungsmagnet 12b erregt bleibt. Damit werden über das Vorsteuerventil 11 die beiden Zwei-Wege-Sitzventile in ihre Schließstellung gebracht, so daß die

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- Io

Brennstellung der betreffenden Elektrode fest· fixiert ist. Nach Beseitigung der Störung nehmen durch Erregung der Betatigungsmagnete 11b, 12b die Vorsteuerventile 11, 12 wieder ihre Schaltsteilung b ein und die Zwei-Wege-Sitzventile 5,6 wieder ihre Offenstellung und das Zwei-Wege-Sitzventil 7 seine Schließstellung, so daß das Steuerventil 8 wieder die Steuerung des ArbeitsZylinders 1 mit Elektrode 4 aktiv übernimmt.

Parallel zu dem Steuerventil 8 sowie zu dem Zwei-Wege-Sitzventil 7 ist ein handbetätigtes oder wahlweise von einem Elektromagneten zu betätigendes Wegeventil Io angeordnet, dessen Anschluß P 4 über den Kanal 45 mit Rückschlagventil 47 mit dem zum Anschluß P führenden Kanal 14 verbunden ist und dessen Anschluß T4 über den Kanal 46 mit Rückschlagventil 48 mit dem zum Tankanschluß T führenden Kanal 2o. Der Anschluß A4 steht über den Kanal 49 mit entsperrbarem Rückschlagventil 5o und einstellbarer Drossel 51 mit dem zum Arbeitsleitungsanschluß A führenden Kanal 17 in Verbindung und der Anschluß B4 über die Steuerleitung 52 mit dem Steuerraum des entsperrbaren Rückschlagventils 5o. Damit wird es ermöglicht, bei Ausfall der Steuerautomatik oder zum Zwecke der Funktionsprüfung des Lichtbogenofens eine Elektrodensteuerung unabhängig von der automatischen Regelung durchzuführen. Die Kanäle 14, 17, 25, 34, 45, 49, 53, die unter Druck stehende Arbeits- bzw. Steuerflüssigkeit führen, sind mittels Hähne 55 zusätzlich absperrbar, so daß die einzelnen einen integralen Bestandteil des Steuerblockes bildenden Steuergeräte in einfacher Weise austauschbar

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sind. Die Kanäle 14 und 25 sowie 14 und 34 sind durch mittels eines Stopfens 56 verschließbare Kanäle 57, 58 verbunden.
Dadurch besteht die Möglichkeit, als Steuerflüssigkeit ein
von der Arbeitsflüssigkeit verschiedenes Medium zu verwenden. Außerdem kann bei Abschluß des Verbindungskanals 58 für den
Fall einesAusfalls des Steuerventils 8 und dem damit verbundenen Aufsteuern des Zwei-Wege-Ventils 7 ein Ausfahren des Arbeitszylinders unter einem anderen Druck erfolgen, als dies mit
dem mit dem Arbeitsleitungsanschluß P in Verbindung stehenden Steuerventil 8 der Fall ist.

Die in den Rücklaufleitungen 24, 2o, 46 der Steuerventile 11, 12, 8, Io angeordneten Rückschlagventile 3o, 21 und 48
verbinden ein Rückströmen des Mediums beim Wechseln eines
oder mehreren der Steuerventile.

Leerseite

Claims

G.L. Rexroth GmbH

12.1.1379

Akte 121.247

Patentansprüche

l) Elektrodenregelung von Lichtbogenofen unter Verwendung von die Elektroden über eine Konsole tragenden hydraulischen Hubzylindern, wobei das Arbeitsmittel den Hubzylindern über jeweils ein elektrisch ansteuerbares über eine Druckleitung mit der Pumpe und über eine Arbeitsleitung mit dem Arbeitsraum des jeweiligen Hubzylinders in Verbindung stehenden Steuerventils zu- und abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druck- und Arbeitsleitung (14, 15, 17, 18) jeweils ein vorsteuerbares Zwei-Wege-Sitzventil (5, 6) angeordnet ist und parallel zum Steuerventil (8) ein vorsteuerbares Zwei-Wege-Sitzventil (7) in einer unmittelbar zum Arbeitsraum (43) des Hubzylinders (1) führenden Arbeitsleitung (34, 33, 17, 42) angeordnet ist, wobei im geöffneten Zustand der in der zum Steuerventil (8) führenden Druckleitung (14, 15) und in der vom Steuerventil (8) zum Arbeitsraum (43) des Hubzylinders (1) führenden Arbeitsleitung (17, 42) angeordneten Zwei-Wege-Sitzventile (5, 6), das zum Steuerventil (8) parallel-geschaltete in der unmittelbar zum Arbeitsraum (43) des Hubzylinders (1) führenden Arbeitsleitung (34, 33, 17, 42) angeordnete Zwei-Wege-Sitzventil (7) geschlossen ist und umgekehrt.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Elektrodenregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem in der zum Steuerventil (8)

führenden Druckleitung (14, 15) und dem in der von dem Steuerventil (8) zum Arbeitsraum (43) des HubZylinders (1) führenden Arbeitsleitung (17/ 18, 42) angeordneten Zwei-Wege-Sitzventil (5, 16) ein gemeinsames Vorsteuerventil (11) zugeordnet ist.
3. Elektrodenregelung nach den Ansprüchen 1 und 2,d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Vorsteuerventile (11,12) als magnetbetätigte Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen (a, b) ausgebildet sind, deren Ausgangsschaltstellung (a) bei stromlosem Betätigungsmagneten (11b, 12b) von einer Federkraft festgelegtist und das den beiden Zwei-Wege-Sitzventilen zugeordnete Vorsteuerventil (11) in der Ausgangsschaltstellung (a) ein Schließen der diesem zugeordneten Zwei-Wege-Sitzventile bewirkt und das dem in der unmittelbar zum Arbeitsraum (43) des Hubzylinders (1) führenden Arbeitsleitung angeordnete Zwei-Wege-Sitzventil (7) zugeordnete Vorsteuerventil (12) in der Ausgangsschaltstellung (a) ein Öffnen desselben bewirkt.
4. Elektrodenregelung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet , daß dem elektrisch ansteuer-

oder von der Elektrik

baren Steuerventil (8) ein von Hand/ansteuerbares Wegeventil (lo) zwischen Pumpenanschluß (P) und Arbeitsraum (43) des Hubzylinders (1) parallel geschaltet ist. .

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5. Elektrodenregelung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß in der vom handbetätigbaren bzw. von der Elektrik ansteuerbaren Wegeventil (lo) zum Arbeitsraum des Hubzylinders führenden Leitung (49, 17, 42) ein entsperrbares Rückschlagventil (5o) angeordnet ist, das in Richtung zum Arbeitsraum des HubZylinders vom durchströmenden Arbeitsmittel in Öffnungsrichtung beaufschlagbar ist.
6. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

(8) daß die zum elektrisch ansteuerbaren Steuerventil/führende Druckleitung (14, 15),und zwar in Strömungsrichtung gesehen vor dem in dieser Druckleitung angeordneten Zwei-Wege-Sitzventil/über eine mit einem Stopfen (56) verschließbare Leitung (57) mit der zu den Vorsteuerventilen (11, 12) führenden Steuerflüssigkeitsleitung (25) und über eine weitere ebenfalls mit einem Stopfen (56) verschließbare

.Leitung (58) mit der
/zum parallel zum elektrisch ansteuerbaren Wegeventil angeordneten Zwei-Wege-Sitzventil (7) führenden Druckleitung (34) verbunden ist.
7. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelführenden Leitungen (14, 17, 25, 34, 45, 49, 53) durch von Hand betätigbare Ventile (55) abschließbar sind.

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8. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwei-Wege-Sitzventile (5, 6, 7) als Einbausätze ausgebildet und gemeinsam mit den Vorsteuerventilen (11, 12)

bzw. von der Elektrik

sowie dem elektrisch und dem von Hand/ansteuerbaren Wegeventilen (8, lo) von einer Steuerplatte (St) aufnehmbar sind, in der die Druck-, Tank-, Arbeits- und Steuerleitungen als Kanäle verlaufen.
9. Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zu den Steuerventilen sowie die zu den zu dem Arbeitsleitungsanschluß (A) für den Hubzylinder (1) führenden Kanäle durch handbetätigbare Ventile (55) abschließbar sind.

Io. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rücklaufleitungen (24, 2o, 46) Rücklaufventile (3o, 21, 48) angeordnet sind.

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