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Spann-Pumpenaggregat
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Spann-Pumpenaggregat, das auf einen
kleinen Leistungsbereich ausgelegt ist und eine kurze Einschaldauer hat zur Druckversorgung
von hydraulischen Spannvorrichtungen.
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Hydraulische Spannvorrichtungen arbeiten mit einem vorbestimmten Druck,
der gerade ausreicht, um das gespannte Werkstück während der Bearbeitung unverrückbar
festzuahlten. Normalerweise liegen diese Spanedrücke zwischen 100 bar und 5Q0 bar.
Die Druckerzeugung erfolgt mittels Pumpenaggregate, deren Fördermengen sehr klein
gehalten werden. Dieses ergibt dann auch eine relativ kleine Pumpenleistung, die
in der Regel unter 3 kW liegt. Durch diese geringe Antriebsleistung ist es möglich,
den Motor des Pumpenaggregates nach Erreichen des Spanndruckes abzuschalten. Durch
Rückschlagventile wird verhindert, daß der Druck im Spannbereich sofort abbaut.
Sinkt der Druck unter den vorbestimmten Wert, schaltet der Motor wieder ein.
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Das Ein- und Ausschalten des Motors erfolgt über einen Druckschalter.
Mit dem Abschalten des Motors ist jedoch ein Auslauf desselben verbunden, der zumindest
vorübergehend zu einer Druckerhöhung im System führt.
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Dieser unzulässige Druckanstieg soll von der Spannvorrichtung selbst
ferngehalten werden. Es ist bekannt, ein Druckbegrenzungsventil in den Flüssigkeitskreis
zu schalten, dessen Einstelldruck gering über dem Spanndruck liegt. In einem Beipaß
fließt ein Teil der Flüssigkeit in den Behälter zurück, wenn infolge Druckanstieg
das Druckbegrenzungsventil angesprochen hat.-Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil,
daß die Funktionsfähigkeit im wesentlichen von der exakten Abstimmung zwischen Druckschalter
und Druckbegrenzungsventil abhängig ist.
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Bereits eine kleine Verstellung der Einstellwerte kann dazu führen,
daß die Pumpe ständig eingeschaltet bleibt und ständig Flüssigkeit über das Druckbegrenzungsventil
fördert.
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Dieses wäre z.B. dann der Fall, wenn der Druckschalter auf einen zu
hohen Wert eingestellt ist. Bei jeder Änderung des Druckniveaus ist es notwendig,
Druckschalter und Druckbegrenzungsventil neu aufeinander abzustimmen. Anderungen
des Druckniveaus sind jedoch nicht selten.
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Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, auch bei
mehreren Druckbereichen ohne besondere Nachabstimmung immer für einen einwandfreien
Ablauf der Aggregatschaltung zu sorgen. Durch einen Wahl schalter wird für den jeweiligen
Druckbereich selbsttätig die Schaltung auf dieses Druckniveau eingestellt, und das
Pumpenaggregat zu- und abgeschaltet.
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Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß für jeden zu fahrenden
Druck ein Druckschalter vorgesehen ist, daß allen Druckschaltern ein gemeinsames
Wegeventil zugeordnet
ist, das so mit den Druckschaltern gekoppelt
ist, daß es anspricht, wenn ein Druckschalter durchschaltet, und daß ein Rückschlagventil
den Rückfluß aus der hydraulischen Spannvorrichtung verhindert.
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Ein Wegeventil öffnet nach Abschalten des Pumpenmotors einen Beipaß,
über dem die überflüssige Flüssigkeit entweicht. Durch einen Wahischalter wird jeweils
der Druckschalter betriebsbereit, der dem gewünschten Druck entspricht.
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Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der schnellen und problemlosen
Anpassung an den Druckbereich, z.B. bei Schlicht- und Schrupparbeiten, ohne daß
weitere Maßnahmen für das Abschalten des Pumpenaggregates zu treffen sind.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung eines Druckschalters
mit zwei funktionen, die mittels einer Stellschraube einstellbar sind. Dieser Druckschalter
ist in zwei Druckbereichen einsatzfähig. Einmal arbeitet er normal auf den Betriebsdruck
durch Zu-und Abschalten des Aggregates wie zuvor erwähnt, und zum anderen besitzt
er eine zweite Stellung eingestellt auf den Druck unterhalb des Betriebsdruckes.
Dieser untere Druckbereich signalisiert den Störungsfall, d.h.
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er leitet die Abschaltung des Aggregates und der maschine ein, wenn
sein Schwellwert erreicht ist.
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Anhand eines Zeichnungsbeispieles ist die Erfindung erläutert.
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Der Motor 1 treibt die Pumpe 2 an. Ober die Zuleitung 10 wird damit
die Flüssigkeit in da Leitunsnetz gegeben. Es werden die Drücke 100 bar und 500
bar gefahren, dementsprechend ist für jeden Druck ein Druckschalter 5a, 5b Sc---vorgesehen.
Diese Druckschalter 5 sind so ausgelegt, daß sie bei Erreichen des ihnen zugedachten
Druckes ein akustisches Signal geben können und gleichzeitig einen Befehl zum Abschalten
des Motors 1 senden und einen Befehl an das Zweiwegeventil 8 geben.
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Ein Ventil 6 ist dem Spannzylinder 7 vorgeschltet, wobei die Aufgabe
dieses Ventils darin besteht, die Druckflüssigkeit zum Zylinder bzw. zurück in den
Vorratsbehälter zu leiten. Dieses Ventil hält auch seine Spannstellung aufrecht,
wenn die elektrische Spannung ausfällt. Der Spannzylinder 7 selbst übt die Spannkraft
auf die Spannvorrichtung aus.
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Das Zweiwegeventil 8 ist so in den Arbeitskreis geschaltet, daß es
einmal einen Beipaß zwischen der Zuleitung 10 und der Rückleitung 11 bildet und
zum anderen mit jedem der Druckschalter 5a, b, c elektrisch verbunden ist. Dieses
Zweiwegeventil wird nur über einen Druckschalter 5 angesteuert. Bekommt das Zweiwegeventi
8 einen Schaltimpuls, schaltet es immer den Beipaß durch bis der Impuls wieder verschwindet,
d.h. bis das Pumpenaggregat zum
Stillstand kommt und der jeweilige
Druckschaltet abschaltet.
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Dir Druckschalter 5 werden durch einen nicht gezeichneten Wahl schalter
betriebsbereit gemacht, und zwar jeweils ein Druckschalter, - der für den zu fahrenden
Druck zuständig ist. Um zu vermeiden, daß Flüssigkeit vom Spannzylinder abfließt,
nachdem das Aggregat abgeschaltet hat, ist einRückschlagventil 4b in die Zuleitung
zum Spannzylinder vor dem Ventil 6 eingebaut. Ebenso ist es erforderlich, den Druck
an den Druckschaltern 5 nicht abfallen zu lassen, dementsprechend ist auch hier
vor dem ersten Druckschalter in der Zuleitung ein allen Druckschaltern gemeinsames
Rückschlagventil 4a eingebaut.
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Das Druckbegrenzungsventil 3 ist unmittelbar dem Pumpenaggregat zugeordnet
und auf den höchsten zu fahrenden Druck abgestimmt. Es dient'neu noch als Sicherheitsventil
für das Pumpenaggregat. Ein Manometer 9 gestattet das direkte Ablesen des gefahrenen
Druckes. Selbstverständlich kann die Anlage mit einer beliebigen Anzahl von Druckschaltern,
also auch nur mit einem Druckschalter, gefahren werden.
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Die Funktionsweise ist folgende: Am Spannzylinder 7 wird der Druck
von 300 bar gewünscht. Der Wahlschalter wählt den Druckschalter 5b (3ovo bar) an.
Gleichzeitig läuft der Motor 1 an und betätigt die Pumpe 2. Ist der Druck von 300
bar
am Spannzylinder 7 erreicht, so spricht der Druckschalter 5b
(auf 300 bar'eingestellt) an und gibt den Befehl zum Abschalten an den Motor 1.
Gleichzeitig gibt der Druckschalter 5b einen Impuls an das Zweiwegeventil 8, das
den Beipaß öffnet. Doe durch das Nachlaufen der Pumpe noch ins Leitungsnetz gelangende
Flüssigkeit wird nun über den Beipaß drucklos in die Rückleitung 11 geleitet und
kann damit nicht zu einer Druckerhöhung im Spannzylinder 7 führen. Andererseits
kannkein unmittelbarer Druckabfall am Spannzylinder 7 stattfinden, da das Rückschlagventil
4b den Rückfluß aus dem Spannzylinder verhindert. Am Druckschalter 5b wird ebenfalls
der Druck aufrechterhalten, da hier das Rückschlaqventil 4a den Rückfluß verhindert.
Das Zwei wegeventi 1 8 dagegen ist frei in seiner Aktion. Erst ein Impuls vom Druckschalter
läßt es wieder in Sperrstellung gehen. Dieser Impuls wird gegeben, wenn der Druck
am Spannzylinder und damit am Druckschalter absinkt. Der Impuls wird zugleich dem
Motor zugeleitet, der das Aggregat wieder anlaufen läßt.
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Zur Sicherheit und zur Oberwachung der gesamten Anlage wird der Druckschalter
5 für zwei Druckgrenzbereiche ausgelegt. Der eine Druckbereich entspricht dem eingestellten
Betriebsdruck. Der andere Druckgrenzbereich liegt unterhalb des Betriebsdruckes.
Bezogen auf das Beispiel mit 300 bar Betriebsdruck, wäre der untere Druck auf 270
bar einzustellen.
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Gibt der Druckschalter infolge eines Druckabfalls ein
Einschaltsignal
an das Aggregat und wird der Betriebsdruck trotz laufendem Aggregat nicht wieder
hergestellt, so liegt ein Fehler im Leitungssystem vor, z.B.
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kann ein Schlauch geplatzt sein. In diesem Fall gibt der Druckschalter
bei Erreichen des unteren eingestellten Schwellwertes den Endgültigen Befehl zum
Abschalten des Aggregates und zum Abschalten der Bearbeitungsmaschine. Damit ist
die Sicherheit der Anlage gewährleistet. Der Druckschalter ist mit einem Einstellglied
für die Druckgrenzbereiche versehen.
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L e e r s e i t e