DE3810966A1

DE3810966A1 - Vorrichtung und verfahren zur ueberfuehrung einer schrittweisen in eine kontinuierliche translation

Info

Publication number: DE3810966A1
Application number: DE3810966A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Berger; Matthias Dipl Ing Schlieder; Siegfried Dipl Ing Stowasser
Original assignee: Bauakademie der DDR
Current assignee: Bauakademie der DDR
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1988-11-03
Also published as: HUT49541A; FR2613342A1; AU1418088A; DD271619A3; GB2218155A; GB8810427D0; JPS63295398A; US4915281A

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überführung einer schrittweisen in eine kontinuier liche Translation bei hydraulisch oder pneumatisch ge steuerten Horizontal- und Vertikalschritthubvorrichtungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind hydraulische Schritthubvorrichtungen bekannt, bei denen zwei parallel arbeitende Teilsystme gleichzeitig sowohl einen Leer- als auch einen Lasthub ausführen. Der Wechsel von Leer- zu Lasthub erfolgt bei Erreichen einer Endlage der Hubkolben durch Umschalten des ent sprechenden Magnetventils direkt über den zugehörigen End schalter, induktiven Geber o. ä.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die beiden Teilsysteme unabhängig voneinander gesteuert werden, daß durch die fehlende Synchronisation ein zeitlicher Versatz beider Teilsysteme auftritt, der sich derart aufbaut, daß nach wenigen Hüben beide Teilsysteme gegeneinander arbei ten, so daß eine ruckweise Bewegungsform erzeugt wird. Diese Bewegungsform stellt beim Transport von Objekten mit ungünstiger Schwerpunktlage eine Gefährdung dar. Durch ständiges Beschleunigen und Bremsen der Lage wird der Trans portprozeß energetisch und damit auch ökonomisch ungünstig gestaltet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine einfache, robuste und flexible Vorrichtung und ein Verfahren zu finden, welche es ermöglichen, hydraulische und pneumatische Schritthubvorrichtungen derart zu steuern, daß eine kontinuierliche Bewegung längs des gesamten Verschub weges realisiert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Hubbewegungen der Teilsysteme hydraulischer oder pneumatischer Schritt hubvorrichtungen zu synchronisieren und ein nahtloses Aneinanderfügen zweier aufeinander folgender Arbeits hübe von Hubvorrichtungen mit parallel verlaufendem Last- und Leerhub zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus zwei Gruppen oder zwei mechanisch mit einander verbundenen hydraulisch und pneumatisch betä tigten Hubzylindern aufgebaut ist, bei denen an den Kolbenstangenköpfen Klemmechanismen lösbar angebracht sind, daß in den Endlagenbereichen der Kolbenhübe sich je ein Endlagen- und ein Endlagenvorsignalsensor befin den, die die Signale zur Verarbeitung in einer elektro nischen Steuerung liefern, die ihrerseits die Signale zum Ansteuern hydraulischer oder pneumatischer Wegeven tile geben, welche die Beaufschlagung der Kolben auslö sen.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß bei und kurz vor Erreichen der Endlagen der Kolben der parallel arbeitenden Zylinder elektrische Impulse mittels Lage sensoren, elektronischem Geber usw. abgeleitet werden, die dergestalt in einer elektronischen Schaltung verar beitet werden, daß der zuerst die Endlage erreichende leer hebende Kolben in dieser Stellung verharrt, bis der unter Last verschobene Kolben das Vorsignal vor Er reichen seiner Endlage betätigt, wodurch sofort oder verzögert, der in Ruhe befindliche Kolben zum nach folgenden Arbeitshub in Bewegung versetzt wird, wobei ein Verriegelungsvorgang eingeführt werden kann. Erreicht dieser Kolben das Vorsignal der bisherigen Endlage, so wird der andere Kolben, der die bisherige Bewegungsrichtung weiter beibehalten haben kann, zum neuen Leerhub umgesteuert, wobei ein Entriegelungs vorgang zwischengeschaltet wird. Der gleiche Vorgang läuft bei Erreichen der entgegengesetzten Endlage ab.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen da rin, daß durch die kontinuierliche Translation eine erhebliche Energieeinsparung eintritt und daß der Trans port der Lasten mit höchster Sicherheit gewährleistet wird. Die Bedienung einer oder mehrerer Vorrichtungen kann durch eine manuelle Bedienung bzw. durch vollauto matische Steuerung erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung der Vorrichtung,

Fig. 2 bis 4 die zeitlichen Abläufe der Einzelbewegungen und Zustände der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht aus zwei hydraulisch oder pneu matisch betätigten Hubzylindern 3 und 4 die mechanisch über eine Traverse 5 starr miteinander verbunden sind. Dabei kann vorteilhafterweise die Traverse 5 als die Last 6 aufnehmend ausgebildet sein. Sowohl der Kolben stangenkopf des Kolbens 7 als auch der des Kolbens 9 ist mit einem Klemmechanismus 8 bzw. 10 ausgerüstet, der mit dem Lastaufnahmemittel 2 je nach Arbeitsstellung des Kolbens in Eingriff steht.

Anstelle des Klemmechanismus 8; 10 und des Lastaufnahme mittels 2 können auch andere Formen temporörer Verbin dungen zur Umgebung genutzt werden, wie z. B. eine Verbin dung von Vakuumsauger zu einer Wand bzw. Boden. Desweite ren besteht die Möglichkeit, wenn der Boden, die Fahrbahn oder eine Gleitbahn das Lastaufnahmemittel 2 bilden, daß anstelle der Klemmechanismen 8 und 10 durch das Eigenge wicht der zu bewegenden Last 6 eine temporäre kraftschlüs sige Verbindung zum Lastaufnahmemittel 2 herstellbar ist. Ist das Lastaufnahmemittel 2 bei einer vertikalen Transla tion eine Stange oder ein Seil, so kann es in einer je weils rohrförmigen Kolbenstange durch die Vorrichtung ge führt werden.

Für die innere und äußere Lagebestimmung des Kolbens 9 im Zylinder 3 ist je ein Endlagensensor 19 und je ein in axialer Richtung versetzt angeordneter Endlagenvorsignal sensor 20 vorgesehen.

Für die innere und äußere Lagebestimmung des Kolbens 7 im Zylinder 4 ist je ein Endlagensensor 17 und je ein in axialer Richtung versetzt angeordneter Endlagenvorsignal sensor 18 vorgesehen.

Die Sensoren sind über die Signalleitung 23 mit einer elek tronischen Steuerung 11 verbunden.

Vom Behälter 14, in dem sich das jeweilige Fluid befindet, über die Pumpe 13 und die Wegeventile 15 und 16 werden über die Fluidleitung 24 die Hubzylinder 3 und 4 mit Fluid be aufschlagt.

Die elektronische Steuerung 11 ist über den Verstärker 12 mit der Fluidsteuerung verbunden.

Das Verfahren zur Überführung einer schrittweisen in kontinuierliche Translation bei zwei mechanisch gekop pelten Hubzylindern 3 und 4 erfolgt durch ihr zeitlich paralleles Arbeiten. Wenn der Kolben des Hubzylinders dessen am Kolbenstangenkopf angeordneter Klemmechanis mus sich am Lastaufnahmemittel 2 im Eingriff befindet und einen Lasthub ausführt, führt der Kolben des an deren Hubzylinders einen Leerhub aus, wobei dieser schneller vollzogen wird als der Lasthub.

Die Signale der Endlagenvorsignal- und Endlagensensoren, ausgelöst durch den Bewegungszustand des Kolbens im Zy linder, werden der elektronischen Steuerung 11 zuge leitet und derart verarbeitet, daß der Kolben, der einen Leerhub ausgeführt hat, bei Erreichen der jeweiligen Endlage in dieser verbleibt, bis der andere Kolben, der bisher einen Lasthub ausgeführt hat den Endlagenvorsig nalsensor seiner angestrebten Endlage erreicht hat. Der Klemmechanismus des sich in Ruhe befindlichen Kol bens wird mit dem Lastaufnahmemittel 2 in Eingriff ge bracht und zu einem neuen Lasthub in Bewegung gesetzt, während bei dem Kolben der bisher einen Lasthub ausge führt hat bei Erreichen des Endlagensensors der Klemm mechanismus gelöst. Die Bewegungsrichtung des Kolbens zu einem Leerhub wird in dem Augenblick umgekehrt wenn der Kolben, der den neuen Lasthub ausführt, den Endla genvorsignalsensor der bisherigen Endlage passiert.

In Fig. 1 hat der Kolben 7 des Hubzylinders 4 die End lage erreicht, was durch den Sensor 17 angezeigt wird und über die elektronische Steuerung 11 und das Wege ventil 15 seine Ruhestellung 22 bewirkt. Der Klemmecha nismus 8 ist nicht am Lastaufnahmemittel 2 in Eingriff.

Der Kolben 9 des Zylinders 3 befindet sich noch in Be wegungsrichtung 21 unter Last und hat den Endlagenvor signalsensor 20 noch nicht erreicht, der Klemmechanis mus 10 ist im Eingriff am Lastaufnahmemittel 2.

In Fig. 2 hat der Kolben 9 den Endlagenvorsignalsensor 20 erreicht, was nach Signalverarbeitung bewirkt, daß sich der Kolben 7 des Hubzylinders 4 in Bewegungsrich tung 22 setzt und gleichzeitig der Klemmechanismus 8 in das Lastaufnahmemittel 2 eingreift.

In Fig. 3 ist der Kolben 9 in Endlage dargestellt. Der Klemmechanismus 10 ist geöffnet, Kolben 7 ist in Be wegung und führt einen Lasthub aus (Bewehrungsrichtung 22).

Mit Erreichen des Endlagenvorsignalsensors 18 (Fig. 4) durch den Kolben 7 setzt sich der Kolben 9 des Hubzylin ders 3 zum Leerhub (Bewegungsrichtung 21) in Bewegung. Bei Erreichen der äußeren Endlagen wird der gleiche Zyklus ausgeführt, wobei die Funktion, die bisher Hub zylinder 3, Kolben 9 und Klemmechanismus 10 inne hatten, durch Hubzylinder 4 Kolben 7 und Klemmechanismus 8 über nommen wird.

Sind jeweils mehrere Hubzylinder, deren Kolben den Leer- bzw. Lasthub durchführen, mechanisch gekoppelt und be sitzen sie einen gemeinsamen Klemmechanismus wird das Signal des Endlagensensors des Einzelkolbens, der den Leerhub ausführt, zur Ruhestellung desselben verwendet und das Signal des Endlagenvorsignalsensors des letzten Kolbens im Lasthub, der diese Stellung erreicht, kommt zur Verarbeitung und leitet den neuen Lasthub ein. Das Signal des Endlagensensors des letzten Kolbens, der bisher unter Last stand, versetzt diesen in Ruhe und das Öffnen der Klemmechanismen und das Signal des Endlagen vorsignalsensors des letzten neu unter Last stehenden Kolbens leitet den Leerhub ein.

Eine weitere Variante des Verfahrens ist, daß alle Hub zylinder je einen gemeinsamen Sensor pro Lage besitzen.

Werden in Translationsrichtung 1 zwei Vorrichtungen unter Verwendung eines Seiles als Lastaufnahmemittel 2 bei horizontaler Translation eingesetzt, so wird zuerst eine gegenläufige Arbeitsrichtung der Teilsysteme durch die Spannung des Seiles vorliegen, bevor die Transla tion in der vorgegebenen Richtung vorgenommen wird.

Bezugszeichen für Vorrichtung und Verfahren zur Überführung einer schrittweisen in eine kontinuierliche Translation 1 Translationsrichtung
2 Lastaufnahmemittel
3 Hubzylinder
4 Hubzylinder
5 Traverse
6 Last
7 Kolben
8 Klemmechanismus
9 Kolben
10 Klemmechanismus
11 Steuerung
12 Verstärker
13 Pumpe
14 Behälter
15 Wegeventil
16 Wegeventil
17 Endlagensensor
18 Endlagenvorsignalsensor
19 Endlagensensor
20 Endlagenvorsignalsensor
21 Bewegungsrichtung - Kolben 9
22 Bewegungsrichtung - Kolben 7
23 Signalleitung
24 Fluidleitung

Claims

1. Vorrichtung zur Überführung einer schrittweisen in eine kontinuierliche Translation, dadurch gekennzeich net, daß zwei hydraulisch oder pneumatisch betätigte Hubzylinder (3 und 4) mechanisch starr miteinander verbunden sind, daß an den Kolbenstangenköpfen der Kolben (7 und 9) Klemmechanismen (10 und 8) lösbar angeordnet sind, daß sich in den Endlagenbereichen der Kolbenhübe je ein Endlagensensor (19 und 17) und je ein in axialer Richtung versetzt angeordneter End lagenvorsignalsensor (20 und 18), die mit einer elek tronischen Steuerung (11) verbunden sind, befindet, durch deren Signale auf die hydraulischen oder pneu matischen Wegeventile (15; 16) die Kolben (7 und 9) im Wechsel mit einem Fluid beaufschlagbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere hydraulisch oder pneumatisch betätigte Hubzylinder (3 und 4) miteinander verbunden sind.

3. Verfahren zur Überführung einer schrittweisen in eine kontinuierliche Translation unter Verwendung der Vor richtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zwei mechanisch gekoppelte Hubzylinder zeitlich parallel arbeiten, wobei der Kolben des Hubzylinders dessen am Kolbenstangenkopf angebrachter Klemmecha nismus sich am Lastaufnahmemittel im Eingriff befind det, einen Lasthub ausführt, während der Kolben des anderen Hubzylinders einen Leerhub durchführt, der schneller vollzogen wird als der Lasthub, daß die Signale der Endlagenvorsignal- und Endlagensensoren in einer elektronischen Steuerung derart verarbeitet werden, daß der Kolben, der einen Leerhub ausgeführt hat, bei Erreichen der jeweiligen Endlage in dieser verbleibt, bis der Kolben der bisher einen Lasthub angeführt hat, den Endlagenvorsignalsensor seiner an gestrebten Endlage erreicht, daß hierauf der Klemm mechanismus des in Ruhe befindlichen Kolbens in Eingriff gebracht wird und sich zum neuen Lasthub in Bewegung setzt, während bei dem bisher den Lasthub ausführenden Kolben bei Erreichen des Endlagensensors der Klemmechanismus gelöst und die Hubrichtung zum neuen Leerhub umgekehrt wird, wenn der Kolben, der den neuen Lasthub ausführt den Endlagenvorsignalsensor der bisherigen Endlage passiert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß mehrere mechanisch gekoppelte Hubzylinder zeitlich parallel arbeiten.