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Steuerungsgetriebe mit elektrischem Antrieb für durch ein Druckmittel
angetriebene - insbesondere hydraulische - Schmiedepressen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Steuerungsgetriebe mit elektrischem Antrieb für durch ein Druckmittel
angetriebene - insbesondere hydraulische - Schmiedepressen.
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Bei den bekannten Steuerungen werden die Ventile für das Druckmittel
oder für hydraulische Hilfsvorrichtungen zum Betätigen der Hauptventile für das
Druckmittel unmittelbar durch den Steuermann der Maschine bewegt. Die hierbei zu
überwindenden Kräfte und Kraftwege sind verhältnismäßig hoch, so daß der Steuermann
körperlich stark in Anspruch genommen ist. Er wird daher bei der Betätigung der
Steuerung leicht ermüden und kann den Arbeitsvorgang an der Arbeitsmaschine nicht
mit der nötigen. Aufmerksamkeit verfolgen. Es be-
steht infolgedessen die
Gefahr, daß Fehlsteuerungen vorkommen, bei denen, z. B. an Schmiedepressen größeren
Ausmaßes, dieSchmiedekrane und ihre Teile beschädigt werden können. DieTragkraft
der Schmiedekrane beträgt z. B. nur etwa 1/4o bis 1/oo der in der Presse erzeugten
Preßkraft, so daß die Überleitung auch nur eines Bruchteiles dieser Kraft auf das
am Kranhaken hängende Schmiedestück infolge einer Fehlsteuerung schwerwiegende Folgen
haben kann.
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Um bei einem unvorhergesehenen Ausbleiben des elektrischen Stromes
im Netz ein Durchgehen der Presse zu vermeiden, wird erfindungsgemäß für das Steuerungsgetriebe
neben dem elektrischen Antrieb ein weiterer, jedoch nicht elektrischer Antrieb zum
Zurückholen
des Getriebes in die Nullstellung beim Aussetzen des elektrischen Stromes im Netz
vorgesehen.
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Der elektrische Antrieb des Steuerungsgetriebes arbeitet zweckmäßig
gegen einen Kraftspeicher, der beim Aussetzen des elektrischen Stromes das Steuerungsgetriebe
selbsttätig in. die Ausgangsstellung zurückführt. Damit der raftspeicher nicht bereits
dann in Tätigkeit tritt, wenn. der Elektromotor im Zuge der bestimmungsmäßigen Bewegung
des Steuerungsgetriebes absichtlich stromlos gemacht wird, ist zweckmäßig eine elektromagnetische
Bremse vorgesehen, die beim Stillsetzen des elektrischen Antriebes das Steuerungsgetriebe
selbsttätig bremst, beim Wiedereinschalten des elektrischen Antriebes sich dagegen.
selbsttätig wieder löst. Beim Aussetzen des elektrischen Stromes im .Netz wird selbstverständlich
auch die elektromagnetische Bremse stromlos und das Steuerungsgetriebe durch den
Kraftspeicher zwangläufig in die Nullstellung zurückgeholt. Die elektromagnetische
Bremse kann willkürlich gelöst werden, damit das Steuerungsgetriebe auch entsprechend
dem Arbeitsverlauf an der Maschine willkürlich in die Nullstellung zurückgeführt
werden kann.
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Das Steuerungsgetriebe besteht zweckmäßig aus einer Zahnstange, die
über Zwischenglieder die Ventile für das Druckmittel betätigt und in der Richtung,
in der sie zur Steuerung des Arbeitsganges der Arbeitsmaschine bewegt werden muß,
durch einen Elektromotor angetrieben. wird, während sie in der anderen Richtung
bis zur Nullstellung des Steuerungsgetriebes durch den vom Elektromotor vorher gespannten
Kraftspeicher und aus der Nullstellung weiter bis in die der Rückgangsbewegung der
Arbeitsmaschine entsprechende Steuerstellung durch einen Elektromagneten getrieben
wird. Man könnte selbstverständlich auch den Kraftspeicher so bemessen, daß er in
der Lage ist, die Steuerung aus der Arbeitsstellung bis in die Steuerendstellung
für den Rückgang der Arbeitsmaschine zu bewegen; der Kraftspeicher würde jedoch
in diesem Falle einen Motor zu hoher Leistung voraussetzen, so. daß es zweckmäßig
ist, die Bewegung der Zahnstange aus der Nullstellung in die Stellung für Rückgang
durch einen. Elektromagneten zu bewirken.
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Bei dem Steuerungsgetriebe nach der Erfindung wird der Elektromotor,
nachdem er das Steuerungsgetriebe aus der Nullstellung in diejenige Stellung gebracht
hat, bei der der Preßstempel sich ohne Preßdruck auf das Schmiedestück setzt, selbsttätig
stillgesetzt. Dadurch wird vermieden, daß der Steuermann die Presse zu früh unter
Preßdruck setzt; es bedarf vielmehr eines nochmaligen Schaltimpulses, um das Steuerungsgetriebe
in diejenige Lage zu bringen, bei der die Presse Preßdruck erhält. Nach Öffnung
des Preßwassereinlaßventils des oder der Preßzylinder wird der Elektromotor selbsttätig
wieder stillgesetzt.
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Der elektrische Strom zu den einzelnen Teilen des Steuerungsgetriebes
wird zweckmäßig durch eine Meisterschaltwalze geschaltet. Der Hebel einer solchen
Schaltwalze macht so kleine Wege und ist so leicht zu bedienen, daß es hierzu keiner
körperlichen Anstrengung des Steuermannes bedarf.
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Die einzelnen von der Presse am Schmiedestück auszuführenden Arbeiten,
wie Vorschmieden, Grobschlichten, Feinschlichten, Einrollen, Abhauen, und Formschmieden,
können also mühelos gesteuert werden. Man könnte zwar auch den elektrischen Strom
durch Druckknöpfe schalten, jedoch hat die Meisterschaltwalze den Vorteil, daß die
Bewegungen ihres Bedienungshebels sinnfällig zu den Bewegungen des Preßstempels
sind. Für die elektromagnetische Bremse des Steuerungsgetriebes kann gegebenenfalls
ein Druckknopfschalter neben oder an dem Hebel der Meisterschaltwalze vorgesehen
werden.
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In der Zeichnung sind in. Abb. i und 2 Ausführungsbeispiele gemäß
der Erfindung schematisch dargestellt.
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Gemäß Abb. 3 bis io besteht das Steuerungsgetriebe aus einer angetriebenen
Welle i, deren Drehmomente die Hubkräfte zum Betätigen der Ventile für das Druckmittel
zu der Schmiedepresse abgeben. Der Einfachheit halber wurde angenommen, daß auf
der Welle i zwei doppelarmige Hebel 3a und 3b fest angeordnet sind, die mit ihren
freien Enden auf die Ventile einwirken.
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PE bezeichnet das Preßwassereinlaßventil für den Preßzylinder, PA
das Abwasserventil für den, Preßzylinder, RE das Preßwassereinlaßventil für den
Rückzugszylinder und RA das Abwasserventil für den Rückzugszylinder.
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Die Welle T wird durch eine Zahnstange 2 getrieben, und zwar über
ein verzahntes Segment 4. Die Zahnstange wiederum erhält ihren Antrieb über ein
in ihre Verzahnung eingreifendes Ritzel 5 und ein Zwischengetriebe 6 von einem Elektromotor
7. Auf der Zahnstange 2 sitzt, fest mit ihr verbunden, ein Bund B. Zwischen diesem
Bund 8 und einer von der Zahnstange unabhängigen festen Anlage 9 ist eine Feder
io vorgesehen, die die Zahnstange 2 im Sinne der Abb. i nach rechts zu verschieben
sucht. Die Zahnstange 2 kann durch eine elektromagnetisch betriebene Bremse i i
abgebremst werden.
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Es sei angenommen, daß das Steuerungsgetriebe in der Nullstellung
sich befindet. Wird nun mittels des Bedienungshebels einer Meisterschaltwalze der
Motor 7 unter Strom gesetzt, so treibt er die Zahnstange 2 nach links, wobei zunächst
das Ventil RA angehoben wird. Gleichzeitig ist die Feder io um ein gewisses Maß
gespannt worden. Sobald das Ventil RA angehoben ist, wird der Motor 7 durch eine
entsprechende elektrische Schaltung selbsttätig stillgesetzt, während gleichzeitig
der Elektromagnet der Bremse i i unter Strom gesetzt wird und die Zahnstange :2
in der erreichten Lage festhält. Der Preßstempel geht nunmehr unter seinem eigenen
Gewicht nach abwärts und setzt sich auf das Schmiedestück auf. Nach nochmaliger
gleichsinniger Hebelbewegung wird der Motor 7 wieder unter Strom gesetzt sowie die
elektromagnetische Bremse gleichzeitig und selbsttätig stromlos gemacht. Die Zahnstange
2 wird sodann durch den Elektromotor
noch weiter nach links verschoben,
so daß auch das Ventil P" angehoben wird und die Presse nunmehr Preßdruck erhält.
Sobald das Ventil P" geöffnet ist, wird der Motor selbsttätig stillgesetzt und die
elektromagnetische Bremse i i in Tätigkeit gesetzt.
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Soll das Ventil PE wieder geschlossen werden., so wird die elektromagnetische
Bremse i i stromlos gemacht, und die Zahnstange 2 kehrt unter der Wirkung der Feder
io in die Nullstellung zurück, in der alle Druckventile geschlossen sind. Soll der
Preßstempel zurückgezogen werden, so wird durch entsprechende Einstellung der Meisterschaltwalze
der Elektromagnet 12 eingeschaltet, der die Zahnstange 2 nach rechts zieht, wobei
das Ventil RE und das Ventil PA geöffnet werden. Nach Beendigung des Rückganges
wird die Zahnstange :2 durch den Motor 7 in die Nullstellung zurückgeführt.
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Eine Ausführung für eine elektrische Steuerung, mit welcher Motor
7, Magnet 12 und elektrische Bremse ii geschaltet werden., ist in Abb. io wiedergegeben.
Der Strom wird durch die beiden Leitungen. 15 und 16 vom Netz aus zugeführt, wobei
die Leitung 15 über einen Schalter 24 an das Schleifsegment 17 gelegt ist, während
das Schleifsegment 18 unmittelbar mit der Leitung verbunden ist. Der Schalthebel
21 trägt die Schleifkontakte i9 und 2o. Mit 22Q bis 22, sind die Kontakte für die
Stromzuführung zum Motor 7 bezeichnet, während über die Kontakte 23, bis
23, die elektrische Bremse i i und durch den Kontakt 23d der Magnet 12 gespeist
wird. Mit der Schalteranordnung 24, 25, 26, 27 wird der Motorzuleitungsstrom beim
Rückgang des Schalthebels von Stellung IV auf Stellung i ausgeschaltet.
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Steht der Hebel 21 in der Stellung IQ, so ist der Motor stromlos,
und lediglich der Magnet 12 erhält über 16, 18, 23d Strom. Diese Stellung des Hebels
21 und des Segmentes 4 entspricht der Stellung i in Ab-b. 6. Schwenkt man nunmehr
den Hebel 21 linksdrehend aus, so wird der Magnet 12 stromlos, und es wird ein Kontakt
zwischen 22, und 17 über i9 hergestellt. Der Motor 7 erhält also Strom und zieht
dadurch die Zahnstange nach links in Abb. io. Schwenkt nunmehr der Hebel 21 noch
weiter, so wird der Kontakt zwischen. 22Q und 17 wieder unterbrochen, der Motor
also stromlos. Zu gleicher Zeit erhält die Bremse i i über 16, 18, 23, Strom, so
daß sie die Zahnstange 2 festhält. Damit verbleibt die Zahnstange in der Stellung
II aus Abb. 7.
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Eine weitere Drehung des Hebels 21 entgegen dem Uhrzeigersinn gibt
dem Motor 7 über 17, 19, 22b einen weiteren Impuls, wobei zugleich die Stromzuführung
zur Bremse ii über 23, unterbrochen wird. Ist der Hebel 21 in Stellung IIIQ angelangt,
so ist der Motor 7 wiederum stromlos und die Bremse i i über Kontakt 23b eingeschaltet.
Die Ventilstellung ist diejenige (III) nach Abb. B.
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Eine nochmalige Linksdrehung des Hebels 21 bringt die Zahnstange 2
schließlich in ihre Endlage, wobei der Motor über 22, Strom erhält und die Endlage
durch Bremse i i über Kontakt 23a gesichert wird. Zu gleicher Zeit schaltet Handhebel
21 das Schaltgestänge 26, 27, so daß das Schleifsegment 17 stromlos wird.
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Beim Rückwärtsgang, also beim Aufwärtsgang der Presse, sichert die
aufgespeicherte Kraft der Feder io den Zurückgang der Steuerung. Der Motor bleibt
stromlos, da der Schalter 24 das Segment 17 abgeschaltet hat. Erst wenn der Hebel
21 wieder gegen den Anschlag 27 drückt, wird die Stromzufuhr wiederhergestellt.
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Der Kontakt 23d kann beim Zurückführen den Magneten 12 über ein Zeitrelais
einschalten.; der Hilfsmagnet unterstützt dann das Zurückholen der Zahnstange 2.
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Wenn beim Schalten der Presse der Hebel 21 nicht bis in die Stellung
IV" geschwenkt wurde und danach wieder zurückbewegt werden soll, so kann der durch
Federkraft bewirkte Rückgang der Steuerung auch vor dem Einschalten des Hilfsmagneten
12 motorisch unterstützt werden, und zwar durch eine Motorumsteuerung 28.
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Eine nicht so vollkommene Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe zeigt das Ausführungsbeispiel nach Abb. z. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Segment 4 unmittelbar durch das Ritzel 5 angetrieben, und der Elektromotor
13 ist ein Reversiermotor. An seiner Stelle könnte auch für jede Drehrichtung j
e ein besonderer Motor vorgesehen werden. Die selbsttätige Zurückführung des Steuerungsgetriebes
in die Nullstellung, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i, ist bei dieser
zweiten Ausführungsform zwar nicht vorhanden, dafür ist auf der Welle i ein besonderer
Hebel 14 vorgesehen., mit dem der Steuermann beim Aussetzen. des elektrischen Stromes
im Netz die Steuerung in die Nullstellung zurückholen kann.