DE2559212A1

DE2559212A1 - Hydraulisches steuergeraet fuer das verschieben eines beweglichen arbeitsmittels bei einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2559212A1
Application number: DE19752559212
Authority: DE
Inventors: Paul Cailloux
Original assignee: Promecam Sisson Lehmann SA
Current assignee: Promecam Sisson Lehmann SA
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1976-07-22
Also published as: BE837690A; NL7600563A; AU8792275A; AU491952B2; FR2297718B1; US3982417A; JPS5197076A; JPS56159B2; CH598493A5; FR2297718A1; CA1031659A

Description

Hydraulisches Steuergerät für das Verschieben eines beweglichen Arbeitsmittels bei einer Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft Steuereinrichtungen, wie sie an bestimmten Werkzeugmaschinen vorgesehen sind, um die Verschiebung des beweglichen Arbeitsmittels dieser Maschinen herbeizuführen, z.B. des beweglichen Tisches einer Biegepresse oder einer Hydraulikschere.

Die modernen Maschinen dieser Art besitzen im allgemeinen ein hydraulisches Steuergerät, das ausserordentlich kompliziert aufgebaut ist, denn es muß mehrere verschiedene Funktionen ausüben. Der bewegliche Tisch solcher Maschinen muß nämlich nacheinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden, im vorliegenden Falle mit einer hohen Anfahrgeschwindigkeit und einer niedrigen Ar-

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beitsgeschwindigkeit. Ausserdem soll der Tisch schließlich noch in der Endstellung, deren Lage einstellbar ist, angehalten werden.

Für die Lösung dieser Aufgabe sind im wesentlichen zwei Lösungen verwirklicht. Bei der ersten Lösung ist eine einzige Steuerpumpe in dem. Hydraulikkreis vorgesehen, deren konstante Förderleistung entweder auf einen Arbeitszylinder oder eine Gruppe von Arbeitszylindern mit geringem Querschnitt gegeben wird, wodurch eine als Anfahrgeschwindigkeit bezeichnete hohe Geschwindigkeit erzeugt wird, oder in eine Gruppe von Arbeitszylindern, deren Gesamtquerschnitt sehr viel grosser ist, damit sich eine sehr viel geringere, als Arbeitsgeschwindigkeit bezeichnete Geschwindigkeit ergibt.

Eine zweite Lösung beruht darauf, daß eine einzige Gruppe von Ärbeitszylindern benutzt wird, die nacheinander von zwei Pumpen gespeist werden, nämlich von einer als Anfahrpumpe bezeichneten Pumpe, die bei niedrigem Druck eine hohe Förderleistung hat und einer als Arbeitspumpe bezeichneten Pumpe, die bei hohem Druck eine geringe Förderleistung besitzt.

In beiden Fällen weist das Steuergerät eine Vorrichtung auf, mit der die niedrige Geschwindigkeit eingeschaltet werden kann, wenn der bewegliche Maschinentisch in seine Arbeitsstellung gelangt. Im allgemeinen besteht diese Vorrichtung aus einem Ventil, das in dem Hydraulikkreis die erforderlichen Änderungen herbeizuführen vermag und zwar aufgrund der Druckzunahme, die sich in diesem' Kreise einstellt, wenn der bewegliche Tisch effektiv zu arbeiten beginnt.

Die Vorrichtung, die den beweglichen Tisch in Endstellung

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automatisch anzuhalten vermag, kann aus einem als "hydraulischer Anschlag" bezeichneten Gerät bestehen, das die Wirkung der Antriebszylinder abzustellen vermag, dabei aber den Druck aufrechterhält, so lange der Bedienungsmann den Rücklauf des beweglichen Tisches nicht betätigt hat.

Unter diesen Umständen weisen die derzeit üblichen Steuergeräte verschiedene Einzelgeräte auf, deren jedem eine spezielle Funktion zukommt. Aus diesem Grunde sind solche Geräte verhältnismässig kompliziert und kostspielig. Ausserdem beanspruchen sie viel Platz, und beim Auftreten von Störungen müssen mehrere Demontagen und Kontrolluntersuchungen vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät zu entwickeln, das sehr viel einfacher aufgebaut ist, trotzdem aber in der Lage ist, die gleichen Funktionen auszuüben wie die bisher benutzten Geräte. Das Gerät soll ausserdem eine Anzahl bedeutender Verbesserungen aufweisen.

Das Gerät besitzt ein einziges Wegeventil, in dem sich ein Schieber befindet, der entweder von dem Bedienungsmann oder durch eine Mechanik betätigt werden kann, die von einem, dem anzutreibenden beweglichen Arbeitsmittel zugeordneten Organ oder mehreren getrennten, dem genannten Arbeitsmittel zugeordneten Organen gesteuert werden kann und die so eingerichtet ist, daß die zeitlich nacheinander einsetzende Wirkung dieser Organe unterschiedliche Vorgänge an dem Schieber hervorruft, wobei die einander zugeordneten Verbindungskanäle in dem Schieber und in dem Gehäuse des Wegeventils so angeordnet sind, daß die Betätigung des Schiebers durch den Bedienungsmann stufenlos den Eilgang wirksam

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werden läßt, und daß die weiteren nachfolgenden Betätigungen des Schiebers durch die Steuervorrichtung eine Geschwindigkeitsänderung bzw. das Anhalten des anzutreibenden beweglichen Arbeitsmittels in der Endstellung zur Folge haben.

Bei einer speziellen Ausführungsform wird der Schieber von zwei Stößeln betätigt, von denen der eine von dem Bedienungsmann gesteuert wird und der andere mit einer mechanischen Steuerung verbunden ist, die durch die Bewegung des gesteuerten Elements beeinflußt wird.

Nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung weist das Wegeventil eine innenliegende hydraulische Einrichtung auf, die auch die Verschiebung des Ventilschiebers in die Position für langsame Bewegung zu bewirken vermag, und zwar infolge einer Druckerhöhung in dem Hydraulikkreis, die dann eintritt, wenn die eigentliche Tätigkeit des zugeordneten beweglichen Teils der Werkzeugmaschine einsetzt.

Das einzige Wegeventil des Geräts übt demnach allein die Funktionen aus, die üblicherweise auf mehrere getrennte Organe verteilt sind. Das Bedeutet aber eine erhebliche Vereinfachung dieses Geräts. Daneben weist das Gerät noch eine Anzahl weiterer Verbesserungen auf, die in der nachfolgenden Beschreibung hervorgehoben werden. Die Beschreibung dient zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und die zugehörigen Zeichnungen stellen folgendes dar:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das einzige Wegeventil des vorliegenden Geräts, wobei das Wegeventil sich in siner Ausgangslage befindet;

Fig. 2 eine Ansicht mit Schnitt durch die dem Wegeventil

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zugeordnete mechanische Steuerung;

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, in der das Wegeventil in seiner dem Antrieb des zu steuernden Teils im Eilgang entsprechenden Stellung steht;

Fig. 4 einen Teilschnitt bei einer anderen Stellung des Wegeventils für einen Zwischenwert der Geschwindigkeit;

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, in der das Wegeventil in seiner dem Antrieb des zu steuernden Teils mit der geringen Arbeitsgeschwindigkeit entsprechenden Stellung steht;

Fig. 6 eine ähnliche Stellung, wobei das Wegeventil sich in seiner der Endlage zugeordneten Stellung befindet;

Fig. 7 die perspektivische Ansicht eines Details;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 und 10 Teilansichten im Schnitt durch eine abgeänderte Ausfuhrungsform des Wegeventils nach Fig. 1, das der Verwendung einer einzelnen Gruppe von Arbeitszylindern angepaßt ist, die von zwei Pumpen gespeist werden, wobei Fig. 9 das Wegeventil in der Anfahrstellung wiedergibt, Fig. 10 dagegen in der Arbeitsstellung.

Bei der dargestellten Ausführung dient das erfindungsgemäße Gerät dazu, den Antrieb und die Steuerung des beweglichen Tisches 1 einer Werkzeugmaschine, etwa einer Biege-

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maschine, zu bewirken. Bei dem in den Fig. 1 bis 8 wiedergegebenen Beispiel erfolgt der Antrieb dieses Tisches durch zwei getrennte Gruppen von Arbeitszylindern, nämlich einen Arbeitszylinder 2 für den Antrieb im Eilgang zum Anfahren und mindestens einen Arbeitszylinder 3 für den Antrieb des Tisches mit niedrigerer Geschwindigkeit zur Ausübung der vorgesehenen Arbeit, im vorliegenden Falle etwa des Biegens eines Bleches.

Dazu sind die Arbeitszylinder dieser beiden Gruppen mit unterschiedlichen Kennwerten ausgeführt und weisen insbesondere unterschiedliche Querschnitte auf.

Wie bereits erwähnt, besitzt das Steuergerät ein einziges Wegeventil, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehen ist. Das Wegeventil umschließt einen Schieber 5, und das Ventilgehäuse weist drei seitliche, die Verbindung mit der Umgebung herstellende Öffnungen auf, nämlich:

- eine erste Öffnung 6, die durch eine Leitung 7 mit der Pumpe 8 des Hydraulikkreises verbunden ist, wobei der Arbeitszylinder 2 über eine Zweigleitung 9 an die Leitung 7 angeschlossen ist;

- eine zweite Öffnung 10, an die eine Leitung 11 angeschlossen ist, die für die Versorgung des oder der Arbeitszylinder 3 zu sorgen hat, die ihrerseits im übrigen über eine weitere, mit einem Rückschlagventil 14 versehene Leitung an den Hydraulikbehälter 12 angeschlossen ist;

- schließlich eine dritte Seitenöffnung 15, die durch eine Leitung 16 mit dem Behälter 12 verbunden ist.

Den Enden des Schiebers 5 gegenüberstehend sind zwei Ventil-

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stößel 17 bzw. 18 vorgesehen. Der erstgenannte Stößel stellt das Hauptsteuerorgan für diesen Schieber dar und wird von dem Bedienungsmann an der Maschine betätigt. Der andere Stößel 18 bildet das zusätzliche Steuerorgan, das auf den Schieber 5 wirkt, um bestimmte Vorgänge, die von dem vorliegenden Wegeventil ausgeübt werden, in Abhängigkeit von festgelegten äusseren Bedingungen zu modifizieren.

Der Hauptventilstößel 17 besteht aus einem Kolben, der durch den Druck aus einer an eine hinter diesem Kolben liegenden Kammer 20 angeschlossenen Steuerleitung 19 betätigt wird. Die Steuerleitung 19 kann mit dem Haupthydraulikkreis der Maschine zusammenhängen. Sie kann beispielsweise einen Hydraulik-Hauptzylinder 21 aufweisen, wie sie auch bei den Öldruckbremsen in Kraftfahrzeugen verwendet werden; der Hauptzylidner wird von einem Steuerpedal 22 betätigt, das der Bedienungsmann der Maschine niederdrücken kann. Der Hauptzylinder 21 steht mit einem Ausdehnungsgefäß 23 in Verbindung. Im übrigen ist ein hydraulischer Akkumulator 24 in einen Zweig der Leitung 19 gelegt.

Wenn der Bedienungsmann das Pedal 22 betätigt, wird der Steuerkolben 17 in Richtung des Pfeils F bewegt und drückt den Schieber 5 in gleiche Richtung. Diese hydraulische Steuerung kann aber auch durch eine mechanische oder elektromechanische Steuerung ersetzt werden, die die Verschiebung des Stößels 17 herbeiführt.

Eine Feder 25 hält den Schieber 5 in seiner Ruhelage an einem beweglichen Anschlag 26 fest, der sich seinerseits gegen das entsprechende Ende 27 der Ventilkammer des Wegeventils 4 legt. Der bewegliche Anschlag läßt sich in einem Schlitz verschieben, der in dem entsprechenden Ende des Steuerkolbens 17 ausgebildet ist. Wie Fig. 7 zeigt, hat dieser An-

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_ Q —.

schlag insgesamt die Form eines H, dessen mittlerer Steg sich gegen die Innenfläche des Schlitzes 28 legt, damit dieses Teil sich an dem entsprechenden Ende des Kolbens 17 hin und herbewegen kann.

Durch den Schieber 5 führt eine Axialbohrung 29, die sich über den grösseren Teil der Kolbenlänge erstreckt, tritt aber nicht an dem Ende 30 des Schiebers aus, das dem zusätzlichen Steuerstößel 18 zugewandt ist. Der Schieber weist zwei Gruppen Öffnungen 31 und 32 auf, die nach innen in die Schieberbohrung 29 führen. Das Schieberende 30 weist eine v/eitere Gruppe öffnungen 33 auf, die in eine Ausnehmung 34 münden, die am äussersten Ende des Schieberendes ausgebildet ist. Diese verschiedenen Gruppen von öffnungen spielen eine Hauptrolle bei der Arbeitsweise des Geräts, und zwar in Verbindung mit den öffnungen 6, 10, 15 des Ventilgehäuses und zwei in dem Gehäuse angebrachten Innenflanschen 35 und 36.

An seinem dem beweglichen Anschlag 26 zugewandten Ende nimmt die Bohrung 29 des Schiebers 5 einen kleinen Kolben 37 auf, der den genannten Anschlag in noch näher zu beschreibender Weise zurückschiebt.

Der Schieber 5 weist im übrigen auch einen insgesamt mit 38 bezeichneten Stoßdämpfer auf, der die Stabilität der Arbeitsweise des Geräts verbessern soll. Dieser Stoßdämpfer wird durch eine Gruppe Öffnungen 39 gebildet, die in einen Flansch 40 des Schiebers 5 geschnitten sind und die durch eine ringförmige Ventilklappe 41, die unter dem Einfluß einer Feder 42 steht, abgedeckt werden.

Ferner befindet sich in dem Gehäuse des Wegeventils ein der Ventilklappe 41 gegenüberliegender ringförmiger Stößel 43,

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der sich auf die Ventilklappe 41 legen kann, um den Flansch 40 des Schiebers durch die Wirkung von vier kleinen Kolben 44 unter bestimmten Bedingungen zurückzuschieben. Die Kolben 44 sind über Kreuz in Bohrungen 45 verschieblich angeordnet; die Bohrungen befinden sich in der Wanddicke einer Schulter 44a des Gehäuses des Wegeventils und die Enden dieser dem ringförmigen Stößel 43 gegenüberliegenden Bohrungen öffnen sich in einer ringförmige Kammer 46, die sich im Bereich der Öffnung 6 befindet .

Wie weiter unten näher erläutert werden wird, dienen die Kolben 44 und der Stößel 43 dazu, die Änderung der Antriebsgeschwindigkeit des beweglichen Tisches 1 unter dem Einfluß der Druckerhöhung zu steuern, die in dem Hydraulikkreis von dem Augenblick an auftritt, in dem dieser Tisch in Tätigkeit tritt. Dieses System soll somit die gleiche Wirkung ausüben wie das üblicherweise in den heutigen hydraulischen Geräten vorgesehene spezielle Ventil für die Steuerung derartiger Maschinen.

Wie bereits erwähnt, bildet der Stößel 18 ein zusätzliches Steuerorgan zum Modifizieren zumindest bestimmter Steuerungen, die von dem vorliegenden Wegeventil bewirkt werden und zwar unter ganz bestimmten äusseren Umständen. Zu diesem Zweck wird der Schieber selbst von der in Fig. 2 wiedergegebenen mechanischen Vorrichtung gesteuert. Diese Vorrichtung weist einen um eine feste Achse 48 schwenkbaren Stellhebel 47 auf, dessen eines Ende den Stößel beaufschlagt, während das andere bei 49 an eine Betätigungsstange 50 angelenkt ist. Diese Stange wird ihrerseits in unabhängiger Weise von zwei Organen, die an dem beweglichen Tisch 1 oder genauer gesagt an einem mit dem Tisch starr verbundenen Querträger 51 angebracht sind, gesteuert, um den Stößel 18 des Wegeventils zu betätigen, bzw. ent-

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weder wenn die Tischgeschwindigkeit geändert werden soll oder wenn der Tisch in seine Endstellung gerät.

Das erste der beiden Steuerorgane besteht aus einem kleinen beweglichen Stab 52, der mit einer Spindel 53 an dem Querträger 51 des Tisches 1 angebracht ist; die Spindel 53 wird mit einem Handgriff 54 bewegt, so daß die Position des Stabes 52 einstellbar zu verändern ist. Bei der Bewegung des Tisches 1 gleitet eine der Längskanten des Stabes an einer an einer feststehenden Halterung 56 angebrachten Führungsrolle 55 entlang. An der anderen Kante des Stabes 55 befindet sich eine schräge Führungsfläche 57, die einen Nocken bildet und auf eine von der Betätigungsstange 50 vorspringende Nase 58 einwirken kann; vorteilhafterweise ist an der Nase eine Rolle 59 angebracht.

Das zweite Steuerorgan des Stabes 50 besteht aus einem Arm 60, dessen eines Ende bei 61 an den an dem beweglichen Tisch 1 angebrachten Querträger 51 angelenkt ist. Das entgegengesetzte Ende dieses Arms bewegt sich zwischen zwei Rollen 62 bzw. 63, die an dem entsprechenden Ende der Betätigungsstange 50 bzw, einem Gestänge 64 angeordnet sind, das im Inneren der genannten, hohl ausgeführten Stange verschiebbar angebracht ist. Der die Rolle 63 berührende Rand des Arms 60 weist eine schräge Führungsfläche 65 auf, die eine Nockenfläche zum Zurückschieben dieser Rolle in Richtung des Pfeils Fj bildet, wenn der Arm sich zusammen mit dem Tisch 1 in Sichtung des Pfeils F bewegt»

Das entgegengesetzte Ende 65 des Gestänges 64 steht einem Anschlag 67 gegenüber, der von einer in die feststehende Halterung 5€ geschraubten Spindel gebildet wird, deren Kopfende mit einem Handgriff 68 versehen ist, so daß eine Einstellvor-

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richtung entsteht. Dazu ist zu sagen, daß in der Ausgangsstellung ein Spiel e zwischen dem Gestänge 64 und dem Anschlag 67 besteht. Unter dem Einfluß der Nockenfläche 65 verlagert sich das Gestänge in Richtung des Pfeils F~ nach links, bis e sgegen die Spindel 67 stößt.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorliegenden mechanischen Steuerung im einzelnen beschrieben, gleichzeitig auch die Arbeitsweise des Wegeventils selbst.

In der Ruhelage steht der Schieber 5 des Wegeventils in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung. In dieser Stellung fördert die Pumpe 8 in den Behälter 12 nacheinander durch die öffnungen 31 und 32 des Schiebers und die Austrittsöffnung des Wegeventils.

Wenn der Bedienungsmann das Steuerpedal 22 betätigt, verschiebt der Kolben 17 den Schieber 5 in Richtung des Pfeils F₁, bis in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung, in der der Flansch 40 des Schiebers sich gegen die Innenschulter 44a des Wegeventilgehäuses legt; in dem Flansch sind die Bohrungen 45 ausgespart, und der ringförmige Stößel 43 und die 'Ventilklappe 41 befinden sich nun zwischen der genannten Schulter und dem Flansch 40. In dieser Stellung befinden sich die öffnungen 31 ausserhalb des Bereiches der öffnung 6 des Wegeventils und zwar dem Innenflansch 35 des Ventils gegenüber. Das von der Pumpe in die Leitung 7 gedrückte Fördergut kann jetzt nicht in das Wegeventil gelangen und fließt daher in den Anfahrzylinder 2, der die Verlagerung des Tisches 1 im Eilgang herbeiführt, übrigens fließt die gesamte von der Pumpe geförderte Menge in den genannten Arbeitszylinder, so daß der Tisch sich mit maximaler Geschwindigkeit bewegt.

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Natürlich folgen der oder die Arbeitszylinder 3 der Bewegung des Tisches 1. Ihre Kammern können sich derweil mit öl füllen, das über die Leitung 13 direkt aus dem Behälter angesaugt wird.

Der Bedienungsmann kann aber die Anfahrgeschwindigkeit des Tisches 1 auch nach Wunsch einstellen. Dazu braucht er das Stexsrpedal 22 nur teilweise und nicht vollständig niederzudrücken. Damit kann er in der Weise auf den Kolben 17 einwirken, daß dieser den Schieber 5 in die in Fig. 4 gezeichnete Zwischenstellung bringt. In dieser Stellung verbleiben die öffnungen 31 des Schiebers zumindest teilweise zu der Eintrittsöffnung 6 hin offen. Jetzt wird ein Teil der Fördermenge der Pumpe 8 in die Leitung 11 und den oder die Arbeitszylinder 3 gelenkt, wodurch die Anfahrgeschwindigkeit vermindert wird. Die Anfahrgeschwindigkeit läßt sich somit einstellen nach Maßgabe des Durchlaßquerschnitts, der durch die Teilabdeckung der öffnungen 31 infolge mehr oder weniger vollständigen Einschiebens in den Innenflansch 35 des Wegeventilgehäuses regulierbar ist.

Das einen Bestandteil der in Fig. 2 wiedergegebenen mechanischen Steuerung darstellende zusätzliche Steuerorgan 52 wird so eingestellt, daß seine Nockenfläche 57 auf die vorspringende Nase 58 der Betätigungsstange 50 einwirkt, wenn der bewegliche Tisch 1 in die Stellung gelangt, die der Lage vorausgeht, in der der eigentliche Arbeitsvorgang der zugehörigen Werkzeugmaschine einsetzt.

Wenn der bewegliche Tisch bei seinem Lauf in die derart vorgewählte Position einfährt, berührt die Nockenfläche 57 die Rolle 59 an der Nase 58 der Stange 50 und schiebt sie in Richtung des Pfeils F.. Dadurch wird der Hebel 47 geschwenkt und der Stößel 18 in Richtung des Pfeils F^ verschoben. Der

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Stößel führt den Schieber 5 bis in die in Fig. 5 gezeichnete Lage zurück, in welcher die Öffnungen 31 zu der Eintrittsöffnung 6 des Wegeventilgehäuses hin offen stehen. Jetzt wird die Fördermenge der Pumpe zwischen dem Arbeitszylinder 2 und dem Arbeitszylinder 3 aufgeteilt, in die die Flüssigkeit durch die Ausgangsöffnung 10 gelangt. Damit wird die Geschwindigkeit des beweglichen Tisches 1 so weit herabgesetzt, daß er sich von nun an mit normaler Arbeitsgeschwindigkeit bewegt, um auf diese Weise die Nachteile zu vermeiden, die sich ergeben, wenn der Tisch sich zu Beginn des eigentlichen Arbeitsvorganges mit zu großer Geschwindigkeit bewegt.

Mit dem Einstellsystem, das aus der Spindel 53 und dein Handgriff 54 besteht, kann man diejenige Position des Tisches vorwählen, in der die Änderung der Tischgeschwindigkeit vor dem Einsetzen der eigentlichen Maschinenarbeit eintreten soll.

Das vorliegende Gerät weist aber ausserdem ein System auf, mit dessen Hilfe die Geschwindigkeitsänderung nach Maßgabe einer Druckerhöhung erfolgt; dieses System kann dann eingreifen, wenn die Nockenfläche 57 des Stabes 52 nicht richtig eingestellt worden ist. Dieses zweite Steuersystem wird von den kleinen Kolben 44 und dem Stößel 43 gebildet, der von ihnen betätigt wird. Wenn sich nämlich im Inneren des Wegeventils eine Druckerhöhung infolge des Tätigwerdens des beweglichen Tisches und dementsprechend des Einklemmens des Blechs zwischen die Werkzeuge einstellt, v/erden die kleinen Kolben 44 nach links in Richtung des Pfeils F_ geführt. Nun drücken die kleinen Kolben über den ringförmigen Stößel 43 den Aussenflansch 40 des Schiebers 5 in die gleiche Richtung, wobei der Stößel 43 sich auf die Ventilklappe 41 legt. Dadurch wird der Schieber so lange in Richtung

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des Pfeils F~ bewegt, bis der ringförmige Stößel 43 gegen eine Schulter 43a an der Innenwand des Wegeventils stößt. Dadurch ist für den Schieber 5 eine Lage gegeben, die genau mit derjenigen übereinstimmt, die im vorhergehenden Fall mit Hilfe des Stößels 18 erzielt wurde.

Die Wirkung der kleinen Kolben 44 und des ringförmigen Stößels 43 auf den Flansch des Schiebers 5 ist in der oberen Hälfte der Fig. 5 dargestellt, in der der entsprechende Kolben in seiner Arbeitsstellung wiedergegeben ist, während der entsprechende Kolben in der unteren Hälfte der gleichen Figur in seiner Ruhelage gezeichnet ist. Das auf diese Weise gebildete System führt somit zu einer Verschiebung des Schiebers 5 in die Stellung nach Fig. 5 für den Fall, daß das nicht zuvor mit Hilfe des Stößels 18 geschehen ist. Infolgedessen ergibt sich, wie zuvor, ein Wechsel der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Maschinentisches.

In diesem Augenblick muß die Möglichkeit gegeben sein, den Tisch kurze Zeit anzuhalten, etwa um dem Bedienungsmann das richtige Einlegen des auf dem Maschinentisch umzuformenden Werkstücks zu ermöglichen. Dazu ist als Zusatzteil einfach ein elektrisches Ventil 78 vorgesehen, das durch einen elektrischen Schalter gesteuert wird, der mit der Nokkenfläche 57 zusammenwirkt. Dieses in die Leitung 11 eingebaute elektrische Ventil verbindet die Ausgangsöffnung 10 mit dem Sehälter 12 über eine Zweigleitung 79, wenn der Schalter betätigt wird, wodurch der Tisch angehalten wird, indem der Druck in dem Anfahrzylinder 2 konstant gehalten wird. Dann braucht der Bedienungsmann nur noch einen Handkontakt zu berühren, der das elektrische Ventil 78 abschaltet und der Tisch kann sich nach Maßgabe der zuvor festgesetzten Bedingungen mit niedriger Geschwindigkeit bewegen .

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Danach setzt der Tisch seinen Weg mit niedriger Geschwindigkeit fort, um die eigentliche Arbeit der Maschine auszuführen, im vorliegenden Fall also ein Blech zu biegen. Natürlich kann diese als "Arbeitsgeschwindigkeit" bezeichnete niedrige Geschwindigkeit von dem Bedienungsmann nach Bedarf eingestellt werden, indem er das Steuerpedal mehr oder weniger weit herunterdrückt, wie das auch bei der Einstellung der Anfahrgeschwindigkeit geschah.

Die Nockenfläche 65 an dem Arm 60 soll den Anhaltvorgang des beweglichen Tisches in der Endlage steuern. Die Einstellung dieser Endlage kann mittels der Spindel 67 vorgenommen v/erden, die eine Änderung des Spiels e erlaubt.

Im Verlauf der Bewegung des beweglichen Tisches 1 drückt die Nockenfläche 65 das Gestänge 64 in Richtung des Pfeils F_ nach links. Zunächst ereignet sich nichts; wenn aber das Ende 66 des Gestänges auf die Spindel 67 trifft, wird die Rolle 63 angehalten. Da der bewegliche Tisch seine Bewegung fortsetzt, wirkt das Ende des Arms 60 als Keil und drückt die Rolle 62 in Richtung des Pfeils F-, wobei die hohle Betätigungsstange 5O in gleicher Richtung verstellt wird. Das führt dazu, daß der Hebel 47 in Richtung des Pfeils F_ schwenkt und der Stößel 18 infolgedessen weiter in das Gehäuseinnere des Wegeventils hineingeschoben wird. Dadurch gelangt der Schieber 5 schließlich in die in Fig. gezeichnete Stellung.

In dieser Stellung münden die an dem Ende 30 des Schiebers vorgesehenen öffnungen 33 zumindest teilv/eise in den Bereich der Öffnung 10 des Wegeventilgehäuses, während die öffnungen 31 immer in der Eintrittsöffnung 6 dieses Gehäuses stehen und die öffnungen 32 ihrerseits sich in der öffnung 10 befinden. Mit Hilfe der am äussersten Ende

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vorgesehenen Ausnehmung 34 können nun die öffnungen 33 eine Verbindung der Austrittsöffnung 15 des Wegeventils mit dessen öffnung 10 und den öffnungen 32 des Schiebers herstellen. Jetzt stellt sich ein Gleichgewicht her, durch das der bewegliche Tisch angehalten wird, wobei der Druck in den Antriebszylindern aufrechterhalten bleibt.

Die von der Pumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit kehrt durch die Öffnungen 33 mit einem entsprechenden Arbeitsdruckabfall in den Behälter 12 zurück.

Der Stoßdämpfer 38 verleiht dem Schieber die erforderliche Stabilität.

Da der Öldruck im Innenraum 29 des Schiebers zugenommen hat, ist der Kolben 37 nach links in Richtung des Pfeils F₃ herausgeschoben worden. Bei dieser Bewegung drückt der Kolben den beweglichen Anschlag 26 gegen den Boden des Schlitzes 28, der in das zugeordnete Ende des Kolbens 17 geschnitten ist.

Das aus dem Kolben 37 und dem beweglichen Anschlag 26 gebildete Hydrauliksystem ist nun in der Lage, die Wirkung eines Bremssystems für den Schieber 5 auszuüben, wenn der Hauptsteuerstößel 17 zurückläuft, wodurch Stöße vermieden werden. Beim Loslassen des Steuerpedals 22 nach Abschluß der Maschinenarbeit wird nämlich der Rücklauf des Stößels 17 und des Anschlags 26 ausgelöst; der Anschlag 26 legt sich gegen das entsprechende Ende 27 des Innenraums des Wegeventils, während der Kolben 17 seine Rücklaufbewegung bis in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung allein fortsetzt.

Während dieser Bewegung bleibt das Ende des Kolbens 37 in Kontakt mit dem beweglichen Anschlag 26 und stützt sich

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an ihm ab. Da nun der Kopf dieses Kolbens den in dein Innenraum 29 des Schiebers herrschenden Arbeitsdruck ausgesetzt ist, wird der Rücklauf des Schiebers gebremst, wodurch sich eine langsame und stoßfreie Druckabnahme in dem Hydraulikkreis ergibt. Der Schieber 5 läuft also weich zurück bis in seine in Fig. 1 gezeichnete Ausgangslage, wodurch dann der Pumpen- und Arbeitszylinderkreis mit dem Behälter in Verbindung gebracht wird und der bewegliche Tisch sich in seine Ausgangslage zurückbewegt.

Mit dem beschriebenen Gerät lassen sich somit unter Verwendung eines einzigen Wegeventils die verschiedenen erforderlichen Operationen ausführen. Das Gerät hat den Vorzug, sehr viel einfacher zu sein als die bislang zur Ausübung vergleihbarer Steuerungen an Werkzeugmaschinen verwendeten Geräte.

Ausserdem ist das hier beschriebene Gerät weniger kostspielig und nimmt weniger Platz ein. Im übrigen werden etwaige Reparaturen dadurch sehr erleichtert, daß das Wegeventil in einem einzigen Arbeitsgang abgenommen und durch ein anderes ersetzt werden kann.

Das beschriebene Gerät kann aber auch in abgeänderter Form ausgeführt werden.

Eine solche Ausführungsvariante des Wegeventils zeigen die Fig. 9 und 10. Danach dienen zur Änderung der Geschwindigkeit des gesteuerten beweglichen Arbeitsmittels zxvei Pumpen und eine einzige Gruppe Arbeitszylinder. In diesem Falle wird nämlich der bewegliche Tisch von einer einzigen Gruppe Arbeitszylinder 3a in Bewegung gesetzt, die entweder von einer Anfahrpumpe 70 hoher Leistung bei niedrigem Druck oder von einer Arbeitspumpe 71 niedriger Leistung bei hohem

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Druck gespeist werden. Die erstgenannte Pumpe liegt gleichzeitig an der in der Seitenöffnung 6a des zugehörigen Wegeventils endenden Leitung 7a und an einer mit einem Rückschlagventil 72 versehenen Leitung 9a. Die Arbeitspumpe liegt an einer Leitung 11a, die in die Seitenöffnung 10a des Wegeventils mündet. Diese Pumpe ist aber ausserdem mit der Ventilgruppe 3a über einen die Verbindung mit der schon erwähnten Leitung 9a herstellenden Anschluß 76 verbunden. Die Arbeitsweise ist die gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, und die Verbindungskanäle im Inneren des entsprechenden Schiebers 5a sind durch zwei Kanäle 74 und 75 ersetzt, die so angeordnet sind, daß die Ventilgruppe 3a entweder an die Anfahrpumpe 70 oder an die Arbeitspumpe 71 geschaltet ist.

Im Ruhezustand fördern die beiden Pumpen in den Behälter. In Anfahrstellung (Fig. 9) fördert die Anfahrpumpe 70 in den Arbeitszylinder durch die Abzweigung 9a, denn die Kanäle 74 und 75 sind nicht zugänglich. In Arbeitsstellung (Fig. 10) fördert allein die Pumpe 71 wegen des Anschlusses 76 in den Arbeitszylinder 3a und versorgt die Kammer 29a des Schiebers über den Kanal 74, während die Pumpe 70 über den Kanal 75 mit dem Behälter verbunden ist.

Im übrigen sind aber alle Merkmale und Funktionen dieses Wegeventils dieselben wie diejenigen des vorstehend beschriebenen Wegeventils.

Bei beiden Ausfuhrungsformen des Wegeventils ist es möglich, das Hydrauliksystem wegzulassen, das die Teilrückführung des Schiebers unter dem Einfluß einer inneren Druckerhöhung beim Beginn des eigentlichen Arbeitsvorgangs

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an dem beweglichen Tisch herbeiführt. In diesem Fall würde die Änderung der Bewegur.gsgeschwindigkeit des beweglichen Tisches allein durch die Steuerung herbeigeführt werden, die durch die Nockenfläche bewirkt wird, die in der in Fig. 2 dargestellten mechanischen Steuerung vorgesehen ist.

Ausserdem könnte, wie bereits erwähnt, der den Hauptstößel betätigende Hydrauliksteuerkreis durch eine beliebige andere geeignete Steuerung ersetzt werden, sofern diese ein Element besitzt, das einen Puffer oder eine Feder aufweist, die die Rückführung dieses Kolbens beim Tätigwerden des Kolbens 18 oder der kleinen Kolben 44 erlaubt und damit die gleiche Rolle spielt wie der hydraulische Akkumulator 24.

Schließlich könnte der Schieber statt durch zwei an seinen beiden Enden angreifende Stößel auch durch ein einziges Steuerorgan, das von dem Bedienungsmann gehandhabt wird, betätigt werden; dieses Organ würde ebenfalls von der mechanischen Steuerung nach Fig. 2 beeinflußt, damit die vorgesehenen zusätzlichen Steuerungen ausgeführt werden.

Das beschriebene Gerät kann nicht nur an Biegepressen eingesetzt werden, sondern auch an verschiedenen anderen Arten von Werkzeugmaschinen, bei denen die Bewegung eines beweglichen Arbeitsmittels unter vergleichbaren Umständen vorgenommen werden muß.

Patentansprüche: 609830/0776

Claims

Patentansprüche :

1./Hydraulisches Steuergerät für das Verschieben eines beweglichen Arbeitsmittels bei einer Werkzeugmaschine, z.B. des beweglichen Tisches einer Biegepresse, mit einer Vorrichtung für den Antrieb mit zwei Bewegungsgeschwindigkeiten, einer hohen Geschwindigkeit bei geringer Vortriebskraft und einer zweiten, niedrigen Geschwindigkeit bei hoher Vortriebskraft, wobei die Antriebsvorrichtung aus einem Kreis gespeist wird, der mindestens eine Druckpumpe sowie einen Rücklaufbehälter aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Wegeventil

(4) vorgesehen xst, in dem sich ein Schieber (5) befindet, der entweder von dem Bedienungsmann oder durch eine Mechanik betätigt werden kann, die von einem, dem anzutreibenden beweglichen Arbeitsmittel (1) zugeordneten Organ oder mehreren getrennten, dem genannten Arbeitsmittel zugeordneten Organen gesteuert werden kann und die so eingerichtet ist, daß die zeitlich nacheinander einsetzende Wirkung dieser Organe unterschiedliche Vorgänge an dem Schieber (5) hervorruft, wobei die einander zugeordneten Verbindungskanäle in dem Schieber

(5) und in dem Gehäuse des Wegeventils (4) so angeordnet sind, daß die Betätigung des Schiebers (5) durch den Bedienungsmann stufenlose Bewegungen des beweglichen Arbeits-

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mittels eintreten läßt, und daß die weiteren nachfolgenden Betätigungen des Schiebers (5) durch die Steuervorrichtung eine Geschwindigkeitsänderung bzw. das Anhalten des anzutreibenden beweglichen Arbeitsmittels in der Endstellung zur Folge haben.

2. Hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (4) ein hydraulisches Steuersystem umschließt, das seinen Schieber (5) J.n die Stellung zu bewegen vermag, die die langsame Bewegung des gesteuerten beweglichen Arbeitsmittels anstelle der schnellen Bewegung gewährleistet, und daß das System so ausgebildet ist, daß es nach Maßgabe einer Druckerhöhung in dem Arbeitskreis, die durch den Beginn der eigentlichen Tätigkeit des gesteuerten beweglichen Arbeitsmittels hervorgerufen wird, wirksam wird.

3. Hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Schieber (5) des Wegeventils (4) einwirkende hydraulische Steuersystem aus kleinen Kolben (44) besteht, die auf einen ringförmigen Stößel (43) einwirken können, der einen Flansch (40) an dem Schieber (5) zurückzuschieben vermag, und daß die in einer Innenschulter (45) des Gehäuses des Wegeventils (4) beweglich angeordneten kleinen Kolben (44) dem im Inneren des Wegeventils herrschenden Druck ausgesetzt sind.

4. Hydraulisches Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Schie-

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ber (5) des Wegeventils (4) einwirkende mechanische Vorrichtung mindestens einen von dem zu steuernden, beweglichen Arbeitsmittel gehaltenen Arm oder Stab (52, 60) aufweist, der jeweils mit einer Nockenfläche (57, 65) versehen ist, die auf eine Betätigungsstange (50) einwirken kann, die direkt oder indirekt über einen Schwenkhebel (47) mit dem Schieber (5) verbunden ist, und ferner getrennte Einstellmittel (53, 67) zum Bestimmen der Position des beweglichen Arbeitsmittels, in welcher Position jeweils eine der Nockenflächen auf die Betätigungsstange (50) einwirkt, und zwar im Sinne der Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit beim Beginn der eigentlichen Tätigkeit des beweglichen Arbeitsmittels bzw. im Sinne des Anhaltens des Arbeitsmittels in dessen Endstellung.

5. Hydraulisches Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil ein hydraulisches Bremssystem für seinen Schieber (5) beim Zurücklaufen des Hauptsteuerstößels (17) aufweist.

6. Hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Bremssystem für den Schieber (5) bei dessen Rücklauf einen im Inneren einer Axialbohrung {29) des Schiebers (5) angeordneten Kolben (37) aufweist, der eine Kolbenstange besitzt, die sich gegen einen be^weglich auf dem zugeordneten Ende des Hauptsteuerstößels (17) angebrachten Anschlag {26) lehnt _f und daß dieser Anschlag Ϊ26) sich seinerseits an dem Ende (27) der Innenkamnter des Wegeventils abstützen soll.

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Hydraulisches Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis ein elektrisches Ventil aufweist, das das Anhalten der hydraulischen Antriebsvorrichtung im Augenblick des Wechsels der Bewegungsgeschwindigkeit bewirkt, und daß das elektrische Ventil von einem Schalter betätigt wird, das mit dem Steuerorgan für die Geschwindigkeitsänderung zusammenwirkt, v/ährend ein anderer Schalter von dem Bedienungsmann betätigt werden kann und das Ausschalten dieses elektrischen Ventils ermöglicht, so daß das bewegliche Arbeitsmittel seine Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit aufnehmen kann.

8. Hydraulisches Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Antriebsvorrichtung, die eine einzige Pumpe aufweist, die zwei getrennte Gruppen von Arbeitszylindern, eine Gruppe für die Anfahrbewegung und die andere Gruppe für die langsame Bewegung, versorgen soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Wegeventils drei Öffnungen aufweist, von denen die erste dem Anschluß der von der einzigen Pumpe ausgehenden Speiseleitung zugeordnet ist, die ihrerseits an eine Zweigleitung der Arbeitszylinder für den Anfahrvorgang angeschlossen ist, während die zweite Öffnung einer Ausgangsleitung zu dem Arbeitszylinder für die niedrige Geschwindigkeit zugeordnet ist und die dritte Öffnung an eine zu dem Behälter führende Ablaufleitung angeschlossen ist, und daß die in den Schieber geschnittenen Durchlässe mit zwei innenliegenden, zwischen diesen drei öffnungen angeordneten Flanschen des Wegeventils zusammenwirken .

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9. Hydraulisches Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Antriebsvorrichtung, die eine einzige Gruppe von Arbeitszylindern aufweist, die von zwei Pumpen gespeist werden kann, einer Pumpe für den Anfahrvorgang und der anderen Pumpe für die langsame Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Wegeventils (4a) drei Öffnungen (6a, 10a, 15a) aufweist, von denen die erste dem Anschluß der von der Anfahrpumpe (70) ausgehenden Leitung (7a) zugeordnet ist, von der eine Zweigleitung (9a) ausgeht, die zu dem Kreis der Pumpe (71) für die langsame Bewegung und des Arbeitszylinders (3a) für den eigentlichen Arbeitsvorgang über ein Rückschlagventil (72a) führt, während die zweite Öffnung die Leitung von der Pumpe (71) für die langsame Bewegung und dem Arbeitszylinder (3a) aufnimmt, und daß die dritte Öffnung (15a) mit dem Behälter (12a) verbunden ist.

Der Patentanwalt

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