DE1627621B2

DE1627621B2 - Steuereinrichtung zum schrittweisen Vorschub eines auf einem Manipulatorwagen axial beweglich angeordneten Zangenträgers

Info

Publication number: DE1627621B2
Application number: DE19671627621
Authority: DE
Inventors: Ludwig 4151 Willich Schüßler
Original assignee: Schloemann AG, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1967-04-22
Filing date: 1967-08-25
Publication date: 1972-02-10
Also published as: AT279056B; US3590616A; FR95393E; DE1627621A1; SE364195B; GB1191608A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum schrittweisen Vorschub eines auf einem Manipulatorwagen axial beweglich angeordneten Zangenträgers, wobei der Manipulator mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitet und elektrisch gekuppelt ist und die Bewegungen des Wagens mittels Hydromotors und des Zangenträgers mittels druckmittelbeaufschlagter Kolben-Zylinderanordnung erfolgen, die von Hydropumpen gespeist sind, und wobei der den Zangenträger antreibenden Hydropumpe ein Druckspeicher parallel geschaltet ist und zwischen dem Druckspeicher und der Kolben-Zylinderanordnung ein Schaltventil vorgesehen ist.

Da die Zange mit dem Werkstück nach dem erfolgten Ausschmiedevorgang möglichst schnell in die nächste Schmiedeposition gebracht werden solL um den heute geforderten hohen Hubzahlen einer Schmiedepresse nachkommen zu können, ist es bekannt, eine Parallelschaltung eines Druckmittelspeichers zu einer Hydraulikpumpe für den Antrieb eines Zangenträgers auf einem Manipulatorwagen vorzusehen (französische Patentschrift I 459 361). Der Druckspeicher wird hier unter Abschaltung der Hydraulikpumpe eingeschaltet, wenn der Vorschub der Zange mit dem Zangenträger erfolgen soll.

Ein Nachteil besteht hier jedoch darin, daß zum Umschalten und Umsteuern der Hydraulikflüssigkeit von einer auf die andere Kolbenseite der Zangenträger-Verschiebeeinrichtung ein gewisser Zeitaufwand benötigt wird. Zum anderen ist ein exaktes Anhalten der Vorschubbewegung nicht gewährleistet.

ίο Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die den Erfordernissen nach Zeiteinsparung beim Schaltvorgang nachkommt und einen exakten Vorschubweg sicherstellt.

Die Lösung besteht nach der Erfindung der eingangs erwähnten Steuereinrichtung im wesentlichen darin, daß ein zwischen dem Schaltventil des Druckmittelspeichers und der Kolben-Zylinderanordnung geschaltetes Umsteuerventil zur Voreinstellung und Abschaltung des Druckmittelstromes über eine am Zangenträger angeordnete Steuerleiste gesteuert wird, die mit je einer Steuerkurve versehen ist, wobei jede der beiden Steuerkurven zwischen zwei hintereinanderliegenden geraden Steuerflächen unterschiedlicher Höhe liegt, und die Steuerleiste mit Steuerrollen von am Manipulatorwagen angeordneten Umschaltventilen zusammenwirkt, wobei der Verbindungsleitung zwischen den Umschaltventilen und dem Umsteuerventil ein Steuer-Druckmittelspeicher zugeordnet ist, und in den Verbindungsleitungen zwischen Steuer-Druckmittelspeicher und Umsteuerventil je ein die Umschaltventile überbrückendes, bei Fahrtrichtungsvorwahl geschaltetes Sperrventil angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerleiste an der Kolbenstange des den Zangenträger verschiebenden Kolbens befestigt.

Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Einrichtung besteht also darin, daß mittels der Umschaltventile über die vom Zangenträger gesteuerte, auf der Steuerleiste befindliche Steuerkurve ein Vorventil als Umsteuerventil bereits geöffnet ist, wenn das eigentliche Schaltventil des Druckmittelspeichers zur Umschaltung von der Hydraulikpumpe auf den Druckmittelspeicher mittels eines elektrischen Signals von der Schmiedepresse öffnet.

Das Schließen der Druckmittelzufuhr aus dem Druckmittelspeicher wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung jetzt vom Zangenträger mittels der auf der Steuerkurve laufenden Steuerrolle der Umschaltventile direkt gesteuert.

Die Vorteile dieser beiden Operationen bestehen also darin, daß erstens eine Zeitersparnis beim Schaltvorgang dadurch erreicht wird, daß das Umsteuerventil bereits vor Öffnen des Schaltventils des Druckmittelspeichers sich in der richtigen Wegeposition befindet. Zweitens geschieht das Schließen des Druckmittelstromes durch das Umsteuerventil infolge der auf der Steuerkurve laufenden Steuerrolle exakt bei der jeweils gleichen Weglänge des Zangenträgers auf dem Manipulatorwagen und damit zum jeweils gleichen Zeitpunkt.

In der Zeichnung bzw. dem Schaltschema ist ein Beispiel der Erfindung gezeigt und wird nachstehend näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Schmiedemanipulators mit einem auf Rädern laufenden Manipulatorwagen 13 und auf diesem angeordneten, axial beweglichen Zangenträger 11 mit Zange 12 und den im Schaltschema in Symbolen

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angedeuteten Motoren, Pumpen, Ventilen, Speichern dem Wagen 13 als Vorschub oft zu gering ist, sind an

und Leitungen. die Leitungen 18 und 22 parallelgeschaltete Leitun-

Zunächst werden Aufbau und Funktion der Steue- gen 50 und 51 angeschlossen, die Drucköl aus einem rung beschrieben, durch die sowohl der Manipulator- Druckmittelspeicher 29 über Leitung 30, Schaltwagen als auch der auf ihm axial beweglich angeord- 5 ventil 48 und Umsteuerventil 37 den Zylinderkamnete Zangenträger mittels von Hydraulikpumpen mern 19 oder 23 zuführen,
erzeugten Öldruckes bewegt werden: Das Umsteuerventil 37 ist über Steuerleitungen 43

Eine Pumpe 1, beispielsweise eine stufenlos ver- und 53 und Sperrventile 31 und 44 mit Umschaltstellbare Axialkolbenpumpe, wird von einem ventilen 40 und 40 α verbunden und wird von einem Motor 2 angetrieben und mittels einer Servosteue- io Steuer-Druckmittelspeicher 33 gespeist. Steuerrollen rung 3 stufenlos von Null auf maximalen Förder- 54 der Umschaltventile 40 und 40 α laufen auf Steuerstrom geschaltet. Eine Pumpe 4, angetrieben von flächen und -kurven 39 einer Steuerleiste 38, die einem weiteren Motor 5, ist über ein Kuppel- direkt mit der Kolbenstange des Kolbens 20 vergestänge 6 mit der Pumpe 1 verbunden und kann bunden ist.

infolgedessen ebenfalls stufenlos von Null auf maxi- 15 Nachstehend wird die Steuerung der Bewegungen

malen Förderstrom geregelt werden. Über ein ⁴/s- des Zangenträgers von Vorlauf auf Rücklauf, d. h.

Wegeventil 7 gelangt das Drucköl von der Pumpe 1 der Übergang von der Speisung durch die Hydraulik-

zu einem Hydraulikmotor 9, der den Manipulator- pumpe 4 auf die Speisung durch den Druckmittelwagen 13 stufenlos vor und zurück bewegt. Das· speicher29 beschrieben:

Drucköl von der Pumpe 4 geht über das ⁴/3-Wege- 20 Da Vor- und Rücklauf des Manipulatorwagens 13 ventil 8 zum Zylinder 10 und bewegt über den KoI- mit Zangenträger 11 in der Funktion gleich sind, ben 20 den Zangenträger 11 mit der Zange 12 eben- wird nur der Vorlauf des Manipulatorwagens 13 befalls vor und zurück. Der Zylinder 10 ist mit dem schrieben. Es wird an dem Zeitpunkt begonnen, an Manipulatorwagen 13 fest verbunden. dem, wie vorstehend bereits beschrieben, bei Vorlauf

Da bei Vor- und Rücklauf des Manipulatorwagens 25 des Manipulatorwagens 13 nach links der Zangen-

13 mit Zangenträger 11 jeweils nur die Vs-Wege- träger 11 mit Zange 12 auf diesem nach rechts ventile 7 und 8 gesteuert werden, wird nachstehend zurückfährt, d. h., wo Drucköl von der Pumpe 4 über nur der Vorlauf des Manipulatorwagens 13 bei gleich- Ventil 8 bei dessen Stellung 17 und über Leitung 18 zeitigem Rücklauf des Zangenträgers 11 in seiner in den Zylinderraum 19 fließt. Entsprechend der Funktion erläutert: 30 Fahrtrichtungsvorwahl des Manipulatorwagens 13

Die Pumpe 1 wird mittels der Servosteuerung 3 wurde das Ventil 31 bei Beginn der entsprechenden

verstellt, wobei gleichzeitig ein elektrischer Impuls Schmiedeoperation betätigt, wobei die Stellung 32

an das Wegeventil? gegeben wird und die Stellung des Sperrventils31 in Funktion tritt. Dadurch wird

14 des Ventils in Funktion tritt. Das Drucköl gelangt die Funktion des Umsteuerventils 40 σ ausgeschaltet, von der Pumpe 1 über Leitung 15, Ventil 7 und Lei- 35 Das Steueröl aus dem Steuer-Druckmittelspeicher 33 tung 16 zum Hydraulikmotor 9, der den Manipulator- gelangt nun unabhängig vom Umsteuerventil 40 α wagen 13 in Vorwärtsbewegung setzt. Mit der Ver- direkt über Leitung 34 und 35 sowie Ventil 31 in die Stellung der Pumpe 1 wird gleichzeitig auch ein Leitung 53 zum Steuerkolben 36 des Umsteuerventils elektrischer Impuls an das Ventil 8 gegeben, worauf 37. Auf Grund dieser Maßnahme ist sichergestellt, die Stellung 17 des Ventils 8 in Funktion tritt. Das 40 daß das Umschaltventil 40 α nicht anspricht, wenn Drucköl der Pumpe 4 gelangt über das Ventil 8 und aus irgendeinem Grund die Steuerleiste 38 einmal die Leitung 18 in den Zylinderraum 19 des Zylin- weiterlaufen und die Rolle 54 des Umschaltventils ders 10 und verschiebt den Kolben 20 mit dem daran 40 a auf die Kurve 39 a auflaufen sollte. Da auch der befestigten Zangenträger 11 und der Zange 12 nach Steuerkolben 42 des Ventils 37 unter dem gleichen rechts zurück. Die Schluckvolumina von Zylinder- 45 Druck wie der Steuerkolben 36 steht, wird das Ventil raum 19 und Hydraulikmotor 9 sind mit den Förder- 37 in Mittelstellung gehalten.

strömen der Pumpen 1 und 4 so abgestimmt, daß Der Kolben 20 mit der an seiner Kolbenstange be-

die Wagenvorlaufgeschwindigkeit genauso groß ist. festigten Steuerleiste 38 und der Kurve 39 bleibt im

wie die Zangenrücklaufgeschwindigkeit auf dem Raum stehen, während der Manipulatorwagen 13 mit

Manipulatorwagen. Die Zange 12 steht infolgedessen 50 den an ihm befestigten Umschaltventilen 40,40 α sich

im Raum. vorwärtsbewegt. Dabei läuft die Rolle 54 des Ventils

Die Wagenvorlauf- und Zangenrücklaufgeschwin- 40 auf die Kurve 39 der Steuerleiste 38 auf. Hierdigkeit sind über die Servosteuerung 3 und das Ver- durch tritt die Stellung 41 des Ventils 40 in Funktion, stellgestänge 6 stufenlos veränderbar. Zum Vorlauf Infolgedessen wird der bisher unter dem Druck des des Zangenträgers 11 mit Zange 12 auf dem vor- 55 Steuer-Druckmittelspeichers 33 stehende Steuerfahrenden Manipulatorwagen 13 wird das Ventil 8 kolben 42 des Ventils 37 über Leitung 43, Ventil 44, auf Stellung 21 umgeschaltet. Hierdurch gelangt das Leitung 45 und über Ventil 40 auf Ölablaß 46 ge-Drucköl der Pumpe 4 über die Leitung 22 in den schaltet. Der Steuerkolben 36 des Ventils 37 schiebt Zylinderraum 23 und schiebt den Kolben 20 mit daher die Stellung 47 auf die Mitte des Ventils 37, gleicher Geschwindigkeit wie der des Wagens 13 nach 60 und das Ventil ist arbeitsbereit,
links in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Nach dem Schmiedevorgang geht von der Zangenträger 11 der Zange 12 auf dem Manipulator- Schmiedepresse ein elektrischer Impuls an die Venwagen 13 in dessen Fahrtrichtung bewegt wird. Die tile 8 und 48. Ventil 8 geht auf Mittelstellung, wo-Zangel2 eilt infolgedessen mit doppelter Wagen- durch die Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikgeschwindigkeit relativ zum Raum bzw. zum Erd- 65 pumpe 4 zu einem Ölablaß geleitet wird und unterboden gesehen vor. bricht damit die Bewegung des Kolbens 20 relativ

Da diese mittels der Hydraulikpumpe 4 erzeugte zum Manipulatorwagen 13.

Vorlaufgeschwindigkeit des Zangenträgers 11 auf Im Ventil 48 wird die Stellung 49 in Funktion

gebracht. Dadurch wird der Weg frei für das Drucköl aus dem Druckspeicher 29 über Leitung 30, Ventil 48, Ventil 37 mit Stellung 47, Leitung 50 und 22 in den Zylinderraum 23 des Zylinders 10. Gleichzeitig ist der Zylinderraum 19 des Zylinders 10 über die Leitungen 18 und 51, Ventil 37 und 48 mit dem Ölablaß 52 verbunden.

Das Drucköl aus dem Druckspeicher 29 schiebt den Kolben 20 in extrem kurzer Zeit nach vorn und damit in der Zeichnung nach links in Fahrtrichtung des Manipulatorwagens 13, und zwar wegmäßig so weit, bis die Rolle 54 des Ventils 40 von der oberen Steuerfläche über Kurve 39 die untere Steuerfläche erreicht hat. Dadurch wird die Stellung 41 des Ventils 40 außer Funktion gebracht und die Grundstellung des Ventils wieder hergestellt. Das Steueröl aus dem Steuer-Druckmittelspeicher 33 gelangt nun wieder über die Leitungen 34, Ventil 40, Leitung 45, Ventil 44 und Leitung 43 zum Steuerkolben 42, der das Ventil 37 auf Mittelstellung schiebt. Das Drucköl aus dem Druckspeicher 29 wird gestoppt. Gleichzeitig schaltet das Ventil 48 auf Sperrstellung. Ein neuer Zangenvorschub kann damit beginnen.

Die Größe des absoluten Zangenvorschubes setzt

ίο sich also zusammen aus der Verschiebung des Manipulatorwagens 13 und der Verschiebung des Zangenträgers 11 auf dem Manipulatonvagen 13. Der Zangenvorschub läßt sich dabei stufenlos regulieren in Abhängigkeit von der Manipulatorwagengeschwindigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung zum schrittweisen Vorschub eines auf einem Manipulatorwagen axial beweglich angeordneten Zangenträgers, wobei der Manipulator mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitet und elektrisch gekuppelt ist und die Bewegungen des Wagens mittels Hydromotors und des Zangenträgers mittels druckmittelbeaufschlagter Kolben-Zylinderanordnung erfolgen, die von Hydropumpen gespeist sind, und wobei der den Zangenträger antreibenden Hydropumpe ein Druckspeicher parallel geschaltet ist und zwischen dem Druckspeicher und der Kolben-Zylinderanordnung ein Schaltventil vorgesehen ist, dadurchgekennzeichnet, daß ein zwischen dem Schaltventil (48) des Druckmittelspeichers (29) und der Kolben-Zylinderanordnung (10, 20) geschaltetes Umsteuerventil (37) zur Voreinstellung und Abschaltung des Druckmittelstromes über eine am Zangenträger (11) angeordnete Steuerleiste (38) gesteuert wird, die mit je einer Steuerkurve (39,39 a) versehen ist, wobei jede der beiden Steuerkurven (39, 39λ) zwischen zwei hintereinanderliegenden geraden Steuerflächen unterschiedlicher Höhe liegt, und die Steuerleiste (38) mit Steuerrollen (54) von am Manipulatorwagen (13) angeordneten Umschaltventilen (40, 40 a) zusammenwirkt, wobei der Verbindungsleitung zwischen den Umschaltventilen (40, 40 d) und dem Umsteuerventil (37) ein Steuer-Druckmittelspeicher (33) zugeordnet ist, und in den Verbindungsleitungen zwischen Steuer-Druckmittelspeicher (33) und Umsteuerventil (37) je ein die Umschaltventile (40, 40 a) überbrückendes, bei Fahrtrichtungsvorwahl geschaltetes Sperrventil (31,44) angeordnet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleiste (38) an der Kolbenstange des den Zangenträger (11) verschiebenden Kolbens (20) befestigt ist.