Steuerungseinrichtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung an einer mit einem hydrau lisch betätigbaren Stössel versehenen Maschine. Die Steuerungseinrichtung eignet sich insbesondere, in Verbindung mit hydraulischen Pressen und Scheren gebraucht zu werden. Es sind bereits solche Pres sen bekannt, bei welchen der Arbeitshub, des Stössels so lange unter dem Einfluss eines Niederdruckme diums steht, bis kein grösserer Widerstand auftritt. Beim Auftreten eines grösseren Widerstandes, nor malerweise beim Auftreffen des Stössels auf das zu bearbeitende Werkstück, wird mittels eines. Steuer ventils auf Hochdruck umgeschaltet.
Bei der erfin dungsgemässen Steuerungseinrichtung an einer mit einem Stössel versehenen Maschine wird der Stössel bis zum Auftreffen auf das Werkstück mit einem Niederdruckmedium und anschliessend mit .einem Hochdruckmedium gespiesen, wobei die Umsteue rung durch ein Hauptsteuerventil erfolgt. Die Ein richtung ist dadurch. gekennzeichnet, dass dem Haupt steuerventil ein Vorsteuerventil vorgeschaltet ist, des sen Gehäuse mit dem Stössel gekoppelt ist und des sen Kolben mit einem stufenlos regulierbaren An triebsorgan in Verbindung steht, so dass durch die Relativbewegung zwischen dem Kolben und Gehäuse das Hauptsteuerventil beeinflusst wird.
Zweckmässigerweise kann das Gehäuse des Vor steuerventils als Arbeitszylinder ausgebildet sein, welcher Anschlüsse an eine Hilfspumpe, an das Hauptsteuerventil sowie an einen Vorratstank auf weist.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit der Steuerungseinrichtung ausgerüsteten Presse, Fig. 2 das Vorsteuerventil, Fig. 3 das Hauptsteuerventil der Steuerungsein richtung und Fig. 4 eine Einzelheit.
Die in der Fig. 1 dargestellte Presse weist ein Pressengestell 50 auf, welches einen Tisch 51 und einen Pressenzylinder 52 mit Stössel 53 aufweist. Der Stössel 53 ist mit einem Kolben 54 versehen, welcher unter dem Einfluss einer Rückzugsfeder 55 steht, die im Pressengestell 50 gelagert ist. Eine Torsionsstange 56 mit Lasche 57 dient zur Paral- lelführung des Stössels. Ferner ist der Kolben 54 mit dem Gehäuse eines Vorsteuerventiles 23 verbunden, dessen Kolben von einem Nocken 1 betätigbar ist, wel cher an einer Nockenwelle 2 sitzt. Der Antrieb der Nockenwelle 2 erfolgt durch einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Motor, dessen Touren- zahl stufenlos, variabel ist.
Mit dem Vorsteuerventil 23 steht über eine Lei tung 17 eine Hilfspumpe 58 in Verbindung, die von einem Motor 59 angetrieben ist. Eine Leitung 20 des Vorsteuerventils 23 verbindet diese mit einem Hauptsteuerventil 21, das über eine Leitung 60 mit einem Druckspeicher 61 in Verbindung steht. Ferner ist mit 62 eine Pumpe bezeichnet, deren Hochdruck seite über eine Leitung 63 und deren Niederdruck seite über eine Leitung 37 mit dem Hauptsteuer ventil 21 verbunden ist. Zum Antrieb der Pumpe 62 dient ein Motor 64': Die nähere Ausbildung des Vorsteuerventils 23 und des Hauptsteuerventils 21 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich.
Gegen den Steuernocken 1 stützt sich eine Rolle 3 ab, welche an einer Stange 4 eines Steuerkolbens 5 befestigt ist. Der Steuerkolben 5 ist als Stufenkol ben mit Steuerkanten<I>A</I> und<I>B</I> ausgebildet und fin det in einem Gehäuse 6 Aufnahme, dessen zylindri sche Bohrung 10 durch Ringräume 7, 8 und 9 un- terteilt ist. Das Gehäuse weist einen Ansatz 11 auf, welcher sich axial in in der Verlängerung der Boh rung 10 erstreckt und einen Hohlraum 12 aufweist, der zur Aufnahme einer Druckfeder 13 dient. Die Feder 13 stützt sich einenends gegen den Boden 14 des Ansatzes 11 und andernends gegen den Boden 15 des Stufenkolbens 5 ab. In den Ringraum 7 mün det eine Bohrung 16, welche über die Leitung 17 mit der Hilfspumpe 58 in Verbindung steht, die ein Druckmedium, z.
B. Öl, durch die Leitung 17 in den Ringraum 7 presst. Ferner ist in der Leitung 17 ein Überdruckventil 18 angeordnet. in den Ringraum 8 mündet eine Bohrung 19, an welche die Leitung 20 angeschlossen ist, die zum Hauptsteuerventil 21 führt. In den Ringraum 9 münden zwei diametral entgegengesetzt gerichtete Bohrungen 22, welche durch näher gezeigte Leitungen mit einem Vorrats tank in Verbindung stehen.
Mit 24 ist eine mechanische Verbindung darge stellt, welche das Gehäuse 6 des Vorsteuerventils 23 direkt oder über eine Übersetzung mit dem Stö ssel 53 der hydraulischen Presse verbindet. Der Druckzylinder 52 des Stössels 53 wird vom Haupt steuerventil 21 über eine Leitung 64 gespeist. Das Hauptsteuerventil weist ein Gehäuse 25 auf, das eine zentrale Bohrung 26 mit Ringräumen 27, 28, 29 und 30 besitzt. In der zentralen Bohrung 26 findet ein Stufenkolben 31 Aufnahme, dessen Kolbenschaft 32 in einer verjüngten Fortsetzung der zentralen Boh rung 26 geführt ist. Das Gehäuse 25 weist an sei nem einen Ende eine Bohrung 33 auf, welche an die Leitung 20 angeschlossen ist.
In die Bohrung 26 mündet .eine Leckölleitung 34, und der Ringraum 27 steht mit einer Bohrung 35 in Verbindung, in welche ein Rückschlagventil 36 eingesetzt ist. An diese Bohrung 35 ist die Leitung 37 angeschlossen, welche zum Niederdruckteil der Pumpe 62 führt. Diametral gegenüber der Bohrung 35 ist eine ebenfalls in den Ringraum 27 mündende Bohrung 38 vorhanden, welche über die Leitung 64 an den Zylinder 52 angeschlossen ist. Der Ringraum 28 steht durch zwei diametral gegenüber angeord nete Bohrungen 39 mit einem nicht dargestellten Tank in Verbindung, aus welchem die Pumpe 62 schöpft.
In den Ringraum 29 mündet eine Bohrung 40, die über die Leitung 63 an die Pumpe 62 angeschlos sen ist. Diametral gegenüber der Leitung 40 mündet eine Bohrung 41 in den gleichen Ringraum 29, welche durch die Leitung 60 an den Druckspei cher 61 angeschlossen ist. In den Hohlraum 30 mündet eine Bohrung 42, die mit der Leitung 64 gekoppelt ist.
Der Stufenkolben 31 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 43, die in einem Ansatz 44 Auf nahme findet, wobei der Ansatz 44 ähnlich wie der Ansatz 14 ausgebildet ist. Die Feder 43 ist bestrebt, den Stufenkolben 32 in der dargestellten Lage zu halten. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrich tung ist die folgende: In der dargestellten Ausgangs lage wird Niederdrucköl durch die Leitung 37, Rück schlagventil 36, Bohrung 35 in den Ringraum 27 geleitet und gelangt von dort durch die Leitung 39 in den Tank. Die Hochdruckseite der Pumpe 62 speist durch die Leitung 63, Bohrung 40, Ringraum 29, Bohrung 41 und Leitung 60 den Druckspeicher 61.
Der Nocken 1 wird in Bewegung gesetzt, worauf der Stufenkolben 5 gegenüber dem Gehäuse 6 des Vorsteuerventils 23 verschoben wird. Dadurch gibt die Steuerkante A des Kolbens 5 die Verbindung zwischen den Ringräumen 7 und 8 frei, so dass dem Hauptsteuerventil 21 durch die Leitung 20 Öl zu geführt wird. Der Stufenkolben 31 wird verschoben und das Niederdrucköl strömt durch die Bohrung 38 und Leitung 64 in den Zylinder 52, in welchem der Stössel 53 verschoben wird. Mit der Stösselbewe gung wird das Gehäuse 6 ebenfalls verschoben, so dass dasselbe gegenüber dem Stufenkolben die aus der Fig. 3 ersichtliche Gleichgewichtslage einnimmt. Sobald der Stössel 53 auf das zu bearbeitende Werkstück auf trifft, wird durch den aufgetretenen Widerstand die Stösselbewegung verzögert.
Der Steuerkolben 5 eilt dabei dem Gehäuse 6, welches der Stösselbewegung folgt, vor, so dass die Verbindung zwischen dem Hohlraum 8 und Hohlraum 9 unterbrochen wird. Die dem Hauptsteuerventil 21 zugeführte Ölmenge und der Druck werden erhöht, wodurch der Stufen kolben 31 entgegen der Federwirkung verschoben wird. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Ringräumen 29 und 30 freigegeben, so dass das Medium unter hohem Druck sowohl aus der Boh rung 40 als auch aus der Bohrung 41, die mit dem Druckspeicher in Verbindung steht, dem Zylinder 52 zugeführt wird.
Nach dem Arbeitshub wird der Zuführkolben 5 des Vorsteuerventils unter Federdruck in die ur sprüngliche Lage zurückgeführt, wobei gleichzeitig das Gehäuse 6 der Stösselbewegung folgend ebenfalls in die Ausgangslage gelangt. Der Stufenkolben 31 des Hauptsteuerventils wird unter Druck der Feder 43 :ebenfalls in die Ausgangslage zurückgeführt, wo bei das unter hohem Druck stehende Medium in den Druckspeicher entweicht.
Bei der beschriebenen Steuerungseinrichtung wird erreicht, dass der Arbeitshub des Stössels und die Umsteuerung von Niederdruck auf Hochdruck beim Auftreffen des Stössels auf das zu bearbei tende Werkstück durch ein Vorsteuerventil erfolgt. Dabei kann die Arbeitsgeschwindigkeit durch den Nocken 1 programmgesteuert werden.
Control device The present invention relates to a control device on a machine provided with a hydraulically actuated ram. The control device is particularly suitable to be used in connection with hydraulic presses and shears. Such presses are already known in which the working stroke of the ram is under the influence of a Niederdruckme medium until no greater resistance occurs. When a greater resistance occurs, normally when the ram hits the workpiece to be machined, a. Control valve switched to high pressure.
In the case of the control device according to the invention on a machine provided with a ram, the ram is fed with a low-pressure medium and then with .einem high-pressure medium until it hits the workpiece, the reversal being carried out by a main control valve. The establishment is thereby. characterized in that the main control valve is preceded by a pilot valve, the housing of which is coupled to the plunger and the piston of which is connected to a continuously adjustable drive member, so that the main control valve is influenced by the relative movement between the piston and housing.
The housing of the pre-control valve can expediently be designed as a working cylinder which has connections to an auxiliary pump, to the main control valve and to a storage tank.
An embodiment example of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing, namely: Fig. 1 is a schematic representation of a press equipped with the control device, Fig. 2 the pilot valve, Fig. 3 the main control valve of the control device and Fig. 4 a detail.
The press shown in FIG. 1 has a press frame 50 which has a table 51 and a press cylinder 52 with ram 53. The ram 53 is provided with a piston 54 which is under the influence of a return spring 55 which is mounted in the press frame 50. A torsion bar 56 with a bracket 57 serves to guide the ram in parallel. Furthermore, the piston 54 is connected to the housing of a pilot valve 23, the piston of which can be actuated by a cam 1 which is seated on a camshaft 2. The camshaft 2 is driven by a motor, not shown in detail in the drawing, the number of revolutions of which is continuously variable.
An auxiliary pump 58, which is driven by a motor 59, is connected to the pilot valve 23 via a device 17. A line 20 of the pilot control valve 23 connects it to a main control valve 21, which is connected to a pressure accumulator 61 via a line 60. Furthermore, a pump is denoted by 62, the high pressure side of which is connected to the main control valve 21 via a line 63 and the low pressure side via a line 37. A motor 64 'is used to drive the pump 62: The detailed design of the pilot valve 23 and the main control valve 21 can be seen in FIGS. 2 and 3.
A roller 3, which is fastened to a rod 4 of a control piston 5, is supported against the control cam 1. The control piston 5 is designed as a stepped piston with control edges <I> A </I> and <I> B </I> and fin det in a housing 6 receptacle, the cylindrical bore 10 through annular spaces 7, 8 and 9 and is divided. The housing has a projection 11 which extends axially in the extension of the Boh tion 10 and has a cavity 12 which is used to receive a compression spring 13. The spring 13 is supported at one end against the bottom 14 of the extension 11 and at the other end against the bottom 15 of the stepped piston 5. In the annular space 7 mün det a bore 16 which is via the line 17 with the auxiliary pump 58 in connection, which is a pressure medium, for.
B. oil, through the line 17 in the annular space 7 is pressed. Furthermore, a pressure relief valve 18 is arranged in the line 17. A bore 19, to which the line 20 is connected, which leads to the main control valve 21, opens into the annular space 8. In the annular space 9 open two diametrically oppositely directed bores 22, which are connected to a storage tank through lines shown in more detail.
With 24 a mechanical connection is Darge, which connects the housing 6 of the pilot valve 23 directly or via a translation with the plunger 53 of the hydraulic press. The pressure cylinder 52 of the plunger 53 is fed from the main control valve 21 via a line 64. The main control valve has a housing 25 which has a central bore 26 with annular spaces 27, 28, 29 and 30. In the central bore 26, a stepped piston 31 is accommodated, the piston shaft 32 of which is guided in a tapered continuation of the central bore 26. The housing 25 has a bore 33 at one end, which is connected to the line 20.
A leakage oil line 34 opens into the bore 26, and the annular space 27 is connected to a bore 35 into which a check valve 36 is inserted. The line 37, which leads to the low-pressure part of the pump 62, is connected to this bore 35. Diametrically opposite the bore 35 there is a bore 38 which likewise opens into the annular space 27 and is connected to the cylinder 52 via the line 64. The annular space 28 is through two diametrically opposite angeord designated bores 39 with a tank, not shown, from which the pump 62 draws.
In the annular space 29 opens a bore 40 which is ruled out via the line 63 to the pump 62 sen. Diametrically opposite the line 40, a bore 41 opens into the same annular space 29, which is connected to the pressure storage device 61 through the line 60. A bore 42, which is coupled to the line 64, opens into the cavity 30.
The stepped piston 31 is under the action of a compression spring 43, which takes place in an approach 44 on, wherein the approach 44 is similar to the approach 14 is formed. The spring 43 tries to keep the stepped piston 32 in the position shown. The operation of the described device is the following: In the starting position shown, low-pressure oil is passed through line 37, check valve 36, bore 35 into the annular space 27 and from there through line 39 into the tank. The high pressure side of the pump 62 feeds the pressure accumulator 61 through the line 63, bore 40, annular space 29, bore 41 and line 60.
The cam 1 is set in motion, whereupon the stepped piston 5 is displaced with respect to the housing 6 of the pilot valve 23. As a result, the control edge A of the piston 5 releases the connection between the annular spaces 7 and 8, so that oil is fed to the main control valve 21 through the line 20. The stepped piston 31 is displaced and the low-pressure oil flows through the bore 38 and line 64 into the cylinder 52, in which the plunger 53 is displaced. With the movement of the Stösselbewe, the housing 6 is also shifted so that it assumes the equilibrium position shown in FIG. 3 with respect to the stepped piston. As soon as the ram 53 hits the workpiece to be machined, the ram movement is delayed by the resistance that has occurred.
The control piston 5 leads the housing 6, which follows the movement of the ram, so that the connection between the cavity 8 and the cavity 9 is interrupted. The amount of oil supplied to the main control valve 21 and the pressure are increased, as a result of which the step piston 31 is displaced against the spring action. This releases the connection between the annular spaces 29 and 30, so that the medium is fed to the cylinder 52 under high pressure from both the bore 40 and from the bore 41, which is connected to the pressure accumulator.
After the working stroke, the feed piston 5 of the pilot valve is returned to its original position under spring pressure. The stepped piston 31 of the main control valve is also returned to the starting position under the pressure of the spring 43, where the medium under high pressure escapes into the pressure accumulator.
With the control device described it is achieved that the working stroke of the ram and the changeover from low pressure to high pressure when the ram hits the workpiece to be machined occurs through a pilot valve. The working speed can be program-controlled by cam 1.