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Steuervorrichtung für mechanische Pressen und andere Maschinen. Die
Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für mechanische Pressen und andere Maschinen
zur Schaltung eines über einen Druckmittelkreislauf die Presse steuernden Ventilen,
dessen Ventilkörper nach jedem Arbeitskreislauf das Ventil in eine Stillstandsstellung
zwecks Erreichung des Stillstandes der Presse bringt.
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Es sind Maschinen bekannt, bei denen der Ventilkörper eines Ventils
mit beweglichen Teilen der Maschine mechanisch zusammengekuppelt ist, wodurch er
nach jedem Arbeitskreislauf automatisch zu einer vorbestimmten Stellung zurückgeführt
wird, Diese mechanischen Zusammenkupplungen geben eine gute Sicherheit für die korrekte
Funktion der Maschine, sie müssen aber mitgrosser Häufigkeit eine bedeutende Kraft
ausüben und werden schnell abgenutzt, wodurch dann die Zuverlässigkeit leidet, Es
sindauch Maschinen bekannt, bei denen der Ventilkörper nach jedem Arbeitskreislauf
durch einen Elektromagnet, durch Druckluft oder auf andere Weise zu einer vorbestimmten
Stellung, zurückgeführt wird. Hierdurch wird die Konstruktion vereinfacht und die
Abnutzung geringer. Diese Konstruktionsvereinfachung geht aber auf Kosten der Sicherheit.
Die Funktion kann wegen Kurzschluss im elektrischen Kreislauf des l, ektromagneten
oder aus anderen ähnlichen Ursachen versagen.
Ziel der Erfindung
istp einen Sicherungsmechanismus zu schaffen, der grosse Sicherheit gewährt und
sehr haltbar ist.-_ diesem Zweck ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Steuervorrichtung
zwei komplette Sätze von Steuerorganen aufweist, von denen der eine Satz ein zwischen
der Maschine und dem Ventilkörper eingeschalteter, kinematisch an.» und auskuppelbarer
Antriebsmechanismus ist, welcher eine Verzögerung zum anderen Satz von Steuerorganen
hat, und das mit dem Ventilkörper Kupplungsorgane zum Auskuppeln des Antriebsmechanismus
verbunden sind, wenn das Ventil in der Stillstandsstellung für die Presse ist.
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Da hierdurch automatisch eine direkte Zusammenkupplung zwischen den
beweglichen Teilen der Maschine und dem Ventilkörper ermöglicht wird, falls der
andere Satz von Steuerorganen versagt, wird die gleiche Sicherheit wie bei den Maschinen
erzielt, wo der V®ntilkörper direkt von den beweglichen Teilen der Maschine gesteuert
wird. Für den anderen Satz von Steuerorganen können deshalb elektrische oder andere
nichtmechanische Steuerorgane benutzt werden. Selbst wenn kinematische Steuerorgane
benutzt werden, sind sie im Betrieb nicht teuer, da sie nicht ausgetauscht oder
oft geeicht zu werden brauchen; denn die Sicherheit der Maschine ist nicht von einer
etwaigen Abnutzung abhängig. Da der Antriebsmechanismus normalerweise ausgekuppelt
wird, ist dieser bei normaler Punktion der Maschine keiner Belastung und deshalb
auch keiner wesentlichen Abnutzung ausgesetzt. Der Sicherungsmechanismus hat deshalb
eine grosse Lebensdauer und ist billig und zuverlässig im Gebrauch.
Der
Antriebsmechanismus kann erfindungsgemäss eine Tastrolle haben die mit dem Ventilkörper
mechanisch verbunden ist und mit einer von der Maschine angetriebenen Kurvenscheibe
zusammenwirkt.. Hierdurch wird eine einfache und robuste :Ausbildung des ..Antriebsmeohanismus
erzielt. Die Tastrolle kann erfindungsgemäss an einem Hebel angebracht sein, der
die mechanische Verbindung mit dem Ventilkörper bildet, und der mit einem
Spielraum gelagert ist. %. Bei normaler ?unktion des Ventils wird der Hebel
Verschiebungen innerhalb des Spielraumes ausführen können, und es wird keine Kraftübertragung
stattfinden, aber bei grösseren Verschiebungen, verursacht durch ein Versagen des
normalen. Antriebsmeahanismuat wird das Ventil mechanisch mit der Kurvenscheibe
zusammengekuppelt werden, Die Steuervorrichtung kann einen elektrischen Schalter
haben, der dazu eingerichtet ist, vom Antriebsmechanismus bedient zu werden.
Im Falle eines Versagens des üblichen Antriebsmechanismus, wird dieser hierdurch
gesperrt, so dass er die Maschine nicht wieder in Betrieb setzen kann, wenn
diese zum Stillstand gebracht worden ist.
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Die Ventilstange kann zum Ventilorgan verschiebbar angebracht sein,
und einen'Ventlkörper zur Unterbrechung des Druckes im Ventil durch die vom Antriebsmechanismus
verursachte Bewegung haben. Es wird dann möglich, einen Antriebsmechanismus mit
verhältnismässig begrenzten Abmessungen selbst bei grossen Ventilen zu benutzen.
Die
Steuervorrichtung kann Halteorgane haben, welche'dazu eingerichtet sind, eine Ventilstange
und den Ventilkörper in der vom Antriebsmechanismus verursachten Stellung zu halten,
wodurch erzielt wird, dass das Ventil gesperrt wird, wenn der Antriebsmechanismus
die Maschine nach Ve:r. sagen des üblichen Antriebsmechanismus zum Stillstand gebracht
hat.
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In- der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemä.ssen
Ventils gezeigt® Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Ventils von der einen Ausführungsform,
und` Figo-2 zeigt einen Längsschnitt eines Ventils von der anderen Ausführungsformö
Das in Fig. 1 gezeigte Ventil hat ein Ventilgehäuse 1, einen oberen Deckel 2' einen
oberen Ventilkörperteil 3, einen unteren Ventilkörperteil 4, einen Bodendeckel 5
und einen schnellwirkenden Elektromagnet 6. Über dem Ventil selbst ist eine SQherungsvorrichtung
angebracht, bestehend aus einer Justierschraube 7, einem Wipparm Seiner Wipparmswelle
9, einer auf dem Deckel befestigten Lagerkonsole 10, einer Druckfeder 11, einem
elektrischen Ausschalter 12 und einer auf dem Wipparm gelagerten Ta strolle 13e
Zur-Sicherungsvorrichtung gehört auch eine Kurvenscheibe 14; die an einem drehbaren
Teil der Maschine, die vom Ventil gesteuert wird, befestigt ist. Das Ventil hat
ausserdem eine Druckfeder 15, die in der Verschlteßrichtung auf den Ventilkörper
einwirkt, und einer Ventilstange 16, an welcher der Ventilkörper befestigt ist-.
Das
Ventil eignet sich besonders zum Steuern einer druckluftgesteuerten Kupplung zum
Steuern einer mechanischen Fresset kann aber auch für andere Zwecke angewandt werden.
Wesentlich ist, dass es schnell und mit hoher Frequenz arbeiten kann, und dass seine
Wirkung sicher ist.
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Wenn der Elektromagnet 6 betätigt wird, schiebt er die Ventil-Stange
16 und dadurch den Ventilkörper 4 in die obere Stellung hinauf, die in Fig. 1 gezeigt
ist. Eine Öffnung .F ist mit einer Druckluftquelle verbunden, und die Druckluft
strömt von hier in das Ventilgehäuse und durch eine Öffnung A zu einer Kupplung
oder einem anderen Teil, der mit Druckluft versehen werden soll. Die Ventilkörperteile,3
und 4 sind mit Rundungen a ausgebildet, die zu einer schnellen Bewegung des Ventils
mitwirken können.
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Wenn der betreffende Vorgang abgeschlossen werden soll, wird der Strom
für den Magnet 6 ausgeschaltet, und die Druckfeder 15 wird dann den Ventilkörper
3, 4 in seine untere Stellung hinabdrücken. Die Luft kann von A durch das Ventil
zu einer AuslaA-öffnung C zur Atmosphäre strömen. Die Ausbildung mit den Run-Jungen
a wird zur schnellen Absperrung der Einströmung von und Öffnen für die Ausströmung
durch c beitragen.
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Der obere Teil des Ventilkörperteiles 3 ist in der gezeigten Ausführungsform
als ein Entlastungskolben ausgebildet, der mit einer Dichtung in einer cylindrischen
Bohrung im Deckel 2 verschiebbar ist, wo er einen Raum absperrt, der durch einen
Kanal b mit dem Raum unterhalb des unteren Ventilkörperteils 4 in Verbindung ist.
Der Durchmesser des Entlastungskolbens ist in der Hauptsache gleich dem effektiven
Durchmesser der Ventilkörperteile 3 und 4, der durch: einen Dichtungsring und eine
scharfe
Kante an den betreffenden Sitzen im Ventilgehäuse bestimmt ist. Wegen der hierdurch
erzielten Entlastung soll nur eine relativ kleine Kraft zur Bewegung. des Ventilkörpers
3, 4 ausgeübt werden, und folglich vermag ein relativ kleiner Elektromagnet 6 zum
Steuern eines relativ grossen Ventils zu: dienen. Anstatt eines Entlastungskolbens
läset sich eine Entlastungsmembrane verwenden.
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Ein Umstand, der zur schnellen Entlüftung beiträgt, ist, daß der Luftstrom,
der beim Öffnen des unteren Ventilkörperteils 4 entsteht, eine Druckwelle hervorrufen
wird, die sich durch den Kanal b zum Raum über. dem Entlastungskolben verpflanzen
wird.
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Kommt es aus irgendeinem Grunde vor, dass das Ventil zu seinem Entlüftungszustand
nicht zurückgeht,--.tritt das mechanische Sicherungssystem sofort in Funktion.-
Die Justierschraube 7 ruht auf dem oberen Ende der Ventilstange 16 und folgt deren
Bewegungen auf und nieder, da die Schraube fortwährend gegen- die Ventil-Stange
16 von der Druckfeder 11 gedrückt gehalten wird. Der Wipparm 8 macht entsprechende
Bewegungen durch Wippen um die Welle 9. Die Bohrung des Wippärms für die Welle 8
hat einen Durchmesser, der um 1 mm grösser ist als der Durchmesser-der Welle. Die:
Druckfeder 1'1 bewirkt, dass die Wand der Bohrung normalerweise gegen- die Oberseite
der Welle gehalten wird Die Rolle 13 macht Bewegungen auf und nieder in einem Takte,
der umgekehrt zum. Takt der Ventilstange 16 ist. Bei- Entlüftung ,des Ventils wird
daher die Rolle 13 gehoben, und die Teile sind-so angepasst, dass die Rolle
hierdurch von dem höchsten Punkt der .
Kurvenscheibe 14 frei gehoben
wird, die auf einer rotierenden Welle in der Maschine angebracht ist.
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Kommt eine Unregelmässigkeit vor, so dass das Ventil nicht entlüftet,
wird die Rolle 13 nicht gehoben sein, und der höchste .,Punkt der Kurvenscheibe
13 wird die Rolle 13 treffen und sie heben. Hierdurch wird das betreffende Ende
des Wipparms gehoben, weil derselbe um den Stützpunkt der Justierschraube der Ventilstange
16 schwingt. Hierdurch wird die Wand der Achsenbohrung des Wipparms zum Anliegen
gegen die Unterseite der Welle gebracht, und beim-weiteren Heben der Rolle 13 wird
der Wipparm 8 um die Welle 9 wippen, wodurch die Ventilstange 16 herabgedrückt wird,
sodass das Ventil entlüftet. Durch die betreffende Bewegung des Wippaxms 8 wird
derselbe mit dem Betätigungsorgan am Aus.-sehälter 12 in Berührung gebracht, so
dass der Strom ausgeschaltet wird. Hierdurch wird der Strom für die ganze betreffende
Maschine ausgeschaltet, so dass kein weiterer Betrieb mit Fehlfunktion zu riskieren
ist.
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Das in Fig. 2 gezeigte Ventil hat eine Sicherungsausstattung, 7-14,
die in der Hauptsache der in Fig. 1 gezeigten entspricht, Eine Ventilstange 17 ist
in einem rohrförmigen Teil 18 verschiebbar, auf welchem ein unterer Ventilkörper
19 und ein oberer Ventilkörper 20 befestigt sind. Die Ventilstange 17 hat
unten einen Ventilkörper 21, der mit einem Ventilsitz an der Unterseite des Ventilkörpers
19 zusammenwirkt. Über diesem Ventilsitz.ist in dem Ventilkörper 19 eine vertikale
Bohrung ausgebildet und -. im Anschluss an derselben- sind schräge Bohrungen 22
seitlich
des Ventilkörpers- ausgeführt. Das. untere Ende des Ventilkörpers
19 ist als ein Kolben mit Dichtungsring 23 ausgebildet, der in einer zylindrischen
Bohrung eines Ventilgehäuses 2.4 verschiebbar ist. Das Ventilgehäuse hat eine Zulaßöffnung
B für Druckluft und eine Ansohlußbffnung A für eine Kupplung, die vom Ventil gesteuert
werden soll, sowie eine nicht gezeigte Öffnung C, die in einem Ventilraum 25 mündet,
worin der untere Ventilkörper 19 angebracht ist. Die beiden Ventilsitze 19 und 20
wirken mit Ventilsitzen auf jeder Seite-eines Raumes 26 zusammen, der sich an die
ÖffnunglA-schliesst.
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Auf dem oberen Ventilkörper 20 ist ein Klotz 27 befestigt, der nach
oben ragende Zweige 28 hat-, die nach innen gerichtete-Vorsprünge haben, die mit
einer doppel-abgefasten Kante eines scheibenförmigen Teils 29 zusammenwirken, der
von einer Feder. 30 gegen einen Querstift 31 an der Ventilstange 17 gedrückt gehalten
wird. Eine Druckfeder 32 wirkt auf den oberen Ventilsitz 20.
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. Das Ventilgehäuse' 24 hat einen Bodendeckel 3,3 mit einer Öffnung
zum Raum unter dem Ventil 21 und einer Öffnung zu einem Raum 34, der mit der Öffnung
-B verbunden ist,-und worin der obere Ventilkörper 20 angebracht ist. Unter dem-Bodendeckel
isst ein schnell wirkender Elektromagnet 35 angebracht, der ein Servoventil 36 steuert.
-Auf dem oberen Ende der Ventilstange 17' ist eine Mutter 37 befestigt. Auf einem
oberen Deckel 38 für das Ventil: ist eine Sehraube 39-mit einer Druckfeder
40 befestigt, die einen Hebel 41 festhält, der an dem einen Ende Gabeläste hat,
die um die Ventilstange 17 greifen.
Bei Betätigung des Elektromagnets
35 wird das Servoventil 36 geöffnet, so dass Druckluft von Bunter den Ventilkörper
19 eingeleitet wird, der hierdurch gehoben wird. Hierdurch wird der Ventilkörper
19 gesperrt, so das$ die Entlüftung von A abgesperrt wird, und gleichzeitig wird
der Ventilkörper 20 geöffnet, so dass Druckluft von B zu A strömen kann. Wird der
Strom im Elektromagnet 35 ausgeschaltet, wird das Servoventil 36 gesperrt,
und der Raum unter dem Ventilkörper 19 wird entlüftet, und die beiden Ventilkörper
19 und 20 werden sieh wegen der Wirkung der Feder 32 und des Druckes von oben auf
dem Ventilkörper 19 abwärtsbewegen. Hierdurch wird der obere Ventilkörper 20 abgesperrt,
so dass die Verbindung zwischen B und A unterbrochen wird, und gleichzeitig wird
der untere Ventilkörper 19 geöffnet, so dass eine Entlüftung von@A gegen C erfolgen
kann.
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Wenn das Ventil versagt, tritt die Sicherungsvorrichtung in ähnlicher
Weise wie bei der Ausführungsform in F:g. 1 in Funktion, wodurch die Ventilstange
17 etwas nach unten bewegt wird. Hierdurch wird der Ventilkörper 21 von seinem
Ventilsitz hinabgeführt werden, so dass durch die Bohrungen 22 eine Entlüftung des
Raumes unter dem untren Ventilkörper 19 zur Entlüftungs= öffnung C erfolgen wird.
Bei. der weiteren R"nregung des Wipparms 8 wird die Ventilstange 17 die Ventilkörper
19 und 20 nach unten schieben, so dass der Ventilkörper 20 gegen den Sitz im Gehäuse
24 sperrt, und der Ventilkörper 19 öffnet für @,tlüftung durch den Raum 25 zur Entlüftungsöffnung
C. Während der Abwärtsbewegang der Ventilstange 17 wird die Scheibe 29 an den Vorsprüngen
der
Äste 28 hinabpassieren und wird in dieser Stellung von diesen Vorsprüngen festgehalten
werden, so dass Gefahr einer Unterbrechung der Entlüftung besteht. Wenn die-Maschine
wieder in Betrieb gesetzt werden soll= wird die Ventilstange 17 mittels des Hebels
41 gehoben, so dass die Scheibe 29 imstande sein wird, an den genannten Vorsprüngen
der Äste 28 vorbeizugehen, welche angemessen federnd sind.
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Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nur als Beispiele
zu betrachten, indem verschiedene Variationen im Rahmen der Erfindung denkbar sind.
Sä kann es zoBo einen Entlastungskolben für den Ventilkörper 21 geben.