DE2404606A1

DE2404606A1 - Steuereinrichtung fuer ein hydraulisches system und verwendung derselben bei einer muellpresse

Info

Publication number: DE2404606A1
Application number: DE2404606A
Authority: DE
Inventors: James D Elliott; Olaf M Olsen
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1421511A; US3822370A; NL7400468A; JPS49120085A

Description

Patentanwälte Dipl.-Iiig. ?. "Weicheat*ν,

Dipl.-Ing. K. "Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. E. Fincke Dipl.-Ing. RA₁^EICKMANn, Dipl.-Chem. B. Huber

SAHA ^{8 MUNCHEN 86}> ^DEN

POSTFACH 860 S20

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

AMP IHÖORPOSATE]), 777 V/estchester Avenue, Y/hite Plains, Few York 10604, Y.St.A.

Steuereinrichtung für ein hydraulisches System und Verwendung derselben bei einer Müllpresse.

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein hydraulisches System, insbesondere eine elektrische Steuereinrichtung für hydraulische Kreise, die auf den Durchfluß anspricht:.

Die Erfindung wird in besonders zweckmäßiger Weise zur Steuerung einer hydraulischen Müllpresse verwendet und daher in Verbindung mit einer solchen erläutert, ohne daß sie deshalb auf eine so3.che Anwendung beschränkt wäre.

In den Abbildungen zeigen:

Fig. 1 einen zu steuernden hydraulischen Kreis;

Pig.2 Einzelheiten einer Betätigerspule für auf den Durchfluß ansprechende Zungenschalter; und

Mg.3 den elektrischen Schaltkreis.

Fig.1 zeigt eine Kolbenstange 10, die von einem Kolben 11 in einem Zylinder 12 angetrieben wird. Die Kolbenstange 10 dient dazuj den nicht dargestellten Preßsterapel einer Müllpresse anzutreiben. Vlerua der Kolben nach rechts bewegt wird, wird der Müll zusammengedrückt,» nach links wird der Kolben zurückgezogen. ;

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_M__a o

Der Kolben 11 wird in jeder Richtung durch den hydraulischen Druck einer Pumpe 13 angetrieben, die ihrerseits durch einen Motor 14 betätigt wird. Kittels eines unter Federdruck stehenden und über ein Solenoid betätigten hydraulischen Vierwegeventils 15 v/ird jeweils am einen Ende des Zylinders 12 Druckfluid zugeführt und am anderen Ende ausgestoßen. Die Einstellung dee Ventiles 15 wird durch eine Hagnetspule 16 (siehe auch Fig.2) gesteuert, die durch eine Feder vorgespannt ist, auf die Durchflußbedingungen (Vorhandensein oder Fehlen einer Strömung) anspricht und zwei Zungenschalter 17> 18 in dem elektrischen Schaltkreis (vgl. auch Fig.3) betätigt.

In dem hydraulischen System ist ein Druckentlastungsventil 19 vorgesehen. Das schematisch dargestellte Element 20 ist ein gemeinsames Fluidreservoir für das Versorgungsfluid der Pumpe 13 und das aus der Auslaßöffnung des Ventiles 15 und dem Entlastungsventil 19 ausgestoßene Fluid.

Gemäß Fig.2 ist die auf die Durchflußbedingungen ansprechende Spule 16 längsverschie.blich in einem Gehäuse 21 angeordnet und mittels zweier gegenüberliegender Federn 22 in einer neutralen Mittelstellung gehalten. Die Spule 16 besitzt einen zentralen Durchlaß 23 und die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 21 sind mit Anschlußnippeln 24 versehen, mit denen das Gehäuse 21 in einer Leitung 25, die sich vom Vierwegeventil 15 zum linken Ende des Zylinders 12 erstreckt, angeordnet werden kann. Die Spule 16 besteht aus magnetischem Material, d.h. sie ist ein Magnet, während das Gehäuse 21 aus nichtmagnetischem Material gefertigt ist. Die zwei Zungenschalter 17, 18 sind in der Seitenwand des Gehäuses 21 anschließend an die Spule 16 angebracht, jedoch an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 21. Die Schalter 17» 18 sind normalerweise offen, können jedoch durch die magnetische Spule 16 in ihre Schließstellung überführt werden.

Gemäß Fig.3 schließt der Zungenschalter 17, wenn er durch

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die Magnetspule 16 in seine Schließstellung überführt ist, eine Relaisspule 26 an eine Energiequelle an. Diese Relaisspule 26 kann aber auch durch Schließen eines Startschalters 27 angeschlossen werden. Die Relaisspule 26 schließt ihrerseits Kontakte 28 und 29 zur Betätigung des Ventiles 15 bzw. des Motors 14..

Der andere Zungenschalter 18 setzt naoh seiner Überführung in die Schließstellung durch die Magnetspule 16 eine weitere Relaisspule 30 unter Strom, die ihrerseits zwei weitere Kontakte 51 für den Motor 14 schließt, wenn die Relaisspule 26 inaktiv ist und die Kontakte 28 und 29 geöffnet sind.

Pig.1 zeigt die Teile in ihrer normalen, abgeschalteten Stellung, in der der Kolben sich in seiner voll zurückgezogenen Lage am. Ende des Rückhubes eines Preßzyklus befindet. Die Pumpe 13 ist durch eine leitung 32 mit dem Ventil 15 verbunden. Das Entlastungsventil 19 ist mit der Leitung 32 verbunden und das Ventil 15 steht über eine Leitung 33 mit dem rechten Ende des Zylinders 12 in Verbindung. Nunmehr wird die Betriebsweise des gesamten hydraulischen und elektrischen Systemes beschrieben:

Nach dem Laden der Müllpresse wird zur Pressung ihres Inhaltes zunächst einmal der Startschalter 27 geschlossen. Dadurch wird die Relaisspule 26 beaufschlagt und schließt ihrerseits die Kontakte 28 und 29« Das Schließen des Kontaktes 28 bewirkt die Schaltung des Ventils 15 in eine Stellung, in der das Druckfluid aus der Leitung 32 auf dem durch den Pfeil 34 angedeuteten Weg zur Leitung 25 und von der Leitung 33 entlang dem durch den Pfeil 35 angedeuteten Weg zum Reservoir 20 fließen kann. Mit dem Schließen des Kontaktes 29 durch die Relaisspule 26 laufen der Motor 14 und die Pumpe 13 an. Dadurch läuft Druckfluid von der Pumpe längs der Leitung 32 in Pfeilrichtung 34 und der Leitung 25 durch den Durchgang 23 in der Spule 16 zum linken Ende des Zylinders 12 und drückt den Kolben 11 auf die rechte Seite. Wenn sich der Kolben 11 auf

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die rechte Seite bewegt, tritt aus dem rechten Ende des Zylinders 12 Druckfluid durch die Leitung 33 in Pfeilrichtung 35 aus dem Ventil 15 aus und strömt in dasselbe Reservoir 20 zurück, mit dem die Pumpe 13 verbunden ist.

Wenn das Fluid durch die Leitung 25 in das linke Ende des Zylinders 12 fließt und durch den Durchgang 23 in der Spule 16 tritt, so drückt es auch die Spule 16 in das linke Ende des Gehäuses 21. Wenn die Spule 16 dabei gegenüber dem Schalter 17 zu liegen kommt, schließt sie diesen magnetisch und hält dadurch die Relaisspule 26 auch dann in ihrer angeschlossenen Stellung, wenn der Startknopf 27 losgelassen wird. Durch die weiterhin angeschlossene Relaisspule 26 bleibt der Kontakt 29 geschlossen, so daß der Pumpenmotor 15 weiterläuft. Ebenso bleibt der Kontakt 28 geschlossen und hält das Ventil 15 in seiner Stellung, so daß das Fluid weiterhin von der Pumpe 13 entlang dem Weg 34 zum Zylinder 12 und von diesem entlang des Weges 35 zurück zum Reservoir strömt.

Solange sich der Kolben 11 nach rechts bewegt, fließt das Fluid in das Gehäuse 21 in der Richtung von rechts nach links. Diese Strömung reicht aus, die Spule 16 am linken Ende des Gehäuses festzuhalten, so daß der Zungenschalter 17 geschlossen bleibt. Wenn der Kolben 11 das Ende seines Preßhubes erreicht, so endet die Strömung des Fluids. Wenn der Kolben sich nicht weiter nach rechts bewegt, endet auch der Durchfluß durch das Gehäuse 21. Dies bedeutet, daß die Spule 16 unter dem Einfluß ihrer linken Feder 22 in ihre neutrale Mittenlage zurückgleitet. Gleichzeitig bewirkt der Rückdruck im linken Ende des Zylinders 12, daß die Spule 16 über ihre neutrale Mittenlage hinaus sich zum rechten Ende des Gehäuses gegenüber dem Zungenschalter 18 bewegt.

Wenn sich die Spule 16 vom Zungenschalter 17 weg in Richtung auf ihre neutrale Mittenlage bewegt, wird die Relaisspule .26 abgeschaltet und öffnet die Kontakte 28 und 29. Durch das

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Öffnen des Kontaktes 28 tritt eine nicht dargestellte Feder des Ventiles 15 in Wirkung. Diese schaltet das Ventil 15 in eine Stellung, in der das Fluid nunmehr in die rechte Seite des Zylinders 12 durch den Weg 36 eintreten und über den Yen- · tilweg 37 aus dem linken Ende des Zylinders 12 austreten kann, zur Vorbereitung der Rückbewegung des Kolbens. Durch Öffnen des Kontaktes 29 ist der Motor 14 abgeschaltet worden. Dieser Zustand ist jedoch nur kurzzeitig. Denn nachdem der ßückdruck in der linken Seite des Zylinders 12 die Spule 16 über ihre neutrale Mittenlage nach rechts bewegt hat, schließt die Spule 16 den Kontakt 18 magnetisch. Das Schließen des Kontaktes 18 schaltet den Motor wieder ein, so daß Fluid in die rechte Seite des Zylinders 12 hinein und aus dem linken Ende herausgepumpt wirö. Der Motor v/ird durch das Schließen des Kontaktes 18 wieder in Gang gesetzt, da dieser Kontakt das Relais 30 erregt, das den Kontakt 31 zur Wiedereinschaltung des Motors betätigt. Das Fluid strömt nun in umgekehrter Richtung durch das Gehäuse 21 und hält die Spule 16 an der rechten Seite und damit den Kontakt 18 in seiner Schließlago, solange, bis das Ende des Rückhubes erreicht ist. An diesem Punkt endet der Austritt von Fluid aus der linken Seite des Zylinders 12 durch das Gehäuse 21, so daß die Spule 16 nicht langer nach rechts gedruckt wird. Daher kehrt die Spule 16 nunmehr unter dem Einfluß ihrer rechten Feder 22 in ihre neutrale Mittenlage zurück, öffnet den Kontakt 18 und schaltet das Relais 30 ab, wodurch sich der Kontakt 31 öffnet und den Pumpenmotor 14 abschaltet.

Wie sich aus folgendem ergibt, ist die Magnetspule 16 in beiden Richtungen strömungsempfindlich, um die Müllpresse während ihres Preßhubes und ihres Rückhubes zu steuern.

Wach Schließen des Startschalters 27 spricht die Spule 16 während der Dauer des Preßhubes auf die Strömung an ihrer linken Seite an und schließt den Kontakt 17. Der geschlossene Kontakt 17 hält das Relais 26 unter Strom, so daß die Kontakte 28 und 29 geschlossen bleiben. Die geschlossenen Kontakte 28 und 29

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halten den Motor 14 unter Strom und das Ventil 15 in einer solchen Ste3.1ung, daß das Fluid fortfährt, längs dem Ventilweg 34 in den Zylinder 12 einzutreten und durch den Ventilweg 35 auszutreten. Wenn der Kolben 11 das Ende seines Preßhubes erreicht hat, spricht die Spule 16 darauf an, daß keine Fluidströraung mehr vorhanden ist, und gleitet zurück in ihre neutrale Hittenstellung unter dem Einfluß ihrer linken Feder 22. Dadurch wird der Kontakt 17 geöffnet, was das Ende des Preßhubes bestimmt. Durch das Öffnen des Kontaktes 17 wird der Motor 14 abgeschaltet und das Ventil 15 in eine solche lage gebracht, daß'das Fluid nunmehr entlang der Wege 36 und 37 für den Rückhub fließen kann. Die Spule 16 spricht aber auch auf den Rückdruck in der linken Seite des Zylinders 12 an, der sie über ihre neutrale Mittenlage hinaus nach rechts drückt, wodurch der Kontakt 18 geschlossen wird. Der geschlossene Kontakt 18 beaufschlagt das Relais 30, wodurch der Motor 14 zur Einleitung des Rückhubes wieder eingeschaltet v/ird. Der Rückhub wird au Ende geführt, da die Spule 16 auf der rechten Seite insofern gehalten wird, als sie auf das Fluid anspricht, das nunmehr von links nach rechts fließt, im Gegensatz zu der Flußrichtung von rechts nach links während des Preßhubes. Am Ende des Rückhubes spricht die Spule 16 darauf an, daß nun kein Fluid mehr aus der linken Seite des Zylinders 12 austritt. Dadurch gleitet die Spule zurück in ihre neutrale Mittenlage, wobei der Kontakt 18 aufgeht und der Motor 14 abgeschaltet wird. Indern so die Spule 16 in beiden Richtungen auf die Strömung des Fluides und auch auf dessen Druck anspricht, steuert sie jede Phase des kompletten Preßzyklus vom Anfang bis zum Ende einschließlich der automatischen Umkehrung und der Abschaltung.

Es ist klar, daß die Spule 16, indem sie auf die Strömung und den Druck des Fluids anspricht, auch Fehlfunktionen des Systenies erkennen läßt, wie z.B. Verstopfungen oder Druckverluste, und auf diese Weise ein richtiges Verhalten des gesamten elektro-hydraulisehen Systemes einleitet. Tritt z.B. eine

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Verstopfung der Müllpresse ein» so daß der Preßstempel nicht seinen vollen Preßhub durchlaufen kann, dann bewegt sich die Spule von links nach rechts, kehrt den Stempel um und schaltet die Anlage ab. In gleicher l/eise wird ein zu starkes Pressen verhindert. Bei hydraulischem Druckverlust wird die Fluidströmung in keiner Pachtung mehr imstande sein, die Spule rechts oder links zu halten. Dadurch erlangen die beiden Federn 22
das Übergewicht und halten die Spule in ihrer Mittenlage. Dabei wird keiner der Kontakte 17 oder 18 geschlossen, wodurch das ganze System abgeschaltet ist.

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Claims

Ans ρ r u c h e

Steuereinrichtung für ein hydraulisches System, gekennzeichnet durch ein beweglich gelagertes Schaltteil (16) aus magnetischem Material, das unter dera Einfluß des an seinen beiden Seiten durch Strömung und Druck einwirkenden hydraulischen Fluids in entgegengesetzten·Richtungen bewegbar ist, durch zwei nahe dem Schaltteil zu dessen beiden Seiten angeordnete Schalter (17, 18), die auf das Schaltteil magnetisch ansprechen, durch federnde Bauteile (22) zu beiden Enden des Schaltteiles (16), die'dieses in eine neutrale Mittenlage zwischen den Schaltern (17, 18) drücken, und durch einen Durchgang (23) für eine Strömung des Fluids von der einen Seite des Schaltteils (16) zu der anderen.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltteil eine in einem Gehäuse (21) gelagerte und zwischen dessen beiden Enden bewegbare Spule (16) ist, daß das Gehäuse Anschlußnippel (24) zum Einbau in das hydraulische System aufweist und daß die Schalter (17, 18) am Gehäuse befestigt sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (16) auf niedrige Werte der Strömung und des Druckes des Fluids und auch auf das Fehlen einer Strömung und eines Druckes anspricht.
4. Verwendung einer Steuereinrichtung nach Anspruch 2 in einem hydraulischen Antriebsgerät, das einen Kolben und einen Zylinder und eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe besitzt, die durch zwei hydraulische Leitungen über ein Umkehrventil zum Hin- und Herbewegen des Kolbens mit beiden Zylinderenden verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung in eine der beiden hydraulischen / Leitungen eingebaut ist und daß ihre beiden Schalter (17, / ' 18) mit dem Umkehrventil (15) und dem Elektromotor (14) / elektrisch verbunden sind.

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Verwendung einer Steuereinrichtung nach Anspruch 3 in einer Müllpresse, die einen Kolben in einem hydraulischen Zylinder aufweist, sowie eine Pumpe zum Antrieb des Kolbens, einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe, ein hydraulisches Reservoir, zwei zu den gegenüberliegenden Enden des Zylinders laufende hydraulische leitungen, sowie ein mit der Pumpe verbundenes Vierwege-Umkehrventil und Leitungen zum Hin- und Herbewegen des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung in einer der Leitungen zur Steuerung des Ventils und des Motors eingebaut ist und daß ihre Schalter (17, 18) mit zwei Relaisspulen (26, 30) elektrisch verbunden sind, von denen die eine das Ventil (15) umschaltet und den Motor (14) betätigt, und die andere den Motor (14) betätigt, wobei jedesmal, wenn die hin- und herbewegliche Spule (16) an einem der gegenüberliegenden Enden des Gehäuses lagert, automatisch ein Hin- und Hergehen des Kolbens (11) erfolgt, während eine Lagerung der Spule (16) in der Gehäusemitte ein automatisches Anhalten des Kolbens (11) bewirkt.

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Le e rs e i t e