DE4238154A1 - Hydraulischer Vorschubantrieb für fliegende Stauchpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fliegende Stauchpresse zur Reduktion der Breite von Walzgut, deren beidseitig des Walzgutes angeordneten, mittels Reduktionsantrieben bewegten Preßwerkzeuge mit je einem Vorschubantrieb gekoppelt sind, welche die Preßwerkzeuge in Richtung des Walzgutvorschubes anzutreiben vermögen.

Gattungsgemäße Vorschubantriebe bestehen aus elektromechanischen Komponenten, die wegen der hohen zu erbringenden Leistung verhält­ nismäßig schwer gebaut sind, dadurch eine große Massenträgheit aufweisen und nur langsam und wenig präzise arbeiten.

Es ist auch bekannt, Vorschubantriebe mit Kolben-Zylinder-Einheiten zu versehen, die über Ventile, z. B. Servoventile, in Vollstrom- Drosselsteuerung in einem offenen Kreislauf geregelt werden. Nach­ teil dieser ansonsten schnell und präzise arbeitenden Vollstrom- Drosselsteuerung sind die großen Leistungsverluste. Ein Einsatz für Stauchpressen ist daher bisher nicht erfolgt.

Es wurden auch schon hydraulische Verdrängersteuerungen entwickelt, die nur sehr geringe Leistungsverluste aufweisen, die jedoch wegen zu langsamer Volumenstromdynamik für Vorschubantriebe für Stauch­ pressen nicht eingesetzt wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positionsregelung für die Vorschubantriebe von fliegenden Stauchpressen aufzuzeigen, die bei geringen Leistungsverlusten genügend schnell arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Anordnung der Vorschubantriebe in geschlossenen Hydraulikkreisläufen ist eine Ansteuerung der Vorschubantriebe mit geringen Leistungsverlusten gewährleistet. Eine große bzw. mehrere kleine Verdrängerpumpen sorgen für genügend große Volumenströme und deren Dynamik im geschlossenen Hydraulikkreislauf. Der Positions­ regelkreis sowie der Gleichlaufregler ermöglichen eine exakte, gleiche Regelung der Position beider Preßwerkzeuge der fliegenden Stauchpresse.

Die Merkmale der Verdrängerpumpe nach Anspruch 2 erlauben eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung der Preßwerkzeuge ebenso wie einen Stillstand der Vorschubantriebe, wenn die Presse im Stop- und Go-Betrieb arbeiten soll. Durch die Verspannung der Hydraulikkreis­ läufe wird eine erhöhte Dynamik erreicht, während durch die Speise­ einheit dafür gesorgt wird, daß die Verdrängerpumpen nicht trocken­ laufen können.

In der Regel reicht der Ersatz der Leckverluste durch gereinigtes und gekühltes Hydrauklikmedium mittels der Speiseeinheit aus, um die Systeme zu kühlen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Speiseeinheiten als Spül-Speiseeinheiten auszubilden, die zusätzlich zu den Leckverlusten Hydraulikflüssigkeit aus den geschlossenen Kreisläufen entnimmt, reinigt, kühlt und diesen Kreisläufen wieder zuführt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der fliegenden Presse ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 5. Die Positionsregelung kann noch exakter und feinfühliger erfolgen, wenn die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 Anwendung finden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Steuerschema der erfindungsgemäßen Vorschuban­ triebe einer Stauchpresse und

Fig. 2 einen Signalflußplan der erfindungsgemäßen Vorschub­ antriebe.

Fig. 1 zeigt Vorschubantriebe 1, 2 für eine Presse 3, die aus zwei gegeneinander arbeitenden Preßstempeln 3′, 3′′ besteht. Die Vor­ schubantriebe 1, 2 sind jeweils in geschlossene Hydraulikkreisläufe 4, 5 eingebunden, in denen Verdrängerpumpen 5, 5′, 5′′; 6, 6′, 6′′ parallel geschaltet sind. Die Verdrängerpumpen 5′′ und 6′′ dienen zur Reserve.

Die jeweilige Hochdruckseite der geschlossenen Hydraulikkreisläufe 4, 5 sind über Vorspann-Drosselschaltungen 8, 8′, 8′′, 9, 9′, 9′′ mit den entsprechenden Niederdruckseiten der Hydraulikkreisläufe 4, 5 verbunden. Die Vorspann-Drosselschaltungen 8, 8′, 8′′; 9, 9′, 9′′ bestehen, wie lediglich anhand der Vorspann-Drosselschaltung 8 gezeigt, aus jeweils zwei in Reihe geschalteten Drosseln 10, 11, zwischen denen eine Speiseleitung 12 angeschlossen ist.

Die Leckverluste der gesamten geschlossenen Hydraulikkreisläufe und gegebenenfalls von hydraulischen Regelkreisläufen, z. B. an den Vorschubantrieben 1, 2, den Verdrängerpumpen 5, 6, den Vorspann- Drosselschaltungen 8, 9 oder an den entsprechenden Anschlüssen usw. werden aufgefangen und über eine Rücklaufleitung 13 in einem Tank 14 gesammelt. In der Rücklaufleitung 13 sind Filter 15 und Kühlvor­ richtungen 16 vorgesehen. Aus dem Tank 14 wird die Hydraulikflüssig­ keit über Pumpen 17, 17′ der Speiseleitung 12 zugeführt. Dabei dient z. B. die Pumpe 17′ ebenfalls nur zur Reserve. Speicher 18 bis 18′′′′′ dienen dazu, den Systemdruck zu vergleichmäßigen.

Reglerkreisläufe 19 für die Verdrängerpumpen 6, 7 werden über getrennte Pumpen 20, 20′, wobei die Pumpe 20′ der Reserve dient, aus dem Tank 14 gespeist. Auch hier dienen Speicher 21 bis 21′′′′′ dazu, Druckschwankungen im Regelsystem auszugleichen.

Rückschlagventile 22, 22′; 23, 23′ können so angesteuert werden, daß die geschlossenen Hydraulikkreisläufe 6, 7 gesperrt und die Vorschubantriebe 1, 2 damit nicht mehr von den Verdrängerpumpen 6, 7 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Die Presse kann in diesem Fall nur noch im Stop- und Go-Betrieb arbeiten.

Fig. 2 zeigt die Vorschubantriebe 1, 2 der Presse 3, denen Posi­ tionsaufnehmer 24, 25 zugeordnet sind. Die Positionsaufnehmer 24, 25 sind mit Summierern 26, 27 verbunden, denen die Positions-Soll­ werte von einem Prozeßrechner 28 zugeführt werden. Die Ausgänge der Positionsaufnehmer 24, 25 sind weiterhin auf einen Gleichlaufregler 29 geschaltet, dessen Ausgänge an den Summierern 30, 31 anliegen, denen weiterhin der Soll/Istwert-Vergleich aus den Summierern 26, 27 zur Verfügung steht. Die Ausgänge der Summierer 30, 31 arbeiten über weitere Summierer 32 bis 35 auf 4-Wege-Servoventilen 36, 37, die Wegaufnehmer 38, 39 aufweisen, welche über die Summierer 34, 35 in einem internen Lage-Regelkreis arbeiten.

Über die 4-Wege-Servoventile werden Stellglieder 40, 41 der Ver­ drängerpumpen 6, 7 gespeist, welche Winkelgeber 42, 43 aufweisen, deren Ausgänge über die Summierer 32, 33 auf die Ventile 36, 37 arbeiten und so eine überlagerte Winkelregelung für die Verstell­ winkel der Verdrängerpumpen 6, 7 bilden. Über Schalter 44, 45 können die jeweiligen Regelschaltungen abgeschaltet und die Regelschaltung für die Verdrängerpumpen 6′′, 6′′ angesteuert werden. Aus Übersicht­ lichkeitsgründen sind die Bezugszeichen für die entsprechenden Steuerungen der Verdrängerpumpen 6′, 7′ in Fig. 2 nicht aufgenommen worden.

Bezugszeichenübersicht

1 Vorschubantrieb
2 Vorschubantrieb
3 Presse
4 Hydraulikkreislauf
5 Hydraulikkreislauf
6 Verdrängerpumpe
7 Verdrängerpumpe
8 Verspann-Drosselschaltung
9 Verspann-Drosselschaltung
10 Drossel
11 Drossel
12 Speiseleitung
13 Rücklaufleitung
14 Tank
15 Filter
16 Wärmetauscher
17 Pumpe
18 Druckbehälter
19 Reglerkreislauf
20 Pumpen
21 Druckbehälter
22 Rückschlagventil
23 Rückschlagventil
24 Positionsaufnehmer
25 Positionsaufnehmer
26 Summierer
27 Summierer
28 Prozeßrechner
29 Gleichlaufregler
30-35 Summierer
36 4-Wege-Servoventil
37 4-Wege-Servoventil
38 Wegaufnehmer
39 Wegaufnehmer
40 Stellglied
41 Stellglied
42 Winkelsensor
43 Winkelsensor
44 Schalter
45 Schalter

Claims (7)

1. Fliegende Stauchpresse zur Reduktion der Breite von Walzgut, deren beidseitig des Walzgutes angeordneten, mittels Reduk­ tionsantrieben bewegbaren Preßwerkzeuge mit je einem Vorschub­ antrieb gekoppelt sind, welche die Preßwerkzeuge in Richtung des Walzgutvorschubes anzutreiben vermögen,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Vorschubantriebe hydraulische Vorschubantriebe (1, 2) Anwendung finden, die jeweils in einen geschlossenen Hydraulik­ kreislauf (4, 5) eingebunden sind, welche mindestens je eine Verdrängerpumpe (6, 6′, 6′′, 7, 7′, 7′′) aufweisen,
daß jede Verdrängerpumpe (6, 7) als Stellglied in einem Vor­ schubantrieb-Positionsregelkreis arbeitet und
daß den Positionsregelkreisen der Vorschubantriebe (1, 2) ein gleiche Wege sichernder Gleichlaufregler (29) zugeordnet ist.

2. Fliegende Stauchpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Null verstellbare Verdrängerpumpen (6, 6′, 6′′; 7, 7′, 7′′) Anwendung finden, die im Reversierbetrieb zu arbeiten vermögen, und daß die geschlossenen Hydraulikkreisläufe (4, 5) als verspannte Systeme ausgeführt sind, denen Speiseeinhei­ ten (12, 13, 14, 17) zum Ausgleich von Hydraulikmedium-Leckver­ lusten zugeordnet sind.

3. Fliegende Stauchpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verspannen der jeweiligen Hochdruckseite mit der entsprechenden Niederdruckseite der geschlossenen Hydraulik­ kreisläufe (4, 5) diese durch mindestens zwei in Reihe angeord­ nete Drosselventile (10, 11) überbrückt sind, zwischen denen die Speiseeinheit angeschlossen ist.

4. Fliegende Stauchpresse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinheit Wärmetauscher (16) und/oder Filter (15) für die rücklaufenden Leckverluste aufweist.

5. Fliegende Stauchpresse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den als Stellglied arbeitenden Verdrängerpumpen (6, 6′, 6′′; 7, 7′, 7′′) jeweils Servoventile (36, 36′, 36′′; 37, 37′, 37′′) zugeordnet sind, die auf Stellglieder (40, 40′, 40′′; 41, 41′, 41′′) der Verdrängerpumpen (6, 6′, 6′′; 7, 7′, 7′′) arbeiten.

6. Fliegende Stauchpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoventile (35 bis 37′′) mit Wegaufnehmern (38 bis 39′′) ausgestattet sind, deren Ausgänge im Sinne einer internen Lageregelung mit den Steuerkolben der Servoventile (36 bis 37′′) verbunden sind.

7. Fliegende Stauchpresse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Verdrängerpumpen (6 bis 7′′) Winkelsensoren (42 bis 43′′) zugeordnet sind, und daß den Servoventilen Regelkreise zugeordnet sind, denen die Ausgangssignale der Winkelsensoren (42 bis 43′′) als Istwerte aufgeschaltet sind.