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Steuerung an hydraulisch angetriebenen Gewindewalzmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuerung an hydraulisch angetriebenen Gewindlewalzmaschinen.
Man kennt Gewind'ewalzmaschinen zur Herstellung von Balzen- oder Außengewinden mittels
zweier in gleicher Drehrichtung angetriebener Gewinderollen, bei denen das Werkstück
zwischen die Rallen gelegt wird und die Rallen während des Walzvorganges queir zu
ihrer, Achsrichtung einander genähert werden. Bei, diesen Maschinen ist Dieb eine
Gewinderalle zur Aufnahme der Druckwirkung fest angeordnet, während die andere Gewinderolle
quer zu ihrer Achsrichtung mit ihrer Wellenlagerung und eimom Schneckenradgetriebe
auf einem Schlitten angerdnet ist, der hydraulisch beiwegt wird. Während des Walzvorganges
werden die Gewinderallen bis zum Fertigwalzen des Werkstückes unter großem Druck
gegeneinanderbewegt und nach Beendigung des Walzvorganges auseinandemgefüh:rt.
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Zur Steuerung dieser bekannten, hydraulisch angetriebenen Gewindewalzmaschinen
diente ein in. der Druckmittelleitung zum der Rallen liegendär, mit: :einer Rücksteilfle,d#er
versehener Steuerkolben zur Ein- und Ausschaltung des denn, Arbeitskolben beaufschlagenden
Druckmittels. Dieser Steuerkolben wurde von Hand entgegen seinem Rückstellfeder
in die Stellung gedrückt, in der d!as Druckmittel denn Arbeitskolben beaufschlagt.
In dieser Stellung wurde der Steuerkalben ge@spen"rt gehalten. Die Beendigung des
Walzvorganges
wurde an :einem Zeitschailtgerät, nämlich einem umlaufenden Zeitwerk mit im Phasenwinkel
einstellbaren elektrischen Kontakt, eingestellt, so daß nach Ablauf einer beistimmten
Zeit vom Beginn des Walzvorganges an der elektrische Kontakt im Zeitschaltgerät
betätigt würde. Hierdurch wurde, der Stromkreis für einen-Elekt:ro,-magneten geschlossen,
der die Sperrung des Steuerkolbens aufhob, so daß der Steuerkolben durch Federkraft
in seine andere Stellung zurückging, in der er :dien Zustrom des Druckmittels zum
Arbeitszylinder unterbrach und das Öl aus dem Arbeitszylinder auf freien Ablauf
schaltete, so daß der Arbeitskolben unter Federkraft zurückging und die Roillen
auseinanderbenvegt wurden.
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Die Wiedereiinschaltunig des Druckmittels zum Arbeitszylinder erfolgte
durch erneutes Niederdrücken des: Steuerkoilbens von Hand. Diese halbautomatisch
arbeitendem Gewindewalzmaschinen, bei denen nur -die Ausschaltung des Druckmittels
und. das. Auseinandergehen der Rollen selbsttätig erfolgte, haben sich in allen
den Fällen gut bewährt, wo das Werkstück von Hand zwischen die Rollen eingelegt
wurdet und, w o dieWerkstücke in kleineren Serien gewalzt wurden, Die Erfindung
bezweckt, die Ausbringung der Gewindewalzmaschine dadurch wesentlich zu erhöhen,
daß sie vollautomatisch arbeitet. Zu diesem Zweck erfolgt die Wiedereinschaltung
des Druckmittels nach der Ausschaltung durch das Zeitschaltgerät durch einen regelbaren
Zeitkolben:, der nach :einer regelbaren Zeit einen Einscbalteir für dem elektrischen;
Antrieb des Steuerkolbens betätigt, so daß die Rollen in regelbaren Intervallen
selbsttätig zusammen- und: auseinandergeführt werden.
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Hierbei wird die Verstellung des Steuerkolbens zur Einschaltung des
Druckmittels von einem Eliektromagneten mit mehreren, parallel liegenden. von Hand
oder durch dein Zeitkolben betätigten Einschaltkontakten und einem Haltestromkreis
für ein Einschaltrelais bewirkt, wobei mehrere parallel liegende, von Hand oder
durch das Zeitschaltgerä:t betätigte Ausschaltkontakte für ein Ausschaltrelais angeordnet
sind', dessen Unterbrecherkontakte in denn Haltestromkreis des Einschaltrelais ,liegen.
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Der als: elektrischer Antrieb für den Steuerkolben benutztet Elektromagnet
bewirkt demzufolge die Ein- und Ausschaltung des Druckmittels durch entsprechende
Betätigung des Steuerkolbens. An Stelle des Elektromagneten kann auch ein anderer
elektrischer Antrieb, beispielsweise ein, auf Voarder-und Rücklauf gesteuerter Elektromotor,
verwend let werden.
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Der regelbarie Zeitkolben steht unter deir Wirkung einer Rückstellfeder
und arbeitet mit einem Drosselventil zusammen, das je nach der Anordnung des Zeitkolbens
entweder den Zulauf des Druckmittels zum Zeitkolben oder aber dem Ablauf des Öles
aus lern Zylinder des Zeitkolbens. drosselt. In beiden Fällen bestimmt das Maß der
Drasseilung die Zeit, nach der, von dem Beginn der das Schließen des Einschalters
bewirkenden Bewegung des Zeitkolbens an gerechnet, der elektrische Kontakt geschlossen
wird, der die Wiedexeinschaltung-des elekri'schen Antriebes für dem, Steuerkolben
bewirkt.
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Im ersten Fall sind an der an den Zylinder des Steuerkoilbens angeschlossenen,
Ablaufleitung für die Pumpe ein Absperrhahn; und zwischen: diesem Zylinder und denn
Absperrhahn eine Abzweüglditung zu dem mit einem Drosselventil versehenen fedeirbeIasteten
Zeitkolben angeordnet. Dabei ist an die Abzweigleitung eine Ablaufleitung mit einem
Überdruckventil angeschlossen, das -bei- einem Druck anspricht, der geringer isst
als. derjenige; welcher bei dem an einem Druckregelventil eingestellten niedrigsten
Wailzdruck auftritt. Da man aber den Druck am Überdruckventil nicht beliebig klein=
einstellen und nicht die Einstellung mit jeder Änderung,d'es Walzdriucke,s verändern
kann, ist die Pausenzeitregelung bei dieser Anordnung des Zeitkolbens zumindest
in gewissen Grenzen vom Walzdruck abhängig.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung, durch das, dieser
Nachteil vermieden wird, besteht darin, d'aß der Zeitkolben an die zu dein Arbeitszylindern
führende Druckleitung angeschlossen; isst und im Augenblick der Einschaltung des
Druckmittels durch dein Steuerkolben einer RückstelHeder von leim ungedlrassolten
Druckmittel beaufschlagt wird! und beim Ausschalten des Druckmittels,durch dien
Steuerkolben :durch die Rücks:tellfeder entsp:reichend dem Maß der an einem Drosseildurchgangsventü
eingestellten Dirosselung des ablaufenden Öles uniabhängig von dem eingestelltem
Waalzdruck die, Pausenzeit regelt. Zu diesem Zweck geht vorn der Druckmittelleitung,
die von dem Steuerkolben kommt und zu ddn Arbe,iitszylindem führt, eine Ab,zu-e@i@gleitung
mit einem Absperrhahn und dem Drossel-dwrcbiganigsv ent:i-l sowie, dem federbelasteten
Zeitkolben ab, wobei das Drosseldürchgangsventii dem zu;fiießendenDruckö,l freienDu@rchlauf
gewährt, während; es den Ablauf des Öles drosselt. Auf :diese Weise wird der Vorteil
erzielt, ddaß die Pausenzeitregelung lediglich von der konstanten Federspannung
der Rückstellfeder des Zeitkolbens abhängt, so- daß sie unabhängig von- dem eingestellten
Walzdruck ist. Für die Praxis des Gewindewalzens. ist dieser Vorteil von: erheblicher
Bedeutung, d'a die Einstellung des Walzdruckes sich nach dem zu walzenden Werkstück
richtet, sich daher häufig ändert, und es unitragbar ist, -wenn die Pausenzeitregelung
nicht in allen Fällen konstant bleibt.
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In beiden: Fällen dient der Absperrhahn,, der dem Zeitkolben zuggeordnet
ist, zur Umschaltung der Steuerung der hydraulisch angetriebenen Gewindewalzmaschinen
entweder auf Handbetrieb, entsprechend der halbautomatischen Arbeitsweise, oder
auf voillautomatischen Betrieb, bei der nach einer regelbaren Stillstandsdauer die
Roillen für einen neuen Walzvorgang wieder zusammengeführt und nach Beendigung :des.
Walzvorganges selbsttätig auseinandergefü rt werden, wobei beide Intervalle regelbar
sind. Der Gegenstand der Erfi:ndünig ist in der Zeichnung an zwei dargestellt, und
zwar zeugt
Fig. t eine vollautomatische Steuerung mit Zeitkolben
in einer Abzweiglei,twneg zur Ablaufleitung und Fig. 2 die gleiche Steuerung, bei
der der Zeitkolben ins einer' Abzweigleitung zur Druckleitung angeordnet ist.
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Gemäß der Fig. i besitzt die: Gewindewa,lzmaschine die ortsfest gelagerte
Gewinderolle i und die Gewindetrolle 2, welche auf dem Schlitten 3 ge4 lagert ist.
Zwischen den Gewinderolleni befindet sich das Werkstück 4.. Beide Gewinderollen
werden im gleichen D,rehsi@nn durch einen nicht dargestelltem:: Antrieb angetrieben.
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Die Vorschubbewegung des Schlittens 3 erfolgt hydraulisch durch den
in dem Arbeitszylinder 5 befindlichen, Arbeitskolben 6. In dem Zylinder ist die
Druckfeder 7 angeordnet, die den Schlitten 3 zurückbewegt, wenn das Dgruekäl aus
dem Zylinder 5 abfließt.
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Das. öl wird von der Pumpe 8 aus dem Pumpensumpf 9 durch die
Leitung io angesaugt und zum Arbeitszylinder, 5 gedrückt. In! der Leitung io befindet
sich hinter der Pumpe 8 das einstellbare Drucknegelventil i i mit der Ablaufleitung
12. Das Überdruckventil i i ist regelbar und bestimmt je nach seiner Einstellung
die Höhe des Druckes des Drucköles.
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Die Leitung io ist an den Steuerzylinder 13 angeschlossen" in dem
sich der Steuerkolben 14, der als. Dreifachkolbenn ausgebildet ist, verstellt. Die
vom Steuerzylinder 13 zum Arbeitszylinder 5 führende Druckleitung 15 enthält das
regelbare Drosselventil 16 zur Vorschubregelung.
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An dem Steuerzylinder 13 sind ferner die Ab-
laufleitungen 17,
18 und'. i9@ angeschlossen. Die Ablaufleitung 18 enthält den Absperrhahn: 2o. Zwischen
dem Absperrhahn und dem Steuerzylinder ist an die Ablaufleitung 18 :die Abzweigleitung
21 angeschlossen:, die das regelbare Drosselventill 22 zur Regelung der Stillstandsdauer
enthält und zum Zylinder 23 des durch die Feder 24 belasteten Zeitkolbens 25 führt.
Die Abzweigleitung 21 enthält dn:s. Überdruckventil 26 mit der Ablaufleitung 27.
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An lern Steuerkolben 14 befinden sich auf der einen Seite dien Rückstellfeder
28 und auf der anderen Seite der Anker 29,des Elektromagneten 30.
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Zur Abschaltung des Walzdruckes dient das Zeitschaltgerät 31 und zur
überwachung des Walzdruckes das an die Druckleitung 15 angeschlossene Manometer
32.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des ZeitsclraItgeerätes ist in
der Zeichnung dargestellt. Der elektrische Synchronmotor 33 treibt über die ein-und
ausrückbare Kupplung 34 die Nockenscheibe 35, die mit dem Nocken 36 versehen ist,
an. Die Nockenscheibe ist mit der Rückstel:lfed'er 37 versehen, die dien Nocken
36 gegen den festen Anschlag 38 zur Anlage bringt, wenn die Kupplung 34 ausgerückt
ist. Der Anschlag 38 ist an denn Schwenkhebel 39 befestigt und kann in seiner Phasenstellung
am Umfang der Nockenscheibe 35 an der Handhabe 40 verstellt werden. An der Kupplungsmuffe
der Kupplung 34 greift der döppelaarmige Hebel 41, dessen Drehachse mit 4a bezeichnet
ist, an. An dem Hebel 41 isst die Kolbenstange 43 des Kolbens 44 angelenkt, der
in dem Zylinder 45 entgegen der Rücks@tel1feder 46 verstellt wird. Der Zylinder
45 ist an die Druckleitung 15 angeschlossen. Zur Einschaltung des Synchronmotors
33 dient der Schalter 47.
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Die Ein- und Ausschaltung des Elektromaignetem 3oi erfolgt über Ein-
und Ausschaltkontakte. Zum Einschalten" des. Elektromagneten dienen entweder der
Handschalter 48 mit den E:inscha;ltkontakten, 49, der Fußeinschalter 5o mit ,den
Einschaltkontakten 51, :edier der von dem Zeitkolben 25 bera.ufschlagte Einschal.teir
52 mit dien Einschaltkontakten 53. Zum Ausschalten des Elektromagneten denen entweder
der Handausschalter 54 mit dien Ausschaltkontakten: 55 oder der von dem Nocken 36
der Nockenscheeibe 35 des Zeitschaltgerätes 31 beaufschlagte Ausschalter 56 mit
den Ausschaltkontakten 57.
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Die Einschaltkontakte arbeiten auf das Ein, schaltrelai.s 58 mit Arbeitskontakten
59 und! Ha:lte!-kontakten 6o.
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Die Ausschaltkontakte arbeiten auf das Auss.chadtralais 6i mit den
Unterbrecherkontakten:62. Die Stromleitungen 63 und 64 sind über die Leitungen 65
und 66 mit dem. Synchronmotor 33 verbunden, wobei in der Leitung 65 der Schalter
47 angeordnet! isst.
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D,ie S:tromleit;ungen: 63 und 64 sind ferner durch die Leitungen 67
und 68 mit dem Elektromagneten 30 verbunden. In, der Leitung 67 liegen die
Arbeitskontakte 59 des. Einschaltrelais 58.
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Der Haltestromkreis des. Einschaltrelais 58 führt von der Leitung
66 über dlie Leitung 69 zur Wicklung des Einschaltrelais undl von dort über de Leitung
70, die Haltekontakte 6o und die Unteerbrecherkonntakte 62 über die. Leietung 71
zur Leitung 65.
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Die Ausschaltkontakte 55 und 57 liegen. einerseits an der Leitung
71, andererseits an der' Leitung 72, die zur Wicklung des Ausschaltrelais 61 und
über die Leitung 73 zur Leitung 69 führt. Die Einschaltkontakte 49, 51 und 53 Beigen
parallel zueinandrer an den Leitungen 75 und -6, die mit den Haltekontakten
6o verbunden sind.
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Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende: Zum vollautomatischen
Betrieb steht der Absperrhahn 2o in der gezeichneten Stellung: Zurr Einschaltung
der Vorsch:ubbewegung derGewindlerolle 2 wird der Handschalter 48 betätigt, und
die Kontakte 49 wenden geschlossen. Die Wicklung des Einschaltrelaits 58 erhält
Strom. Der Strom fließt aus der Leitung 64 über die Leitung 66, die Leitung 69 zur
Wicklung dies Einschaltrelais und von dort über d ie Leitung 7o, die Leitung 76,
die Einsch.altkonrtakte 49, die Leitung 75, die geschlossenen Unterbrecherkontakte
62, die Leitung 71, die Leitung 65 zur Stromleitung 63. Das Einschaltrelais. 5'8
zieht an und schließet die Arbeitskontakte 59 und Haltekontakte 6,o. Dadurch erhält
der Elektromagnet 3ra,Strarn über die Leitung 67; die Arbeitskontakte 59 und überdieLeitung
68. Das Einscha:ltrelais hält sich über den Haltestromkreis.
Der
Anker, 29 des Elektromagneten 30 zieht dien Steuerkolben 14 in die gestrichelte
Stellung. Das von der Pumpe kommende Dru:ckäl fließt von der Leitung io über die
Druckleitung 15 indem ArbeitszylindOr 5 und beaufschlagt: den. Arbziskolben: 6.
Die Vorschubgeschwindigkeit wird an dem Droisselventil 16 zur Vorschubregelung eingestellt.
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Gleichzeitig beaufschlagt das Drucköl den Kolben, 4.4_ im Zeitschaltgerät
31 und rückt die Kupplung 34 ein. Der Synchronmotor 33 ist mit der Nockenscheibe
35 gekuppelt. Die Nockenscheib; dreht sich in Pfeilrichtung, bis der Nocken 36 auf
den Ausschalter 56 aufläuft und die Ausschaltkontakte) 57 schließt. Dadurch bekommt
das Ausschaltrelais 61 Strom über die Leitung 71, die Ausschaltkontakte 57, die
Leitung 72 und über die Leitungen 73 und 69. Das Ausschaltrelais. zieht an und öffnet
die Unterbrecherkontakte 62, wodurch der Haltestromkreis für das Einschaltrelais
zusammenfällt und die Arbeitskontakte 59 unterbrochen werden. Infolgedessen wird
derStromkreis für den Elektromagneten 30 umterbrochen, und der Anker 29 fällt ab.
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In diesen Augenblick wird der Steuerkolben. 14 durch die Rückstellfeder
28 in die v ollgezeichnete Stellung zurückbewegt. Das Drucköl fließt aus den Zylindern
5 und 45 über die Leitung 15 und die Leitung 17 ab. Die Gewinderolle 2 wird durch
die Druckfeder 7 zurückbewegt, wie es in, der, Zeichnung dargestellt ist. Gleichzeitig
wird die Kupplung 34 ausgerückt, und die Nockenscheibe` 35 dreht in die Ausgangsstellung
zurück, in. welcher der Nocken: 36 an, dem Anschlag 38 anliegt. Gleichzeitig beaufschlagt
das aus, der Pumpe kommende, Drucköl den Zeitkolben, 25, da dieLeitung io im. der
gezeichneten Stellung des Steuerkolbens 14 mit der Leitung 18 verbunden ist. Nach
einer durch Einstellung dies Drosselventils 22 regelbaren Zeit betätigt. der Kolben
25 den Einschalter 52, der die Einiscli:aItkon:takte 53 schließt, so daß nunmehr
wieder das Einschaltrelais 58 anzieht und das Spiel vorn vorn beginnt. Das überschüssige
Drucköl fließt bei Beaufschlagung des Zeitkolbens 25 über das Überdruckventil 26
und die Ablaufleitung 27 ab. Sobald' der Steuerkolben 14 wieder im die gestrichelte
Stellung verstellt ist, geht der 25 unter Wirkung seiner Feder 24 zurück, und das
verdrängte Öl fließt aus der Leitung 18 durch die Ablaufleitung i9 ab.
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Die Gewindewalzmaschnne- kann auch durch den Fußeinschalter 5o :eingeschaltet
und im Bedarfsfall .durch den Handausschalter 54 ausgeschaltet werden.
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Soll die Gewindewalzmasch ine nicht v odlautomatisch arbeiten, so
wird der Absperrhahn 2o ge= öffnet, so, daß nach Ausschaltung durch das Zei.tschaltge'rät
31 das Drucköl aus derLetung io durch die Ablaufleitung 18 frei abfließt, ohne daß
der Zeitkolben: 25 Druck erhält. In diesem Fall muß also die; Wiedereinschaltung
von Hand erfolgen, und die Steuerung arbeitest halbautomatisch.
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Im Bedarfsfall kann auch das Zeitschaltgerät 31 ausgeschaltet werden,
wenn nämlich der Schalter 47 für dien Synchronmotor 33 nicht eingeschaltet wird.
In diesem Fall erfolgen die Einschaltung und die, AusschaItung des Vorschubes der
Gewinderoll-le z von Hand.
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In; der Fig. 2 ist die Steuerung gemäß Fig. i in abgeänderter Form
dargestellt. Die- Änderung bezieht sich im wesentlichen auf die Anordnung des Zeitkolbens.
Es sind: die gleichen Bezugszeiclie:n wie, in Fig. i verwendet worden.
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Der Zeii;tkoilben 25 wird gleichzeitig mit denn Aibeitskoilbens 6
vom Drucköl beaufschlugt. Zu diesem 75%veck ist die Dru.clclei,tung 15 mit einer
Ahzweigleitung 77 versehen, an die der Zylinder 23 des Zeitltodbens, 25 angeschlossen
ist und in welcher der Absperrhahn 2o liegt. Außerdem ist in der Abzweigleitung
77 das Drosseldurchgan,gsventil 22" angeordnet.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Hand'-ei:nschallter 48 betätigt,
so, erhält das Einschaltrelais 58 Strom, und,der 30 zieht an und verstellt :den
Steuerkolben 14 in, die in Fig. 2 voll ausgezeichnete Stellung. In dieser Stellung
des Steuerkolbens wird das Drucköl aus der Leiitu:ng 1o in die Druckleitung 15 gefördert.
Der Absperrhahn 2o steht auf Durchlaß, und das Dtuckäl beaufschlagt gleichzeitig
den Zeitkolben, 25 und den Arbeitskolben 6. Das DrosseldurehgangsventiI 22' gewährt
dem D.ruckäl freien Dur chlaß, so, daß der Zeitkoslben 25 sofort die gezeichnete
Ste!laung einnimmt.
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Erfolgt die- AnsschaItun!gdurch das Zeitschaltgerät 31, so wird der,
Stromkreis für den Eleiktromagneten 8o in der gleichen Weise wie, bei der Stellung
nach Fig. i unterbrochen" und der Steuerkolben 14 wird durch die, Rückstellfeder
28 in die gestrichelt gezeichnete Stellung bewegt. In dieser Stellung ist
die Druckleitung 15 mit der Ablaufleitung 17 verbunden. Das durch den zu;rückgehenden
Zeitkolben 25 verdrängte Öl wird durch das Drö:ssel,d'urchgangsventil22'
gedrosselt. Sobald der Zeitkolben :25 bei seinem Rückgang dein Eireichalter 52 beaufschlagt
und die Einschaltkontakte 53 geschlossen werden, wird der Stromkreis für das E:inschaltrelais.58
wieder geschlossen. Der Elektromagnet so zieht wieder an und bewegt den Steuerkolben
14 wieder in die gezeichnete Stellung. Die übrige Wirkungsweise! ist die gleiche
wie in Fig. i. Die auf diese Weise bewirkte P.ausenzeitregelung ist völlig unabhängig
von dem jeweils eingestellten Walzdruck.