-
Kunststeinformmaschine mit hydraulischer Drehschiebersteuerung Es
sind bereits Kunststeinformmaschinen mit hydraulischer Drelischiebersteuerung bekannt,
bei denen der Drehschieber die einzelnen Arbeitszylinder für die Bewegung des Füllkastens,
des Brettmagazins, der Beschwerplatte und der Form innerhalb der Maschine schaltet.
Die Steuerung dieser Drehschieber erfolgte jedoch bisher in Ab-
hängigkeit
der Zeit. Der Drehschieber selbst ist dabei direkt mit der Antriebswelle des Motors
oder der Pumpe verbunden bzw. läuft synchron mit derselben. In genau eingestellten
Zeiten werden dann die einzelnen Zuleitungen für die Arbeitszylindier freigegeben.
In dieser vorgegebenen Zeiteinheit müssen also die einzelnen Arbeitsgänge beendet
sein, unabhängig davon, ob die Form restlos gefüllt ist oder nicht. Dadurch ergeben
sich jedoch erhehliche Nachteile. NVenn z. B. ein Fremdkörper mit dem Füllgut in
die Form eingebracht wird, setzt dieser dem schnellen Absinken des Preßstempels
einen gewissen Widerstand entgegen. Zur Überwindung desselben wird dann öfter eine
längere Vibrationswirkung benötigt, als u.rsprünglich vorgesehen ist. Wenn nun der
Drehschieber von der Hauptantnieb.swelle gesteuert wird, so muß die Form zwangläufig
entschalen, bevor der Preßstempel auf die richtige Steinhöhe .; irrgesunken ist.
Infolgedessen erhält man je nach diem Widerstand, den das Füllgut der Preßbewegung
entgegensetzt, Bausteine verschiedener Höhe und verschiedenen Verdichtungsgrades.
rades.
-
Von hydraulischen Steuerungen und Steinformpressen anderer Bauart
her ist es an sich bereits bekannt, andersartige Schieberkonstruktionen elektromagnetisch
zu steuern. Hierbei handelt es sich jedoch teilweise um außerordentlich einfache
Konstruktionen, die einen Drehschieber mit seiner verwickelten
hydraulischen
Schaltung nicht ersetzen können. Außerdem werden bereits elektrisch betätigte Steuerventile
verwendet, die auf eine hydraulische Presse einwirken. Diese Ventile sind aber nicht
vom Weg, sondern jeweils vom Druck abhängig, dem das zu verformende Werkstück ausgesetzt
ist. Infolgedessen kann bei einer derartigen Vorrichtung keine kontinuierliche Arbeitsweise
erzielt werden. Wenn nämlich aus irgendwelchen Gründen während dies Arbeitshubes
ein höherer Druck als der eingestellte auftritt, können die Arbeitsbe-wegungen nicht
zu Ende geführt werden, und der Arbeitsvorgang wird unterbrochen. Außerdem wird
bei dieser Preussensteuerung lediglich eiirr Arbeitsspiel gesteuert, während jedes
neue wieder durch Schließen eines besonderen Kontakteis von Hand erfolgen muß.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steinformmas:chine
zu schaffen, die in der Lage ist, selbsttätig zu arbeiten, und die hierbei eine
möglichst geringe Störanfälligkeit besitzt. Außerdem soll die Steuerautomatik billig
herzustellen und den besonderen Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials angepaßt
sein. Die Verwendung einer hydraulischen Anlage erweist sich für Steinformmaschinen
dabei als besonders günstig, da an den einzelnen Arbeitsstellen lediglich Zylinder
mit Kolben erforderlich sind, wobei beim Auftreten von Hemmungen usw. an der Anlage
keinerlei Schäden angerichtet werden können, sondern die Störung ohne weitere Schwierigkeiten
beseitigt werden kann. Die Verwendung einer rein elektrischen Anlage wäre dagegen
wesentlich teurer, da für jedeArbeitsstelle ein besonderer Motor mit verhältnismäß.ig
großen Massen erforderlich wäre. Außerdem können bei elektrischem Antrieb Getriebebrüche
oder Motorschäden durch Durchbrennen auftreten, wenn ein Fremdkörper die Kolben
an ihrer Weiterbewegung verhindert. Die Verwendung von Rutschkupplungen würde diesen
Nachteil zwar beseitigen, jedoch sind derartige Konstruktionsteile außerordentlich
teuer und besitzen wiederum andere Nacihteile. Die erfindungsgemäße Kunststeinformmaschine
ist daher durch einen in den Ölumlauf eingeschalteten, auf elektrischen Wege stellungsweise
weiterschaltbaren Drehsteuerschieber gekennzeichnet, der reit seinen Bohrungen und
Kanälen so angelegt ist, daß mit einer Umdrehung mindestens das gesamte Arbeitsspiel
der Maschine in zeitlicher Folge abgewickelt ist, wobei die Schaltimpulse durch
von den Arbeitskolben betätigte Endschalter gegeben werden. Durch die besonders
günstige Kombination einer hydraulischen mit einer elektrischen Steuerung wird bei
geringster Störanfälligkeit eine besonders billige Anlage geschaffen, welche die
Vorteile beider Systeme zusammenzieht und deren Nachteile vermeidet. Durch die Verwendung
einer wegabhängigen Steuerung, die durch die Anordnung der elektrischen Endschalter
erzielt ward, erhält man, unabhängig von der Art des zu bearbeitenden Materials,
Bausteine gleicher Höhe. Der Drehschieber erhält nämlich erst dann seinen Schal:timpuls,
wenn der Preßstempel jeweils seine gewünschte Stellung erreicht hat. Es ist also
völlig unerheblich, ob die Vibrationswirkung eine längere oder kürzere Zeiteinheit
in Anspruch nimmt, so daß die Maschine gegen Einwirkung von Fremdkörpern völlig
unempfindlich ist.
-
Vorzugsweise sind die im Arbeitsstromkreis des Steuerschiebers liegenden
Endschalter auf dem einen Ende der Arbeitszylinder hintereinandergeschaltet und
die Endschalter auf dem anderen Ende bei den für die Bewegung des Füllkastens und
der Form bestimmten Arbeitszylindern, deren Kolben sich,in zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden
Schalltstellunbgen vor- und zurückbewegen, parallel hierzu geschaltet. Zweckmäßig
ist bei dem nicht in unmittelbar aufeinanderfolgender Schaltstellung arbeitenden,
für die Bewegung des Breittm.agazins bestimmten Zylinder nur einer der parallel
geschalteten Endschalter mit einem Endschalter des für die Auf- und Abwärtsbewegung
der Form bestimmten Arbeitszylinders in Serie geschaltet.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbei--spiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
-
Fig. i zeigt im schematischer Form den hydraulischen Antrieb samt
hydraulischer Steuerung von beispielsweise vier Arbeitszylindern, wobei der Dre)hsteuerschieber
in einer Abwicklung darges.tell,t ist; Fig.2 zeigt eine Ausführungsform der Druckerhöhwngseinrichtung
in einer Ansicht; die Eig. 3 und 4 zergen eine Ausführungsform des Drehsteuerschiebers
von oben und von der Seite gesehen, wobei die Schaltvorrichtung für die elektrische
Steuerung mit dargestellt ist; Fig.5 zeigt das Schaltschema der elektrischen Steuerung,
beschränkt auf drei Arbeitszylinder. Gemäß Fig. i saugt eiirre motorisch angetriebene
Pumpe i das f51 aus dem Vorratsbehälter 2 an und fördert es in die Druckleitung,
deren Teile 3, 4 durch ein Rückschl.agventil 5 miteinander verbunden sind. Von der
Druckleitung 3 zweigt eine Leerlauflei,tung 6 ab, die in den Vorratsbehälter 2 mündet
und in welche ein Sperrventil 7 eingeschaltet ist. Die nachstehend näher beschriebene
D.ru:ckerhöhungseinrichtung 8 .ist .durch die Le:itung 9 mit der Druckleitung 4
verbunden. Im gezeichneten Beispiel ist dem Ende des verschiebbaren Kolbens io der
Einrichtung 8 ein Kontakt i i zugeordnet, wodurch in bestimmter Stellung des Kolbens
io der Stromkreis i2,der Wicklung 13 des in diesem Fall elektromagnetisch arbeitenden
Sperrventi,lls 7 geschlossen wird. Das Gehäuse des Drehsteuerschiebers 14 ist einerseits
mit der Druckleitung 4 und andererseits mit der in den Ölbehälter 2 mündenden Rückleitung
15 verbunden.
-
Bei einer praktischen Ausführung der Druckerhöhungseinrichtung 8 handelt
es sich gemäß Fig. 2 um einen Zyliinder 8, dessen Innenraum bei 16 an die Zuleitung
9 angeschlossen ist. Im Zy-
linder 8 ist der Kolben io verschiebbar, der sich
nach oben erstreckt und der durch eine Dichtung oder Stopfbüdhseneinrichtung 17
gegenüber dem Zylinder 8 abgedichtet ist. Zwischen einem mit dem
Zylinder
8 fest verbundenen Bund 18 und einem mit dem Zylinder 8 fest verbundenen
Aufbau i9 ist eine den Kolben io umgebende starke Druckschraubenfeder 2o eingespannt.
-
Findet kein Olabfluß aus der Druckleitung 4 statt, dann tritt das
von der Pumpe i geförderte Öl in den Innenraum des Zylinders 8 über, wodurch der
Kolben io beaufschlagt und unter Zusammendrückung der Schraubenfeder 2o gehoben
wird. Mit zunehmender Förderung steigt der Druck weiter an, bis beispielsweiseeinDruckvon5oAtmosphären
erreicht ,ist. In diesem Augenblick wird durch den Kolben io, der in ,den Stromkreis
12 eingeschaltet ist, der Kontakt I I geschlossen, was über die Magnetwicklung 13
die Öffnung des Sperrventils 7 in der Leerlaufleitung 6 zur Folge hat. Von diesem
Augenblick an fördert die Pumpe nicht mehr gegen den das Rückschlagventil5 belastenden
hohen Öldruck, vielmehr fließt das Öl nahezu drucklos durch die Leerlaufleitung
6 in den Behälter 2 zurück. Bei Druckverbrauch aus der 1,eiturng 4 b:zw. dem Zylinder
8 geht der Kolben 1o zurück, der Kontakt ii öffnet sich, und das Sperrventil 7 schließt
die Leerlaufleitung 6, so daß die Pumpe i wieder über das Rückschlagventil 5 in
die Druckleitung 4 fördert.
-
Der Drehsteuersohieber besteht aus dem Gehäuse 21 und dem darin drehbar
gelagerten Drehschieber 14, der von .außen durch ein Handrad 22 gedreht werden kann.
Die am Gehäuse 21 vorhandenen Anschlüsse für die Ölleitungen sind in Übereinstimmung
mit den Leitungen nach Fig. i mit 4, 15, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 bezeichnet.
Die Leitungen 23 bis 28 führen in der aus Fig, i ersichtlichen Weise zu dien beiderseitigen
Enden der Arbeitszylinder A, B, C und D. Der Kolben des Arbeitszylinders
A bewirkt die Vor- und Zurückbewegung des Füllkastens. Der Arbeitszylinder B besorgt
die- Vor- und Zurückbeweg.u.ng des Brettmnagazins. Der Arbeitszylinder C bewirkt
die Ab-und Aufwärtsbewegung der Beschwerplatte, und der Arbeitszylinder D sorgt
für die Auf- und Abwärtsbewegung der Form.
-
Der Drehsteuerschieber 14, 21 ist mit seinen Bohrungen und Kanälen
in der aus Fig. i ersichtlichen Weise derart ausgelegt, daß bei der Drehung die
Schaltstellungen I bis VI aufei.n.anderfolgen. Die mit diesen Schaltstellungen bezeichneten
Eintrittsöffnungenwerden nacheinander mit der Druckleitung4 inVerbindung gebracht.
Dne nacheinander mit der Rückleitung 15 in Verbindung gelangenden Ölaustrittsöffnungen
sind mit I' bis VI' bezeichnet.
-
Die Schaltung wird nachstechend an Hand eines Arbeitsspieles beschrieben.
-
In der Schaltstellung I tritt das Drucköl in die Leitung 23 über,
wodurch der Kolben des Arbeitszylinders A den Füllkasten nach vorn über - die Form
der Kumststeinmaschine bewegt. Das auf der anderen Kolbenseite 4m Arbeiitszylinder
A befindliche Öl fließt dabei durch die Leitung 24 über die Austrittsöffnung I'
in die Rückleitung 15 ab. Bei Weiterschaltung auf die Stellung II gelangt
das Drucköl in die Leitung 24, so daß sich der Kolben im A zurfickbewegt, wodurch
der Füllkasten zurückgezogen wird. Durch die in Stellung 1I mit der Austrittsöffnung
II' in Verbindung stehende Leitung 23 kann dabei das Öl von der anderen Zylinderseite
abfließen. In der Stedlung IIl tritt das Drucköl in die Leitung 25 ein, wodurch
der Arbeitszylinder B zu arbeiten beginnt. Das Öl der anderen Zylinderseite fließt
dabei durch die Leitung 26 über die Austrittsöffnung III' zurück. Aus Fig. i ist
ersichtlich, daß die Arbeitszylinder B und C parallel geschaltet sind durch die
mit 25' und 26' bezeichneten Verlängerungen der Leitungen 25, 26. Infolgedessen
arbeiten beide Zylinder Bund C in der Schaltstellung III zusammen, und die Arbeitskolben
bewegen sich in gleicher Richtung, was in derMaschine dieZurückbewegung des Brettmagazins
und die Abwärtsbewegung der Beschwerplatte zur Folge hat. In der nächsten Schaltstellung
IV tritt der Arbeitszylinder D durch die Leitung 27 .in Tätigkeit, wähnend das Öl
von der anderen Seite dieses Zylinders durch die Leitung 28 über IV' abfließt. Der
Kolben des Arbeitszylinders D bewegt dabei die Form nach oben. In der nächsten Schaltstellung
V erfolgt über die Leitung 26, 26' die Zurückbewegung der Kolben in den Arbeitszylindern
B, C, wobei das Öl von den gegenüberliegenden Zylinderseiten durch die Leitung 25,
25' über V' abfließt. In dieser Schaltstellu:ng bewegt sich das Brettmagazin wieder
vor, und die Beschwerplatte geht nach oben. In der letzten Schaltstellung VI erfolgt
die Zurückbewegung des Kolbens im Arbeitszylinder D, wodurch sich. die Form wieder
nach unten bewegt. Damit ist ein Arbeitsspiel beendet, das sich bei Weiterdrehung
des Drehschiebers 14 in die Schaltstellung I wiederholt.
-
Um dien jeweils erforderlichen Schaltwinkel kleiner zu halten, kann
der Steuerschieber so au.sge isitaltet -sein, daß sieh bei einer vollständigen Umdrehung
des Drehschiebers 14 zwei vollständige Arbeitsspiele abwickeln.
-
Um ,die Arbeitsfolge selbsttätig ablaufen zu lassen, ist für dien
Drehschieber 14 ein elektrischer Antrieb vorgesehen, zu welchem Zweck auf der Achse
des Drehschiebers, beispielsweise unterhalb des Handrades 22, ein Schaltrad 29 befestigt
ist, das -im gezeichneten Beispiel zwölf Zähne besitzt, so d@aß zwei vollständige
Arbeitsspiele einer Umdrehung des Drehschiebers 14 entsprechen. Um die Drellschieberachse
ist ein Hebel 30 drehbar, mit dem die Schaltklinke 3 1 gelenkig verbunden
ist. Eine an dem Hebel 3o angreifende Zugschraubenfeder 32 ist bestrebt, den Schalthebel
dauernd in seine in Fig. 3 gezeichnete Ruhestellung zurückzuziehen. Entgegengesetzt
zur Zugrichtung der Feder 32 greift am Schalthebel 30 eine Stange 33 gelenkig
an, die gleichzeitig den Kern einer Elektromagnetwicklung 34 bildet.
-
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, liegt die Wicklung 34 in einem durch einen
Hauptschalter 35 einschaltbaren Stromkreis 36, in dem ferner die den Zylinderenden
zugeordneten Endschalter 37, 38, 39, 40, 41 und 42 liegen. Da, wie oben beschrieben,
die Arbeitszylinder B, C miteinander arbeiten, so sind
in Fig. 5
nur die Arbeitszylinder A, B und D dargestellt. Die infolge Federwirkung
offen gehaltenen Endschalter werden durch die mit den Arbeitskolben fest verbundenen
Stangen 43 betätigt. Die Endschalter 37 bis 42 liegen in der aus Fig. 5 ersichtlichen
Weise teilweise hintereinander und teilweise parallel geschalte:. Es sei angenommen,
daß die Maschine bei der Drehschieberstellung VI stillsteht. Bei dieser Stellung
sind die Endschalter 37, 39, 42 geschlossen, während sich die restlichen Endschalter
in geöffneter Stellung befinden. Bei Einschaltung des Hauptschalters 35 wird die
Wicklung auf dem Wege über die geschlossenen Endschalter erregt, wodurch der Anker
33 angezogen und über den Schaltihebel 30 und seine Klinke 31 das Schaltrad
29 um einen Zahn weitergeschaltet wird, so daß die hydraulische Schaltstellung I
erreicht ist. Der Kolben im Arbeitszylinder A,in Fig. i bewegt sich nach links,
wobei sich der Endschalter 37 öffnet. Durch das Stromloswerden des Stromkreises
36 wird die Schaltklinke durch die Feder 32 in ihre Ruhestellung zurückgezogen.
Hat der Kolben im Arbeitszylinder A seine linke Endstellung erreicht, dann schließt
er den Endkontakt 38, wodurch der Stromkreis 36 über die nunmehr geschlossenen Endschalter
38, 39, 42 wieder geschlossen wird und der Drehschieber 14 in seine hydraulische
Schaltstellung II gelangt. In dieser Stellung kehrt der Kolben dm Arbeitszylinder
A in Fig. 5, von links nach rechts zurück, wobei zuerst der Endschalter 38 geöffnet
und am Ende der Endschalter 37 wieder geschlossen wird. Durch diesen Stromkreisschluß
gelangt derDrehschie@ber in seineSchaltstellungIII, in welcher der Arbeitszylinder
B zu arbeiten beginnt. In dieser Stellung bewegt sich der Kolben im Arbeitszylinder
B in Fig. 5 von rechts nach links, wobei zuerst die Öffnung des Endschalters 39
und damit wieder die mechanische Rückstellung der Schaltklinke erfolgt. Am Ende
des Kolbenhubs wird -der Endschalter 40 geschlossen, und der Stromschluß erfolgt
über die geschlossenen Endschalter 40, 42, wodurch die Schaltstellung IV erreicht
wird. In dieser Schaltstellung bewegt sich der Kolben tim Arbeitszylinder D in Fig.
5 von links nach rechts, wodurch der Endschalter 42 geöffnet und der Endschalter
41 geschlossen wird. Der Stromschluß erfolgt nunmehr über die geschlossenen Endschalter
4o, 41, und der DrehsChieber14 ereicht die Schaltstellung V, in welcher sich der
Kolben im Arbeitszylinder B in Fig. 5 von links nach rechts bewegt. Der Endschalter
40 öffnet sich, und der Endschalter 39 wird geschlossen, so daß .die erste Stromkreis.schließung
über die geschlossenen Endschalter 37, 39, 41 erfolgt und damit die letzte hydraulische
Schaltstellung VI erreicht ist. Der Kolben -im Arbeitszylinder D bewegt sich in
Fig. 5 von rechts nach links, so daß die in Fig. 5 gezeichnete Lage der Schalter
wieder erreicht ist und sich das Arbeitsspiel so lange wiederholt, bis der Hauptschalter
35 geöffnet wird. Erwähnt sei noch, daß der Drehschieber 14 unabhängig von der elektrischen
Steuerung jederzeit auch von Hand durch Drdhung des Rades 22 bewegt werden kann.
Wird der Drehschieber von Hand in eine andere Stellung verdreht und dann der Stromkreis
36 geschlossen, dann findet sofort die selbsttätige und zeitlich richtige Fortsetzung
.des Arbeitsspieles statt. Erwähnt sei noch, däß die Betätigung des Sperrventils
7 in der Leerlaufleitung 6 auch auf mechanischem Wege erfolgen könnte. Beispielsweise
könnte das obere Ende des Kolbens to durch ein Gestänge gelenkig mit einem beweglichen
Teil des Sperrventils verbunden sein.