ES2228447T3 - Procedimiento para controlar un cilindro de ajuste hidraulico de carrera larga. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar un cilindro de ajuste hidráulico de carrera larga, en especial un cilindro de ajuste para un bastidor de cilindros verticales, recibiendo el émbolo, que puede impulsarse por ambos lados y puede enclavarse hidráulicamente a lo largo de su recorrido de ajuste en diferentes posiciones de trabajo, una fuerza exterior repentina, caracterizado porque el émbolo se enclava bajo una presión hidráulica elegida en dependencia de la respectiva posición de trabajo, que se reduce desde una posición de tope del émbolo por el lado del émbolo que no sufre la fuerza exterior hasta la posición de tope opuesta, a lo largo del recorrido de ajuste.

Description

Procedimiento para controlar un cilindro de ajuste hidráulico de carrera larga.

La invención se refiere a un procedimiento para controlar un cilindro de ajuste hidráulico de carrera larga, en especial un cilindro de ajuste para un bastidor de cilindros verticales, recibiendo el émbolo, que puede impulsarse por ambos lados y puede enclavarse hidráulicamente a lo largo de su recorrido de ajuste en diferentes posiciones de trabajo, una fuerza exterior repentina.

Los cilindros hidráulicos de carrera larga, como los que usan en especial para ajustar la rendija entre cilindros de bastidores de cilindros verticales, se enclavan en la posición de trabajo elegida en cada caso a lo largo del recorrido del émbolo. A pesar de este enclavamiento, en el caso de que el émbolo sufra un choque por ejemplo a causa del aumento de la fuerza de laminado se llega, después de la primera pasada, a una traslación del émbolo a causa de la compresibilidad del medio hidráulico y del comportamiento elástico de las piezas constructivas que guían el medio hidráulico. Una regulación prevista para la activación de la respectiva posición de trabajo y un reajuste del émbolo, en el caso de condiciones cambiantes, sólo puede tener lugar con su propio retardo de regulación, de tal modo que en el caso de que el émbolo sufra un choque hay que contar con un retroceso de corta duración del cilindro de ajuste, lo que, en el caso de requisitos superiores en la precisión conduce a dificultades en el mantenimiento de la respectiva posición de trabajo.

La invención se ha impuesto según esto la tarea de configurar un procedimiento para el control de un cilindro de ajuste hidráulico de carrera larga, en especial un cilindro de ajuste para un bastidor de cilindros verticales de la clase indicada al comienzo, de tal manera que pueda limitarse a una magnitud relativamente reducida la traslación del émbolo enclavado hidráulicamente en el caso de que el émbolo sufra un choque.

La invención resuelve la tarea impuesta por medio de que el émbolo se enclava bajo una presión hidráulica elegida en dependencia de la respectiva posición de trabajo, que se reduce desde una posición de tope del émbolo por el lado del émbolo que no sufre la fuerza exterior hasta la posición de tope opuesta, a lo largo del recorrido de ajuste.

La invención se basa en el conocimiento de que, en una posición de trabajo del émbolo con un volumen del cilindro relativamente reducido por el lado del émbolo expuesto a una descarga en el caso de sufrir un choque exterior, la presión del medio hidráulico por este lado del émbolo se reduce bastante más rápidamente a causa del volumen relativamente reducido en el caso de una traslación del émbolo que lo que aumenta la presión del medio hidráulico, por el lado opuesto del émbolo, en la región del mayor volumen de medio hidráulico. Sin embargo, si el émbolo sufre el choque exterior en una posición de trabajo con un volumen de cilindro relativamente grande por el lado del émbolo descargado en el caso de sufrir un choque, se produce un rápido aumento de presión en la región del volumen de medio hidráulico relativamente reducida por el lado del émbolo opuesto, mientras que la presión de medio hidráulico en la región del mayor volumen de cilindro por el otro lado del émbolo se reduce de forma correspondientemente más lenta. Esto significa, en el caso de una posición de trabajo con un émbolo desplazado en contra de la dirección de choque hacia el extremo del recorrido de ajuste, una traslación del émbolo relativamente mayor en el caso de sufrir un choque, mientras que esta traslación obligada por el choque en la región extrema opuesta del recorrido de ajuste permanece relativamente reducida como consecuencia de la contrapresión que se instala rápidamente.

Para limitar la traslación del émbolo obligada por el choque es necesario producir una contrapresión correspondiente a través del medio hidráulico, sin tener que temer una sobrecarga del cilindro a causa de los aumentos de presión obligados por el choque. De estos requisitos se deduce que, para limitar las traslaciones del émbolo obligadas por el choque, la presión del medio hidráulico bajo la cual el émbolo se enclava en la respectiva posición de trabajo debe reducirse, a lo largo del recorrido de ajuste, en contra de la dirección de acción de la fuerza exterior que actúa sobre el émbolo. De este modo el émbolo puede enclavarse con la máxima presión de medio hidráulico en la región extrema del recorrido de ajuste que sufre el choque, ya que se mantiene limitado el aumento de presión que se produce en el caso de sufrirse un choque exterior. A causa del gran aumento de presión, en el caso de que el émbolo enclavado en la región del extremo opuesto del recorrido de ajuste sufra repentinamente un choque, debe elegirse sin embargo la presión de enclavamiento correspondientemente baja, para no poner en peligro el cilindro a causa del aumento de presión obligado por la acción exterior de la fuerza en el medio hidráulico por uno de los lados del émbolo. A pesar de ello sigue siendo pequeña la traslación del émbolo a causa de la contra-fuerza que aumenta rápidamente. Mediante el enclavamiento del émbolo, bajo una presión de enclavamiento dependiente de la respectiva posición de trabajo del émbolo a lo largo de su recorrido de ajuste, puede limitarse en consecuencia sin medidas adicionales la traslación del émbolo obligada por el choque a una magnitud admisible para la mayoría de los casos aplicativos.

Para poder enclavar el émbolo en la respectiva posición de trabajo bajo una presión hidráulica prevista para esta posición, el émbolo puede recibir la presión de trabajo prevista para esta posición de trabajo ya para poner en marcha la respectiva posición de trabajo, de tal modo que al actuar conjuntamente con la regulación de posición debe instalarse una contra-presión correspondiente, si se quiere que el émbolo se mantenga sin posibilidad de desplazamiento en la respectiva posición de trabajo.

Con base en el dibujo se explica con más detalle el procedimiento conforme a la invención. Aquí muestran

la figura 1 un cilindro de ajuste controlable según el procedimiento conforme a la invención para un bastidor de cilindros verticales, en un esquema de conexiones esquemático en bloques,

la figura 2 el recorrido de la presión de enclavamiento y la traslación del émbolo a lo largo del recorrido de ajuste, limitada como consecuencia de esta presión de enclavamiento y obligada por un choque,

la figura 3 el recorrido en tiempo de la posición del émbolo y de la presión del medio hidráulico por los dos lados del émbolo y

la figura 4 una representación correspondiente a la figura 3, pero para una posición del émbolo en la región del extremo del recorrido de ajuste que sufre el choque.

Conforme al ejemplo de ejecución según la figura 1 se ajusta la rendija entre cilindros de un bastidor de cilindros verticales con ayuda de cilindros de ajuste 1 hidráulicos, que encajan en las piezas de montaje 2 para el montaje por el extremo del cilindro de recalcar 3. Con este fin los émbolos 4 del cilindro de ajuste 1 pueden impulsarse por ambos lados a través de un acumulador de presión 5, que se carga a través de una bomba 7 conectada a un depósito de medio hidráulico 6. La impulsión de los émbolos 4 se produce a través de válvulas multi-vía 8 que están conectadas a las líneas de conexión 9 y 10 del cilindro de ajuste 1. Debido a que la posición respectiva de los émbolos 4 se detecta a través de un transmisor de recorrido 11 y se reconduce a un dispositivo regulador 12, en el que puede precalcularse a través de una entrada de datos 13 una posición de trabajo a recorrer por el émbolo 4, pueden activarse las válvulas 8 a través del dispositivo regulador 12, de tal modo que los émbolos 4 adopten la posición de trabajo respectiva en la que se enclavan hidráulicamente a través de válvulas 8, como se indica en la figura 1.

Conforme a la figura 2 debe aumentar la presión de enclavamiento p_{v} a lo largo del recorrido de ajuste s, alcanzándose la menor presión de enclavamiento p_{v} con el vástago de émbolo 14 introducido y la máxima presión de enclavamiento p_{v} con el vástago de émbolo 14 extraído. El recorrido de ajuste s se cuenta según esto, en la figura 2, a partir de la posición de tope del émbolo 4 para el vástago de émbolo 14. En esta posición del émbolo es máximo el volumen hidráulico V_{1} por el lado del vástago del émbolo 4. En la posición opuesta de los émbolos 4 el volumen del medio hidráulico V_{2}, por el contrario, cobra un máximo por el lado del émbolo opuesto al vástago de émbolo 14, mientras que el volumen del medio hidráulico V_{1} por el lado del vástago representa un mínimo. Esto significa que, en el caso de que el cilindro de recalcar 3 sufra una carga repentina a causa de la primera pasada, los émbolos 4 también sufren una carga repentina a través de los vástagos de émbolo 14 lo que, a causa de la capacidad de compresión del medio hidráulico y las características de elasticidad de las piezas constructivas que conducen el medio hidráulico, conduce a una traslación del émbolo con el efecto que caracteriza esta posición de trabajo de que la presión en la región del volumen hidráulico V_{1} se reduce muy rápidamente, mientras que la presión en la región del volumen del medio hidráulico V_{2} aumenta con relativa lentitud. En consecuencia, si en esta región se elige de forma correspondiente a la figura 2 una elevada presión de enclavamiento, puede oponerse a la traslación de los émbolos 4 obligada por la fuerza de choque una contrapresión correspondientemente alta, que limita la traslación del émbolo a una magnitud admisible, sin sobrecargar los cilindros de ajuste 1. Con el V_{1} en aumento y el V_{2} en disminución cambian sin embargo estas condiciones, ya que con un V_{2} pequeño incluso una traslación insignificante de los émbolos 4 provoca un gran aumento de presión en la región del V_{2}, de tal manera que se crea rápidamente una contra-fuerza que actúa en contra de la carga por choque. Esta contra-fuerza debe limitarse sin embargo a causa de la limitada capacidad de carga de los cilindros de ajuste 1. Por este motivo deben enclavarse hidráulicamente los émbolos 4, en posiciones de trabajo con mayor V_{1} y menor V_{2}, bajo una presión de enclavamiento p_{v} relativamente baja, como puede deducirse de la figura 2.

Las condiciones que se obtienen en el caso de un aumento repentino de la fuerza de laminado W pueden verse en las figuras 3 y 4. Estas figuras 3 y 4 se refieren, como en la figura 2, a un cilindro de ajuste con un recorrido de ajuste máximo de 800 mm. Mientras la figura 3 muestra una posición de trabajo central del émbolo con un recorrido de ajuste de 407 mm y un aumento repentino de la fuerza de laminado W de 0 a 5.500 kN, en la figura 4 se han representado las condiciones para una posición de trabajo del émbolo para el recorrido de ajuste s = 780 mm, con un aumento igual de la fuerza de laminado. La presión de enclavamiento p_{v} se ha elegido, de forma correspondiente a la figura 2, para la posición de trabajo central con 140 bares. En la figura 3 puede verse que la presión p_{v1} en la región del volumen V_{1} desciende a unos 50 bares en un plazo de 0,1 segundos, mientras que la presión p_{v2} por el lado del émbolo opuesto sube a unos 265 bares. El émbolo se traslada con ello 2,5 mm en un espacio de tiempo de unos 0,05 segundos.

En la posición del émbolo extraída conforme a la figura 4 puede elegirse una presión de enclavamiento bastante mayor de 240 bares, porque la presión por el lado del émbolo alejado del vástago de émbolo sólo sube insignificantemente a unos 265 bares. La presión p_{v1} desciende sin embargo fuertemente, produciéndose una traslación insignificante del émbolo de 1 mm.

En la figura 2 se indican las traslaciones del émbolo s_{v} en el caso de aplicarse el procedimiento conforme a la invención a lo largo del recorrido de ajuste s. De aquí se deduce que, en la región de la posición de trabajo central, debe esperarse una traslación máxima s_{v} en la región de 2,5 mm, mientras que estas traslaciones s_{v} se reducen correspondientemente hacia las regiones extremas. En el caso de enclavamientos del émbolo conforme al estado de la técnica debería contarse con traslaciones del émbolo del orden de diez veces estos valores.

Para poder enclavar de forma sencilla los émbolos 4 bajo la presión de enclavamiento p_{v} prefijada, dependiente de la posición de trabajo de los émbolos 4, se aplica la presión de enclavamiento p_{v} prefijada a los émbolos 4, según la figura 1, a través de la válvula 8 en la línea de conexión 9, mientras que a través de la línea de conexión 10, por el lado del émbolo opuesto, se elige la presión de impulsión a través de la válvula 8 correspondiente, de tal manera que los émbolos 4 se desplazan hasta la posición de trabajo prevista que se detecta a través del transmisor de recorrido 11. Debido a que la presión por el lado del vástago del émbolo se corresponde con la presión de impulsión p_{v} supervisada a través de un transmisor de presión 15, una vez alcanzada la posición de trabajo la presión de impulsión p_{v} debe corresponderse con la presión de enclavamiento por el lado de émbolo opuesto al vástago de émbolo 14, si no se autoriza una traslación de los émbolos 4. Si a continuación se bloquean las conexiones hidráulicas 9 y 10 de los cilindros de ajuste 1, en estas circunstancias, a través de las válvulas 8, se enclavan hidráulicos los émbolos 4 bajo la presión de enclavamiento p_{v} elegida en cada caso. Ciertamente no es necesario resaltar especialmente que en primer lugar puede acometerse la posición de trabajo elegida de los émbolos 4, antes de que se ajuste la presión de impulsión p_{v} necesaria bajo la cual deben enclavarse los émbolos 4. Se trata exclusivamente de que se garantice una presión de enclavamiento p_{v} dependiente del recorrido de ajuste s, para poder garantizar la máxima contra-fuerza, graduada a la carga admisible del cilindro, para la fuerza de laminado que se produce repentinamente.

Como es natural a través del dispositivo regulador 12 pueden tenerse también en cuenta condiciones variables en la región de la rendija entre cilindros. Con este fin se detecta la impulsión del émbolo a través del cilindro de recalcar 3 con ayuda por ejemplo de una cápsula manométrica 16, de tal modo que esta fuerza de impulsión puede usarse como magnitud guía para los cilindros de ajuste 1. Debido a que la regulación, sin embargo, no puede tener en cuenta a tiempo traslaciones de émbolo como consecuencia de impulsiones repentinas del émbolo, a causa de retrasos de regulación inevitables propios de la misma, los émbolos 4 se enclavan hidráulicamente con una presión de enclavamiento p_{v} dependiente del recorrido de ajuste s de los cilindros de ajuste 1.

Claims (2)

1. Procedimiento para controlar un cilindro de ajuste hidráulico de carrera larga, en especial un cilindro de ajuste para un bastidor de cilindros verticales, recibiendo el émbolo, que puede impulsarse por ambos lados y puede enclavarse hidráulicamente a lo largo de su recorrido de ajuste en diferentes posiciones de trabajo, una fuerza exterior repentina, caracterizado porque el émbolo se enclava bajo una presión hidráulica elegida en dependencia de la respectiva posición de trabajo, que se reduce desde una posición de tope del émbolo por el lado del émbolo que no sufre la fuerza exterior hasta la posición de tope opuesta, a lo largo del recorrido de ajuste.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el émbolo se impulsa, para acometer la respectiva posición de trabajo, con la presión de enclavamiento prevista para esta posición de trabajo.