ES2267653T3 - Mando hidraulico para una combinacion de freno-embrague accionado hidraulicamente, especialmente en el arbol de excentrica de una prensa mecanica. - Google Patents
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Abstract
Mando hidráulico para una combinación (13) de freno- embrague accionable hidráulicamente, especialmente al nivel del árbol (12) de excéntrica de una prensa mecánica, con una bomba hidráulica (35) y preferiblemente también un acumulador hidráu- lico (36) para el suministro con medio de presión del cilindro hidráulico (18) que acciona el acoplamiento y/o el freno, con una disposición (48, 49) de válvula de seguridad, que presenta una conexión de presión, por la que una senda de co- rriente conduce de la fuente (35, 36) de medio de presión al ci- lindro hidráulico (18), y con una válvula (40, 70) de regulación ajustable propor- cionalmente, con la que está impulsado el cilindro hidráulico (18), caracterizado porque existe un detector eléctrico (60) de presión, por el que es registrable la presión que impulsa el cilindro hidráulico (18), existe una electrónica (61) de regulación, a la que se conduce una señal eléctrica del detector (60) de presión que co- rresponde a la presión registrada, y laválvula (40, 70) de regulación es una válvula de con- trol activable proporcionalmente, que se activa por la electró- nica (61) de regulación en correspondencia a la presión existen- te registrada y a la presión debida deseada.
Description
Mando hidráulico para una combinación de
freno-embrague accionado hidráulicamente,
especialmente en el árbol de excéntrica de una prenda mecánica.
El invento parte de un mando hidráulico, que
está previsto para el accionamiento de una combinación de
freno-embrague, especialmente del árbol de
excéntrica de una prensa mecánica y que presenta las características
del preámbulo de la reivindicación 1.
Tal mando hidráulico es conocido por el
documento WO 00/02720. En este mando hidráulico se precisa entonces
en primer lugar una cantidad mayor de medio de presión, cuando se
mueve el cilindro hidráulico al soltar el freno y al cerrar el
acoplamiento, y cuando se monta la alta presión del acoplamiento y
con esto se comprime el medio de presión. En el tiempo restante de
un ciclo de prensa no se precisa ninguna o sólo una pequeña cantidad
de medio de presión. Para poder utilizar una bomba hidráulica
pequeña pertenece a la fuente de medio de presión un acumulador
hidráulico, que se carga por la bomba hidráulica en el tiempo del
ciclo en el que se precisa poco medio de presión y luego, cuando se
precisa mucho medio de presión, cede medio de presión.
En el mando hidráulico conocido se halla la
conexión de afluencia de una disposición de válvula de seguridad,
que por ejemplo consiste en dos válvulas de control reguladas en la
posición de conexión, en una senda de corriente que puede montarse
al cilindro hidráulico por la fuente de medio de presión. Además,
existe una válvula reguladora de presión de 3 vías con una conexión
de presión unible con la fuente de medio de presión, con una
conexión de depósito y con una conexión reguladora, que está unida
con la conexión de afluencia de la disposición de válvula de
seguridad. La válvula reguladora de presión es una válvula
reguladora de presión precontrolada eléctricamente, cuyo émbolo
regulador se controla por una parte con presión ajustada por el
émbolo piloto eléctrico y por la presión en la conexión reguladora.
Las válvulas de presión tienden en general a oscilaciones. Esta
oscilación sólo puede evitarse por una amortiguación
correspondiente. Pero de este modo el tiempo para el montaje de una
presión se hace relativamente largo. La calidad de regulación es
relativamente baja. En tanto que por una válvula reguladora de
presión no se satisfacen en todos los casos las exigencias
planteadas.
Un ulterior mando hidráulico para el
accionamiento de una combinación de freno-embrague
es conocido por el documento WO-A-86
00849.
El objetivo del presente invento es por tanto
desarrollar ulteriormente un mando hidráulico con las
características del preámbulo de la reivindicación 1, de modo que
posea una alta dinámica y haga así posible tiempos cortos de montaje
y desmontaje de presión y una alta calidad de regulación.
Este objetivo se consigue de modo que el mando
hidráulico, aparte de las características del preámbulo de la
reivindicación 1, esté provisto con los atributos de la parte
característica de la reivindicación 1.
En un mando según el invento para una
combinación de freno-embrague accionable
hidráulicamente está montado un circuito regulador de presión
electro-hidráulico por medio de la válvula de
control proporcional del detector eléctrico de presión. Tal circuito
regulador se caracteriza frente a una válvula reguladora de presión
que trabaje hidro-mecánicamente por una dinámica más
alta y por tanto por tiempos más cortos de modificación de presión y
una mayor calidad de regulación, una dependencia menor de la
temperatura y viscosidad, menor exceso de oscilación y una presión
ajustable menor, que puede bajar hasta la presión atmosférica.
Configuraciones ventajosas de un mando
hidráulico según el invento pueden deducirse de las reivindicaciones
subordinadas.
Según la reivindicación 2 se prefiere
especialmente una posición de válvula de la válvula de regulación en
el sentido de que su utilización pueda vigilarse como válvula de
seguridad de prensa. En ésta se basa la prescripción de que un
suministro de medio de presión del cilindro hidráulico que suelta el
freno y enganchan el acoplamiento sólo debe ser posible, si las
válvulas de control funcionan en debida forma. Para el control
cíclico del funcionamiento en debida forma las dos válvulas de
control están vigiladas en la posición de conexión. En una
configuración según la reivindicación 2 ahora junto a la válvula de
regulación tan sólo es necesaria para satisfacer la prescripción una
única ulterior válvula de control vigilada en posición de
conexión.
Ventajosamente, según las reivindicaciones 5 y
6, la electrónica de regulación y el detector de presión se integran
en la válvula de regulación. Para un registro de presión sin
conducción larga es entonces favorable que la válvula de regulación
se encuentre entre la disposición de válvula de seguridad y el
cilindro hidráulico, de modo que la presión de trabajo dominante en
el cilindro hidráulico pueda registrarse directamente en la conexión
de trabajo unida al cilindro hidráulico de la válvula de
regulación.
Dos ejemplos de realización de un mando
hidráulico según el invento para una configuración de
freno-embrague accionable hidráulicamente están
representados en las figuras para el árbol impulsor de una prensa
mecánica. Con la ayuda de estas figuras se explica ahora más de
cerca el invento.
Se muestra
la figura 1 un primer ejemplo de realización, en
el que la válvula de control proporcional está dispuesta entre la
fuente del medio de presión y dos válvulas de seguridad, y
la figura 2 el segundo ejemplo de realización,
en el que la válvula de control proporcional se usa también como
válvula de seguridad.
En las dos figuras 1 y 2 puede reconocerse la
maza 10 de una prensa, que está unida por un vástago 11 con un árbol
12 de excéntrica. Éste puede accionarse o bien frenarse con la ayuda
de una combinación 13 de freno-embrague con un motor
eléctrico 14 por medio de un árbol 15 de accionamiento con un
volante 15 de impulsión. Tales combinaciones de
freno-embrague son generalmente conocidas, por
ejemplo por el documento DE-PS 1 207 725 o el
documento US-A 3 200 917, de modo que aquí sobra una
descripción más de cerca. Si no se aplica ninguna fuerza exterior,
se suelta así el acoplamiento por una disposición 16 de muelle y el
freno se activa. El freno puede soltarse hidráulicamente contra la
disposición de muelle y puede engancharse el acoplamiento. Para esto
sirve un cilindro hidráulico 18 que actúa por un lado, en cuyo
interior está sujeta una biela 17 en el émbolo 19, cilindro que está
dividido en un espacio 20 de presión totalmente cilíndrico, separado
de la biela, y un espacio 21 de alojamiento cilíndrico anular del
lado de la biela, para la disposición 16 de muelle configurada como
muelle helicoidal de presión. En un espacio 20 de presión descargado
de presión el freno está accionado con una fuerza determinada por el
pretensado del muelle helicoidal 16 de presión. En un aumento de
presión en el espacio 20 de presión se reduce en primer lugar la
fuerza de frenado, hasta que finalmente la presión adquiere un valor
equivalente al pretensado del muelle helicoidal de presión. Entonces
empiezan a moverse el émbolo 19 y la biela 17. El freno está suelto.
Tras corta carrera, durante la que la presión aumenta ligeramente en
el espacio 20 de presión debido a la tensión ascendente del muelle
helicoidal 16 de presión, las partes del acoplamiento 13 de presión
se ponen una junto a otra. El par de giro transmisible por el
acoplamiento 13 depende ahora de la magnitud de la presión en el
espacio 20 de presión.
Con el árbol de excéntrica está acoplado un
captador de ángulo de giro o un captador 22 de número de
revoluciones y con el árbol de accionamiento un captador de ángulo
de giro o un captador 23 de número de revoluciones. Para el registro
de estados de la maza 10 de prensa sirve un detector 24 de
aceleración y/o un detector 25 de posición. Finalmente está previsto
un ulterior detector 26 de posición, con el que puede registrarse la
posición de la biela 17.
El cilindro hidráulico 18 es alimentado con
medio de presión por una fuente de medio de presión, que
sustancialmente comprende una bomba hidráulica 35 y un acumulador
hidráulico 36. La bomba hidráulica 35 es accionada con volumen
constante de embolada por un motor eléctrico y aspira una cantidad
de medio de presión por unidad de tiempo relativamente pequeña de un
depósito 37, que se entrega a una conducción 38 de presión, en la
que también está conectado el acumulador hidráulico 36.
La alimentación de medio de presión al espacio
20 de presión y la salida de medio de presión del espacio de presión
se controla en los dos ejemplos de realización por una válvula de
control regulable de forma proporcional eléctricamente y por al
menos una ulterior válvula de control conmutable eléctricamente. En
el ejemplo de realización según la figura 1 existe una válvula de
control proporcional 40 con una conexión 41 de presión unida con la
conducción 38 de presión, una conexión 42 de depósito unida con el
depósito 37 y una conexión 43 de usuario. La válvula 40 de control
es regulable constantemente desde una posición central centrada por
muelle con recubrimiento negativo de las tres conexiones por la
activación de un electroimán 44 o de un electroimán 45 desde
direcciones opuestas, ampliándose constantemente una sección
transversal de abertura en una regulación en la dirección entre la
conexión de presión y la conexión de trabajo, y una sección
transversal de abertura en una regulación en la dirección contraria
entre la conexión de trabajo y la conexión de depósito. La unión de
la conexión de trabajo a la otra conexión correspondiente se cierra
por el contrario completamente ya tras un corto tiempo. La posición
del émbolo de control de la válvula 40 de control se registra por un
captador 46 de posición.
Entre la conexión 43 de usuario de la válvula 40
de control y el cilindro hidráulico 18 están intercaladas como
válvulas de seguridad dos válvulas 48 y 49 de conexión de 4/2 vías,
cada una de las cuales presenta una conexión de depósito unida con
el depósito 37 y una primera conexión de usuario, que está conectada
a una conducción hidráulica 50 que conduce al espacio 20 de presión
del cilindro hidráulico 18. Ambas válvulas 48 y 49 tienen una
conexión de presión, estando unida la conexión de presión de la
válvula 48 con la conexión de usuario de la válvula 40 de control y
la conexión de presión de la válvula 49 con una segunda conexión de
usuario de la válvula 48. Una segunda conexión de usuario de la
válvula 49 está colocada como su primera conexión de usuario en la
conducción hidráulica 50.
Las dos válvulas 48 y 49 toman bajo el efecto de
un muelle 51 una posición de reposo, en la que cada una une para sí
la conducción hidráulica 50 con el depósito 37. Las dos ulteriores
conexiones (conexión de presión y segunda conexión de usuario) de
cada válvula 48 y 49 de control están cerradas en la posición de
reposo de estas válvulas. Si por el contrario, pueden llevarse las
dos válvulas 48 y 49 de control a su posición de trabajo por la
circulación de corriente en cada caso por un electroimán 52, en esta
posición, por las dos ulteriores conexiones de la válvula 48 de
control y las dos ulteriores conexiones situadas en serie con ésta
de la válvula 49 de control, existe una comunicación entre el
espacio 20 de presión y la conexión 43 de usuario de la válvula 40
de control. Por tanto, aunque se encuentre sólo una de las dos
válvulas de control en su posición de reposo, el espacio 20 de
presión del cilindro hidráulico 18 se descarga de presión. Cada una
de las dos válvulas 48 y 49 está equipada con un captador 53 de
posición de conexión, que emite una señal si se conmuta una válvula.
Si no tiene lugar tal señal, aunque deba conmutarse se para la
instalación.
En la conducción hidráulica 50 está conectada
una caja 60 medidora de presión, por la que de este modo es
registrable la presión en el espacio 20 de presión del cilindro
hidráulico 18. Alternativamente la caja 60 medidora de presión puede
asentarse también directamente en la conexión 43 de usuario de la
válvula 40 de control, ya que allí, con las válvulas 48 y 49
conectadas, domina aproximadamente la misma presión que en la
conducción 50. La señal eléctrica de salida de la caja medidora 60
de presión así como las de los detectores 22, 23, 24, 25 y 26 se
proporcionan a una electrónica 61 de regulación, desde la que por un
amplificador se activan los electroimanes 44 y 45 de la válvula 40
de control.
En el estado de reposo de la prensa la maza 10
de prensa se retiene en el punto muerto superior por el freno de la
combinación de freno-embrague. Al inicio de un ciclo
de prensa se conmutan las dos válvulas 48 y 49 de seguridad. La
electrónica de regulación controla ahora la sección transversal de
abertura entre las conexiones 41 y 43 de la válvula 40 de control,
de modo que el émbolo 19 del cilindro hidráulico 18 se mueve con una
velocidad deseada y retroalimentado por el registrador 26 de
recorrido y aquí suelta el freno y mueve las partes de acoplamiento
una contra otra. El choque de las partes de acoplamiento una contra
otra con una velocidad controlada, es decir reducida, no permite
aquí que se originen sobre-oscilaciones de presión o
sólo permite las pequeñas. A continuación se regula la presión en
el espacio 20 de presión correspondiente a un perfil de presión
deseado, por el suministro del medio de presión de la fuente de
medio de medio de presión al espacio 20 de presión por las
conexiones 41 y 43 de la válvula 40 de control, y por la conducción
del medio de presión desde el espacio de presión al depósito 37 por
las dos conexiones 43 y 42 de la válvula 40 de control. La
electrónica 61 de regulación, junto con los detectores 22 y 23 de
ángulo de giro o número de revoluciones, hace posible una ulterior
regulación del proceso de acoplamiento en el árbol 12 de excéntrica
y en el árbol 15 de accionamiento. Es imaginable por ejemplo una
regulación de resbalamiento para minimizar el tiempo de conexión u
optimizar el desgaste. Igualmente imaginable es por ejemplo una
regulación de aceleración durante el proceso de acoplamiento o
frenado con la ayuda de los detectores 24 y 25.
Como en el inicio de un ciclo de prensa puede
también en su final regularse la presión en el espacio 20 de presión
y retrocederse el émbolo regulado.
En el ejemplo de realización según la figura 2
sólo está utilizada una única válvula de conexión de 4/2 vías, que
estaría indicada con 48 como válvula de seguridad. La segunda
válvula de seguridad está realizada por la existente válvula 70 de
control constantemente regulable que, como la válvula 40 de control
de la figura 1, presenta una conexión 42 de depósito unida
directamente con el depósito 37 y dos conexiones 43 de usuario
unidas con la conducción 50. La válvula 70 de control está por tanto
ahora preconectada directamente l espacio 20 de presión.
Naturalmente bastaría también una conexión de usuario única unida
con la conducción 50. Unida con la válvula 70 de control e integrada
con ésta en una unidad Constructiva está la caja 60 medidora de
presión, que toma la presión directamente en una conexión 43 de
usuario, y la electrónica 61 de regulación. La posición del émbolo
de control de la válvula 70 de control es registrable por un
captador 46 de posición. Además, un captador 53 de posición de
conexión vigila la válvula 70 de control.
La válvula 70 de control bajo el efecto de un
muelle 71 toma una posición final, en la que la conducción 50 y por
tanto el espacio 20 de presión del cilindro hidráulico 18 están
descargados por una conexión 43 de usuario y la conexión 42 de
depósito al depósito 37. Por un electroimán 45 la válvula 70 de
control puede regularse, fuera de la posición final, constantemente
en la dirección en la que la sección transversal de abertura entre
las dos conexiones 42 y 43 se hace cada vez más pequeña, antes de
que tras una fase de recubrimiento negativo entre las conexiones,
después de que la conexión de depósito esté cerrada, se abra ahora
cada vez más una sección trasversal de abertura entre la conexión
41 de presión y una conexión 43 de usuario.
La válvula 48 de seguridad tiene una conexión de
presión unida con la conducción 38 de presión, una conexión de
depósito unida con el depósito 37, una primera conexión de usuario
unida con la conducción hidráulica 50 y una segunda conexión de
usuario unida con la conexión 41 de presión de la válvula 70 de
control, y toma una posición de reposo bajo el efecto de un muelle
51, en la que la conexión de usuario está unida con la conexión de
depósito, por tanto la conducción hidráulica 50 con el depósito 37.
Las dos conexiones ulteriores (conexión de presión y segunda
conexión de usuario) de la válvula 48 de control están cerradas en
la posición de reposo. Tras la conmutación de la válvula 48 de
control están unidas una con otra la conexión de presión y la
segunda conexión de usuario y cerradas las otras dos conexiones. De
este modo en la posición de reposo cada una de las dos válvulas 48
y 70 de control descarga por sí misma el espacio 20 de presión al
depósito. Por tanto las dos válvulas de control deben haber sido
llevadas por su posición de reposo para que sea posible una
afluencia del medio de presión al espacio 20 de presión.
En el ejemplo de realización según la figura 2
es posible, en el proceso de acoplamiento y en el de frenado, una
regulación de la velocidad del émbolo 19 y de la presión en el
espacio 20 de presión, en la misma forma que en el ejemplo de
realización según la figura 1 con la válvula 70 de control regulable
proporcionalmente, la electrónica 61 de regulación y los distintos
detectores. Además, la válvula de control utilizada para la
regulación satisface también la función de válvula de seguridad. La
válvula de seguridad 48 puede asentarse directamente en la válvula
70 de control al modo constructivo de placa intermedia: en total se
obtiene así un módulo de mando compacto con las válvulas
necesarias, la electrónica de regulación y la caja medidora de
presión.
Claims (6)
1. Mando hidráulico para una combinación (13) de
freno-embrague accionable hidráulicamente,
especialmente al nivel del árbol (12) de excéntrica de una prensa
mecánica, con una bomba hidráulica (35) y preferiblemente también un
acumulador hidráulico (36) para el suministro con medio de presión
del cilindro hidráulico (18) que acciona el acoplamiento y/o el
freno,
con una disposición (48, 49) de válvula de
seguridad, que presenta una conexión de presión, por la que una
senda de corriente conduce de la fuente (35, 36) de medio de presión
al cilindro hidráulico (18),
y con una válvula (40, 70) de regulación
ajustable proporcionalmente, con la que está impulsado el cilindro
hidráulico (18),
caracterizado porque
existe un detector eléctrico (60) de presión,
por el que es registrable la presión que impulsa el cilindro
hidráulico (18),
existe una electrónica (61) de regulación, a la
que se conduce una señal eléctrica del detector (60) de presión que
corresponde a la presión registrada,
y la válvula (40, 70) de regulación es una
válvula de control activable proporcionalmente, que se activa por la
electrónica (61) de regulación en correspondencia a la presión
existente registrada y a la presión debida deseada.
2. Mando hidráulico según la reivindicación 1,
caracterizado porque una posición de válvula de la válvula
(70) de regulación se vigila en el sentido de su utilización como
válvula de seguridad.
3. Mando hidráulico según la reivindicación 2,
caracterizado porque la válvula (70) de regulación está
equipada con un captador (46) de posición para la posición de la
válvula, y porque la vigilancia de la posición de válvula sucede por
la valoración de la señal de salida del detector (46) de
posición.
4. Mando hidráulico según la reivindicación 2,
caracterizado porque la válvula (70) de regulación está
equipada con un captador (53) de posición de válvula, con el que es
registrable la posición de válvula en un instante dado.
5. Mando hidráulico según una reivindicación
precedente, caracterizado porque la electrónica (61) de
regulación y la válvula (70) de regulación están integradas en una
unidad constructiva.
6. Mando hidráulico según una reivindicación
precedente, caracterizado porque el detector (60) de presión
y la válvula (70) de regulación están integradas en una unidad
constructiva.
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2001
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| Publication number | Publication date |
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