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Hydraulische Presse mit Druckregelung
Bei den bisher verwendeten hydraulischen Pressen im allgemeinen und auch bei solchen für Prägezwecke wurden die zum Antrieb der Presse erforderlichen Elemente, also die Pumpe mit dem Flüssigkeitsbehälter und den Rohrleitungen sowie die Steuervorrichtungen, ausserhalb der Presse angeordnet und dadurch mannigfache Nachteile, wie verwickelter Aufbau, grosser Raumbedarf, Leckflüssigkeitsverluste, Verschmutzung, umständliche Instandhaltung und hohe Gestehungskosten, bedingt. Ausserdem tritt bei solchen Anlagen durch die Widerstände, denen die Druckflüssigkeit in den langen Rohrleitungen begegnet, eine Umwandlung eines bedeutenden Teiles der Energie in Wärme ein. Diese Energieverluste müssen durch Verstärkung des Pumpenantriebes wettgemacht werden.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine hydraulische Presse zum Prägen von Matrizen,
Klischees u. dgl., bei der alle eingangs angeführten
Nachteile dadurch vermieden werden, dass sämtliche Qüssigkettsfördernden Teile im Zusammen- bau mit Druckregelungen einfachster Art im
Pumpenkolben selbst untergebracht sind, der als
Flüssigkeitsbehälter dient. Abgesehen von der einfachen, billigen und betriebssicheren Ge- staltung einer solchen Bauart, ist mit ihr auch eine bedeutende Raum-und Antriebskraftersparnis und eine dauernde selbsttätige Schmierung aller Welle des Pressenaggregates verbunden.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
In dem Druckzylinder 1 ist der den Prägestempel tragende hohle Kolben 2 angeordnet, der erfindungsgemäss als Ölbehälter dient und in seinem oberen Teil durch ein Siebblech abgeschlossen ist. Im Kolbenhohlraum ist ein zweistufiges umsteuerbares Pumpenaggregat 3,4, z. B. Zahnrad-oder Kapselpumpe, eingesetzt.
Die Pumpenstufe 3 ist für Niederdruck und grosse Fördermengen gebaut, wogegen die Pumpenstufe 4 mit hohem Druck und kleiner Förjermenge arbeitet. Dieses Aggregat wird von einem ausserhalb des Presssnzylinders angeordneten Motor 7 über das gekapselte Kegelräderpaar 6 und die Welle 5 angetrieben, auf der das zugehörige Kegelrad verschiebbar angeordnet ist. Der Druck- kanal Ja der Pumpenstufe 3 steht über dem Steuerschieber 8 mit dem am Kolbenboden mündenden Kanal 9 a in zeitweiliger Verbindung. Der Steuerschieber 8 hat zu diesem Zweck eine entsprechend lange Ausnehmung 9, die auch mit der gegenüberliegenden Ausnehmung 10 in Verbindung steht.
Die Ausnehmung 10 kann bei Verstellung des Steuerschiebers mit der ins Kolbeninnere mündenden Austrittsöffnung 11 in Überdeckung gelangen. Die untere Fläche des Steuerschiebers 8 steht unter Einwirkung des Öldruckes im Zylinder 1, auf seiner oberen Fläche lastet der Druck der einstellbaren Feder 12. Zur Begrenzung der Schieberverstellung dient ein Bolzen 13, der in einen entsprechend lang bemessenen Schlitz des Steuerschiebers 8 eingreift.
Die Verlängerung des Druckkanales 4 a der Pumpenstufe 4 mündet unmittelbar am Kolbenboden.
Zur Druckanstiegsregelung ist ein einstellbares Nadelventil 14 vorgesehen, an dessen Eintritts- oeffnung ein über dem Zylinderboden endendes Rohr 15 anschliesst. Die Austrittsöffnung ist durch das Rohr 16 mit dem Getriebekasten der
Kegelräder 6 verbunden, das dadurch dauernd selbsttätig geschmiert wird. Das in den Getriebe- kasten fliessende Öl läuft durch den durchlochten
Boden des Getriebekastens wieder in den Kolben- raum zurück.
Für die Einstellung und Aufrechterhaltung des gewünschten Höchstdruckes ist noch der einstell- bare Überdruckregler 17, z. B. in Form eines federbelasteten Überlaufventils, vorgesehen, das mit dem Druckraum des Zylinders 1 verbunden ist.
Um jeglicher Gefahr von Höchstdrucküberschreitung vorzubeugen, ist im Kolbeninneren auch noch ein Sicherheitsventil 18 eingebaut.
Die Arbeitsweise der Presse zerfällt in zwei Abschnitte, u. zw. erfolgt im ersten Abschnitt ein rasches Anheben des Pumpenkolbens 2 bei niedrigem Druck, bis der Prägestempel in die Pragelage gelsngt, anschliessend folgt eine rasche Drucksteigerung bis zu dem für die Prägung erforderlichen Höchstdruck.
Wird der Motor 7 eingeschaltet, treibt er über die Kegelräder 6 das Pumpenaggregat 3, 4 an,
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wobei die Niederdruckstufe. ? zufolge ihrer hohen Förderleistung ein rasches Anheben des Kolbens 2 bewirkt. Das den Kolbenraum erfüllende öl
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den Kolbenboden, wogegen der Hochdruckteil 4 das Öl durch den verlängerten Druckkanal 4 a unmittelbar in den Druckraum des Zylinders fördert. Die hohe Förderleistung der Nieder- druckstufe 3 bewirkt in diesem Zeitabschnitt ein rasches Anheben des Kolbens 2, bei einem Druck, der zur Überwindung des Eigengewichtes des
Kolbens samt seinem Inhalte und des Reibungs- widerstandes erforderlich ist. Gelangt der Kolben in die Prägestellung, steigt der Druck im Zylinder, bis er den auf dem Steuerschieber 8 lastenden
Druck der Feder 12 überwindet.
Nun wird der
Steuerschieber hochgehoben, der Kanal 9 a ab- geschlossen, dagegen die Verbindung zwischen dem Druckkanal 3 a der Niederdruckstufe 3 mit der Austrittsöffnung 11 hergestellt, wodurch die Niederdruckstufe kurzgeschlossen ist. Von diesem Augenblick an arbeitet nur mehr die Hoch- druckstufe 4, u. zw. auf rasche Drucksteigerung in einer von der Einstellung des Nadelventils bestimmten zeitlichen Abhängigkeit. Je nach der Grösse des eingestellten Ventildurchganges fliesst nämlich eine bestimmte Menge des Druck- bles über das Kegelrädergehäuse in den Kolben- raum zurück, wodurch die Zeitdauer des Druck- anstieges für den Prägevorgang bis zum Erreichen des Höchstdruckes geregelt wird.
Ist der ge- wünschte Höchstdruck erreicht, tritt der ebenfalls einstellbare Überdruckregler 17 in Tätigkeit, der eine solche Druckölmenge je Zeiteinheit in den Kolbenraum zurückfliessen lässt, dass der erreichte Höchstdruck erhalten bleibt.
Das Sicherheitsventil 18 ist so eingestellt, dass es nur bei Überschreiten des Höchstdruckes an- spricht.
Ist die erforderliche Prägedruckdauer ab- gelaufen, wird durch ein elektrisches Zeitschalt- werk der Antriebsmotor 7 auf Rückgang ge- schaltet. Die Hochdruckstufe 4 zieht nun das
Drucköl aus dem Innenraum des Zylinders ab und fördert es in den Kolbenraum zurück, wodurch die Abwärtsbewegung des Kolbens 2 eingeleitet wird. Sinkt der Druck im Zylinder unter den durch die Feder 12 eingestellten Druck, kehrt der Schieber 8 in seine Ausgangsstellung zuruck, und die bisher kurzgeschlossene Nieder- druckstufe 3 nimmt an der Ableitung des Druck- bles aus dem Zylinderraum in den Kolbenraum teil. Der Kolben 2 sinkt nun rasch in seine Aus- gangslage zurück, wonach der Antriebsmotor 7 durch ein Schaltwerk stillgesetzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Presse mit Druckregelung, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpen- aggregat ,- mit der Druckregelungseinrich- tung (8, lz, 14, 17), dem Vorgelege (6) und dem
Sicherheitsventil (18) in den hohl ausgebildeten, als Drucknüssigkeitsbehälter dienenden Pressenkolben (2) eingebaut ist.