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Steuereinrichtung mit einem selbsttätig arbeitenden Umkehrventil für hydraulische Pressen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung mit einem selbsttätig arbeitenden Umkehrventil für hydraulische Pressen und stellt eine Verbesserung bzw. Abänderung des Gegenstandes des Patentes Nr. 198620 dar.
Die Erfindung entsprechend dem Patent Nr. 198620 umfasst eine Steuereinrichtung mit einem selbsttätig arbeitenden Umkehrventil, durch die der Prelsskolben einer, hydraulischen Presse zur Ausführung einer Reihe von kurzen Schmiede- oder Planierschlägen befähigt ist, wobei neben einem.
mittels Druckflüssigkeit zu betätigenden Hauptsteuerventil zur Steuerung des Zuflusses der Druckflüssigkeit zu dem Presszylinder ein Ventil zur Steuerung eines Umkehrventiles und ferner zum Verstellen des Ventilkolbens des Hauptsteuerventiles einerseits und zur Betätigung des Ventiles zum Einschalten des Umkehrventiles anderseits ein Handhebel vorgesehen ist und wobei ferner das Ventil zum Einschalten des Umkehrventiles nur in einer einzigen Stellung (Automatikstellung) des Handhebels beeinflussbar ist, wogegen das Hauptsteuerventil für die einzelnen Arbeitstellungen der Presse durch den Handhebel einstellbar ist.
Man kann mit Hilfe dieser Einrichtung durch die Handbedienung eines einzigen Betätigungshebels eine hydraulische Presse so arbeiten lassen, dass ihr Kolben in der Lage ist, zusätzlich zu den normalen Schmiedestrecken eine Reihe von kurzen Planier- oder Schmiedeschlägen von be- stimmter Länge unter automatischer Steuerung auszuführen.
Die Steuereinrichtung umfasst also grundsätzlich ein durch ein Druckmittel betätigtes Steuerventil, ein von Hand aus betätigtes Hauptsteuerventil und ein Umkehrventil. Das von Hand aus betätigte Ventil dient zur Steuerung der Bewegung des Kolbens des Steuerventiles durch Steuerung des Druckflüssigkeitsstromes, der den Kolben des Steuerventiles betätigt. Das selbsttätig arbeitende Umkehrventil kommt zur Wirkung, sobald das von Hand aus betätigte Ventil in eine Automatikstellung gebracht ist, in der es den Kolben des Steuerventiles selbsttätig hin- und hergehen lässt und eine entsprechende Bewegung des Presskolbens für kurze Schmiede- und Planierschläge bewirkt.
Druck- flüssigkeit zur Betätigung des Presskolbens wird durch eine oder mehrere dauernd arbeitende Pumpen unmittelbar dem Presszylinder zugeführt und kann an dem Kolben den Druck für eine Schmiedestrecke erzeugen oder gesteuert durch ein am Presszylinder angebrachtes kombiniertes Vorfüll-Auslassventil zum Versorgungsbehälter austreten. Die Betätigung des kombinierten Vorfüll-Auslass- ventiles wird durch weitere Zufuhr von Druckflüssigkeit bewirkt, die ihrerseits durch das Hauptsteuerventil gesteuert wird. Der Rückhub des Presskolbens wird durch Druckflüssigkeit aus einer oder mehreren Pumpen bewerkstelligt, die zusätzlich zu den Zufuhrpumpen des Presszylinders angeordnet sind.
Ferner ist es bei hydraulischen Pressen schon vorgeschlagen worden, eine oder mehrere zusätzliche Pumpen zur Steigerung der normalen Pumpenleistung zur Betätigung des Presskolbens vorzusehen, wenn sowohl eine hohe Pressgeschwindigkeit als auch eine hohe Rückhubgeschwindigkeit erreicht werden soll.
Dabei wird die Lieferung dieser'Hilfspumpe oder Hilfspumpe durch ein Ventil beim Arbeitshub dem Presszylinder und beim Rückhub Rückzugszylindern zugeleitet. Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, dass das Ventil für die Hilfspumpe durch den Druck im Presszylinder automatisch gesteuert ist, und dass mindestens eine Steuerpumpe vorgesehen ist, die Druckflüssigkeit zu den Rückführzylindern der Presse abgibt, so dass die Liefermenge der Steuerpumpe bzw. der Steuerpumpe beim Rückhub um die Liefermenge der Hilfspumpe erhöht ist. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist das Ventilglied des Ventiles von einer Seite federbelastet und vom Druck der Steuerpumpe bzw.
Steuerpumpe ständig
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beaufschlagt und an der entgegengesetzten Seite ständig dem Druck der Hilfspumpe ausgesetzt, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass während des Abwärtshubes des Presskolbens das Ventilglied durch den Druck der von der Hilfspumpe gelieferten Flüssigkeit offen gehalten ist und diese Flüssigkeit zum Presszylinder gelangen lässt, und dass beim Rückhub infolge des Absinkens des Druckes im Presszylinder unter den Auslassdruck das Ventilglied schliesst, so dass die Hilfspumpe zu den Rückführzylindern der Presse liefert.
Die vorliegende Erfindung bietet auch den Vorteil, dass die Steuermittel für den Hauptdruck und die Steuermittel für den Steuerdruck verschiedene Konstruktionen bilden, wobei die Steuerventile für den Hauptdruck, um Rohre zu sparen, nahe bei oder an der Presse montiert sein können, während die Steuerventile für den Steuerdruck an einer Schalttafel in Reichweite des Bedienungsmannes der Presse angeordnet sein können.
Die Zeichnung veranschaulicht eine Anlage gemäss der Erfindung in fünf aneinanderschliessbaren Blättern. Darin zeigt Fig. 1 pen Presszylinder mit dem Presskülben, den Rückführzylindern und dem kombinierten Vorfüllund Auslassventil. Fig. 2 lässt das Ventil für die Steuerung der von der Hilfspumpe gelieferten Druckflüssigkeit sowie ein Richtungssteuerventil, ein Steuerventil und ein Entlastungsventil erkennen. Fig. 3 gibt das Hauptsteuerventil und das Umkehrventil wieder. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Pumpeneinheiten mit ihren Anschlüssen und weitere Entlastungsventile.
Die dargestellte Anlage umfasst eine hydraulische abwärts wirkende Presse. Am oberen Ende des Presszylinders 1 ist ein Vorfüll-Auslassventil V 1 angeordnet. Dieses dient zur Steuerung des Druckflüssigkeitszuflusses aus einem Vorratsbehälter 2 in den Presszylinder 1 während des Abwärtshubes des Presskolbens 3 und zur Steuerung des Rückflusses der Druckflüssigkeit in den Vorratsbehälter 2 während des Rückhubes des Presskolbens 3.
Der Presskolben 3 kann entweder durch sein Gewicht fallengelassen oder nach unten gepumpt werden. Der Rückhub kann durch Einpumpen von Druckflüssigkeit in den Rückführzylinder 4 bewirkt werden.
Druckflüssigkeit zur Betätigung der Presse und der Steuereinrichtung wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von den Pumpeneinheiten A, B, C und D geliefert.
Die Einheit A umfasst zwei Pumpen, die durch das Rohr pI unmittelbar in den Presszylinder 1 liefern. Die Einheit B wird als Steuerpumpe bezeichnet und liefert über die Leitung p2 und die Rückschlagventile V4D, MB und V4E zu den Rückführzylindern 4 Druckflüssigkeit. über die Leitung p2 ist die Steuerpumpe B auch mit einem Steuerventil V2 verbunden. Durch dieses kann Druckflüssigkeit aus der Steuerpumpe B wahlweise entweder zum Presszylinder 1 oder zum Steuerzylinder des Vorfüll-Auslassventiles Vl geleitet werden.
Die Pumpeneinheit C arbeitet als Hilfspumpe. Diese Hilfspumpe C liefert über eine Rohrleitung Q und ein Rückschlagventil V4A unmittelbar in die Rückführzylinder 4 oder gesteuert durch ein federbelastetes Ventil V7 zum Presszylinder 1. Wenn das Ventil V7 offen ist, kann die Hilfspumpe C zu beiden Rückführzylindern 4 und zum Presszylinder 1 liefern ; ist das Ventil P7 geschlossen, dann ist auch die Leitung von der Hilfspumpe C zum Presszylinder 1. gesperrt.
Das Ventil V7 wirkt unter jeder der vier folgenden Bedingungen : a) Während des Arbeitshubes des Presskolbens 3 ist die Steuerpumpe B über das Ventil V2 mit dem Hauptzylinder verbunden ; da das Ventil V7 über die Leitung p2 sowohl mit der Steuerpumpe B als auch mit
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dem Hauptdruck im Presszylinder.
Infolgedessen kann die Druckflüssigkeit von der Hilfspumpe C durch das Ventil P7 in den Hauptzylinder mit einem Druckverlust eintreten, der um ein geringes höher ist als der, durch die Feder auf die Oberseite des Ventiles V7 ausgeübte Druck. b) Wenn sich die Spindel des die Bewegungsrichtung des Presskolbens steuernden Ventiles V2 in Auslassstellung befindet, ist die Stellung des Ventiles 117 im wesentlichen dieselbe wie in a) und daher kann die Hilfspumpe C über den Hauptzylinder 1 frei in den Vorratsbehälter 2 liefern, wenn das kombinierte Vorfüll-Auslassventil M geöffnet ist.
c) Beim Beginn des Rückhubes, bevor noch das Vorfüll-Auslassventil 111 voll'geöffnet ist, fällt der Druck in der Steuerpumpe B auf einen Druck, der durch das im Vorfüll-Aus- lassventil M eingebaute Entlastungsventil R vorherbestimmt ist. Da dieser Druck gewöhnlich niedriger ist als der im Presszylinder bleibt das Ventil V7 vollständig offen bis der Presszylinderdruck unter den des Entlastungsventiles R fällt, worauf sich das Ventil V7 unter dem Einfluss seiner Feder schliesst.
Sobald das Ventil V7 geschlossen ist, ergiesst sich die Druckflüssigkeit von der Hilfspumpe C durch die Leitung Q, das Rückschlagventil C'-j und die Rohrleitung p2 zu den Rückführzylindern 4 ; dadurch wird die Lieferung der Steuerpumpe B vermehrt um eine rasche Rückkehr des Presskolbens zu bewirken.
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d) Während des Rückhubes befindet sich das Ventil V7 im hydraulischen Gleichgewicht und bleibt zufolge der Kraft seiner Feder geschlossen.
In der Zeichnung ist das Ventil V7 als ein Ventil mit Ventilsitz dargestellt, es kann aber auch als Kolbenventil mit gleicher Funktion ausgebildet sein, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Die Pumpeneinheit D führt Steuerdruckflüssigkeit durch eine Rohrleitung p3 unmittelbar zu einem Speicher.
Das bereits erwähnte Richtungssteuerventil V2, das über Servodruckleitungen unmittelbar mit Hauptsteuerventil V 10 verbunden ist, hat drei Hauptstellungen :
1) Eine zentrale Auslassstellung, zu welcher der Ventilkolben durch Federn zurückgeführt wird ;
2) Eine mit Bezug auf die Darstellung in' Fig. 2 rechte Stellung für "Schmieden" oder "Automatisch Arbeiten" ;
diese Stellung wird erreicht, wenn über das Hauptsteuerventil MO Steuerdruckmittel auf die mit Bezug auf Fig. 2 linke Seite des Ventilkolbens geleitet wird ;
3) Eine mit Bezug auf die Darstellung in
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Zufuhr von Steuerdruckflüssigkeit zu seinem entgegengesetzten Ende mit Hilfe des handbetätigten Hauptsteuerventiles VO oder durch Zufuhr von Steuerdruckflüssigkeit vom Umkehrventil Vll zu einem Kolben S des Richtungssteuerventiles V2 erreicht, dessen Fläche grösser ist als das ihm zugekehrte Ende des Ventilkolbens, während auf der dem Kolben S abgekehrten Seite des Ventilkolbens noch Steuerdruck vom Ventil VO aufrechterhalten ist.
Das Steuerventil V3 dient der Steuerung der Bewegung des Presskolbens 3, der je nach der Stellung dieses Ventiles V3 entweder zum "Schmieden" durch Druckflüssigkeit abwärts bewegt oder für automatisches Arbeiten frei fallengelassen werden kann. Während des Schmiedevorganges wirkt das Ventil V3 als Entlastungsventil ; während des automati- schen"Kreislaufes aber wird Druck unter den Kolben am Oberteil des Ventiles geleitet, um es bis zu einem einstellbaren Anschlag zu öffnen, wofür Flüssigkeit unter Steuerdruck vom handbetätigten Steuerventil V10 geliefert wird, wenn es, wie in der Zeichnung, auf "automatisches" Arbeiten gestellt ist. Das Rückschlagventil V4A macht das Ventil V3 während der Rückbewegung des Presskolbens unwirksam.
Das Ventil V4C ist ebenfalls ein Rückschlagventil und die Ventile V5A, V5B, V5C und V5D sind Sicherheit ventile.
Das Hauptsteuerventil VO umfasst drei Elemente.
Der gemäss der Darstellung in Fig. 3 links vom Handhebel L liegende Teil X ist ein Ventil für den Steuerdruck und steuert die drei Stellungen des bereits erwähnten Richtungssteuerventiles V2. Das äusserste rechte
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abgesetzten Teiles liegenden Radialbohrunger verbunden sind. über diese Verbindung sind
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dieser Stellung ist auch gleichzeitig durch die Spitze des Nadelventiles Z der dieser
Spitze gegenüberliegende Auslass des Ventiles MO geschlossen. Das Zwischenelement Y, das als weiterer Teil dieses Nadelventiles Z ver- anschaulicht ist, dient als Nebenwegventil zur automatischen Umsteuerung des Ventiles Mj und zur Ausschaltung des Kolbens T des Ventiles V3.
Das Entlastungsventil V12 bestimmt den von der Presse ausgeübten Maximaldruck, wenn das Nadelventil geschlossen ist. In diesem Fall öffnet sich das Ventil V12 und betätigt das Umkehrventil Vll.
Das Ventil V16 ist ein durch einen Mitnehmer betätigtes Nebenwegventil, das dazu dient, an einem gegebenen Punkt des Schmiedehubes Steuerdruckflüssigkeit zum Umkehrventil Vll zu leiten und dadurch dieses zu betätigen. Der Punkt zur Betätigung des Ventiles V16 ist durch mit dem Presskolben verbundene Mitnehmer bestimmt, so dass die Dicke des Schmiedestückes nach Wunsch festgelegt werden kann.
Die Spindel des Richtungssteuerventiles V2 bewegt sich in Abhängigkeit vom Handhebel L des Ventiles VO, der vier Betätigungsstellungen hat (Auslass-, Rückhub-, Schmiedeund Automatik-Stellung). In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung kann der Kolben des Ventiles V2 veranlasst werden, sich dauernd hin und her zu bewegen, um die automatischen Planierhübe des Presskolbens zu bewirken. Die andern Stellungen des Hebels L bewirken, dass der Kolben des Ventiles V2 die entsprechenden anderen drei Arbeitsstellungen einnimmt.
Das zusätzliche Ventil V7 hat die Aufgabe, Druckflüssigkeit von der Hilfspumpe C zum Hauptzylinder der Presse zu leiten und wird durch den Druck der Steuerpumpe B so betätigt, dass die Hilfspumpe C die Lieferung der Pumpen A und B steigert, um einen raschen Schmiedehub des Presskolbens zu bewirken. Alle Hauptdruckpumpen A, B
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und C liefern dann in den Presszylinder und werden infolgedessen entlastet, wenn das Vorfüllventil T ; l geöffnet und das Richtungsteuerventil V2 in die Auslassstellung bewegt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuereinrichtung mit einem selbsttätig arbeitenden Umkehrventil für hydraulische Pressen, nach Patent Nr. 198620, mit mindestens einer Hilfspumpe zusätzlich zu einer unmittelbar in den Presszylinder liefernden Pumpeneinheit, bei der die Lieferung dieser Hilfspumpe durch ein Ventil beim Arbeitshub dem Presszylinder und beim Rückhub Rückzugszylindern zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (V7) für die Hilfspumpe (C) durch den Druck im Presszylinder (1) automatisch gesteuert ist, und dass mindestens eine Steuerpumpe (B) vorgesehen ist, die Druckflüssigkeit zu den Rück- führzylindern (4) der Presse abgibt, so dass die Liefermenge der Steuerpumpe (B) bzw. der Steuerpumpe beim Rückhub um die Liefermenge der Hilfspumpe erhöht ist.