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Hydraulische Gleichlaufsteuerung für Mehrzylinderpressen Die Erfindung
betrifft eine hydraulische Gleichlaufsteuerung für Mehrzylinderpressen mit zwei
durch Ausgleichsleitungen kreuzweise verbundenen Parallelführungszylindern.
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Es ist bereits eine derartige Gleichlaufsteuerung bekannt, bei welcher
die Druckmittelzufuhr zur Arbeitsseite eines jeden der beiden Arbeitszylinder über
je einen Steuerschieber geregelt ist, an dessen einer Seite ein mit der entsprechenden
Ausgleichsleitung in Verbindung stehender Stellkolben angreift, wobei die Druckmittelzufuhr
jeweils zu dem Arbeitszylinder gedrosselt wird, der geringer belastet ist. Die bekannte
Presse arbeitet dabei derart, daß der Arbeitskolben hydraulisch sowohl den Preßhub
ausführt als auch hydraulisch wieder angehoben wird, und zwar durch das von einer
Druckpumpe gelieferte Drucköl. Daher muß bei dieser Presse die Parallelschaltung
bei einseitigem Pressen sowohl auf den unteren wie auf den oberen Zylinderraum wirken.
Das Flüssigkeitsgestänge in den Kreuzleitungen und Räumen der Führungszylinder steht
dabei normalerweise nicht unter Druck, sondern wird erst dann unter Druck gesetzt,
wenn die Presse einseitig so stark belastet ist, daß der Federdruck auf den federbelasteten
Stellkolben überwunden werden kann.
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Derartige Gleichlaufvorrichtungen können erfahrungsgemäß nie richtig
entlüftet werden. Im Flüssigkeitsgestänge bilden sich kleine Luftblasen, die sich
in den Zylinderräumen absetzen, und dadurch wird der Betrieb oft gestört. Zwar ist
ein Ausgleichsventil vorgesehen, doch ist dieses an verhältnismäßig lange Leitungen
angeschlossen, die schlecht zu entlüften sind, wenn das Flüssigkeitsgestänge nicht
unter Druck steht. Ferner wird dieses Ventil nur in Höchststellung des Preßbalkens
gelüftet. Diese Stellung nimmt er aber nur selten ein, weil Mehrzylinderpressen
meistens nur mit kleinem Hub arbeiten. Der Ausgleich zur Korrektur stellt sich daher
nur selten ein.
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Außerdem wird von Pressen dieser Art verlangt, daß auch bei hohen
Preßdrücken von beispielsweise einigen hundert Tonnen pro Zylinder eine genaue Parallellage
zwischen Preßbalken und Preßtisch gewahrt bleibt, auch wenn die Presse einseitig
belastet wird. Dies ist nun bei der bekannten Konstruktion offensichtlich nicht
zu erreichen. Ferner wirken bei der bekannten Konstruktion einseitige Widerstände,
z. B. in den Führungen oder in den Zylindern durch Reibung usw. nachteilig auf die
Parallelsteuerung ein. Diese Widerstände können dabei zu einem Schwingen und Rattern
des Stellkolbens führen. Dies gilt auch für andere bekannte Pressen mit durch Ausgleichsleitungen
hintereinandergeschalteten Zy-
lindern, bei denen die Ausgleichsleitungen
über je ein Rückschlagventil mit einem Druckmittelkreis annähernd konstanten
Druckes verbunden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist deshalb, die Nachteile der bekannten Vorrichtung
zu überwinden und eine Gleichlaufsteuerung zu schaffen, die stets eine genaue parallele
Lage zwischen Preßbalken und Preßtisch gewährleistet. Nach der Erfindung wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß beide Ausgleichsleitungen über je ein Rückschlagventil
mit einem Druckmittelkreis annähernd konstanten Druckes, wie an sich bekannt, verbunden
sind und daß auch an der anderen Seite der Steuerschieber je ein mit der
entsprechenden Ausgleichsleitung verbundener Stellkolben angeordnet ist.
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Bei der Erfindung geschehen somit die beiden Arbeitsgänge der Arbeitskolben,
nämlich der Preßhub und das Wiederanheben, zwar auch durch Druckmittel, die aber
aus verschiedenen hydraulischen Kreisen stammen, von denen jeder seine eigene Druckquelle
hat. Dabei stehen die Zylinderräume und Kreuzleitungen ständig unter verhältnismäßig
hohem Druck, so daß ein eventueller Luftinhalt auf ein Minimum reduziert wird. Deshalb
spricht die Steuerung auch bei geringster Schräglage des Preßbalkens an. Der Flüssigkeitsdruck,
welcher auf die Stellkolben wirkt, ist offensichtlich immer konstant und von solcher
Höhe, wie er durch eine Feder gemäß der bekannten Vorrichtung nicht erreicht werden
kann. Die Steuerung des Druckölstromes zum Arbeitskolben erfolgt daher erst bei
einem bestimmten Druck. Es können daher einseitige Widerstände, z. B. in den Führungen
oder in den Zylindern durch Reibung usw., nicht auf die Parallelsteuerung einwirken.
Außerdem werden bei der Erfindung ölverluste an beiden Führungszylindern sofort
automatisch und unter Druck ersetzt.
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Mit der Erfindung wird somit erreicht, daß bei allen vorkommenden
Preßdrücken eine genaue Parallellage des Preßbalkens gewährleistet ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der gesonderte Druckmittelkreis
für die beiden Ausgleichsleitungen
durch den einen Druckmittelspeicher
enthaltenden Druckmittelkreis der Rückholzylinder gebildet sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 den Hydraulikplan, F i g. 2 den Steuerschieber
im Längsschnitt und F i g. J den Steuerschieber von F i g. 2 im Querschnitt.
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In F i g. 1 sind der Einfachheit halber von der Presse lediglich
die beiden Arbeitskolben 1 und 2 dargestellt, an denen, wie strichpunktiert
angedeutet, ein sehr langer, bei Abkantpressen gebräuchlicher Pressenstößel
3 hängt. Die Arbeitskolben 1 und 2 erhalten an ihren Oberseiten 4
Drucköl über Speiseleitungen 5 und 6, die mit einem Steuerschieber
7
verbunden sind. Dieser wiederum ist über die Leitung 8 mit der Druckölpumpe
9 verbunden. Die Rückführung der Arbeitskolben 1 und 2 aus ihrer unteren
Stellung nach oben erfolgt über einen Rückholzylinder 10, der den Pressenstößel
1 nach oben verschiebt, wenn er Drucköl aus der Leitung 11 erhält.
Drucköl in Leituna 11 kann einerseits durch die Handpumpe 12, andererseits
aus dem Druckmittelspeicher 13 gegeben werden.
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Zur Parallelsteuerung der Arbeitskolben 1 und 2 ist jeweils
auf dem Zylindergehäuse 14 und 15 ein kleinerer Zylinder 16 bzw.
17 aufgebaut und in letzteren Zusatzkolben 18, 19 geführt, die auf
der nach oben verlängerten Kolbenstange eines jeden Arbeitskolbens sitzen. Die Oberseite
des Kolbens 19, der in dem Zylinder 17 geführt ist, ist mit der Unterseite
des Kolbens 18 über die Ausgleichsleitung 20 verbunden und ebenso die Unterseite
des Kolbens 19
mit der Oberseite des Kolbens 18 durch die Ausgleichsleitung
21. Von der Ausgleichsleitung 20 ist eine Leitung 22 abgezweigt, die bei
23 in die Leitung 24 abzweigt und -über das Rückschlagventil 25 mit
der Leitung 11 in Verbindung steht. Ebenso führt die Leitung 26 von
der Leitung 21 über 27, 28 und das Rückschlagventil 29 in die Leitung
11. Der Zweck der Ausgleichsleitungen 20,21 ist bekannt. Beim Niedergang
des Arbeitskolbens 1 wird Drucköl von der Unterseite des Kolbens
18 aus dem Zylinder 16 über die Leitung 20 zur Oberseite des Kolbens
19
gedrückt. Andererseits fördert der Kolben 19 das Öl
von seiner
Unterseite über die Leitung 21 zur Oberseite des Kolbens 18. Dadurch wird
eine Parallelsteuerung der beiden Arbeitskolben 1 und 2 gewährleistet. Zur
Erhaltung einer vollständigen Zylinderfüllung sind die Leitungen 20 und 21 mit der
Leitung 11, die zu dem unter hohem Druck stehenden Druckmittelspeicher
13 führt, verbunden. Sollte der Druck in der Leitung 11 durch Verbrauch
im Rückholzylinder 10 sinken, so treten die Rückschlagventile
25 und 29 in Wirkung und verhindern einen Druckabfall.
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Für den Fall, daß am Arbeitskolben 1 eine hohe Belastung, z.
B. ein Widerstand von 300 t, auftritt, während am Arbeitskolben 2 kein Widerstand
wirkt, also der Arbeitskolben 1 auf ein Werkstück stößt, stellt sich entsprechend
der Pumpenleistung auf seiner Oberseite ein dem Widerstand entsprechender öldruck
ein. Die Speiseleitung 6 zum Kolben 1 steht über den Steuerschieber
7 mit der Speiseleitung 5 zur Oberseite des Arbeitskolbens 2 in Verbindung.
Dieser Arbeitskolben 2 wird daher, ohne daß er auf einen Widerstand trifft, entsprechend
dem hohen öldruck nach unten gedrückt, und demzufolge steigt auch der Öldruck an
der Unterseite des Zusatzkolbens 19 ün Zylinder 17 entsprechend dem
übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Kolben 2 und 19 auf einen unzulässig
hohen Wert an. Das gleiche gilt für die Oberseite des Kolbens 18. Zur Verhinderung
dieser einseitigen überlastung wird der mit den Ausgleichsleitungen 20, 21 verbundene
Steuerschieber 7 mit zwei durchgehenden Bohrungen 30, 31 (F i
g. 2 und 3) verseheni An die obere Bohrung 30 ist auf der einen
Seite der Stellkolben 32 und auf der anderen Seite der Stellkolben
33 angeschlossen. Die beiden Kolben wirken auf den Steuerschieber 34. Der
Steuerschieber 34 steuert die Speiseleitung 5, die zum Arbeitskolben 2 führt.
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In der zweiten unteren Bohrung 31 ist der Steuerschieber
35 untergebracht. Er steuert die Speiseleitung 6 zum Arbeitskolben
1. Mit dem Steuerschieber 35 wirkt einerseits der Stellkolben
36 zusammen und andererseits der Stellkolben 37. Die Stellkolben
32
und 36 werden auf ihrer äußeren Seite vom Drucköl in der Leitung
26 beaufschlagt und die Stellkolben 33, 37 auf der rechten Seite des
Steuerschiebers 7
vom Drucköl in der Leitung 22.
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Bei einseitiger Belastung des Pressenstößels 3,
wenn also der
Arbeitskolben 1 auf erhöhten Widerstand trifft, steigt der öldruck an der
Unterseite des Kolbens 19 und in der Leitung 21, 26 an. Er wirkt auch
auf den Stellkolben 32 dahin, daß dieser trotz seines kleineren Durchmessers
gegenüber dem Stellkolben 33 in der Lage ist, den Steuerschieber 34 nach
rechts zu verschieben, so daß die Speiseleitung 5 zum Arbeitskolben 2 geschlossen
wird. Am Stellkolben 36
wirkt derselbe erhöhte Druck, und da letzterer auch
noch einen größeren Durchmesser hat als der Stellkolben 37, wird die Speiseleitung
6 zum Arbeitskolben 1 mit Sicherheit offengehalten.
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Der Grund dafür, daß die Stellkolben 33,36 größeren Durchmesser
als die Stellkolben 32,37 haben, liegt darin, daß mit Sicherheit im Leergang
und bei Cr eichmäßiger Belastung des Stößels 3 die Speiseleitungen
5, 6 zu den Arbeitskolben 1, 2 geöffnet bleiben müssen. Im Leergang
könnte beispielsweise in der Kulissenführung des Stößels 3 ein einseitiger
geringer Widerstand auftreten, der zu Druckdifferenzen in den Ausgleichsleitungen
20,21 führt. Dadurch könnte der Steuerschieber34 auf halbem Wege stehenbleib8n oder
hin- und herschwingen. Der Querschnittsunterschied der Stellkolben dagegen bewirkt,
daß die beiden Steuerschieber 34, 35 eher schlagartig in die öffnungsstellung
gehen.