DE19927070B4

DE19927070B4 - Hydraulische Presse

Info

Publication number: DE19927070B4
Application number: DE19927070A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Salamon; Dietrich Palm; Heinz Horn
Original assignee: Schuler SMG GmbH and Co KG
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: DE19927070A1

Abstract

Hydraulische Presse mit einem Arbeitszylinder (11), in dem ein Hauptkolben (12) verschieblich aufgenommen ist, der im Inneren des Arbeitszylinders (11) zumindest zwei Kammern (11a, 11b) definiert, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens (12) ändert, wobei zumindest einer Kammer (11a) eine Befüllvorrichtung (13) zugeordnet ist, mittels der der Kammer (11a) bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung (14) zuführbar ist, in der ein Absperrventil (15) angeordnet ist, wobei das Absperrventil (15) einen Ventilkolben (16) umfasst, der mittels Aufbringung von hydraulischem Druck zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16) rohrförmig ausgebildet und zumindest auf einem Teilbereich seiner Länge in einer Ringnut (17) eines Ventilgehäuses (18) dichtend geführt ist, in die über eine Anschlussleitung (19) Hydraulikflüssigkeit einbringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydraulische Pressen finden in vielen technischen Gebieten Anwendung und weisen in der Regel einen Arbeitszylinder auf, in dessen Innenraum ein Hauptkolben angeordnet ist, der zumindest abschnittsweise dichtend an der Innenwandung des Arbeitszylinders anliegt. Der Hauptkolben kann relativ zum Arbeitszylinder verschoben werden, indem auf einer Seite des Hauptkolbens mittels einer Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, ein erhöhter Druck aufgebracht wird. Es ist jedoch auch bekannt, alternativ oder zusätzlich dazu die Schwerkraft des Hauptkolbens zu dessen Verschiebung zu nutzen.
Wenn der Hauptkolben innerhalb des Arbeitszylinders verschoben wird, ändert sich das Volumen der Druckkammer, die von dem Hauptkolben in dem Arbeitszylinder definiert wird und in der der erhöhte Druck wirksam ist. Um diesen erhöhten Druck aufrechtzuerhalten, muss in die Druckkammer Hydrauliköl nachgefüllt werden. Zu diesem Zweck ist eine Befüllvorrichtung bekannt, die an einem mit einem Rückschlagventil in Form eines Tellerventils abgesperrten Durchlass in dem Arbeitszylinder angeordnet ist und eine zu einem Vorratstank führende Befüllleitung umfasst. Das Tellerventil ist in seine Schließstellung mittels einer Feder vorgespannt. Wenn der Hauptkolben durch Zuführung von Hydrauliköl durch eine Hauptleitung und/oder infolge der Schwerkraft in dem Arbeitszylinder verschoben wird und sich das Volumen der Druckkammer vergrößert, wird das Tellerventil entgegen der Kraft der Feder geöffnet, so dass Hydrauliköl durch die Befüllleitung in die Druckkammer nachströmen kann bzw. aus dieser nachgesaugt wird. Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass der Durchflussquerschnitt des Tellerventils relativ gering ist, so dass das nachströmende Hydrauliköl die Schaltzeiten der hydraulischen Presse wesentlich beschränkt. Darüber hinaus ist der konstruktive Aufbau des federbelasteten Tellerventils relativ aufwändig und es ist zum Öffnen des Tellerventils immer notwendig, die Kraft der Feder zu überwinden, wodurch Leistungsverluste bedingt sind.
Aus der DE 24 51 770 ist eine gattungsgemäße hydraulische Presse bekannt, bei der das Absperrventil der Befüllvorrichtung mit einem Ventilkolben ausgestaltet ist, der durch Aufbringung eines hydraulischen Drucks zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellt werden kann. Auf diese Weise ist ein vom Fluiddruck im Arbeitszylinder unabhängiges Absperrventil gegeben, das mittels einer hydraulischen Ansteuerung aktiv verstellbar ist, jedoch ist dabei der Nachteil gegeben, dass die zu bewegende Masse des Ventilkolbens relativ groß ist, was die Schalt- und Verstellzeiten nachteilig beeinflusst. Darüber hinaus ist der konstruktive Aufbau dieser Befüllvorrichtung relativ aufwändig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse der genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau besitzt und schnelle Schaltzeiten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Presse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auch dabei ist vorgesehen, dass das Absperrventil einen Ventilkolben umfasst, der mittels Aufbringung eines hydraulischen Drucks zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellbar ist. Somit ist auch hier ein aktiv gesteuertes Sperrelement gegeben, das schnell und in einfacher Weise zwischen der Sperrstellung und der Offenstellung verstellbar ist.
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilkolben rohrförmig ausgebildet und zumindest auf einem Teilbereich seiner Länge in einer Ringnut eines Ventilgehäuses dichtend geführt ist, in die über eine Anschlussleitung Hydraulikflüssigkeit einbringbar ist. Mittels des durch die Hydraulikflüssigkeit aufgebrachten Drucks kann der Ventilkolben zwischen seiner Sperrstellung und seiner Offenstellung verstellt werden. Die rohrförmige Ausgestaltung des Ventilkolbens stellt einerseits sicher, dass dieser eine relativ geringe Masse aufweist und somit schnell verstellt werden kann, andererseits ist es auf diese Weise möglich, die Zuführung von Hydrauliköl durch die Hauptleitung der hydraulischen Presse durch den inneren Bereich des rohrförmigen Ventilkolbens vorzusehen, so dass sich die Leitungsanordnung vereinfacht.
Die Ringnut gewährleistet einerseits eine sichere Führung des Ventilkolbens zwischen seinen Stellungen und dient andererseits als Kammer, in die das Hydrauliköl zwecks Verstellung des Ventilkolbens einbringbar ist.
Vorzugsweise legt sich der Ventilkolben mit seinem einen axialen Ende an einer Dichtfläche des Ventilgehäuses an, wobei die in Anlage kommenden Flächen mit gleichartiger Konfiguration ausgebildet sein können, so dass eine voll- und zumindest großflächige Anlage erreicht ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse ein Steuerelement verschieblich gelagert ist, das zwischen einer die Verstellung des Ventilkolbens zulassenden Freigabestellung und einer den Ventilkolben in der Offenstellung sperrenden Haltestellung verstellbar ist. Das Steuerelement kann als hydraulisch verstellbarer Steuerkolben ausgebildet sein.
Dabei kann der Steuerkolben auch die Verstellmöglichkeiten des Ventilkolbens beeinflussen. Wenn der Steuerkolben in seiner Haltestellung ist, ist der Ventilkolben in seiner Offenstellung gesperrt. Erst wenn der Steuerkolben in seine Freigabestellung bewegt wird, kann der Ventilkolben ebenfalls verstellt werden und in seine Sperrstellung gelangen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Steuerkolben den Ventilkolben in dessen Offenstellung mitnimmt, wenn er aus seiner Freigabestellung in seine Haltestellung zurückkehrt, so dass auf den Ventilkolben keine gesonderte Rückstellkraft aufgebracht werden muss, wodurch der konstruktive Aufwand gering gehalten ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung des oberen Bereichs einer hydraulischen Presse,
2 eine Detaildarstellung der Presse gemäß 1, wobei der Ventilkolben sich in der Offenstellung befindet,
3 eine Darstellung entsprechend 2, wobei der Ventilkolben sich in der Sperrstellung befindet und
4 eine 3 entsprechende Darstellung mit einem abgewandelten Ventilkolben.
1 zeigt eine hydraulische Presse 10 mit einem Arbeitszylinder 11, in dessen Innenraum ein Hauptkolben 12 verschieblich aufgenommen ist. Der Hauptkolben 12 liegt abschnittsweise dichtend an der Innenwandung des Arbeitszylinders 11 an und trennt dessen Innenraum in zwei Kammern 11a und 11b.
In der oberen, die Kammer 11a begrenzenden Wandung des Arbeitszylinders 11 ist ein Durchlass 11c ausgebildet, auf dessen außenseitige Mündung ein Ventilgehäuse 18 dichtend aufgesetzt ist. Das Ventilgehäuse 18 definiert eine Ventilkammer 26, in die eine von außen zugängliche Befüllleitung 14 mündet. Die Befüllleitung 14 ist außenseitig in nicht dargestellter Weise an einen Vorratstank für Hydrauliköl angeschlossen, so dass eine Befüllvorrichtung 13 gebildet ist. Der Durchlass von der Befüllleitung 14 in die Ventilkammer 26 kann mittels eines Absperrventils 15 wahlweise geöffnet und geschlossen werden. Das Absperrventil 15 umfasst einen rohrförmigen Ventilkolben 16, der mit seinem oberen Ende in einer Ringnut 17 des Ventilgehäuses 18 dichtend geführt ist. Eine Hauptleitung 24 für Hydrauliköl erstreckt sich von einer Hauptpumpe 23 durch das Ventilgehäuse 18 hindurch in die Ventilkammer 26 und verläuft im Inneren des rohrförmigen Ventilkolbens 16.
Wie die 2 und 3 zeigen, ist die obere, nach unten offene Ringnut 17 an ihrem unteren Ende mit zwei gegenüberliegenden Ringdichtungen 17a und 17b versehen, zwischen denen der Ventilkolben 16 aufgenommen ist. Darüber hinaus trägt der Ventilkolben 16 auf seiner radial äußeren Seite eine weitere Ringdichtung 16b, die an der radial äußeren Innenwandung der Ringnut 17 dichtend anliegt.
Der zwischen dem oberen Ende des Ventilkolbens 16 und dem oberen Nutgrund der Ringnut 17 gebildete Zwischenraum 17 kann über eine Anschlussleitung 19 aus einem Vorratsbehälter 22 für Hydrauliköl mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden, wenn ein Steuerventil 20 der Anschlussleitung 19 entsprechend geöffnet ist, wodurch der Ventilkolben 16 nach unten aus der Ringnut 17 herausgeschoben wird. Diese Bewegung kann soweit ausgeführt werden, bis das untere axiale Ende 16a des rohrförmigen Ventilkolbens 16 an einer Dichtfläche 18a des Ventilgehäuses 18 dichtend anliegt, wodurch die Verbindung zwischen der Befüllleitung 14 und der Ventilkammer 26 unterbrochen ist (siehe 3).
Der Zwischenraum zwischen der Außenseite des Ventilkolbens 16 und der radial äußeren Innenwandung der Ringnut 17, der in axialer Richtung von den Ringdichtungen 16b und 17b abgedichtet ist, kann über eine weitere Anschlussleitung 21, die ebenfalls an das Steuerventil 20 angeschlossen ist, mit einem hydraulischem Öffnungsdruck beaufschlagt werden, wodurch der Ventilkolben 16 in die Ringnut 17 zurückfährt und den Durchlass zwischen der Befüllleitung 14 und der Ventilkammer 26 freigibt (siehe 2).
Wie die 2 und 3 zeigen, sind sowohl die untere Stirnfläche 16a des Ventilkolbens 16 als auch die Dichtfläche 18a des Ventilgehäuses 18 abschnittsweise konisch ausgebildet, wobei die konischen Flächen miteinander in Anlage kommen und eine Dichtwirkung sicherstellen. Dabei ist gemäß den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die konische Fläche an dem Ventilkolben von der Außenseite radial nach innen versetzt angeordnet, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 die konische Fläche am Außenrand des Ventilkolbens 16 ausgebildet ist. In allen sonstigen Ausgestaltungsmerkmalen entspricht die Ausführung gemäß 4 der Ausgestaltung gemäß den 1 bis 3.

Claims

Hydraulische Presse mit einem Arbeitszylinder (11), in dem ein Hauptkolben (12) verschieblich aufgenommen ist, der im Inneren des Arbeitszylinders (11) zumindest zwei Kammern (11a, 11b) definiert, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens (12) ändert, wobei zumindest einer Kammer (11a) eine Befüllvorrichtung (13) zugeordnet ist, mittels der der Kammer (11a) bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung (14) zuführbar ist, in der ein Absperrventil (15) angeordnet ist, wobei das Absperrventil (15) einen Ventilkolben (16) umfasst, der mittels Aufbringung von hydraulischem Druck zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16) rohrförmig ausgebildet und zumindest auf einem Teilbereich seiner Länge in einer Ringnut (17) eines Ventilgehäuses (18) dichtend geführt ist, in die über eine Anschlussleitung (19) Hydraulikflüssigkeit einbringbar ist.
Hydraulische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16) mit seinem einen axialen Ende (16a) an einer Dichtfläche (18a) des Ventilgehäuses (18) anlegbar ist.
Hydraulische Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (18) ein Steuerelement verschieblich gelagert ist, das zwischen einer die Verstellung des Ventilkolbens (16) zulassenden Freigabestellung und einer den Ventilkolben (16) in der Offenstellung sperrenden Haltestellung verstellbar ist.
Hydraulische Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement ein koaxial zum Ventilkolben (16) angeordneter Steuerkolben ist.
Hydraulische Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben innerhalb des Ventilkolbens (16) angeordnet ist.
Hydraulische Presse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben bei seiner Rückkehrbewegung in die Haltestellung den Ventilkolben (16) in dessen Offenstellung mitnimmt.