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Hydraulische Presse
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse zum Herstellen von
Formsteinen, insbesondere Feuerfest-, Kalksand- und Betonsteinen, bestehend aus
einem Pressengestell mit einem oberen Querhaupt mit oberem Preßstempel und einem
unteren Querhaupt mit unterem Preßstempel und mit das obere und untere Querhaupt
verbindenden Pressensäulen, an denen das untere Querhaupt und ein Pressentisch mit
Preßform zur beidseitigen
Verdichtung des betreffenden Formsteins
durch die im Zuge des Preßvorganges in die Preßform einfahrenden Preßstempel geführt
sind, wobei auf das untere Querhaupt eine Hauptzylinder-Kolbenanordnung und auf
den Pressentisch Nebenzylinder-Kolbenanordnungen arbeiten. - Unter Formsteinen sollen
im Rahmen der Erfindung sämtliche zu pressende Steine verstanden werden, die aus
keramisch oder chemisch gebundenen Materialien bestehen.
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Es sind hydraulische Pressen bekannt, bei denen nicht nur auf das
untere Querhaupt, sondern auch auf das obere Querhaupt eine Hauptzylinder-Kolbenanordnung
arbeitet, und zwar gegen einen feststehenden Pressentisch. Diese Ausführungsform
ist verhältnismäßig bau- und antriebsaufwendig. - Bei einer anderen bekannten hydraulischen
Presse mit verfahrbarem Pressentisch steht das untere Querhaupt fest, während ausschließlich
auf das obere Querhaupt eine Hauptzylinder-Kolbenanordnung und auf den Pressentisch
Nebenzylinder-Kolbenanordnungen arbeiten.
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Diese Ausführungsform ist insofern nachteilig, als der Antrieb ausschließlich
in den Pressenkopf verlegt ist. Das bedeutet ebenfalls Bauaufwand. Darüber hinaus
stört die Kopflastigkeit einer solchen Presse. Hinzu kommt, daß die Formsteine eine
einseitige Verdichtung erfahren, also auf der Seite des in die Preßform einfahrenden
Preßstempels eine höhere spezifische Verdichtung als auf der anderen, dem feststehenden
Preßstempel zugeordneten, Seite der Preßform erhalten. Im Ergebnis entstehen Formsteine
mit anisotropen Festigkeitseigenschaften. - Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Presse
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Verwirklichung eines lediglich
einseitigen Antriebs dennoch eine beidseitige gleichmäßige Verdichtung der Formsteine
gegen deren neutrale Mittelzone unter Berücksichtigung einfacher und funktionsgerechter
Bauweise gewährleistet.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen hydraulischen
Presse dadurch, daß das obere Querhaupt mit dem oberen Preßstempel feststeht und
dagegen der Pressentisch und das untere Querhaupt mit in die Preßform auf Füllhöhe
eingefahrenem unteren Preßstempel bis zum Eindringen des oberen Preßstempels in
die gefüllte Preßform gemeinsam vorfahrbar sind und bei Beginn des Preßvorganges
die Fahrgeschwindigkeit des Pressentisches hinter der Preßgeschwindigkeit des unteren
Preßstempels derart zurückbleibt, daß beide Preßstempel sich mit im wesentlichen
gleicher Preßgeschwindigkeit der neutralen Zone in der Preßform bzw. in deren Mittelbereich
nähern. Vorzugsweise arbeitet die Nebenzylinder-Kolbenanordnung vom Beginn des Preßvorganges
an mit einer Fahrgeschwindigkeit, welche die Hälfte der Preßgeschwindigkeit der
Hauptzylinder-Kolbenanordnung beträgt. - Nach Lehre der Erfindung wird also bei
lediglich einseitigem Antrieb, nämlich des unteren Querhauptes und damit unteren
Preßstempels dennoch eine beidseitig gleichmäßige Verdichtung des Formsteins in
der Preßform erreicht, weil nämlich die Relativgeschwindigkeit des Pressentisches
zum unteren Preßstempel gleichsam ein Einfahren des feststehenden oberen Preßstempels
in die Preßform simuliert wird. Für die beidseitige gleichmäßige Verdichtung des
Formsteins kommt es nämlich nicht darauf an, ob der obere Preßstempel wie der
untere
Preßstempel bewegt wird und der Pressentisch bzw. die Preßform stillsteht, sondern
es genügt, wenn der Pressentisch und damit die Preßform im Zuge des Preßvorganges
eine Relativbewegung zu dem feststehenden oberen Preßstempel ausführt und gleichzeitig
der untere Preßstempel mit entsprechender die Fahrgeschwindigkeit des Pressentisches
übersteigender Preßgeschwindigkeit von unten in die Preßform einfährt. - Zum Auswerfen
der fertig gepreßten, in der Preßform festsitzenden, Formsteine ist der hochfahrbare
Pressentisch feststellbar, so daß die Formsteine von dem unteren Preßstempel aus
der Preßform herausgedrückt werden können.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt.
Erfindungsgemäß weist die Hauptzylinder-Kolbenanordnung einen Differentialkolben
auf und ist dazu in einen Arbeitskolben mit zentraler Innenbohrung und einen in
der Innenbohrung geführten Schnellgangkolben unterteilt. Auf diese Weise arbeitet
zunächst nur der Schnellgangkolben, für den der ihn umgebende Arbeitskolben Zylinder
ist. Ist das untere Querhaupt und damit der untere Preßstempel im Schnellgang bis
in Preßposition hochgefahren, beginnt der eigentliche Arbeitskolben zu arbeiten,
wird also über den Arbeitskolben der erforderliche Preßdruck erzeugt. Durch die
Verwirklichung eines Differentialkolbens für die Hauptzylinder-Kolbenanordnung werden
die Taktzeiten für das hochfahren des unteren Querhauptes mit dem unteren Preßstempel
bis zu Beginn des Preßvorganges erheblich reduziert. Der Schnellgangkolben ist als
feststehender Kolben ausgebildet und weist eine Zentralbohrung für die Zuführung
des llydraulikmediums in die Innenbohrung des Arbeitskolben auf. Die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
sind vorzugsweise
ortsfest angeordnet und arbeiten unabhängig vom
unteren Querhaupt auf den Pressentisch. Unabhängig meint hier mechanische Unabhängigkeit,
während die Aufwärtsbewegung vom Pressentisch und damit der Preßform sowie vom unteren
Querhaupt und damit unteren Preßstempel synchron erfolgt, da der untere Preßstempel
praktisch den Boden der in den Pressentisch eingelassenen Preßform bildet und seine
Eindringtiefe in die Preßform die Füllhöhe bestimmt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit selbständiger
Bedeutung ist vorgesehen, daß die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen konzentrisch um
die Hauptzylinder-Kolbenanordnung am unteren Querhaupt befestigt sind und dadurch
mit dem unteren Querhaupt auf- und abwärts bewegt werden. Erst nachdem das untere
Querhaupt mit dem unteren Preßstempel und der Pressentisch mit der Preßform gemeinsam
Preßposition erreicht haben, bewegt sich das untere Querhaupt mit dem unteren Preßstempel
mit gegebenenfalls unveränderter Preßgeschwindigkeit weiter, während nunmehr die
Nebenzylinder-Kolbenanordnungen arbeiten und für die erforderliche Relativbewegung
zwischen einerseits dem unteren Preßstempel und der Preßform, andererseits dem oberen
feststehenden Preßstempel und der Preßform Sorge tragen.
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Bei dieser Ausführungsform arbeiten die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
im Zuge des Preßvorganges gleichsam entgegen der Hauptzylinder-Kolbenanordnung,
d. h. der Pressentisch mit der Preßform wird einerseits von dem unteren Querhaupt
weiter hochgefahren, andererseits über die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen gleichzeitig
in entgegengesetzter Richtung abwärts gefahren. Dadurch wird ein gleichmäßiges Eindringen
des unteren
Preßstempels und des oberen Preßstempels in die Preßform
erreicht, obwohl die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen praktisch im unteren Querhaupt
aufgehängt sind und mit dessen Geschwindigkeit verfahren werden.
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Gegenstand der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist auch eine
Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hauptzylinder-Kolbenanordnung
lediglich einen Plungerkolben als Arbeitskolben aufweist und die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
unter Mitnahme des unteren Querhauptes bis zum Beginn des Preßvorganges als Schnellgangkolben
arbeiten und dann ihre Fahrgeschwindigkeit hinter der Preßgeschwindigkeit des Plungerkolbens
angeordnet sind und das untere Querhaupt von den an den Pressentisch angeschlossenen
Kolbenstangen der Nebenzylinder-Kolbenanordnungen getragen und zusätzlich auf diesen
Kolbenstangen gegen den Pressentisch geführt ist. In diesem Fall fahren also das
untere Querhaupt mit dem unteren Preßstempel und der Pressentisch mit der Preßform
gemeinsam in Preßposition hoch, und zwar im Schnellgang, angetrieben von lediglich
den Nebenzylinder-Kolbenanordnungen. Erst dann beginnt die Hauptzylinder-Kolbenanordnung
mit Preßgeschwindigkeit zu arbeiten, während die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
von ihrem Schnellgang in ihren Arbeitsgang umgeschaltet werden und ab dann mit praktisch
der halben Preßgeschwindigkeit den Pressentisch und damit die Preßform weiter hochfahren,
wodurch der obere feststehende Preßstempel und der untere hochfahrende Preßstempel
von beiden Seiten mit praktisch gleicher Preßgeschwindigkeit in die Preßform einfahren.
In diesem Fall können die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen über einen geschlossenen
Kreislauf für das
Hydraulikmedium unter Zwischenschaltung einer
Förderpumpe miteinander verbunden sein, die in Abhängigkeit von dem Belastungsverhältnissen
entweder auf die Obenseite oder auf die Untenseite der doppelt wirkenden Kolben
der Nebenzylinder-Kolbenanordnungen arbeitet.
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Eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
daß die Hauptzylinder-Kolbenanordnung als Arbeitskolben einen Plungerkolben aufweist
und der Hauptzylinder-Kolbenanordnung außer den ortsfesten Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
für den Pressentisch ortsfeste Schnellgangzylinder-Kolbenanordnungen zugeordnet
sind, die auf das untere Querhaupt arbeiten.
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In diesem Fall wird also auf einen Differentialkolben für die Hauptzylinder-Kolbenanordnung
verzichtet, sorgen vielmehr zusätzliche Schnellgangszylinder-Kolbenanordnungen für
das schnelle Hochfahren des unteren Querhauptes mit seinem unteren Preßstempel in
Preßposition, während gleichzeitig von diesem Antrieb mechanisch getrennt die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
den Pressentisch mit der Preßform in Preßposition hochfahren.
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Erfindungsgemäß arbeiten zumindest die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
gegen mechanische oder hydraulische Anschläge, um stets ein einwandfreies Einstellen
der Füllhöhe zu erreichen.
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Auch eine Nacheinstellung der Füllhöhe ist auf diese Weise jederzeit
möglich.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß eine hydraulische Presse zum Herstellen von Formsteinen, insbesondere
Feuerfest, Kalksand- und Betonsteinen, verwirklicht wird, die sich einerseits durch
besonders einfache
und funktionsgerechte Bauweise mit feststehendem
oberen Querhaupt und Antrieb für lediglich das untere Querhaupt auszeichnet, andererseits
eine beidseits gleichmäßige Verdichtung der Formsteine in der Preßform trotz des
feststehenden oberen Preßstempels gewährleistet, weil das Eindringen des unteren
und oberen Preßstempels in die Preßform mit gleicher Preßgeschwindigkeit gegen die
mittlere neutrale Zone durch die Relativgeschwindigkeit des Pressentisches mit der
Preßform gegenüber sowohl dem unteren arbeitenden Preßstempel als auch gegenüber
dem oberen feststehenden Preßstempel simuliert wird.
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Stets läßt sich die Eindringtiefe des unteren Preßstempels in die
Preßform und damit die Füllhöhe unschwer ein- bzw. nachstellen. Auch das Auswerfen
in der Preßform festsitzender Formsteine ist mit Hilfe einer Relativbewegung zwischen
dem Pressentisch und dem unteren beweglichen Preßstempel unschwer möglich. Im Ergebnis
entsteht eine hydraulische Presse, die sich nicht nur durch ihren besonders einfachen
Antrieb auszeichnet, sondern darüber hinaus mit kürzeren Taktzeiten und daher besonders
rationell und wirtschaftlich arbeitet.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Presse mit Differentialkolbenantrieb und getrennten feststehenden Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
in Ausgangsstellung schematisch dargestellt, Fig. 2 teilweise den Gegenstand nach
Fig. 1 in Endstellung, Fig. 3 eine abgewandelte Auführungsform des Gegenstandes
nach
Fig. 1 mit im unteren Querhaupt aufgehängten Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
in Ausgangsstellung, Fig. 4 teilweise den Gegenstand nach Fig. 3 in Endstellung,
Fig. 5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1 mit
Plungerkolbenantrieb und als Schnellkolben arbeitenden Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
in Ausgangsstellung, Fig. 6 teilweise den Gegenstand nach Fig. 5 in Endstellung,
Fig. 7 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1 mit
Nebenzylinder-Kolbenanordnungen und Schnellgangzylinderkolbenanordnungen in teilweise
Ausgangsstellung md teilweise Endstellung lediglich des Querhauptes und Fig. 8 und
9 einen mechanischen und hydraulischen Anschlag für Nebenzylinder-Kolbenanordnungen.
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In den Figuren ist eine hydraulische Presse zur Herstellung von Formsteinenl,
insbesondere Feuerfest-, Kalksand- und Betonsteinen oder anderen Steinen aus keramischen
oder chemisch gebundenen Materialien dargestellt. Diese Presse besteht in ihrem
grundsätzlichen Aufbau aus einem Pressengestell mit einem oberen Querhaupt 2 mit
oberen Preßstempel 3 und einem unteren Querhaupt 4 mit unterem Preßstempel 5 und
mit das obere und untere Querhaupt verbindenden Pressensäulen 6, an denen das untere
Querhaupt 4 und ein Pressentisch 7 mit Preßform 8 zur beidseitigen Verdichtung des
Formsteines 1 durch die im Zuge des Preßvorganges in die Preßform 8 einfahrenden
Preßstempel 3, 5
geführt sind. Auf das untere Querhaupt 4 arbeitet
eine Hauptzylinder-Kolbenanordnung 9, auf den Pressentisch 7 arbeiten Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10. Das obere Querhaupt 2 mit dem oberen Preßstempel 3 steht fest. Gegen das obere
Querhaupt 3 bzw. den oberen Preßstempel 3 sind der Pressentisch 7 und das untere
Querhaupt 4 mit in die Preßform 8 auf Füllhöhe eingefahrenem unteren Preßstempel
5 bis zum Eindringen des oberen Preßstempels 3 in die gefüllte Preßform 8 gemeinsam
vorfahrbar. Bei Beginn des Preßvorganges bleibt die Fahrgeschwindigkeit des Pressentisches
7 hinter der Preßgeschwindigkeit des unteren Preßstempels 5 derart zurück, daß beide
Preßstempel 3, 5 sich mit im wesentlichen gleicher Preßgeschwindigkeit der neutralen
mittleren Zonen in der Preßform 8 nähern. Vorzugsweise arbeiten die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 vom Beginn des Preßvorganges an mit einer Fahrgeschwindigkeit, welche die Hälfte
der Preßgeschwindigkeit der Hauptzylinder-Kolbenanordnung 9 beträgt.
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Nach den Figuren 1 bis 4 weist die hauptzylinder-Kolbenanordnung 9
einen Differentialkolben auf und ist dazu in einen Arbeitskolben 11 mit zentraler
Innenbohrung 12 und einen in der Innenbohrung 12 geführten Schnellgangkolben 13
unterteilt. Der Schnellgangkolben 13 ist ein feststehender Kolben und weist eine
Zentralbohrung 14 für das Hydraulikmedium auf.
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Nach den Figuren 1 und 2 sind die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 ortsfest angeordnet und arbeiten mechanisch unabhängig vom unteren Querhaupt
4 auf den Pressentisch 7. Nach den Figuren
3 und 4 sind die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 konzentrisch um die Hauptzylinder-Kolbenanordnung 9 am unteren Querhaupt 4 befestigt,
und zwar im unteren Querhaupt aufgehängt. Dadurch werden die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 mit dem unteren Querhaupt 4 auf- und abwärts bewegt. In diesem Fall können die
Nebenzylinder-Kolbenanordnungen 10 mit einem verhältnismäßig kleinen Hub ausgestattet
werden, da der Hub nicht wesentlich größer als die maximale Füllhöhe der Preßform
8 zu sein braucht.
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Nach den Figuren 5 und 6 weist die Hauptzylinder-Kolbenanordnung 9
lediglich einen Plungerkolben als Arbeitskolben 15 auf, während die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 unter Mitnahme des unteren Querhauptes 4 bis zum Beginn des Preßvorganges als
Schnellgangkolben arbeiten und dann ihre Fahrgeschwindigkeit hinter der Preßgeschwindigkeit
des Plungerkolbens zurückbleibt.
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Dazu sind die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen 10 ortsfest angeordnet
und ist das untere Querhaupt 4 von den an den Pressentisch 7 angeschlossenen Kolbenstangen
16 der Nebenzylinder-Kolbenanordnungen 10 getragen und zusätzlich auf diesen Kolbenstangen
16 gegen den Pressentisch 7 geführt. Bei dieser Ausführungsform können die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 iber einen geschlossenen Kreislauf für das Hydraulikmedium unter Zwischenschaltung
einer Förderpumpe miteinander verbunden sein. - Es besteht allerdings auch bei dieser
Ausführungsform die Möglichkeit in dem Arbeitskolben 15 zusätzlich einen Schnellgangkolben
einzusetzen, was nicht gezeigt ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 weist die Hauptzylinderkolbenanordnung
9 ebenfalls als Arbeitskolben 17 einen Plungerkolben auf. In diesem Fall sind die
Hauptzylinder-Kolbenanordnung 9 außer den ortsfesten Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10
für den Pressentisch 7 auch noch ortsfeste Schnellgangzylinder-Kolbenanordnungen
18 zugeordnet, die auf das untere Querhaupt 4 arbeiten und dieses im Schnellgang
bis zur Preßposition hochfahren.
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In allen Fällen können zumindest die Nebenzylinder-Kolbenanordnungen
10 gegen mechanische oder hydraulische Anschläge arbeiten, wie das die Fig. 8 und
9 zeigen. Die mechanischen Anschläge 19 können z. B. Pakete aus Tellerfedern sein,
die hydraulischen Anschläge 20 aus Zylinder-Kolbenanordnungen mit einer Steuerung
für das Hydraulikmedium bestehen.
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L e e r s e i t e