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HYDRAULIKANTRIEB
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hydraue likantrieb und
kann in Pressen und Hämmern zur Anwendung kommen, besonders erfolgreich kann diese
erfindung in hydrau lischen Spindelpressen angewendet werden.
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Bekannt sind Hydraulikantriebe, die einen gashydraulischen Speicher
enthalten, der über eine Werteilereirsichtung mit dem Verbraucher, beispielsweise
mit dem Hohlraum des hydraulischen Arboitszylinders einer Presse in Verbindung steht,
Zum Ausgleich der verbrauchten Flüssik.eit ist ein solcher hydraulischer Speicher
mit einer Pumpe zun Fördern der Flüssigkeit aus einem Behälter mit Arbeitsflüssigkeit
in den Hohlraum des Speichers versehen.
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Ein Nachteil des vorstehend beschriebenen Hydraulikantriebs ist,
daß eine Kontrolle des Flüssigkeitshöhenstandes im Hohlraum des Speichers notwendig
ist.
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Da Mehlen einer Kontrolle des Flüssigkeitshöhenstandes nämlich in
dem Speicher hat ein Schwanken dieses Höhenstandes und folglich eine Schwankung
des Anfangsdrucks im hyaraulischen Zylinder zur Folge. Ein erheblichs Übersteigen
dieses Höhenstandes kann zu einer Störungs-Druckerhöhung führen, wShrend eine Senkung
des Höhenstandes das Gelangen von Gas in das Hydrauliksystem des Verbrauchers, beispielsweise
in den hydraulischen Zylinder der Presse herbeiführen kann, was die Entstehung einer
Gefahr für das Bedienungspersonal nach sich zieht.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der Schwankungen
des FlüssiLrkeitshöhenstandes und des Drucks im gashydraulischen Speicher des liydraulikantriebs
sowie eine Verbesserung der Sicherheitsbedigungen für das Bedienun3spersonal.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Speicher, den Verbraucher
und die Pumpe des Hydraulikantriebs derart eine miteinander zu verbinden, daß automatische
Aufrechterhaltung und Regelung des vorgegebenen Flüssigkeitsstandes und des Drucks
im gasbydraulischen Speicher sichegestellt sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemaß der Erfindung eine mit
Arbeitsflüssigkeit gefüllte Kammer vorhanden ist, die ein Volumen mindestens gleich
dem Flüssigkeitsdurchsatz des Verbrauchers hat und durch einen Kolben in zwei Hohlräume
aufgeteilt ist, von denen der eine
Über eine Hauptrohrleitung, in
welche eine rumpe geschaltet ist, mit einem Speicher in Verbindung steht, während
der andere Hohlraum derselben Kammer mittels einer Hauptrohrleitung über ein Rückschlagventil
mit der Pumpe und über eine gesteuerte Absperrvorrichtung mit dem Verbraucher in
Verbindung gesetzt ist.
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dieses Der Vorteil erfindungsgemäßen Hydraulikantriebs liegt darin,
daß darO der erwähnten Verbindung von Speicher und Kammer, die einen geregelten
Kolbenhub hat, gewährleistet wird, daß bei jedem Arbeitszyklus des betreffenden
Verbrauchers ein und dasselbe Flüssigkeitsvolumen in don Speicher gelangt. i;ies
garantiert einen konstanten Flüssigkeitshöhenstand im gefüllten Speicher und Konstanz
des Ausgangsdrucks.
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Außerdem ist das Vorhandensein eines Kolbens in der Kammer eine Garantie
da£ür, daß in das Hydrauliksystem des Verbrauchers kein Gas eindringt.
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Zum bequemeren betrieb ist die Pumpe in die Hauptrohrleitung zwischen
dem Speicher und der Kammer über eine Verteilereinrichtung geschaltet, die die Zuführung
der Flüssig keit aus dem Arbeitsflüssigkeitsbehälter in den Hohlraum des Speichers
und den Ablauf dieser Flüssigkeit aus diesem Hohlraum gewährleistet.
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Der Vorteil einer derartigen Verbindung besteht darin, daß eine Möglichkeit
zur Änderung des Flüssigkeitsvolumens
im Hohlraums des Speichers
gegeben ist, was wiederum zur Änderung des Gasvolumens führt und folglich eine Druckregelung
im Speicher ermöglicht.
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Die Erfindung wird nun anhand eines ausführungsbeispiels mit Bezug
aiif die Zeichnung näher erläutert, in welcher ein Hydraulikantrieb nach der Erfindung
schematisch dargestellt ist.
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Wie aus der Zeichnung ersichtilich, besitzt der erfindungsgcmäße
Hydraulikantrieb einen sashydrauiischen Speicher 1, eine Pumpe 2, eine Kammer 3
mit beweglichen Kolben 4 und Hauptrohrleitungen 5, 6, 7 und 8 zur Verbindung <miteinander>
der vorerwähnten Elemente, <,>gemäß der vorliegenden Erfindung, wie weiter
unten eingehend behandelt wird.
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Außerdem ist in dem Antrieb ein Sammelbehälter 9 vorgesehen, in dtm
ein Vorrat der von der Pumpe 2 geförderten Flüssigkeit gespeichert wird.
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Als gashydraulischer Speicher kann ein beliebiger bekanntcr Speicher
zum Einsatz gelangen, in dessen Innenraum sIch ein gewisses vorgegebenes Gasvolumen
und eine gewisse Flüssigkeitsmenge befinden.
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Die Kammer 3 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 10, das mit dem notwendigen
Sicherheitsfaktor hergestellt ist, der dem Betriebsdruck der Flüssigkeitsenspricht.
Dieses Gehäuse weist Offnungen ii und 12 für die Zuführung von Flüssigkeit zur Kammer
bzw. zur ableitung der Flüssigkeit aus derselben
auf. Im Inneren
ist die Kammer 3 durch den Kolben 4 in zwei Hohlräume aufgeteilt, deren Volumen
durch die Lage des Xolbons bestimmt wird, derart, daß die Kammer 3 im Grunde penommen
einen Kolbenspeicher mit zwei Hohlräumen darstellt, welche mit Flüssigkeit gefüllt
sind. Das vollständige Volu-Den (Rauminhalt) der Kammer 3 und der in ihr befindlichen
Flüssigkeit ohne Berücksichtigung der Kolbenabmessungen soll mindestens dem Inhalt
des hydraulischen Arbeitszylinders z.B.
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einer (in der Figur nicht gezeichneten) Presse gleich sein, in welcher
der erfindungsgemäße Hydraulikantrieb eingesetzt wird.
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An die Öffnung 11 ist die Rohrleitung 5 angeschlossen, die die Kammer
3 mit dem Speicher 1 verbindet, wahrend an die Offnung 12 die Rohrleitung 6 angeschlossen
ist, die die Kammer mit einer Absperrvorrichtung 13 in Verbindung setzt.
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Die Absperrvorrichtung 13 weist ein Gehause 14 mit Öffnungen 15 und
16 und ein Ventil 17 mit Druckfeder 18 auf. Zur Steuerung der Absperrvorrichtung
13 ist ein elektromagnetischer Zweiwege-Steuerschieber 19 vorgesehen, der an die
Absperrvorrichtung mittels Rohrleitungen 20 und 21 geschaltet ist.
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An die Offnung 15 ist die Rohrleitung 6 angeschlossen, während an
die Öffnung 16 eine Rohrleitung 22 angeschlossen ist, die mit dem hydraulischen
Zylinder 23 einer (nicht dargestellten) Presse in Verbindung steht.
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Die Rohrleitung 8 ist an die Rohrleitung 6 angeschlos sen, und in
ihr ist ein Rückschlagventil 24 angeordnet.
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In der die Pumpe 2 mit der Rohrleitung 5 verbindenden Rohrleitung
7 ist ein elektromagnestisch Dreiwege-Steuer schieber 25 angeordnet.
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in Der erfindungsgemäße Hydraulikantrieb arbeitet folgender Weise:
Bei der Ausgangsstellung befinden sich alle Elemente des wie, Hydraulikantriebs
in einer Lage; sie in der Zeichnung gezeigt ist.
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Beim Einschalten des Elektromagneten des Steuerschiebers 19 wird
dieser in eine Stellung umgeschaltet, bei welcher er den über dem Ventil befindlichen
Raum über die Rohrleitung 21 mit dem Behälter 9 in Verbindung setzt.
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Das Ventil 17 wird unter der Wirkung des Flüssigkeitsdrucks über
seinem Sitz angehoben, wobei es für die Flüssigkeit die Verbindung zwischen den
Öffnungen 15 und 16 freigibt, Dadurch gewährleistet die Absperrvorrichtung 13 die
Zuführung der Arbeitsflüssigkeit aus dem oberen, über dem Solben befindlichen nohlraum
der rammer 3 durch die Öffnung 12 über die Rohrleitungen 6 und 22 zum hydraulischen
Zylinder 23 der Presse.
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Die Flüssigkeit wird aus der Kammer 3 unter der Wirkung des Kolbens
4 verdrängt, dessen untere Stirnfläche von der
Kraft der aus dem
Speicher 1 über die Rohrleitung 5 in die Öffnung 11 einströmenden Flüssigkeit beaufschlagt
wird.
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Somit gelangt die Flüssigkeit in den Arbeitszylinder nur aus dem
oberen Hohlraum der Kammer 3, und dieser Hohlraum ist mittels des Kolbens 4 von
uem unteren Hohlraum der Ea-bmer und von dem Speicher 1 isoliert. Dadurch wird Betriebssicherheit
in Notsituationen, beispielsweise beim Undichtwerden des Hydrauliksystems der Presse,
gewahrleistet. in diesem Fall wird der Speicher nicht voll entladen/ vJeil der Hub
des Kolbens 4 durch den oberen Teil der Kammer 3 begrenzt ist.
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Außerdem wird ein Gasausbruch aus dem Speicher 1 in das Hydrauliksystem
der Presse ausgeschlossen.
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Beim Normalbetrieb des Hydraulikantriebs mit dem hydraulischen Zylinder
23 der Presse sinkt infolge des Verbrauchs der Flüssigkeit aus dem oberen Hohlraum
der Kammer 3 der Druck im Speicher 1 von dem Anfangsdruck auf einen gewissen Wert
ab, der kleiner als der Anfangsdruck ist.
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Nach Beendigung des Arbeitshubs des hydraulischen Zylinders 23 der
Presse wird der Elektronagnet ces Steuerschiebers 19 stromlos, und der letztere
wird in die Ausgangsstel lung umgeschaltet, bei welcher der über dem Ventil befindliche
Hohlraum über die Rohrleitungen 21 und 20 mit dem unter dem Ventil befindlichen
Hohlraum verbunden wird, und das Ventil 17 senkt sich unter Einwirkung der Feder
17 auf
den sitz. Nierbei wird der hydraulisce Zylinder 25 von dem
Hydraulikantrieb abgeschaltet.
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Hiernach wird die Pumpe 2 eingeschaltet, die die Arbeitsflüssigkeit
aus dem Behälter 9 über die Rohrlcitung 8 durch cas Rückschlagventil 24 und die
Rohrleitungen 6 in den oberen Hohlraum der Kammer 3 fürdert.
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Unter der Wirkung des Flüssigkeitsdrucks auf die obere Stirnfläche
des Kolbens 4 wird eine Kraft erzeugt, die der Kolben absenkt, wodurch die Flüssigkeit
aus dcn unteren Hohlraum der Kammer 3 durch die Öffnung ii über die Rohrleitung
5 in den Speicher 1 verdrängt und der Druck in diesem bis auf den Anfangsdruck erhöht
wird. Selbstverständlich muß der von der Pumpe erzeugte Druck höher als der Anfangs
druck im Speicher 1 sein.
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In der unteren Endstellung stützt sich die Stirnfläche eine des Kolbens
4 gegen den Boden der Kammer 3 ab, und ' ' weitere Druckerhöhung im Speicher wird
unmöglich.
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Somit wird ein Druckanstieg im Speicher 1 über den vergegebenen Anfangsdruck
hinaus ausgeschlosser.
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Wenn der Anfangsdruck im Speicher gesteigert werden muß, so schaltet
man den (gemäß der Zeichnung) rechten Elektromagnet 25a des Steuerschiebers 25 ein.
Hierbei wird der Steuerschieber 25 in eine Stellung gebracht, bei der die Pumpe
2 eine zusätzliche Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter
9 über die
Rohrleitungen 7 und 5 in den speicher 1 fördert.
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Muß der Anfangsdruck im Speicher 1 vermindert werden, so schaltet
man den (gemäß der Zeichnung) linken Elektromagnet 25b des Steuerschiebers 25 ein.
Hierbei wird dieser in eine Stellung gebracht, bei der er den Speicher 1 über die
Rohrleitungen 5 und 7 mit dem Behälter 9 verbindet. Unter der Wirkung des Gasdrucks
wird die Blüssigkeit aus dem Speicher 1 in den Behälter 9 verdrängt. Da das Volumen
der Flüssigkeit im Hohlraum des Speichers 1 abnimmt, das Volumen des Gases aber
zunimmt, fällt der Anfangsdruck ab. Beim It raichen eines vorgegebenen Drucks wird
der Elektromagnet des Steuerschiebers 25 stromlos, und dieser stellt sich in die
Ausgangsstellung ein, Es ist zu beachten, daß die vorstehend beschriebene inrichtung,
da sie elektromagnetisch gesteuerte elemente besitzt, über einen elektronischen
Steuerblock verfügen sollte, welcher jedoch in den Zeichnungen nicht abgebildet
; ist weil direkt er zum Erfindungsgegenstand <nicht> gehört und weil derartige
Blöcke der Fachwelt auf diesem Gebiet der Technik bekannt sind. Ein beliebiger Block,
der die vorerwähnten Ein-und Ausschaltvorgänge der Elektromagnete gewährleistet,
kann nämlich in dem erfindungsgemaß'en Antrieb eingesetzt werden.
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