DE2825795C2

DE2825795C2 - Verfahren zum Druckaufbau in einer Presse und Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens

Info

Publication number: DE2825795C2
Application number: DE2825795A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(Grad.) Kolb; Eugen 7000 Stuttgart Kopp; Manfred Dr. 7251 Schöckingen Müller-Sybrichs
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart De
Current assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart De
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1982-06-03
Also published as: FR2428522B3; GB2023484B; CH636299A5; SE7905072L; GB2023484A; US4335063A; SE437237B; DE2825795A1; FR2428522A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens.

Beim lagenweisen Füllen des Preßzylinders einer Presse mit einer explosiblen Masse, beispielsweise mit einer Masse für Treibladungen, oder beim Einsatz von Treibsatzmaterial in Form von gewickelten Fellen in den Preßzylinder läßt es sich nicht vermeiden, daß Luft oder ein anderes Gas aus der Umgebung mit in den Preßzylinder eingeschlossen wird. Wird beim vorpressen oder beim Auspresen die Masse mit eingeschlossenem Gas zu schnell, d. h. mit zu hoher Preßgeschwindigkeit verdichtet, tritt eine nahezu adiabatische Kompression des eingeschlossenen Gases ein. Erreicht das Gas dabei die Zündtemperatur der zu pressenden Masse, so erfolgt eine Verpuffung oder eine Explosion.

Zur Beseitigung dieser Probleme ist in der DE-OS 27 25 804 bereits vorgeschlagen worden, bis zum Erreichen des Vorpreßdruckes mit konstanter geringer Vorschubgeschwindigkeit des Preßkolbens und danach mit konstantem Druckanstieg bis auf Auspreßdruck zu verdichten. Bei dieser bekannten Lösung wird als Kriterium für das Erreichen des Vorpreßdruckes ein Differentialquotient des Druckanstiegs über der Zeit vorgegeben und bis dahin mit konstanter geringer Vorschubgeschwindigkeit des Preßkolbens und danach mit konstantem Druckanstieg bis auf Auspreßdruck verdichtet. Diese Lösung ist vom Prinzip her gut, in ihrer Realisierung aber sehr aufwendig.

In der DE-OS 28 25 253 ist ein Verfahren zum Druckaufbau im Preßzylinder einer für explosible Massen vorgesehenen Presse vorgeschlagen, bei dem eine allmähliche Druckerhöhung bis zum Auspreßdruck und anschließend das eigentliche Auspressen bei einem bestimmten Auspreßdruck vorgenommen wird. Durch die Einhaltung eines zeitlich genau programmierten Druckanstiegs in der Masse soll entscheidend dazu beigetragen werden, Explosionen während des Preßvorganges zu verhüten. Ober die Funktion des Druckanstieges bis zum Erreichen des Auspreßdruckes ist nichts gesagt

ίο Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß ohne unzulässige Temperaturerhöhungen in der auszupressenden Masse und dem mit eingeschlossenen Gas eine optimale Preßgeschwindigkeit erreicht wird, und eine besonders einfache Schaltanordnung zur Ausführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, daß im unteren Preßdruckbereich mit einer praktisch beliebig hohen Preßgeschwindigkeit gefahren werden kann, da in diesem Bereich bis zum Erreichen einer vorgebbaren Temperatur, von beispielsweise 385° K, mit adiabatischer Kompression gefahren werden kann. Bei Erreichen dieses Vorpreßdruckes muß die Preßgeschwindigkeit erheblich zurückgenommen werden, und kann dann in einzelnen Stufen langsam wieder gesteigert werden. Der Grund für diesen überraschenden Verlauf liegt darin, daß hier ein heterogenes Gemisch aus der auszupressenden Masse, nämlich Feststoffen, und einem Gas komprimiert wird. Die Abstufung, um die die Preßgeschwindigkeit jeweils erhöht werden kann, richtet sich zum einen — wenn auch nur in verhältnismäßig geringem Maße — nach der Art der auszupressenden Masse und zum anderen nach dem Luftanteil zu Beginn des Verdichtungsvorgangs. Üblicherweise geht man hierbei von einem Luftgehalt von 4 Vol.-% unter Normalbedingungen (Druck 1 bar und Temperatur 293° K) aus. Unter diesen Bedingungen ist der Vorpreßdruck nach dem Patentanspruch 2 etwa optimal. Generell gilt, daß die zulässige Preßgeschwindigkeit umso höher sein kann, je höher das in der Regel ohnehin beim Pressen explosibler Massen angelegte Vakuum ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht evakuiert werden darf, weil die auszupressenden Massen lösungsmittelhaltig sind. Gerade hier ist es wichtig, nach der schnellen adiabatischen Kompression bis auf den Vorpreßdruck eine weitgehend isotherme Weiterverdichtung zu erreichen, ohne daß das Auspressen unwirtschaftlich langsam vor sich geht.

Die Merkmale des Patentanspruches 3 geben eine besonders einfache Lösung wieder, mit geringstmöglichen Aufwand den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zu realisieren, wobei gleichsam eine Programmierung der einzelnen Verfahrensschritte möglich wird, die dann ohne weiteres Eingreifen eines Bedienungsmannes selbsttätig ablaufen können.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schaltanordnung gemäß der Erfindung zum Betrieb einer Strangpresse hin auf das Wesentliche beschränkter Prinzipdarstellung und

Fig.2 ein Diagramm, das die Preßgeschwindigkeit und den Preßdruck jeweils über der Zeit zeigt.

In Fig.) ist in symbolischer Vereinfachung ein

Prinzipschaubild für eine Strangpresse 1 dargestellt Eine Strang-Presse 1 der Bauart und Verwendung, in Verbindung mit der das bevorzugte Einsatzgebiet der Erfindung gesehen wird, ist etwa in der US-PS 36 89 188 dargestellt und beschrieben. Sie dient in sbesondere dem Auspressen explosibler Massen und weist für den Fall unzulässig ansteigenden spezifischen Massedruckes eine die Zerstörung der Presse verhindernde Verpuffungs-Schutzeinrichtung in Form eines abhebbaren Preßtopfes mit Sollbrucheinrichtungen an den Hydraulikzylindern auf. Der erfindungsgemäß erfolgende Druckaufbau soll jedoch sicherstellen, daß ein Ansprechen einer solchen die Kontinuität des Betriebsablaufes empfindlich störenden Schutzeinrichtung auf das Auftreten extremer Ausnahmebedingungen beschränkt bleibt

Die in F i g. 1 vereinfacht dargestellte Strangpresse 1 zeigt in einem Preßzylinder 2 einen Preßkolben 3 zum Verdichten und Auspressen einer Masse 4, wodurch beispielsweise ein Preßformkörper 5 hjrgestellt wird. Dem Vortrieb des Preßkolbens 3 dient ein Hydraulikzylinder 6 mit einem Hydraulikkolben 8, der von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit 7 beaufschlagt wird. Der Hydraulikkolben 8 ist über einen Preßstempel

9 mit dem Preßkolben 3 der Presse 1 gekoppelt. Der Hydraulikzylinder 6 ist über eine Hydraulikspeiseleitung

10 an eine Hydraulikversorgung angeschlossen, die aus einem Vorratsbehälter 11 und einer Speisepumpe 12 besteht. In die Speiseleitung 10 ist zwischen Pumpe 12 und Strangpresse 1 ein Mengenregler 13 geschaltet, der mittels eines Stellgerätes 14 so betätigt und eingestellt werden kann, daß vorgebbare, pro Zeiteinheit konstante Hydraulikflüssigkeitsmengen durchgelassen werden, die den Hydraulikkolben 8 beaufschlagen.

An die Speiseleitung 10 ist eine Meßleitung 15 angeschlossen, an die ein Kontaktmanometer 16 angeschlossen ist, das eine größere Zahl von Kontakten 17.1,17.2,173,17.4 und 17.5 aufweist, die einerseits über einen sich in Abhängigkeit von dem Druck in der Speiseleitung 10 verstellenden Zeiger 18 an eine Spannungsquelle 19 angeschlossen werden. Diese einzelnen Kontakte 17, die für sich wieder verstellbar sind, sind über Leitungen 20.1, 20.2, 203, 20.4, und 20.5 jeweils mit einem Potentiometer 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 bzw. 21.5 verbunden, die wiederum gegen Erde 22 liegen. Der jeweilige Abgriff 23.1, 23.2, 233, 23.4 bzw. 233 ist auf den Eingang 24 des Stellgerätes 14 geschaltet

Die Wirkungsweise wird nachfolgend unter Zuhilfenahme von F i g. 2 erläutert

Die Stellung der Kontakte 17.1 bis 173 am Kontaktmanometer 16 entspricht einzelnen Drücken, bei deren jeweiligem Erreichen eine Betätigung des Stellgerätes 14 und damit eine Änderung der Durchsatzmenge pro Zeit durch den Mengenregler 13 ausgelöst wird. Mit anderen Worten heißt dies, daß den Kontakten 17.1 bis 173 einzelne Drücke p\, P₂, Pi, P*, Pi entsprechen, bei denen jeweils eine Umschaltung von einer Preßgeschwindigkeit vi auf V2 bzw. vi auf V3... und V₄ auf V5 des Preßkolbens 3 vorgenommen wird. Die einzelnen Preßgeschwindigkeiten vi... V5 sind durch die jeweils zugeordneten Potentiometer 21.1 bis 21.5 einstellbar.

Der gesamte Preßvorgang läuft jetzt so ab, daß ausgehend vom Preßdruck ρ = 0 mit beliebig hoher Vorlaufgeschwindigkeit vo der Hydraulikkolben 8 und damit der Preßkolben 3 verfahren wird, bis in der auszupressenden Masse 4 ein Vorpreßdruck p\ als Gegendruck auftritt, der in den in der Praxis auftretenden Fällen des Auspressens von Treibladungsmassen bei etwa 3 bar liegt.

Die beliebig hohe Vorlaufgeschwindigkeit v₀ ist hierbei nur durch die Leistung der Speisepumpe 12, d. h. also die Hydraulikversorgung, begrenzt.

Bei Erreichen des Vorpreßdruckes p\ wird die Preßgeschwindigkeit auf den erheblich geringeren Wert Vi zurückgenommen. Deren Größe wird durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 21.1 bestimmt. Mit dieser konstanten Preßgeschwindigkeit v\ wird die Presse weiterbetrieben, bis ein Preßdruck pi erreicht wird. Jetzt erfolgt wieder ein Geschwindigkeitssprung durch entsprechende Betätigung des Stellgerätes 14 und damit entsprechende Verstellung des Mengenreglers 13, so daß wiederum eine andere pro Zeiteinheit konstante Hydraulikflüssigkeitsmenge durch den Mengenregler 13 hindurchgeht, die den Hydraulikkolben 8 beaufschlagt. Diese entsprechend den Drücken pz, p3, p< erhöhte Preßgeschwindigkeit V2, v₃, V4 wird beibehalten, bis der maximale Auspreßdruck ps erreicht wird. Hier erfolgt die letzte Umschaltung auf eine Preßgeschwindigkeit V5 und zwar über das Potentiometer 213. Während dieses mit konstanter Geschwindigkeit vorgenommenen Auspreßhubes fällt der Druck leicht ab. Am Ende des Preßvorganges wird die Hydraulikversorgung über nicht dargestellte Endschalter vollständig abgeschaltet. Den Kontakten 17.1 bis 173 des Kontaktmanometers 16 kommt die Funktion von druckabhängigen Impulsgebern zu.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum mehrstufigen Druckaufbau im Preßzylinder einer Presse, insbesondere einer Strangpresse, für eine Gas enthaltende plastische oder elastische explosible Masse, bei der die Masse unter Einwirkung des Vorschubes eines Preßkolbens bis zum Erreichen eines Vorpreßdruckes vorverdichtet und dann der Druck bis auf Auspreßdruck für die Masse gesteigert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bis zum Erreichen des Vorpreßdruckes mit fast beliebig hoher Vorpreßgeschwindigkeit verdichtet wird und daß anschließend nach erheblicher Rücknahme der Preßgeschwindigkeit die Verdichtung auf Auspreßdruck in mehreren Stufen mit zunehmender, in jeder Stufe aber im wesentlichen konstanzer Preßgeschwindigkeit erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorpreßdruck etwa < 3 bar ist

3. Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in einer Hydraulikspeiseleitung für einen zum Antrieb des Preßkolbens einer Presse dienenden Hydraulikzylinder ein Mengenregler angeordnet ist, der über ein Stellgerät ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des Mengenreglers (13) das Stellgerät (14) betätigende druckabhängige Impulsgeber vorgesehen sind, wobei zur Vorgabe einzelner Preßgeschwindigkeiten (v\ ... v₅) zwischen die Impulsgeber und das Stellgerät Potentiometer (21) geschaltet sind.