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Verfahren zur Erzeugung einer Stoßwirkung während des Krafthubes von
Pressen, bei welchen ein Kraftglied und ein Stoßglied durch ein druckübertragendes
Flüssigkeitsmittel miteinander verbunden sind. Für diese Anmeldung ist gemäß dem
Unionsvertrage vom z. Juni igii die Priorit'it auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten
Staaten von Amerika vom ().Februar igici beansprucht. Die Erfindung betrifft
ein neues Verfahren zur Erzeugung einer Stoßwirkung während des Arbeitshubes von
Pressen, bei welchen ein druckübertragendes Flüssigkeitsmittel zwischen dem der
Einfachheit halber nachfolgend Kraftglicd genannten primären Bewegungselement und
dem eigentlichen Stoß- oder Druckorgan zwischengeschaltet ist, und bezweckt, diese
Stoßwirkung auf einfachere und wirksamere Weise herbeizuführen, als dies mit den
bekannten Verfahren und Vorrichtungen möglich war, sowie ferner eine Maschine zur
Ausführung dieses Verfahrens.
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Gemäß der Erfindung wird die druckübertragende Flüssigkeit dadurch
einer plötzlichen Entlastung ausgesetzt, daß der Fassungsraum des Druckmittelbehälters
plötzlich vergrößert wird. Es wird infolgedessen der dem Kraftglied entgegenwirkende
Widerstand augenblicklich herabgesetzt, so daß das Kraftglied plötzlich vorprallt
und kinetische Energie entwickelt, welche durch die druckübertragende Flüssigkeit
in dem Augenblick auf das Stoßglied übertragen wird, wo der Druckmittelraum wieder
vollständig mit dem Druckmittel angefüllt ist. Das Stoßglied erhält dadurch einen
plötzlichen und sehr erheblichen Stoß, wodurch das darunterliegende Material mit
gesteigertem und stoßweise wirkendem Druck zusammengedrückt wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung
wird ferne_ für gewisse Zwecke ein konstanter Luftdruck auf das druckübertragende
Flüssigkeitsmittel in einem Sammelbehälter ausgeübt. - Luft und Flüssigkeitsmittel
werden hierin zweckmäßig durch einen Scbeider in an sich bekannter Weise an der
Vermischung gehindert. Es würde nämlich durch das Vorhandensein von Luftblasen in
dem 01 oder der sonstigen Druckübertragungsflüssigkeit die Arbeit der Maschine
ungenau werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Abb. r ist ein senkrechter Schnitt durch eine Brikettpresse nach der
Erfindung, Abb. z ein entsprechender Schnitt bei anderer Betriebslage; Abb. 3, ,¢
und 5 sind Teilschnitte durch den Bären, den Plunger und einige benachbarte Teile
in den verschiedenen Betriebslagen; Abb. 6 ist eine 'der Abb. 3 entsprechende Darstellung
einer zweiten Ausführungsform. Das Maschinengestell ,- o trägt einen Amboß tr, auf
welchem ein Gesenk 1a angeordnet ist. Dieses enthält das zu behandelnde Arbeitsgut
13. Falls gewünscht, können beliebige Mittel vorgesehen sein, um nacheinander geeignete
Mengen von Arbeitsgut in die Maschine zwecks Verarbeitung selbsttätig einzuführen.
Der obere Gesenkteil oder bewegliche Stempel iq. ist an einem Querhaupt
15 befestigt, das einen Teil des Bären 16 bildet. Dieser besitzt die Form
eines hohlen Kolbens, der in einem Zylinder 17 verschiebbar ist. Der Bär und sein
Querhaupt sind an Säulen 18 verschiebbar geführt, welche oben den Zylinder 17 tragen.
An
dem Oucrhaupt sind die oberen Enden von Kolbenstangen ig befestigt, welche mit Kolben
2o in Hubzylindern 21 am Fuße der Maschine verbunden sind. Die Zylinder 21 empfangen
ein Kraftmittel, z. B. Öl, durch das Rohr 22, das mit einem Behälter 23 verbunden
ist.
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Der hydraulische Tauchkolben, Plunger oder das Kraftglied der Maschine
weist eii_e Kolbenstange 2g auf, welche durch eine Stopfbüchse 30 im Deckel
des Zylinders 17 hindurchgeführt ist und einen Kolben 31: besitzt. Das untere Ende
des letzteren ist vorzugsweise konisch. Der Tauchkolben ist an einem Koben 32 befestigt,
der in einem Dampfzylinder 33 angeordnet ist, welcher durch ein Dumpfrohr 3¢ Dampf
zugeführt erhält und du:-ch ein Rohr 35 auspnfft. Die Regelung der Dampfzufuhr zum
Zylinder 33 kann entweder von Hand oder selbsttätig durch eine beliebige Ventileinrichtung
geschehen. Beispielsweise ist ein Doppelkolbenschieber 36 vörgese'.,,en, der durch
einen Winkelhebel 37 und Lenkergestänge 38 bewegt wird. Eine Puffervorrichtung für
den Notfall ist zwischen dem Dampfkolben 32 und dem Deckel des hydraulischen Zylinders
vorgesehen, und zwar besteht sie aus einer Büchse 39 an der Unterseite des
Dampfkolbens und einem Zylinder 40 auf der Stopfbüchse 3o. Der Zylinder ist mit
01 gefüllt. Unter normalen Verhältnissen ist der Hub des Plungers nicht groß
genug, um die Büchse bis in den Zylinder 40 zu bewegen.
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Die Stopfbüchse 30 besitzt auf ihrer Unterseite eine Aussparung
41, in welche der Kolben 31 genau hineinpaßt. Ein Umführungskanal 42 (Abb. 3, 4
und 5) führt von der Aussparung 41 in den Druckflüssigkeitsraum 28 im Bären Ein
Rückschlagventil43 verhindert einen Durchfluß der Flüssigkeit vom Raum 28 in den
Raum 41, gestattet aber den Durchfluß in umgekehrter Richtung.
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Ein schwimmender Trennkörper 44 ist im Vorratsbehälter 23 angeordnet.
Preß:uft, Dampf oder ein sonstiges Kraftmittel wird in das obere Ende des Gefäßes
23 aus einem Gefäß 45 eingeführt. Dieses Kraftmittel soll einen relativ konstanten
Druck auf die Oberseite des Schwimmkolbens 44 und auf die unter dem Schwimtrer befindliche
kraftübertragende Flüssigkeit ausüben. Ein Rohr 46 führt Öl unter Druck von einer
nicht dargestellten Pumpe zum Behälter 23. Ein Ölauslaßrohr 47 führt vom Ventilgehäuse
26 hinweg, in welchem ein Doppelkolbenschieber 48 den Durchfluß durch die Rohre
25, 27 und 47 regelt. Der Schicber i,t durch einen Lenker @lg mit einem @-,'inkelhebel
50 verbunden, der seinerseits durch einen Lenker 51 an einen Hebel 52 angeschlossen
ist. Selbstverständlich könnten alle Steuerventile der Maschine selbsttätig und
im Bedarfsfalle synchron miteinander bewegt werden.
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Abb. i zeigt die Teile der Maschine in den Stellungen beim Beginn
des Krafthubes. Der Dampfzylinder 33 steht mit dem Auspuffrohr 35 in Verbindung.
Das Einlaßrohr 34 ist durch den Schieber 36 verschlossen. Der Maschinist hi.t bereits
trittels des Hebels 52 den Schieber 48 so verstellt, daß die Druckflüssigkeit im
Behälter 23 durch die nicht dargestellte, mit dem Rohr 46 verbundene Pumpe durch
das Rohr 27, das Ventilgehäuse 26 und den Kanal 23 in den Raum 28 des Bären hineingedrückt
worden ist, so daß der Bär abwärts gedrückt wird, und der Stempel 14 zur Berührung
mit dem Arbeitsgut 13 kommt. Die Anfangsstellung des Bären, d. h. die Stellung,
welche er vor der eben beschriebenen Heranbewegung an das Arbeitsgut oder Werkstuck
einnimmt. ist in Abb. 3 ausgezogen gezeichnet. Die punktierten Linien in Abb. 3
zeigen die Stellung des Bären, wenn er gegen das Arbeitsgut bewegt ist: Die Einführung
der Druckflüssigkeit in den Zylinder und den hohlen Bärkolben dient auch dazu, den
Kolben 3r zu heben und mit ihm den Dampfkolben in die Anfangsstellung nach Abb.
= anzuheben.
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Der Maschinist verstellt nun den Schieber 48 in die Lage nach Abb.
2, bei welcher das Einlaßrohr 27 und das Auspuffrohr 47 geschlossen sind. Ferner
bewegt er durch Verstellung des Hebels 37 den Scljeber 36 in die Lage nach Abb.
2, wodur:,h der Dampfzylinder 33 mit dem Einlaßrohr 34 in Verbindung gebracht und
gegen das Auspuffrohr 35 abgeschlossen wird. Der Dampf dringt in den Zylinder 33
und drückt den Kolben 3r in di;# druckübertragende Flüssigkeit in dem Bären und
hydrauliscLen Zylinder hinein. Der Bär wird dadurch gezwungen, einen weiteren Druck
gegen das Arbeitsgut auszuüben. Dieser Druck wächst stetig, bis der Kolben 31 aus
der Kammer 41 ganz herausgetreten ist, wodurch der Fassungsraum für die Druckübertragungsflüssigkeit
plötzlich vergrößert wird. Dadurch wird der Widerstand der Flüssigkeit gegen die
Abwärtsbewegung des Plungers plötzlich vermindert oder praktisch aufgehoben, so
daß der Kolben mit einem Ruck vorwärts stürzt, etwa in die in Abb. 5 ausgezogene
Lage. Wenn der Plunger diese Lage erreicht hat, so hat er eine dem Fassungsraum
der Kammer 41 entsprechende Menge der Fliissigkeit verdrängt, so daß der ganze Raum
wieder mit Flüssigkeit erfüllt und dadurch der vorübergehend aufgehobene Druck wiederhergestellt
i-.1. Bei einer ferneren Bewegung des Plungers, beispielsweise bis zur punlztierten
Stellung der Abb. 5, einer Bewegung, die vrrhältnismäßig rasch erfolgt, teilt sich
die im
Plunger während des vorherigen ri-ckweisen Vorstürzens aufgespeicherte
Energie dem Bären mit, welcher diese Energie in Form eines scharfen, raschen Impulses
auf das Arbeitsgut überträgt.
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Am Ende des Abwärtshubes bewegt der Maschinist den Hebel
5-. in die punktierte Stellung der Abb. 2. Dadurch wird der Schieber 48 verstellt,
so daß er das Olauslaßrohr 47 öffnet, ohne das Öleinlaßrohr freizulegen. Dadurch
wird der Druck oberhalb des Bären nachgelassen und der Bär durch die Rückzugs- oder
Hubkolben 2o in die Anfangslage gehoben. Die Gesamtfläche der Kolben 2o ist geringer
als die Fläche des dem Druck der Druckübertragungsflüssigkeit ausgesetzten Bärteiles,
so daß die Hubkraft beim Arbeitshub des Bären überwunden wird.
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Beim Rückhub des Bären wird die in der Aussparung 41 abgefangene Flüssigkeit
durch den Umlauf 42 in die Innenkammer 28 des Bären zurückgeleitet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist die Hauptanordnung dieselbe
wie oben beschrieben, nur befindet sich der Umlauf 53 und das Rückschlagv entil
54 im Kopf 3i T des Plungers statt im Zylinder. Das Rückschlagventil verhindert
in jedem Fall, daß die I)ruckübertragungsflüssigkeit in die Kammer :11 durch den
Umlauf beim Krafthub der Maschine gedrückt wird.
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Der Schwimmerkolben 44 verhindert die Vermischung der Luft oder des
sonstigen Druckgases im oberen Teil des Gefäßes 23 rnit der Druckübcrtragungsflüssigkeit
im unteren Teil des Gefäßes. Bei Maschinen dieser Art ist es sehr wichtig, daß kein
'@Terspritzen der Kraftübertragungsflüssigkeit stattfindet, das die Einschließung
von Luftblasen in der Flüssigkeit im Gefolge haben würde.