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Hoch- und Niederdrucksteuerung für hydraulische Pressen u. dgl. Für
diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 191i die Priorität auf
Grund der Anmeldung in England vom 27. Januar 1921 beansprucht. Die Erfindung
betrifft eine besondere Ausführungsform einer Hoch- und Niederdrucksteuerung für
hydraulische Pressen u. dgl., bei der das Einlaßventil für die Hochdruckflüssigkeit
beim Erreichen eines bestimmten Preßwiderstandes selbsttätig geöffnet wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß das Einlaßventil
für die Hochdruckflüssigkeit von einem Differentialkolben gesteuert wird, dessen
kleinere Fläche unter dem konstanten. Druck der Hochdruckflüssigkeit und dessen
größere Fläche unter dem jeweiligen Druck der Niederdruckflüssigkeit in dem Preßzylinder
steht, derart, daß das Ventil durch den konstanten Hochdruck geschlossen gehalten
wird, aber bei Erreichen eines bestimmten Preßwiderstandes die Niederdruckflüssigkeit
an dem Differentialkolben das Übergewicht bekommt und das Hochdruckeinlaßventil
öffnet. Dabei sind die Leitungen für die Hochdruck- und Niederdruck$üssigkeit derart
zueinander angeordnet, daß die Hochdruckflüssigkeit denselben Weg, den auch die
Niederdruckflüssigkeit von der Zuleitung über den Preßzylinder nach dem Differentialkolben
geht, in umgekehrter Richtung nach dem öffnen des Hochdruckeinlaßventils nimmt und
dann ein in der Niederdruckzuleitung angeordnetes Ventil schließt, so daß also nunmehr
lediglich die Hochdruckflüssigkeit wirkt.
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Die Zeichnung stellt in Abb. i in Vorderansicht die Gesamtanordnung
dar. Abb.2 ist eine Seitenansicht dazu und Abb. 3 'ein Schnitt durch das obere Steuergehäuse.
Abb. 4. ist eine schematische Darstellung des Laufes der Druckflüssigkeit, wobei
die glatten Pfeile den Weg der Niederdruckflüssigkeit und die gefiederten Pfeile
den Weg der Hochdruckflüssigkeit andeuten.
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,c ist das Gestell der Steuervorrichtung, das aus einer Anzahl von
Teilen besteht und auf dem Sockel b angebracht ist. c ist das obere und
d das untere Steuergehäuse, die bei d'
(Abb. 2) an dem Gestell a durch
Schraubenbolzen o. dgl. befestigt sind. Die Gehäuse c und d sind durch die
Rohre e und f miueinander verbunden. Sie bestehen z. B. aus Stahl
oder Schmiedeeisen und enthalten je eine Anzahl von Kanälen, die untereinander sowie
mit der Niederdnickleitung g, der Hochdruckleitung /t und den Rohren e und
f in Verbindung stehen. In dem Gehäuse c schließt sich an die Niederdruckeinlaßleitung
g ein Kanal (nicht dargestellt) an, welcher durch die in dem Pfropfen L verschraubbare,
mit einem Vierkant 1l versehene Spindel abgesperrt werden kann (Abb.2). Dieser Kanal
steht mit dem Rohr e durch einen zweiten Kanal in Verbindung, in welchem eine Ventilspindel
angeordnet ist, die - durch einen äußeren Vierkant u (Abb. 2) gehoben und gesenkt
werden kann. Sind die Spindeln mit den Vierkanten 11 und u geöffnet, so kann
die Niederdruckflüssigkeit aus der Leitung g durch die von diesen Spindeln beherrschten
Kanäle in das Rohr c und von dort in das untere Steuergehäuse d gelangen.
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Der Hochdruckeinlaß h ist an einem Kanal m (Abb. 3) in dem Steuergehäuse
c angeschlossen, der durch eine in dem Pfropfen p (Abb. 2) verschraubbare, mit einem
Vierkant p1 versehene Spindel abgeschlossen werden kann. Dieser Kanal steht mit
der Leitung 9 , (Abb. 3) in Verbindung, so daß, wenn die Spindel mit dem Vierkant
p1 geöffnet ist, die Hochdruckflüssigkeit aus dem Einlaß h in die Leitung 9 eintreten
kann, deren äußeres Ende durch einen. Pfropfen i o geschlossen ist. Von der Leitung
9 geht die Hochdruckflüssigkeit gleichzeitig in die Leitungen i i und 22 (Abb. 3).
Das äußere Ende der Leitung i i ist durch einen Pfropfen 12 geschlossen. Aus der
Leitung i i geht die Hochdruckflüssigkeit in die senkrechte. Leitung 13, die am
äußeren. Ende durch einen Pfropfen 14. geschlossen ist, und von dort in die wagerechte,
mit verschiedenen großen Durchmessern versehene Bohrung 15, die sich in der Querrichtung
des Steuergehäuses c
erstreckt. Der Teil der Bohrung 15 mit dern
kleinsten Durchmesser (Abb.3 rechts) ist größer als die Leitung 13. Die Bohrung
15 ist auf einem gewissen Abstande von der (linken) Außenseite cl des Steuergehäuses
c mit dem größten Durchmesser ausgestattet und dort mit Schraubengewinde 16 versehen,
in welchem ein Schraubpfropfen 17 sitzt.
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In diesem Schraubpfropfen 17 befindet sich eine mittlere Ausnehmung
18 von demselben oder einem größeren Durchmesser als dem der Bohrung 15 an der Einmündung
des Kanals 13. Das innere Ende des Pfropfens 17 ist auf den Durchmesser der Kammer
19 verringert, an die sich eine Kammer 2o von noch geringerem Durchmesser anschließt.
Die Kammer 19 dient zur Aufnahme der später erwähnten Teile und steht in. Verbindung
mit dem verjüngten Ende 21 der senkrechten Hochdruckleitung 22.
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Die Kammer 20 ist oben mit der senkrechten, außen durch einen Pfropfen
geschlossenen Leitung 23 verbunden, und der obere Teil dieser Leitung 23 steht bei
28 mit dem unteren Steuergiehäuse d durch das Rohr f in Verbindung.
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In den Kammern 19 und 20 sowie in dem engsten Teil der Bohrung 15
befindet sich ein Dreistufenkolben 29, 30, 3q.. Der Teil 3o des Stufenkolhens in
der Kammer 2o besitzt an seinem Umfange eine ringförmige Ausnehmung 31, mit welcher
die Leitung 23 am unteren Ende in Verbindung steht. Zwischen der Ausnehmung 31 und
einer inneren Ausnehmung 3z des Kolbeateiles 30 ist eine Verbindung durch
Kanäle oder Bohrungen 3 hergestellt. In dem Kolbenteil 29 befindet sich ein Kanal
35, der eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 32 und der Hochdruckkammer 15 herstellt.
In dem Kolbenteil 3.1, der in der Kammer 19 liegt, befindet sich eine Ausnehmung
36 von größerem Durchmesser als dem der Ausnehmung 32. Die letztere enthält einen
selbsttätigen Kolben 37 mit einem auswechselbaren Stift 38 von klel`nerem Durchmesser.
Der Stift 38 ist bei 39 kegelförmig zugespitzt und bildet ein Kegelventil zum Abschließen
der Bohrung oder des Kanals 35.
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,1o ist eine Scheibe in der Kammer 19. Sie hat eine Ausnehmung .11
von demselben Durchmesser wie :die Ausnehmung 32 für den Kolben 37, welcher in den
Ausnehmungen 32 und .11 frei gleitet. Die Ausnehmung ,11 steht durch eine Leitung
,f2 über eine ringförmige Ausnehmung 4.4. mit einer Leitung 4.3 in dem Steuergehäuse
c in Verbindung. Durch diese Leitung .13 hat die Außenluft ungehinderten Zutritt
in die Ausnehmung 41, so daß bei Bewegung des Kolbens 37 eine Bremswirkung verhütet
wird, welche' sonst auftreten und das freie Spiel des Kolbens 37 verhindern könnte.
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Zwischen. dem Kolbenteil 34 und der Scheibe .1o ist eine Lederstulpe
4.5 vorgesehen, von «-elcher ein Teil in die Ausnehmung 36 eintritt. Ein Zapfen
4.6 des Kolbens 37 tritt in die Ausnehmung 4.7 eines Einsatzes 4.8, in dessen vorderem
Teile eine weitere Ausnehmung :19 gebildet ist. Der Hauptteil des Einsatzes ¢8 ist
im Durchmesser kleiner als die Kammer 19.
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In der Kammer 19 sind zwischen den Stirnflächen des größeren Teiles
des Einsatzes :18 und der Scheibe :1o sowie dem Pfropfen 17 Dichtungsstulpen
50 und 51 eingesetzt. Der verjüngte Teil 52 des Ein-.Z, :18 liegt in der
Ausnehmung r 8 des Pfropfens 17. Zwischen der Kammer 19 und den Ausnehmungen 47
und 4.9 ist eine Verbindung durch Kanäle 53 hergestellt (Abb. 3). Der Zapfen .16
des Kolbens 37 gleitet frei in der Ausnehmung 4.7, so daß in sie die Hochdruckflüssigkeit
von dem Kanal 22 über die Kanäle 53 eintreten kann.
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Die Niederdruckflüssigkeit, die von dem oberen Steuergehäuse c, wie
bereits erwähnt, durch das Rohr e in das untere Steuergehäuse d geht, kann von diesem
weiter nach der Außenleitung gehen, welche durch ein Ventil 86 (Abb.2 und 4.) geschlossen
werden kann, das in einem Gewindepfropfen 9o (Abb.2) verschraubbar ist und einen
Vierkant 87 zur Aufnahme eines Handhebels 88 besitzt (Abb. 1 und 2). Wenn diese
Auslaßleitung geschlossen ist, strömt die Niederdruckflüssigkeit nach dem Preßzylinder
(Abb. ¢). Die Verbindungsleitungen nach dem Preßzylinder sind in offener Verbindung
mit den Niederdruck- und Hochdruckeinlaßleitungen. Die Leitung für die Niederdruckflüssigkeit
in dem unteren Steuergehäuse d steht aber auch mit dem selbsttätigen Hochdrucksteuerventil
37, 38 in dem oberen Steuergehäuse c durch das Rohr f in Verbindung (Abb. ,l), welches
an die Kanäle 28, 23, 33, 32 (Abb. 3) angeschlossen ist.
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Die beschriebene Steuerung wirkt in folgender Weise. Soll die Steuerung
in Betrieb genommen werden, so werden die mit den Vierkanten p1 und h versehenen
Hoch- und Niederdruckspindeln im Sinne des öffnens der Zuleitungen g und
lt gedreht. Diiese Leitungen sind während. des Betriebes stets geöffnet und werden
nur abgesperrt, wenn Ausbesserungen an den inneren Teilen der Steuergehäuse c und
d notwendig sind. Die Verbindungsleitungen e und f (Abb. q.) nach dem Preßzylinder
in dem unteren Steuergehäuse sind stets offen.
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Bei der Inbetriebsetzung wird das mit dem
Vierkant
ta versehene Niederdruckventil, das während des Betriebes, wie später gezeigt wird,
durch die Hochdruckflüssigkeit geschlossen gehaken wird, geöffnet und das Auslaßventil
86 im Steuergehäuse d geschlossen. Dadurch kann die Niederdruckflüssigkeit, die
durch das Rohr g in das obere Steuergehäuse c eintritt (Abb. ¢), über das durch
den Vierkant u geöffnete Ventil und das Rohr e in das untere Steuergehäuse
d
eintreten und durch die darin befindlichen Leitungen nach dem Preßzylinder
strömen. Gleichzeitig strömt die Niederdruckflüssigkeit durch stets offene Leitungen
in dem unteren Steuergehäuse d über das Rohr f und die Kanäle 28, 2133 in
den Raum 32 (Abb. 3). Die Fläche des Kolbens 37 in diesem Raum 32 steht also unter
dem Druck der NLederdruckflüssigkeit, und auf den kleinen Ventilkegel 39 an dem
Kolben 37 wirkt die Hochdruckflüssigkeit, die durch die geöffnete Leitung h, die
Kanäle 9, 11, 13 über die Kammer 15 in die Bohrung 3 5 eintreten kann. Die
Hochdruckflüssigkeit wirkt auch auf den Zapfen ¢6 des Kolbens 37 über die Leitungen
h, 9, 22, 2r, Kammer 19, Kanäle 53, Kammer 49 und 4.7. Auf diese Seite des
Kolbens 37 wirkt also der konstante Hochdruck, auf die entgegengesetzte Seite in
dem Raum 32 dagegen der veränderliche Niederdruck.
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Steigt der Druck im Preßzylinder über die die Grenze des Gleichgewichts
des Steuerkolbens 37 bestimmende Größe hinaus, so bekommt die Wirkung der Niederdruckflüssigkeit
in. der Kammer 32 auf die darin befiridlich@e Fläche des Kolbens 37 das übergewicht,
so daß der Ventilkegel 39,die Bohrung 35 öffnet (Abb. 3). Nunmehr kann die Hochdruckflüssigkeit
in die Kammer 32 eintreten und von dort durch die Leitungen 33, die Ausnehmung 31,
die senkrechte Leitung 23 und durch die Leitung 28 über das Rohr f in das untere
Steuergehäuse d und nach dem Preßzylinder gehen, und zwar auf demselben Wege,auf
dem vorher die Niederdruckflüs.sigkeit .eingetreten war. Die Hochdruckflüssigkeit
geht ferner aus dem unteren Steuergehäuse d durch das Rohr e nach dem oberen Steuergehäuse
c (Abb. q.) und schließt dort das an der Spindel u sitzende Ventil, welches die
Verbindung zwischen der Niederdruckleitung g und dem Rohre unterbricht. Dieses Ventil,
das vorher ein Niederdrgckeinlaßventil war, wirkt nunmehr als ein Sicherheitsventil
für die Niederdruckflüssigkeitt.
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In der Leitung, welche die Niederdruckflüssigkeit im unteren Steuergehäuse
d nach dem Preßzylinder führt, ist ein Ventil angeordnet, durch das man dem Preßkolben
eine rasche Bewegung erteilen kann, bis er auf das Preßgut trifft. Er soll dann
die Bewegung sehr langsam fortsetzen, bis daß zier Widerstand genügend ist, um der
Niederdruckflüssigkeit eine solche Spannung zu verleihen, daß sie das Steuerventil
37 öffnen und die Hochdruckflüssigkeit durch das Rohr f in der beschriebenen Weise
nach dem Preßzylinder eintreten kann.
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Wird die Spindel des Auslaßventils 86 zurückgezogen, so kann die Druckflüssigkeit
aus dem Preßzylinder austreten, indem sie das mit der Spindel verbundene Auslaßventil
öffnet, so daß ein freier Durchgang nach den Auslaßleitungen geschaffen ist. Gleichzeitig
wird der Druck auf das große Ende des Kolbens 37 in der Kammer 32 aufgehoben,
und der Hochdruck schließt den Hochdruckeinlaß 35 durch das Ventil 39.