-
Rüttelventil für Rüttelformmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
ein im Rüttelkolben liegendes Rüttelventil für Rüttelformmaschinen, durch das ein
gleichmäßiges Arbeiten des Rüttlers erreicht und das Verschieben des Rüttelventils
mit sehr geringer Geschwindigkeit ermöglicht wird, ferner sollen Materialänderungen
hinsichtlich der Stoßhöhe des Tisches vermieden und der Au;slaß in der öffnungss.tellung
weit geöffnet werden. Des weiteren sollen die zerstörenden. Wirkungen der Hammerschläge
vermieden werden, was durch Auffangen des Ventilstößels durch Luftkissen erreicht
wird.
-
Das neue Rüttelventil unterscheidet sich in der Hauptsache von den
bekannten dadurch, claß Einlaß- und Auslaßventil nicht mehr von ein und demselben
Körper gesteuert werden, sondern durch zwei verschiedene Körper, die aber miteinander
arbeiten. Ferner sind eine Reihe Durchlasse oder Drosselkanäle vorgesehen, die dem
Rüttelventil einwandfreien, gleichmäßigen Lauf geben, insbesondere die Endbewegungen
regeln, so d.aß ein Abreißen, Außertaktkom nen ausgeschlossen ist. Wichtig ist auch,
daß durch das neue Ventil die Möglichkeit gegeben ist, veränderliche Lasten zu rütteln,
da durch einen Ausgleichsdruckbehälter reit Reduzierventil die Schlagkraft unabhängig
von der Belastung wird, wodurch gleichzeitig bei gleichmäßigem, geringerem Luftverbrauch
die ganze Einrichtung wirtschaftlicher wird.
-
Es handelt sich bei dem neuen Ventil um die Verwendung eines Ventilkörpers
und eines darin liegenden Ventilstößels, eine Bauart, die an sich. schon bekannt
ist. Neu kommt hinzu, daß :das Auslaßventil im Ventilstößel mit Spielraum lose aufgehängt
ist, so daß es je nach der Wirkung der im Stößel herrschenden Druckverhältnisse
zur Bewegung kommt, ohne einer zwangläufigen Steuerung mechanisch unterworfen zu
sein. Es wird also die neue Bauart des Ventilstößels mit der Forderung der vom Ventil
unabhängigen Steuerung des Ein- und Auslasses vereinigt.
-
Weitere Teile der Erfindung gehen .aus der folgenden Beschreibung
hervor. Diese ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
-
Abb. T ist ein Schnitt durch eine stoßlose Rüttelformmaschine mit
allen Einzelheiten der Erfindung.
-
Abb. a ist ein Schnitt durch das Rüttelventil in größerem Maßstabe
mit Teilen der Maschine, an .der es angebracht ist.
-
Abb. 3 ist ein Schnitt nach er Linie 1T-?V der Abb. 2, die die Kanäle
zeigt, die von dein Rüttelventil zu dem Rüttelzylinder laufen.
Abb.
4 ist eine Draufsicht auf das Rüttelventil der Abb. 2.
-
In den Zeichnungen ist der Rüttelzylinder 1 mit einem Sitz :2 für
das Aus.laßventil ausgestattet. Der Rüttelkolben T hat eine innere Druckluftkammer
C mit einem Lufteinlaß 1 und einem Ventilsitz Cl- zum Steuern del durchtretenden
Druckluft. Ein, hohler Ventilkörper B sitzt in dem Zylinder C beweglich und hat
zwei innere abgesetzte Durchmesser (
und 4; an dem unteren Ende der Wandung
von 6 befinden sich Drosselkanäle E. Des weiteren ist mit dem Durchmesser 6 ein
zylindrischer Raum V und an dem unteren Ende des Körpers B ein Ventilsitz B1 mit
dem Durchmesser 7 angeordnet, .der sich auf Cl aufsetzt. Der hohle Ventilstößel
V hat drei äußere Zylinderflächen, nämlich z) ,oben TTl mit dem Durchmesser 3 gleitend
in der Buchse B2, darunter 2) eine T12 mit dem Durchmesser 6, die sich zwischen
den Begrenzungsflächen des Zylinders 6 :im Ventilkörper bewegt, und schließlich
3) am unteren Ende P3 mit dem Durchmesser 4. Die beiden Teile T12 und T13 gleiten
abgedichtet iim Ventilkörper B, wobei V3 bis zum Auspuff nach unten reicht.
Der Teil V2 ist als Kolben in dem Zylinderraum mit dern Durchmesser 6 ausgestaltet.
Unmittelbar unter dem Kolben T12, etwa in der Länge des Arbeitshubs des Ventilstößels
in dem Ventilkörper, ,ist der Durchmesser 4 verringert, um den Ringraum Y zu schaffen,
in welchem Luft angesammelt werden kann, wenn der Kolben T12 sich auf die Ringschulter
des. Ventilkörpers bei E aufsetzt, was weiter unten beschrieben ist. Die Druckduft
dringt durch die öffnungen H, die :unter dem Einlaßventil C', B' liegen,
in das Innere des Ventilstößels und durch die Öffnungen X in der Wandung von v1
in den Zylinderraum oberhalb des. Kolbens V2 ein. Eine Fläche DI- eines Doppelsitzventils.
D am Auslaß: arbeitet mit dem Ventilsitz 2 zusammen, während die zweite Sitzfläche
DZ mit dem Sitz i i, der in einer Verengung am unteren Ende von T13 des Ventilstößels
V angeordnet ist, zusammenarbeitet. Ein rundem Absperrschieber S ist verschiebbar
unten auf dem Stößel V angeordnet, und zwar wird er in der einen Richtung durch
die Schulter W (an dem unteren Ende des Zylindermantels C) verschoben und, in der
anderen Richtung durch ,die Feder K (unterhalb des Ventilkörpers B). Er verdeckt
in der höchsten Stellung die Öffnungen H. Der Durchmesser des Lufteinlasses I ist
etwas größer als ,der des Stößelendes V1, um Spielraum zu haben, wenn der letztere
zum Öffnen des Auslasses bis in den Einlaßraum I gehoben wird. Die Anschläge 13
an BZ sind zur Schaffung eines. Luftdurchlasses Z (Abt. 4) zu dem Mantelraum C antigeordnet.
Das Ventil D hat durch einen in der Stößelwand TTs festen Stab. 12 und einen Schlitz
eine lose Verbindung mit dem Stößelende T13.
-
Die Vorgänge bei der Ventilsteuerung für den Durchlaß der Druckluft
verlaufen folgendermaßen In Abb. 2 liegt der Ventilkörper B in seiner Anfangsstellung,
in- der zusammengesunkenen Lage bei Gleichgewichtszustand der Vorrichtung. Der Druck
in der Kammer C liegt nun auf allen Seiten, und das Ventilgewicht lastet allein
auf der Feder K. In dieser Lage wird der Stößel V auf seinem Sitz D2, z r durch
den darüberliegenden Luftdruck niedergehalten, der nicht auf ,dem Durchmesser von
D unterhalb ausbalanciert ist, sondern einen Betrag .erreicht, der gleich dem Luftdruck
auf dem Durchmesser 3 von hl plus dem Gewicht des Stößels ist. Tritt Druck in den
Raum C ein, so tritt er durch die Kanäle r5 in dem Absperrschieber S unter den Plunger
oder Rüttelkolben T, veranlaßt diesen., zu steigen und nimmt dabei den Schieber
S mit, ebenso den auf der Feder F liegenden Ventilkörper B, bis der Ventilkörper
gegen den Kolben T12 anstößt. Die Weiterbewegung von J drückt die Feder K zusammen,
bis Cl auf BI aufsitzt und so den Lufteintritt abschneidet. In diesem Augenblick
muß die Hubkraft der Feder K mehr oder weniger kleiner sein als das .auf dem Ventilsitz
z z ruhende Gewicht, um ein dichtes Schließen. des Auslasses zu sichern, wobei der
Rüttelkolben T .seinen Hub infolge des Antriebes fortsetzt, den Kolben T12 mitnimmt
und den Ventilstößel V3 von seinem Sitz, von der Sitzfläche D2, abhebt und diesen
Durchlaß öffnet. In diesem Zeitpunkt sind die Durchlässe H durch den Rundschieber-S
geschlossen, die Luft in dem Stößel entweicht daher unmittelbar ,und vermindert
hiermit denf Druck in dem Ringraum oberhalb T12 auf den am Auslaß vorhandenen, ohne
hierdurch den Druck unterhalb fdes Rüttelkolbens .T zu beeinflussen. Auf diese Weise
ist der Weg für ein rasches und kräftiges Öffnen des Auslasses für den Rüttelzylinder
vorbereitet.
-
Die in dem Raum Y eingeschlossene Luft dehnt sich sägleich aus, hebt
den Kolben T12 weiter und damit auch den Stift 12, und mit diesem das Ventil D von
seinem Sitz 2, wobei dann Luft durch die Kanäle E eintritt und der Ventilstößel
so um einen vorher bestimmten Grad schneller angehoben wird, .als der Rütteltisch
durch sein Gewicht fallen kann. Dies erfolgt unter Kontrolle, um den Prall zwischen
,dem Stößel T12 und dem Teil BZ Zu verringern. Bisher schlug bei mit Preßluft betriebenen
Ventilen für gleiche Zwecke der Stößel T12 an den Deckel auf dem Ventilkörper
oben
an, und zwar mit so hoher Geschwindigkeit, daß sie schädigend wirken konnte. Die
Deckelbolzen brachen häufig, und die einzelnen Ventilteile gerieten durcheinander,
so daß ihre geordnete Tätigkeit verhindert wurde. Im vorliegenden Falle wird die
Geschwindigkeit des Stößels V, je mehr V2 sich B2 nähert, allmählich vermindert,
also durch den anwachsenden Widerstand der nach und nach überdeckten Auslaßkanäle
X für die .im Ringraum eingeschlossene Luft, wozu außerd'ern das normale Entweichen
im Spielraum um den nicht abgedichteten Stößel beiträgt.
-
Es mag hier bemerkt werden; daß mehr oder weniger Undichti.gkeit unvermeidlich
ist, selbst wenn Dichtungsringe verwendet werden, und da etwas Luft von dem arbeitenden
Rüttelzylinder entweicht, wenn er in seine Endstellungen gelangt, kann ein entsprechendes
Übertreten nichts schaden. Gutgepaßte Führungen ohne Dichtungen werden daher für
den Stößel VI- und V3 verwendet; so bei V3, wo der Rundschieber S die Durchlässe
H
abdeckt. Auf diese Weise wird ein bleibender Druck nach unten auf V2 gesichert,
nachdem die Durchlässe H nach dem Hochgehen des Rüttelkolbens durch den Schieber
S abgedeckt sind. Wenn daher der Sitz i i des Stößels von der Sitzfläche D2 abgehoben
ist, entweicht die in dem Stößel enthaltene Luft nach dem Auslaß, der Stößel selbst
hebt sich und nimmt das Auslaßventil D mit, wodurch sich die Fläche D' von ihrem
Sitz :2 zum weiten öffnen des Auslasses für den Rüttelzylinder J abhebt. Diese Aufwärtsbewegung
des Stößels geht so rasch vor sich, wie es erforderlich ist, um die Geschwindigkeit
des niederfallenden Plungers zu überlaufen, wobei dieser am Ende seines Niederganges
den Stoß zwischen V2 und B2 durch ein Luftkissen abfängt. Nach diesem Vorgang hängt
das Ventil D auf dem Querbolzen i2, und nach dem Niedergang das Stößels senkt sich
die Sitzfläche D' um den Spielraum in dem Schlitz des Bolzens 12 durch ihr Gewicht,
:um den Sitz 2 zu schließen, bevor der Plunger J an die Bodenplatte io des Rüttelzylinders
anschlägt. Ist dieser Spielraum durchlaufen, dann schließt sich der Ventilsitz D2
auf dem Sitz i i, beendet so den Niedergang des Stößels und des Ventilkörpers, während
der Rüttelplunger weiterfällt. Hierbei öffnet es den Durchlaß zwischen B' und Cl,
als Voreilung bekannt, wonach der Körper B durch die Feder K weiter angehoben wird,
während sofort wieder Druckluft durch die Drossell;anäle 15 einströmt, um
den Rüttelplunger J abzufangen und wieder anzuheben. Auf diese Weise bleibt Luft
in dem Rüttelzylinder eingeschlossen, bevor der Rüttelstoß zu Ende kommt. Hierdurch
wird der Luftverbrauch verringert, ebenso der schädliche Anprall, dei die Sandform
zu zerstören und den gemeinsamen Zusammenhang des Formsandes zt schädigen trachtet.
-
Des weiteren wirkt das Doppelsitzventil B wie ein Regler, um die Möglichkeit
für ein weites öffnen des Auslasses unter möglichst geringstem Überlaufen des hochgehenden
Rütteltisches über die Stellung, wo :der Auslaß beginnt, vorzubereiten. Dies ist
bei einfachen Rüttelmaschinen vorteilhaft, da einheitliche Hubhöhe für die Stöße
ermöglicht wird, was besonders bei stoßlosen Maschinen wünschenswert ist, wo ein
Überlaufen des Tisches den gegenseitigen Gang von Tisch und Am-boß zu stören trachtet,
so daß. die Maschine mehr oder weniger wild läuft, oder die Rüttelstöße in unregelmäßigen
Zwischenräumen erfolgen .und an Stärke verschieden sind, sogar manchmal vollständig
ausbleiben, so daß der Tisch auf der Luft schwimmt. Liegt das Ventil D gegen seinen
Sitz 2 an und der Plunger J beginnt zu sinken, dann wird die in dem Rüttelzylinder
eingeschlossene Luft so lange zusammengedrückt, bis D2 sich wieder auf r i aufsetzt
und bis sich Bl- von C' zum Einlaß neuer Druckluft abhebt. Der Betrag dieser Pressung
hängt von dem Spielraum zwischen den einzelnen Teilen ab, wenn D geschlossen ist,
und von dem gegenüber dem offenen Ventil D2 verminderten Raum, wenn: das Einlaßventil
öffnet- Die Differenz, d. h. die Raummenge, wie sie durch die Plungerfläche gegeben
ist, regelt zeitlich die Bewegung von D zwischen dessen Anschlägen, die, den verschiedenen
Bedingungen entsprechend, veränderlich .eingestellt werden kann. Im allgemeinen
sollte jedoch der durch die Pressung erreichte Druck nicht den Minimaldruck der
Pressluft in dem Ventilkörper C überschreiten, für den die Feder K eingestellt ist.
Höherer Druck würde das Einlaßventil vorzeitig öffnen; .geringerer Druck würde beim
Abfangen des Anpralles nicht den vollen Preßdruck ergeben.
-
Die Feder K bestimmt daher den Minimaldruck; unter dem das Rüttelventil
arbeiten kann. Diese Feder muß stark :genug sein, um den Ventilkörper schneller
zu heben, als der Tisch sinken kann.
-
Um den in das Gehäuse C eingelassenen Luftdruck zu begrenzen, ist
ein Reduzierventil R (Abb. i) angeordnet. Ein Kugelventil L steuert den Frischlufteinlaß
zu dem Reduzierventil, durch das die Luft nachdem Behälter T hindurchgeht, von dem
sie hinwiederum nach dem Ventilkörper C durch das Anlaßven:til A zuströmt.
-
G ist ein Druckmesser für den Behälter T, an dem der für. das Schweben
des belasteten
Tisches erforderliche Ausgleichsdruck und der Arbeitsdruck
beobachtet werden kann. Der letztere muß immer den ersteren überschreiten, und zwar
um einen für die gewünschte Geschwindigkeit erforderlichen Betrag, der durch das
Reduzierventil R geregelt werden kann. In diesem Reduzierventil wird ein Rückschlagventil
17 durch die gespannte Feder r8 offen und durch den Behälterdruck über seiner Sitzfläche
geschlossen gehalten. Die Feder 18, die auf das Rückschlagventil 17
wirkt,
trägt an ihrem oberen. Ende einen Kreuzkopf r9, der an den Stangen 2o gleitet und
durch einen Bolzen 2r befestigt werden kann. Diese Stangen sind an dem Ventilkörper
des Reduzierventils R angebracht und tragen an ihrem oberen Ende .den Zylinder 22,
der durch das Rohr 23 in Verbindüng mit dem Behälter T steht. Dieser Zylinder hat
eine Bohrung 26, die etwas größer als der Durchmesser des Ventilkegels 17 ist. Der
Kreuzkopf z9 verlängert sich in den Zylinder 22 und bildet dort einen Kolben 27,
der in dem Zylinder gleitet. Der Kolben 27 ist in dem Zylinder 2.2 mit Dichtungen
eingepaßt. Der Druck des Behälters T wirkt auf seine Fläche, um die Feder 18 zusammenzudrücken,
wenn das Anlaßventil A geöffnet und andererseits Druckluft langsam durch das Kugelventil
L eingelassen wird. Der gleiche Druck wirkt auf das Rückschlagventil 17 mit dem
Durchmesser 25, das ebenfalls dicht in dem Ventilkörper R eingepaßt ist. Da aber
die Fläche 26 größer ist als .die von 25 mit dem Gewicht der in gleicher Richtung
wirkenden beweglichen Teile, so wird der Druck auf 27 den entgegenstehenden Druck
auf Ventil 17 übertreffen und so dieses Ventil 17 weiter offen halten.
-
Unter diesen Bedingungen wird der in dem Behälter T durch den Druckmesser
G angezeigte Druck der Ausgleichsdruck für .den Plunger I sein, wie er zum Haltendes
Rütteltisches mit beliebiger Last erforderlich ist. Man befestigt nun den Kreuzkopf
z9 an den Stangen 2o unmittelbar, nachdem der Ausgleich durch weites Offnen von
L für das Anlassen der Maschine erreicht ist. Der Druck in dem Behälter T wird dann
selbsttätig ansteigen, um eine für den belasteten Tisch gewünschte und bestimmt
begrenzte Geschwindigkeit zu erreichen; die Hubhöhe wird in den für stoßlose Maschinen
erforderlichen Grenzen bleiben, um Tisch und Amboß in richtigen Gang zu halten.
Ein biegsamer Schlauch 28 dient als Verbindung zwischen dem Anlaßventil A und dem
Rütteltisch, und ein Ablaßhahn 2,4 dient für das Ablassen des Kondenswassers :in
dem Behälter T.
-
Der Auslaß der Maschine kann .ebenfalls so angeordnet sein, daß sämtliche
Niederschlagsflüssigkeit durch -den Auslaß aus dem Rüttelzylinder abgeleitet wird.
-
Wie in Abb. 2 dargestellt, ruht der Rüttelkolben über seiner Bodenplatte
ro, die durch das Kissen oder die elastische Schicht 9 und die Platte 8 daruntergehalten
wird. Das Einlaßventil B1 hat sich von seinem Sitz Cl durch den Ventilstößel V gehoben
und ist durch die Wirkung der Feder K zu weitem öffnen ,gezwungen.
-
Es ist bereits bemerkt worden, daß das Ventil V beim Anheben .unter
dem durch die Drosselkänäle E eintretenden Druck von einer weiteren Aufwärtsbewegung
durch die Buchse B2 aufgehalten wird, und es muß betont werden, daß dies eine Folge
,der relativ verschiedenen Oberflächen ist, wie sie, wie oben auseinandergesetzt,
in gleitender Beziehung zueinander angeordnet sind.
-
Eine .gewisse Größe bei diesen relativen Flächen ist in gewissem Maße
Voraussetzung; um entsprechende Größenverhältnisse als Beispiele anzuführen, sind
die entsprechenden Zahlen für die einzelnen Durchmesser proportional zu den wirkenden
erforderlichen Durchmes s ernangegeben, angefangen mit dem Durchmesser für Vs mit
3 und endend mit 7 für das Ventil B1.
-
In den Zeichnungen sind die einzelnen Teile in der Stellung dargestellt,
welche sie einnehmen, wenn der Luftzutritt vor dem Einlaß I an irgendeinem äußeren
Punkt der Maschine, etwa bei A oder bei dem Ventil L, geschlossen wird.
-
Die Arbeitsweise des Ventils ist also folgende: Wenn Druckluft zum
Heben des Kolbens I eingelassen wird, so tritt sie ,durch .die Drosselkanäle 15
in dem Schieber S in den Rüttelzylinder r unterhalb des Kolbens I ein, hebt den
Kolben mit dem Rütteltisch, wobei der Querschnitt der Kanäle 15 die Geschwindigkeit
von Kolben und Tisch bestimmt. Das Reduzierventil R erfüllt eine ähnliche Aufgabe
hinsichtlich der Belastung .des Tisches. Ist die Last auf dem Tisch verhältnismäßig
leicht, so kann das Ventil R in der Stellung der Abb. r verbleiben, wo die Feder
18 nur wenig zusammengedrückt ist; ist die Last aber verhältnismäßig groß, dann
wird der Druck unter dem Kolben, der, wie am Druckmesser G zu sehen, erforderlich
ist, sowie die Feder 18 .selbsttätig eingestellt. Der Kreuzkopf z9 wird nun in der
jetzt eingenommenen Stellung festgemacht. Hierdurch wird der Druck in dem Behälter
T steigen und den Lufteinlaß für die entsprechende Last regeln.
-
Auf diese Weise wird die richtige Luftzufuhr für jeden Arbeitsdruck
der Maschine vorhanden sein, und es werden nur geringe
oder gar
keine Verluste entstehen, da der Luftbehälter T nun als Ventilstand dient und das
Rerhizierventil R zur Erreichung des Zweckes eine einfache und billige Vorrichtung
ist.
-
Druckluft tritt nicht nur in den Rüttelzylinder i ein und hebt den
Plunger I, son-(lern kommt auch in das Stößelinner.e V durch die Kanäle H und tritt
durch die Kanäle X in den Ringraum über V2. Das Einlaßventil Bi wird durch die Feder
I( offen gehalten. Beim Anheben nimmt der Plunger den Rundschieber S mit, der dann
die Kanäle H überdeckt und so das Innere des Stößels h vom Eintritt der Druckluft
abschließt. Der Druck in dem Stößel V wirkt durch die Kanäle X auf den Kolben V2
des Stößels und direkt in V1, so daß das Auslaßventil D niedergehalten wird. Wenn
der Plunger steigt, bleibt der Stößel V in seiner Lage, und der Sitz C'- des Einlaßventils
legt sich an die Sitzfläche Bi und schließt den Lufteinlaß. Hierdurch öffnet der
Durchlaß i i -infolge der Schlitzverbindung, und das Innere des Stößels V ist mit
dem Auslaß verbunden, ebenso wie der Raum über V2. Die Folge davon ist, daß die
in Y eingeschlossene Luft, ebenso wie die durch die Kanäle E eintretende Luft, -den
Stößel mit einer erst raschen, dann langsameren Bewegung nach aufwärts wirft infolge
des enger werdenden Querschnittes der Kanäle X. Diese Aufwärtsbewegung des Stößels
V öffnet den Aus-. weit und rasch. Der Stößel V wird bei seiner Aufwärtsbewegung
durch =ein infolge der Verringerung der Auslässe X entstehendes Luftkissen abgefangen,
bevor eine Berührung zwischen 1'2 und B2 eintritt. Da der Plunger nun fällt, fällt
das Ventil D unter Eigengewicht und schließt durch die Schlitzverbindung 12 ungehindert
den Auslaß, um so die Luft unter dem Plunger abzuschließen, so daß dessen Fall durch
dieses entstehende Luftkissen abgefangen wird. - Auf diese Weise wird erreicht,
daß der Formkasten, der finit dem Rütteltisch fällt, in -guter Verbindung mit- dem
Tisch bleibt, wenn der Rüttelstoß ausgeführt wird. Ganz kurz vor dem Stoß kommt
der Stößel bei V2 an die Büchse B2 und hält die sich senkende Ventilfläche BI an,
während der * Ventilsitz Cl sich weiter ab-« ärts bewegt und so den Rüttelzylinder
öffnet, um durch eine erweiterte Öffnung frische Druckluft einzulassen.
-
Die Teile nehmen nun wieder die in der Abb. i dargestellte Lage ein.
Die Feder k hält das Ventil B angehoben und öffnet das Einlaßventil zur Wiederholung
des beschriebenen Rüttelvorganges. Das Rütteln kann durch das Ventil A angelassen
und beendet «-erden. Lediglich die verschiedene Belastung des Tisches erfordert
eine Neueinstellung des Reduzierventils R.