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Hydraulische Presse mit selbsttätiger Stufenschaltung von Nieder-
auf Hochdruck sowie umgekehrt Bei hydraulischen Pressen mit selbsttätiger Stufenschaltung
von Niederdruck auf Hochdruck und umgekehrt leitet man bisher die Umschaltung von
der Drucksteigerung im Preßzylinder ab. Das hat aber Unzuträglichkeiten zur Folge,
so z. B. Leistungsminderungen, da nämlich die Wasserzufuhr aus der Niederdruckhaltung
(Niederdruckakkumulator, Niederdruckpumpe) und damit die Vorpreßarbeit sehr langsam
erfolgen muß, wenn die selbsttätige Umsteuerung einigermaßen genau stattfinden soll.
Außerdem ist dabei ein großer Kraftverlust nicht zu umgehen insofern, als die Spannung
der Niederdruckwasserhaltung bei weitem wesentlich höher sein muß, als für die Arbeit
nötig wäre. Dieser Nachteil wirkt sich aber um so mehr aus, als die Vorpressung
den weitaus größten Teil des Gesamthubes in Anspruch nimmt.
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Die angegebenen Mängel solcher Presse werden durch die Erfindung beseitigt,
und außerdem ergibt sich damit eine sehr einfache Steuerungsart mit möglichst wenigen
gesteuerten Organen. Nach der Erfindung wird die selbsttätige Umsteuerung nicht
vom eigentlichen Preßzylinder und seinem Preßkolben abgeleitet, auf welch letzteren
der Vordruck sich auszuwirken hat, sondern dafür ist eigens ein Zylinder vorgesehen,
dessen Kolben aber mit dem Preßkolben gekoppelt, d. h. gleichlaufend ist.
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Die Abb. i der Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung und die Abb.2 eine Vervollkommnung der Steuerung in Anpassung an stark
veränderliche Arbeitsverhältnisse.
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i ist der Anschluß für die Niederdruckleitung und 2 derjenige für
die Hochdruckleitung. Nach unten geht das Niederdruckwasser durch das federbelastete
Rückschlagventil 3 und das Rohr. unter das in der Handsteuerung gelegene und nach
oben gegen seinen Sitz abdichtende Ventil 5. Nach oben drückt das bei i eintretende
Niederdruckwasser gegen den Kolben 6 und preßt durch dessen Druckstange 7 das Hochdruckventil
e gegen seinen Sitz, so daß der Preßzylinder 9 von der Hochdruckleitung :z abgesperrt
ist. Das Hochdruckwasser gelangt durch das Rohr 2 aber in den Rückzugzylinderio
und sucht somit den Rückzugkolben ii sowie mittels des Ouerhauptes ia, der Stangen
13 und des Preßbären 14 auch den Preßkolben 15 dauernd nach oben zu drücken.
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Sobald man den Steuerhebel 16 in seine gestrichelte linke Endstellung
bringt, strömt das Niederdruckwasser aus dem Rohr q. durch das geöffnete Ventil
5 und das Rohr 17 in den Preßzylinder 9, d. h. der Kolben 15 bewegt sich unter Niederdruck
nach unten und drückt dabei das Wasser aus dem kleineren Rückzugzylinder io durch
das Rohr 2 in die Hochdruckhaltung zurück.
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Sobald das obere Werkzeug 18 im unteren Werkzeug i9 zur Anlage auf
dem Preßgut gekommen ist und dieses entsprechend der Niederdruckpressung
um
ein gewisses Stück zusammengedrückt hat, soll nunmehr auch das Hochdruckwasser zur
Wirkung kommen. Zu diesem Zweck ist mit dem Rohr 17 nach oben eine engere Leitung
2o verbunden, die in die Kammer 21 über dem Rückschlagventil 22 mündet. Die Kammer
23 unterhalb des Rückschlagventils 22 ist durch das Rohr 24 mit dem oberen' Ringraum
des Rückzugzylinders ro verbunden, der durch die Ringfläche 26 ari dem nach unten
verstärkten Rückzugkolben 11 gebildet wird. Zwischen den Kammern 21 und 23 ist ein
von Hand einstellbares Umwegventil 27 nebst Anschlußleitungen 28 und 29 angebaut,
das nur so viel geöffnet wird, daß sich der Ringraum 25 bei der raschen Niederbewegung
der Kolben nur eben füllen kann, also ungefähr an der Grenze der Vakuumbildung.
Dadurch kann der Ringraum 25 an Drucksteigerungen im Rohr 17 während des beschleunigten
Niederganges nicht teilnehmen, und die Drucksteigerung tritt in 25 erst ein, sobald
die Vorpressung entsprechend dem wachsenden Widerstand sich verlangsamt. Nach so
entstandenem Ausgleich zwischen den Pressungen in den Niederdruckrohren =, 4, 17
und im Ringraum 25, d. h. sobald sich der Druck in 25 nahezu auf die volle Druckhöhe
der Niederdruckhaltung eingestellt hat, drückt das Wasser aus 25 durch das Rohr
30 auf die obere Ringfläche 32 des Kolbens 6 in der Kammer 31. Da dieser
Kolben auch noch oben von dem unter Hochdruck stehenden Ventil 8 gegenbelastet ist,
so bewegt er sich - unter Voraussetzung richtiger Bemessung - in dem Augenblick
abwärts, wo der Druckausgleich in 25 stattfindet. Dadurch wird dann das Ventil 8
geöffnet, die Verbindung der Hochdruckleitung 2 mit dem Preßzylinder 9 hergestellt
und die Hochdruckpressung eingeleitet.
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Um den Preßkolben 15 nach verrichteter Arbeit wieder zurückzubringen,
braucht man nur den Steuerhebel 16 in die rechte gestrichelte Endstellung überzuführen.
Dabei ist das Ventil 5 geschlossen, imd durch das geöffnete Ab-
wasserventil
33 strömt das Wasser aus dem Preßzylinder 9 durch das Rohr 34 ins Freie oder in
einen Behälter. Der Rückzugkolben 11 kann nun, da er dauernd unter Druck steht,
den Preßkolben 15 wieder nach oben bewegen. Gleichzeitig hebt sich aber auch der
Steuerkolben 6 wieder und drückt dabei das Hochdruckventil wieder zu, da ja der
Druck im Ringraum 25 bei geöffnetem Ventil 33 durch das Rückschlagventil22
ebenfalls sofort wieder entweichen kann und der Druck des bei i eintretenden Niederdruckwassers
von unten gegen den Kolben 6 größer ist als der Druck des Hochdruckwassers von oben
gegen das Ventil 8.
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Das Umschlagventil 27 ist, wie erwähnt, entsprechend der raschen
Leerlaufgeschwindigkeit im Niedergang einzustellen. Wenn man annehmen kann, daß
diese immer ungefähr; die gleiche bleibt, so können die Teile 21, 22, 23, 27, 28
und 29 ganz wegfallen, und man braucht nur das Rohr 20-2q. entsprechend eng zu machen.
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Wenn dagegen diese Leerlauf-Abwärtsgeschwindigkeit aus besonderen
Gründen häufig und innerhalb weiter Grenzen geändert werden muß, so wird man gemäß
Abb. 2 vorziehen, nur das Umwegventil 27 wegzulassen und dafür das Ventil 22 mitzusteuern,
etwa indem ein das Venti122 betätigender Winkelhebel 35 durch eine Koppelstange
36, 37 an den Steuerhebel 16 angelenkt wird. Einem größeren Öffnungshube des Ventils
5 entspricht dann auch ein solcher des Ventils 22. Anderseits ließe sich zur Vermeidung
des erwähnten Vakuums die Einrichtung treffen, daß dem Rohr 24 durch ein an sich
bekanntes Nachsauge-Rückschlagventil beim Niedergang der Kolben 11, 26 Füllwasser
aus einem Behälter zufließen kann.
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Die innere Ausbildung der selbsttätigen Hochdrucksteuerung 8, 7, 6
ist natürlich gleichgültig. So könnte das Ventil 8 z. B. durch Hochdruck auf den
Ventilteller, also entgegen der Anordnung in Abb. 1, belastet und von der entgegengesetzten
Seite aus aufgestoßen werden, etwa ähnlich dem Ventil s. Selbstverständlich wären
die wirksamen Flächen des Antriebskolbens 6 dann zu vertauschen, ebenso die Rohranschlüsse.
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Abgesehen von den durch die Erfindung bedingten Besonderheiten kann
die Anordnung der Presse beliebig sein. So kann der Preßdruck auch nach oben gerichtet
sein oder der Rückzug, statt ungesteuert dauernd zu wirken, auch gesteuert werden.
Während die Presse nach dem Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Niederdruckwasser
im Preßzylinder das Wasser aus dem Rückzugzylinder in die Hochdruckleitung zurückdrückt,
läßt sich die Presse auch so einrichten, daß umgekehrt Wasser in die Niederdruckhaltung
zurückgedrückt oder daß von dem Zurückdrücken von Wasser in eine der beiden Druckhaltungen
ganz abgesehen wird.
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Falls beim Rückhube Wasser in die Niederdruckleitung zurückgedrückt
werden soll, muß natürlich die vorn Rückzugkolben ausgeübte Kraft größer sein als
der Druck der Niederdruckwassersäule auf den Preßkolben, d. h. der Rückzugzylinder
ro bekommt dann eine Steuerung ähnlich derjenigen 5, 33 in Abb. 1, jedoch in umgekehrtem
Sinne, und das Ventil 3 muß dann für Abwasser irgendwie geöffnet werden, was sich
bei geeigneter Ausbildung von dem Antriebskolben 6 aus ohne weiteres bewirken läßt.
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Der Ringraum 25 kann natürlich auch durch einen besonderen Zylinder
ersetzt werden, und unter Umständen kann das Wasser für ihn auch der Hochdruckleitung
entnommen werden, und zwar bei dem leeren Vorhube wieder gedrosselt. Falls die Ventile
5 und 33 zu groß werden und
der Steuerung von Hand zu bedeutenden
Widerstand entgegensetzen, können sie ohne weiteres mit einer von Hand zu betätigenden
Vorsteuerung versehen werden.