-
Durch Wellenumlauf angetriebener Zahnstangentreibapparat für hydraulische
Arbeitsmaschinen, insbesondere Schmiedepressen Die Erfindung bezieht sich auf einen
durch Wellenumlauf angetriebenen Zahnstangentreibapparat für hydraulische Arbeitsmaschinen,
insbesondere Schmiedepressen.
-
Die über Ilgnerumformer oder über Motor und Schwungrad o. dgl. angetriebenen
einstufigen Treibapparate für hydraulische Arbeitsmaschinen haben im allgemeinen
und insbesondere gegenüber dampf- oder reinhydraulischen Treibapparaten den Nachteil,
daß sie, unbekümmert ob die Arbeitsmaschine eine große oder eine geringe Geschwindigkeit
verlangt, durch die ungefähr gleichmäßige Umlaufzahl der Antriebswelle immer dieselbe
Druckwassermenge in der Zeiteinheit hergeben. Damit ist aber der hydraulischen Arbeitsmaschine,
beispielsweise einer Schmiedepresse, nicht gedient. Messungen an einer durch einen
dampfhydraulischen Druckübersetzer angetriebenen Schmiedepresse ergaben eine kleinste
Durchschnittsgeschwindigkeit von 70 mm/Sek. und eine größte Geschwindigkeit
von 420 mm/Sek. des Preßstempels. Bei reinhydraulischen Druckübersetzern sind die
Verhältnisse ähnlich. Diese erwünschte Spanne in der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine
wird aber von Natur aus vom durch Druckmittel betriebenen Druckübersetzer deshalb
erzielt,. weil der Kolben des Übersetzers sich frei von irgendeinem Antriebsgestänge
o. dgl. bewegt, so dxß der Kraftiiberschuß des Druckübersetzers gegenüber dem Widerstand
in der Aibeitsmaschine immer in Beschleunigung bzw. erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit
der Arbeitsmaschine zur Wirkung gelangt. Der Steuernde kann durch Drosselung in
den Steuerungskanälen die Geschwindigkeiten jeweils ändern. Da diese Drosselungen
jedoch, namentlich wenn sie zu weit getrieben werden, einer nennenswerten Arbeitsvergeudung
entsprechen, so hatte man hier und dadurch Druckmittel betriebene Treibapparate
auch mehrstufig gebaut, indem der im Treibapparat. erzeugte Wasserdruck besser dem
jeweiligen Widerstand in der Arbeitsmaschine angepaßt wurde.
-
Bei durch Wellenumlauf angetriebenen Treibapparaten hingegen paßt
sich der Kraftverbrauch in jedem Falle dem Widerstand in der Arbeitsmaschine an,
hier sind dafür keine Druckstufen notwendig. Wird dieser Treibapparat beispielsweise
über ein Schwungrad angetrieben, so entspricht die Energieabgabe vom Schwungrad
immer der geleisteten Arbeit in der Arbeitsmaschine. Ähnlich liegen die Verhältnisse
bei über Ilgnerumformern angetriebenen Treibapparaten. Der Energieverbrauch bei
Arbeitsmaschinen spielt aber für die Wirtschaftlichkeit eines Werkes
eine
große Rolle.* Genaue Messungen an einer durch einen dampfhydraulischen Treibapparat
betriebenen Schmiedepresse ergaben, daß sie bei durch Wellenumlauf betriebenem Treibapparat
nur ein Fünftel der Energiekosten verbrauchen wird. Deshalb geht das Bestreben dahin,
die durch Druckmittel betriebenen Druckübersetzer durch Elektromotor und Wellenumlauf
betriebene Treibapparate zu ersetzen, um so mehr, als die Energiekosten einen wesentlichen
Bestandteil der Selbstkosten ausmachen.
-
Um nun den durch Wellenumlauf angetriebenen, außerordentlich wirtschaftlich
arbeitenden Treibapparat auch den Forderungen der hydraulischen Arbeitsmaschinen
anzupassen, soll er gemäß der Erfindung für mehrere Wasserlieferungen bzw. für mehrere
Geschwindigkeiten der Arbeitsmaschine eingerichtet werden.
-
Der besseren Verständlichkeit - halber ist die Erfindung auf der Zeichnung
in den Abb. i bis 6 an einem Ausführungsbeispiel eines Treibapparates für drei Wasserlieferungen
darges-telt.
-
Abb. i ist ein Längsschnitt durch den Treibapparat, Abb. 2 ein Querschnitt
nach der Linie a-b, Abb. 3 ein Querschnitt nach der Linie c-d, Abb. q. ein Querschnitt
nach der Linie e-f .
In Abb. r ist - der Treibapparat für die größte, in Abb.
5 für. .eine mittlere und in Abb.6 für die kleinste Wasserlieferung dargestellt.
-
Es ist i der Grundrahmen, in welchem der Treibapparat gelagert ist.
2 ist die durch einen Elektromotor o: dgl. in Umlauf zu versetzende Welle. Bei Antrieb
durch einen Reversiermotor kann die Flanschverbindung 3, wie gezeichnet, ausgeführt
werden, wenn jedoch -der Treibapparat durch ein Schwungrad angetrieben wird, wird
die Verbindung 3 als ausrückbare Kupplung gebaut. Mit der Welle 2 unmittelbar verbunden
ist das Zahnritze1 q., welches in die als hydraulischer Zylinder- ausgebildete Zahnstange
5 eingreift. 6, 7, 8 sind drei im Rahmen i vorgelagerte ortsfeste Plunger; die -in
entsprechende Bohrungen im Zylinder 5 eintauchen, wobei 'die Räume für die Plunger.6
und 8 durch ein am Zylinderende angebrachtes Rohr g stets miteinander in Verbindung
sind. Durch Stopfbüchsen io sind die Plunger gegen den Zylinder abgedichtet. Indem
Steuergehäuse-i-r-isf der - Steuerschieber i, untergebracht; der durch einen -Plunger
13, unter dem konstanten-Druck eines Druckmittels in der Leitung 1q., das Bestreben
hat,- -sich von unten nach oben zu bewegen. 15 ist eine mit dem Füll-bzw. Abwasser
in Verbindung stehende Leitung. 16 ist die Leitung, die zur hydrau= fischen Arbeitsmaschine
führt. 17 ist ein Kolben, der mit dem Steuerschieber 12, unmittelbar verbunden sein
kann und unter dem Einfluß des Druckes in der gesteuerten Leitung 18 steht. .i9
ist ein Kolben mit Stange ?o, der unter dem Einfluß des gesteuerten Druckes in der
Leitung 2i steht. .
-
Mit den- Plungern 6, 7 und ,8 in unmittelbarer Verbindung stehen die
Ventilspindeln o. dgl. 22, 23 und 24., deren Durchgangsquerschnitte im Verhältnis
zu den Plungerflächen von 6, 7 und.8 stehen. Diese Ventilspindeln sind durch ein
gemeinsames Gewicht o. dgl. 25 derart belastet, daß diese Gesamteinrichtung von
22 bis 26 als ein Sicherheitsventil wirkt, welches sich selbsttätig den den Wasserlieferungen
entsprechenden höchst zulässigen Wasserdrücken anpaßt. 26 ist eine mit dem Abwasser
verbundene Leitung. Der Zylinder 5 läuft in den Führungen 27 im Rahmen i.
-
Dir Wirkungsweise des Treibapparates ist folgende: -Im Falle Druckwasser
erzeugt und gefördert werden soll, bewegt sich der durch das Zahnritzel q. angetriebene
Zylinder 5 von links nach rechts und verdrängt den Plungerquerschnitten von 6, 7
und 8 entsprechend Wasser durch die Leitungen 16 und auch i5,_ je nachdem,
welche Lage der Steuerschieber ia eingenommen hat.
-
Steht der Steuerschieber i2 ,beispielsweise in der Lage der Abb. i,
wobei der Kolben i9 durch' Leitung 21 Druckwasser hat, so geschieht die größte Wasserförderung,
indem das von den Plungern 6, 7 und 8 verdrängte Wasser durch die -Leitung 16 nach
der Arbeitsmaschine verdrängt wird.
-
Steht der Steuerschieber in der Lage der Abb. 5, wobei auch der Kolben
i7 durch Leitung i8 Druckwasser hat, so fördern die Plunger 6 und B. durch die Leitung
16 Druckwasser zur Arbeitsmaschine, während das von dem Plunger 7 verdrängte Wasser
durch- das Innere des Schiebers .ia nach der Abwässerleitung 15 verdrängt
wird. - -Steht der Steuerschieber in der Lage .der Abb. 6, wobei die Steuerleitungen
18 und--2i mit dem Abwasser verbunden-sind, so nimmt der Steuerschieber 12 seine
obere Endlage ein, wobei nur der Plunger 7 Druckwasser durch Leitung 16 zur Arbeitsmaschine
fördert, -während die Plunger 6 und 8 mit der Abwasserleitung 15 verbunden sind.
-Tritt ein Überdruck in der Arbeitsmaschine ein, so wird bei Stellung des Steuerschiebers
12 gemäß - Abb. i das Gewicht 25 -von den Spindeln 22, 23 und 24 hochgehoben =und
das überflüssige Wasser durch die Leitung 26 nach -der "AbvVas'serleiitürig verdrängt.
Bei Stellung des Steuerschiebers nach Abb.5
wird das Gewicht 25
durch die Spindeln 22 und 24 bei Stellung des Steuerschiebers in Abb. 6 durch die
Spindel 2,3 angehoben.