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Hydraulische Strangpresse Bei hydraulischen Strangpressen (sowohl
Stangen- wie Rohrpressen) werden häufig hydraulische Akkumulatoren angewendet, um
mit kleinen Pumpen hohe Preßgeschwindigkeiten zu erreichen. Diese Betriebsweise
bedingt jedoch im Gegensatz zum direkten Pumpenbetrieb eine große Energievergeudung,
da das gesamte Preßwasser auf .den normalen Druck der Akkumulatoren gepreßt werden
muß, während der Druckbedarf der Presse je nach Werkstoff, Temperatur, Stückabmessungen
und Strangquerschnitt sehr verschieden ist. Der überschuß muß durch die Drosselung
vernichtet werden, wodurch unliebsame Erwärmungen des Preßwassers und Anfressungen
an Ventilen, Rohren usw. durch Wirbelbildung verursacht werden. Durch die Anwendung
von Windkesseln für die leere Vorwärtsbewegung der Presse hat man bereits eine wesentliche
Verbesserung erreicht, jedoch ist eine Erweiterung dieses Prinzips durch Anwendung
mehrerer Druckstufen in mehreren Akkumulatorenanlagen meistens infolge der erheblichen
Komplizierung der Anlage untunlich.
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Es sind bereits Pressen bekannt geworden, die zwei Hauptzylinder aufweisen,
deren Kolben durch eine Kolbenstange fest miteinander verbunden sind. Diese Anlage
läßt zwar, wenn man die Vorrichtung so ausbildet, daß die Zylinder einzeln oder
zusammen unter Druck gesetzt werden können, die Erzielung mehrerer Druckstufen zu,
jedoch haftet ihr der Nachteil an, daß bei Benutzung nur eines Zylinders der Kolben
des anderen dauernd leer mitgeschleppt werden muß und außerdem mit Rücksicht darauf,
daß die Wirksamkeit der Fläche des vorderen Kolbens durch die Kolhenstange verkleinert
ist, zur Erreichung des erwünschten Maßes der Druckabstufung der Vorderzylinder
einen verhältnismäßig großen Durchmesser erhalten müßte, der eine entsprechende
Erhöhung der Herstellungskosten mit sich bringt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
die Kolbenstange nur am hinteren, dem Werkstück abgewendeten, kleineren Kolben befestigt
ist und ihren Druck durch Berührung auf den vorz# Kolben überträgt. Hierbei kann
also reit der ganzen Fläche des vorderen Kolbens als wirksamer Fläche gerechnet
werden, wenn, wie es in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle geschieht, nur der
vordere Kolben benutzt wird. Dabei fällt auch das Mitschleifen des hinteren Kolbens
fort, und man ist in der Lage, eine vorteilhafte Abstufung der Druckstufen etwa
nach einer geometrischen Reihe zu erhalten, ohne daß der Vorderzylinder einen zu
großen Durchmesser haben müßte bzw. ohne daß der Hinterzylinder ungünstig klein
wird. Will man beispielsweise einen
Maximaldruck von 2 25o t erreichen
und soll der Druck des hinteren Zylinders, also die kleinste Druckstufe, i ooo t
betragen, so würde sich der Druck des Vorderzylinders allein, also der mittleren
Stufe, bei der -bekannten Anordnung, zu 12-50 t ergeben. Geht man jedoch
zur erfindungsgemäßen Anordnung über, indem man den vorderen Kolben mit der Kolbenstange
nicht fest verbindet, und nimmt man an, daß der Querschnitt der Kolbenstange etwa
io % der Kolbenfläche beträgt, so erhält man bei der erfindungsgemäßen Anordnung
in dem Fall, daß man mit der mittleren Druckstufe arbeitet, also nur mit dem Vorderzylinder,
eine io °/oige Steigerung des Druckes gegenüber der bekannten Anordnung, d. h. bei
dem obenerwähnten Beispiel, einen Druck von i 350 t.
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Überdies hat diese Anordnung noch den Vorteil, daß in dem Fall, daß
beim Arbeiten mit der mittleren Druckstufe während des Preßhubes die Zuschaltung
des Hinterkolbens sich als notwendig erweist, die erst hierbei in den Vorderzylinder
eindringende Kolbenstange als Druckübersetzer wirkt, so daß bereits vor dem Auftreffen
der Kolbenstange auf den Vorderkolben, eine Drucksteigerung in dem Vorderzylinder
entsteht, wodurch ein allmählicher Übergang zur höheren Druckstufe geschaffen wird.
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Wie sich aus vorstehendem ergibt, läßt sich die Abstufung der Druckstufen
durch entsprechende Wahl des Kolbenstangendurchmessers regeln, indem die mittlere
Druckstufe im Verhältnis zur kleinsten und zur größten Druckstufe um so größer wird,
je größer der Kolbenstangendurchmesser ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
ist es demnach oft zweckmäßig, den Kolbenstangendurchmesser größer zu wählen, als
es lediglich in Hinblick auf die Kraftübertragung erforderlich wäre, wobei dann
die vergrößerte Auflagefläche der Kolbenstange an der Stopfbuchse zwischen den beiden
Zylindern sowie die große Biegefestigkeit der Kolbenstange es ermöglichen, von einer
besonderen Führung zwischen den beiden Zylindern Abstand zu nehmen, wodurch auch
die Baulänge der Presse wesentlich verringert werden kann.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei welchem mittels zweier Hauptzylinder drei Druckstufen und außerdem durch Windkesselbenutzung
eine Niederdruckstufe geschaffen sind.
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Abb. i stellt einen Längsschnitt durch den hydraulischen Teil der
Presse dar. Der Zylinder i, welcher durch den hinteren Zylinderdeckel 2 verschlossen
ist, enthält einen Kolben 3 mit der Dichtung 3a und ist vorn durch die Stopfbuchse
4 verschlossen. Der Rückzug der Presse wird durch den Ringraum 6 erreicht, dessen
Anschlußleitung nicht dargestellt ist. Die Rückwärtsbewegung kann selbstverständlich
auch in üblicher Weise durch besondere Zylinder erfolgen. Der Zylinder ist durch
die Säulen 7 mit dem vorderen, nicht dargestellten Querholm verbunden. An der Verlängerung
der Säulen 7 ist der Zylinder 8 befestigt, welcher vorn die Stopfbuchse 9 trägt
und im Innern den Kolben io. Der Kolben io steht durch die Kolbenstange i i mit
dem vorderen Kolben 3 in Verbindung. In der Abbildung ist er vermittels des Befestigungsstückes
12 am Kolben io befestigt, während er am Kolben 3 nur mittels seines kugelförmigen
Endes anliegt. Die Durchführung durch den Zylinderdeckel 2 erfolgt durch die Stopfbuchse
13.
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Der vordere Zylinder i steht durch das Rohr 5 mit dem Vorfüllventil
14 üblicher Konstruktion in Verbindung, der hintere Zylinder 8 durch das Rohr 15
mit dem Vorfüllventil 16. Die Vorfüllventile werden gemeinsam durch die Leitungen
17 und 18 in üblicher Weise von der Hauptsteuerung der Presse betätigt.
Den Füllventilen 1q. und 16 strömt das Füllwasser von zwei Windkesseln i9 und 2o
(Abb. 2) durch die Rohre 2i und 2-, (Abb. i und 2) zu, während ihnen das Preßwasser
durch die Leitungen 23 und 24. von der Steuerung zugeführt wird (Abb. i, 3 und q.).
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Abb. 3 und q. stellen schematisch die Hauptsteuerung in zwei Rissen
dar. Die Betätigung des Preßwassereinlaßventils für Zylinder i erfolgt durch den
Ventilstößel 25 mittels des Handhebels 26, für Zylinder 8 durch den Ventilstößel
27, welcher vermittels des Winkelhebels 28 und der Verbindungsstange 29 durch den
Handhebel 3o bewegt wird. Die beiden Handhebel 26 und 30 sind um eine
gemeinsame Achse drehbar. Die übrigen Ventile der Steuerung sind nicht dargestellt.
Nach Beendigung des leeren Vorlaufes unter Einwirkung des Windkesseldruckes kann
Preßdruck beliebig durch Betätigung des Hebels 26 oder 30 oder beider Hebel gegeben
werden. Bei dauernder Verwendung der höchsten Druckstufe, bei der beide Zylinder
gemeinsam wirken, können die Hebel 26 und 30 durch den Federbolzen 32 gekuppelt
werden. Beim Rückwärtsgang der Presse werden beide Füllventile in üblicher Weise
durch die bereits genannte Leitung 18 gleichzeitig angehoben, so daß das Wasser
in die Windkessel i9 und 2o zurückgedrückt wird.
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Beim Arbeiten nur mit dem vorderen Zylinder bleibt der Kolben io nach
Beendigung des leeren Vorlaufes stehen, da in diesem Falle das Füllventil 16 als
Rückschlagventil wirkt und ein Zurückdrücken des Kolbens io verhindert: Auch nach
Beendigung des Preßhuben
und Anheben beider Füllventile tritt keine
schnelle Vor- und Rückbewegung des Kolbens io ein, wenn sich die Drücke der beiden
Windkessel i9 und 2o umgekehrt wie die Ouerschnitte der Kolbenstange i i und des
Kolbens io verhalten. Die Erreichung dieses Druckverhältnisses wird in der eingangs
beschriebenen Weise durch Wahl eines großen Kolbendurchmessers erreicht.
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Zur Aufrechterhaltung des gewünschten Druckverhältnisses in beiden
Windkesseln i9 und 20 kann das Überdruckventil des einen Kessels vom Druck des anderen
Kessels abhängig gemacht werden, während der andere Kessel ein normales Überdruckventil
erhält. 1n Abb. 2 ist das abhängige Überdruckventil dargestellt. Die Belastung des
Überdruckventilkegehs 33 erfolgt durch den Kolben 34., dessen Fläche zu dem des
Kegels 33 in dem gewünschten Verhältnis steht. Die Wasserzuführung erfolgt durch
die Leitung 35.
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Die Ausführung ist nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt.
Es lassen sich beispielsweise auch drei Hauptzylinder mit der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Kolbenstangen anordnen, wobei sich bereits sieben Kraftstufen ergeben
würden. Auch können an Stelle der axial zur Presse gelegenen Zylinder zwei oder
mehr parallel zur Achse, aber seitlich von ihr gelegene treten.
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Auch kann die Presse ohne Vorfüllventil gebaut sein, wobei sinngemäß
die Preßdruckauslaßventile an deren Stelle treten.