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Druckregler für hydraulische Pressen mit unmittelbarem Pumpenantrieb
Bei hydraulischen Pressen, welche unmittelbar durch eine Preßpumpe betrieben werden,
muß die Druckwasserlieferung der Pumpe unterbrochen werden, sobald der gewünschte
Druck in der Presse erreicht ist. Es ist üblich, dafür einen Druckregler zu verwenden,
welcher ein Rückschlagventil und ein Umlaufventil besitzt, welch letzteres durch
einen belasteten hydraulischen Kolben bei Erreichung des gewünschten Druckes angehoben
wird. Das Umlaufventil läßt nach seiner Öffnung das von der Pumpe gelieferte Wasser
drucklos zu dem Saugbehälter zurückkehren, während das Rückschlagventil das in der
Presse befindliche gespannte Wasser zurückhält. Sollte in dem Preßzylinder der Presse
durch Undichtheiten oder durch Nachgeben des Werkstoffes der Druck sinken, so wird
der Hebekolben des Druckreglers durch seine Belastung niedergedrückt und das Umlaufventil
geschlossen, so daß die Pumpe von neuem Druckwasser fördert und den Druck
bis zu dem gewünschten Mäße erhöht. Ein Übelstand besteht darin, daß der Hebekolben
beim Hochgehen nicht nur die Belastung, sondern auch den auf dem Umlaufventil: lastenden
Druck und die Reibung der Abdichtungen überwinden muß, während beim Niedergehen
des Hebekolbens lediglich die Belastung abzüglich der vorgenannten Reibung auf den
Hebekolben wirkt. Die Folge ist, daßi ein ziemlich erheblicher Druckabfall eintreten
muß, ehe ein Wiedereinschalten der Wasserförderung der Pumpe eintritt. Es ist nun.
bekannt, einen Entlastungskolben anzuwenden, dessen Fläche mit dem Raum oberhalb
des Umlaufkegels in Verbindung steht und somit den Druck auf den Umlaufkegel ausgleicht.
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Man kann auch die Fläche des Entlastungskolbens so groß wählen, daß
sie nicht nur den auf dem Umlaufkegel lastenden Druck ausgleicht, sondern auch die
Reibungswiderstände beim Hochgang und beim Niedergang. Auf diese Weise erreicht
man folgenden Arbeitsvorgang: Die Belastung des Hebekolbens wird so eingestellt,
daß sie dem Druck auf den Hebekolben plus der beim Niedergang des Hebekolbens später
eintretenden Reibung entspricht. Wird in der Presse der gewünschte Druck erreicht,
so überwindet der Hebekolben zusammen mit dem Ausgleichkolben die Belastung, den
Druck auf den Umlaufkegel und die Reibung. Sobald der Umlaufkegel geöffnet ist,
verschwindet der Druck auf den Ausgleichkolben, und es ruht auf dem Hebekolben die
Belastung abzüglich der Reibung, so daß schon bei dem geringsten Druckabfall durch
die Einwirkung der Belastung der Hebekolben niedergedrücktund das Umlaufventil geöffnet
wird. Es ist nun schwierig, die Oberfläche des Ausgleichkolbens genau so zu bemessen,
da,! sie dem Druck auf das Umlaufventil plus der doppelten Reibung entspricht, denn
die Reibung ist von nicht feststellbaren Umständen abhängig, und der Druck auf den
Umlaufkegel kann, sich je nach der Vollkommenheit
des Aufschleifens
und der Größte der tragenden Sitzfläche ändern. Ist die Druckfläche des Ausgleichkolbens
zu klein, so ist ein Druckabfall zwischen Öffnen und Schließen des Umlaufkegels
unvermeidlich. Ist die Druckfläche des Ausgleichkolbens zu groß, so findet ein vorzeitiges
Auslösen und gleich darauf folgend ein Wiedereinlösen des Umlaufkegels in fortwährender
Folge statt, was sich in einem Schnattern des Ventils bemerkbar macht. Ist beispielsweise
der Druckregler auf zoo Atm. eingestellt, so wird ein Auslösen bereits bei zgo Atm.
stattfinden. Bei dem sofortigen Wiedereintreten des Schließens des Ventils findet
eine geringe Drucksteigerung statt, und unter fortwährendem Öffnen und Schließen
des Ventils steigert sich der Druck allmählich, bis er aoo Atm. erreicht hat, worauf
dann das Ventil zur Ruhe kommt. Es ist vorgeschlagen worden, in die Zuleitung zu
dem Hilfskolben ein regelbares Drosselventil einzubauen, welches den Zufluß des
Druckwassers nicht behindert, den Rückfluß des Druckwassers aber drosselt. Durch
dieses Drosselventil wird lediglich der Zeitraum zwischen Öffnen und Schließen verlängert,
also das Schnattern gemildert und das Umlaufventil geschont.
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Das Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß die Druckfläche des
Ausgleichkolbens oder eine Ausgleichfläche des als Differentialkolben ausgebildeten
Hebekolbens größer bemessen wird, als dem Druck auf den Umlaufkegel plus der doppelten
Reibung entspricht und daß die Druckwasserzufuhr zu der Ausgleichfläche durch ein
regelbares Reduzierventil geregelt wird. Durch das Reduzierventil kann man für alle
Fälle den Druck auf die Ausgleichfläch e so einstellen, daß er die gewünschte Größe
hat, also dem Druck auf den Umlaufkegel und der doppelten Reibung entspricht.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Die Presse a wird
betrieben durch eine Preßpumpe b. Das von der Pumpe geförderte Druckwasser geht
durch die Leitung c nach dem Druckregler d und von hier durch die Leitung e nach
der Steuerung f der Presse. Das Druckwasser durchströmt das im Druckregler d enthaltene
Rückschlagventil g. Der Druckregler d selbst ist folgendermaßen ausgebildet. Unter
dem Umlaufventil h befindet sich ein Hebekolben i, welcher als Differentialkolben
ausgebildet ist, also eine untere volle Fläche -und eine obere Ringfläche besitzt,
und dessen Stange, die das Ventil lt anheben soll, in der Ruhelage des Hebekolbens!
das Ventil lt nicht berührt, sondern Spiel hat. Der Hebekolben i ist durch eine
Feder k belastet. Die volle Fläche des Hebekolbens! steht durch eine Leitung l mit
dem Preß@zylinder der Presse in Verbindung. Die Ringfläche des Hebekolbens
i steht durch zwei Leitungen m und y mit dem Raum oberhalb des Umlaufventils
k in Verbindung. In der Zuleitung r zu dem Ringraum des Hebekolbens i ist ein Reduzierventil
n und in der Rückleitung m ein Rückschlagventil o so eingeschaltet, daß das
der Ringfläche zuströmende Wasser über das Reduzierventil tt und das abströmende
Wasser über das Rückschlagventil o geleitet wird. Wenn in der Presse a der gewünschte
Druck erreicht ist, so überwindet der Druck auf die volle Fläche und auf die Ringfläche
des Kolbens i die Belastung der Feder h, den auf dem Umlaufventil k ruhenden Druck
und die doppelte Reibung und hebt das Umlaufventillt an. Das von der Pumpe kommende
Wasser strömt nun durch das Umlaufventillt und die Rückleitung p nach dem Saugbehälter
der Pumpe b zurück. Das im Preßzylinder der Presse befindliche gespannte Wasser
wird durch das Rückschlagventil g zurückgehalten. Gleichzeitig mit dem Anheben des
Umlaufventils h verschwindet der Druck auf der Ringfläche des Hehekolbens i. Es
ruht nunmehr der ganze Druck der Feder h abzüglich der Reibung auf dem Hebekolben!
und sucht diesen abwärts zu cliücken. Bei, denn geringsten Druckabfall in dem Preßzylinder
der Presse a wird der Hebekolben abwärts bewegt und das Umlaufventil h wieder geschlossen.
Die Ringfläche des Hebekolbens i ist größer bemessen, als dem Druck auf das Umlaufventil
und der doppelten Reibung entspricht. Um nun. ein Schnattern des Ventils lt durch
vorzeitige Öffnung desselben zu vermeiden, ist das Reduzierventil it eingebaut,
welches durch eine einstellbare Feder g belastet ist und die Zufuhr des der Ringfläche
des Hebekolbens zufließenden Wassers so regelt, daß das beabsichtigte Kräftegleichgewicht
erreicht wird und somit der Druck auf die Ringfläche des Kolbens i genau gleich
dem auf dem Umlaufventil h lastenden Druck plus der doppelten Reibung entspricht.
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Durch dieses Reduzierventil kann. maneine größere oder kleinere Empfindlichkeit
des Druckreglers erzielen, indem man den -auf der Ringfläche des Hebekolbens! lastenden
Druck mehr oder weniger dem Zustand nähert, in dem der Regler seinen Gleichgewichtszustand
erreicht. Das Rückschlagventil o ist vorgesehen, u_ rn'-beim Schließen des Umlaufventils
h, dem von der Ringfläche abströmenden Wasser freien Ausfluß zu gewähren. An Stelle
der Feder k kann auch Gewichtsbelastung durch einen Gewichtshebel, Luftdruckbelastung
oder andere Kraft verwendet werden. An dem Hebekolben i können die beiden Flächen
miteinander vertauscht
werden in der Weise, daß die Ringfläche
die wirksame Hebekraft ausübt und die volle Fläche als Ausgleichfläche dient. Statt
eines Differentialkolbens können auch zwei getrennte, in derselben Achse liegende
oder in verschiedenen Achsen an einen Hebel angreifende Kolben verwendet werden.