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Hydraulische Presse Hydraulische Pressen zum Pressen von Kunststoffen
werden entweder mit selbständigem Antrieb mittels eigener Pumpe oder mit einem Akkumulatorantrieb
ausgeführt. Vor liegende Erfindung befaßt sich mit Pressen der letzterwähnten Art,
und zwar mit jener Ausführungsform derselben,-welchd mit einem Differentialkolben
sowie einem Hoch- und Einem Niederdruckakkumulator, arbeitet, zwischen welchen Akkumulatoren
eine Druckpumpe das Wasser aus dem Niederdruckakkumulator in den Hochdruckakkumulator
fördert. Die. Erfindung bezweckt, durch sparsamste Anwendung des Wasserdruckes die
Wirtschaftlichkeit der Preßarbeit zu heben sowie durch eigenartige Ausbildung der
Steuerung und der Wirkung des Druckwassers die Bedienung der Presse zu vereinfachen
und ihre Leistung zu erhöhen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß
der Hochdruckakkumulator über ein regelbares Drosselventil und ein Rückschlagventil
einerseits mit dem. Ringraum des Preßzylinders und anderseits über ein weiteres,
unter dem Druck des Hochdruckakkumulators sich schließendes gesteuertes Ventil mit
dem Vollraum des Preßzylinders verbunden wird, an welche Verbindung hinter dem letzterwähnten
Ventil der Niederdruckakkumulator mittels einer Leitung angeschlossen wird, die
ebenfalls ein unter dem Druck des Hochdruckakkumulators sich schließendes gesteuertes
Ventil enthält. Die Presse nach der Erfirl-Jung ist nicht nur für große Ausführungen,
sondern am zweckmäßigsten für eine mit, Hilfe eines einzigen Aggregats angetriebene
Reihe von kleineren Pressen geeignet.
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Das Wesen der Erfindung' wird auf Grund der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse nach der Erfindung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist eine Preßanlage nach der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Von der Presse ist nur der Arbeitszylinder i dargestellt, in dem ein
als Differentialkolben ausgebildeter Arbeitskolben z, 3 arbeitet. Der Kolbenteil
3 von kleinerem Durchmesser tritt durch den Boden des Arbeitszylinders i unter Abdichtung
hindurch und leistet mit seinem unteren Ende in irgendeiner bekannten Weise die
Preßarbeit. über der Kolbenstufe 2 vom größeren Durchmesser befindet sich ein Druckraum
4, über welchem ein Multiplikatorzylinder 5 angeordnet ist. In diesem Multiplikatorzylinder
5 ist ein Differentialkolben 6, 7 angeordnet, welcher mit seinem Teil 7 vom kleinen
Durchmesser den oberen Boden des Zylinders i unter Abdichtung durchsetzt und in
eine obere Aushöhlung 8 des Arbeitsraumes 4
hineinragt.. Der._Kolbentel
6 vom -größeren Durchmesser teilt den -Arbeitsraum , des Multiplikatorzylirclers.-$_
in: einen `oberen Raum 9 und einen unteren ringförmigen Raum io ab. Der Multiplikatorkolben
6, 7 ist durch eine Druckfeder ii belastet, die.den-Kolben 6, 7 in seine Hochlage
zu bringen sucht. - Der Ringraum io des Mültiplikatorzylinders 5 steht durch eine
Rohrleitung 2o mit dem Ringraum 21 des" Arbeitszylinders i in offener Verbindung.
-In der Anlage sind zwei-rAklzumulatoren vorgesehen, und zwar eiti5 %9ö@lzdruckäkkumulator
12 und' ein Niederü:klüffäkkumulator, 13. Beide Akkumulatoren r2--.und 13
sind durch eine Rohrleitung-1g miteinander verbunden, in welche eine Druckpumpe
i5 eingeschaltet ist, die die Druckflüssigkeit vorn Niederdruckakkumulator 13 in
den Hochdruckakkumulator 12 hinüberfordert. Der -Hochdruckakkumulator 12 -ist- durch
eine -Rohrleitung 16 mit der oberen Kammer eines Drosselventils 17 verbunden, von
dessen- unterer Kammer eine -Rohrleitung 18 zum oberen Raum 9 des Multiplikatorzylinders
5 führt. Die untere Kammer des Drosselventils 17 ist ferner durch einen Kanal
i9 mit der unteren Kammer eines Rückschlagventils 22 verbunden, dessen obere Ventilkammer
durch eine Rohrleitung 23 mit der oberen Kammer eines Ventils 24 verbunden ist.
Die Kammer, unter dem Ventil 2,4 -steht durch einen Kanal 25 mit der,. öÜe=en Kammer
eines Ventils 26 in Verbindiirig:.. -Vom-- Kanal 25 zweigt eine in den Arbeitsraum
4 des Preßzylinders i einmündende. Rohrleitung 277b. Die untere Kammer des Ventils
26 steilt. durch eine Rohrleitung 28 mit dem Niederdruckakkumulator i3. in offener
Verbindung. Von der Leitung 23 zwischen den Ventilen 22 und 24 zweigt eine
in den Ringraum 21 des Preßzylinders i einmündende Rohrleitung 29 ab.
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Die Ventile 24 und a6 werden durch einen gemeinsamen, - um einen Lagerzapfen
3o schwingbaren zweiarmigen Hebel 4o mit Hilfe von Stößeln -31 und -32 betätigt.
Das Drosselventil 17 wird mit Hilfeeines Stößels 33 durch einen um einen Lagerbolzen
34 schwenkbaren Hebel 35 betätigt; zweckmäßigerweise ist die Anordnung der Ventile
17, 24, 26 und der Hebel 35 und 4o eine solche, daß die -Lagerungen 30 -und 34 der
beiden Hebel zusammenfallen und beide Hebel 35 und 4o gemeinsam und gleichzeitig
betätigt- werden.
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Das Drosselventil 17 i'st so ausgebildet, daß es niemals vollständig
schließt; die -Größe der Drosselung dieses Ventils kann in irgendeiner bekannten
-%fVsise, z. B.- durch Einstellung der Länge des außer mit dem Hebel 35 noch
mit. einem ortsfesten Anschlag zusammenwirkenden Stößels 33, geändert werden. Die
Einstellung des Drosselventils 17 wird entsprechend dem jeweils zu pressenden Gegenstand
vorgenommen, damit das Ventil i7 nur eine solche Menge von Hochdruckflüssigkeit
.durchläßt,.welche für die jeweilige'Arbeit am zweckmäßigsten erscheint.
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Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Die Schließbewegung des
Preßkolbens soll möglichst schnell erfolgen; dazu reicht-ein geringer Flüssigkeitsdruck
aus. Um bei der beschriebenen Anlage die Schließbewegung der Presse herbeizuführen,
wird der Hebel 4o entgegen dem = Uhrzeigersinne verschwenkt. Dadurch wird durch'den
Stößel 31 das Ventil 24 gehoben, während die gleichzeitige Verschwenkung des Hebels
35 das in seiner Drossellage befindliche Drosselventil 17 nicht beeinflußt. Die
Druckflüssigkeit strömt vom Hochdruckakkumulator i2- durch die Rohrleitung 16 zum
Ventil 17, und die geringe, durch das Ventil 17 hindurchgelassene Menge dieser Hochdruckflüssigkeit
gelangt durch den Kanal 19 unter das Rückschlagventil 22, welches sie anhebt, und
weiter durch die Rohrleiteng 23, das offene Ventil 24, den Kanal 25 und. die Rohrleitung
27 in den Arbeitsraum 4 des Preßzylinders. Durch das offene Ventil 24 wird zugleich
über die Rohrleitungen 29, 23, 25 und 27 eine Verbindung des Ringraumes 2i des Preßkolbens
i mit dem Arbeitsraum 4 hergestellt. Infolge der einsetzenden Abwärtsbewegung des
Preßkolbens und des gegenüber dem Raum 2i mehrfach größeren Raumes 4 verschwindet
der Druck in den -Zylinderräumen 4 und 21-und infolge der Verbindung durch die Rohrleitungen
27 und a5 auch in der oberen Kammer des Ventils 26. Der Druck des Niederdruckakkumulators
13 kann daher durch die Rohrleitung 28 das Ventil 26 öffnen und über -die Leitungen
25,27 in den Arbeitsraum 4 des Preßzylinders i gelangen. Die Schließbewegung
der Presse erfolgt daher durch die Einwirkung des Niederdruckakkumulators 13.
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infolge der Verbindung der unteren Kammer des Drosselventils i#7 mit
dem Raum 9 des Multiplikators 5 gelangt zwar das Hochdruckwasser durch die Rohrleitung
18 auch in diesen Multiplikatorraum; infolge der obenerwähnten Entspannung des Druckwassers
kann jedoch diese Hochdruckflüssigkeit nicht den Multiplikatorkolben in seine Tieflage
ver drängen.
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Am Ende seiner Schließbewegung findet der Arbeitskolben z, 3 einen
hohen Widerstand durch das zu pressende Material; zur Ausführung der Preßleistung
genügt nunmehr bloß ein geringer Kolbenhub. Wenn aber der Arbeitskolben 2, 3 den
hohen Preßwiderstand
findet, so -vermag die Niederdruckflüssigkeit
des Akkumulators 13 nicht mehr - diesen Widerstand zu überwinden, so daß schließlich
in den Zylinderräumen 4 und 21 ein Druckausgleich eintritt und das Ventil 26 sich
dadurch selbsttätig schließt. Dem Arbeitsraum 4 des Preßzylinders i strömt nunmehr
nur die Hochdruckflüssigkeit aus dem. Akkumulator 12 zu, und zwar durch die Rohrleitung
16 über das Drosselventil 17, den Kanal ig, über das Ventil a2, die Rohrleitung
23, das Ventil 24, den Kanal 25 und die Rohrleitung 27. Die Menge der in der Zeiteinheit
zufließenden Hochdruckflüssigkeit entspricht der jeweiligen Einstellung des Drosselventils
17 und reicht dazu aus, den noch verbleiben= den geringen Preßhub des Arbeitskolbens
mit hoher Preßkraft herbeizuführen. Infolge der Verbindungen über die Teile 2g,
23, a4, _5 und 27 sowie der Verbindung 2o wirkt sowohl auf die untere Fläche des
kleinen Multiplikatorkolbens 7 als auch auf die untere Ringfläche des Kolbens 6
ein gleicher Druck wie auf die obere volle Kolbenfläche im Raum g, so daß die Feder
ii den Kolben 6, 7 in seiner Hochlage erhält.
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Nach Beendigung der Preßarbeit soll die Presse wieder geöffnet werden.
Zur Einleitung dieser Öffnungsbewegung ist eine ziemlich große Kraft erforderlich,
während für die weitere Öffnungsbewegung des Arbeitskolbens 2, 3 eine geringere
Kraft ausreicht. Auch diese Wirkung wird bei der be-. schriebenen Anlage selbsttätig
erzielt. Das öffnen der Presse wird durch eine entgegengesetzte Verschwenkung des
Hebels 4o, also im Uhrzeigersinne, eingeleitet. Durch diese Bewegung wird das bisher
geöffnete Ventil 24 geschlossen und durch den Stößel 32 das Ventil 26 zwangsläufig
geöffnet. Gleichzeitig wird durch den Hebel 35 mit Hilfe des Stößels 33 das Drosselventil
17 angehoben. Dadurch wird der Durchströmquerschnitt im Drosselventil 17 vergrößert
und infolge der verstärkten Strömung im Drosselventil 17 eine selbsttätige Durchspülung
dieses Ventils herbeigeführt. Über das nunmehr geöffnete Drosselventil 17 gelangt
durch den Kanal ig, das Rückschlagventil 22 und die Rohrleitung 23, 29 die Hochdruckflüssigkeit
des Akkumulators 12 in den Ringraum 21 des Preßzylinders i. Gleichzeitig gelangt
jedoch diese Hochdruckflüssigkeit durch die Rohrleitung 18 in den oberen Raum g
des Multiplikatorzylinders 5 und führt eine Verstärkung des Hochdruckes im Ringraum
io des Multiplikators im Verhältnis der Ringfläche des Differentialkolbens 6, 7
zur vollen Fläche derselben herbei, welcher vielfach erhöhte Druck sich durch die
Rohrleitung 2o in den Ringraum 21 des Preßzylinders fortpflanzt, wodurch die Öffnungsbewegung
der Presse mit dieser verstärkten öffnungskraft eingeleitet wird. Sobald sich auf
diese Weise zier Druck im Ringraum 21 des Preßzylinders i erhöht hat, schließt sich
das Rückschlagventil 22 und verhindert ein Entweichen dieses e_ rhöhten Drukkes
aus dem Raum 21. Der Arbeitsraum 4 des Preßzylinders i ist infolge der Verbindung
über die Teile 27,.25, 26, 28 mit dem N iederdruckakkumulator 13 entlastet und liefert
seine Flüssigkeit in diesen Akkumulator 13.
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Der verstärkte Druck im Ringraum 21 dauert nur so lange, bis der Multiplikatorkolben
6, 7 unter Überwindung seiner Feder i i in seine untere Tieflage gelangt, die durch
einen Anschlag z. B.. durch Anstoßen des unteren Kolbenendes an die untere Abstützung
der, - Feder i i begrenzt werden kann. Sobald die Abwärtsbewegung des Multiplikatorkolbens
6, 7 aufgehört hat, verschwindet der erhöhte Druck im Ringraum 21 des Preßzylinders
i, das Ventil 22 öffnet sich wieder, und die weitere Hubbewegung des Preßkolbens
2, 3 erfolgt durch den Druck des Hochdruckakkumulators 12, wobei die Druckflüssigkeit
aus dem Arbeitsraum 4 des Preßzylinders i in den Niederdruckakkumulator 13 verdrängt
und aus diesem durch die Pumpe 15 in den Hochdruckakkumulator 12 gefördert wird.
Die Pumpe 15 ist die einzige Fördereinrichtung der Anlage.