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Sicherheitsschaltvorrichtung für hydraulisch angetriebene Kniehebelpressen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltvorrichtung für mit einer zwangsläufigen
Druckölschmierung versehene hydraulisch angetriebene Kniehebelpressen mit einem
Hilfsmotor für die Steuerung der der Presse zuzuführenden Druckflüssigkeit, bei
der der Zu- bzw. Abfluß der Verstellflüssigkeit für den Hilfsmotor durch eine Vorsteuerung
von Hand betätigt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Druckölschmierpumpe
und der Hilfsmotor für die Steuerung der Presse gemeinsam von der Vorsteuerung aus
Druckflüssigkeit zum Antrieb bzw. zur Steuerung erhalten und bei Absinken des Schmieröldruckes
in den Gelenken der Kniehebel unter einen zulässigen Wert durch einen vom Kolben
der Schmierölpumpe aus gesteuerten Abfluß für die Verstellflüssigkeit des Hilfsmotors
der Druckmittelzufluß zur Presse über die Hauptsteuerung abgesperrt wird.
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Der allgemeine Gedanke, die Druckschmierung irgendeiner Maschine-
so einzurichten, daß sie einen Antrieb der Maschine unmöglich macht, wenn der -Druck
der Schmierung in den zu schmierenden Teilen sinkt, ist bereits bekannt. Gemäß der
Erfindung wird jedoch bei hydraulischen Kniehebelpressen die Steuerung derselben
durch eine Druckölschmierpumpe für die Kniehebelgelenke in einer eigenartigen Abhängigkeit
beeinflußt, welche eine einfache Konstruktion, verläßliche Wirkungsweise und denkbar
einfachste Bedienung ermöglicht. Auch zur Wiedereinsetzung der Schmierpumpe nach
Beseitigung einer Störung hat der Bedienende nur die Vorsteuerung z. B. mittels
eines Hand- oder Tritthebels zu betätigen, welche normalerweise zum Ingangsetzen
der Presse dient.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind bei der nachfolgenden Schilderung
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer mit einer Sicherheitsschaltvorrichtung
nach der Erfindung versehenen Kniehebelpresse schematisch dargestellt. Abb. r zeigt
die Gesamtanordnung einer Kniehebelpresse und Abb. 2 das Wesen der eine verläßliche
Schmierung der Preßgelenke gewährleistenden Vorrichtung.
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Die Kniehebelpresse nach dem dargestellten Beispiel (Abb. i) ist eine
Zweigelenkpresse, welche aus einer Fundamentplatte z und einem von Säulen 3 getragenen
Widerlagebügel 2 besteht. Ein Preßtisch q. wird an den Säulen 3 geführt und durch
zwei symmetrisch gegeneinander angeordnete Kniegelenkhebel 5, <_, getragen, die
sich mittels je
eines Gelenkes 7 gegen den Preßtisch und je eines
Gelenkes 9. auf eine Stützpfanne 8 des Fundaments i stützen _ und je ein mittleres
Kniegelenk io besitzen. Jedes Kniegelenk io ist durch eine Kolbenstange i i mit
einem Kolben 12 verbunden, der sich in einem hydraulischen Zylinder 13 bewegt; die
Zylinder 13 sind mittels je eines Zapfens 14. an der Fundamentplatte i drehbar gelagert.
Durch eine Zuleitung 15 wird dem Zylinder 13 bei der Ringfläche des Kolbens i2 ein
konstanter hydraulischer Druck zugeführt, wogegen der anderen Kolbenseite (Vollfläche)
durch eine Rohrleitung 16 hydraulischer Druck zugeführt bzw. von dieser Seite abgelassen
wird. Die Arbeitsweise der beschriebenen Presse ist bekannt. Das heikelste Problem
dabei bildet eine gute und verläßliche Schmierung der Gelenkzapfen 7, 9 und io.
Diese Schmierung ist beim dargestellten Beispiel in einer an sich bekannten Weise
ausgeführt, und zwar so, daß z. B. in die unteren Gelenke 9 Drucköl gepreßt wird
und sich durch in den Armen 6 und 5 der Kniegelenkhebel ausgebohrteKanäle in die
Gelenke io und 7 fortpflanzt.
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Das Drucköl wird in die Presse durch eine selbständige Kolbenpumpe
(Abb.2) bekannter Bauart gepreßt. Diese Pumpe besitzt einen aus zwei miteinander
verbundenen Tauchkolben 2o und 21 bestehenden Kolben, von denen der Tauchkolben
2o von geringerem Durchmesser in einer Förderkammer 2z eines mit einem Saugventil
e-4 und ein,= Druckventil 25 ausgerüsteten Pumpenkörpers 23 arbeitet. Das Ansaugen
von Öl erfolgt durch eine Zuleitung 26 und sein Herauspressen in die Gelenke 7,
9, io der Presse durch eine Rohrleitung 27. Der Tauchkolben 21 von größerem Durchmesser
arbeitet in einer Druckkammer 28, in die er durch eine Stopfbüchse 29 eintritt.
Diese Ölpumpe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorsteuerung für die Steuerung
zum Antrieb der Presse gesteuert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine
Hauptsteuerung 30 vorhanden, in der ein Einlaßventil 31 angeordnet ist, welches
zur Einleitung des Hubes des Preßtisches q. dient, und ein Auslaßventil 32, welches
zur Lüftung der Presse durch Ablassen ihres Druckwassers in den Ablauf 33 und damit
zum Senken des Preßtisches d. durch sein Eigengewicht und durch die Wirkung von
Druckwasser auf die Kreisringflächen der hydraulischen Kolben 12 dient (Abb. i).
Dem Einlaßventil 31 wird Druckwasser von einem nicht dargestellten Luftakkumulator
durch eine Rohrleitung 3<1 zugeführt, wogegen die von der Hauptsteuerung
39 zur Presse führende Rohrleitung 16 sich an die hydraulischen Zylinder
13 anschließt (Abb. i). Die Ventilspindeln 35 und 36 cler Ventile 31 und 32 werden
durch eine Schwinge 37 in der Form eines dreiarmigen Hebels betätigt, welcher um
seine Lagerung 38 schwenkbar und durch eine Zugstange 39 an in Druckzylindern q.a
und :13 arbeitende Tauchkolben 4.o und 41 angeschlossen ist. Der Tauchkolben 40
ist von geringerem Durchmesser als der Tauchkolben 41. Der Zylinder .12 ist durch
einen Rohrl-eitungszweig -..l an die Druckwasserzuleitung 3.1 angeschlossen; wogegen
der Zylinder .13 durch eine Rohrleitung .a.5 an eine zur Arbeitskammer -28 des Pumpentauchkolbens
-z l führende Rohrleitung ..16 angeschlossen ist. Die Zuführung von Druckwasser
geht von der Abzweigung .1:1. weiter zu einer Vorsteuerung .17, welche z. B. durch
einen Tritthebel ;18 betätigt wird. Von der Vor Steuerung 47 zweigt die Rohrleitung
.16 zum Arbeitsraum 28 der Ölpumpe ab. Die Vorsteuerung 47 weist eine beliebige,
nicht näher dargestellte Bauart auf und ist mit einer Ableitung 49 für das Ablaßwasser
versehen. Der FÖrdertauchkolben 2o der ölpumpe 23 ist durch eine Druckfeder So belastet.
Im Antriebstauchkolben 21 der Druckpumpe befindet sich eine Bohrung 51, die mit
ihrem einen Ende an der Stirnflüche des Tauchkolbens 21 frei in die Arbeitskammer
28 und mit ihrem anderen Ende am Umfang des Tauchkolbens 21 in die Stopfbüchse 29
dieser Kammer ausmündet. Die Anordnung ist derart, daß beim nortnal'en Druckhub
der Ölpumpe die Umfangsmündung der Bohrung 51 nicht vor die Stopfbüchse 29 gelangt,
wenn die geschmierten Gelenke der Presse mit Schmieröl gefüllt und genügend dicht
sind und wenn daher die Ölpumpe bei ihrem Druckhub einen ausreichenden Druck hervorbringen
kann. Falls sich aber in der Pumpe 23 bzw. in den Gelenken 7, 9, io der Presse nicht
genug 01 befindet und daher kein geniigender Gegendruck vorhanden ist oder
falls das Öl aus der Pumpe oder aus den Gelenken entweicht, so tritt in Ermangelung
eines Gegendruckes die Umfangsmü ndulig der Bohrung 51 aus der Stopfbüchse a9 heraus,
und das Druckwasser entweicht aus dein Druckraum 28 der Pumpe, wodurch auch im Zylinder
43 der Druck auf den Kolben .11 verschwindet. Anstatt der Bohrung 51 kann an der
Ölpumpe auch eine beliebige andere geeignete Einrichtung vorgesehen sein, welche
bei einem allzu großen Heraustreten des Arbeitskolbens 2o, 2i aus der Kammer 28
der Ölpumpe in irgendeiner Weise ein Ent"v eichen der Druckflüssigkeit aus der Kammer
28 und damit auch aus dem Zylinder .43 ermöglicht.
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Die beschriebene Steuerung arbeitet wie folgt: . In der Ruhelage der
Steuerung 30 sind beide Ventile 31 und 32 geschlossen. Der
Steuerkolben
40 liegt unterkonstantem hydraulischem Druck, wogegen zum Kolben ,41 durch die Vorsteuerung
4.7 hydraulischer Druck zugelassen bzw, von demselben in die Ableitung .i9 abgelassen
wird. Wenn in der Presse ein Arbeitspreßhub des Preßtisches 4 einzuleiten ist, so
wird durch ein Niedertreten des Trittliebels 48 die Vorsteuerung 47 so verstellt,
daß sie aus der Zuleitung 3 4 das Druckwasser durch die Rohrleitungen 46
und :45 in den Druckzylinder .43 einläßt, welcher seinen Tauchkolben .:1.1 nach
rechts gemäß Abb.2 lierauspreßt, die Schwinge 37 entgegen dem Uhrzeigersinne verschwenkt
und das Einlaßventil 31 von seinem Sitz abhebt. Das Druckwasser fließt nun über
dieses Ventil durch die Bohrung 52 und über das Ventil 32 in die Rohrleitung 16
und durch dieselbe dann in die Zylinder 13 der hydraulischen Presse. Die Kolben
12 werden aus den Zvlindern lierausgepreßt, richten die Kniegeienkhebel 5, 6 gerade
und heben den Preßtisch .1. Gleichzeitig dringt das Druckwasser aus der Leitung
,46 in die Arbeitskammer 28 der Ölpumpe ein und verschiebt entgegen der Kraft der
Feder 5o die Tauchkolben 20, 21 nach links gein@iß Abb. 2, wodurch aus der Förderkaininer
22 über das Ventil 25 das Öl in die zu den Preßgelenken führende Rohrleitung 27
gepreßt wird. Dabei hat die Ölpumpe in den Preßgelenken einen so hohen Widerstand
zu überwinden, daß beim Druckhub des Tauchkolbens 2o der Ölpumpe die Uinfangsausmiindung
der Bohrung 51 im Tauchkolben 21 nicht außer dem Bereich der Stopfbüchse 29 ge
:' w ährend der Preßtisch 4 seinen lam,t, vollen Arbeitshub vollführt. Nach
der Beendigung des Arbeitshubes wird der Trittliebel 48 der Vorsteuerung 47 freigegeben,
welche in ihre unwirksame Lage zurückkehrt, in der sie die Rohrleitung 4.6 mit dem
Ablauf 49 verbindet. Dadurch verschwindet der Druck im Druckraum 28 der Ölpumpe
und im Arbeitszylinder 43 des Tauchkolbens 41, so daß einerseits die Kraft der Feder
5o eine Bewegung der Tauchkolben 20, 21 der Ölpumpe nach rechts gemäß Abb.2.und
damit einen Saughub der Ölpumpe und zu gleicher Zeit der hydraulische Druck am Tauchkolben
.lo eine Bewegung dieses Tauchkolbens samt dein Tauchkolben 41 nach links und dadurch
ein Verschwenken der Schwinge 37 im Uhrzeigersinne herbeiführt, wodurch das Steuerventil
31 freigegeben und geschlossen und das Ablaßventil 32 geöffnet wird, welches die
Leitungen 16 der hydraulischen Zylinder 13 der Presse mit dem Ablauf 33 verbindet,
so daß der konstante livdraulische Druck durch die Leitungen 15 aufydie Ringflächen
der Kolben 12 ein Durchknicken der Kniegelenkliebel 5, () und damit ein Niedergehen
des Preßtisches .4 herbeiführt, was durch sein Eigengewicht unterstützt wird.
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Dies ist eine normale Arbeit der Presse nach der Erfindung. Während
dieser Arbeit pr eß t bei jedem Arbeitshübe die Ölpumpe in die Preßgelenke 9, 10,
7 eine ausreichende Ölmenge zur ausgiebigen Schmierung dieser Gelenke heraus, so
daß eine möglichst geringe Abnutzung derselben eintritt. Falls jedoch kein Öl zum
Ansaugen für die Pumpe vorhanden ist oder falls sich in den Gelenken 9, 10, 7 kein
Öl befindet oder schließlich falls in irgendeinem von den Gelenken eine allzu große
Abnutzung oder eine Beschädigung eintritt, so daß dieses Gelenk nicht mehr genügend
dichtet und der Ölpumpe keinen ausreichenden Widerstand entgegensetzt, so findet
diese Pumpe bei ihrem Druckhub einen herabgesetzten Widerstand, und die Tauchkolben
2o, 21 führen einen längeren Druckhub aus, derart, daß die Umfangsausmündung der
Bohrung 51 des Kolbens 21 aus der Stopfbüchse 29 herausgeführt wird und den Druckraum
28 mit der freien Umgebung verbindet. Dadurch entweicht das Druckwasser aus dein
Raum 28 und infolge der Verbindung desselben mit dem Zylinder 43 auch aus diesem
letzteren. Auf diese Weise erlangt die auf den Tauchkolben 4.0 einwirkende konstante
hydraulische Kraft Übergewicht und führt eine Verschwenkung der Schwinge 37 im Uhrt'
und ein Öffnen des Auslaßventils 32 herbei, welches die Leitungen 16 der Hydraulischen
Zylinder i3 (Abb. i) mit dem Ablauf 33 (Abb. 2) verbindet, so daß der Preßtisch
d. zu sinken beginnt. Diese Wirkung kann auch während des Arbeitshubes des Preßtisches
.4 eintreten, falls während der Arbeit der Presse in den Gelenkzen 7, 9, io der
Schmieröldruck sinken sollte, so daß auch in diesem Falle die Presse selbttätig
in die unwirksame untere Lage des Preßtisches a. zurückkehrt. Der Ausfluß von Druckwasser
durch die Bohrung 51 des Tauchkolbens kann so angeordnet werden, daß durch denselben
irgendein akustisches Signal, z. B. ein Zischen, herbeigeführt wird oder daß der
Abfluß von Druckwasser durch die Bohrung 51 an einer auffälligen Stelle erfolgt,
derart, daß der Bedienende an die Undichtheit in den Gelenken aufmerksam gemacht
wird. Der Bedienende gibt sofort den Fußhebel .a.8 frei, so daß sich die Leitung
.46 mit dem Abfluß 49 verbindet und die Feder 5o einen Saughub der Ölpumpe herbeiführenkann.
DurchwiederholtesNiedertreten des Tritthebels 4.8 kann der Bedienende versuchen,
in die Presse eine weitere Ölmenge zii liefern und diesen Vorgang einige Male zu
wiederholen, bis in die Gelenke 9, io, 7 eine ausreichende Menge von Öl gelangt
und sein Gegendruck auf die Pumpe 23 ausreichend
zunimmt, wonach
die Presse in üblicher Weise betrieben werden kann. Falls sich jedoch im Vorratsbehälter
für die Pumpe kein Schmieröl befindet oder falls in den Gelenken 7, 9, zo eine so
bedeutende Abnutzung eingetreten ist, daß man durch diesen Vorgang den Öldruck nicht
genügend erhöhen kann, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Ölvorratsbehälter
leer ist und, wenn dies nicht der Fall ist, daß es dringend notwendig ist, in den
Gelenken 7, 9 oder zo Reparaturen vorzunehmen, damit keine schnelle Zerstörung dieser
Preßteile eintritt.