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Für verschiedene Niederdrücke kontinuierlich regelbares Druckminderventil
für hydraulische Pressen Bei hydraulischen Pressen zum Pressen von Kunstharz oder
ähnlichen plastischen Massen, deren Verformbarkeit und innerer Widerstand sich beim
Pressen weitgehend ändert, hat es sich als wünschenswert erwiesen, die Presse mit
Mitteln auszurüsten, welche den Druck im Arbeitszylinder in Abhängigkeit von der
Bewegung des beweglichen Preßtisches selbsttätig regeln. Die Erfindung betrifft
ein bei hydraulischen Tischpressen der in Frage stehenden Art anwendbares, für verschiedene
Niederdrücke stufenlos regelbares Druckminderventil, das die Überleitung der in
einem druckfesten Behälter enthaltenen Druckflüssigkeit zum Preßzylinder selbsttätig
so regelt, daß der Druck im Preßzylinder einen bestimmten, nach der Art des Preßgangs
sich richtenden, jedoch stets niedrigeren Wert als den des Druckes im Behälter annimmt.
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Im wesentlichen kennzeichnet sich dieses Druckminderventil dadurch,
daß der gegen seinen Sitz gepreßte Ventilkegel o. dgl. durch eine gespannte Feder
o. dgl., z. B. durch eine während des Preßhubes der hydraulischen Presse unter dem
Einfluß des beweglichen Preßtisches sich spannende Feder, entgegen der Wirkung des
auf der Niederdruckseite einen Kolben o. dgl. beaufschlagenden Flüssigkeitsdruckes
geöffnet, dagegen wieder geschlossen wird, sobald auf der Niederdruckseite der Flüssigkeitsdruck
einen von der Spannkraft der Feder abhängigen Mindestwert erreicht hat. Durch ein
etwaiges Lecken des Ventilkegels wird eine weitere Drucksteigerung auf der Niederdruckseite
verursacht und hierdurch der Ventilkegel noch fester gegen seinen Sitz angepreßt.
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Die Zeichnung. veranschaulicht eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in Anwendung bei einer hydraulischen Presse zum Pressen von Kunstharzmassen.
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Der Ventilblock r hat eine durchgehende Bohrung, deren unterer Teil
einen größeren Durchmesser hat als der obere Teil, so daß zwischen beiden eine ringförmige
Fläche vorhanden ist. Diese Fläche ist als Sitz für einen mit Rippenführung versehenen
Ventilkegel 3 ausgebildet. Der Ventilkegel 3 wird für gewöhnlich durch eine zusammengedrückte
Schraubenfeder q. gegen seinen Sitz gedrückt. Diese Feder q. liegt zwischen dem
Ventilkegel und einer in die untere Bohrung des Ventilblocks z eingesetzten Scheibe
6, die durch einen Schraubstopfen 5 gehalten wird. Sowohl der Stopfen als auch die
Scheibe haben
in der Mitte Bohrungen. Wenn der Ventilkegel 3 gegen
seinen Ventilsitz anliegt, ragt der Ventilschaft etwas über die obere ebene Stirnfläche
des Ventilblockes i heraus.
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In einem weiteren, als Ventilgehäuse dienenden Block io befindet sich
eine zentrale Bohrung mit ringförmigen Flächen 12 und z3. Der mit einem unteren
Flansch 14 versehene Ventilblock i ist von unten in das Ventilgehäuse io so eingesetzt,
daß sein Flansch 14 sich gegen den Dichtungsring 15 legt und diesen gegen
-die untere Fläche 13 drängt. Gegen die untere Seite des Flansches 14 legt
sich ein Dichtungsring 16 und gegen diesen der Ringflansch 18 eines Rohres 17, das
mit der Druckflüssigkeit von konstanter Druckhöhe enthaltenden ' Quelle in Verbindung
steht. Durch eine Hülse i9 mit einem Sechskantkopf und einem äußeren Gewinde wird
der Rohrflansch i8 gegen den Dichtungsring 16 gepreßt. Beim Anziehen dieser Hülse
i9 werden sämtliche vorerwähnten Teile gegen die Ringfläche 13 gedrückt, so däß
vollständige Dichtung erhalten wird zwischen dem Ventilblock i und dem Ventilgehäuse
io einerseits und dem Ventilblock i - und dem Rohr 17 andererseits.
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In die Bohrung des Ventilgehäuses ro ist von oben her eine Hülse 2o
eingeschraubt. Die nötige Abdichtung bewirkt ein zwischen der Hülse 20 und der oberen
ringförmigen Fläche 12 befindlicher Dichtungsring 21. Zwischen einem gegen eine
innere ringförmige Fläche der Hülse 2o sich legenden Ring 22 und einem oberen Ring
24 ist eine Packung 23 eingelegt. Der obere Ring 24 wird durch eine in die Bohrung
eingeschraubte Hülse 25 gegen die Packung gedrückt. Durch die Packung ist ein Kolben
26 beweglich hindurchgeführt, dessen oberer Teil einen größeren Durchmesser hat
als der untere Teil und der in der Hülse 25 Führung hat. Der untere Teil des Kolbens
arbeitet mit dem Schaft des Ventilkegels 3 zusammen. Zwischen dem verdickten oberen
Teil des Kolbens 26 und dem Ring 24 ist eine zusammengedrückte Schraubenfeder 27
eingelegt, welche bestrebt ist, den Kolben 26 in seiner oberen Stellung zu halten,
d. h. in der Stellung, in welcher er sich außer Eingriff mit dem Schaft des Ventilkegels
3 befindet. Der Raum 28 unterhalb der Packung steht durch ein nicht -gezeichnetes
Rohr mit dem Raum in Verbindung, in den Druckflüssigkeit mit regelbarem Druck eingeführt
werden soll, z. B. mit dem Arbeitszylinder der hydraulischen Presse.
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An das Ventilgehäuse io ist eine Stütze 3o angeschraubt, welche oben
gabelförmig -ausgebildet ist. Zwischen den beiden Schenkeln der Gabel ist ein doppelarmiger
Hebel 32 auf einem Zapfen 31 gelagert. Das eine Ende des Hebels wirkt auf das obere
Ende des Kolbens 26 ein. Die Drehbewegung des Hebels im Uhrzeigersinne wird durch
den Kolben 26 begrenzt, wenn sein unteres Ende gegen die obere ebene Stirnfläche
des Ventilkörpers i stößt. Zur Begrenzung der Drehbewegung des Hebels in der entgegengesetzten
Richtung ist an der Stütze 30 ein Anschlag 33 festgeschraubt.
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Mit dem doppelarmigen Hebel 32 ist eine Gewindespindel 35 gelenkig
verbunden, welche unten in einem sie umschließenden Rohr 36 Führung hat. Das Rohr
36 erhält seinerseits Fühlung in Bohrungen zweier Konsole, von welchen das obere,
37, am nicht dargestellten beweglichen Preßtisch der hydraulischen Presse befestigt
ist, während das untere, ebenfalls nicht dargestellte, mit dem Gestell fest verbunden
ist. Wenn der bewegliche Preßtisch sich in seiner unteren Lage befindet, die der
auf der Zeichnung dargestellten Lage des Konsols 37 entspricht, stützt sich das
Rohr 36 mit seinem unteren Ende gegen das Gestell. -Am oberen Ende des Führungsrohres
36 ist eine mit einem Flansch versehene :Muffe 39 durch eine Schraube 38 befestigt.
Auf der oberen Stirnfläche der Muffe ruht das untere Ende einer kräftigen Schraubenfeder
4o, deren oberes Ende in eine teilweise aufgeschlitzte .Anschlaghülse 41 eingeschraubt
ist. Durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der Feder in die Hülse wird bewirkt,
daß eine gewünschte. Anzahl von Windungen der Feder an der :Federung teilnimmt,
wodurch die Steifheit der Feder geändert wird. Nach erfolgter Einstellung kann die
Anschlaghülse 41 durch eine den geschlitzten Teil -der Hülse zusammenklemmende Schraube
42 an der Feder 40 festgestellt werden. Oben ist die Anschlaghülse mit einem Deckel
43 geschlossen, der in der Mitte. eine Öffnung hat, durch welche die Spindel
35 frei hindurchgeht. Hierdurch erhält das obere Ende der Feder Führung in
der Seitenrichtung. In den Flansch der Muffe 39 sind zwei einander gegenüberliegende
einstellbare Bolzen 45 eingeschraubt, die in der eingestellten Lage durch Muttern
46 gesichert werden. Zwei feste Bolzen q:7 sind gegen die einstellbaren Bolzen 45
um 9o° versetzt angeordnet. Die einstellbaren Bolzen können mit dem KonSOl 37 am
beweglichen Preßtische in Eingriff kommen, nachdem der Tisch während -der Schließbewegung
sich eine gewisse Strecke bewegt hat. Die festen Bolzen 47 können unter gewissen
Umständen, abwechselnd mit den einstellbaren Bolzen 45, in der an weiterer Stelle
beschriebenen Weise mit dem Kons61 37 zusammenarbeiten.
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Oberhalb der Anschlaghülse 41 ist ein
Handrad ¢8 auf
.das Gewinde der Spindel 35 aufgeschraubt. Beim Aufwärtshub der Anschlaghülse im
Verlauf des Preßganges kommt die Nabe des Handrades 48 in Berührung mit der Hülse.
Durch entsprechende Einstellung des Handrades 48 kann erreicht werden, daß diese
Berührung in dem Augenblicke stattfindet, in welchem der bewegliche Preßtisch eine
im voraus bestimmte Lage erreicht hat. Das Handrad 48 läßt sich in den eingestellten
Lagen verriegeln mit Hilfe einer Mutter 49, deren Gewinde durch Schrauben 3o gegen
das Schraubengewinde der Spindel 35 festgeklemmt wird.
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An einem auf der Niederdruckseite des Regelventils angebrachten Manometer
5 1 kann der im Raume 28 herrschende Druck abgelesen werden.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgender Weise: In der untersten
Lage des beweglichen Preßtisches nehmen die verschiedenen Teile die in der Abbildung
dargestellten Lagen ein. Der doppelarmige Hebel 3:2 trägt das ganze Gewicht
der Stange 35 nebst dem Handrade 48 und ruht folglich auf dem Anschlage 33. Der
Kolben 26 wird durch die Feder 27 in seiner obersten Lage gehalten. Er wird gegen
den doppelarmigen Hebel gedrückt und befindet sich außer Berührung mit dem Ventil
3, welches unter den Einwirkungen der Feder 4 und des seine Unterseite beaufschlagenden
Flüssigkeitsdruckes geschlossen gehalten wird. Im Raume 28 oberhalb des Ventils
herrscht zunächst Atmosphärendruck.
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Wenn nun der bewegliche Preßtisch und damit das Konso137 gehoben werden,
und zwar z. B. dadurch, daß Niederdruckflüssigkeit in den Arbeitszylinder oder Hochdruckflüssigkeit
in besondere Vordruckzylinder eingeführt wird, so kommt das Konsol 37, nachdem der
Preßtisch sich um eine gewisse Strecke bewegt hat, in Berührung mit den Bolzen 45.
Während der sich fortsetzenden Bewegung werden die Muffe 39, nebst dem Führungsrohre
36, sowie die Schraubenfeder 40 und die Hülse 41 durch den Preßtisch mitgenommen.
Schließlich kommt die Anschlaghülse 41 in Berührung mit dem Handrade 48. Bei weiterer
Aufwärtsbewegung des Preßtisches wird auch das Handrad 48 samt Spindel 35 mitgenommen.
Letztere bringt hierbei den Hebel 32 im Uhrzeigersinne zum Schwingen, bis der Kolben
26 mit dem Schafte des Ventilkegels 3 in Berührung kommt. Der Ventilkegel 3 widersetzt
sich, wegen des höheren Flüssigkeitsdruckes auf seiner unteren Seite, der weiteren
Abwärtsbewegung des Kolbens 26, und infolgedessen hört die Bewegung ,der Spindel
35 bis auf weiteres auf. Der Preßtisch setzt jedoch seine Aufwärtsbewegung fort,
so daß die Schraubenfeder 40 zusammengedrückt wird. Nach einem kurzen Zeitraum ist
diese Zusammenpressung der Feder 40 so stark angewachsen, daß die Kraft, die sie
vom Preßtische auf den Ventilkegel überträgt, den Flüssigkeitsdruck auf der Unterseite
des Ventilkegels übersteigt, so daß das Ventil 3 geöffnet wird. Hochdruckflüssigkeit
strömt nun vorn Rohre 17 zum Raume 28 und von hier aus zu dem mit letzterem in Verbindung
stehenden Arbeitszylinder, was eine Drucksteigerung im Raume 28 zur Folge hat. Gleichzeitig
mit dem Ansteigen des Druckes in diesem Raume wird jedoch auch die durch die Druckflüssigkeit
auf -die Unterseite des Kolbens 26 ausgeübte Kraft vergrößert, welche bestrebt ist,
den Kolben anzuheben und durch Vermittlung des Hebels 32 die Spindel 35 nach unten
zu drücken. Erreicht der Druck einen Höchstwert, der der augenblicklichen Lage des
beweglichen Preßtisches und der Einstellung der verschiedenen einstellbaren Teile
entspricht, so wird der Kolben 26 unter weiterer Zusammenpressung der Schraubenfeder
4o noch weiter aufwärts getrieben. Der Ventilschaft 3 wird dadurch weiter entlastet'und
das Ventil 3 schließt sich von neuem, wobei der bewegliche Preßtisch zum Stillstand
kommt. Sobald der dem Zusammenschieben der Preßplatten entgegenwirkende Widerstand
aufhört, z. B. dadurch, daß das Kunstharzpulver in den Formen plastisch wird, sinkt
jedoch der Druck im Arbeitszylinder und dadurch auch im Raume 28. Dies hat zur Folge,
daß die im Raume 28 den Kolben 26 beaufschlagende Kraft der Druckflüssigkeit vermindert
wird und mithin die Spannkraft der Feder 40 genügt, um das Ventil 3 zu öffnen. Druckflüssigkeit
strömt dann wieder in den Arbeitszylinder hinein, und der bewegliche Preßtisch setzt
seine Bewegung fort.
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Wie aus vorstehendem hervorgeht, ist der Höchstdruck im Arbeitszylinder
für jede Lage des beweglichen Preßtisches proportional der jeweiligen Spannkraft
der Feder 4o. Die Drucksteigerung im Arbeitszylinder steht daher im Verhältnis zur
Zunahme der Federspannkraft in Abhängigkeit von der Verschiebung des Preßtisches.
Wünscht man also, wie es z. B. beim Pressen von dünnen Gegenständen der Fall ist,
daß die Preßkraft auf ihren größten Wert gesteigert wird, während die Presse sich
nur um ein sehr kurzes Stück bewegt, so vermindert man durch Herabschrauben der
Hülse 41 die Anzahl der wirksamen Windungen der Feder 4o. Wünscht man dagegen, z.
B. beim Pressen von dickeren Gegenständen, eine langsamere Drucksteigerung, so verwendet
man eine größere Anzahl von wirksamen Windungen.
Das Einstellen
der Änördnung nach der Erfinduhg für verschiedene Formendicke erfolgt tnit Hilfe
des Handrades q.8. Bei Verminderung der Formendicke wird das Handrad auf der Spindel
35 nach oben geschraubt, und bei Verwendung von dickeren Formen wird es tiefer herabgeschraubt.
Eine gewisse Einstellung auf die Formendicke kann natürlich auch mit Hilfe der Stellbolzen
45 geschehen.
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Manchmal ist es erwünscht, Handformen von verschiedener Dicke ohne
Änderung der Einstellung der verschiedenen Organe anwenden zu können. Die auf der
Zeichnung mit gestrichelten Linien dargestellten festen Bolzen 47 haben den Zweck,
eine wechselweise Anwendung von verschieden. dicken Handformen zu ermöglichen. Dies
ann in folgender Weise geschehen. Die einstellbaren Bolzen 45 werden derart im Verhältnis
zu den festen Bolzen 47 eingestellt, daß der Höhenunterschied zwischen den freien
Enden der Bolzenpaare gleich dem Unterschiede zwischen den Höhenabmessungen der
Formen ist. Wenn die dickere Form verwendet werden soll, dreht man die Muffe
39 so, daß die langen Bolzen 45 gerade gegenüber dem Konsol 37 zu stehen
kommen, und wenn nachher die dünnere Form verwendet werden- soll, dreht man die
Muffe nochmals tun 9o°, so daß statt dessen die kürzeren, festen Bolzen 47 dem Konsol»
gerade gegenüber zü 'stehen kommen, während die langen Bolzen nunmehr nicht mit
dem Konsol in Berührung kommen können.