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Vorrichtung zum Regeln bzw. Gleichhalten der Kolbenvor schubgeschwindigkeit
hydraulischer Pressen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln bzw. Gleichhalten
der Kolbenvorschubgeschwindigkeit hydraulischer Pressen, die eine Masse mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit durch eine oder mehrere Öffnungen hindurchdrücken sollen, hierzu
an eine Flüssigkeitsquelle gleichbleibenden Druckes angeschlossen sind und in ihrer
Druckflüssigkeitszuleitung einen fest einstellbaren Drosselkörper enthalten. Zum
Regeln bzw. Gleichhalten der dem Pressenzylinder in -der Zeiteinheit zulaufenden
Druckflüssigkeitsmenge, so daß der Preßkolben seinen Arbeitshub vollkommen gleichmäßig
zurücklegen kann, genügt ein fest einstellbarer Drosselkörper jedoch nur, solange
der Auspreßwiderstand der Masse ein vollkommen gleichmäßiger .ist. Verändert sich
der Auspreßwiderstand, so ändert sich natürlich auch die dem Pressenzylinder in
der Zeiteinheit zuströmendeFlüssigkeitsmenge. Die Kolbenvorschubgeschwindigkeit
würde bei größer werdendem Auspreßwiderstand sich verringern und bei kleiner werdendem
Auspreßwiderstand sich vergrößern. Um das zu vermeiden, könnte nach einem bekannten
Vorschlag, der speziell zum Erhalt eines gleichmäßigen hydraulischen Vorschubes
von Schneidstählen bei Werkzeugmaschinen gemacht worden ist, ein besonderes Steuerventil
im Nebenschluß zu dem Drosselkörper vorgesehen werden, so daß dieses Ventil auf
die Veränderlichkeit der Flüssigkeitsdrücke vor und hinter dem Drosselkörper anzusprechen
vermag, bei einem hinter dem Drosselkörper sich ergebenden Druckabfall, also bei
etwaiger Verringerung des dem Kolbenvorschub entgegenstehenden (Arbeitswiderstandes,
sich selbsttätig im Öffnungssinne verstellt oder umgekehrt bei Steigerung des Druckabfalles
hinter dem Drosselkörper, d. h. bei größer werdendemAuspreß-oder Vorschubwiderstand
des hydraulischen Preßkolbens, sich selbsttätig im Schließsinne verstellt, um mehr
oder weniger große Flüssigkeitsmengen vor der Drosselstelle abzuleiten und auf diese
Weise einen gleichmäßigen Kolbenvorschub zu erzielen. Dabei dieser bekannten Regelvorrichtung
dauernd mit Druckflüssigkeitsverlusten gearbeitet wird, ist es offenbar, daß eine
Verwendung einer solchen Vorrichtung bei Lieferung der Druckflüssigkeit aus einem
Druckflüssigkeitsspeicher (Akkumulator) nicht möglich sein kann; denn der Flüssigkeitsspeicher
würde sich durch den Flüss.igkeitsauslaß des Steuerventils sehr bald entleeren.
Demgegenüber bringt die Erfindung eine neue Regelvorrichtung, die ganz ohne Druckflüssigkeitsverluste
arbeitet und somit als besonderen
Vorteil die Möglichkeit zu einer
Verwendung auch bei Druckflüssigkeitsspeicher- (Akkumulator-) Betrieb bietet.
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Die Erfindung selbst besteht darin, daß zwischen dem fest einstellbaren
Drosselkörper und dem Pressenzylinder noch ein zweiter Drosselkörper (Drosselventil)
in die Druckflüssigkeitszuleitung eingebaut ist, und zwar gegen den in der Druckflüssigkeitszuleitung
hinter dem ersten Drosselkörper herrschenden Flüssigkeitsdruck selbsttätig verstellbar
durch einen Steuerkolben, dessen Zylinder auf der einen Kolbenseite im Öffnungssinne
-des zweiten Drosselkörpers mit dem zwischen den beiden Drosselkörpern gelegenen
Abschnitt der Druckflüssigkeitszuleitung verbunden ist und auf der anderen Kolbenseite
ein nach außen abgeschlossenes, im Schließsinne auf den zweiten Drosselkörper wirkendes
und auf den höchsten Druck der Druckflüssigkeitszuleitung abgestimmtes Druckluftkissen
enthält.
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Gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung ist. das gesteuerte
Drosselventil mit dem Steuerzylinder für den Steuerkolben in solch einer Weise zusammengebaut,
daß der Boden des Steuerzylinders den Ventilsitz enthält und der Steuerkolben den
Ventilkegel des Drosselventils trägt oder darstellt. Diese vereinfachte Ausführung
ist vorteilhaft insofern, als es hier weder einer Sonderverbindung des Steuerzylinders
mit dem zwischen den beiden Drosselkörpern gelegenen Abschnitt der Druckflüssigkeitszuleitung
noch irgendwelcher Vorrichtungen zum Abdichten der Kolbenstangen- und Ventilspindelführungen
der Regelvorrichtung bedarf.
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Die Zeichnung veranschaulicht in: Abb. i ein erstes Ausführungsbeispiel
und in Abb. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In die von einer Flüssigkeitsquelle gleichbleibenden Druckes, vorzugsweise
von einem Druckflüssigkeitsspeicher (Aldsumulator) zur Presse P hinführende Leitung
i ist eine an sich bekannte fest einstellbare Drosselvorrichtung 2 eingebaut. Hinter
dieser Drosselvorrichtung bzw. zwischen dieser und dem Preßzylinder ist in die Druckflüssigkeitszuleitung
i erfindungsgemäß eine zweite Drosselvorrichtung 3 eingebaut, deren Drossel- oder
Ventilspindel d. vermittels eines in einem Zylinder 5 hin und her beweglichen Kolbens
6 steuerbar ist. In der Ausführung gemäß Abb. i befindet sich das gesteuerte Drosselventil
3 mit seiner Spindel d. in genau axialer Fortsetzung der zum Steuerkolben 6 gehörigen
Kolbenstange. Die Verbindung zwischen der Steuerkolbenstange und der Ventilspindel
¢ ist durch ein lose eingefügtes Zwischenstück 9 hergestellt, das mit seinem unteren
Ende auf den auf der Ventilspindel q. vorgesehenen Stellmuttern 1o aufsitzt. Bei
dieser Anordnung ist die Mögleichkeit gegeben, die Länge des Gestänges so einzustellen,
daß der Steuerkolben bei ge-_.schlossenem Drosselventil an einer im Steuerzylinder
5 vorgesehenen Schulter z i anliegt und auf die Ventilspindel q. nur ein zum Dichthalten
des gesteuerten Drosselventils soeben ausreichender Bruchteil des Steuerkolbendruckes
ausgeübt wird, das Steuerventil also vor unerwünschter Überbelastung bewahrt bleibt.
Zur Begrenzung des Öffnungshubes empfiehlt sich die Anordnung eines Anschlages 12
auf der Oberseite des Steuerkolbens 6. Der Zylinderraum oberhalb des Steuerkolbens
6 enthält ein nach außen abgeschlossenes, auf das gesteuerte Drosselventil 3 bzw.
auf dessen Spindel q. im Schließsinne einwirkendes Druckluftkissen. Der Zylinderraum
unterhalb des Steuerkolbens 6 ist in der Ausführung gemäß Abb. i durch eine besondere
Leitung 7 an den mit ja bezeichneten Abschnitt der Druckflüssigkeitszuleitung zwischen
den bei den Drosselventilen ang eschlossen.
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In der Ausführung gemäß Abb. 2 ist das gesteuerte Drosselventil 3
mit dem Steuerzylinder 5 und dem darin befindlichen Steuerkolben 6 unmittelbar vereinigt.
Der Ventilsitz ist unmittelbar im Boden des Steuerzylinders 5 vorgesehen und die
Ventilspindel 4. bzw. der Ventilkegel unmittelbar durch die Steuerkolbenstange verkörpert.
Hier bedarf es keiner besonderen Abdichtungsvorrichtung für Kolbenstangen- und Ventilspindelführungen.
Auch ist die in der Ausführung gemäß Abb. i erforderliche Verbindungsleitung 7 bei
einer Ausführung gemäß Abb.2 nicht mehr erforderlich.
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Noch bemerkt sei, daß es sich empfiehlt, in den Zylinderraum oberhalb
des Steuerkolbens eine gewisse Menge Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, einzufüllen,
um den Steuerkolben gegenüber dem Druckluftkissen im Zvlinder vollkommen abzudichten.
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In bezug auf die Einstellung der Drosselvorrichtungen 2, 3 ist zu
bemerken, daß bei vollständig geschlossener Drosselvorrichtung auch die Drosselvorrichtung
3 vollständig geschlossen steht und dann der Steuerkolben 6 im Zylinder 5 auf der
Schulter i i aufsitzt. - Der Druck des Luftkissens im Zylinderraum oberhalb des
Kolbens 6 ist etwas geringer als der konstant zur Verfügung stehende Betriebsdruck
in der Zuleitung i vor der Drosselstelle 2.
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Angenommen, der konstante Betriebsdruck vor der Drosselspule 2 beträgt
3oo at, so würde man den Zylinder 5 im Raum oberhalb des Kolbens 6 mit einem Luftdruck
von etwas weniger als 3oo at Spannung, also beispielsweise
mit
-einem Druck von vielleicht 295 at, füllen.
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Weiterhin sei beispielsweise angenommen, daß der normale Auspreßwiderstand
der im Auspreßzylinder A befindlichen Masse für eine gewünschte Auspreßgeschwindigkeit
einen hydraulischen Preßdruck von aoo at in dem Pressenzylinder P bzw. in dem zu
diesem Zylinder hinführenden Leitungsabschnitt iU erfordert.
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Wird die Drosselstelle 2, geöffnet, so muß, da die gesteuerte Drosselstelle
3 zunächst noch geschlossen ist, in dem Leitungsabschnitt ja zwischen den beiden
Drosselstellen 2, 3 ein Druck von etwas mehr als 295 at zustande kommen, um den
Kolben 6 entgegen der Spannung seines Druckluftpolsters nach oben zu bewegen und
die Drosselstelle 3 zu öffnen. Der Druck in dem Leitungsabschnitt ja bzw. auch in
der Verbindungsleitung 7 behält nun zum mindesten einen Wert von mehr als 295 at,
solange die Menge der über das fest eingestellte Drosselventil e zum Pressenzylinder
hinströmenden Druckflüssigkeit konstant bleibt. Alle Verhältnisse in bezug auf Strömungsmenge
und Druck der Flüssigkeit bleiben unverändert, solange nicht eine Veränderung des
Auspreßwiderstandes eintritt.
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Läßt der Auspreßwiderstand nach, beispielsweise infolge Erwärmung
der Austrittsmatrize oder infolge Verringerung des Reibungswiderstandes an den Innenwandungen
des Auspreßzylinders A oder auf Grund ungleichmäßiger Beschaffenheit des Auspreßgutes
usw., so wird der Auspreßkolben natürlich leichter gehen, und die Folge wird alsdann
sein, daß der Druck in den Leitungsabschnitten IL, ja und 7 etwas abfällt;
denn die Drosselstelle 2 bleibt ja fest eingestellt. Infolge des Druckabfalles wird
aber der Steuerkolben 6 mitsamt der Ventilspindel d. sich entsprechend abwärts verstellen
und die Drosselwirkung der gesteuerten Drosselstelle dermaßen steigern, bis der
entstandene Druckabfall hinter der fest eingestellten Drosselstelle 2 beseitigt
worden ist, so daß ,durch die Drosselstelle 2 dann wieder die gleiche Menge Flüssigkeit
wie zuvor hindurchströmen wird und demgemäß die Auspreßgeschwindigkeit konstant
gehalten bleibt.
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Ergibt sich durch irgendwelche Umstände eine Vergrößerung des Auspreßw
iderstandes, so wird der Druck in den Leitungen ib und ja bzw. 7 ansteigen. Der
Kolben 6 wird dadurch aufwärts bewegt, so daß an der gesteuerten Drosselstelle 3,
q. eine dem vergrößerten Auspreßwiderstand entsprechende geringere Drosselung sich
ergibt.
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Auf Einzelheiten der hier dargestellten und beschriebenen Beispiele
ist die Ausführung des Erfindungsgegenstandes selbstverständlich nicht beschränkt,
und um in diesem Zusammenhange auch gleich ein Beispiel zu geben, sei gesagt, daß
es bei einer Anordnung gemäß Abb. i sehr wohl denkbar wäre, die Übertragung der
Steuerkolbenbewegung auf das Drosselventil b@zw. dessen Spindel 4 durch ein Hebelgestänge.
oder andere zweckentsprechende Vorrichtungen zu bewirken.