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Hydraulische Steuerung für Pressen o. dgl. mit Niederdruckpumpe und
Druckübersetzer Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung für Pressen o.
dgl., bei welcher eine Niederdruckpumpe zum Vorfüllen des Preßzylinders unmittelbar
auf diesen und zum Pressen über einem Druckübersetzer auf den Preßzylinder arbeitet.
Während bei den bekannten Steuerungen dieser Art der Druckübersetzer unmittelbar
mit der Beendigung des Vorfüllens der -Druckleitungen bzw. -räume zur Wirkung gelangt,
dieser also den gesamten Druckanstieg von Null bis zu dem Preßdruck überwinden und
einen dementsprechend großen Hub haben muß, ist gemäß der Erfindung das Wirksamwerden
des Druckübersetzers hinausgezögert, bis in der Niederdruckleitung bzw. dem Hochdruckteil
des Druckübersetzers ein bestimmter Überdruck erreicht ist, der zum Vorpressen des
Gutes ausreicht. Hierzu ist bei einer Steuerung der vorgenannten Art dem Druckübersetzer
ein Steuerglied zugeordnet, das in Abhängigkeit von dem Druck in dem Preßzylinder
und erst mit dem Erreichen eines vorbestimmten Vorpreßdruckes den Druckübersetzer
wirksam werden läßt. Zweckmäßig ist in der Zuleitung von der Pumpe zu dem Preßzylinder
hinter einem Rückschlagventil ein federbelasteter -Umschaltkolben angeordnet, der
mit einem in der Druckle;;ung zu dem Druckübersetzer vorgesehenen Ventil gekuppelt
ist. Zufolge dieser Ausbildung bleibt der Zufluß des Druckmittels zu dem Niederdruckteil
des Druckübersetzers so lange abgeschaltet, bis durch den in der Niederdruekleitung
zur Presse sich einstellenden. Vorpreßdruck der Umschaltkolben angehoben und hierdurch
die Zuleitung von der Pumpe zu dem Niederdruckteil des Druckübersetzers eröffnet
wird.
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Um weiterhin den von dem Druckübersetzer erzeugten Preßdruck für eine
gewisse
Zeit auf dem Preßkolben belassen und den Preßdruck ändern
zu können, ist der Hochdruckzylinder des Druckübersetzers mit einem einstellbaren
Regelventil versehen, wobei für die Erzeugung eines ruhenden Preßdruckes der Auslaß
der Druckleitung in der Arbeitsendlage der Presse von dem Druckübersetzer über ein
einstellbares Gestänge in die Offenstellung überführbar ist. Vorteilhaft ist der
Auslaß der Druckleitung mit einem in die Rückholleitung des Preßkolbens eingeschalteten
Ventil zur gegensinnigen Bewegung gekuppelt, so daß mit dem Abschalten des Druckübersetzers
die Druckleitung auf den Ablauf und die Niederdruckpumpe auf die Rückzugsleitung
geschaltet wird.
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Durch die neue Ausbildung wird neben einer beträchtlichen Verkürzung
des Arbeitshubes -des Druckübersetzers ein selbsttätiger Ablauf des gesamten Preßvorganges
erzielt, wobei die Niederdruckpumpe zum Vorfüllen des Preßzylinders und zum Vorpressen
des Gutes unmittelbar auf den Preßzylinder arbeitet, den Preßdruck über den Druckübersetzer
bewirkt, den Enddruck durch die Anordnung des Regelventils an dem Hochdruckteil
des Druckübersetzers und den von diesem gesteuerten Umschaltventilen eine bestimmte
Zeit aufrechterhält und mit der Eröffnung des Auslasses für die Druckleitung und
den Anschluß an die Rückholleitung des Preßkolbens diesen in die Ausgangsstellung
zurückbringt.
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Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend an Hand der beiden in der
Zeichnung dargestellten Schaltanordnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. i eine
Schaltung zum Antrieb einer hydraulischen Presse, deren Preßkolben nach dem selbsttätigen
Umschalten durch Federkraft zurückgeht, und Fig. 2 eine weitere Ausführungsform,
bei welcher der Rückzug des Preßkolbens nach dein Umschalten hydraulisch erfolgt.
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Der Antrieb besteht im wesentlichen aus einer Zahnradpumpe, die über
einen Differentialkolben den Enddruck in der Presse erzeugt, und einer Steuerung,
die durch den Differentialkolben betätigt wird.
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Von einer Zahnradpumpe i oder einer anderen Niederdruckpumpe wird
die Treibflüssigkeit durch eine Leitung 2, einen Umschaltkolben 3, die Leitung 4.
in den den Preßkolben 5 enthaltenden Zylinder 6 gefördert. Durch den Umschaltkolben
3 wird mittels des Ventils 32 eine weitere Leitung 7 gesteuert, die zu einem Zylinder
8 führt, in dem sich der stärkere Teil 9 eines Differentialkolbens bewegt; der schwächere
Teil io des Differentialkolbens gleitet in einem Zylinder i i, der einerseits über
die Leitung 12 mit der Leitung 4. verbunden ist. Anderseits führt eine Leitung 13
über ein Ventil 1d. zu dein j Flüssigkeitsbehälter 15 der Zahnradpumpe i. An dein
Zylinder i i ist ein Druckregelventil ioi angebracht, durch das der in der Presse
auftretende Druck geregelt werden kann.
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Mit dem Differentialkolben 9, io ist ein Gestänge 17 verbunden, das
sich mit diesem hin und her bewegt. Durch das Gestänge 17 wird über einen verstellbaren
Anschlag 18 ein weiteres Gestänge i9 betätigt, an dein eine Klinke 2o angeordnet
ist, die mit einem unter Druck einer Feder 21 stehenden Steuerhebel22 zusammenwirkt.
Durch den Steuerhebel wird das Öffnen bzw. Schließen des Ventils 14 vorgenommen.
Der Zylinder 8 ist über das Ventil 23 mit der Abführleitung 13 verbunden. Das Öffnen
und Schließen dieses Ventils erfolgt ebenfalls durch den Steuerhebel 22, und zwar
über das Gestänge 24. Mit 25 ist ein Rückschlagventil bezeichnet.
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Durch entsprechende Bemessung der Flächen der Kolben 9 und io des
Differentialkolbens kann eine beliebige Druckübersetzung vorgenommen werden. Wenn
beispielsweise in der Niederdruckleitung ein Druck von 2o bis 5o Atmosphären herrscht,
kann in dem Zylinder ii beispielsweise ein Druck von 5oo Atmosphären und noch mehr.erzielt
werden.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist wie folgt: , In der gezeichneten
Lage des Preßkolbens 5, d. h. in der zurückgefahrenen Lage, sind die Ventile i-.
und 23 geschlossen, und der Steuerhebel 22 ist in der Klinke 2o eingerastet. Von
der Zahnradpumpe i wird die Flüssigkeit durch die Leitung 2 und den Umschaltkolben
3 in die Presse 6 geleitet. Der Preßkolben 5 bewegt sich dadurch vor, und sobald
sich dem Preßkolben ein entsprechender Widerstand entgegensetzt, wird der durch
eine Feder belastete Umschaltkolben 3 durch den hierbei einsetzenden höheren Druck
entgegen der Wirkung der Feder angehoben, so daß der Zufluß zur Leitung 7 über das
Ventil 32 freigegeben wird. Gleichzeitig schließt sich das Rückschlagventil25, und
die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit gelangt über :die von der Leitung 2 abzweigende
Umgehungsleitung und die Leitung 7 in den Zylinder 8 des stärkeren Teiles des Differentialkolbens.
Dieser Kolben geht dadurch nach oben und erzeugt im Zylinder i i und damit über
die Leitung 12 in der Presse G einen entsprechend dein Unterschied der Flächen des
Differentialkolbens höheren Druck. Das Rückschlagventil 25 verhindert einen Druckausgleich
zwischen den Leitungen .4 und 7. Der im Zylinder i i und in der Presse auftretende
Druck kann durch das Druckregelventil
16 eingestellt werden. Dieser
höhere Druck wirkt so lange in der Presse 6, bis das mit dem Differentialkolben
mitbewegte Gestänge 17 gegen den Anschlag 18 des Gestänges i9 stößt, wodurch
die Klinke 20 geschwenkt und der Steuerhebel 22 zur Bewegung in Richtung der Feder
21 freigegeben wird. Dadurch werden die Ventile 14 und 23 geöffnet, wobei vorzugsweise
die Einstellung so vorgenom = tuen wird, daß das Ventil 23 vor dem Ventil
14 aufgestoßen wird. Die Druckflüssigkeit kann nunmehr von den Zylindern 11, 8 über
die Leitung 13 und die Ventile 14 und 23 in den Flüssigkeitsbehälter i 5 strömen.
Dadurch kann der Differentialkolben in seine Anfangsstellung zurückgehen. Auch der
Preßkolben 5 geht unter der Wirkung seiner Rückholfeder zurück. Mit dem Verschwinden
des Arbeitsdruckes in der Leitung 4 geht auch der Kolben 3 in die untere Endlage
zurück und schließt die Leitung 7 ab. Die Pumpe i fördert dann die Flüssigkeit im
Umlauf durch die Leitung 2, 12, 13 in den Flüssigkeitsbehälter 15, bis durch Einrasten
des Hebels 22 in die Klinre 2o die Ventile 14, 23 geschlossen werden, und ein neues
Arbeitsspiel beginnt.
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Durch .die Bemessung des von dem Differentialkolben 9, io zurückzulegenden
Hubes bzw. durch Einstellung des Anschlages 18 kann -der höhere Druck in der Presse
eine gewisse Zeit regelbar gehalten werden. Die Zeit ist genau einstellbar, da die
Geschwindigkeit, mit der sich der Differentialkolben bewegt, bekannt ist und lediglich
von der Fördermenge der Zahnradpumpe i abhängig ist.
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Die Fig. 2 zeigt eine Steuerungsanlage, bei der nach dem Umschalten
der Rückzug des Preßkolbens durch die Niederdruckpumpe unmittelbar hydraulisch erfolgt.
Zu diesem Zweck führt eine Leitung 26 zu dem Ringraum 27 des _Zylinders 6. Die von
der Pumpe i ausgehende Leitung 31 führt einerseits über ein Ventil 29 zu der Leitung
26 und anderseits über ein Ventil 28 zu der Leitung 2. Die Ventile 28, 29 stehen.
unter der Einwirkung des Gestänges 24. Das Ventil 28 kann außerdem durch ein Gestänge
30 geöffnet werden, das betätigt wird, wenn dei- Kolben 5 in seine oberste
Stellung gelangt ist; die übrige Anordnung entspricht derjenigen der Fig. i.
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Bei Beginn des Pressens, d. h. der Abwärtsbewegung des Kolbens 5,
sind durch Einrasten des Hebels 22 in die Klinke 2o die Ventile 28 und 29 geöffnet,
während die Ventile 23 und 14 geschlossen sind. Die Pumpe fördert nun über die Leitung
34 Ventil 28 und Leitung 2, 4 die Flüssigkeitsmenge in den Zylinderraum 6, wobei
die in dem Ringraum 27 befindliche Flüssigkeit durch das geöffnete Ventil 29 ebenfalls
in die Leitung :2 gelangen kann. Das Abwärtsdrücken des Kolbens erfolgt durch die
erheblich größere der der Leitung 4 zugekehrten Fläche gegenüber der der Leitung
26 zugekehrten Ringfläche des Preßkolbens 5. Sowie der Preßkolben einen Widerstand
findet, wird durch den in der Leitung 4 einsetzenden höheren Druck der Umschaltkolben
3 entgegen der Federwirkun& gehoben, die Leitung 7 somit durch das Venti132
freigegeben und gleichzeitig das Rückschlagventi125 geschlossen, so daß die Pumpe
i nunmehr auf den Übersetzer 9 arbeitet. Dadurch wird über die Leitungen 12 und
4 ein erheblich höherer Druck auf den Kolben 5 zur Einwirkung gebracht, bis das
Gestänge 17 durch Anlage an dem Anschlag 18 über das Gestänge i9 die Klinke 2o auslöst.
Der Steuerhebel 22 wird frei und öffnet die Ventile 14 und 23. Zugleich werden auch
die Ventile 28 und 29 geschlossen. Das Ventil 29 ist so ausgebildet, daß es in der
Schließlage als Rückschlagventil arbeitet. Die Flüssigkeit kann nunmehr aus dem
Zylinderraum 6 und dem Zylinder 8 über die Leitungen 4, 12, 13 bzw. 7 in das Sammelgefäß
15 gelangen. Mit dem Verschwinden des Arbeitsdruckes in der Leitung 4 hat auch der
Umschaltkolben 3 seine die Leitung 7 abschließende Lage wieder eingenommen, und
die Pumpe i drückt die Flüssigkeit durch das Ventil 29 in die Leitung 26 in den
Ringraum 27, so daß der Preßkolben 5 nach oben geführt wird. Sobald dieser
in die obere Endstellung gelangt, wird durch das Gestänge 3o das Ventil 28 geöffnet.
Die Pumpe arbeitet dann über die Leitungen 31, 28, 2, 4,i2, 13, 14 im Umlauf in
den Behälter 15, wobei das in der Schließlage verbliebene Ventil 29 den Druck in
der Leitung 26 hält und damit den Preßkolben 5 in der oberen Endstellung festhält.