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Vorrichtung zum Steuern der Preßgeschwindigkeit bei hydraulischen
Strangpressen Wenn man Metalle und Legierungen in Strangpressen verformt, muß; man
bekanntlich eine bestimmte Praßgeschwindigkeit innehalten, deren Größe im wesentlichen
von der Art des verformten Werkstoffes .abhängig ist und empirisch ermittelt wird.
Wird eine zu große Preßgeschwindigkeit angewendet, so erhält man fehlerhafte Preßerzeugnisse,
indem die Oberfläche der Erzeugnisse Narben, Riefen oder Schiefer zeigt, wenn sich
nicht der erhöhte Spannungszustand" des gepreßten Stranges in tiefen Rissen oder
Sprüngen auslöst. Da die Strangpressen mit ihrem Zubehör sehr kostspielige Vorrichtungen
darstellen, besteht natürlicherweise das Bedürfnis, ihre Leistung in der Zeiteinheit
möglichst hoch zuhalten, .also eine große Preßgeschwindigkeit zu ermöglichen. Man
hat dies bisher durch Anwendung bestimmter Schmiermittel, durch eine sorgfältige
Ausgestaltung der Preßwerkzeuge u. dgl. zu erreichen gesucht.
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Neben der Aufgabe, eine möglichst hohe Preßgeschwindigkeit zu ermöglichen,
besteht aber noch die weitere Aufgabe, die Preßgeschwindigkeit innerhalb des einzelnen
Vorgangs möglichst gleichmäßig zu halten. Aus verschiedenen Gründen wird nämlich
zu Beginn des Preßvorganges der Druck etwas gestaut, um abzusinken, wenn das Werkstück
ins Fließen gekommen ist. Infolgedessen ist die Preßgeschwindigkeit beim Beginn:
des Pressens
größer als nachher. Dadurch werden verschiedene Nachteile
bedingt: Die Anfangsgeschwindigkeit muß. noch im Bereich der zulässigen höchsten
Preßgeschwindigkeit liegen, so@ daß durch das Absinken dieser Anfangsgeschwindigkeit
die Leistung der .Presse verringert wird. Außerdem aber wird durch den Abfall der
Geschwindigkeit der Fließvorgang im gepreßten Metall unregelmäßig, wodurch sich
die mechanischen Eigenschaften des gepreßten Erzeugnisses ändern.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zum Steuern der Preßgeschwindigkeit
bei hydraulischen Strangpressen einen den Öffnungsquerschnitt für,die Preßflüssigkeit
beherrschenden Regler zu verwenden. Die Erfindung betrifft eine derartige Vorrichtung
zum selbsttätigen Steuern der Preßgeschwindig'lceit und besteht darin, daß der Regler
-durch eine Magnetspule betätigt wird, in derenStromzuleitung ein willkürlich einstellbarer
Widerstand und in deren Stromableitung ein von der Geschwindigkeit des austretenden
Preß@gutes geregelter Widerstand geschaltet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Regelwiderstand, der
mit einem Geschwindigkeitsanzeiger beliebiger Art gekuppelt werden kann, rieben
einem höchstempfindlichen und damit sehr genauen, elektrohydraulischen Regler und
einem von, Hand betätigten Potentiometer, mit dem jede gewünschte Geschwindigkeit
gewählt bzw. eingestellt werden: kann, dazu benutzt, um auf wirtschaftliche Weise
Strangpreßerzeugnisse in gleichmäßiger Güte herzustellen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher
erläutert ist. In der Zeichnung zeigt Abb. i das Steuerventil und den elektrisch
beeinflußten Regler mit dem Schaltschema und Abb.2 eine schematische Darstellung
des sich selbsttätig einstellenden Widerstandes 13 in Abb. i. In Abb. i ist i. ein
an sich bekanntes Steuerventil einer nicht dargestellten hydraulischen Strangpresse.
D'as Druckmittel, meist Preßwasser, tritt durch die Leitung 2 in die Strangpresse
und wird dem Ventilgehäuse durch die Leitung 3 zugeführt. Das Ventil selbst wird
durch einen Kolben 1g betätigt. Die Räume über und unter diesem Kolben sind durch
Leitungen 4 und 5 mit einem Regler 6 verbunden, der einen Dbppelkolben 1.6 enthält,
welcher durch die Federn 7 und 8 in der Schwebe gehalten wird. - Die Kolbenstange
kann durch die Spule g beeinflüßt werden, die der Steuerung des Doppelkolbens q
dient. Der zwischen den beiden Dlappelkolben 16 eingeschlossene Raum wind durch
die Leitung 17 mit einem Druckmittel versorgt, während die beiden äußeren Räume
Ableitungen aufweisen.
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Die Steuerspule 9, die in der Zeichnung im Ruhezustand dargestellt
ist, ist über ein Hilfsschütz 1o einerseits .über den. selbsttätig wirkenden Regelwiderstand
13 und andererseits über den willkürlich einstellbaren Regelwiderstand 14 an die
Leitung des Gleichstromnetzes angeschlössen. Zur Betätigung des Hilfsschützes ist
der Druckknopfschalter 15 und der selbsttätig wirkende Schalter 2o vorgesehen.
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Zu Beginn des Pressens wird der Druckknopf 15 betätigt, wodurch das
Hilfsschütz anzieht, so daß Strom von der Leitung i1 über den Einstellwiderstand
14 zur Steuerspule 9.- und zurück über die Bürste 18 des Reglers 13, zur Leitung
12 fließen kann. Dadurch wird der Doppelkolben gesenkt, und die Druckflüssigkeit
aus der Leitung 17, fließt über die Leitung 5 unter den Kolben 1g, so daß sich das
Ventil aus der geschlossenen in die gezeichnete angehobene Stellung bewegt. Damit
ist dem Druckmittel aus der Leitung 3 der Weg in die Presse freigegeben. Nunmehr
beginnt der selbsttätige Regelwiderstand 13 zu wirken, der in Abb. -, dargestellt
ist. Dieser Regelwiderstand wird nach dem an sich bekannten Prinzip des hydraulischen
Geschwindigkeitsmessersbetätigt. Eine Kolbenstange 24 ist mit dem Preßkolben oder
auch mit .dem gepreßten Werkstück selbst derart gekuppelt, d'aß die Stange 24 den
Kolben a2 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Preßgeschwirndigkeit entspricht.
Der Raum rechts vor dem Kolben 22 ist mit einer Flüssigkeit angefüllt, die aus dem
Zylinder 23 durch die Düse 25 in den Behälter 28 verdrängt wird. Infolge des Durchströmwiderstandes,
den die Düse 25 bietet, entsteht in der vor dem Kolben 2i2 befindlichen Flüssigkeit
eine von der Geschwirndigk.eit dieses -Kolbens abhängige Druckerhöhung, die über
die Leitung 3o einen kleinen Kolben 26 bewegt, der über die Zahnstange a7 die Bürste
18 des Reglers 13 verstellt.
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Bewegt sich der Kolben 22 wieder nach links, dann wird die vorher
in den Vorratsbehälter 28 geförderte Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 29 wieder
angesaugt. Dabei wird auch der Kolben 26 gesenkt, so daß sich die Bürste 18 in ihre
Anfangsstellung bewegt.
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Steigt nun bei Beginn des Pressens die Preßgeschwindigkeit zunächst
scharf an, dann wird die Bürste 18 des Reglers 13 nach rechts verschoben, so daß
immer mehr Widerstand der Spule 9 des Regelventils 6 vorgeschaltet wird. Infolgedessen
läßt die Kraft der Spule nach, bis die Federn 7 und 8 den ,Doppelkolben in die gezeichnete
Mittellage ziehen, so daß- die Leitungen 4 und 5 abgesperrt werden.
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Der Widerstand 14 ermöglicht es, zu Beginn des Pressens von Hand die
empirisch ermittelte richtige Preßgeschwindigkeit einzustellen. Wird nun z_ B. der
Schleifkontakt des Einstellwiderstandes 14 indie Mittellage geschoben und erreicht
der :Widerstand im selbsttätig wirkenden Regler 13 die gleiche Größe, dann ist an
den beiden Enden der Spule 9 gleiches Potential, die Spule 'ist wirkungslos, und
die Federn 7 und 8 ziehen den Doppelkolben r6 endgültig in die Mittellage. Das durch
den Kolben 1g betätigte Ventil bleibt dann in der vorher eingenommenen Stellung
stehen.
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Steigt jetzt die Preßgeschwindigkeit weiter am dann bewegt sich der
Schleifkontakt 18 des Reglers 113 weiter nach rechts. Da nun aber das andere Ende
des Regelwiderstandes 13 an die Plusleitung
i i angeschlossen ist
und der Strom sich den kürzesten Weg sucht, so fließt er, wenn die Bürste 1 8 weit
nach rechts verdreht ist, von der Leitung i i über den Widerstand 13 und das Hilfsschütz
io zur Spule 9 des Ventils 6 und von dort über das Hilfsschütz io und den Einstellwiderstand
14 zur Leitung r2 des Netzes zurück; der Strom kehrt also seine Richtung um. Infolgedessen
zieht die Spule 9 des Ventils 6 den Schwebekolben 1:6 nach oben, wodurch Steuerflüssigkeit
durch die Leitung 4 in den Raum über den Kolben i9 strömen kann und die Schließbewegung
des Ventils eingeleitet wird. Dadurch sinkt die Preßgeschwindigkeit, die Bürste
iS des Reglers 13 bewegt sich wieder nach links, bis sich die gewünschte am Widerstand
14 eingestellte Geschwindigkeit eingeregelt hat.
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Nach Beendigung des Preßvorganges öffnet der Schalter 2o, der entweder
vom Kolben der hydraulischen Presse oder vom Preßgut selbst betätigt werden kann,
den Stromkreis des Schützes io, welches nunmehr in die gezeichnete Lage abfällt.
Nunmehr erhält die Spule 9 des Ventils 6 Strom über die Ruhestromkontakte und den
Vorwiderstand 21. Dadurch zieht sie den Doppelkolben 16 nach oben, wodurch Steuerflüssigkeit
durch die Leitung 4 in den Raum über den Kolben ig gelangt und das Ventil zudrückt.
Sollten nun die Leitungen m und 12 stromlos werden, dann wird durch die Federn 7
und 8 der Doppelkolben in seine Mittellage gezogen, die Leitungen 4 und 5 werden
gesperrt, und der Kolben i9 bleibt in seiner Stellung stehen.
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An Stelle der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Federn 7 und 5
können auch Gewichte oder a gnetspulen angeordnet sein. Wird bei Anweng dung der
letzteren eine Spule nach Beendigung des Preßvorganges stromlos, so zieht die andere
stromdurchflossene Spule den Doppelkolben 1b des Vorventils 6 an, wodurch die Steuerflüssigkeit
das Steuerventil i wiederum zudrückt. In diesem Fall kann unter Umständen sogar
auch noch das Hilfsschütz io fortfallen.
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Damit sich beim Beginn des Pressens das Steuerventil nicht zu schnell
öffnet, kann es zweckmäßig sein, noch einen nicht dargestellten Anlaßwiderstand
einzubauen, der dem Regler 13 nachgeschaltet ist. Dieser kann in üblicher Weise
von Hand, mechanisch oder elektrisch betätigt bzw. kurzgeschlossen werden. Das Preßventil
kann gegebenenfalls auch von einem Servomotor, auf den das Vorventil 6 wirkt, entweder
schiebend oder drehend betätigt werden, wie auch unter Umständen an Stelle des Vorventils
mit Schwebekolben ein an sich bekanntes Vorsteuerventil benutzt werden kann.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat sich in hydraulischen Strangpressen
bei der Herstellung von vollen und hohlen Werkstücken aus verschiedenen Nichteisenmetallen
sehr gut bewährt. Sie kann jedoch auch beim Stranggießen mit Vorteil angewendet
werden, indem der Regelwiderstand 13 von der Geschwindigkeit des austretenden erstarrenden
Stranges gesteuert wird, während man den Kolben i9 auf ein Organ einwirken läßt,
welches entweder den Zufluß des Gießgutes oder die Drehgeschwindigkeit der Förderwalze
steuert.