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Ventilsteuerung für hydraulische Pressen Ventilsteuerungen für hydraulische
Pressen im allgemeinen und insbesondere für solche zur Herstellung von Hohlkörpern
sollen möglichst leicht und feinfühlig zu betätigen sein. Die Erfüllung dieser Bedingung
erweist sich jedoch um so schwieriger, je ,größer der Durchmesser des jeweilig zu
steuernden Ventils sein muß und je größer die hydraulischen Drücdze sind, entgegen
denen das Ventil, z. B. .das Druckeinlaßventil des Preßkolbenzylinders, von seinem
Sitz abzuheben und in irgendeiner gewünschten Stellung zu halten isst, in der mit
der Größe ;der jeweiligen Durchflußmenge auch zugleich die Größe der Geschwindigkeit
der Preßkolbenbewegungbestimmt sein soll. Bislang hat man sich so beholfen, daß
man sog. Voröffnungs-oder Stechkegel in die entgegen hohem Druck zu betätigenden
Ventile einbaute. Steuerungen mit derartigen Ventilen sind praktisch allerdings
nur bedingt befriedigend. Die Ventile sind 'kompliziert, werden sehr häufig reparaturbedürftig
und neigen leicht zum Rattern und Schlagen.
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Die Erfindung geht darauf aus, eine Steuerung mit Ventilen ohne Voröffnungs-
oder Stechkegel zu schaffen, :derart, daß die Steuerung als solche sich innerhalb
ihres gesamten Verstellbereiches durchweg gleichmäßig leicht betätigen läßt und
mit der Presse außerordentlich schnell, feinfühlig und sicher ;gearbeitet werden
kann. Im übrigen ist es Zweck und Ziel der Erfindung, die Steuerung so einfach wie
möglich zu gestalten, um größte
Betriebszuverlässigkeit au erreichen
bzw. Häufigkeit und Größe oder Umfang eventueller Wiederherstellungsarbeiten, ,die
bei notwendiger Stillsetzung der Presse unerwünschten Produktionsausfall zur Folge
haben müssen, auf ein erträgliches Geringstmaß zurückzuführen.
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Erfindungsgemäß ist eine in ihrer Art grundsätzlich neue Ventilsteuerung
-geschaffen worden, bei der der Steuerungseinfluß des von Hand beweglichen, vorzugsweise
gleich einer an sich bekannten Kurven- oder Nockenscheibe ausgebildeten Stellgliedes
auf :das entsprechende, bekannterweise gleich einem Stufenkolben ausgebildete Ventil
hydraulisch vermittels einer an -sich bekannten zweiventidigen Vorsteuerung übertragen
wird, die in eine die Druckeinlaßsei-te des Ventilgehäuses mit der Gegendruckseite
des darin befindlichen Stufenkolbens verbindende Hilfsleitung eingeschaltet ist
.und vom Stellglied aus vermittels eines Zwischenhebels beeinflußt wird, der auf
einem aus dem Ventilgehäuse herausragenden Fortsatz ;des Stufenkolibens schwingbar
unterstützt gehalten ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal 'der Erfindung ist das in der soeben
dargelegten Weise steuerbare Ventil als sog. Vorventil im Nebenschluß zu einem gleichartig
gestalteten,: jedoch größer bemessenen Hauptventil vorgesehen, dessen Verhältnis
Druckseite zu Gegendruckseite das entsprechende Verhältnis :des Varventils überwiegt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge der neuen Steuerung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform.
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In der Zeichnung ist i ein Steuerhebel zum Betätigen eines Stellgliedes
2, das zweckmäßigerweise kurven- oder nockenschei-benförmg gestaltet sein mag. Das
zu steuernde Ventil 3, beispielsweise ein Drug#,einlaßventil .des Preßkol'benzylinders,
ent-!hä.lt einen als Stufenkolben ausgebildeten Ventilkörper 4. Auf einem aus dem
Ventilgehäuse herausragenden Forts:atz 5 .des Ventilkörpers 4 ist der vom Stellglied
:2 beeinflußbare Zwischenhebel 6 schwingbar unterstützt gehalten. Ein Gestänge 7
verbindet den Zwischenhebel 6 mit dem T-förmigen Hebel 8 einer an sich bekannten
zweiventiligen Vorsteuerung g. Letztere ist eingeschaltet in die Hilf s-Leitung
io, i i, -die - die Druckeinlaßseite 12 des Ventils 3 mit der Gegendruckseite 13
des Ventilkörpers 4 verbindet. 14 ist ein in den Leitungsabschnitt io eingebautes
Filter. 15, 15a ist eine Druckflüssigkeitsz.uleitung zum Ventil 3, und 16
ist eine vom Ventil 3 zum Pressenzylinder hinführende Weiterleitung. 17 ist ein
nebengeschaltetes, dem Ventil 3 im wesentlichen ähnliches, aber größer dimensioniertes
zweites Ventil, dessen besonderer Zweck sich aus der folgenden Beschreibung der
Wirkungsweise der neuen Steuerung ergibt.
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Solange der Steuerhebel i ,sich in der Endstellung I befindet, sind
:die Ventile 3 und 17 geschlossen, und zwar je durch eine hydraulische Drucldkraft,
die sich durch den Leitungsabschnitt io über das vom Hebelgestänge 6, 7, 8 offen
gehaltene Vorsteuerungsventil 18 und weiter Über die Leitungen i i, i il auf die
Oberseite (Gegendruckseite) der Stufenkolben in den Ventilen 3 und 17
auswirkt.
Wird der Steuerhebel in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles verstellt, so erfährt
der Hebe16 nach Maßgabe der Steuerkurve seines Stellgliedes 2 eine Verschwenkung,
die durch Vermittlung des Gestänges 7, B bewirkt, daß in der Vorsteuerung erst das
eine Ventil 18 geschlossen und unmittelbar .danach das andere Ventil ig geöffnet
wird. Von der Oberseite bzw. Gegendruckseite der Stufenkolben in den Ventilen 3,
17 kann nunmehr Flüssigkeit im Maße der Öffnung des Vorsteuerungsventils ig zum
Ablauf 2o entweichen. Die Folge hiervon ist, daß der Betriebsdruck zunächst einmal
das Ventil 3 im Sinne der Eröffnung eines Druckflüssigkeits.durchlasse.s beeinflußt,
d. h. den Stufenkolben 4 von seinem Sitz .alShebt, worauf die Druckflüssigkeit über
die Leitung 16 in den Pressenzylinder gelangt. Angenommen, die Bewegung des Steuerhebels
i würde irgendwo zwischen den Stellungen I und II angehalten, so kann die Öffnungsbewegung
, des Stufenkolbens im Ventil 3 nur entsprechend begrenzt vor sich gehen, weil .die
Aufwärtsbewegung dieses Stufenkolibens dem Hebelgestänge 6, 7, 8 eine Bewegung entgegengesetzt,
der ihm vermittels des Steuerhebels i zuteil gewordenen Verstellbewegung aufzv@in@gt
und dadurch eine alsbaldige Wiederschließung des Vorsteuerungsventils ig herbeigeführt
wird. Auf der relativ groß bemessenen Ober- oder Gegendruckseite,des Stufenkolbens
im Ventil 17 verbleibt vorerst noch immer ein genügender Druck, um dieses Ventil
geschlossen zu halten. Eine sehr wesentliche Bedingung hierfür ist allerdings, daß
für den Stufenkolben des Ventils 17 erfindungsgemäß ein Größenverhältnis der Druckseite
21 zur Gegendruckseite 22 vorgesehen ist, das als solches ein wesentlich größeres
ist als das entsprechende Verhältnis am Stufenkolben des Ventils 3. Um in diesem
Zusammenhang auch gleich ein besonderes Zahlenbeispiel zu bringen, sei gesagt, daß,
wenn an dem Stufenkolben des Ventils 17 das Größenverhältnis der Druckseite 2i zu
der Gegendruckseite 22 etwa i : 2 sein sollte, .dann das Verhältnis von Druckseite
zu Gegendruckseite an dem Stufenkolben im Ventil 3 etwa i : 1;5 gewählt werden könnte.
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Das Ventil 3 ist vermittels des Steuerhebels i, solange er im Bereich
der Stellungen I und II betätigt wird, außerordentlich leicht und unbedingt sicher
zu beherrschen. So kann der Pressenk olben unter Hochdruck .absolut feinfühlig .und
verschieden schnell vorgetrieben werden. Schließlich genügt eine aus der Hebelstellung
II nur noch ganz kurz auszuführendeSteuerbewegung indieHebelstellungIII, um bei
alsdann vollständig geöffnetem Ventil 3 bzw. darin vollständig hochgedrücktem Stufenhebel
4 das Gestänge 6; 7, 8 endgültig in solch eine Einstellung zu bringen, daß das Vorsteuerungsventil
ig unbedingt offen bleiben und sodann auch das Ventil 17 sich öffnen muß; womit
erreicht ist, daß das Fertigpressen, .das Fertiglochen oder das Fertigziehen der
Werkstücke sofort mit größtmöglicher Geschwindigkeit und Preißkraft vor sich gehen
kann:
Die beschriebene Ausführungsform hat sich im Betrieb bestens
bewährt. Als einer ihrer besonderen Vorteile ist hervorzuheben, daß die Steuerhebelbewegung
zur Feinsteuerung der Presse innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereiches (zwischen
Hebelstellung I und Hebelstellung II) vor sich gehen kann und dadurch die Gefühlssicherheit
bei der Bedienung der Presse zu einer höchst vollkommenen wird. Die Bedienung der
Presse bzw. ihrer Steuerung kann jedermann leicht und schnell angelernt werden.
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Damit unter gar keinen Umständen ein unerwünscht schnelles Aufstoßen
des einen oder des anderen Ventils oder gar beider Ventile zugleich erfolgen ;kann,
insbesondere wenn :der Hebel i aus der Stellung 1 sofort bis in die Stellung III
durchgezogen werden sollte, sind erfindungsgemäß Drosselscheiben 23 und 24 in die
Leitungen i i, ija eingebaut.
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Das schon einmal erwähnte Filter 1q. .ist vorgesehen, um eine größte
Betriebssicherheit des hydraulischen Teils der Steuerung zu schaffen. Von der Betriebsdruckflüssigkeit
etwa mitgeführte Feststoffe werden mittels des Filters zurückgehalten und 'können
somit keinerlei Störungen verursachen, weder in der Vorsteuerung 9 noch in den zu
steuernden Ventilen 3 und 17.
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Die erfindungsgemäße Anordnung des Ventils 17 im Nebenschluß zu dem
Ventil 3 schließt den besonderen Vorteil ein, das Ventil 17 unmittelbar an den Pressenzylinder
anbauen zu können. Dadurch entfällt die bisherige Notwendigkeit der Verlegung großer
Leitungen zu der Handsteuerung und von dieser noch zu .dem Pressenzylinder. Die
hierdurch erzielte Einsparhis von Material und Montagekosten ist erheblich.
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Bei genügend großer Ausführung des Ventils 3 kann auf ein zweites
Ventil 17 eventuell verzichtet werden. Es muß -dann die größtmögliche öffnungsweise
des Ventils 3 so bemessen sein, daß sie dem für die gewünschte größtmögliche Preßgeschwindigkeit
erforderlichen Druckflüssigkeitsbedarf genügt.
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So wie erfindungsgemäß das dargestellte Ventil 3 als Hochdruckeinlaßventil
des Pressenzylinders steuerbar gemacht ist, können selbstverständlich auch alle
anderen Zylinderventile der Presse steuerbar gemacht werden; wobei es besonders
vorteilhaft ist, die Vielzahl der einzelnen, :z. B. für den Hochdruckau.slaß, den
Rückzugeinlaß und den Rückzugauslaß erforderlichen Ventilsteuerungseinheiten zusammenzufassen
und alle Nocken- oder Kurvenscheiben entsprechend den öffnungs- und Schließseiten
ihrer Ventile gegeneinander versetzt auf einer und derselben Steuerhebelwelle i'
anzuordnen.