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Treibapparat für hydraulische Pressen Die Erfindung bezieht sich auf
einen hydraulischen Treibapparat, wie solche zum Antrieb von hydraulischen Pressen
benutzt werden. Die bisher entwickelten, durch elektrische Maschinen betätigten
hydraulischen Treibapparate bestanden aus einem hydraulischen Zylinder und einem
Plunger, wobei Zylinder oder Plunger durch einen Elektromotor über Ritzel und Zahnstange
bewegt wurden. Diese Ausführung hat sich vor allem deshalb nicht als zweckmäßig
erwiesen, weil die große, in Bewegung befindliche Hasse ein elastisches Arbeiten
des Treibapparates nicht erlaubte und auch ein schnelleres Umsteuern nicht möglich
war. Es konnte deshalb bisher der rein hydraulische oder dampfhydraulische Treibapparat
noch nicht durch den elektrisch angetriebenen hydraulischen Treibapparat ersetzt
werden. Ein Bedürfnis hierfür lag aber seit langen Jahren vor,- da sowohl der dampfals
auch der rein hydraulische Betrieb außerordentlich teuer sind.
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Um ein elastisches Arbeiten und ein schnelles Umsteuern zu ermöglichen,
schlägt nun die Erfindung vor, den Kolben des Treibapparates auf elektromagnetischem
Wege anzutreiben. Hierzu bedient sie sich sogenannter Tauchmagnete, also solcher
Magnete, bei denen der Magnetanker in angezogener Stellung nicht an einer festen
Polfläche zur Anlage kommt, der Anker also frei: spielt, also gewissermaßen wie
von elastisch nachgiebigen Gummifäden gezogen wird. Hierdurch wird das geforderte
elastische Arbeiten des Treibapparates erreicht.
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Für den Antrieb von Pumpen ist es zwar bekannt, den Kolben elektromagnetisch
hin und her zu bewegen, zu welchem Zweck über die Länge des Zylinders hin eine aus
Einzelspulen zusammengesetzte
Magnetspule vorgesehen ist, deren
Einzelspulen nacheinander entsprechend der Kolbenbewegung erregt werden.
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Nun ist aber die Arbeitsweise einer Pumpe grundsätzlich anders als
die eines hydraulischen Treibapparates. Bei der Kolbenpumpe geht der Kolben gleichförmig
hin und her. Beim hydraulischen Treibapparat ist die Bewegung grundsätzlich anders.
Wenn nämlich der Druck durch einen Treibapparat in einer Presse zur Auswirkung kommt,
dann entstehen in dem beweglichen Teil des Treibapparates durch die Zusammendrückbarkeit
des Wassers Kräfte, die gegen Ende des Treibapparathubes während des Umschaltvorganges
auf Rückgang die bewegliche Masse in Schwingungen versetzen, wobei dann der Steuermann
eine Rückschwingung dazu benutzt, die rückwärtige Bewegung wieder einzuleiten. Die
Schwingungen können sich frei auswirken, ein Vorteil, der den elektromagnetischen
Antrieb gegenüber den bisher bekannten elektrohydraulischen Antrieben auszeichnet.
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Um den verhältnismäßig großen Hub des Treiberkolbens und damit des
Ankers zu erreichen, wird zweckmäßig die Erregerspule des Magnets aus mehreren hintereinander
angeordneten Spulen aufgebaut, die einzeln oder in Gruppen nacheinander einschaltbar
sind, wobei sie v orteilhafterweise selbsttätig gesteuert werden, indem nach Einschaltung
der ersten Spule von Hand die folgenden Spulen durch einen von der Kolbenbewegung
gesteuerten Schalter unter Spannung gesetzt werden bzw. Spulengruppen, an denen
der Anker bereits vorbeigelaufen ist, ausgeschaltet oder auch umgepolt werden.
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Zur Erzielung der teilweise sehr großen Kräfte wird zweckmäßig der
sonst in üblicher Weise aus Weicheisen bestehende Anker ebenfalls als Magnetspule
ausgebildet, die in gleicher Weise wie die Erregerspule in einzelne getrennt schaltbare
Spulen unterteilt sein kann.
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Um die Ungleichmäßigkeiten des Magnetfeldes, hervorgerufen durch den
für Isolation benötigten Spalt zwischen den iEinzelspulen, auszugleichen, werden
die Spulen der einzelnen Magnete zweckmäßig in axialer Richtung gegeneinander versetzt
angeordnet. Dies gilt sowohl für die Spulen der Erregung als auch, falls der Anker
Stromspulen trägt, für diese.
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Die Erfindung sei nachstehend an der schematischen Darstellung eines
Treibapparates erläutert. Abb. i zeigt den Treibapparat im Schnitt, Abb. 2 die Anordnung
der Magnete.
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In einem Zylinder i läuft ein Plunger 2 mit Differentialkolben 3.
Der Plunger 2 trägt oben. einen beispielsweise runden Konstruktionsaufbau 2a, an
welchem Zugstangen 4 angreifen. An diesen Zugstangen 4. sind die Magnetkerne 5 befestigt.
Mit dein Zylinder i ist der Magnetaufbau 7 über die Konstruktion 6 verbunden. Der
Magnetaufbau besteht aus einzelnen ringförmig um die Mitte des Treibapparates angeordneten
Tauchmagneten (vgl. .11)b. 2), Die Erregung der Tauchmagnete erfolgt durch einzelne
gleichachsig hintereinanderliegende, vom elektrischen Strom durchflossene Spulen
8a, 8b, 8c ...
Auch die Anker 5, die an sich einfach als Weicheisenkerne ausgebildet
sein könnten, haben bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Stromspulen 5a, 5b 5c...
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Die Schaltung der Spulen erfolgt gruppenweise untereinander, wobei
die Einteilung in Gruppen entweder nach der Vertikalen oder auch Horizontalen orientiert
sein kann. Die Schaltung selbst erfolgt in Abhängigkeit vom Hub des Treiberkolbens
2 z. B. durch die Kontaktschiene 9, an der ein Ausleger io des Plungers 2 entlang
gleitet.
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Die Arbeitsweise ist. folgende: Durch die Betätigung eines Steuerhebels
werden die untersten Spulengruppen 8a der einzelnen Magnete und die obersten Spulen
der Anker 5a unter Strom gesetzt, wodurch der Treiber sich nach oben zu bewegen
beginnt. Nach Einleitung der Bewegung werden dann durch die selbsttätige Steuerung
infolge Vorbeilaufens des Steueranschlages io entlang der Kontaktschiene 9 die nächstfolgenden
Spulen-.gruppen 8b und 8c usw. unter Strom gesetzt, so daß also nach Einleitung
der Bewegung der Treiber selbsttätig weiterläuft. Da mit dem Treibapparat verschieden
große Hübe erzielt werden müssen, erfolgt die Schaltung so, daß mit der Zurücknahme
des Steuerhebels in seine Nullstellung ein Umkehren der Bewegungsrichtung des Treibers
in seine Ausgangsstellung stattfindet. In gleicher Weise wie die Spulen 8a der Erregung
können auch die Ankerspulen 5a unter Spannung gesetzt werden.
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Das Versetzen der Spulengruppen untereinander ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel durch eine Verschiebung der Ankerspulen 5a, 5b USW.
gegeneinander
erreicht, so daß also ein gleichmäßiger Lauf des Treibers gewährleistet ist.
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Der Treiber kann statt vertikal auch horizontal angeordnet werden.
Auch kann statt der direkten Kraftübertragung eine indirekte Übertragung durch Zwischenschaltung
von Hebeln gewählt werden; ferner kann die Anordnung so getroffen werden, daß die
äußeren Spulen beweglich und die Anker unbeweglich sind, ohne an der Erfindung etwas
zu ändern. Auch kann der hydraulische Teil umgekehrt werden, d. h. der Zylinder
beweglich und. der Plunger feststehend. Ergänzend ist noch zu erwähnen, daß das
in dem Zylinder i erzeugte Preßwasser bei i i abgenommen und der Presse zugeführt
wird. Das Füllen des Zylinders erfolgt in bekannter Weise durch die gleiche Leitung,