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Vorrichtung an hydraulischen Ballenpressen zum Sichern des PreBkastens
gegen zu hohen Druck Bei hydraulischen Pressen sind Einrichtungen in Form von Ventilen
u. dgl. bekannt, die zur Sicherung der Presse gegen Überdrücke dienen, die höher
liegen als der höchste Druck, für den die Presse berechnet ist. Wird eine solche
Einrichtung zum Begrenzen des Arbeitsdruckes angewendet, so ist es im allgemeinen
nicht erwünscht, die Pumpe dauernd gegen den im Sicherheitsventil eingestellten
Druck arbeiten zu lassen.
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Zur Sicherung gegen Brüche an der Presse wird ein Druckmesser und
ein Sicherheitsventil auf eine an den Pressenzylinder angeschlossene Leitung aufgesetzt.
Weiterhin ist eine Doppelsicherung für hydraulische Hochdruckpressen bekannt, die
beim Versagen des Sicherheitsventils z. B. durch Verschmutzung wirksam wird.
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Ferner wurde bei einem Druckregler für hydraulische Pressen mit unmittelbarem
Pumpenantrieb ein Rückschlagventil, ein Umlaufventil sowie einen hierauf arbeitenden
Differentialhebekolben vorgesehen, wobei die Druckmittelzufuhr zu den Entlastungsflächen
des Kolbens durch ein einstellbares, federbelastetes Reduzierventil geregelt wird.
Das Umlaufventil wird bei Erreichung des gewünschten Druckes durch den Kolben angehoben,
so daß das Druckmittel zum Speisebehälter zurückfließt.
Die Erfindung
macht teilweise von Merkmalen der bekannten Sicherungseinrichtungen gegen Überdruck
für einen anderen Zweck und in abweichender Anordnung Gebrauch, nämlich zur Sicherung
des Preßkastens vonBallenpressen gegen zu hohen Druck.
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Bei hydraulisch betriebenen Ballenpressen für lose Güter nimmt der
über dem Preßhub aufgetragene Preßdruck nach einer Exponentialkurve zu. Der beim
Preßvorgang auftretende Seitendruck ist nach der Art des zu vierpressenden Materials
verschieden, kann aber sehr erhebliche Werte annehmen, die zu besonders schweren
und teueren Konstruktionen der Preßkastenwände führen würden. Solche schweren Preßkastenwände
bedingen wiederum teureLagerungen, falls ihreHandhabung nicht zu schwerfällig sein
soll. Da fast alle Ballenpressen größerer Leistung mit beweglichen Preßkästen, dreh-
oder fahrbaren, arbeiten, ist es sehr erwünscht, die dabei zu bewegenden Gewichte
möglichst gering zu halten. Auch bei der Konstruktion der Türverschlüsse werden
die Schwierigkeiten mit zunehmender Größe der Seitenkräfte unverhältnismäßig groß.
Aus diesem Grund werden die Türen und Verschlüsse des Preßkastens im allgemeinen
nur für einen bestimmten Seitendruck bemessen. Denn bei den meisten zu vierpressenden
Gütern ist es nicht notwendig, den Teil des Preßkastens, in dem sich der Ballen
im Stadium des Enddruckes befindet, bis zum Schluß des Preßhubes geschlossen zu
halten. Das zu pressende Material ist nämlich schon lange vor Erreichung des Enddruckes
so ineinander verfilzt, daß der Preßkasten geöffnet werden kann, bevor der Endhub
erreicht ist, ohne daß ein unzulässiges Verformen des Ballens bei der folgenden
Endpressung zu befürchten wäre. Das Bedienungspersonal derBallenpresse muß daher
die Türen bzw. Preßkastenwände öffnen, sobald ein vorbestimmter Druck erreicht oder,
bei dauernd gleichem Gewicht und gleichbleibender Beschaffenheit des Preßgutes,
ein bestimmter Hub der Presse zurückgelegt ist. Wird dies verabsäumt, so erleiden
die Türen und Türverschlüsse Schäden. Da Ballenpressen vielfach von Hilfskräften,
in Übersee zumeist von Eingeborenen, bedient werden, ist keine Gewähr für ein rechtzeitiges
Öffnen der Türen und Verschlüsse gegeben.
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Durch eine Vorrichtung an der hydraulischen Ballenpresse zur Sicherung
des Preßkastens gegen zu hohen Druck, bei der von der Leitung des Druckaggregates
zum Preßzylinder vor oder hinter einem Steuerapparat, gegebenenfalls mit eingebautem
Rückschlagventil, eine ein bei vorbestimmbarem, nur einen Bruchteil des Pressenhöchstdruckes
ausmachendem Druck öffnendes und durch den Druck im Preßzylinder gesteuertes Druckbegrenzungsventil
enthaltende Leitung abzweigt, die mit dem Speisebehälter des Druckaggregates in
Verbindung steht, wird bei Erreichen eines eingestellten Überdruckes das geförderte
Druckmittel in diesem abgeführt.
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Nach der Erfindung ist bei einer solchen Vorrichtung eine das Druckbegrenzungsventil
bei geöffneten Preßkastenwänden (Türen) ausschaltende Steuereinrichtung vorgesehen.
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Die von den Preßkastenwänden beeinflußte Steuereinrichtung kann in
verschiedener Weise gestaltet sein. So kann erfindungsgemäß in der das Druckbegrenzungsventil
enthaltenden Abzweigleitung ein weiteres, durch die Preßkastenwände gesteuertes
Ventil angeordnet sein, daß nur bei geschlossenen Preßkastenwänden öffnet. In diesem
Fall erfolgt die Beeinflussung mittelbar dadurch, daß die Steuerung des Druckbegrenzungsventils
nach dem Öffnen der Preßkastenwände zwar weiterarbeitet, die Wirkung des durch sie
gesteuerten Druckbegrenzungsventils jedoch durch Absperren der Abzweigleitung aufgehoben
wird.
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Eine andere gleichfalls vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung besteht
darin, daß, wenn das z. B. federbelastete Druckbegrenzungsventil durch einen auf
einen an einem Kontaktmahometer eingestellten Druck im Öffnungssinne des Ventils
ansprechenden Hubmagnet gesteuert ist, durch dessen Stromkreisunterbrechung die
Wirkung dieser Steuereinrichtung unmittelbar ausgeschaltet wird, wenn die Preßkastenwände
geöffnet werden.
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In beiden Fällen erfolgt der Abfluß- des überschüssigen Druckmittels
zum Speisebehälter des Druckaggregats bei geschlossenen Preßkastenwänden, indem
ein an diesen angeordneter Anschlag entweder im Öffnungssinn auf das in der Abzweigleitung
befindliche Ventil einwirkt oder im anderen Beispiel den Stromschalter des Hubmagneten
geschlossen hält. Nach Öffnung der Preßkastenwände ist der Anschlag aus der Lage
bei geschlossenem Preßkasten herausbewegt, wodurch das genannte Ventil schließt
bzw. der Stromschalter abschaltet mit der Folge, daß dann das Druckmittel wieder
dem Preßzylinder zur Vollendung des Preßhubes, d. h. Ausübung des Enddrückes auf
den freigelegten Ballen zugeführt wird.
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Da der Hubmagnet durch Abschaltung des Stromes abfällt, sperrt das
Druckbegrenzungsventil dieAbzweigleitung, während in dem ersteren Beispiel zwar
das Druckbegrenzungsventil infolge der Druckeinwirkung durch eine Zweigleitung auf
seinen Steuerkolben geöffnet bleibt, jedoch das weitere durch den Anschlag an der
Preßkastenwand gesteuerte Ventil geschlossen ist und einen Abfluß des Druckmittels
verhindert. Die Leistung des Druckaggregates (Pumpe) wird bei geschlossenem Preßkasten
nicht durch den Schließdruck des Druckbegrenzungsventils beeinflußt. Die Pumpe braucht
daher nicht gegen den Schließdruck (Feder od. dgl.) zu arbeiten.
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Ein im Steuerapparat vorgesehenes Rückschlagventil kann den Druck
in der Presse aufrechterhalten, wenn die Pumpe bei Erreichen des Grenzdruckes für
den geschlossenen Preßkasten das Druckmittel durch die Abflußleitung in den Speisebehälter
zurückfördert.
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In der Zeichnung sind zwei Beispiele für die Ausbildung von Vorrichtungen
gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.
Fig. i bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform der Steuereinzichtung in drei verschiedenen Betriebslagen;
Fig. 4 bis 6 zeigen eine zweite, mit einem Hubmagnet zusammen arbeitende Steuereinrichtung,
gleichfalls in drei Betriebslagen entsprechend Fig. i bis 3.
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In der Zeichnung sind die in beiden Ausführungsbeispielen der Vorrichtung
wiederkehrenden, gemeinsamen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Druckmittelfluß
ist in den Abbildungen durch Pfeile an den Leitungen angedeutet.
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Mit i ist das Druck- bzw. Förderaggregat, beim Ausführungsbeispiel
eine Pumpe, bezeichnet. An diese ist die Förderleitung 2 zum Preßzylinder 3 und
an deren nicht näher dargestellten Speisebehälter die Rückflußleitung 4 angeschlossen.
In der Förderleitung 2 befindet sich ein von Hand bedienbarer Steuerapparat 5, der
zweckmäßig ein nicht dargestelltes Rückschlagventil enthalten kann. Im Preßzylinder
3 ist der Preßkolben 6 beweglich, der auf das im Preßkasten 7 angedeutete, in Ballen
zu pressende lose Gut 8 einwirkt.
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Das Gut 8 wird durch den entsprechend dem Preßkasten 7 vergrößerten
Kopf des Kolbens 6 gegen den Boden 9 gepreßt. Mit io ist das Druckbegrenzungsventil
bezeichnet, dessen Ventilkegel i i auf seinem außerhalb des Gehäuses befindlichen
Schaft eine sich oben gegen das Gehäuse abstützende, in ihrer Spannung auf vorbestimmbare
Belastung einstellbare Feder 12 angeordnet ist.
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Das Druckbegrenzungsventil io ist mit einer vor oder hinter dem Steuerapparats
von der Förderleitung 2 abzweigenden Leitung 13 verbunden, die über das Ventil io
(Fig. 4 bis 6) unmittelbar an die Abflußleitung 4 anschließt. In Fig. i bis 3 ist
eine mittelbare Anordnung über eine Zwischenleitung 14 vorgesehen, in der ein weiteres
Ventil 15 angeordnet ist, dessen Kegel 16 einen durch einen Anschlag 17 an einem
Türteil 18 od. dgl. des Preßkastens 7 gesteuerten Schaft i9 besitzt.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 3 ist die Leitung 2 hinter
dem Steuerapparat 5 mit einer Steuerleitung 20 versehen, die mit einem Zylinderraum
im Gehäuse des Ventils io unmittelbar in Verbindung steht und einen fest auf dem
Ventilschaft sitzenden Steuerkolben 21 beaufschlagen kann.
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Bei der in den Fig.4 bis 6 dargestellten Ausführungsform ist mit dem
Ventilkegel i i ein oben aus dem Ventilgehäuse herausragender Schaft 22 verbunden,
an dessen Ende ein Gestänge eines Hubmagnet 23 angelenkt ist. Im Stromkreis 24 des
Hubmagnets ist ein in nicht dargestellter Weise vom Druck im Preßzylinder 3 beeinflußtes
Kontaktmanometer 25 und ein vom Anschlag 17 gesteuerter Stromunterbrecher 26 angeordnet.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. i bis 3 wird bei Erreichen des vorbestimmten
Druckes der Steuerkolben 21 des Druckbegrenzungsventils io durch den Druck in der
Steuerleitung 2o zum Öffnen des Ventils io aufwärts gedrückt. Fig. i zeigt die Vorrichtung
bei geschlossenem Preßkasten 7 zu dem Zeitpunkt, in dem der zulässige Druck, bei
dem die Preßkastentüren 18 geöffnet werden müssen, noch nicht erreicht ist. Das
Druckbegrenzüngsventil io ist daher geschlossen. Das Druckaggregat i fördert nur
über den Steuerapparat 5 in den Preßzylinder 3. Das Ventil 15 ist durch den Anschlag
17 an der geschlossenen Tür 18 geöffnet.
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Die Fig.2 veranschaulicht eine Betriebslage, in der die Türen 18 nicht
rechtzeitig geöffnet wurden und der Druck im Preßzylinder 3 den für das Öffnen der
Türen zulässigen Wert erreicht hat. Das Ventil io wird durch den vom Druck im Preßzylind'er
3 beaufschlagten Steuerkolben 21 gegen die einstellbare Feder 12 angehoben und das
Druckaggregat i fördert nun das Druckmittel durch die beiden geöffneten Ventile
io und 15 über die Leitung 4 in den Speisebehälter zurück. Der Druck im Preßzylinder
3 wird durch das nicht gezeigte Rückschlagventil im Steuerapparat 5 gehalten, so
daß der Preßkolben 6 in seiner Stellung verbleibt.
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Fig. 3 zeigt die Lage der einzelnen Teile, wenn entweder die Türen
18 des Preßkasten 7 rechtzeitig geöffnet wurden, ohne daß die Sicherheitsvorrichtung
io, 15 in Tätigkeit treten mußte oder die Türen 18 geöffnet wurden, nachdem zuvor
das rechtzeitige Öffnen derselben unterblieben war. Der Ventilkegel i i ist durch
den Druck im Preßzylinder 3 mit Hilfe des Steuerkolbens 2i angehoben. Die Pumpe
i fördert aber, da das Ventil 15 bei geöffneter Tür 18 (infolge Wegschwenkung des
Anschlages 17 aus dem Bereich des Kegelschaftes i9) geschlossen ist, über den Steuerapparat
5 in den Preßzylinder 3.
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Aus Fig. 4 geht hervor, daß vor Erreichen des am Kontaktmanometer
25 eingestellten Druckes der Stromkreis 24 zur Betätigung des Hubmagnets 23 unterbrochen
ist. Das Druckbegrenzungsventil io bleibt daher geschlossen. Die Pumpe i arbeitet
über den Steuerapparat 5 auf die Presse.
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In Fig. 5 ist der am Kontaktmanometer 25 eingestellte Druck erreicht,
doch sind die Türen 18 des Preßkastens 7 noch nicht geöffnet. Der Stromunterbrecher
26 ist somit noch durch den Anschlag 17 geschlossen. Auf diese Weise ist der ganze
Stromkreis zur Betätigung des Hubmagnets 23 geschlossen, so daß der Hubmagnet angezogen
ist, wodurch das mit ihm verbundene Druckbegrenzungsventil io geöffnet ist und die
Pumpe i über dasselbe das Druckmittel leer in den Speisebehälter zurückfördert,
ohne das dabei die Pumpenleistung ebensowenig wie nach Fig.2, durch die Schließfeder
12 erhöht ist. Der Druck in dem Preßzyli.nder 3 bleibt auch hier durch ein nicht
dargestelltes Rückschlagyentil im Steuerapparats aufrechterhalten.
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Fig.6 zeigt für dieses Beispiel eine der Fig. 3 entsprechende Preßlage,
d. h. Enddruckausübung bei geöffnetem Preßkasten 7 auf den Ballen B. Dabei ist durch
Wegschwenkung des Anschlages 17 aus der Stellung nach Fig. 5 infolge Öffnung der
Türen 18 der .Unterbrecher 26 geöffnet, also der Stromkreis 24 des Hubmagnets 23
unterbrochen. Dieser kann also abfallen und das Druckbegren-
-zungsventil
io wieder schließen, indem der Kegel i i unter dem'@Einfluß der Feder i2 auf seinen
Sitz zürückgezogen wird. Die Pumpe i fördert somit wieder über den Steuerapparat
5 ausschließlich zum Preßzylinder 3.