EP2448720B1

EP2448720B1 - Hydraulisches pressgerät

Info

Publication number: EP2448720B1
Application number: EP10727433A
Authority: EP
Inventors: Egbert Frenken
Original assignee: Gustav Klauke GmbH
Current assignee: Gustav Klauke GmbH
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: AU2010268021A1; US20120160065A1; DE102009026273A1; CN102481689B; US8844436B2; AU2010268021B2; ES2411881T3; PL2448720T3; EP2448720A1; MX2012000079A; RU2012103481A; KR20120052957A; RU2532224C2; CN102481689A; WO2011000907A1; KR101821238B1; BRPI1015945A2

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Pressgerät mit einem Festteil und einem Bewegungsteil, wobei das Bewegungsteil durch einen Hydraulikkolben relativ zu dem Festteil bewegt wird und mittels einer Rückstellfeder in eine Ausgangsstellung zurückbewegbar ist, wobei weiter die Rückbewegung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Pressdruck auslösbar ist durch Ansprechen eines Rücklaufventils, wobei darüber hinaus ein Steuerventil vorgesehen ist, das zusätzlich zu dem Rücklaufventil im Öffnungszustand einen Hydraulikmittel-Abfluss frei gibt und, bezogen auf einen Zustand beim Fördern von Hydraulikmittel, eine Hydraulikmittel-Anström- und Abströmseite aufweist
Solche Pressgeräte sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt Beispielsweise ist auf die WO 99/19947 zu verweisen. Darüber hinaus auch auf die WO 98/24570 , betreffend eine Anwendung als Stanzgerät, die WO 02/062504 , betreffend eine Anwendung als Aufweitwerkzeug und die WO 02/00368 , betreffend eine Anwendung als Nietgerät
Ein derartiges Pressgerät ist auch beispielsweise aus der DE 20 2004 000 215 U1 bekannt Das hierbei in einer von der Hydraulikmittelpumpe zum den Hydraulikkolben aufnehmenden Hydraulikzylinder führenden Hydraulikleitung angeordnete Steuerventil wird von dem von der Pumpe geförderten Hydraulikmittel zufolge einer Ausbildung als Rückschlagventil von der Anströmseite zur Abströmseite hin durchsetzt. Bei einer Abschaltung der Hydraulikmittelpumpe bewirkt der auf der Abströmseite anstehende Hydraulikmitteldruck zusammen mit einer in derselben Richtung wirkenden Vorspannfeder ein Verfahren des Steuerventils in die Öffnungsstellung, wodurch der Abströmseite zugeordneter Hydraulikmittel-Abfluss freigegeben wird. Da zudem bei höherem Systemdruck das Steuerventil nicht öffnet, ergibt sich zu Beginn des Hydraulikmittel-Rücklaufs, wenn nach erfolgtem Pressvorgang das Rücklaufventil geöffnet hat, noch keine Öffnung des Steuerventils.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabenstellung, ein derartiges hydraulisches Pressgerät hinsichtlich des Ansprechens des Steuerventils vorteilhaft zu gestalten.
Eine Lösung der Aufgabe ist durch den Gegenstand des Anspruches 1 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass das Steuerventil bei geöffnetem Rücklaufventil von dem Druck des zurücklaufenden Hydraulikmittels auf der An- und Abströmseite beaufschlagt ist, wobei der Druck auf der Anströmseite zufolge Drosselung geringer ist. Das Steuerventil ist bei geöffnetem Rücklaufventil entsprechend beidseitig dem, wenn auch unterschiedlichen, Druck des Hydraulikmittels im Rücklaufbereich ausgesetzt Die sich aufgrund der Drosselung ergebende Druckdifferenz wirkt in Öffnungsrichtung des Steuerventils und bewirkt damit oder unterstützt jedenfalls eine rasche Öffnung. Dieser Effekt kann durch eine Federvorspannung des Steuerventils in die Öffnungsstellung zusätzlich unterstützt sein. Andererseits ist dies aber bei bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes nicht das voranstehende Auslegungskriterium für eine gegebenenfalls gewählte Federvorspannung. Nach einer Öffnung des Rücklaufventils ergibt sich praktisch sogleich, ggf. sogar einhergehend mit der Öffnung des Rücklaufventils, eine Öffnung des Steuerventils und damit eine zweifache Ablaufmöglichkeit für das Hydraulikmittel. Hierdurch kann ersichtlich ein gewünschter schneller Rücklauf des Hydraulikkolbens erreicht werden. Andererseits gibt es auch Anwendungsfälle, bei welchen die Einstellung so getroffen ist, dass nur eine sehr geringe Menge des Hydraulikmittels über das Rücklaufventil abläuft.
Weiter ist bevorzugt, dass eine Hydraulikpumpe vorgesehen ist, von welcher Pumpe ein (erster) Hydraulikmittel-Strömungsweg zu dem Steuerventil führt und ein weiterer (zweiter) Hydraulikmittel-Strömungsweg unmittelbar zu dem Rücklaufventil führt. Die von der Hydraulikmittelpumpe zu dem Steuerventil und bevorzugt darüber hinaus zu einem den Rücklaufkolben aufnehmenden Hydraulikzylinder führende Hydraulikmittel-Zuleitung ist auch unmittelbar von der Hydraulikmittelpumpe zu dem Steuerventil gegeben. Die genannten Hydraulikmittel-Strömungswege können auch teilweise zusammenfallen. Wesentlich ist, dass auf Grund der unmittelbaren Verbindung das Hydraulikmittel durch die Zuleitung zu dem Steuerventil bzw. zu dem Rücklaufventil strömt, ohne zunächst, etwa in Bezug auf das Rücklaufventil, über das Steuerventil zu strömen. Hierdurch ist bezüglich der beiden Ventile eine Parallelschaltung ausgehend von der Hydraulikmittelpumpe gegeben. Hydraulikmittel-Zulauf (von der Pumpe) und Hydraulikmittel-Ablauf durch das (geöffnete) Rücklaufventil befinden sich hydraulisch auf derselben Seite des Steuerventils. Die Verbindung zum Zylinderraum (Bewegungsteil) befindet sich hydraulisch auf der anderen Seite des Steuerventils (oder im Bypass hierzu). Gesehen von dem Bewegungsteil kann das Rücklaufventil hydraulisch nach dem Steuerventil angeordnet sein oder, zumindest ergänzend, in Parallelschaltung zu dem Steuerventil. Wesentlich ist die hierdurch mögliche kompakte Anordnung der genannten Ventile und der hydraulischen Leitungen.
Die das Steuerventil in die Öffnungsstellung vorspannende Feder kann mit vergleichsweise geringer Federkraft ausgebildet werden. So ist auch bei einem Anhalten der Pumpe im Zuge der Einleitung des Verpressvorganges oder bei einem schon weiter fortgeschrittenen Verpressvorganges keine Öffnung des Steuerventils gegeben. Vielmehr bewegt sich das Steuerventil nur in seine Öffnungsstellung, wenn zusätzlich zufolge geöffneten Rücklaufventils sich eine Unterdruckbeaufschlagung des Steuerventils bzw. eine Beaufschlagung zufolge Druckdifferenz einstellt Üblicherweise wird bei einem hydraulischen Handpressgerät, um das es hier bevorzugt geht, die Verpressung durch eine handbetätigte Auslösung der Pumpe, die bevorzugt über einen Elektromotor angetrieben wird, erreicht. Wenn das Niederdrücken eines entsprechenden Schalters unterbrochen wird, hört auch die Pumpe auf zu laufen. Pressbacken eines Pressgerätes bleiben in einer bestimmten Stellung stehen. Bei der hier beschriebenen Ausführung kann durch Wiederaufnahme der Betätigung der Verpressvorgang ohne weiteres fortgeführt werden. Es kommt nicht zu einem Zurücklaufen des Hydraulikkolbens. Auch nicht bei einem zu Beginn eines Verpressvorganges noch sehr geringen Systemdruck bzw. (Über-) Druckniveau im Hydraulikzylinder.
Die Bezeichnung "Steuerventil" ist zur klaren begrifflichen Trennung gewählt. Man kann dieses Ventil auch als weiteres Rücklaufventil beispielsweise bezeichnen.
Bevorzugt ist zunächst weiterhin, dass das Steuerventil als ein Sitzventil ausgebildet ist. Durch Fahren gegen einen Sitz-Anschlag verschließt das Ventil den Hydraulikmittel-Abfluss. Die von dem Sitzventil verschlossene Öffnung verläuft (bezogen auf eine Achse der Öffnung) in Verschieberichtung des Steuerventils. Es erfolgt keine Abschieberung, sondern ein Verschluss einer Ablauföffnung deren Öffnungsfläche in Überdeckung des Steuerventils, bezogen auf eine Projektion in Bewegungsrichtung des Steuerventils, liegt
Zusammenhängend damit, wenn auch nicht notwendig verbunden, ist die Tatsache, dass das geschlossene Steuerventil durch eine von dem Druck im Hydraulikmittel-Vorratsraum und dem Druck in der Hydraulikmittel-Zuleitung gebildeten Differenzkraft beaufschlagt ist. Da bei fast allen Betriebszuständen der Druck in der Hydraulikmittel-Zuleitung höher ist als der Druck im Hydraulikmittel-Vorratsraum, ergibt sich hierdurch eine Zuhaltekraft des Steuerventils, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet. Wenn auch anfänglich ein höherer Druck erforderlich ist, um das Steuerventil in die Verschlussstellung zu verlagern, reicht dann, wenn es sich in der Verschlussstellung befindet, auch ein niedrigerer Druck in der Hydraulikmittel-Zuleitung aus, so lange dieser Druck noch ausreichend höher ist als der Druck im Hydraulikmittel-Vorratsraum. Der Druck im Hydraulikmittel-Vorratsraum kann dem Umgebungsdruck entsprechen oder sogar niedriger liegen als der Umgebungsdruck, also ein Unterdruck sein. Letzteres insbesondere dann, wenn die Pumpe mit hoher Förderleistung arbeitet. Der höhere Druck, der zur Verlagerung des Steuerventils in die Verschlussstellung dient, entsteht durch den Druckverlust des strömenden Hydraulikmittels über das Steuerventil, gesehen von der Anströmseite zur Abströmseite. Es handelt sich gleichsam um einen dynamischen Druck zufolge der Bewegung des Hydraulikmittels bzw. die sich hierbei über das Steuerventil ergebende Druckdifferenz. Das Steuerventil reagiert auf die Richtung der Strömung des Hydraulikmittels.
Der Druck in der Hydraulikmittel-Zuleitung wächst entsprechend bei dem Auslösen eines Pressvorganges von Umgebungsdruck (oder leicht darüber) bis zu dem Pressvorgang-Auslösungsdruck an. Ein solcher Auslösedruck kann beispielsweise zwischen 300 und 700 bar liegen. Nach erfolgter Verpressung, wenn das Rücklaufventil geöffnet hat, liegt der Druck in der Hydraulikmittel-Zuleitung, über welche dann je nach Ausgestaltung, wie weiter unten noch beschrieben, Hydraulikmittel zurück in den Vorratsraum läuft, zwischen beispielsweise 10 und 0,5 bar (Überdruck). Hierbei sind auch sämtliche Zwischenwerte, insbesondere in Schritten von 0,1 bar, in die Offenbarung einbezogen.
Die Hydraulikmittel-Pumpe fördert über eine Förderleitung in eine erste Zweigleitung, die zu dem Steuerventil führt und eine zweite Zweigleitung, die zu dem Rücklaufventil führt. Bei Auslösung eines üblichen Verpressvorganges ist das Rücklaufventil geschlossen oder wird, beispielsweise durch Aufheben einer Öffnungsrast, im Zuge dieses Auslösens geschlossen. Das Hydraulikmittel steht also in dieser Zweigleitung nur an, strömt aber nicht Es strömt jedoch über das Steuerventil und die Hydraulikmittel-Zuleitung sodann in den Zylinderraum. Ergänzend kann auch noch ein gleichsam Bypass unmittelbar in den Zylinderraum vorgesehen sein. Die Förderung zu dem Rücklaufventil erfolgt entsprechend leitungsmäßig nicht oder nicht nur über das Steuerventil, sondern, gegebenenfalls ergänzend, parallel hierzu. Das Rücklaufventil ist bezogen auf die Hydraulikmittelförderung hydraulisch parallel geschaltet zu dem Steuerventil.
Weiter ist bevorzugt in diesem Zusammenhang auch vorgesehen, dass bei geöffnetem Rücklaufventil über das Rücklaufventil abfließendes Hydraulikmittel zunächst, bevorzugt insgesamt, über das Steuerventil strömt. In diesem Fall ist das Rücklaufventil bei abfließendem Hydraulikmittel dem Steuerventil hydraulisch nachgeschaltet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass es nur teilweise über das Steuerventil strömt. Zum anderen Teil kann es durch eine unmittelbar vom Zylinder zu dem Rücklaufventil führende Leitung strömen, wobei diese Leitung weiter bevorzugt eine Drosselstelle aufweist. Es kann auch insgesamt über die genannte gesonderte Leitung von dem Zylinderraum zu dem Rücklaufventil strömen. Auch in letzterem Fall ist jedoch vorgesehen, dass diese zu dem Rücklaufventil führende Leitung in Leitungsverbindung zu dem Steuerventil steht, und zwar zu der Anströmseite des Steuerventils. Auch bei dieser konstruktiven Gestaltung ist daher im Falle des Rücklaufes von Hydraulikmittel die diesbezügliche Druckbeaufschlagung auf der Anströmseite des Steuerventils gegeben.
Das Steuerventil kann mittels einer Feder in seine Öffnungsstellung vorgespannt sein. Diese Vorspannung ist in diesem Fall bevorzugt geringer gewählt als es einer durch eine Federbeaufschlagung des Rücklaufkolbens auf das Steuerventil wirkenden Kraft entspricht. Der durch die Federbeaufschlagung des Rücklaufkolbens im Fall des Zurücklaufens in der Hydraulikmittel-Zuleitung hervorgerufene Druck, der, wie ausgeführt, beispielsweise zwischen 0,5 und 5 bar liegen kann, führt entsprechend der hydraulisch wirksamen Fläche des Steuerventils zu einer hierauf wirkenden Kraft. Ungeachtet des eventuell noch zusätzlich unterstützend wirkenden geringeren Drucks oder gar Unterdrucks in dem Hydraulikmittel-Vorratsraum ist die genannte durch die Federbeaufschlagung des Rücklaufkolbens ausgeübte Kraft größer als es der auf das Steuerventil in Öffnungsrichtung wirkenden Federkraft entspricht. Eine realistische Größe für die Kraft dieser auf das Steuerventil in Öffnungsrichtung wirkenden Feder liegt beispielsweise zwischen 0,1 und 1 Newton, weiter bevorzugt zwischen 0,2 und 0,4 Newton, wobei in die genannten Spannen auch sämtliche Zwischenwerte, insbesondere in 1/10 Newton-Schritten einbezogen sind.
Alternativ zu der weiter oben beschriebenen Gestaltung, dass im Falle des Öffnens des Rücklaufventils Hydraulikmittel zumindest teilweise über das Steuerventil zu dem Rücklaufventil fließt, kann auch vorgesehen sein, dass das Steuerventil in seiner Öffnungsstellung zugleich die Hydraulikmittel-Zuleitung, über welche ansonsten Hydraulikmittel zu dem Rücklaufventil strömen kann, versperrt. Wobei dieses Versperren bevorzugt auch im Sinne eines Sitzventils gegeben sein kann. Der Abfluss kann dann über eine beispielsweise vorgesehene Direktleitungsverbindung vom Hydraulikzylinder zu dem Rücklaufventil, wie schon angesprochen, gegeben sein. Der Abfluss über das Rücklaufventil kann aber hierdurch auch vollständig unterbrochen werden. Das Rücklaufventil geht in diesem Fall, wegen des damit verbundenen Druckabfalls, sogleich in seine Verschlussstellung.
Das Rücklaufventil ist auf den höchsten Druck, den zu erreichenden Verpressdruck, eingestellt. Das Steuerventil ermöglicht aufgrund des bei seiner Öffnung sich ergebenden (weiteren) Druckabfalls eine selbsttätige Steuerung des Rücklaufventils in die Verschlussstellung, bei gleichzeitiger Öffnung eines (weiteren) Abflussweges für das Hydraulikmittel. Hierdurch lässt sich in gewünschter Weise im Zuge der Durchführung eines Verpressvorganges zunächst erreichen, jede Zwischenstellung einzunehmen und den Verpressvorgang dann weiterzuführen. Nach Durchführung des Verpressvorganges kann durch einfache Wiederbetätigung der Pumpe ein Anhalten des Bewegungsteils, also in der Regel des Rücklaufkolbens, erreicht werden und von dieser Stellung aus die nächste Verpressung vorgenommen werden.
Das Steuerventil besteht im Einzelnen aus einem Ventilverschlusskörper, der mit einem - gehäusefest ausgebildeten - Ventilsitz zusammenwirkt. Diesbezüglich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Ventilverschlusskörper ein die Bewegung des Ventilverschlusskörpers mitvollziehendes Ausgleichsteil durchsetzt. Das Ausgleichsteil wandert also mit dem Ventilverschlusskörper aus der Verschlussstellung in die Offenstellung und umgekehrt. Das Ausgleichsteil ist so ausgelegt, dass der Ventilverschlusskörper sich darin quer zu seiner bei einer Bewegung aus der Verschlussstellung in die Öffnungsstellung bzw. umgekehrt gegebenen Bewegungsrichtung bewegen kann. Hierzu ist der Ventilverschlusskörper auch insgesamt mit entsprechendem Spiel bevorzugt in der Hydraulikmittelzuleitung aufgenommen. Diese Beweglichkeit des Ventilverschlusskörpers stellt sicher, dass sich auch bei nicht exakt fluchtender Ausrichtung des Ventilsitzes mit dem Ventilverschlusskörper ein zuverlässiger Verschluss des Steuerventils ergibt. Der Ventilverschlusskörper hat entsprechend eine bezüglich möglicher Fertigungstoleranzen ausreichende Bewegungsmöglichkeit.
Das Ausgleichsteil kann beispielsweise in Form einer Unterlegscheibe gebildet sein. Auch das Ausgleichsteil, beispielsweise konkret die Unterlegscheibe, ist bevorzugt nicht dichtend in der weiter bevorzugt jedenfalls in diesem Bereich zylindrisch gestalteten Hydraulikmittelzuleitung eingepasst. Vielmehr kann auch hier geeigneterweise ein, wenn auch sehr geringer, radialer Spalt verbleiben, welcher ein gewisses Durchströmen von Hydraulikmittel ermöglicht Jedenfalls ermöglicht ein solcher Spalt im Ruhezustand, den Druckausgleich über das Ausgleichsteil. Eine realistische Größe für einen solchen Spalt liegt etwa bei 1/100 bis 2/100 mm. Dagegen kann die Bewegungsmöglichkeit des Ventilverschlussteils quer zu dessen Bewegungsrichtung bezüglich eines Öffnungs- bzw. Schließvorganges 2/100 bis 10/100 oder mehr Hundertstel Millimeter betragen, beispielsweise bis zu einem 1/2 mm.
Nachstehend ist die Erfindung weiter anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die jedoch lediglich Ausführungsbeispiele darstellt Hierbei zeigt

Fig. 1: eine, teilweise geschnittene, Darstellung eines vorderen Teils eines Pressgerätes;
Fig. 2: eine Vergrößerung des Bereiches 2-2 in Fig.1, bei geschlossenem Steuer- und Rücklaufventil;
Fig. 3: eine Darstellung gemäß Fig. 2, bei geöffnetem Steuerventil;
Fig. 4: eine Darstellung gemäß Fig. 2 mit zusätzlicher Drosselöffnung;
Fig. 5: eine Darstellung gemäß Fig. 4, mit abgewandelter Drosselöffnung; und
Fig. 6: eine vergrößerte Darstellung des Steuerventils bezogen auf den Bereich VI - VI in Fig. 3, mit Ausgleichsteil.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, ein hydraulisches Pressgerät mit einem Festteil 2 und einem Bewegungsteil 3. Das Bewegungsteil 3 wird mittels eines Hydraulikkolbens 4 relativ zu dem Festteil 2, welches auch als das gesamte Gehäuse angesehen werden kann, bewegt Der Hydraulikkolben 4 ist mittels einer Rückstellfeder 5 in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar und im Nichtbenutzungszustand in die Ausgangsstellung hierdurch vorgespannt. Die Rückbewegung des Hydraulikkolbens 4 ist bei Ablauf eines Pressvorganges durch Ansprechen eines Rücklaufventiles 6 auslösbar. Dieses Rücklaufventil 6 ist beim Ausführungsbeispiel so ausgebildet und arbeitet derart, wie es in der EP 0 944 937 B1 beschrieben ist Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift ist hiermit im Hinblick auf die Ausbildung dieses Rücklaufventils und die entsprechende Arbeitsweise vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Anmeldung einbezogen, auch um eines oder mehrerer der dort bekannten Merkmale in Ansprüche dieser Anmeldung einzubeziehen.
Weiter ist ein Steuerventil 7 vorgesehen, das die Verschlusscharakteristik des Rücklaufventils 6 beeinflusst. Denn bevorzugt ist das Rücklaufventil 6 nicht mehr bis zum vollständigen Rücklauf des Hydraulikkolbens 4 geöffnet. Zufolge des Steuerventils 7 ergibt sich im Öffnungszustand dieses Steuerventils 7 ein solch starker Druckabfall vor dem Rücklaufventil 6, dass es in diesem Sinne vorzeitig, bevor der Hydraulikkolben 4 seine End-Rücklaufposition erreicht, schließt. Eine weitere Rückbewegung des Hydraulikkolbens 4 erfolgt dann nur noch durch Abfluss von Hydraulikmittel über die von dem Steuerventil 7 im Öffnungszustand freigegebene Abflussöffnung 8 in den Hydraulikmittel-Vorratsraum 9.
Das Steuerventil 7 weist im Einzelnen eine Anströmseite 10 und eine Abströmseite 11 auf. Die Anströmseite 10 bezieht sich darauf, dass das Steuerventil 7 auf dieser Seite beim Fördern von Hydraulikmittel mittels der Hydraulikmittel-Pumpe 12 von dem Hydraulikmittel beaufschlagt wird. Über die Abströmseite 11 fließt das Hydraulikmittel durch die Hydraulikmittelleitung 13 in den Hydraulikzylinder 14, in dem der Hydraulikkolben 4 aufgenommen ist. Die Hydraulikpumpe 12 kann wie dargestellt eine Kolbenpumpe sein. Es kann sich aber auch beispielsweise um eine Schraubenpumpe handeln. Letztere hat den Vorteil, dass mit einem kontinuierlichen Druck gepumpt wird. Beim Fördern von Hydraulikmittel über das geöffnete Steuerventil 7, das hiermit einhergehend, aber auch praktisch sogleich in die Verschlussstellung verlagert wird, ergibt sich zufolge Drosselwirkung ein Druckabfall von beispielsweise 1 bar, der die genannte Verlagerung in die Verschlussstellung bewirkt
Der Weg des zurücklaufenden Hydraulikmittels, wozu im Einzelnen auch in Fig. 2 Bezug genommen ist, ist zu Beginn, bei Öffnung des Rücklaufventils 6, über das Steuerventil 7 gegeben, das zufolge eines umfangsseitig belassenen Durchlaufspaltes 15 Hydraulikmittel vorbeiströmen lässt. Da dieser Durchlaufspalt 15 relativ klein ist, ergibt sich ersichtlich hierdurch eine Drosselung, die zu einem Druckabfall über das Steuerventil 7 führt. Auf der Anströmseite 10, die in diesem Zustand eigentlich eine Abströmseite ist, herrscht entsprechend dann ein geringerer Druck als auf der Abströmseite 11. Zudem kann sich ergänzend ein gewisser Staudruck auf der Abströmseite zusätzlich ergeben. Durch diese Druckdifferenz und unterstützt durch eine das Steuerventil 7 in die Öffnungsstellung vorspannende Druckfeder 16 wird das Steuerventil 7 sehr rasch in die Öffnungsstellung gemäß Fig. 3 verlagert.
Bei einer üblichen Auslegung bedarf es aber eigentlich der Druckfeder 16 nicht, um das Steuerventil 7 in die Öffnungsstellung zu verlagern. Auf Grund der sich einstellenden Strömung durch die Abflussöffnung 8 kann sich aber eine Sogwirkung auf das geöffnete Steuerventil 7 ergeben, der mittels der Druckfeder 16 entgegengewirkt ist.
Die Öffnungsstellung gemäß Fig. 3 kann einerseits so vorgesehen sein, dass sich ein dichter oder nahezu dichter Ventilsitz 17 ergibt Ein Öffnungssitz-Abschnitt 18 des Steuerventils 7 wirkt dichtend mit der Gehäusewandung 36 zusammen, die in diesem Bereich eine den Ventilsitz mit ausformende Einschnürung aufweist. Hierdurch, bei der Ausbildung des Steuerventils als Wechselventil, wobei das Steuerventil in der einen Stellung (geschlossene Stellung) die Abflussöffnung 8 verschließt und in der anderen Stellung (bezüglich der Abschlussstellung 8: geöffnete Stellung) den Durchfluss zum Rücklaufventil 6 verschließt, ergibt sich ein Schließen des Rücklaufventils 6 auch für den Fall, dass dieses eine so große Hysterese aufweisen sollte, dass es ansonsten während des gesamten Rücklaufs des Hydraulikkolbens in der Offenstellung verbleiben würde. Damit ist auch nach einem Öffnen des Rücklaufventils genügend Zeit gegeben, die Hydraulikpumpe abzustellen, damit das Steuerventil nicht gleich wieder geschlossen wird, sobald das Rücklaufventil schließt und die Pumpe noch fördern würde. Die Gestaltung kann aber auch so vorgesehen sein, dass auch in dem Öffnungszustand des Steuerventils 7 gemäß Fig. 3 noch ein Durchfluss von Hydraulikmittel zu dem Rücklaufventil 6 verbleibt. Mit zunehmendem Zurückfahren des Hydraulikkolbens 4 entspannt sich die Feder 5 und der auf das Hydraulikmittel hierdurch ausgeübte Druck wird geringer. Entsprechend kann dann auch das Rücklaufventil 6 in eine Verschlussstellung verfahren, wenn ein erforderlicher kritischer Druck, der zur Aufrechterhaltung des Öffnungszustandes des Rücklaufventils 6 erforderlich ist, unterschritten wird. Auch hierbei ist dann die Verschlussstellung des Rücklaufventils 6 erreicht, bevor der Hydraulikkolben 4 vollständig in seine Endposition zurückgefahren ist Die Einstellung kann aber auch so getroffen sein, dass, etwa um ein möglichst schnelles Zurückfahren des Hydraulikkolbens zu erreichen, das Steuerventil 7, wie auch das Rücklaufventil 6, bis zum Erreichen der Endposition in der Offenstellung verbleiben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einstellung so vorgesehen, dass das Rücklaufventil 6 sogleich in seine Verschlussstellung verfährt, wenn das Steuerventil 7 öffnet.
Der Ablauf des Hydraulikmittels erfolgt dann nur noch durch die Ablauföffnung 8, die in dem Ventilsitz des Steuerventils 7 ausgebildet ist
Ergänzend zu dem Weg des Hydraulikmittels bei Auslösen eines Pressvorganges über das Steuerventil 7 kann ein im Bypass hierzu vorgesehener Förderweg 19, siehe Fig. 4, 5, ausgebildet sein. Dieser ist bevorzugt als Drosselstelle ausgebildet. Gemäß Fig. 5 kann er auch durch ein Rückschlagventil 20 verschlossen sein, so dass nur bei Förderung von Hydraulikmittel durch die Pumpe 12 Hydraulikmittel über den Förderweg 19 strömt.
Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 fließt auch nach Auslösung des Rücklaufventils 6 Hydraulikmittel durch den Förderweg 19 in den Raum 21 und von dort bei geöffnetem Rücklaufventil 6 über das Rücklaufventil 6 in den Hydraulikmittel-Vorratsraum 9.
Die hier beschriebene Ausgestaltung ist in verschiedener Hinsicht von besonderem Vorteil.
Wenn nach Einleitung eines Pressvorganges durch entsprechende Schalterbetätigung das Laufen der Pumpe 12, die etwa über einen Elektromotor angetrieben ist, ausgelöst wird, wird sogleich das Steuerventil 7 in die Verschlussstellung verlagert. Die Rückstellfeder 16, die das Steuerventil 7 in die Öffnungsstellung beaufschlagt, ist hierbei so ausgelegt, dass auch nach einem sofort nach Einleiten des Pressvorganges erfolgendem Unterbrechen der Pumpe, etwa indem der Schalter nicht mehr gedrückt ist, der auf das Steuerventil 7 wirkende Verschlussdruck ausreichend ist, das Steuerventil 7 in der Verschlussstellung zu halten. Es erfolgt dann kein Rücklauf des Hydraulikkolbens 4. Durch nochmaliges Betätigen des Auslöseschalters kann dann der Verpressvorgang fortgesetzt werden, bei derselben Stellung des Hydraulikkolbens 4, die dieser bei Unterbrechung des Pumpvorganges eingenommen hat. Ist gleichwohl ein Rücklauf des Hydraulikkolbens 4 erwünscht, kann dies ergänzend über den Handschalter 21, der auf das Rücklaufventil 6 wirkt, siehe etwa Fig. 4, ausgelöst werden.
Andererseits ist die Auslegung des Steuerventils 7 so vorgenommen, dass der beschriebene Druckabfall im Fall, dass das Rücklaufventil 6 auslöst, jeweils das Steuerventil 7 in die Öffnungsstellung verlagert. Aufgrund der Vorspannung mittels der Feder 16 verbleibt das Steuerventil dann auch in dieser Öffnungsstellung.
Während eines somit dann erfolgenden Rücklauf des Hydraulikkolbens 4 kann aber jederzeit die Pumpe 12 durch Schalterbetätigung wieder betätigt werden. Sogleich verlagert sich das Steuerventil 7 in die Verschlussstellung, wodurch der Hydraulikkolben 4 an der dann erreichten Verfahrposition in dem Hydraulikzylinder 14 angehalten ist. Ohne dass ein vollständiges Zurückfahren erforderlich ist, kann dann von dieser Position aus die nächste Verpressung durchgeführt werden.
Das Steuerventil 7 ist ersichtlich in weiterer Einzelheit mit einem vorderen kegelförmigen Sitzbereich 22 gebildet, der über einen Zylinderabschnitt 23 in einen vergrößerten Flanschbereich 24 übergeht. An diesem Flanschbereich 24 schließt sich rückwärtig ein Drosselbereich 25 an. Wenn das Steuerventil 7 in der genannten Weise in die Öffnungsstellung verlagert wird, ist dies ein sehr schneller, praktisch schlagartiger Vorgang. Dadurch, dass der Drosselbereich 25 in die nur um ein weniges größere Durchgangsöffnung 26 hierbei eintaucht, ergibt sich eine gewünschte Abbremsung und ein sanftes Anliegen des Bereiches 24 an der Wandung des Gehäuses.
Hieran anschließend ist ein langgestreckter Schaft 27 ausgebildet, der mit einem Fortsatz 29 bis in eine Zulaufbohrung 28 des Rücklaufventils 6 reicht Die Zulaufbohrung 28 setzt sich in eine rechtwinklig dazu verlaufende Fortführung 30 fort, in der das Rücklaufventil 6 angeordnet ist Der Schaft 27 durchsetzt den Raum 21, der von durch die Pumpe 12 geförderten Hydraulikmittel zunächst erreicht wird. Dieser Raum 21 verzweigt sich ersichtlich in einen Zulauf zu dem Steuerventil 7 und einen Zulauf zu dem Rücklaufventil 6. Zudem noch in die Bypassleitung 19, wenn diese vorgesehen ist.
Zugeordnet der Ablauföffnung 8 ist vorratsraumseitig eine Prallwand 31 vorgesehen. Auch bei kleinem Durchmesser der Ablauföffnung 8 kann ein hierdurch hervorgerufener dünner, starker Hydraulikmittelstrahl nicht etwa zu einer Beschädigung der gegenüberliegenden Wandung 32 des Vorratsraumes 9 führen. Zumal die Wandung 32 bevorzugt durch ein nachgiebiges Gummimaterial gebildet ist. Die Prallwand 31 ist im Einzelnen durch ein T-Rohr gebildet, wobei ein Abschnitt des T-Rohrs als Einschraubabschnitt gebildet ist, der endseitig den Sitz für das Steuerventil 7 bildet und der weitere Abschnitt des T-Rohres die genannte Prallwand bildet.
Mit Bezug zu Fig. 6 ist zu erkennen, dass der den Sitzbereich 22, den Zylinderabschnitt 23 und den Flanschbereich 24 aufweisende Ventilkörper des Steuerventils 7 ein Ausgleichsteil 33 durchsetzt. Das Ausgleichsteil 33 ist als Ringkörper gestaltet, mit einem Innendurchmesser Di, der kleiner ist als ein Außendurchmesser Da des Flanschbereichs 24. Das Ausgleichsteil 33 ist sitzbereichsseitig des Flanschbereiches 24, also beim Ausführungsbeispiel von dem Zylinderabschnitt 23, von dem Ventilverschlusskörper durchsetzt Der Innendurchmesser Di des Ausgleichsteils 33 belässt in Bezug auf den genannten Zylinderabschnitt 23 einen Spalt s. Dieser Spalt s ermöglicht es dem Ventilverschlusskörper, sich quer zu seiner Längserstreckung zu bewegen. Hierdurch ergibt sich selbsttätig eine gewisse Querverlagerung, wenn etwa die den Gegen-Ventilsitz bildende Bohrung 34 des hier durch das T-Rohr gebildeten Ventil-Sitzteils 34 nicht mit einer Längs-Mittelachse des Ventilkörpers fluchten sollte.
Wie im Weiteren auch etwa Fig. 2 und der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, geht von der Hydraulikmittel-Pumpe 12 ein Strömungsweg durch den Raum 21 und dem von diesem abzweigenden Leitungsabschnitt 35 unmittelbar zu dem Rücklaufventil 6. Hydraulisch gesehen, also im Hinblick auf den zumindest theoretischen Weg, den das Hydraulikmittel beim Strömen zurücklegt, sind die Hydraulikmittel-Zufuhr, in Form der Hydraulikmittel-Pumpe 12 und dem unmittelbar anschließenden Leitungsweg, sowie das Rücklaufventil 6 hydraulisch auf derselben Seite, nämlich der Anströmseite des Steuerventils 7 angeordnet.

Bezugszeichenliste

1: Hydraulik-Pressgerät
2: Festteil
3: Bewegungsteil
4: Hydraulikkolben
5: Rückstellfeder, Feder
6: Rücklaufventil
7: Steuerventil
8: Abflussöffnung/ Hydraulikmittel-Abfluss
9: (Hydraulikmittel-)Vorratsraum
10: Anströmseite
11: Abströmseite
12: Hydraulikmittel-Pumpe
13: Hydraulikmittelleitung
14: Hydraulikzylinder
15: Durchlaufspalt
16: Druckfeder/Rückstellfeder
17: Ventilsitz
18: Öffnungssitz-Abschnitt
19: Förderweg/Bypassleitung
20: Rückschlagventil
21: Raum/Handschalter
22: Sitzbereich
23: Zylinderabschnitt
24: Flanschbereich
25: Drosselbereich
26: Durchgangsöffnung
27: Schaft
28: Zulaufbohrung
29: Fortsatz
30: Fortführung
31: Prallwand
32: Wandung des Vorratsraumes 9
33: Ausgleichsteil
34: Bohrung/Sitzteil
35: Bohrungsabschnitt/Leitungsabschnitt
36: Gehäusewandung

Claims

Hydraulisches Pressgerät (1) mit einem Festteil (2) und einem Bewegungsteil (3), wobei das Bewegungsteil durch einen Hydraulikkolben (4) relativ zu dem Festteil (2) bewegt wird und mittels einer Rückstellfeder (5) in eine Ausgangsstellung zurückbewegbar ist, wobei weiter die Rückbewegung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Pressdruck auslösbar ist durch Ansprechen eines Rücklaufventils (6), wobei darüber hinaus ein Steuerventil (7) vorgesehen ist, das zusätzlich zu dem Rücklaufventil (6) im Öffnungszustand einen Hydraulikmittel-Abfluss (8) freigibt und, bezogen auf einen Zustand beim Fördern von Hydraulikmitteln, eine Hydraulikmittel-Anström- und Abströmseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) bei Öffnen des Rücklaufventils (6) von dem Druck des zurücklaufenden Hydraulikmittels auf der An- und Abströmseite beaufschlagt ist, wobei der Druck auf der Anströmseite zufolge Drosselung geringer ist.
Hydraulisches Pressgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hydraulikmittel-Pumpe (12) vorgesehen ist, von welcher Pumpe ein Hydraulikmittel-Strömungsweg zu dem Steuerventil führt und dass von der Hydraulikmittel-Pumpe ein Hydraulikmittel-Strömungsweg unmittelbar zu dem Rücklaufventil (6) führt
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) als Sitzventil ausgebildet ist
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) in einer zu einem den Hydraulikkolben (4) aufnehmenden Hydraulikzylinder (14) führenden Zuleitung angeordnet ist.
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Steuerventil durch eine von dem Druck im Hydraulikmittel-Vorratsraum und der Hydraulikmittel-Zuleitung gebildeten Differenzkraft beaufschlagt ist.
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Pumpe zu dem Zylinder führende Hydraulikmittel-Zuleitung sowohl eine unmittelbare Verbindung zu dem Rücklaufventil wie zu dem Steuerventil aufweist.
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Rücklaufventil abfließendes Hydraulikmittel zunächst über das Steuerventil strömt
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf das Steuerventil wirkende Vorspannkraft in die Öffnungsstellung geringer ist als es einer durch eine Federbeaufschlagung des Rücklaufkolbens auf das Steuerventil wirkenden Kraft entspricht.
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil in der Öffnungsstellung einen Hydraulik-Rückfluss zu dem Rücklaufventil sperrt.
Pressgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil einen Verschlusskörper aufweist, der ein die Bewegung des Ventilverschlusskörpers mitvollziehendes Ausgleichsteil durchsetzt.