Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 78097 KI. 42k, 21/01 MKP GOlm 19/00 Twórcawynalazku: Jerzy Antosiak Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralne Biuro Konstrukcyjne Pras i Mlotów, Warszawa (Polska) Urzadzenie hydrauliczne do badania i próbnego obciazania pras mechanicznych Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczne urzadzenie, zwane dalej hydrauliczna poduszka pomiarowa, sluzace do przeprowadzania prób obciazenia naciskiem i praca pras mechanicznych, zwlaszcza pras ciezkich i pras o duzej predkosci suwaka.Znane sa hydrauliczne poduszki pomiarowe do badania i próbnego obciazania pras mechanicznych dzialaja¬ ce na zasadzie dlawienia cieczy wyplywajacej spod tloka pod naciskiem suwaka prasy. Poduszki te maja masywny korpus z poruszajacym sie w nim tlokiem, pod który doprowadza.sie ciecz poprzez zawór zwrotny.Poduszke umieszcza sie na stole prasy i poddaje wspomniany tlok dzialaniu suwaka prasy. W cieczy wytwarza sie wysokie cisnienie, zas wyplyw cieczy spod tloka odbywa sie przez sterowany zawór dlawiacy.Dlawiacy trzpien zaworu jest napedzany za pomoca tloka podyszki poprzez krzywke i nastawny mecha¬ nizm, który umozliwia regulowanie wielkosci i przebiegu obciazenia.Do tlumienia uderzen hydraulicznych spowodowanych gwaltownym przyrostem predkosci wyplywu cieczy w chwili uderzenia suwaka prasy o tlok poduszki stosuje sie w znanych poduszkach amortyzatory sprezynowe umieszczone miedzy zaworem dlawiacym a przewodami odprowadzajacymi ciecz robocza do zbior¬ nika zasilajacego. Niewielka objetosc skokowa amortyzatorów sprezynowych uniemozliwia wbudowanie skutecz¬ nie dzialajacych zabezpieczen chroniacych poduszke hydrauliczna i badana prase przed przeciazeniem.Maksymalne cisnienie cieczy pod tlokiem poduszki pomiarowej — ze wzgledu na bezpieczenstwo obslugi, i trwalosc uszczelnien -jest ograniczone do okolo 600 atn. Na skutek tego ograniczenia wydatek cieczy przez zawór dlawiacy jest proporcjonalny do iloczynu dopuszczalnego nacisku dla danej poduszki i predkosci suwaka prasy. Powoduje to, ze znane poduszki pomiarowe dzialajace na zasadzie dlawienia przeplywu spelniaja swoje zadanie przy obciazeniu pras mimosrodowych i srednich pras korbowych ogólnego przeznaczenia, a wiec pras, w których robocze predkosci suwaków nie przekraczaja 0,25 m/sek, zas nominalne naciski nie przekraczaja 500 ton.Zastosowanie poduszek pomiarowych do badania pras ciezkich o duzych naciskach nominalnych oraz pras srednich o duzych predkosciach suwaka, zwlaszcza pras srubowych o predkosciach suwaka zblizajacych sie do2 78 097 1 m/sek, powodowaloby znaczny wzrost wydatku cieczy przeplywajacej przez zawór dlawiacy. Dla zapobiezenia powstawaniu uderzen hydraulicznych nalezaloby wiec znacznie rozbudowac stosowane w znanych poduszkach amortyzatory sprezynowe. Jednak zastosowanie wielkich sprezyn, niezaleznie od klopotów wykonawczych, powiekszyloby wymiary gabarytowe i ciezar poduszek. Manipulowanie nimi zostaloby utrudnione, a mozliwosc instalowania na mniejszych prasach ograniczona.Wynalazek ma na celu zapobiezenie tym niedogodnosciom i takie ulepszenie konstrukcji poduszki pomiaro¬ wej, aby bez istotnego powiekszania gabarytów i ciezaru nadawala sie ona do obciazenia pras mechanicznych o najwiekszych naciskach nominalnych i najwiekszych predkosciach suwaka.Cel ten wedlug wynalazku osiagnieto przez umieszczenie przy korpusie poduszki pomiarowej mechanizmu akumulujacego zaopatrzonego w cylinder z plywajacym tlokiem. Przestrzen robocza pod plywajacym tlokiem po stronie poduszki pomiarowej jest nie mniejsza od objetosci cieczy wypychanej podczas suwu roboczego spod tloka poduszki pomiarowej i jest polaczona z komora poduszki za pomoca otworu zamykanego trzpieniem z iglica lub pokrywa dlawiaca. Przestrzen robocza po przeciwnej stronie plywajacego tloka jest wypelniona sprezonym powietrzem. Na drodze powrotu cieczy z cylindra mechanizmu akumulujacego pod tlok poduszki pomiarowej sa wbudowane mechanizmy opózniajace przeplyw.Plywajacy tlok ma po obu stronach uszczelnienia, a miedzy tymi uszczelnieniami ma wybrania polaczone z atmosfera. W sciance oddzielajacej komore poduszki pomiarowej od przestrzeni roboczej mechanizmu akumulu¬ jacego jest wykonany dodatkowy otwór wyposazony w cisnieniowy bezpiecznik. Sprezone powietrze jest doprowadzone do mechanizmu akumulujacego poprzez zawór zwrotny, a na otworze wylotowym sprezonego powietrza jest umieszczony regulowany zawór upustowy. Na przewodzie doprowadzajacym ciecz ze zbiornika zasilajacego pod tlok poduszki pomiarowej jest umieszczony zawór odcinajacy sterowany za pomoca ruchów tloka tej poduszki. Ponadto na tym samym przewodzie jest umieszczony regulowany zawór dlawiacy. Wybrania w plywajacym tloku sa polaczone z atmosfera za pomoca przewodów rurowych przechodzacych przez uszczel¬ nione otwory w pokrywie cylindra mechanizmu akumulujacego.Odmiana urzadzenia wedlug wynalazku ma wybrania w wplywajacym tloku polaczone z atmosfera nie za pomoca przewodów rurowych, lecz za pomoca zwinietego w spirale gietkiego przewodu. W celu unikniecia splatania przewodu na skutek obracania sie plywajacego tloka odmiana ta ma nieruchomy pret, umocowany w dnach cylindra równolegle do osi trzpienia. Otwór w plywajacym tloku, przez który przechodzi wspomniany pret, jest obustronnie uszczelniony.W innej odmianie urzadzenia plywajacy tlok jest zabezpieczony przed obracaniem sie za pomoca spiralnej sprezyny umieszczonej w przestrzeni mechanizmu akumulujacego wypelnionej sprezonym powietrzem. Konce sprezyny sa umocowane jeden do plywajacego tloka a drugi do dna cylindra.W jeszcze innej odmianie urzadzenia cylinder z plywajacym tlokiem jest umieszczony obok dlawiacego trzpienia, zas pret prowadzacy plywajacy tlok jest równoczesnie osia zaworu zwrotnego.Przedmiot wynalazku jest dokladniej objasniony na przykladach wykonania w zwiazku z rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia poduszke pomiarowa z mechanizmem akumulujacym w przekroju osiowym, fig. 2 - odmiane mechanizmu akumulujacego w przekroju osiowym, fig..3 - inna odmiane mechanizmu akumulujacego w przekroju osiowym, a fig. 4 — fragment korpusu poduszki pomiarowej z bezpiecznikiem z odmiana mechaniz¬ mu akumulujacego umieszczonego obok trzpienia dlawiacego glównego zaworu — równiez w przekroju osiowym.Jak pokazano na rysunku fig. 1, hydrauliczna poduszka pomiarowa ma korpus 1 z tlokiem 2. W korusie jest wykonany otwór wyplywowy 3 zamykany iglica lub pokrywa osadzona na trzpieniu 4. Mechanizm akumulujacy ma cylinder 5 z plywajacym tlokiem 6 prowadzonym na trzpieniu 4. Tlok 6 ma po obu stronach uszczelnienia 7 wewnetrzne i zewnetrzne, zas miedzy tymi uszczelnieniami ma wybrania 8 polaczone za pomoca przewodów rurowych 9 z atmosfera. Na przewodzie miedzy korpusem 1 a mechanizmem akumulujacym jest umieszczony zawór zwrotny 10. Przestrzen miedzy tlokiem 6 a pokrywa 11 ma otwór doplywowy sprezonego powietrza z zaworem zwrotnym 12, zas na otworze wylotowymjest umieszczony regulowany zawór upustowy 13.Gdy na tlok 2 dziala sila od suwaka prasy, ciecz spod kola przeplywa otworem 3 i unoszac zawór 10 dostaje sie do przestrzeni pod tlokiem 6. Przeplyw cieczy jest dlawiony iglica lub pokrywa na trzpieniu 4 za pomoca nie pokazanego na rysunku mechanizmu, sprzegajacego ruchy trzpienia 4 z ruchami tloka 2. Przestrzen za tlokiem 6 jest wypelniona sprezonym powietrzem. Przy cofaniu sie tloka 6 pod dzialaniem naplywajacej cieczy powrót sprezonego powietrza do sieci jest zamkniety zaworem 12, zas maksymalna sila hamowania tloka 6 nastawiona zaworem upustowym 13, upuszczajacym do atmosfery sprezone powietrze po przekroczeniu okreslonego cisnienia. Dzieki temu dzialanie mechanizmu akumulacyjnego moze byc tak nastawione, iz uderze¬ nia hydrauliczne, ograniczajace zakres stabilnej regulacji obciazenia badanej prasy, zostaja zredukowane do minimum. *78 097 3 Gdy suwak prasy zaczyna sie cofac w górne polozenie, zawór 10 zamyka sie, a tlok 6 wykonuje ruch powrotny pod dzialaniem sprezonego powietrza, równoczesnie przepychajacrozgrzana ciecz przez przewód 14 do zbiornika zasilajacego 15 z wbudowana chlodnica. Aby jednak dostatecznie opóznic podnoszenie tloka 2 za pomoca cieczy powracajacej ze zbiornika 15, droga przez przewód 16 zostaje chwilowo odcieta za pomoca zaworu 17, a predkosc przeplywu ograniczona dlawikiem 18.Po powrocie tloka 6 w polozenie poczatkowe znajduje sie on pod dzialaniem sprezonego powietrza o cisnieniu takim, jak w sieci zasilajacej, gdy równoczesnie ciecz po drugiej stronie tloka ma cisnienie nizsze, takie, jakie panuje w zbiorniku zasilajacym 15 w wyniku odpowiedniego nastawienia zaworu redukcyjnego 19.Ze wzgledu na mala lepkosc powietrza i ruchowe uszczelnienie tloka 6, nie byloby mozliwe zapobieganie przedostawaniu sie powietrza do cieczy i zapowietrzeniu glównego cylindra poduszki pomiarowej. Aby tego uniknac, miedzy uszczelnieniami 7 tloka 6 sa wykonane wybrania 8 polaczone za pomoca przewodów 9 z atmosfera, do której odprowadza sie przecieki powietrza lub cieczy.W odmianie mechanizmu pokazanej na fig. 2 wybrania 8 sa polaczone z atmosfera za pomoca gietkiego przewodu 20 zwinietego w spirale wewnatrz przestrzeni powietrznej cylindra 5 mechanizmu akumulujacego.W zwiazku z tym zachodzi koniecznosc zabezpieczenia tlokaó przed obracaniem sie, co groziloby splataniem przewodu 20. Zabezpieczenie to jest dokonane za pomoca preta 21 osadzonego nieruchomo w pokrywie 11 i dnie 22. Pret 21 ma os równolegla do osi trzpienia 4. Otwór w tloku 6, przez który przechodzi pret 21, jest dwustronnie uszczelniony za pomoca uszczelnien 23, zas miedzy tymi uszczelnieniami jest wykonane wybranie 24 polaczone z wybraniem 8 i dalej z atmosfera.Dalsza odmiana mechanizmu akumulujacego, pokazana na fig. 3 ma równiez elastyczny przewód 26, zwiniety w spirale, który laczy wybrania 8 tloka 6 z atmosfera. Do zabezpieczenia tloka przed obracaniem sie sluzy tu spiralna sprezyna 25, której konce sa osadzone w otworach tloka 6 i pokrywy 11. Sprezyna 25 równoczesnie wspomaga powrotny ruch tloka 6 do polozenia wyjsciowego.W odmianie mechanizmu akumulujacego pokazanej na fig. 4 cylinder 5 z tlokiem 6 sa umieszczone obok dlawiacego trzpienia 4 glównego zaworu poduszki pomiarowej. Pret 21 zapobiegajacy obracaniu sie plywajacego tloka 6 jest zarazem osia zaworu zwrotnego 26 o duzym przelocie. Zawór ten, podobnie jak zawór zwrotny 10 w rozwiazaniu pokazanym na fig. 1, zapobiega powrotowi rozgrzanej cieczy pod tlok glówny poduszki pomiaro¬ wej. W korpusie 1 poduszki jest korzystnie wbudowany cisnieniowy bezpiecznik 27, stanowiacy ochrone przed awaria w przypadku blednego nastawienia prasy lub poduszki pomiarowej. Zainstalowanie tego bezpiecznika jest mozliwe dzieki zaopatrzeniu poduszki pomiarowej w mechanizm akumulujacy, zdolny do pomieszczenia calego wydatku cieczy nagle wypchnietej przez tlok 2 z poduszki. PL PLPriority: Application announced: May 30, 1973 Patent description was published: September 8, 1975 78097 KI. 42k, 21/01 MKP GOlm 19/00 Inventor: Jerzy Antosiak Authorized by the provisional patent: Central Design Office of Press and Mlotów, Warsaw (Poland) Hydraulic device for testing and testing loading of mechanical presses The subject of the invention is a hydraulic device, hereinafter referred to as a hydraulic measuring cushion for carrying out pressure loading tests and the operation of mechanical presses, especially heavy presses and presses with a high slider speed. Hydraulic measuring cushions for testing and testing the loading of mechanical presses, acting on the principle of throttling the liquid flowing from under the piston under the pressure of the press ram, are known. These cushions have a massive body with a piston moving in it, under which it carries liquid through a check valve. The cushion is placed on the press table and the said piston is subjected to the action of the press ram. A high pressure builds up in the fluid, and the outflow of the liquid from under the piston is carried out by a controlled throttle valve. The throttle valve spindle is driven by a cushion piston through a cam and an adjustable mechanism that allows the magnitude and course of the load to be regulated. For damping hydraulic impacts caused by sudden With the increase in the velocity of the liquid outflow at the moment of hitting the ram of the press against the piston of the cushion, spring shock absorbers are used in known cushions, placed between the throttle valve and the conduits discharging the working liquid to the supply tank. The small stroke volume of the spring shock absorbers makes it impossible to build in effective safeguards to protect the hydraulic cushion and the press under test against overload. The maximum liquid pressure under the piston of the measuring cushion - due to the safety of operation and durability of the seals - is limited to about 600 years. As a result of this limitation, the flow of liquid through the throttle valve is proportional to the product of the allowable pressure for a given cushion and the speed of the press ram. As a result, the known measurement cushions operating on the principle of flow throttling fulfill their task with the load of eccentric presses and medium-sized crank presses for general purposes, i.e. presses where the working speed of the sliders do not exceed 0.25 m / sec, while the nominal pressures do not exceed 500 The use of measuring pads for testing heavy presses with high nominal pressures and medium presses with high slider speeds, especially screw presses with slider speeds approaching 2 78 097 1 m / sec, would result in a significant increase in the flow rate of the liquid flowing through the throttle valve. In order to prevent water hammer, the spring shock absorbers used in the known airbags should be significantly expanded. However, the use of large springs, regardless of the manufacturing problems, would increase the overall dimensions and weight of the pillows. Their manipulation would be made more difficult and the possibility of installing them on smaller presses limited. According to the invention, this aim is achieved by arranging at the body of the measuring pad a storage mechanism provided with a cylinder with a floating piston. The working space under the floating piston on the side of the measuring pad is not smaller than the volume of liquid pushed out from under the measuring pad piston during the working stroke and is connected to the pad chamber by means of a hole closed with a pin with a needle or a choke cover. The working space on the opposite side of the floating piston is filled with compressed air. Flow retarders are built into the fluid return path from the storage mechanism cylinder under the piston of the measuring cushion. The floating piston has seals on both sides and has recesses connected to the atmosphere between these seals. In the wall separating the measuring cushion chamber from the working space of the accumulator mechanism, there is an additional opening provided with a pressure fuse. Compressed air is led to the storage mechanism via a non-return valve and an adjustable bleed-off valve is provided at the compressed air outlet. On the line supplying the liquid from the supply tank under the piston of the measuring cushion there is a cut-off valve controlled by the movements of the piston of this cushion. Furthermore, an adjustable throttle valve is provided in the same line. The recesses in the floating piston are connected to the atmosphere by tubing passing through sealed holes in the cylinder cover of the storage mechanism. The device variant according to the invention has recesses in the flowing piston connected to the atmosphere not by tubing, but by means of a spiral-wound flexible conduit . In order to avoid tangling of the conduit due to the rotation of the floating piston, this version has a stationary rod fixed in the cylinder bottoms, parallel to the axis of the mandrel. The hole in the floating piston, through which the rod passes, is sealed on both sides. In another version of the device, the floating piston is prevented from turning by means of a spiral spring placed in the space of the accumulator mechanism filled with compressed air. The ends of the springs are attached one to the floating piston and the other to the bottom of the cylinder. In yet another variant of the device, the cylinder with the floating piston is placed next to the throttle pin, and the guide rod of the floating piston is also the axis of the check valve. with a drawing, in which fig. 1 shows a measuring cushion with a storage mechanism in an axial section, fig. 2 - a variant of the storage mechanism in an axial section, fig. 3 - another variant of the storage mechanism in an axial section, and fig. 4 - a fragment of the cushion body measuring cushion with a fuse with a type of accumulator mechanism placed next to the throttle pin of the main valve - also in an axial section. As shown in Fig. 1, the hydraulic measuring cushion has a body 1 with a piston 2. An outflow opening 3 is made in the casing, which is closed with a needle or cover it is seated on a pin 4. The storage mechanism has a cylinder 5 with a fluid a working piston 6 guided on a mandrel 4. The piston 6 has on both sides internal and external seals 7, and between these seals it has recesses 8 connected to the atmosphere by means of pipelines 9. A check valve 10 is placed on the line between the body 1 and the storage mechanism. The space between the piston 6 and the cover 11 has a compressed air inlet hole with a check valve 12, and an adjustable bleed-off valve 13 is placed on the outlet opening. When the piston 2 is exerted by the press ram , the liquid from under the wheel flows through the hole 3 and lifting the valve 10 enters the space under the piston 6. The flow of liquid is choked by the needle or cover on the spindle 4 by means of a mechanism not shown in the drawing, linking the movements of the spindle 4 with the movements of the piston 2. The space behind the piston 6 it is filled with compressed air. When the piston 6 retracts under the action of the flowing liquid, the return of compressed air to the network is closed by the valve 12, and the maximum braking force of the piston 6 is set by the release valve 13, releasing compressed air into the atmosphere after exceeding a certain pressure. Thereby, the operation of the accumulator mechanism can be so adjusted that the hydraulic shocks limiting the range of stable load control of the press under test are reduced to a minimum. * 78 097 3 When the ram of the press begins to retract to its upper position, valve 10 closes and piston 6 returns with compressed air, simultaneously forcing heated liquid through line 14 into supply tank 15 with built-in cooler. However, in order to sufficiently delay the lifting of the piston 2 by the liquid returning from the reservoir 15, the path through the line 16 is temporarily cut off by the valve 17 and the flow speed is limited by the throttle 18. After the piston 6 returns to its original position, it is under the action of compressed air under pressure such as in the supply network, when at the same time the liquid on the other side of the piston has a lower pressure, such as that in the supply tank 15 due to the appropriate adjustment of the reduction valve 19. Due to the low viscosity of the air and the movement sealing of the piston 6, it would not be possible to prevent air getting into the liquid and air in the main cylinder of the measuring cushion. To avoid this, recesses 8 are made between the seals 7 of the piston 6, connected by pipes 9 to the atmosphere into which air or liquid leaks are discharged. In a variant of the mechanism shown in Fig. 2, the recesses 8 are connected to the atmosphere by a flexible conduit 20 coiled. in the spirals inside the air space of the cylinder 5 of the accumulator mechanism. Therefore, it is necessary to prevent the pistons from turning, which could lead to braiding the conduit 20. This protection is made by a rod 21 fixed in the cover 11 and the bottom 22. Pret 21 has a parallel axis to the axis of the spindle 4. The hole in the piston 6 through which the rod 21 passes is sealed on both sides by seals 23, and a recess 24 connected to the recess 8 and further to the atmosphere is made between these seals. A further version of the storage mechanism shown in Fig. 3 also has a flexible conduit 26 coiled into coils that connects the recesses 8 of piston 6 to the atmosphere. A spiral spring 25 serves here to prevent the piston from turning, the ends of which are embedded in the openings of the piston 6 and the cover 11. The spring 25 simultaneously supports the return movement of the piston 6 to its starting position. In a variant of the storage mechanism shown in Fig. 4 cylinder 5 with piston 6 are located next to the throttling spindle 4 of the measuring cushion main valve. The pre-roll 21 preventing the floating piston 6 from rotating is also the axis of the non-return valve 26 with a large bore. This valve, like the check valve 10 in the embodiment shown in FIG. 1, prevents heated liquid from returning to the main piston of the measuring cushion. A pressure fuse 27 is preferably built into the cushion body 1 to protect against failure in the event of an incorrect setting of the press or the measuring cushion. The installation of this fuse is made possible by providing the measuring cushion with a storage mechanism capable of accommodating the entire output of the liquid suddenly pushed out by the piston 2 from the cushion. PL PL