DE3808389A1 - Hydraulische schlagpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schlagpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Schlagpressen werden alternativ zu Spindelpressen als Schmiedepressen, Steinpressen usw. eingesetzt, mit deren Hilfe ein Werkstück, z. B. eine Keramikmasse, mit mehreren hintereinander folgenden Schlägen gestaucht bzw. geformt werden soll. Bekannt ist die Verwendung eines sogenannten High-Flow-Blasenspeichers und eines Schnellschaltventils mit zweistufiger Vorsteuerung. Es ergibt sich dabei das Problem, daß der Speicher aus Sicherheitsgründen erst knapp vor dem Schlagvorgang mit dem Volumen gefüllt werden kann, das der gewünschten Schlagenergie entspricht. Bei einem Schlag "ins Leere" wird die Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl, schlagartig und vollständig aus dem Speicher verdrängt, wodurch die Speicherblase zerstört wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Festlegung des Entlade- und Ladevolumens (Pendelvolumen) der Hydraulikflüssigkeit für den Speicher, so daß nach Beendigung des Schlagvorganges ein restliches Volumen an Hydraulikflüssigkeit im Speicher verbleibt, unabhängig vom Gegendruck, welcher vom Zylinder der Schlagpresse her entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang den Linien II-II in Fig. 1, und

Fig. 3 ein Schaltschema der Hydraulikanlage.

In Fig. 1 bezeichnet 1 allgemein eine Dosiervorrichtung, bestehend aus einem Zylinder 2, in welchem ein Kolben 3 gleitet, dessen Kolbenstange 4 in einer zentrischen Bohrung 5 eines an der Unterseite des Zylinders 2 angeordneten Zwischenflansches 6 geführt ist, an den ein unterer Endflansch 7 anschließt. Die Oberseite des Zylinders 2 ist durch einen oberen Endflansch 8 abgeschlossen. Die Teile 2, 6, 7 und 8 sind untereinander, z. B. mittels Schrauben (nicht dargestellt) verbunden. Wie aus der in Fig. 1 dargestellten unteren Endlage des Kolbens 3 ersichtlich ist, wird die Kolbenstange 4 im unteren Endflansch 7 in einer zentrischen Bohrung 9 desselben geführt. Auch im oberen Endflansch 8 ist eine zentrische Bohrung 10 vorgesehen, die sich in einem Anschlußnippel 11 fortsetzt, von dem eine Leitung zu einem Druckspeicher 28 für eine Hydraulikflüssigkeit führt (siehe auch Fig. 3). An die Bohrung 9 des unteren Endflansches 7 ist eine Leitung 23 angeschlossen, die einerseits zu einer Pumpe 26 und anderseits zu einem Schnellschaltventil 27 abzweigt (siehe auch Fig. 3).

Die Länge der Kolbenstange 4 ist so bemessen, daß sie in der Darstellung nach Fig. 1, d. h. in der unteren Endlage des Kolbens 3, 10 bis 20%, vorzugsweise 15% der Hubhöhe des Kolbens 3 in die Bohrung 9 des unteren Endflansches 7 hineinragt.

Der Zwischenflansch 6 weist eine Mehrzahl von Bohrungen 12 auf, die den Zylinderraum mit einer zylindrischen Kammer 13 im unteren Endflansch 7 verbinden, und deren Gesamtquerschnitt im wesentlichen dem der Bohrung 9 entspricht (Fig. 1 und 2). Von der Kammer 13 führt eine Querbohrung 14 zu einem Druckbegrenzungsventil 15 dessen Ausgangsleitung in einen Auffangbehälter 29 für die Hydraulikflüssigkeit einmündet (siehe auch Fig. 3).

Eine Querbohrung 16 im Zwischenflansch 6 führt über eine Leitung 17 mit Rückschlagventil 18 zu einer Querbohrung 19 im oberen Endflansch 8.

Das Rückschlagventil 18 ist mit ca. 5 bar vorgespannt. Im oberen Endflansch 8 ist eine weitere Querbohrung 20 vorgesehen, die zu einem Druckschalter 21 führt. Im unteren Endflansch 7 ist ein Rückschlagventil 22 angeordnet, welches einerseits mit der Kammer 13 über eine Bohrung 24 und anderseits mit der zentrischen Bohrung 9 über eine Bohrung 25 verbunden ist, wobei die Bohrung 25 unter dem Ende der Kolbenstange 4 liegt, wenn sich der Kolben 3 in der unteren Endlage befindet.

Die Funktionsweise der Dosiervorrichtung nach Fig. 1 und 2 wird anschließend anhand der Fig. 3 erläutert. Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten unteren Endlage des Kolbens 3 nach einem Schlagvorgang wird eine regelbare Pumpe 26 bei geschlossenem Schnellschaltventil 27 in Betrieb gesetzt, so daß die Hydraulikflüssigkeit gegen die Stirnfläche der Kolbenstange 4 und gegen das Rückschagventil 23 drückt. Sobald dieses öffnet setzt, sich der Druck über die Kammer 13 und die Bohrungen 12 bis zur Unterseite des Kolbens 3 fort und drückt diesen nach oben bis zur oberen Endlage, so daß nur das über dem Kolben 3 befindliche Hubvolumen an Hydraulikflüssigkeit in den Speicher 28 gedrückt wird. Die durch das Rückschlagventil 23 gebildete Umgehungsleitung erleichtert somit das Abheben des Kolbens 3 aus seiner unteren Endlage. In der oberen Endlage des Kolbens 3 liegt das Ende der Kolbenstange 4 oder der Querbohrung 14, so daß über die durch die Leitung 17 und das Rückschlagventil 18 gebildete Umgehungsleitung Hydraulikflüssigkeit in den Speicher 28 gelangt, wenn durch Leckverluste an Hydraulikflüssigkeit bei der Kolbendichtung der Druck im Speicher 28 bei Erreichen der oberen Endlage unter dem Nenndruck liegt. Nach Erreichen eines gewünschten Drucks im Speicher 28 spricht der Druckschalter 21 auf einen voreingestellten Druck an und schaltet die Pumpe 26 aus. Die Blase des Speichers 28 wird vorzugsweise mit einem Druck bis zu 80% seines Nenndrucks vorgespannt.

Durch Öffnen des Schnellschlußventils 27 wird der Kolben 3 nach unten bewegt. Sobald die Kolbenstange 4 in die zentrale Bohrung 9 eintaucht, kann die Hydraulikflüssigkeit nur mehr durch den Ringspalt zwischen der zentralen Bohrung 9 und der Kolbenstange 4 durchtreten. Dadurch wird die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit zum Verbraucher gesperrt, der Schlagvorgang ist beendet. Die Bewegung des Kolbens 3 wird verlangsamt und es kommt zu einem momentanen Druckanstieg in der Kammer 13. Überschreitet der ansteigende Druck einen vorbestimmten Wert von z. B. 260 bar, so öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 15 und leitet Hydraulikflüssigkeit zu einem Auffangbehälter 29 ab. Der Kolben 3 wandert nun mit verlangsamter Bewegung bis zu seiner unteren Endlage, worauf der nächste Schlagvorgang durch Füllen des Speichers 28 in der oben beschriebenen Weise erfolgen kann.

Die auf diese Weise erzielte "Dämpfung" der Kolbenbewegung durch das Eintreten der Kolbenstange 4 in die Bohrung 9 ist nur bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 3 wirksam und kann durch Einstellung des Ansprechdrucks des Druckbegrenzungsventils 15 sowie durch die Größe des Spalts zwischen der Bohrung 9 und der Kolbenstange 4 beeinflußt werden. Mit zunehmender Größe des Spalts nimmt die Dämpfung ab; gleichzeitig mit dieser Maßnahme kann auch Hydraulikflüssigkeit beim Laden des Speichers 28 durch den Spalt hindurchtreten, so daß gegebenenfalls die Bohrungen 24, 25 und das Rückschlagventil 23 entfallen können.

Durch die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 1 wird einerseits ein definiertes Lade- und Entladevolumen des Speichers 28 und anderseits eine gedämpfte Bewegung des Kolbens 3 durch die Schieberwirkung der Kolbenstange 4 gegen Ende des Schlagvorgangs erzielt, das daß auf das Werkstück in der Schlagpresse eine definierte Schlagarbeit ausgeübt wird.

Claims (7)

1. Hydraulische Schlagpresse, deren Zylinder über ein Schnellschaltventil mit einem Speicher, insbesondere Blasenspeicher, für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schnellschaltventil (27) und dem Speicher (28) eine Dosiervorrichtung (1) zur Festlegung des Entlade- und Ladevolumens der Hydraulikflüssigkeit für den Speicher (28) angeordnet ist.

2. Schlagpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung (1) eine Dämpfungsvorrichtung enthält, welche die Bewegung des Kolbens (3) gegen Ende des Entladevorgangs verlangsamt.

3. Schlagpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung (1) aus einem Zylinder (2) besteht, in welchem ein Kolben (3) gleitet, dessen Kolbenstange (4) in einer zentrischen Bohrung (5) eines an der Unterseite des Zylinders (2) angeordneten Zwischenflansches (6) geführt ist, an den ein unterer Endflansch (7) anschließt, der eine zentrische Bohrung (9) aufweist, die vor Erreichen der unteren Endlage durch die Kolbenstange (4) geschlossen wird, wobei der Zwischenflansch (6) Bohrungen (12) aufweist, die den Zylinderraum mit einer zylindrischen Kammer (13) im unteren Endflansch verbinden, und wobei die Oberseite des Zylinders (2) durch einen oberen Endflansch (8) mit einer zentralen Bohrung (10) abgeschlossen ist, die mit dem Speicher (28) verbunden ist, während die zentrale Bohrung (9) im unteren Endflansch (7) mit dem Schnellschaltventil (27) und einer Pumpe (26) verbunden ist.

4. Schlagpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kammer (13) eine Querbohrung (14) zu einem Druckbegrenzungsventil (15) führt, dessen Ausgangsleitung in einen Auffangbehälter (29) einmündet.

5. Schlagpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querbohrung (16) im Zwischenflansch (6) über eine Leitung (17) mit Rückschlagventil (18) zu einer Querbohrung (19) im oberen Endflansch (8) führt und daß diese Querbohrung (16) erst knapp vor Erreichen der oberen Endlage von der Kolbenstange (4) freigegeben wird.

6. Schlagpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Endflansch (8) eine Querbohrung (20) vorgesehen ist, die zu einem Druckschalter (21) führt.

7. Schlagpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Endflansch (27) ein Rückschlagventil (22) angeordnet ist, welches einerseits mit der Kammer (13) über eine erste Bohrung (24) und andererseits mit der zentrischen Bohrung (9) über eine zweite Bohrung (25) verbunden ist, wobei die zweite Bohrung (25) unter dem Ende der Kolbenstange (4) liegt, wenn sich der Kolben (3) in der unteren Endlage befindet.