DD158861A1

DD158861A1 - Druckbegrenzungsventil fuer hydropneumatische ziehkissen

Info

Publication number: DD158861A1
Application number: DD22977981A
Authority: DD
Inventors: Lothar Reinhold
Original assignee: Lothar Reinhold
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1983-02-09
Also published as: FR2505436A1; DD158861B1; DE3212921C2; FR2505436B3; JPH0331560B2; DE3212921A1; JPS5830567A

Abstract

Das Ziel ist das Erreichen einer konstanten Kraft ueber den Arbeitsbereich des Ziehkissens mit geringem Steuerungsaufwand. Damit steht die Aufgabe, dass durch eine mehrstufige Steuerung des Steuerkolbens sowie durch Anordnung stroemungsguenstiger Kanaele und Raeume fuer das Druckmedium keine Anfahr- bzw. Oeffnungsdruckspitzen des Ziehkissens in hoeheren Arbeitsgeschwindigkeiten und keine Schwingungen auftreten. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der Ventileinsatz aus getrennten und uebereinander gefuehrten Dichtkegel und Hauptsteuerkolben besteht und auf dem Dichtkegel mittels Verjuengung ein Druckkolben angeordnet ist sowie der Hauptsteuerkolben in einer Kolbenstange eines Hilfssteuerkolbens gleitet und der Dichtkegel mit dem Hilfssteuerkolben in Wirkverbindung steht. Zwischen dem Gehaeuse und dem Dichtsitz des Dichtkegels besteht im Ausgangszustand eine Voroeffnung. Waehrend des Niederdrueckens der Ziehkissenplatte erhoeht sich der Oeldruck. Derselbe Druck baut sich ueber einen Steuerkanal in dem Raum zwischen Dichtkegel und Hauptsteuerkolben auf. Dadurch weicht der Hauptsteuerkolben nach unten aus. Bei zum unteren Totpunkt des Ziehkissenhubes hin nachlassender Oelstroemung schliesst der Dichtkegel immer mehr und haelt dadurch den Oelarbeitsdruck konstant. Der beaufschlagte Hilfssteuerkolben realisiert nach Erreichen des unteren Totpunktes die Sperrung der Ziehkissenaufwaertsbewegung.

Description

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Erfurt, den 30, 03, 1981

a) Titel der, Erfindung

Druckbegrenzungsventil für hydropneumatisch^ Ziehkissen

"b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil für hydro pneumatische Siehkissen an ein- und mehrfachwirkenden Pressen.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Als bisherige Lösung der Ki3sendruckregelung sind Überdruck ventile einfachwirkender Bauweise mit Druckluftsteuerung und hydraulischer Dämpfung bekannt, die hohe Anfahrdruckspitzen und starke Neigung zu Eigenschwingungen, haben. Der Ventilkegel wird bei dieser Bauart durch die von der Steuer luft erzeugten Kraft gegen seinen Sitz gepreßt. Plötzliche Druckerhöhungen im abgesperrten Raum über das gewünschte Maß hinaus können durch die Reaktionsträgheit des Ventils nicht abgebaut werden. Es kommt zu einer Kraftüberhöhung am Ziehkissen. Das während des Niedergangs des Ziehkissens abströmende öl bringt den Ventilkegel des Überdruckventils zum Schwingen, Diese Schwingungen können meist nur durch aufwendige Dämpfungseinrichtungen, z,B, nach JP-PS 4-6-20239 kompensiert werden.

Bei dieser Lösung wird durch den Ziehkissenkolben das öl aus dem Ziehkissenzylinder gedruckt. Dabei öffnet der Ventilkegel des unterhalb des Ziehkissenzylinders angeordneten

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Ventils gegen die mit ihm in Wirkverbindung stehende Druck luftkammer. Das Gl fließt in den Behälter ab, dabei stellt aicli entsprechend des in der Druckluftkammer wirkenden Druckes ein Druck im ülraum des Ziehkissenzylinders ein

Da der Ventilkegel zu eigenerregten Schwingungen neigt, is eine hydraulische Dämpfungseinrichtung angebracht, J)en unterschiedlichen Steuerluftdrücken in der Druckluftkammer u den damit verbundenen verschiedenen Schließgeschwindigkeit und -kraften wird Rechnung getragen, indem der Steuerluftdruck über eine Leitung die Intensität der Drosselung im Hückschlagdrosselventil beeinflußt. Der Ventilkegel erzeug einen stark instabilen Strömungs- und Druckverlauf, so daß eich sur Verhinderung von Schwingungen ein kompliziertes Dämfungssystem mit hohen fertigungstechnischem Aufwand sr forderlich macht, Das Ventil eignet sich nicht für hohe

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bringe dadurch Bauteilüberlastungen«

bekannt sind auch gemäß DD-WP 73 020 Steuerventile mit mechanisch gesteuerter Voröffnung des Ventils sur Vermeidung dar Anfahrdruckspitze, Diese Ventile benötigen einen hohen mechanischen Aufwand, der im Pressenbetrieb sehr störanfällig und ?;artungsauf·:;endig ist«

2b3-fall3 sind nach J?-?3 47-14.542, ^7-7194, 47-10153 und s-7-1015^· Lösungen mit elektrisch gesteuerten Hilfsvezitilen bekannt, die die üffnungsdruckspitzen abfangen sollen, Aue diese Lösungen sind aufwendig und störanfällig und können auf Grund ihrer Schaltverzögerung keine schnellen Prozesse sicher steuern.

Alle bekannten Lösungen bringen im praktischen Industrieeinsatz unbefriedigende Ergebnisse, vornehmlich sind sie für höhere Arbeitsgeschwindigkeiten ungeeignet.

d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Srfindim⁰* besteht ΐ n der Schaff vüp¹ e^nss Steu erventils für hydropneumatische Ziehkissen in ökonomisch günstigen Saumaßen, das über den Arbeitsbereich des Ziehkissens mit geringem Steuerungsaufwand eine konstante Kraf garantiert,

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e) Darlegung des Wesens der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil für hydropneumatische Ziehkissen konstruktiv so zu gestalten, daß durch eine mehrstufige Steuerung des Steuerkolbens sowie durch Anordnung strömungsgünstiger Kanäle und Räume für das Druckmedium keine Anfahr- bzw. Öffnungsdruckspitzen und damit auch keine Kraftspitzen des Ziehkissens bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten und während des prozeßbedingten Abströinens des Druckmediums keine Schwingungen auftreten,

Srfindungsgemäü wird das dadurch erreicht, daß der Ventileinsatz aus getrennten und übereinander geführten Dichtkegel und Hauptsteuerkolben besteht und auf dem Dichtkegel über eine strömungsgünstig ausgebildete Verjüngung ein im Ventilgehäuse geführter Druckkolben angeordnet ist sc\7i3 der-Hauptsteuerkolben in einer Kolbenstange eines Hilf?— steuerkolbens gleitet und der Dichtkegel mit den Hilf3-steuerkolben in fester Wirkvercindung steht und im Dichtkegel ein Steuerkanal als Verbindungselement zwischen Ciraum und Trennfläche des Dichtkegels und des Hauptsteuerkolbens angeordnet ist.

Im Ausgangszustand besteht zwischen dem Gehäuse und dem Dichtsitz des Dichtkegels ein Spalt, die Voröffnung. Somit sind alle Räume und Kanäle vor und hinter dem Ventildichtsitz mit öl geringen Druckes gefüllt. Der Hauptsteuerkolben ist und der Hilfssteuerkolben ist nicht mit Steuerdruckluft beaufschlagt. Im Moment des ITiederdrückens der Ziehkissenplatte erhöht sich der Öldruck in dem Raum über dein Dichtkegel bzw, Druckkolben in Abhängigkeit von der Drosselwirkung des Voröffnungsspaltes. Gleichzeitig baut sich derselbe Druck über den Steuerkanal in dem Raum zwischen Dichtkegel und Hauptsteuerkolben auf. Da der Dichtkegel gegen den von oben wirkenden Druck nicht schließen kann, v/eicht dar Hauptsteuerkolben nach unten aus. Bei zum unteren Totpunkt

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des Ziehkissenhubes hin nachlassender ülströmung schliefst der Dichtkegel immer mehr und hält dadurch den Glarbeitsdruck über dem Ventil konstant. Da im Moment des Bewegungsstillstandes und der einsetzenden Rückbewegung der 01arbeit sdruck zusammenbricht, wird der Hilfssteuerkolben mit Luft beaufschlagt und somit ein öffnen des Dichtkesels verhindert.

i) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schnit* darstellung des Druckbegrenzungsventils.

In einer mit den Kanälen und Räumen des Druckmediums, vorzugsweise 01, in Verbindung stehenden Bohrung des Ventilgehäuses 2 ist der Dichticegel 8 beweglich angeordnet. Auf die-3air. sitst mittels einer Verjüngung 1 der separat geführte Druckkolben 10. ".veiterhin ist dar Dicht kegel S a:tiai mit einem Steuerkanal 3 versehen. Auch ist der Dichtkegel S fest mit dem einen Ende der Kolbenstange 9 verbunden. Am anderen Ende der Kolbenstange 9 sitst der Hilfssteuerkoiben 7> der im Hilfssteuerzylinder gleitet. Auf der Kolbenstange ist der Hauptsteuerkolben 5 beweglich angeordnet, der im Haupt steuersvlinder S gleitet. Zwischen dem Dichtkegel 8 und dem Steuerkolben 5 befindet sich je nach Stellung dieser beiden ein Spalt oder Raum 4·,

Die Funktion wird im Zusammenhang mit dem Arbeitszyklus des Ziehkissens erklärt. Im Ausgangszustand besteht zwischen dem· Gehäuse 2 und dem Ventildichtsitz des Dichtkegels 8 ein Spalt, die Voröffnung, Somit sind die Räume und Kanäle vor und hinter dem Ventildichtsitz des Dichtkegels 8 mit öl geringen Druckes gefüllt. Der Hauptsteuerzylinder 6 ist mit Steuerluftdruck beaufschlagt. Hilfssteuerkolben 7 ist nicht beaufschlagt. Der Dichtkegel 8 sitzt entsprechend des Öldruckes spaltfrei (Raum 4·) auf dem Hauptsteuerkolben 5 auf. Im Moment des Täiederdrückens der Ziehkissenplatte erhöht sich der Öldruck in dem Raum über dem Dichtkegel 8 bzw.

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Druckkolben 10 in Abhängigkeit von der Drosselwirkung des Vorö-ffnungsspaltes. Gleichzeitig "baut sich derselbe Druck im Raum 4 zwischen Dichtkegel 8 und Hauptsteuerkolben 5 über den Steuerkanal 3 auf. Da der Dichtkegel 8 gegen den von oben wirkenden Druck nicht schließen kann, weicht der Hauptsteuerkolben 5 nach unten aus. Ss bildet sich ein flächenproportionales Druckgleichgewicht zwischen ölarbeitsdruck und Steuerdruckluft aus. Die räumliche Auftrennung der Steuerfläche und der Dichtfläche des Ventilkegels in J?orm des Dichtkegels δ und des Druckkolbens 10 schafft stabile Druck- und Kraftwerte, Somit kann für das Ziehkissen ein ruhiger, schwingungsfreier Lauf erreicht werden, Bei zum unteren Totpunkt des Kissenhubes hin nachlassender ölströmung schließt der Dichtkegel 8 immer mehr und hält dadurch den Ölarbeitsdruck über dem Ventil konstant. Da im Iloment des Bevjegungsstillstandes und der einsetzenden P.ückcev?egung der Clarbeitsdruck zusammenbricht, wird der Hilfssteuerkolben 7 mit Luft beaufschlagt und somit ein öffnen des Dichtkegels 8 verhindert. Die Sperrung der Siehlcissenaufvmrtsbewegung ist damit realisiert.

Claims

Erflndungsansprucii:

1. Druckbegrenzungsventil für hydropneumatische Ziehkissen, das zwischen dem Ziehkissenz^linderraum und dem ölbehälter angeordnet ist und einen in einem Ventilgehäuse beweglich angeordneten Ventileinsatz aufweist, der mit einem pneumatischen Hilfssteuerkolben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz aus getrennten und übereinander . geführten Dichtkegel (8) und Hauptsteuerkolben (5) besteht und cuf dem Dichtkegel (3) über eine strömungsgünstig ausgebildete Verjüngung (i) ein im Ventilgehäuse (2) geführter Druckkolben (10) angeordnet ist sov/ie der Hauptsteuerkolben (5) in einer Kolbenstange (9) eines Hilfssteuerkolbons (7) gleitet und der Dichtkegel (8) mit dem Hilfssteuerkolben (7) in fester Wirkverbindung steht und im Dichtkegel (S) ein Steuerkanal (3) als Verbindungselement zwischen ölraum und Trennfläche des Dichtkegels (9) und des Haupt· steuerkolbens (5) angeordnet ist.

Hierzu 1 Sehe Zeichnung