DE2013120A1

DE2013120A1 - Verfahren zur Erzeugung hoher hydrau lischer Drucke und Anlage dafür

Info

Publication number: DE2013120A1
Application number: DE19702013120
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Muller, Ernst, Dr Ing e h , 5484 Bad Niederbreisig
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1971-09-30
Also published as: JPS528553B1; US3732691A

Description

Dr.-In«. E. lt. Ernst miller 16. März 1970

5484 Bad Brelslg . H 568 - B/Schi

Königeberger Straße l8

Verfahren zur Erzeugung hoher hydraulischer Drücke und Anlage dafür

Schwere hydraulische Schmiedepreseen verwendet man hauptsächlich im Flugzeugbau zur Herstellung von ,plugzeugteilen aus Leichtmetallen und Ihren Legierungen« Die größte Preflkraft wird nur auf eine· verhältnismäßig kleinen Arbeltshub benö- i tigt, so daß man mit Rüoksioht auf niedrige Anschaffungskosten die Pressen für hohen Betriebsdruck einrichtet, der durch einen Druckübersetzer erzeugt wird. Dessen PrimKrtell wird mit Druckflüssigkeit aus einem Hochdruokspeicher für einen Betriebsdruck von etwa 200 - 300 atü beschickt und wird mit einer Handsteuerung betätigt, während der Sekundärteil mit dem Arbeltszylinder der Presse verbunden ist und in diesem den maximalen Betriebsdruck von 500 atü und darüber erzeugt. Man verfährt dabei In der Welse, daß während des leeren Abwärtehubes der Presse der Arbeitszylinder mit Nlederdruokflüsslgkelt zum Beispiel aus einem Hochbehälter oder einem Windkessel vorgefüllt wird, worauf sich ein Vorpreßhub mit Druckflüssigkeit aus dem *

Hoohdruokspeicher anschließt. ■

Ist «in noclt höherer Druck erforderlich» so kann man die Druckflüssigkeit des Hoehdruokspelehers auf den Primärteil des Druck-Übersetzers leiten und duroh Obersetzung den Druck auf den Höchst' wert erhöhen. Der Kolben des DruokUbersetzers legt dabei einen Im Verhältnis zum Pressenhub langen Weg, und zwar verhältnismäßig langsam zurück·

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Daher sind die bekannten Pressenanlagen nicht geeignet, wenn die Aufgabe gestellt wird, bei Höchstdruck alt hoher Geschwindigkeit längere Wege des Presfcenkolbens zurückzulegen. Diese Forderung wird z. B. bei der Bearbeitung von Titan oder manohen Schwermetallen erhoben« die mit höher Geschwindigkeit auf längerem Weg im Gesenk geformt werden müssen.

Die Erfindung gibt ein Verfahren und eine Pressenanlage an, mit denen auoh diese Aufgabe gelöst werden kann. Sie beruht auf dem Gedanken, der plötzlichen hohen Energieanforderung bei der Ausführung des Pressenhubes bei Höchstdruck und langem Hub dadurch zu genügen, dafi der Druckübersetzer nicht mit HochdruckflUsslgkeit beaufschlagt wird, sondern mit hochgespanntem Gas aus dem Hochdruckspeicher. Das Gas kann mit hoher Oep'hwindigkeit duroh einen verhältnismäßig engen Rohrquersohnitt gaxeitet werden. Wollte man entsprechende HochdruckflUssigkeitsrcangen zum Druckübersetzer durchleiten, so würde das Vielfache des Leitungsquersohnittes erforderlich sein, was um so mehr ins Gewicht fällt, als die Hochdruckleitung zwischen der Zentrale, in welcher der Hoohdruokspeloher aufgestellt ist und der Presse, in der Regel unvergleichlich länger 1st als die Verbindung zwischen der Presse und dem in unmittelbarer Nachbarschaft aufgestellten Druckübersetzer.

Außerdem würden bekanntlich duroh das Beschleunigen der PlUssigkeltsmasse in de)? gesamten Zuführungsleitung zum Druckübersetzer bei Beginn des Höohstdruck-Arbeitehubee und das Abbremsen am Bude dies·· Hubes Druokstöde In der Hochdruckanlage entstehen, die bei der Dimensionierung aller betroffenen Hochdruckelemente berücksichtigt werden müssen.

Derartige Druckstufe treten bei der Heranziehung von Gas zur Energie-Portleitung nach dem Gedanken der Erfindung nicht ein.

Man könnte die HöohstdruokflUsslgkeitsmenge für die hohe Preögesohwindlgkeit auoh duroh eine besondere Höchstdruckpunpenanlage liefern. J·dooh würde dies einen wesentlich höheren Aufwand erfordern als ein vom Hoohdruokspeioher gespeister Druckroer&tzer.

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BAD ORIGINAL

Sind mehrere Pressen vorhanden, so steht' nichts im Wege, die zugehörigen Druckübersetzer *jn den gleichen Oasraum des Hochdruokspelchers anzuschließen. Andererseits können auch mehrere Druckübersetzer angeordnet werden« die gleichzeitig oder nacheinander HöchstdruckflUsslgkeit an eine Presse abgeben.

Die Aufgabe, Titan oder ähnlioh schwer verformbar Metalle mit hoher Geschwindigkeit bei lungeren Hub und höchstem Druck zu verpressen, wird also mit der Erfindung in überraschend einfacher Weise alt geringstem Aufwand gelöst.

Nach der weiteren Erfindung wird auch die Rückführung des Kolbens im Druckübersetzer in glücklicher Weise gelöst, und zwar durch «inen zweiten kleineren Druckübersetzer, der im folgenden als Rückdruckübersetzer im Gegensatz zum bisher beschriebenen PreBdruckUberaetzer bezeichnet werden soll.

Dieser RUckdruckübersetzer wird la Primärteil ebenfalls vom Hoahdruckspelcher, und zwar aus seinem PlUsslgkeitsraum, gespeist. In seine* Sekundärteil wird durch den Ubersetzungskolben ein etwas höherer Druck als im Sekundärteil des Preßdruck-Ubersetzers erzeugt und in diesen Sekundärteil geleitet. Infolgedessen wird der Kolben des PreßdruokUbereetzers in der Richtung auf die Ausgangslage bewegt. Durch eine Reihe von Hüben des RUokdruokUbersetzers wird der Kolben des Preßdruck-Ubersetzers schrittweise in die Ausgangslage zurückgeführt. Die Vorbereitung der nächsten Pressung läßt dazu genügend Zelt.

PUr ältere Pressenbauarten 1st es bekannt, sogenannte Treibapparate zu verwenden, deren Primärseite alt Dampf oder mit Druckluft aus dem Druokluftnetz des Werkes gespeist werden. Dabei sind Übersetzungsverhältnisse von 1 : JO und mehr erforderlloh. Wegen der Ünwirtsohaftliohkeit des Dampf- oder Luftbetriebes ist man Inzwischen seit langem zum rein hydraulischen Betrieb übergegangen.

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Nach der Erfindung wird ein neues, well mit Höchstdruokluft aus dem hydraulischen Speicher arbeitendes Verfahren benutzt« um einen Stoibetrleb mit Höchstdruck und langem Pressenhub durchzuführen und so Titan und ähnliche Metalle mit hohem Verformungswlderstand bei hoher Verformungsgeschwindigkeit Im Gesenk schmieden zu können. *

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben, sie zeigt ein Schema der Anlage zur Durchführung des Verfahrene.

In der Anlage erhält die Hochdruckpumpe 1 aus dem Hochbehälter 3 über die Leitung 2 Wasser, öl oder eine sonstige ArbeitsflUssigkeit. über die Leitung 7 pumpt sie die Flüssigkeit mit Hochdruok in das Speichergefäß 4, das mit einer beliebigen Maximal-Minimalregelung versehen ist. Die Gefäße 5, 6 bilden den Gasraum der Speicheranlage und stehen wie das Oefäö 4 unter Hoohdruok von z. B. 300 atll.

Über die Leitung 8 steht der Gasraum mit dem Primärzylinder 10 des PrefldruckUbersdtzers 11 in Verbindung. Der abgesetzte Kolben ragt mit seinem PriÄärteil 13 in den Primärzylinder 10 und mit seinem Sekundärteil 14 in den Sekundärzylinder 12 ein. Dieser steht über die Leitungen 15 und 18 und das von der Stoßeinrichtung 17 betätigte Ventil 16 mit dem Arbeitszylinder 19 P einer Oesenkpresee in Verbindung. Im Zylinder 19 befindet sich der Arbeitekolben 20.

Der Arbeitsgang der Presse läuft folgendermaßen ab:

Beim zunächst leeren Abwärtsgang des Kolbens 20 wird der Zylinder 19 mit NlederdruekflUssigkeit aus dem Windkessel 38 über die Leitungen 21 und 18 und das Füllventil 24 gefüllt. Nach der Beendigung des Leerhubes und dem Schließen des FUIlventils 24 wird über das Steuerventil 23 und die Leitungen 1, 26 und 18 Druckflüssigkeit aus dem Speicher 4 In den Arbeitszylinder 19 gegeben. Es wird vorgepreßt.

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Ist der Vorpreßhub beendet, ao wird mit Hilfe der Stoßeinrichtung 17 das Ventil 16 geöffnet und der Höchstdruck aus dem Sekundärzylinder 12 des PreßdrucfcUbersetzers 11« z. B. Druck von 700 bis 800 atll In den Arbeitszylinder 19 geleitet. Die HöchstdruckflUseigkeit kann duroh die kurze, mit großem Querschnitt auegestattete Leitung 15» J8 in ausreichender Menge entsprechend der verlangten hohen Arbeitsgeschwindigkeit der Presse nachfließen. Das zur Erzeugung des Höchstdruckes dienende Druckgas aus dem Speicher 4 bis 6 kann auch bei verhältnismäßig geringem Querschnitt der Leitung 8 schnell genug (z. B. mit 50 m/seo oder mehr) naohströmen. So läßt sich der Arbeltshub der Prässe mit hoher Geschwindigkeit bei Höchstdruck durch- ' fahren.

Nach beendigter Pressung wird das Steuerventil 22 geöffnet, wodurch sich der Zylinderraum 1'9 über die Leitungen l8, 21 zum Windkessel 38 entspannt· Schließlich erfolgt der Rückzug des Kolbens 20 mit der nicht dargestellten RUckzugeinrlchtung der Presse und dlW ArbeitsflÜesigkeit wird nach Offnen des FUllverftils 24 mit Hilf· der Stoßeinriohtung 25 Über die Leitungen 18, 21 in den Jrfiadbcessel 38 ausgesohoben.

-U
4·

Zum Rückführen des Kolbens im Preßdruckübersetzer 11 dient der RückdruckUbersetzer 30, der ähnlich einer Pumpe wirkt. Sein abgesetzter Kolben ragt mit seinem Primärteil 33 in den Primärzylinder 31 und mit seinem Sekundärteil 34 in den Sekundärzylinder 32. Bei Offnen des Steuerventile 28 strömt Druckflüssigkeit aus dem Hochdruokspeicher 4 bis 6 über die Leitungen 7, 26 und 27 in den Primärzylinder 31 und treibt den Kolben vorwärts, der seinerseits Flüssigkeit mit Höchstdruck aus dem Sekundärzylinder 32 durch das sich öffnende Auslaßventil 35 über die Leitung 39 in den Sekundärzylinder 12 des PreßdruekUbersetzera 11 drückt. Dadurch wird der Kolben 13, 14 des Preßdruck-Ubersetzers 11 ein Stück zurückbewegt. Nach beendigtem Hub des Kolbens 33, 34 des RUokdruekUbersetzers 30 wird das Steuerventil 28 geschlossen und das Steuerventil 29 geöffnet. Dadurch erhält

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der Primärzylinder 31 Verbindung alt de« Hochbehälter 3. Aus dem Windkessel }8 strtfat Flüssigkeit von beispielsweise 5 atU Druck über die Leitung 37 und das sioh öffnende Einlaßventil 36 in den Sekundärzylinder 32 und drückt auf den Kolben 34,33, der seinerseits mit dem Prlaärteil 33 Flüssigkeit aus dem Primärzylinder 31 Über die Leitungen 27, 2a und 2 In den Hochbehälter aussohiebt. Der Hin- und RUokgang des Kolbens 33, 34 wird so oft wiederholt, bis der Kolben 13* 14 seine Ausgangslage für den nächsten Arbeltshub der Presse erreicht hat.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Erzeugung hoher hydraulischer Drücke für

schnell bewegte Preßkolben mit Hilfe von DruckUbersetzern,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Primärteil (10) des Preßdruckllbersetzers (11) durch Oas aus einer hydraulischen Hochdruckspeicherarilage (4, 5, 6) gespeist wird. ~-

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß während des Betriebes der Primärteil (IO) des Preßdruckübersetzers (11) dauernd unter der Belastung des Gasraumes (5,6) in der hydraulischen Hochdruckspeicheranlage (4 bis 6) gehalten wird.

J5. Anlage mit Hochdruckspeicher und PreßdruckUbersetzer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Primärteil (10) des PreSdruckübersetzers (11) an den Oasraum (5, 6) des- Hochdruckspeichers (4 bis 6) angeschlossen ist.

4. Anlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Übersetzungsverhältnis von Gasdruck zum Flüssigkeitsdruck im PreßdruckUbersetzer (11) im Bereich von 1 : 2 bis etwa 1:5 liegt·

5. Anlage nach Anspruch 3»
gekennaächnet durch

einen zweiten Druckübersetzer für den RUckhub des Preßdruckllbersetzers (ll) (RUckdruckUbersetzer 30), bei

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welchem Im Hingang die Primärseite (31) aus dem Flüssigkeitsraum (4) des Hoohdruckspeichers ( 4 bis 6) gespeist wird, während die Sekuniärseite (32) mit der Sekundärseite (12) des PrefidruckUbersetzers verbunden ist und im RUckgang d« Stkundäreelte (32) z. B. aus einem Windkessel (38) gespeist wird, während die Primärseite (31) mit einem Hochbehälter (3) verbunden ist.

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