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BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung
des Zu- und Abflusses von Öl in einer Presse, insbesondere zwischen einem Aufnahmebeha"lter
und dem Hydraulikantrieb der Presse und zur Unterdrucksetzung d.es Hydraulik° antriebes.
Die Ereindung ist insbesondere bei Hydraulischen Pressen für die Herstellung von
Keramikprodukten anwendbar, sie kann jedoch auch zur Steuerung des Zu- und Abflusses
des Ols von beliebigen anderen Hydraulikantrieben bzw. hydraulischen Hebern bzw.
Hebebocken herangezogen werden.
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Bekanntlich besteht eine herkommliche hydraulische Presse fur die
Herstellung von Keramikfliesen im wesentlichen aus einem Fundament, von dem zwei
Saulen emporragen, die oben durch den so genannten festen Balken verbunden sind,
in welchem der Zylinder des Hydraulikantriebes untergebracht ist. Im
Zylinder
ist verschiebbar der Kolben gelagert, dessen Kolben stange nach unten herausragt
und auf einen in den Saulen gelagerten beweglichen Balken wirkt. Der Balken tragt
einen mit einer auf dem Fundament montierten Matrize zusammenarbeitenden Stempel.
Der Stempel und die Matrize bilden die Pressform, in welcher das Material verdichtet
wird.
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Bei den bekannten Pressen konnen verschiedene Arbeitsphasen erkannt
werden. Zuerst wird der Stempel rasch an die Matrize herangefuhrt. Zu diesem Zweck
wird die obere, oberhalb des Kolbens gelegene Kammer des Zylinders mit o"l gePullt,
das einem im ortsfesten Balken montierten Aufnahmebehalter entnommen wird. Dabei
wird das E durch ein Ventil, gevohnSich ein tberdruckventil mit RuckholPeder, das
zwischen dem Behalter und der oberen Kammer eingesetzt ist, geführt, Sodann wird,
nachdem die Abwartsbewegung beendet und das Ventil geschlossen ist, eine Verbindung
zwischen der oberen Kammer und einem Druckubersetzer (Differentialkolben) hergestellt,
um lt im Kolben und folglich im Stempel die notige Druckkraft zu erzeugen. Nach
Beendigung des Pressvorganges wird schliesslich der bewegliche Querbalken wieder
nach oben geführt, nachdem der Druck in der oberen Kammer aufgehoben und das Ventil
geo'1f£net worden war. Die Anhebung des Querbalkens, die mit dem Rückfluss des Öls
in den Behalter verbunden ist, kann erreicht werden, indem man die unterhalb des
Kolbens befindliche Kammer des Hydraulikantriebes mit einer Druckquelle verbindet
oder aber direkt auf den beveglichen Querbalken mit Ruckholeinrichtungen wirkt,
wie z.B. mit hydraulischen Druckspeichern oder Zylindern, Federn od.dgl. Es wurde
jedoch
gefunden, dass es fur den einwandfreien Betrieb der Presse
wesentlich ist, dass die Verschiebungen der Steuerungsorgane (Ventil) und das Wirksamwerden
des Druckubersetzers eintvandfrei voneinander getrennt sind, in dem Sinne, dass
es beispielsweise vor Betatigung des Übersetzers notwendig ist, sich zu versichern,
dass die Schliessung des Ventiles bereits stattgefunden hat. Diese Tatsache erfordert
den Einsatz von Frei gabeeinrichtungen, was eine merkliche Herabsetzung der Arbeitsgeschwindigkeit
der Presse mit sich bringt. Weiteres wird die hydraulische Anlage wesentlich kompliziert,
da der Druckubersetzer und das Ventil an entfernten Stellen angeordnet sind.
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Die technische Aufgabe, die durch vorliegende Erfindung gelost werden
soll, ist die Schaffung einer neuen Vorrichtung, in welcher die Einrichtungen zur
Steuerung des Ölflusses vom und zum.Hydraulikantrieb und vom.und zum Druckubersetzer
vereinigt sind> so dass eine raschere Arbeitsfolge der Presse und eine grossere
strukturelle Einfachheit erzielt erden.
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Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemassen Vorrichtung zur Steuerung
des Zu- und Abflusses von al zwischen einem Aufnahmebehalter und dem Hydraulikantrieb
einer Presse und zur Unterdrucksetzung des Hydraulikantriebes erreicht, welche durch
ein zylindrisches Gehause mit einer koaxialen Offnung, welche mit dem Zylinder des
genannten Hydraulikantriebes in Verbindung besteht, eine Vielzahl von im Gehause
ausgebildeten Verbindungsöffnungen, welche die genannte 6'ffnung mit dem genannten
Ölbehälter in Verbindung setzen, einen verschiebbar
im Gehause gefuhrten
Kolben, welcher letzteres in eine obere Kammer, die über Ventileinrichtungen mit
dem Druckölauslass in Verbindung gebracht werden kann, und eine untere Kammer, die
mit dem genannten Eehalter II über Öffnungen im Gehause verbunden ist, unterteilt,
eine Rückholfeder fur den Kolben, die in der genannten unteren Kammer untergebracht
istt und eine koaxial mit dem Kolben fest verbundene Kolbenstange, welcher zwischen
einer die genannten Verbindungsoffhlungen sperrenden und einer diese freigebenden
Stellung bewegbar ist, gekennzeichilet ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung
einiger bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgermässen Vorrichtung unter
Hinweis auf beiliegende Zeichnungen zu entnehmen.
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Es zeigen: Fig. 1 im Aufriss und teilweise schematisch eine Presse
fur die Fliesenherstellung in Arbeitsstellung; Fig. 2, 3, 4, 5 Ansichten der Presse
gemass Fig. 1 in weiteren Arbeitsstellungen; Fig. 6 im Aufriss teilweise schematisch
eine abgeänderte Form einer Presse fur die Fliesenherstellung, und Fig. 7 eine Ausführungsvariante
der Vorrichtung.
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Gemass den Fig. 1 - 5 besteht die Presse £ur die Fliesenterstellung
aus einem Fundament 1, von dem zwei Saulen 2, 3
emporragen. An den
oberen Enden der Saulen 2t 3 ist mittels der in Gewindeabschnitte der Sauren aufgeschraubten
Muttern 4, 5 ein Balken 6 befestigt.
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Auf dem Fundament 1 ist die patrize 7 einer Form gelagert, die in
Zusammenwlrkung mit einer in ihr gefuhr"ten Bodenscheibe 8 einen Raum 9 begrenzt,
in den eine Dosis Pulvermaterial 10 eingebracht wird, die nach dem Verpressen durch
den in den Raum 9 einge£uhrten Stempel die Fliese bildet.
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Die Bildung der Fliese erfolgt somit im Raum 9, aus dem sie durch
Anhebung der Bodenscheibe 8 entfernt wird. Die Verschiebung der Bodenscheibe 8 wird
von im Fundament 1 angeordneten Organen gesteuert, die in herkommlicher Art ausgebildet
und daher nicht gezeigt sind.
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Im Balken 6 ist ein zylindrischer Hohlraum 11 ausgebildet, in welchem
ein Kolben 12 geEthrt ist, der den Hohlraum in eine obere Kammer 13 und eine untere
Kammer 14 unterteilt.
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Vom Kolben 12, der mit dem Hohlraum 11 einen Hydraulikantrieb bildet,
erstreckt sich eine Kolbenstange 15 nach unten, die abgedichtet in einer unten am
Balken 6 angeflanschten Platte 16, welche die Kammer 14 unten abschliesst, gefu11hrt
ist.
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Am unteren Ende der Kolbenstange 15 ist ein Balken 17 befestigt, der
mit seinen entgegengesetzten Seitenteilen auf den Saulen 2, 3 gefuhrt ist. Der Balken
17 tragt den bereits genannten Stempel 18, dessen Querschnitt komplementar zu dem
der Matrize 7 ist, so dass er in den Raum 9 eintreten und das in diesen eingefuhrte
Material zusammendrucken kann.
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wie in der Folge naher erlautert wird, wird der Balken 18 von einer
angehobenen Stellung rasch in eine der Matrize 7 nahen Stellung gebracht und wird
vor der Pressung des Produktes in dieser angenaherten Stellung von einem Paar von
elastischen Auflagen 19, 20 gehalten, von denen jede aus einer am Fundament 1 befestigten
Muffe 21 besteht, welche einen Zapfen 22 aufnimmt, der von einer in der Muffe 21
gelagerten Druckfeder 23 nach oben gedruckt wird. Eine Schulter 24 der Muffe bildet
einen Anschlag fUr einen Bund 25 des Zapfens, so dass dieser nicht aus der Muffe
austreten kann.
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An Stelle der elastischen Anschlage 19, 20 konnen auch andere Anschlage,
wie z.B. öltlpneumatische Anschlage, hydraulische Druckspeicher usw. vorgesehen
sein. Die Betätigung des Balkens wird hydraulisch gesteuert, wobei Drucköl in die
Kammern 13, 14 elngeführt wird. Wenn eine der Kammern mit dem Druckolauslass verbunden
ist, so steht naturlich die andere Kammer mit dem Abfluss in Verbindung und umgekehrt.
Die Zufuhr des Ols in die Kammer 14 erfolgt über eine Offnung 26 in der Schildplatte
16, welche Öffnung durch die schematisch mit der Linie 27 strichpunktiert angedeuteten
Leitung mit einem Druckolauslass verbunden ist. Das Öl für die Fullung der Kammer
13 wird hingegen einem auf dem beweglichen Balken 6 montierten Behälter 28 entnommen.
Der Zufluss und der Abfluss dieses Öls zwischen dem Behalter 28 und der Kammer 13
wird durch die in ihrer Gesamtheit mit 29 bezeichnete Vorrichtung gesteuert, welche
auch die Unterdrucksetzung dieser Kammer bewirkt. Die Vorrichtung 29 besteht aus
einem zylin drischen Gehause 30, dass im Inneren des Behalters 28 koaxial zum Hohlraum
11 montiert und mit einer Öffnung 31
versehen ist, welche in die
Kammer 13 mundet. Im Gehause 30 ist ein Kolben 32 geführt, durch den es in eine
obere Kammer 33 und eine untere Kammer 34 unterteilt wird. Der Kolben 32 weist eine
hohle Kolbenstange 35 mit blindem Boden auf, die sich in die Offnung 31 hinein verlängert
und in welcher ab gedacht ein rohrfc11rriiiger Schaft 36 geführt ist. Die Kammer
33 und der rohrfo'Ymige Schaft 36 sind uber die Öffnungen 37, 38 mit Leitungen 39,
40 verbunden, welche einzeln oder gleichzeitig an eine Druckölquelle oder an einen
Ölabfluss über geeignete Ventilanordnungen anschliessbar sind. Praktisch fungiert
der Kolben 32 als differenzierter Druckubersetzer, je nachdem, ob unter Druck stehendes
Öl in die Kammer 33 und/oder in den Schaft 36 eingeführt wird. Die Kammer 34 ist
mit dem Behalter 28 uber eine Offnung 41 verbunden und in ihr befindet sich eine
Feder 42, deren Aufgabe es ist, den Kolben 32 in die angehobene Stellung zuruckzuführen,
sobald sich die Kammer 33 und der Schaft 36 in Entleerungsstellung befinden. Die
Vorrichtung 29 wird durch eine Vielzahl von Verbindungsoffnunyen 43 vervollständigt,
II II welche die Offnung 31 mit dem Behalter 28 in Verbindung setzen. Die Verbindungsöffnungen
43 werden von der Kolbenstange 35 geo"ffnet und geschlossen, die somit die Funktion
eines Steuerungsverschlusses für den Zufluss und den AbEluss des Öls zwischen dem
Behalter 28 und der Kammer 13 hat.
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In der Folge wird die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben.
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In Ruhestellung befindet sich die Presse in der in Fig. 1
gezeigten
Stellung, in welcher die Kammer 14 mit dem Auslass des unter Druck stehenden iils
und mit dem Lolben 12 und folglich mit dem Balken 18, der sich in 1gehobener Stellung
befindet, verbunden ist. Die Kolbenstange 35 ist ebenfalls angehoben, weshalb zwischen
der Kammer 1 3 und dem Behalter 28 eine direkte hydraulische Verbindung über die
Verbindungsöffnungen 43 und die Offnung 31 vorliegt.
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Nunmehr wird, nachdem der Raunl 9 mit einer Dosis an Pulvermaterial
beschickt worden war, die rasche Absenkung des Balkens gesteuert, indem die Kammer
14 mit dem Abfluss verbunden wird. Durch die Absenkung des Kolbens wird 81 aus dem
Behalter 28 in die Kammer 13 angesaugt, bis der Balken auf den elastischen Anschlagen
19, 20 (Fig. 2) in einer Hohe, in welcher der Stempel 18 bereits in die Matrize
7 eingetreten ist, aufliegt. Nun erfolgt eine erste Pressung des Materials, indem
silber die Leitung 40 druckol zugeführt wird, welches auf den blinden Boden der
Kolbenstange 35 wirkt. Die auf diese Weise mit Druck beaufschlagte Kolbenstange
35, welche bei ihrem Weg nach unten in der Offnung 31 zuerst die Verbindungso"ffnungen
43 schliesst und sodann die Kammer 13 unter Druck setzt, überträgt den Druck auf
den Kolben 12, der uber die Kolbenstange 15 und den Stempel 18 den Druck auf das
Material 10 überträgt und es zusawnendruckt. Am Ende dieser ersten Pressphase erfolgt
eine Entleitung des verdichteten Materials (Fig. 4), welche darin besteht, dass
man den Stempel 18 neuerlich anhebt, damit die Luft, welche eventuell im Material
eingeschlossen ist, austreten kann. Diese neuerliche Anhebung des Stempels kann
mittels
der elastischen Auflagen 19, 20 bewirkt werden oder durch Unterdrucksetzung der
Kammer 14 und setzt die Rückführung der Kolbenstange 35 in da.s Gehäuse 30 voraus,
um die Verbindungsöffnungen 43 freizugeben und es dem in der Kammer 13 befindlichen
Ol zu ermoglichen, in den Behalter 28 zurückzufliessen. Die Rückführung der Kolbenstange
35 erfolgt durch den von Kolben 12 auf die Kolbenstange selbst ausgeübten Schubs
nachdem die Leitungen 39, 40 mit dem Abfluss verbunden wurden. Nach der Entlastung
des Materials erfolgt die zweite und endgültige Pressung (Fig. 5)> wahrend welcher
auf das Material ein bedeutend grosserex Druck ausgeübt wird als bei der vorhergehenden
Pressung, Zu diesem Zweck wird nach Verbindung der Kammer 14 mit dem Abfluss Druckol
sowohl in den Schaft 36 als auch in die Kammer 33 eingefuhrt, wodurch die gesamte,
mit Druck beaufschlagte Flache die Gesamtfläche des Kolbens ist, und nicht mehr>
wie vorher, der Innenquerschnitt des Schaftes 36. Schliesslich erfolgt als letzte
Phase die Anhebung des Stempels 18, indem die Leitungen 39, 40 mit dem Abfluss und
die Kammer 14 mit dem Druckolauslass verbunden werden.
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Sobald sich der Stempel 18 in angehobener Stellung befindet, wird
die gepresste Fliese aus dem Raum 9 entnommen, wobei die Bodenscheibe 8 bis zur
Hohe der Oberseite der Matrize 7 angehoben und die Fliese mit Schiebern entfernt
wird.
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Die verstehenden AusSulsrungen lassen erkennen, dass die beschriebene
Vorrichtung in sich die Funktion eines Ventils und die eines Druckübersetzers vereinigt.
Tatsachlich steuert die Kolbenstange 35 nicht nur die Verbindungsoffnungen 43
£ur
die Befo"rderung des Öls zwischen dem Behalter 28 und dem Zylinder 11, sondern ermöglicht
es auch in Kombination mit dem Kolben 32t auf den Kolben 12 einen grosseren und
differenzierten Druck zu ubertragen.
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Wenn eine einheitliche Druckkraft gefordert wird, so genügt es, in
der Vorrichtung den Schaft 36 zu entfernen und die über dem Kolben 32 befindliche
Kammer mit einem einzigen Auslass des unter Druck stehenden Ols zu verbinden, wie
in Fig. 6 gezeigt ist.
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In analoger Weise ist es möglich, eine grossere Druckdifferenzierung
zu erzielen, wenn mehrere untereinander koaxial verschiebbare Kolben vorgesehen
werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 7 gezeigt,
gemass welcher der Kolben 32 koaxial zur Kolben stange 35 mit einem zylindrischen
Fortsatz 44 versehen ist, der sich nach oben erstreckt und abgedichtet in einer
Offnung 45 des Gehauses 30 lauSt, die mit der Öffnung 31 fluchtet und mit dem Druckolauslass
verbunden ist.
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Auf diese Weise erhalt man einen einteiligen Druckubersetzer, bei
dem die Wirkung auf den Kolben 12 durch die Verbindung der Öffnung 45 und/oder der
Kammer 33 mit dem Drucko"lauslass differenziert wird.
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Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeandert und variiert werden,
ohne dadurch ihren Rahmen zu u"berschreiten, insbesondere ist sie nicht auf hydraulische
Pressen für die
Fliesenherstellung beschränkt, sondern kann bei
jeder hydraulischen Presse, die einen Hydraulikantrieb aufweist, angewendet werden.