DE2825795A1

DE2825795A1 - Verfahren zum druckaufbau in einer presse und schaltanordnung zum ausueben des verfahrens

Info

Publication number: DE2825795A1
Application number: DE19782825795
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing Grad Kolb; Eugen Kopp; Manfred Dr Mueller-Sybrichs
Original assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2023484B; SE7905072L; CH636299A5; DE2825795C2; FR2428522B3; FR2428522A1; SE437237B; GB2023484A; US4335063A

Description

PATENTANWÄLTE 282579

DIPL-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-8500 NDRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911 /203727 TELEX 06/23135

Nürnberg, 12.06.1978 18/48

Werner & Pfleiderer, Theodorstraße 1o, D-7ooo Stuttgart 3o

"Verfahren zum Druckaufbau in einer Presse und Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens" (Zusatz zu P 27 25 8o4.4)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens.

Beim lagenweisen Füllen des Preßzylinders einer Presse mit einer explosiblen Masse, beispielsweise mit einer Masse für Treibladungen, oder beim Einsatz von Treibsatzmaterial in Form von gewickelten Fellen in den Preßzylinder läßt es sich nicht vermeiden, daß Luft oder ein anderes Gas aus der Umgebung mit in den Preßzylinder eingeschlossen wird. Wird beim Vorpressen oder beim Auspressen die Masse mit eingeschlossenem Gas zu schnell, d. h. mit zu hoher Preßgeschwindigkeit verdichtet, tritt eine nahezu adiabatische Kompression des eingeschlossenen Gases ein. Erreicht das Gas dabei die Zündtemperatur der zu pressenden Masse, so erfolgt eine Verpuffung oder eine Explosion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß ohne

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unzulässige Temperaturerhöhungen in der auszupressenden Masse und dem mit eingeschlossenen Gas eine optimale Preßgeschwindigkeit erreicht wird, und eine besonders einfache Schaltanordnung zur Ausführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, daß im unteren Preßdruckbereich mit einer praktisch beliebig hohen Preßgeschwindigkeit gefahren werden kann, da in diesem Bereich bis zum Erreichen einer vorgebbaren Temperatur, von beispielsweise 3 85°K,mit adiabatischer Kompression gefahren werden kann. Bei Erreichen dieses Vorpreßdruckes muß die Preßgeschwindigkeit erheblich zurückgenommen werden, und kann dann in einzelnen Stufen langsam wieder gesteigert werden. Der Grund für diesen überraschenden Verlauf liegt darin, daß hier ein heterogenes Gemisch aus der auszupressenden Masse, nämlich Feststoffen, und einem Gas komprimiert wird. Die Abstufung, um die die Preßgeschwindigkeit jeweils erhöht werden kann, richtet sich zum einen - wenn auch nur in verhältnismäßig geringem Maße - nach der Art der auszupressenden Masse und zum anderen nach dem Luftanteil zu Beginn des Verdichtungsvorgangs. Üblicherweise geht man hierbei von einem Luftgehalt von 4 Vol.% unter Normalbedingungen (Druck 1 bar und Temperatur 293°K) aus. Unter diesen Bedingungen ist der Vorpreßdruck nach dem Patentanspruch 2 etwa optimal. Generell gilt, daß die zulässige Preßgeschwindigkeit umso höher sein kann, je höher das in der Regel ohnehin beim Pressen explosibler Massen angelegte Vakuum ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht evakuiert werden darf, weil die

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auszupressenden Massen lösungsmittelhaltig sind. Gerade hier ist es wichtig, nach der schnellen adiabatischen Kompression bis auf den Vorpreßdruck eine weitgehend isotherme Weiterverdichtung zu erreichen, ohne daß das Auspressen unwirtschaftlich langsam vor sich geht.

Die Merkmale des Patentanspruches 3 geben eine besonders einfache Lösung wieder, mit geringstmöglichem Aufwand den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zu realisieren, wobei insbesondere durch die Maßnahmen nach dem Patentanspruch 4 gleichsam eine Programmierung der einzelnen Verfahrensschritte möglich wird, die dann ohne weiteres Eingreifen eines Bedienungsmannes selbsttätig ablaufen können.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schaltanordnung gemäß der

Erfindung zum Betrieb einer Strangpresse in auf das Wesentliche beschränkter Prinzipdarstellung und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Preßgeschwindigkeit und den Preßdruck jeweils über der Zeit zeigt.

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In Fig. 1 ist in symbolischer Vereinfachung ein Prinzipschaubild für eine Strangpresse 1 dargestellt. Eine Strang-Presse 1 der Bauart und Verwendung, in Verbindung mit der das bevorzugte Einsatzgebiet der Erfindung gesehen wird, ist etwa in der US-PS 3 689 188 dargestellt und beschrieben. Sie dient insbesondere dem Auspressen explosibler Massen und weist für den Fall unzulässig ansteigenden spezifischen Massedruckes eine die Zerstörung der Presse verhindernde Verpuffungs-Schutzeinrichtung in Form eines abhebbaren Preßtopfes mit Sollbrucheinrichtungen an den Hydraulikzylindern auf. Der erfindungsgemäß erfolgende Druckaufbau soll jedoch sicherstellen, daß ein Ansprechen einer solchen die Kontinuität des Betriebsablaufes empfindlich störenden Schutzeinrichtung auf das Auftreten extremer Ausnahmebedingungen beschränkt bleibt.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Strangpresse 1 zeigt in einem Preßzylinder 2 einen Preßkolben 3 zum Verdichten und Auspressen einer Masse 4, wodurch beispielsweise ein Preßformkörper 5 hergestellt wird. Dem Vortrieb des Preßkolbens 3 dient ein Hydraulikzylinder 6 mit einem Hydraulikkolben 8, der von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit 7 beaufschlagt wird. Der Hydraulikkolben 8 ist über einen Preßstempel 9 mit dem Preßkolben 3 der Presse 1 gekoppelt. Der Hydraulikzylinder 6 ist über eine Hydraulikspeiseleitung Io an eine Hydraulikversorgung angeschlossen, die aus einem Vorratsbehälter 11 und einer Speisepumpe 12 besteht. In die Speiseleitung 1o ist zwischen Pumpe 12 und Strangpresse 1 ein Mengenregler 13 geschaltet, der mittels eines Stellgerätes 14 so betätigt und eingestellt werden

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kann, daß vorgebbare, pro Zeiteinheit konstante Hydraulikflüssigkeitsmengen durchgelassen werden, die den Hydraulikkolben 8 beaufschlagen.

An die Speiseleitung Io ist eine Meßleitung 15 angeschlossen, an die ein Kontaktmanometer 16 angeschlossen ist, das eine größere Zahl von Kontakten 17.1, 17.2, 17.3, 17.4 und 17.5 aufweist,, die einerseits über einen sich in Abhängigkeit von dem Druck in der Speiseleitung 1o verstellenden Zeiger 18 an eine Spannungsquelle 19 angeschlossen werden. Diese einzelnen Kontakte 17, die für sich wieder verstellbar sind, sind über Leitungen 2o.1, 2o.2, 2o.3, 2o.4 und 2o.5 jeweils mit einem Potentiometer 21.1, 21.2, 21.3,21.4 bzw. 21.5 verbunden, die wiederum gegen Erde 22 liegen. Der jeweilige Abgriff 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 bzw. 23.5 ist auf den Eingang 24 des Stellgerätes 14 geschaltet.

Die Wirkungsweise wird nachfolgend unter Zuhilfenahme von Fig. 2 erläutert.

Die Stellung der Kontakte 17.1 bis 17.5 am Kontaktmanometer 16 entspricht einzelnen Drücken, bei deren jeweiligem Erreichen eine Betätigung des Stellgerätes 14 und damit eine Änderung der Durchsatzmenge pro Zeit durch den Mengenregler 13 ausgelöst wird. Mit anderen Worten heißt dies, daß den Kontakten 17.1 bis 17.5 einzelne Drücke p., p„, P₃, p^, p_ entsprechen, bei denen jeweils eine Umschaltung von einer Preßgeschwxndigkext V₁ auf v» bzw. v„ auf v_.... und V₄ auf V₅ des Preßkolbens 3 vorgenommen wird. Die einzelnen Preßgeschwxndigkexten v.. .... Vr sind durch die jeweils zugeordneten Potentiometer 21.1 bis 21.5 einstellbar.

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Der gesamte Preßvorgang läuft jetzt so ab, daß ausgehend vom Preßdruck p=O mit beliebig hoher Vorlaufgeschwindigkeit v_Q der Hydraulikkolben 8 und damit der Preßkolben 3 verfahren wird, bis in der auszupressenden Masse 4 ein Vorpreßdruck P₁ als Gegendruck auftritt, der in den in der Praxis auftretenden Fällen des Auspressens von Treibladungsmassen bei etwa 3 bar liegt.

Die beliebig hohe Vorlaufgeschwindigkeit V ist hierbei nur durch die Leistung der Speisepumpe 12, d. h. also die Hydraulikversorgung^ begrenzt.

Bei Erreichen des Vorpreßdruckes P₁ wird die Preßgeschwindigkeit auf den erheblich geringeren Wert V₁ zurückgenommen. Deren Größe wird durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 21.1 bestimmt. Mit dieser konstanten Preßgeschwindigkeit V₁ wird die Presse weiterbetrieben, bis ein Preßdruck P₂ erreicht wird. Jetzt erfolgt wieder ein Geschwindigkeitssprung durch entsprechende Betätigung des Stellgerätes 14 und damit entsprechende Verstellung des Mengenreglers 13, so daß wiederum eine andere pro Zeiteinheit konstante Hydraulikflüssigkeitsmenge durch den Mengenregler hindurchgeht, die den Hydraulikkolben 8 beaufschlagt. Diese entsprechend den Drücken ρ , p.,, ρ. erhöhte Pfeßgeschwin-

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digkeit V₂/ V₃, v. wird beibehalten, bis der maximale Auspreßdruck P₅ erreicht wird. Hier erfolgt die letzte Umschaltung auf eine Preßgeschwindigkeit V₁. und zwar über das Potentiometer 21.5. Während dieses mit konstanter Geschwindigkeit vorgenommenen Auspreßhubes fällt der Druck leicht ab. Am Ende des Preßvorganges wird die Hydraulikversorgung über nicht dargestellte Endschalter vollständig abgeschaltet. Den Kontakten 17.1 bis 17.5 des Kontaktmanometers 16 kommt die Funktion von druckabhängigen Impulsgebern zu.

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Claims

DIPL-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-8500 NÜRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-i TELEFON 0911/203727 TELEX 06/23135

Nürnberg, 12.o6.1978 18/48

Werner & Pfleiderer, Theodorstraße lo, D-7ooo Stuttgart

Patentansprüche

Verfahren zum mehrstufigen Druckaufbau im Preßzylinder er Presse, insbesondere einer Strangpresse, für eine plastische oder elastische Masse, bei der die Masse unter Einwirkung des Vorschubes eines Preßkolbens bis zum Erreichen eines Vorpreßdruckes vorverdichtet und dann der Druck bis auf Auspreßdruck für die Masse gesteigert wird, insbesondere nach P 27 25 8o4.4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bis zum Erreichen des Vorpreßdruckes mit fast beliebig hoher Vorpreßgeschwxndigkext verdichtet wird und daß anschließend die Verdichtung auf Auspreßdruck in mehreren Stufen mit zunehmender, in jeder Stufe aber im wesentlichen konstanter Preßgeschwindigkeit erfolgt..
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorpreßdruck etwa <C 3 bar ist.
3. Schaltanordnung zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hydraulikspeiseleitung (1o) für einen zum Antrieb des Preßkolbens (3) dienenden Hydraulikzylinder (6) ein Mengen-

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regler (13) angeordnet ist, der über ein Stellgerät (14) und diesem vorgeordnete Potentiometer (21) von druckabhängigen Impulsgebern in Abhängigkeit vom Preßdruck (p) ansteuerbar ist.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe einzelner Preßgeschwindigkeiten (V₁ ... V₅) die Potentiometer (21) zwischen die druckabhängigen Impulsgeber und das Stellgerät (14) geschaltet sind.

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