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Mit mehreren Druckstufen arbeitende hydraulische Presse Die Erfindung
bezieht sich auf hydraulische Pressen, insbesondere hydraulische Ölpressen, die
mit mehreren Druckstufen arbeiten.
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Man kennt bereits Ölpressen, die mit einem einzigen Preßdruck und
mit mehreren Preßkolben arbeiten. Bei diesen sind die Ventile derart angeordnet
und gesteuert, .daß zunächst der Hilfskolben den Leerhub bewältigt und dann durch
den im Hilfszylinder ansteigenden Druck ein gewichtsbelasteter Kegel angehoben wird,
der .das Druckmittel zum Hauptkolben durchtreten läßt.
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Bei den für die Ölgewinnung. aus Ölsamen verwendeten, finit N ieder-
und Hochdruckteilen versehenen hydraulischen Ölpressen arbeitet man meist mit mehreren
Druckstufen auf ein und demselben Kolben. Neben den für derartige Ölpressen bekanntgewordenen
von Hand gesteuerten Ventilen kennt man auch Ventile, die selbsttätig gesteuert
werden und dem Preßkolben Druckflüssigkeit aus den Nieder- und Hochdruckleitungen
zuführen.
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Die bekannten Ventile dieser Art arbeiten meist mit einer festen Drosselöffnung,
die je nach Bedarf freigegeben wird. Dabei können jedoch geringe Verunreinigungen
in ,der Druckflüssigkeit die infolge der Druckunterschiede sehr kleine Drosselöffnung
zusetzen und das Arbeiten des Ventils stören. Im Hochdruckteil haben derartige Ventile
wegen der auf einen bestimmten Wert eingestellten Drosselöffnung den Nachteil, daß
die Durchtrittsmenge an Druckflüssigkeit pro Zeiteinheit bei Beginn der Pressung
einen Höchstwert und am Ende der Pressung einen niedrigsten Wert besitzt. Das öl
tritt dann im gleichen Verhältnis aus dem Preßkuchen aus, der dadurch zum Auslaufen
neigt. Ferner werden die Preßtücher wegen des beim Preßbeginn plötzlich einsetzenden
gesteigerten Ölaustritts leicht beschädigt.
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Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile und besteht darin, daß
das Hochdruckpreßmittel dem Preßzylinder über zwei hintereinandergeschaltete Drosseln
zugeführt wird, von denen die eine von Hand fest einstellbar ist, während die andere
mit Hilfe eines Drosselkörpers veränderlich ist, der unter dem E,influß des zwischen
den beiden Drosseln herrschenden Druckes, ferner unter ,dem Einfluß des vollen Hochdruckes
und schließlich unter dem -Einfluß des im Preßzylinder herrschenden Druckes steht
und unter der Wirkung dieser Drücke so eingestellt wird, .daß die von ihm gesteuerte
Öffnung pro Zeiteinheit stets die gleiche Preßflüssigkeitsmenge hindurchtreten läßt.
Zu diesem Zwecke wird das erfindungsgemäß selbsttätig wirkende Ventil zweckmäßig
so ausgebildet, daß der als entlasteter Ventilkugel ausgebildete Drosselkörper mit
einem Stufenkolben fest verbunden ist, auf dessen beide Endflächen der zwischen
den beiden
Drosseln herrschende Druck und auf dessen Stufenfläche
der volle Hochdruck wirkt.
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Die Erfindung behebt nicht nur die einleitend erwähnten Nachteile,
sondern sie führt auch zu ,einer wesentlichen Vereinfachung der Gesamtanlage.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform .des Erfindungsgedankens wird
auch die Niederdruckstufe besonders ausgestaltet, was in Verbindung mit dem erfindungsgemäß
ausgebildeten Hochdruckteil zu weiteren Vorteilen führt. Wie( dies im einzelnen
verwirklicht wird, ergibt sich aus der Erläuterung des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführun.gsbeispieles des Erfindungsgedankens.
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Fi,g. i ist ein Schnitt durch den Hochdruckteil des Ventils nach Linie
i-i der Fig. 3.
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Fig.2 ist ein Schnitt durch den Niederdruckteil des Ventils nach Linie
2-2 der Fig. 3.
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Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Ventil. Das als Block i ausgebildete
Ventil enthält in seinem Niederdruckteil Bohrungen. Eine Bohrung :2 ist mit der
Druckflüssigkeitsleitung verbunden und führt die unter niedrigem Druck befindliche
Druckflüssigkeit in das Ventil ein. Rechtwinklig zur Bohrung :2 liegt eine Bohrung
3, die in eine Kammer 4 mündet, welche mit einer Bohrung 5 verbunden ist, durch
die die Druckflüssigkeit wieder abfließen kann. In der Kammer ¢ ist ein Auslaßventil
6 angeordnet, dessen Spindel 7 quer durch die Bohrung 5 hindurch nach außen ragt
und von- Hand mit einem auf die Spindel aufsetzbaren Handrad betätigt werden kann.
In der Kammer 4 befindet sich weiter ein Ventil 8 (das Steuerventil des Niederdruckteiles),
dessen Spindel 9 in einem Tauchkolben so endet, der nach außen ragt. Auf der Spindel
9 sitzt in der Nähe des Ventilkegels 8 ein ringförmiger Kolben 8', der in das erweiterte
Ende 8" der Bohrung 3 eintreten kann. Das freie Ende des Tauchkolbens so liegt an
einem bei i i drehbar gelagerten Winkelhebel 12 an, der mit einem Gewicht 13 belastet
ist. Über dem Niederdruckteil ist weiter bei 14 ein Hebel 15 gelagert, dessen langer
Arm ebenfalls mit einem Gewicht 16 belastet ist. Eine Stellschraube 17 legt sich
von oben gegen den kurzen Arm 18 des Hebels 15, der somit in verschiedenen Schrägstellungen
festgehalten werden kann.
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Zum öffnen des Ventils wird die Spindel 7 durch Drehung an dein außen
aufgestellten Handrad so eingestellt, daß der Ventilkegel 6 die zur Bohrung 5 führende
öffnung der Ventilkammer 4 schließt. Das Steuerventil 9 wird dann durch den Druck
des Winkelhebels 12 voll geöffnet. Die Abmessungen des Steuerventils, insbesondere
des Tauchkolbens io, sind so gewählt, daß bei einem Druck von etwa io bis 2o at
in der Presse das Steuerventil 8 zu schließen beginnt. Dabei wird der Winkelhebel
12 mit seinem Gewicht 13 angehoben, bis er mit der Spitze 12' an den Hebel 15 stößt
und hier einen Widerstand findet. In dieser Stellung ist der Drosselkolben 8' so
weit in die Aussparung 8" hineingedrückt worden, daß der weitere Druekmitteldurchtritt
nur noch langsam erfolgen kann. Sobald die erste Druckstufe, z. B. 50 at,
erreicht ist, ist der auf dem Tauchkolben so ruhende Druck so groß geworden, daß
der zweite Hebel 15 angehoben und das Ventil 8 völlig geschlossen wird.
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Durch diese Ausbildung des Steuerventils bzw. seiner Spindel wird
dreierlei erreicht: erstens ein schnelles Ansteigen des Kolbens im Leerhub, zweitens
eine Drosselung des weiteren Druckmitteleintritts bei Beginn der Pressung und drittens
der völlige Abschluß der Niederdruckleitung, sobald die erste Druckstufe erreicht
ist.
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Von der Kammer 4 führt eine Verbin-,dungsbohrung i9 (Fig. 3 und i)
zu einer Hochdruckkammer 2o im Hochdruckteil des - Ventils. Die Kammer 4 ist durch
eine Bohrung 21 mit dem zur Presse führenden Anschluß verbunden.
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Im Hochdruckteil befindet sich eine EinlaßbohrungZia (Fig. i), in
.die das unter hohem Druck befindliche Druckmittel eintritt. Waagerechte Bohrungen
22 und 23 sind miteinander durch eine von der Kammer 2o nach unten führende Bohrung
24 verbunden, die unten zu einem zylindrischen Raum 25 erweitert ist. Ferner ist
die Kammer 2o durch eine Bohrung 26 mit einem zylindrischen. Raum 27 verbunden.
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In der nach oben stufenförmig erweiterten Bohrung 2za befindet sich
eine zum Absperren und Drosseln dienende Spindel 28, die von Hand betätigt
wird. Im Raum 2o ist ein Ventilkegel 29 vorgesehen, der mit einer nach oben aus
dem Ventil ragenden Spindel 30 und mit einer nach unten gehenden Spindel
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verbunden ist, die in der Bohrung 24 zu einem Kolben 32- vom Durchmesser
der Bohrung 24 erweitert ist und im= zylindrischen Raum 25 an einen Kolben 33 anschließt.
Der Raum oberhalb des Kolbens 32 ist durch einen Kanal 32' in den Kolben 32 und
33 mit dem unterhalb des Kolbens 33 befindlichen Teil des Raumes 25 verbunden. Ein
Hebel 34 ist bei 35 angelenkt und trägt ein Gewicht 36. Das Auge 35' des Hebels
34 ist als Exzenter ausgebildet, so daß es beim Herabsinken des Gewichtes 36 mit
großer Kraft die Ventilspindel 3o herabdrückt. Der mit einem Ansatz 38 versehene
Hilfskolben 37 ist so bemessen, daß er beim Erreichen der ersten
Druckstufe
.den Hebel 34 mit Gewicht 36 anhebt, wodurch der Exzenter 35' die Spindel
30 freigibt.
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Die Abmessungen sind so gewählt, daß in der Betriebsstellung der Absperr-
und Drosselspindel 28 das Steuerventil 29 so eingestellt ist, daß der Steuerventilspinde132,
33 durch .den unteren Kanal 22 Druckmittel unter vollem Druck, durch den oberen
Kanal 23 dagegen Druckmittel unter gedrosseltem Druck zugeführt wird. Die Ringflächen
der verstärkten, Spindel 32 und des Kolbens 33 sind so bemessen, daß ein bestimmter
Druckunterschied, z. B. 3o at, vorhanden sein muß, um die Ventilspindel und das
Ventil im Gleichgewicht zu halten. Ist .der Druckunterschied größer als der bestimmte
Wert, so bewegen sich Steuerspindel und Steuerventil nach unten; ist der Druckunterschied
dagegen kleiner, so bewegen sie sich nach oben. In jenem Fall wird daher der Durchtritt
der Druckflüssigkeit zum Preßzylinder verringert, in diesem Fall vergrößert.
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Die Steuerung erfolgt selbsttätig. Ist beispielsweise der Ventilkegel
29 völlig geschlossen, so kann keine Druckflüssigkeit aus dem Ventil austreten.
Dann erfolgt infolge Übertritts von Druckflüssigkeit durch die Längsbohrung 32'
Druckausgleich auf beiden Flächen des Stufenkolbens 32, 33. Der Kolben wird durch
den Überdruck auf den Ventilkegel 29 nach oben gedrückt, so daß der Ventilkegel
29 geöffnet wird. Hierdurch entsteht wieder an der Drosselspindel28 ein Druckabfall,
der auf den Kolben 32, 33 einwirkt, so daß sich dieser nach unten bewegt und das
Ventil 29 wieder mehr oder weniger schließt. Dieses Spiel wiederholt sich dauernd.
Ein etwaiges Versetzen der Durchgangsöffnung am Ventilkegel 29 durch Verunreinigungen
des Druckmittels bewirkt ein Ansteigen des Druckes in Bohrung 23 und damit, wie
beschrieben, weiteres öffnen des Kegels 29, so daß das Ventil unempfindlich gegen
Verunreinigungen der Druckflüssigkeit ist.
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Die Drossel 29 bis 33 wird also mit Hilfe des Kolbens 32 unter dem
Einfluß .des zwischen den beiden Drosseln 28 und 29 herrschenden Druckes, ferner
unter dem Einfluß des vollen Hochdruckes und schließlich unter dem Einfluß des im
Preßzylinder herrschenden Druckes so eingestellt, daß stets die gleiche Menge Druckflüssigkeit
aus dein Hochdruckteil austritt.
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Damit ergibt sich ein völlig .gleichmäßiges, in der Geschwindigkeit
regelbares Ansteigen des Preßkolbens und daher ein vollkommen gleichmäßiger Ölaustritt
aus dem Preßgut bis zum Erreichen des vollen Höchstdruckes.
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Der Übergang von der Niederdruck- zur Hochdruckstufe wird dadurch
erreicht, daß die während des Ansteigens des Druckes im Niederdruckteil durch den
gewichtsbelasteten Hebel 34 geschlossen gehaltene Hochdrucksteuerspindel 3o bei
Erreichen des vollen Niederdruckes durch den Hilfskolben 38 entlastet wird, so daß
die bis dahin durch den Hebel 34 festgehaltene Steuerspindel 30 freigegeben
wird und der Durchtritt des Druckmittels aus der Hochdruckstufe zum Preßzylin.der
in der beschriebenen Weise erfolgen kann.
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Bein x Abstellen der Presse wird :die von Hand bewegte Spindel ? gedreht,
wodurch der Druckmittelaustritt geöffnet wird. Die Spindel 7 wird hierbei derart
weit gedreht, daß sie den Ventilkegel 8 der Steuerspindel 9 seitlich verschiebt,
bis dieser den Kanal 3 verschließt und so der sonst wieder erfolgende Eintritt von
Niederdruckflüssigkeit in den Raum d. abgeschaltet, @d. h. mechanisch abgeschlossen
wird.