Hydraulische Presse

Abstract

 Eine hydraulische Presse besitzt einen Arbeitszylinder (11), in dem ein Hauptkolben (12) verschieblich aufgenommen ist, der im Inneren des Arbeitszylinders (11) zumindest eine Kammer (11a) definiert. Das Volumen der Kammer (11a) ändert sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens (12), wobei der zumindest einen Kammer (11a) eine Befüllvorrichtung (13) zugeordnet ist, mittels der der Kammer (11a) bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung (14) zuführbar ist, in der ein 1. Absperrventil (15) sitzt, das in einem Ventilgehäuse (16) angeordnet ist. Um einen kompakten Aufbau zu erzielen, ist in dem Ventilgehäuse (16) ein Rückführungskanal (28) ausgebildet, durch den Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer (11a) abführbar ist, wobei in dem Rückführungskanal (28) ein 2 Absperrventil (24) angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse mit einem Arbeitszylinder, in dem ein Hauptkolben verschieblich aufgenommen ist, der im Inneren des Arbeitszylinders zumindest eine Kammer definiert, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens ändert, wobei der zumindest einen Kammer eine Befüllvorrichtung zugeordnet ist, mittels der der Kammer bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung zuführbar ist, in der ein 1. Absperrventil sitzt, das in einem Ventilgehäuse angeordnet ist.

[0002] Eine hydraulische Presse weist üblicherweise einen Arbeitszylinder auf, in dessen Innenraum ein Hauptkolben angeordnet ist, der zumindest abschnittsweise dichtend an der Innenwandung des Arbeitszylinders anliegt. Der Hauptkolben kann relativ zum Arbeitszylinder verschoben werden, indem auf einer Seite des Hauptkolbens mittels einer Hydraulikflüssigkeit, insbesondere eines Hydrauliköls, ein erhöhter Druck aufgebracht wird. Wenn der Hauptkolben innerhalb des Arbeitszylinders verschoben wird, ändert sich das Volumen der Druckkammer, die von dem Hauptkolben in dem Arbeitszylinder definiert wird und in der der erhöhte Druck wirksam ist. Um in der Druckkammer den erreichten Druck aufrecht zu erhalten, muss in die Druckkammer Hydrauliköl nachgefüllt werden. Zu diesem Zweck ist eine Befüllvorrichtung bekannt, mittels der der Druckkammer bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung zugeführt wird, in der ein 1. Absperrventil sitzt, das in einem Ventilgehäuse angeordnet ist.

[0003] Wenn die hydraulische Presse zum Schmieden eines Werkstücks verwendet wird, fährt der Hauptkolben mit einer relativ hohen Frequenz, d.h. einer hohen Hubzahl von ca. 80 bis 90 Hüben pro Minute auf kurzem Weg hin und her. Dies erfordert ein sehr schnelles Schalten des Ventils, wodurch jedoch zur Folge hat, dass die Durchflussmenge des Ventils dann sehr beschränkt ist. Dies ist nachteilig für größere Verstellwege, die der Hauptkolben ausführen soll.

[0004] Es ist aus diesem Grunde bekannt, zusätzlich zu der Befüllleitung, in der das 1. Absperrventil angeordnet ist, eine zusätzliche Befüll- und Rückführungsleitung vorzusehen, in der ein schnell schaltendes 2. Ventil angeordnet ist. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, dass dieser Aufbau einen relativ großen Bauraum erfordert und konstruktiv aufwändig ist.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse der genannten Art zu schaffen, bei der für die Befüllleitung und die Rückführungsleitung ein einfacher, kompakter Aufbau gegeben ist.

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Presse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse, in dem das 1. Absperrventil der Befüllleitung angeordnet ist, zusätzlich ein Rückführungskanal ausgebildet ist, durch den Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer abführbar ist, und dass in dem Rückführungskanal ein 2. Absperrventil angeordnet ist.

[0007] Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Befüllleitung mit dem 1. Absperrventil und den Rückführungskanal mit dem 2. Absperrventil in oder an einem gemeinsamen Ventilgehäuse auszubilden, so dass das Ventilgehäuse ein einheitliches Modul für beide Ventile bildet, wodurch ein platzsparender, kompakter Aufbau gegeben ist.

[0008] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das 1. Absperrventil einen 1. Ventilkörper in Form eines rohrförmigen Ventilkolbens aufweist und dass der Rückführungskanal durch den rohrförmigen Ventilkolben hindurch verläuft. Der rohrförmige Ventilkolben ermöglicht in seiner Sperrstellung einen Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit in dem in seinem Inneren ausgebildeten Rückführungskanal, der wiederum durch das 2. Absperrventil wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Dies führt zu einer besonders kompakten Ausgestaltung.

[0009] Das 2. Absperrventil kann ein federbelastetes Absperrventil sein, in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das 2. Absperrventil ein aktiv verstellbares Ventil ist, das beispielsweise durch Aufbringung einer Kraft, insbesondere eines hydraulischen Drucks zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellt werden kann. Zu diesem Zweck kann dem 2. Absperrventil ein hydraulischer Antrieb zugeordnet sein.

[0010] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das 2. Absperrventil einen 2. Ventilkörper in Form eines Ventilkolbens aufweist, der vorzugsweise koaxial zu dem rohrförmigen Ventilkolben des 1. Absperrventils angeordnet ist.

[0011] Das 2. Absperrventil kann in das Ventilgehäuse innenseitig integriert sein, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass das 2. Absperrventil außenseitig auf dem Ventilgehäuse sitzt und mit seinem 2. Ventilkörper in den in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Rückführungskanal hineinragt.

[0012] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückführungskanal einen 1. Abschnitt, der koaxial zu dem 1. Ventilkörper verläuft, und einen 2. Abschnitt aufweist, wobei das 2. Absperrventil zwischen dem 1. Abschnitt und dem 2. Abschnitt angeordnet ist.

[0013] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1

Eine schematische Schnittdarstellung des oberen Bereichs einer hydraulischen Presse,'

Fig. 2

eine Detaildarstellung der Ventilanordnung der Presse gemäß Figur 1, wobei sich der 2. Ventil-körper in der Sperrstellung befindet, und

Fig. 3

eine Darstellung entsprechend Figur 2, wobei sich der 2. Ventilkörper in der Offenstellung befindet.

[0014] Figur 1 zeigt eine hydraulische Presse 10 mit einem Arbeitszylinder 11, in dessen Innenraum ein Hauptkolben 12 verschieblich aufgenommen ist. Der Hauptkolben 12 liegt abschnittsweise dichtend an der Innenwandung des Arbeitszylinders an und trennt dessen Innenraum in zwei Kammern 11a und 11b. In der oberen, die Kammer 11a begrenzenden Wandung des Arbeitszylinders 11 ist ein Durchlass 11c ausgebildet, auf dessen außenseitige Mündung ein Ventilgehäuse 16 dichtend aufgesetzt ist. Das Ventilgehäuse 16 definiert eine innere Ventilkammer 32, in die durch seitliche Durchlässe 17 eine Befüllleitung 14 mündet, die außenseitig an einen Vorrat 21 an Hydraulikflüssigkeit angeschlossen ist, so dass eine Befüllvorrichtung 13 gebildet ist. Die Durchlässe 17 von der Befüllleitung 14 in die Ventilkammer 32 können mittels eines 1. Absperrventils 15 wahlweise geöffnet und geschlossen werden.

[0015] Das Absperrventil 15 umfasst einen 1. Ventilkörper 18 in Form eines rohrförmigen Ventilkolbens 19, der mit seinem oberen Ende in einer Ringnut 33 des Ventilgehäuses 16 dichtend geführt ist. Durch Einbringen von Hydraulikflüssigkeit über Leitungen 22 bzw. 23 aus dem Vorrat 21 in entsprechende Abschnitte der Ringnut 33 kann der rohrförmige Ventilkolben 19 zwischen einer in Figur 1 dargestellten Offenstellung und einer in Figur 2 dargestellten Schließstellung aktiv verstellt werden. In der Schließstellung liegt das untere Ende des rohrförmigen Ventilkolbens 19 in abdichtender Weise an einem 1. Ventilsitz 20 des Ventilgehäuses 16 an, wodurch die Durchlässe 17 der Befüllleitung 14 zu der Ventilkammer 32 versperrt sind.

[0016] Von der Ventilkammer 32 führt im Inneren des Ventilgehäuses 16 ein Rückführungskanal 28 nach außen, der in eine weiterführende Rückführungsleitung 29 übergeht, die in dem Vorrat 21 für Hydraulikflüssigkeit mündet. Der Rückführungskanal 28 besitzt einen 1. Abschnitt 28a, der sich von der Ventilkammer 32 vertikal nach oben und koaxial zum rohrförmigen Ventilkolben 19 erstreckt und an seinem oberen Ende in einen zur Außenseite des Ventilgehäuses 16 führenden, horizontalen 2. Abschnitt 28b übergeht. Auf die Oberseite des Ventilgehäuses 16 ist ein 2. Absperrventil 24 aufgesetzt, das einen 2. Ventilkörper 25 in Form eines hydraulisch verstellbaren Kolbens 30 besitzt, der koaxial zu dem rohrförmigen Ventilkolben19 angeordnet ist und in den Übergangsbereich zwischen dem 1. Abschnitt 28a und dem 2. Abschnitt 28b des Rückführungskanals 28 eingreift und mit einem dort ausgebildeten 2. Ventilsitz 26 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 30 kann mittels eines nicht näher dargestellten hydraulischen Antriebs 27 zwischen einer den Rückführungskanal 28 verschließenden Schließstellung und einer Offenstellung verstellt werden.

[0017] Für die Steuerung der hydraulischen Presse ist ein Sensor 31 vorgesehen, der die aktuelle Position des rohrförmigen Ventilkolbens 19 erfasst bzw. überwacht und entsprechende Signale an eine nicht dargestellte Steuervorrichtung abgibt.

[0018] In dem in Figur 1 dargestellten Betriebszustand ist der rohrförmige Ventilkolben 19 in seiner oberen Offenstellung, so dass die Befüllleitung 14 geöffnet ist und Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorrat 21 in die Ventilkammer 32 und von dieser in die Kammer 11a des Arbeitszylinders einströmen kann. Dabei ist das 2. Absperrventil 24 geschlossen, d.h. der Ventilkolben 30 liegt dichtend an dem 2. Ventilsitz 26 an und sperrt die Rückführungsleitung 28. In dieser Stellung ist es möglich, dass der Hauptkolben 12 relativ große Verstellbewegungen gemäß Figur 1 nach unten schnell ausführt, da die Hydraulikflüssigkeit in großer Menge in das 1. Absperrventil 15 nachströmen kann. Nach Erreichen einer gewünschten Ausgangsstellung für eine alternierende Auf- und Abbewegung des Hauptkolbens 12 beispielsweise für einen Schmiedevorgang wird das 1. Absperrventil 15 geschlossen. Figur 2 zeigt diesen Betriebszustand, in dem sich der rohrförmige Ventilkolben 19 in seiner unteren Schließstellung befindet und die Befüllleitung 14 absperrt. Das 2. Absperrventil 24 befindet sich immer noch in seiner Schließstellung.

[0019] Zum Ausführen des Schmiedevorgangs wird in der Druckkammer 11a in nicht dargestellter Weise ein hydraulischer Druck aufgebracht, wodurch der Hauptkolben 12 nach unten bewegt wird, bis er eine untere Endstellung erreicht. Um den Hauptkolben 12 wieder anzuheben, wird in der unteren Kammer 11b ein hydraulischer Druck aufgebaut und gleichzeitig wird das 2. Absperrventil 24 geöffnet, indem der Ventilkolben 30 nach oben gefahren wird, so dass die Rückführungsleitung 28 geöffnet ist. Dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt. Das 2. Absperrventil 24 schaltet wesentlich schneller als das 1. Absperrventil 15 und ist auch wesentlich weniger verschleißanfällig als dieses. Da das 2. Absperrventil 24 im wesentlichen für kurze, schnelle Verstellbewegungen des Hauptkolbens 12 verwendet wird, sind auch wesentlich geringere Durchflussmengen als für das 1. Absperrventil 15 notwendig. Vorzugsweise stehen die Durchflussmengen in einem Verhältnis von 1:10 bis 1:20.

Ansprüche

1. Hydraulische Presse mit einem Arbeitszylinder (11), in dem ein Hauptkolben (12) verschieblich aufgenommen ist, der im Inneren des Arbeitszylinders (11) zumindest eine Kammer (11a) definiert, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens (12) ändert, wobei der zumindest einen Kammer (11a) eine Befüllvorrichtung (13) zugeordnet ist, mittels der der Kammer (11a) bei sich vergrößerndem Volumen Hydraulikflüssigkeit über eine Befüllleitung (14) zuführbar ist, in der ein 1. Absperrventil (15) sitzt, das in einem Ventilgehäuse (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (16) ein Rückführungskanal (28) ausgebildet ist, durch den Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer (11a) abführbar ist, und dass in dem Rückführungskanal (28) ein 2. Absperrventil (24) angeordnet ist.

2. Hydraulische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 1. Absperrventil (15) einen 1. Ventilkörper (18) in Form eine rohrförmigen Ventilkolbens (19) aufweist und dass der Rückführungskanal (18) durch den rohrförmigen Ventilkolben (19) hindurch verläuft.

3. Hydraulische Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Absperrventil (24) mittels Aufbringung einer Kraft aktiv zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellbar ist.

4. Hydraulische Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Absperrventil (24) mittels Aufbringung von hydraulischem Druck verstellbar ist.

5. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem 2. Absperrventil (24) ein hydraulischer Antrieb (27) zugeordnet ist.

6. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Absperrventil einen 2. Ventilkörper (25) in Form eines Ventilkolbens (30) aufweist.

7. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Absperrventil (24) außenseitig auf dem Ventilgehäuse (16) sitzt und mit seinem 2. Ventilkörper (25) in den im Ventilgehäuse (16) ausgebildeten Rückführungskanal (28) hineinragt.

8. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführungskanal (28) einen 1. Abschnitt (28a), der konzentrisch zum 1. Ventilkörper (18) verläuft, und einen 2. Abschnitt (28b) aufweist, wobei das 2. Absperrventil (24) zwischen dem 1. Abschnitt (28a) und dem 2. Abschnitt (28b) angeordnet ist.

Zeichnung