Bei hydraulischen Pressen verursacht eine außermittig wirkende Belastung eine Kippung des Pressenstößels, wodurch am Werkzeug hoher Verschleiß auftritt. (Bild: Adobe Stock/antoniotruzzi)
Stößelführung und Werkzeugführung bei hydraulischen Pressen sind praktisch nicht spielfrei. Das schiefe oder taumelnde Eintauchen verursacht hohen Verschleiß am Werkzeug, was sich aber vermeiden lässt, durch eine exakte Parallelhaltung des Stößels. Wie lässt sich diese Parallelhaltung erreichen?
Ein Weg ist, vier Gegenhaltezylinder einzusetzen, die über einen Linear-Mengenteiler mit vier Stufenkolben die Stößel in der Grundbewegung exakt parallel halten. Ein solcher Linear-Mengenteiler hat vier gleichgroße Dosierkammern mit dem Hauptkolben für die Hubbewegung. Die hohe Genauigkeit der Dosiervolumen lässt sich erreicht, indem alle vier Dosierkolben mit Stangendichtungen abgedichtet werden. Die Kolben-Durchmesser sollten dabei mikrometergenau geschliffen und beispielsweise in Bronze-PTFE-Führungsringen gelagert sein.
Kompressionsfehler mittels Software ermitteln
Durch die Kompressibilität des Druckmittels entstehen bei unterschiedlichen Drücken in den Gegenhaltezylindern und Dosierkammern Kompressionsfehler. Die Drücke in den Dosierkammern werden mit Hilfe von Drucksensoren gemessen. Die Differenzdrücke und der Quadrant, in dem die resultierende Kraft wirkt, werden von einer Software ermittelt.
Die maximale Kippung erfolgt in einer der beiden Diagonalen. Die Kompressionsvolumina werden errechnet und Kompensationskolben fördern das fehlende Kompressionsvolumen in die Kolbenräume der Gegenhaltezylinder. Unterschiedliche Rohrlängen werden in den Grundeinstellungen (Eichung) bei mittiger Eichlast berücksichtigt. Der Hub der Kompensationskolben wird durch Wegmessung erfasst. Die Kompressionsvolumina sind relativ klein und Fehler im Millimeter-Bereich sind vernachlässigbar.
Geringe Volumenverluste durch geregelten Kompensationszylinder
Der Antrieb des vier-Stufenkolben-Linear-Mengenteilers erfolgt durch einen Hydraulikspeicher, der von der Pressenhydraulik gefüllt und überwacht werden kann. Es entstehen geringe Volumenverluste durch die Bewegung der geregelten Kompensationszylinder. Der Hauptkolben des Linear-Mengenteilers ist mit dem Speicher verbunden. Die Gegenhaltezylinder werden durch Speicherdruck ausgefahren und durch die Stößelkraft zurückgeschoben.
Ein Proportional-Drosselventil sorgt für konstanten Druck im Hauptkolbenraum. Über eine spezielle Spülschaltung können die Betreiber das Druckmittel im System sporadisch austauschen. Außerdem wird die Spülschaltung beim Füllen und Entlüften des Systems verwendet.
Das Proportional-Drosselventil kann für eine hervorragende Schnittschlagdämpfung eingesetzt werden. Der Druckverlauf wird gemessen und in den Bruch hinein gedrosselt. Die Vorspannung der Gegenhaltezylinder ist bei der Schnittschlagdämpfung ein erheblicher Vorteil. Durch den Speicherantrieb mit geringen Verlusten und durch die Kompensation ist diese Stößelparallelhaltung hochenergieeffizient. Sie ist im Gegensatz zu herkömmlichen Wegregelungen nicht zeitkritisch und erfordert keine Reduzierung der Hubgeschwindigkeit für höhere Genauigkeit. do
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