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Einrichtung zur Ausbalanzierung hydraulischer Antriebe, insbesondere für Pressen, Biegemaschinen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ausbalanzierung hydraulischer Antriebe, insbesondere für Pressen, Biegemaschinen od. dgl.
Bei manchen hydraulischen Antrieben, z. B. Pressen, Biegemaschinen, Scheren usw., die mit zwei oder mehreren Kolbenzylindergruppen ausgerüstet sind, ergeben sich sehr oft mangelhafte Gleichgewichtszustände, wenn die Belastung oder das Pressstück nicht genau mit den Antriebsaggregaten der Maschine zentriert oder ausgerichtet ist. Das verursacht grosse Unzukömmlichkeiten, die sich auf die Maschine übertragen. Man hat versucht, diesem Mangel mit Hilfe von Einrichtungen, welche den Durchlauf der Flüssigkeit in zwei oder in mehreren Druckkammern regulieren, zu begegnen, u. zw. in der Weise, dass der Druck in der, dem Werkstück entfernt liegenden Kammer, verringert und in der näher liegenden Kammer erhöht wurde.
Diese Einrichtungen entsprachen jedoch nicht voll den an sie gestellten Anforderungen, da sich dadurch die beiden Pressflächen trotzdem nicht in eine vollkommen parallele Lage zueinander bringen lie- ssen. Diese Einrichtungen erweisen sich aus begreiflichen Gründen gegenüber geringsten Abweichungen von der parallelen Lage als sehr empfindlich und diese Überempfindlichkeit überträgt sich auch auf das hydraulische System, da sich die normalen Verschiebungen des Antriebes, selbst wenn dieser nicht unter Belastung steht, ungleich vollziehen.
Wenn diese Einrichtungen aber so eingestellt sind, dass sie weniger empfindlich auf den Vorschub reagieren, dann hat dies wieder andere Nachteile zur Folge, da die Einrichtungen auf das hydraulische System erst dann einwirken, wenn die Maschine einer übermässigen Beanspruchung unterworfen ist, dadurch tritt aber, wenn schon nicht die Maschine selbst einen Schaden erleidet, so doch eine starke Abnützung und ein beachtlicher Verschleiss der Führungen auf, was wiederum die Leistungsfähigkeit der Maschine ungünstig beeinflussen wird.
Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die aufgezeigten Mängel vermeidet und das hydraulische System des Antriebes einschaltet, sobald die Belastung (oder ein unausgeglichenes Werkstück) in der Maschine eine unsymmetrische Belastung hervorruft, indem sie der unausgeglichenen Wirkung eine entsprechende Gegenwirkung entgegensetzt. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil des Antriebes ausser in Richtung der Arbeitsbewegung auch quer dazu begrenzt verschiebbar gelagert und einesteuervorrichtung vorgesehen ist, die bei auftretenderQuerverschiebung auf Grund einer unausgeglichenen Belastung den Durchlauf der Druckflüssigkeit zu den einzelnen Antriebszylindern in einer solchen Weise regelt, dass die Führungen von Querkräften entlastet sind.
Zur Übertragung der Querverschiebung auf den hydraulischen Antrieb sind erfindungsgemäss Gleitbacken und federnd nachgiebige Elemente vorgesehen, welch letztere nach einem Merkmal der Erfindung zwischen dem starren Gestell des Antriebes und einer vom Gestell gehaltenen Führungsleiste untergebracht sind.
Zur Übertragung derQuerverschiebung des beweglichen Teiles des Antriebes auf die federnd nachgiebigen Elemente'können nach einem andern Merkmal der Erfindung Hebel vorgesehen sein, durch welche die Querverschiebung vergrössert wird.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung bestehen die federnd nachgiebigen Elemente aus Kolbenzylindergruppen und jedes der nachgiebigen Elemente ist sowohl an einen mit einem Rückschlagventil versehenen Behälter für die Druckflüssigkeit, als auch über Einstellelemente an einen gemeinsamen
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Gleichgewichtsverteiler, welcher den Durchfluss der Druckflüssigkeit zu den einzelnen Zylindern des Antriebes steuert, angeschlossen.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand einer Ausführungsform, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigt Fig. l teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung einer Biegemaschine mit eingebautem Gleichgewichtsausgleicher und Fig. 2 in schematischer Darstellung das hydraulische System mit seinen Einzelheiten im Zusammenhang mit der Biegemaschine.
In der Zeichnung bezeichnet A das Gestell und B den beweglichen Teil einer Biegemaschine, der zweckentsprechend an Kolbenzylindergruppen Cl und C2 angeschlossen ist. Die Maschine zeigt ausser Führungen, auf die später eingegangen werden soll, weitere, auf der Zeichnung nicht bezeichnete Führungen, die sich unten am Aufbau befinden und in deren Nähe die Kolben der Zylinder Cl und C2 befestigt sind.
Der bewegliche Teil B der Biegemaschine weist an seiner Oberseite einen mittleren Ansatz B auf.
Zu beiden Seiten desselben sind in entsprechend konkaven Lagern Gleitbacken 10 und 11 angeordnet, die mit Seitenführungen 8,9 und Endteilen 12,13 zusammenarbeiten, wobei letztere mit der entgegengesetzten Stirnseite dieser Gleitbacken in Berührung stehen.
Die Führungen 8,9 bestehen aus, vom Gestell A gehaltenen Leisten, denen weitere Leisten 14,15 und 16,17 zugeordnet sind, die je nach Beanspruchung der Maschine elastisch nachgeben. Die so gebildeten Führungen 8,9 sind durch vorspringende Ansätze 18,19 des Gestelles A festgehalten.
Die elastischen Leisten, 14,15 und 16, 17 sind voneinander entsprechend getrennt, wie aus Fig. l der Zeichnung ersichtlich ist, und bilden einen Zwischenraum 20 bzw. 21 längs der zusätzlichen Führungen, welche, wie bereits erwähnt, sich in einer erhöhten Lage gegenüber den Führungen unterhalb der Kolben in den Zylindern Cl und C2 befinden.
Zwischen der Führungsschiene 12 bzw. 13 und dem entsprechenden Ansatz 18 bzw. 19 befindet sich wenigstens je ein federnd nachgiebiges Element D bzw. D,, welches in seinem Volumen veränderlich ist, wie noch später dargelegt werden wird.
Im vorliegenden Falle sind die federnd nachgiebigen Elemente Dl undD im mittleren Teil der Führüngen 8,9 untergebracht ; es ist jedoch auch möglich, dass je nach Art und Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung wie auch nach Art der Maschine, in welche die Einrichtung eingebaut werden soll, die Elemente D,D an einer andern Stelle oder in anderer Form bzw. Art angeordnet werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht jedes Element D.,D aus einem Zylinder 22, in welchem ein gefederter Kolben dicht geführt ist. Jeder der beiden Zylinder 22 arbeitet mit seinem freien Ende mit der elastischen Führungsleiste 16 bzw. 17 zusammen, wogegen der Kolben selbst mit der elastischen Leiste 14 bzw. 15 zusammenwirkt.
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oder durch Bälge ersetzt werden.
Jedes Element Dl bzw. Dz ist an eine Leitung 24 bzw. 25 angeschlossen, die zu einem Behälter 26 bzw. 27 führt, welcher die zur dauernden Speisung dieser Elemente sowie des ganzen hydraulischen Systems erforderliche Druckflüssigkeit enthält.
Die Behälter 26 und 27 haben ferner Verschlussstücke 28 und 29, damit die in Umlauf befindliche Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden kann.
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31 F 1 bzw. Fz aus einem Zylinder 32 bzw. 33, in welchem ein Kolben 34 bzw. 35, welcher unter der Wirkung einer Feder 36 bzw. 37 steht, dicht geführt ist. Die Kolbenstangen wirken auf in Büchsen 40,41 eingebaute und unter der Wirkung von Federn 42,43 stehende Kolbenstangen 38,39 ein. Die Büchsen 40,41 sind gleichachsig gelagert und laufen in Lagern eines Blockes 44, der die Gleichgewichtsverteilergruppe Gls G darstellt. Die Büchsen 40,41 wirken durch ihre Enden mit den Gegenenden eines Doppelkolbcns 46,47 zusammen, um die Verbindung zwischen einer Zentralkammer 48 und Seitenkammern 50,51 zu kontrollieren.
Der Doppelkolben 46,47 hat an seinen beiden Enden Stutzen 52,53, welche mit den Büchsen 40,41 zusammenarbeiten. Über die Stutzen sind Flanschen 54,55 gestülpt, welche Federn 56 bzw. 57 halten.
Diese wirken gegenseitig in entgegengesetzter Richtung auf den Doppelkolben 46,47 ein, sobald sich derselbe verschiebt. Befindet er sich dagegen in ausgeglichener Lage, wird die Federwirkung durch die Ansätze im Innern des Blockes aufgehoben.
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Druckkontrolle angeschlossen ist. Die Rohrleitung 64 hat eine Abzweigung 65, die in bekannter Weise zu einem Endventil L führt, welches von dem beweglichen Teil B der Biegemaschine od. dgl. kontrolliert ist und mit einer Leitung 66 über einen geeigneten Druckminderer M die unteren Zylinderkammern Cl bzw. versorgt.
Die Arbeitsweise der Einrichtung im Zusammenhang mit der Arbeitsvorrichtung des Antriebes ist folgende. Die Abwärtsbewegung des beweglichen Teiles B der Biegepresse vollzieht sich in üblicher Weise mittels der in die obere Kammer 61 bzw. 60 des Zylinders Cl bzw. C eingelassenen Flüssigkeit. Die Gleitbacken 10,11 gleiten frei längs der Führungen 8,9 und 12,13. Unter diesen Bedingungen sind letztere Führungen untereinander parallel und ebenfalls parallel zu den nicht gezeichneten Hauptführungen der Maschine, welche ebenfalls parallel zu den Achsen X-X der Maschine selber sind. Diese Bedingungen sind immer dann erfüllt, wenn die Biegepresse auf ein gegenüber der symmetrischen Achse der Maschine symmetrisch eingestelltes Werkstück einwirkt.
Ist jedoch das Werkstück gegenüber der symmetrischen Achse verschoben, ergibt sich in bekannter Weise ein Biegemoment, das durch den beweglichen Teil (vor allem am Ansatz B.) eine darauffolgende Verschiebung des Überdruckes auf die Seitenführung 12 oder 13, verursacht.
Durch die Eigenart dieser Führungen, wie durch die Vorkehrung der Gleitbacken 10,11, werden die Führungen seitlich in einer solchen Weise verschoben, dass sie auf die federnd nachgiebigen Elemente D,
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Druck auf das Einstellelement F, oder E und von der andern Seite eine Entlastung, die sich auf das andere Einstellelement F2 oder F. auswirkt. Angenommen es würde auf das Element D, ein Druck ausgeübt, so verdrängt letzteres die Flüssigkeit in den Zylinder 32 des Elementes F., wobei sich der Kolben 34 dessel- 'ben von links nach rechts bewegt und dadurch mittels der Gegenkolbenstange 38 die Federung 42 in der Büchse 40 zusammendrückt.
Die Büchse verschiebt sich von links nach rechts und unterbricht das vorher bestandene Gleichgewicht durch die Wirkung der Federn 56 und 57 wie der Federn 42,43. Die Folge davon ist, dass der Doppelkolben 46, 47 von links nach rechts verschoben wird, was einerseits die Vergrösserung des leeren Raumes zwischen den Kammern 48, 51 und eine Minderung des leeren Raumes zwischen den Kammern 48 und 50 zur Folge hat.
Dabei findet in der Kammer 60 des Zylinders C eine Druckerhöhung statt, während in der Kammer 61 des Zylinders Cl eine Druckminderung eintritt.
Im allgemeinen wird der Doppelzylinder 46,47 der Verteiler G,,G zum Zwecke eines erhöhten Durchlasses der Druckflüssigkeit zur oberen Kammer 61 oder 60 des Zylinders Cl oder C und gleichzeitiger Durchlassverminderung dieser Flüssigkeit in der oberen Kammer 60,61 des Zylinders C oder Cl verschoben, wodurch eine ungleiche Wirkung, die von der ungleichmässigen Belastung oder unsymmetrischen Lage hervorgerufen wird, entsteht. Offensichtlich befindet sich die von den Elementen G.,G ausgehende Wirkung in einem bestimmten Verhältnis zur unausgeglichenen Wirkung, d. h. zur ungleichen Belastung, die sich auf die eine oder andere der beiden Führungen 12-13 auswirkt.
Wie bereits erwähnt, bezieht sich die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform auf eine Spezialpresse, die allgemein unter der Bezeichnung Blechbiegemaschine od. dgl. bekannt ist. Bei diesem Maschinentyp ist es z. B. nicht möglich, dass die Biegung des Werkstückes in symmetrischer Anordnung ge- genüber der symmetrischen Achse X-X der Maschine erfolgt, wodurch die Führungen ganz besonders be- ansprucht werden.
Mit der erfindungsgemässen Einrichtung wird ein vollkommener. Gleichgewichtsausgleich der Kräfte erreicht und ausserdem die erforderliche parallele Lage zwischen der beweglichen und starren Fläche ge- sichert. Das Eingreifen der Einrichtung zum Zwecke eines Kräfteausgleiches erfolgt unmittelbar auf Grund der eigenartigen Lagerung der Elemente D und Dz'welche sich in einer solchen Entfernung und Lage zur Arbeitsfläche der Biegemaschine befinden, dass die kleinste Abweichung der Flächen von ihrer parallelen
Lage eine empfindliche Verschiebung des Ansatzes Bl und folglich auch der Elemente Dl und D, bewirkt.
Die Führungen 12, 13 werden elastisch gegen die Vorderseiten der Gleitbacken 10,11 gedrückt bzw. die Backen werden auf Grund der Bewegungen des Ansatzes Bl in der einen oder andern Richtung mehr oder weniger stark gegen die besagten Führungen gedrückt. Auf diesen Druck reagieren die elastischen Leisten
14,15 oder 16,17 sowie die gefederten Teile 22,23 der Elemente D,, D. Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt auch andere Ausführungen zu, so z. B. solche Ausführungen, bei denen zwischen den Führungen 12, 13 und den federnd nachgiebi- gen Elementen D,, D auch Hebelsysteme eingeschaltet werden, um die Ver. liebungen der Führungen
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zu verstärken.
Die Gleichgewichtsverteiler G,, G, könnten aber auch durch entsprechende mechanische Steuerungen betätigt werden, welche immer Teile der Führungen des Ansatzes B1 bleiben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Maschine, insbesondere auf eine Biegepresse, in welche die erfindungsgemässe Einrichtung eingebaut ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Ausbalanzieren hydraulischer Antriebe, insbesondere für Pressen, Biegemaschinen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (B) des Antriebes ausser in Richtung der Arbeitsbewegung auch quer dazu begrenzt verschiebbar gelagert und eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die bei auftretender Querverschiebung auf Grund einer unausgeglichenen Belastung den Durchlauf der Druckflüssigkeit zu den einzelnen Antriebszylindern (cl, C) in einer solchen Weise regelt, dass die Führungen von Querkräften entlastet sind.
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