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Presse oder Hilfsmaschine für eine Presse mit einem beweglichen, mindestens zwei Werkzeuge oder zwei Werkstücke aufnehmenden Träger
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baren Pressstempel, der in die Bohrung des Aufnehmers eintritt, und aus einer am Ende des Aufnehmers vorgesehenen Matrize, durch die hindurch der in den Aufnehmer eingesetzte Block zum Strang durch den
Pressstempel ausgepresst wird. Die Matrize sitzt in einem Matrizenhalter und lässt sich aus ihrer Fassung herausnehmen und durch eine andere Matrize ersetzen. Wie diese Teile ausgestaltet sind, ist in den
Zeichnungen nicht veranschaulicht, da das bekannt ist.
Der einzige Teil der Presse, der in der Zeichnung veranschaulicht ist, ist ein drehbarer Träger 10 für die Matrizenhalter, der zwischen dem Aufnehmer und dem Gegenhalter der Presse angeordnet ist. Auf dem Träger sind die beiden Matrizenhalter lla und llc angeordnet, die zusammen mit ihren Matrizen abwechselnd an eine im Inneren der Maschine gelegene Arbeitsstelle I und an eine ausserhalb der Ma- schine gelegene Ruhestelle 11 gebracht werden können. Man kann daher die eine der Matrizen, näm- lich die an der Stelle II befindliche, untersuchen, instand setzen oder auswechseln, während gleichzeitig ein Block durch die andere Matrize hindurch an der Stelle I zum Block verpresst wird.
Bei dem veran- schaulichten Ausführungsbeispiel sind die beiden Matrizenhalter lla und llc einander in Durchmesser- richtung gegenüberliegend angeordnet, so dass man sie durch Drehen des Trägers 10 um 1800 hinsichtlich ihrer Lagen austauschen kann.
Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel hat der Träger 10 der Matrizenhalter die Gestalt eines Kreuzes, also vier Arme 10a. 10bo 10c und 10d, von denen die einander in Durchmesserrichtung gegen- überliegenden Arme 10a und 10c an ihren Enden mit runden Löchern zur Aufnahme der Matrizenhalter lla und llc versehen sind. In der in Fig. 1 veranschaulichten Lage ist unterstellt, dass sich der Matrizenhalter lla in der Achse des Aufnehmers der Presse, d. h. an der Arbeitsstelle L befindet, während der Matrizenhalter llc sich ausserhalb der Presse an der Ruhestelle II befindet. Ein dritter Arm lOb, der zwischen den beiden Armen 10a und 10c liegt, hat an seinem Ende ein Loch zur Aufnahme eines Werkzeuges, das nicht näher veranschaulicht ist und dem Zweck dient, aus dem Aufnehmer einen Block auszuwerfen. Das wird z.
B. nötig, wenn der Block wegen unzureichender Temperatur nicht verpresst werden kann. Der vierte Arm 10d trägt ein Gegengewicht 12. Gewünschtenfalls kann dieses Gegengewicht durch ein anderes Werkzeug oder Gerät ersetzt werden.
Der Träger 10 ist um seinen Mittelpunkt durch einen hydraulischen Motor drehbar, der aus zwei ortsfest angeordneten Kolben 14a und 14b und aus zwei Zylindern 16a und 16b besteht, die auf den beiden Kolben in deren Längsrichtung verschiebbar und an ihren geschlossenen Enden miteinander vereinigt sind und eine sich in ihrer Längsrichtung erstreckende Zahnstange 18 antreiben. Diese kämmt mit einem Ritzel 20, das auf dem Träger 10 der Matrizenhalter sitzt. Verschieben sich die Zylinder 16a und 16b auf den Kolben 14a und 14b, so führt dieses daher zu einer Drehung des Trägers 10 entweder im Uhrzeigersinn oder in der entgegengesetzten Drehrichtung.
Der Träger 10 kann in seiner jeweiligen Lage durch einen Zapfen 22 gesperrt werden, indem dieser in eine von drei Aussparungen 24a, 24b oder 24c eingreift, die an den Enden der Arme 10a, 10b und 10c vorgesehen sind. Der Zapfen 22 lässt sich in radialer Richtung gegenüber dem Träger 10 vorschieben und zurückziehen. Er dient dem Zweck, zu prüfen, ob der Träger 10 in einer Stellung zum Stillstand gekommen ist, in der das in einem seiner Arme vorgesehene Loch und das darin sitzende Werkzeug der Aufnehmerbohrung gegenüber axial genau ausgerichtet ist.
Ausserdem dient der Zapfen 22 dem weiteren Zweck,
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zum Verpressen zu kalt ist oder sollte eine andere Störung eintreten, die die Verpressung des im Aufneh- mer befindlichen Blockes unmöglich macht, dann bringt man das im Arm 10b befindliche Werkzeug zum Auswerfen des Blockes an die Stelle I. Zu diesem Zweck wird der Träger 10 nur um 900 im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn gedreht, je nach Bedarf.
Man verlangt heutzutage, dass die Presse je Stunde eine möglichst hohe Zahl von Strangpressvorgängen ausführt. Aus diesem Grunde muss die Zeit verkürzt werden, die zwischen aufeinanderfolgenden Strangpressvorgängen für Hilfsbewegungen in Anspruch genommen wird, z. B. für das Drehen des Trägers 10. Es ist daher eine möglichst hohe Drehgeschwindigkeit des Trägers anzustreben. Anderseits kommt es aber darauf an, dass der Träger in seiner genau richtigen Winkelstellung zum Stillstand gebracht wird. u. zw. ganz stossfrei, damit schädliche Erschütterungen vermieden werden, insbesondere in dem Getriebe, das zwischen dem hydraulischen Antrieb und dem Träger vorgesehen ist. Diese Bedingungen werden durch die Steuerung der Antriebsgeschwindigkeit des hydraulischen Antriebes des Trägers erfüllt.
Der dem hydraulischen Antrieb des Trägers dienende Flüssigkeitsmotor 14a, b, 16a, b wird durch eine Pumpe mit stetig regelbarem Hubvolumen angetrieben. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Hochdruckölpumpe 30, die mit gleichbleibender Drehzahl durch einen Elektromotor 32 angetrieben wird und eine Taumelscheibenpumpe ist, deren Zylinder und Kolben um eine Triebwelle herum verteilt sind und stirnseitig an einer Taumelscheibe 34 angreifen, die auf der Triebwelle angebracht ist und deren Winkel gegenüber der Welle das Hubvolumen der Pumpenzylinder bestimmt. Die Taumelscheibe 34 ist mit einem nicht mit umlaufenden schwenkbaren Hebel 36 derart verbunden, dass man durch Verschwenken dieses Hebels den Winkel der Taumelscheibe und somit das Hubvolumen der Pumpe 30 steuern kann.
Statt einer Taumelscheibenpumpe, kann jedoch jede andere Hochdruckpumpe verwendet werden, deren Hubvolumen sich während des Betriebes durch ein Stellglied verändern lässt.
Das Ende des Hebels 36 ist durch ein Gelenk mit einem Block 38 verbunden, der seinerseits mit einem Kolben 40 gekuppelt ist. Dieser Kolben verschiebt sich in einem hydraulischen Zylinder 42, u. zw. ent-
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Hebel 48 verbunden, der bei 50 an einem ortsfesten Lagerbock angebracht ist und mit seinem andern Ende eine Nockenrolle 52 trägt. Diese kann sich an eine umlaufende Schubkurvenscheibe 54 anlegen, die auf dem Träger 10 gleichachsig zum Ritzel 20 angebracht ist. Für gewöhnlich ist die Rolle 52 von der Schubkurvenscheibe 54 abgehoben, weil die Feder 44 den Hebel 48 im Gegenuhrzeigersinn um seinen Lagerpunkt 50 zu verschwenken sucht. Beschickt man aber die Zylinderkammer 42a mit der Druckflüssigkeit, dann wird dadurch die Kraft der Feder 44 überwunden und die Rolle 52 legt sich dann an die Schubkurvenscheibe 54 an.
Die Pumpe 30 steht mit den Zylindern 16a und 16b über Leitungen 60 und 62. einen Umsteuerschieber 64 und Leitungen 66, 68 in Verbindung.
Die Verschiebung des Blockes 38 und somit die Verstellung des den Kippwinkel der Taumelscheibe 34 bestimmenden Hebels 36 hängt sonach von der Gestalt der Schubkurvenscheibe 54 ab. Diese Gestalt steuert also das Hubvolumen der Pumpe 30 und somit die Geschwindigkeit, mit der die Zylinder 16a und 16b mit dem hydraulischen Druckmittel beschickt werden. Jeder Winkelstellung der Schubkurvenscheibe 54 ist daher ein bestimmter Kippwinkel des Geschwindigkeitsstellgliedes, d. h. der Taumelscheibe 34, der Pumpe zugeordnet. Die Gestalt der Schubkurve bestimmt also die Geschwindigkeit des Trägers 10.
Es ist daher möglich, den Träger 10 bei seinem Umlauf mit jeder beliebigen Geschwindigkeitscharakteristik anzutreiben. Dazu ist es nur nötig. die Schubkurvenscheibe 54 entsprechend zu gestalten. Das kann dadurch geschehen, dass man über den Drehwinkeln des Trägers 10 die von den gewünschten Geschwin- digkeiten gebildete Kurve aufträgt und diese Kurve als eine Abwicklung der Schubkurvenfläche behandelt.
An Stellen, die einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegen, hat die Schubkurvenscheibe 54 radiale Vorsprünge 54a und 54b. Wenn diese auf die Rolle 52 auflaufen und sie herabdrücken, wird dadurch die Kuppelstange 46 in einer den Kippwinkel der Taumelscheibe 34 verringernden Richtung verschoben, wodurch das Hubvolumen der Pumpe 30 und damit die Drehgeschwindigkeit des Trägers 10 verringert werden.
Die Schubkurve der Scheibe 54 und insbesondere die Flanken der Vorsprünge 54a und 54b sind so gestaltet, dass. wenn sich der Träger 10 bei seiner Drehung mit einem seiner Arme der Stelle It oder der Stelle I nähert, er derart verzögert wird, dass er stossfrei zum Stillstand kommt. Dabei werden die Zeitabschnitte, in denen die Verzögerung des Trägers 10 erfolgt, so kurz bemessen, wie es mit der Betriebs-
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sicherheit des Antriebes des Trägers vereinbar ist, um dadurch die Zeit zu kürzen, die man zum Drehen des Trägers 10 zwischen den beiden Stellen I und n braucht.
Die Schubkurvenscheibe 54 ist auf dem Träger 10 so angebracht, dass sie sich leicht gegen eine
Scheibe auswechseln lässt, die eine anders gestaltete Schubkurve aufweist. Auf diese Weise kann man Änderungen des Trägheitsmomentes des Trägers 10 berücksichtigen, wie sie auftreten, wenn sich die auf dem Träger angebrachten Massen ändern, wenn man z. B. einen kleineren Matrizenhalter durch einen grösseren ersetzt oder umgekehrt. Ändern sich die Massen nur verhältnismässig wenig, dann ist ein Aus- wechseln der Schubkurve natürlich nicht nötig.
Wie bereits erwähnt, kann der Träger 10 in einer bestimmten Winkellage durch den Zapfen 22 gesperrt werden. Dieser wird für gewöhnlich in eine der Aussparungen 24a, 24b oder 24c durch eine Feder 70 gedrückt, kann aber durch zwei hydraulische, aus Zylinder und Kolben bestehende Antriebe 72 zurückgezogen werden, die beide auf ein Querhaupt 74 wirken, das durch eine Stange 76 mit dem Zapfen 22 verbunden ist. Die Steuerungjdes hydraulischen Motors sei nunmehr im einzelnen erläutert.
Die Pumpe 30, der Umsteuerschieber 64 und die Zylinder 16a und 16b bilden einen hydraulischen Primärkreis, zu dem auch die Leitungen 60,62, 66 und 68 gehören. Die aus Zylinder und Kolben bestehenden Antriebe 72 für den Zapfen 22 werden von der Pumpe 30 aus über einen magnetisch umschaltbaren Steuerschieber 78 gespeist. Zusätzlich ist ein zweiter hydraulischer Hilfskreis vorgesehen, in dem eine kleine, durch den Motor 32 angetriebene Flügelpumpe 80 und drei durch Magnete umschaltbare Steuerschieber 82a, 82b und 82c liegen. Das von den Zylindern 16a und 16b oder von den Steuerschiebern 64 und 82a, 82b oder 82c abfliessende Öl wird von einem Vorratsbehälter 84 aufgenommen, der für die in dem Hauptkreis und in dem Hilfskreis fliessende hydraulische Flüssigkeit vorgesehen ist und auch dazu dient, die Pumpen 30 und 80 mit dem Druckmittel zu beliefern.
Die Steuerschieber 82a und 82b liegen in Reihe mit zwei an den beiden Enden des Gehäuses des Steuerschiebers 64 angeordneten Kammern 64a und 64b, so dass durch Beschickung der einen oder der andern Kammer mit einem Druckmittel der Schieberkolben 64c in die eine oder die andere seiner Schaltstellungen verschoben werden kann. Der Schieberkolben ist mit Steueröffnungen versehen, mit deren Hilfe der Anschluss zwischen der Pumpe 30 und den Zylindern 16a und 16b und dem Behälter 84 hergestellt oder unterbrochen werden kann. Wie der Steuerschieber 64 und sein Steuerkolben 64c ausgestaltet sind, braucht nicht näher erläutert zu werden, weil das bekannt ist.
Die Steueröffnungen der Schieber sind so angeordnet, dass infolge der Umschaltung des Steuerschiebers 82a der Zylinder 16a mit der Druckflüssigkeit beschickt aber der Zylinder 16b auf Abfluss geschaltet wird, was zur Folge hat, dass der Träger 10 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Umgekehrt hat die Schaltung des Steuerschiebers 82b zur Folge, dass der Zylinder 16b mit der Druckflüssigkeit beschickt, aber der Zylinder 16a auf Abfluss geschaltet wird, so dass der Träger 10 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird. Bevor man den Träger 10 in Drehung versetzt, wählt man mit Hilfe eines nicht veranschaulichten Schalters denjenigen der beiden Steuerschieber 82a und 82b aus, dessen Umschaltung bei Erregung seiner Magnetwicklung eine Drehung des Trägers 10 in der gewünschten Richtung bewirkt.
In der Bahn der Arme 10a, 10b und 10c des Trägers 10 ist ein elektrischer Grenzschalter 90 angeordnet, der in dem Stromkreis der den Steuerschieber 78 umschaltenden Magnetwicklung liegt. Dieser Grenzschalter kann durch kleine Nocken 10e, 10f und 10g umgeschaltet werden, die je an einem der drei Arme des Trägers sitzen und bewirken, dass die Magnetwicklung des Steuerschiebers 78 stromlos wird, wenn der Grenzschalter von einem der Nocken umgeschaltet wird. Am äusseren Hubende des Querhauptes 74 befindet sich ein äusserer Grenzschalter 92 und am inneren Hubende ein innerex Grenzschalter 94.
Diese beiden Grenzschalter liegen in Reihe mit den Magnetwickl1. ingen der beiden Schieber 82a und 82b. Werden diese Grenzschalter durch das Querhaupt 74 umgeschaltet, so bewirkt der äussere Grenzschalter 92 die Erregung und der innere Grenzschalter 94 das Stromloswerden der Wicklung desjenigen der beiden Steuerschieber 82a oder 82b, den man zuvor ausgewählt hat. Auch die Stange 46 hat einen Nocken 46a, der einen Grenzschalter 96 umschalten kann. Das geschieht am Ende der Drehung des Trägers 10, durch welche die Arme 10a und 10c gegenüber den Stellen I und n vertauscht werden. Der Grenzschalter 96 liegt in Reihe mit dem Grenzschalter 90, so dass die Wicklung des Steuerschiebers 78 nur erregt werden kann, wenn sich die Arme lOa und 10c des Trägers an den Stellen I und n befinden.
Auf diese Weise ist erreicht, dass der Nocken 10f des Armes 10b, auf dem sich das den Block auswerfende Werkzeug befindet, für gewöhnlich die Magnetwicklung des Steuerschiebers 78 nicht zu erregen vermag, so dass der Sperrzapfen 22 in seiner zurückgezogenen Lage verbleibt, wenn der Arm 10b am Grenzschalter 90 vorbeigeht.
Um die Steuerung der Geschwindigkeit des Trägers 10 durch die Schubkurvenscheibe 54 wirksam zu
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machen, wird die Wicklung des Steuerschiebers 82c durch einen Handschalter erregt, der nicht näher gezeigt ist. Das hat zur Folge, dass die Kammer 42a mit dem Druckmittel beschickt wird und die Stange 46 in einer Richtung umgeschaltet wird, durch welche die Nockenrolle 52 an die Schubkurvenscheibe 54 angedrückt wird. Dann wird der Träger 10 für seine Drehung dadurch freigegeben, dass die Magnetwicklung des Steuerschiebers 78 durch einen andern Handschalter erregt wird, der nicht näher veranschaulicht ist.
Das hat dann zur Folge, dass die aus Kolben und Zylinder bestehenden Antriebe 72 mit dem Druckmittel beschickt werden und den Zapfen 22 aus derjenigen Aussparung 24a, 24b oder 24c zurückziehen, in die der Zapfen jeweils eingreift. Am Ende seines Hubes trifft das Querhaupt 74 auf den äusseren Grenzschalter 92, wodurch die Wicklung des zuvor ausgewählten der beiden Steuerschieber 42a und 42b erregt wird. Nachstehend sei angenommen, dass sich der Arm 10a an der Stelle I und der Arm 10c an der Stelle n befindet, wie es die Zeichnung zeigt, und dass der Träger 10 bei Beendigung eines Strangpressvorganges im Uhrzeigersinn gedreht werden muss. Zu diesem Zweck wird der Zylinder 16b mit der von der Pumpe 30 geförderten Druckflüssigkeit beschickt und der Zylinder 16a auf Abfluss geschaltet. Dadurch wird der Träger 10 um 1800 gedreht.
Die Geschwindigkeit dieser Drehung des Trägers 10 wird durch die Schubkurvenscheibe 54 in der beschriebenen Weise gesteuert. Gegen Ende der Drehung läuft der Schubkurvenvorsprung 54b auf die Nockenrolle 52 auf und drückt diese nach aussen, wodurch der Kippwinkel der Taumelscheibe 34 und mit ihm die Drehgeschwindigkeit des Trägers 10 verringert wird. Kurz bevor der Träger 10 den Drehwinkel von 1800 zurückgelegt hat, trifft der kleine Nocken lOg auf den Grenzschalter 90 und macht dadurch die Wicklung des Steuerschiebers 78 stromlos, so dass die aus Kolben und Zylinder bestehenden Antriebe 72 zwecks Abflusses des Druckmittels mit dem Behälter 84 verbunden werden.
Die Feder 70 schiebt dann den Zapfen 22 in die Aussparung 24c und das Querhaupt 74 läuft auf den inneren Grenzschalter 94 auf, wodurch die zuvor erregte Wicklung des Steuerschiebers 82a stromlos wird und den hydraulischen Antrieb des Trägers 10 von der Pumpe abschaltet. Der Schieberkolben des Steuerschiebers 64c nimmt unter der Wirkung der beiden in entgegengesetzter Richtung wirkenden Federn 65a und 65b seine neutrale Mittelstellung ein, und die Druckflüssigkeit fliesst vom Steuerschieber 64 zum Behälter 84 zurück.
Der Matrizenhalter llc befindet sich nun an der Stelle 1, so dass er gegenüber dem Aufnehmer der Presse axial ausgerichtet ist, während sich der Matrizenhalter lla an der Stelle 11 befindet. Die Presse steht daher für den nächsten Strangpressvorgang bereit. Nach diesem zweiten Strangpressvorgang wird der Träger 10 wiederum gedreht, u. zw. diesmal im Gegenuhrzeigersinn, so dass der Matrizenhalter 11a zur Stelle 1 und der Matrizenhalter llc zur Stelle n zurückkehrt. Der Steuerschieber 82b ist zuvor durch Er- regung seiner Magnetwicklung wirksam gemacht worden.
Wünscht man den Träger 10 ohne Zuhilfenahme der selbsttätigen Geschwindigkeitssteuerung zu drehen, beispielsweise um den Träger um kleine Winkel zu drehen oder um das vom Arm 10b getragene Werkzeug zum Ausstoss eines Blockes gegenüber dem Aufnehmer der Presse axial auszurichten. dann belässt man die Magnetwicklung des Steuerschiebers 82c im stromlosen Zustande, so dass die Kammer 42a durch Verbindung mit dem Behälter 84 auf Abfluss geschaltet und die Stange 46 unter der Wirkung ihrer Feder 44 zurückgeschoben wird und die Nockenrolle 52 von der Schubkurvenscheibe 54 abrückt. Dann verbleibt der Taumelscheibe 34 nur noch eine sehr geringe Neigung, wodurch das Hubvolumen der Pumpe 30 auf das Mindestmass verringert ist.
Die Betätigung der andern Steuerschieber 82a und 82b und der Grenzschalter 92 und 94 erfolgt in der oben beschriebenen Weise, und der Träger 10 wird durch den Zap-
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ben wurde.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel lässt sich in mannigfache Hinsicht abwandeln. So kann beispielsweise eine andere Pumpenbauart oder ein anderer hydraulischer Antrieb für den Träger 10 verwendet werden.
Auch ist die Erfindung auf die Steuerung der Bewegung anderer Teile einer Strangpresse als des Matrizenhalterträgers anwendbar, z. B. zum Steuern der Bewegung eines Trägers, der eine Reihe von Aufnehmern trägt, die der Reihe nach zum Pressstempel der Presse axial ausgerichtet und dann wieder aus dieser Lage herausgebracht werden.
Auch lässt sich die Erfindung zur Steuerung von Maschinenteilen verwenden, die sich nicht drehen, sondern gleiten. Sie ist auch auf andere Maschinen und Pressen ausser Strangpressen anwendbar, um beispielsweise die Bewegung von Werktischen stehend angeordneter Pressen mit mehreren Arbeitsstellen zu steuern oder um die Bewegung von Manipulatoren von Schmiedepressen zu steuern, kurz, um die Bewegung beliebiger Maschinenteile zu steuern, die schnell aber stossfrei aus einer bestimmten Lage in eine andere zu bewegen sind.