DD288543B5

DD288543B5 - Vorrichtung zur Erhoehung der Leistungsfaehigkeit bei der Steuerung bzw Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DD288543B5
Application number: DD33388089A
Authority: DD
Inventors: Wieland Dipl-Ing Petter; Siegfried Klavehn; Juergen Dipl-Ing Drechsler; Manfred Dipl-Ing Kaatze; Karlheinz Boerner
Original assignee: Erfurt Umformtechnik Gmbh
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1996-08-08
Also published as: DE4006101A1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei der Steuerung bzw. Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es kann als gesicherter Erkenntnisstand betrachtet werden, daß die Variabilität der Blechhalterkraft während des Umformprozesses die Qualität der Ziehteile positiv beeinflußt. Sind die meist empirisch ermittelten Sollwerte der kurbelwinkelabhängigen Kräfte reproduzierbar, können sie werkzeugspezifisch als Datensätze die Umrüstzeit beim Werkzeugwechsel deutlich senken und die Anzahl kostspieliger Probezüge erheblich reduzieren.

Es sind Lösungen nach DE-PS 3640507 und DE-PS 3735582 bekannt, bei denen die Kraftsteuerung oder -regulierung des Blechhalters durch hydraulische Proportional- oder Servoventile und elektronische Druckaufnehmer realisiert wird. Im Maschinenmarkt, Würzburg 95 (1989) 4, S.48—53, werden zur Beeinflussung des Druckverlaufs Proportional-Druckminder- und Proportional-Druckbegrenzungsventile vorgeschlagen. Damit die Blechhalterkraft durch Druckveränderung in der Kolben-Zylinder-Einheit des Druckpunktes beeinflußt werden kann, muß im unteren Totpunkt des Blechhalters ein Mindesthub des Kolbens bis zum Zylinderanschlag gesichert sein. Dieser Mindesthub wurde bisher mit dem Aufsetzen des Blechhalters auf die Platine organisiert, indem die Tiefstlage des Kolbens später erreicht wurde. Beim Aufsetzen wird schlagartig eine dem Mindesthub entsprechende Druckölmenge aus dem Druckölzylinder herausgedrückt. Abhängig von der Auftreffgeschwindigkeit entstehen im Druckölraum unerwünschte Druckspitzen und -schwingungen, begleitet von einem lärmintensiven Auftreffstoß. Bei großen Ziehtiefen und hoher Hubzahl reichen diese Druckschwingungen in den linken Rand der oben dargestellten Druckregelstrecke hinein und sind Ursache erheblicher Störungen im Regelkreis.

Zum Schütze der Maschine und insbesondere des Werkzeuges ist es erforderlich, beim Aufsetzen des Blechhalters jeden Druckpunkt einerseits gegen Überlastung zu schützen und andererseits eine anstehende Überlastung, z.B. infolge eines Doppelbleches, noch vor dem Eindringen des Ziehstempels in das Unterwerkzeug rechtzeitig zu erkennen und präventiv zu reagieren. Darüber hinaus muß gesichert sein, daß der Überlastwert jedes Druckpunktes werkzeugspezifisch programmierbar ist. Diese Forderungen sind beim aufgezeigten Stand der Technik nicht erkennbar.

Schließlich muß aus Arbeitsschutzgründen eine unerwartete Bewegung im Bereich des Kissenhubes der hydraulischen Überlastsicherung nach Stromausfall verhindert werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Auftreffstoß beim Aufsetzen des Blechhalters weitestgehend verhindert, die Doppelbleche erkennt, die zusätzlich ein Streckziehen mit anschließender Kraftregulierung ermöglicht und schließlich unerwartete Bewegungen nach Stromausfall vermeidet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einerseits den im Druckkissen der hydraulischen Überlastsicherung erforderlichen Mindesthub vor dem Aufsetzen des Blechhalters im unteren Totpunkt zu realisieren und andererseits die Druckerhöhung im Druckkissen sowie die zusätzliche Bewegung des Kolbens bei Doppelblechen zur Informationsverarbeitung zu nutzen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kraftschluß zwischen Pleuel und Blechhalter durch eine Kraftschlußverbindung zwischen Plunger des Pleuels und der Kolbenstange der Kolben-Zylinder-Einheit entkoppelbar ist, daß an der druckbeaufschlagten Seite des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit eine aus dem Druckmittelraum herausführende Kolbenstange angeordnet ist, dessen äußeres Kolbenstangenende mit einer Feder hublagebegrenzt in Wirkverbindung steht, daß zur Realisierung des Arbeitsschutzes bei Stromabschaltung der Presse zwischen dem Druckmittelraum und dem Servoventil ein mittels eines Wegeventils steuerbares und vom Druckbegrenzungsventil druckabhängiges Cartridge-Ventil angeordnet ist, daß als Doppelblechkontrolle und Überlastsicherung des Blechhalters und Ziehstößels ein mit dem Hydraulikkreislauf zwischen Druckmittelraum und Druckmittelbehälter in Wirkverbindung stehendes Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, das mit einem Wegeventil sowie einem Ventil und in an sich bekannter Weise mit einem Cartridge-Ventil wirkverbunden ist. Weiterhin stehen die Cartridge-Ventile des Schaltblockes zur Doppelblechkontrolle und Überlastsicherung des Blechhalters und Ziehstößels eines jeden einzelnen Druckpunktes steuerseitig miteinander in Wirkverbindung.

Die vorgeschlagene Lösung ist auch geeignet, um das Streckziehen mittels Blechhalter und mit oder ohne nachfolgende Blechhalterkraftregelung durchzuführen.

Während des Normalbetriebes hält im oberen Totpunkt das Servoventil den Öldruck auf einem wählbaren Druckniveau. In Abhängigkeit der werkzeugspezifischen Daten hat sich das Proportionaldruckminderventil auf seinen Sollwert eingestellt. Das erstgenannte Cartridge-Ventil ist geöffnet. Die Wegeventile sind aktiviert und der obere Initiator bedämpft. Nach dem Einschalten der Kupplung wird das Werkzeug geschlossen. Der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit wird mittels des Servoventils so abgeregelt, daß die Feder über das Kolbenstangenende eine Hubbewegung des Druckkolbens vor dem Aufsetzen des Blechhalters bewirkt. Weiterhin ist mit dieser Lösung eine Blechdopplung erkennbar, die zum sofortigen Notstopp führt. Außerdem wird der Arbeitsschutz bei Stromabschaltung gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles naher erläutert werden. Dazu zeigt die Figur ein Steuerschaltbild der Einrichtung.

Die als Druckkissen ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit 1 ist bekannterweise an jedem Druckpunkt einer doppeltwirkenden Presse zwischen Plunger 20 des Pleuels und Blechhalter angeordnet und mit einem jeweilig separaten Hydraulikkreislauf versehen. Der Plunger 20 und die Kolbenstange 19 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 sind nicht miteinander verbunden und somit entkoppelbar. Dazu weist der Plunger 20 einen als Anschlag ausgebildeten Bund 23 auf, der mit einem hubbegrenzenden und fest mit der Kolben-Zylinder-Einheit 1 verbundenen Anschlag 24 in Wirkverbindung steht. An der druckbeaufschlagten Seite des Kolbens 3 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 ist eine Kolbenstange 22 angeordnet, die mit ihrem Ende aus dem Druckmittelraum 21 herausführt. Dieses äußere Kolbenstangenende 5 steht mit einer Feder 4 in Wirkverbindung. Um die Feder 4 ist ein Gehäuse 25 angeordnet, dessen Boden als Anschlag 6 für die Feder 4 dient.

Die Lage des Kolbenstangenendes 5 wird vorzugsweise mittels Initiatoren 13; 14 kontrolliert. Zwischen dem Druckmittelraum 21 und dem Servoventil 2, das die Kolben-Zylinder-Einheit 1 in an sich bekannter Weise steuert, ist ein Cartridge-Ventil 16 geschaltet. Dieses Cartridge-Ventil 16 wird durch ein Wegeventil 17 gesteuert und reagiert in Abhängigkeit vom Druckbegrenzungsventil 18.

Weiterhin ist zur Doppelblechkontrolle und Überlastsicherung des Blechhalters und Ziehstößels ein mit dem Hydraulikkreislauf zwischen Druckmittelraum 21 und Druckmittelbehälter in Wirkverbindung stehendes Druckbegrenzungsventil 8 angeordnet.

Dieses ist mit einem Wegeventil 7 sowie einem Ventil 10 und in an sich bekannter Weise mit einem Cartridge-Ventil 11 wirkverbunden.

Im oberen Totpunkt hält das Servoventil 2 den Öldruck in der Kolben-Zylinder-Einheit 1 auf einem wählbaren Druckniveau.

Entsprechend der werkzeugspezifischen Daten hat sich das Proportionaldruckminderventil 15 auf seinen vorgegebenen Sollwert der Druckbegrenzung eingestellt. Dabei können ggf. die Sollwerte in den einzelnen Druckpunkten unterschiedlich sein. Das Cartridge-Ventil 16 ist geöffnet. Die Wegeventile 7 und 17 sind aktiviert, d.h. sie haben die Schaltstellung a, und der Initiator 13 bedämpft.

Nach dem Einschalten der Kupplung wird das Werkzeug durch den Blechhalter und den Ziehstößel geschlossen. Der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit 1 wird mittels des Servoventils 2 so abgeregelt, daß die an dem Druckkolben 3 angreifende Feder 4 über das Kolbenstangenende 5 eine Hubbewegung des Druckkolbens 3 vor dem Aufsetzen des Blechhalters bewirkt, so daß die Druckspitzen beim Aufsetzen deutlich reduziert sind und Störungen beim anschließenden Steuerungs- bzw. Regelvorgang vermieden werden.

Das Wegeventil 7 wird bei jedem Hub so abgeschaltet, daß die bei Blechdopplung erhöhte Druckspitze im unteren Totpunkt über das Rückschlagventil 9 das Ventil 10 betätigt, indem das Drucköl über das mit niedrigem Druckniveau eingestellte Druckbegrenzungsventil 18 in den Rückfluß abspritzt. Der obere Druckraum des Cartridge-Ventils 11 wird drucklos, wodurch alle Druckpunkte druckentlastet werden.

Da bei Blechdopplung der Blechhalter früher aufsetzt, entsteht zwischen dem Druckkolben 3 und der Kolben-Zylinder-Einheit 1 eine zusätzliche Bewegung, die der Initiator 14 erfaßt. Der Initiator bewirkt eine zusätzliche Abschaltung über den elektrischen Informationsfluß, indem das Proportionaldruckminderventil 15 jedes Druckpunktes stromlos wird, wodurch alle Ventile 10 den oberen Druckraum der Cartridge-Ventile 11 drucklos machen. Die Druckschalter 12 bewirken den sofortigen Notstopp und lösen darüber hinaus die hydraulische Überlastsicherung des Ziehstößels aus.

Das Cartridge-Ventil 16 jedes Druckpunktes schließt bei Stromausfall, indem das Wegeventil 17 in Schaltstellung bgeht, wodurch der obere Raum des Cartridge-Ventils 16 druckbeaufschlagt wird. Eine unerwartete Bewegung infolge Ölverlust im Druckraum der Kolben-Zylinder-Einheit 1, insbesondere durch das Servoventil 2, ist damit verhindert. Dennoch öffnet das Cartridge-Ventil 16, wenn bei plötzlichem Stromausfall und gleichzeitiger Überlastung im Druckraum 21 ein Druck entsteht, der in der Lage ist, das Cartridge-Ventil 16 zu öffnen, wobei das zwischen oberen Druckraum und dem Druckbegrenzungsventil 18 eingeschlossene Drucköl in die Tankleitung verdrängt wird. Schließlich öffnet im Überlastfall das Cartridge-Ventil 11 wie vorher beschrieben.

Zu Beginn des Hochganges vom Blechhalter entstehen beim Stand der Technik im Druckraum 21 erhebliche Druckschwingungen, die auch Unterdruckwerte erreichen können, wenn der Bund 23 des Plungers 20 nicht von der Kolbenstange 19 des Druckkolbens 3 mechanisch entkoppelt ist. Durch die erfindungsgemäße Entkopplung können keine Unterdrücke entstehen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Kolben-Zylinder-Einheit

2 Servoventil

3 Druckkolben

4 Feder

5 Kolbenstangenende

6 Anschlag

7 Wegeventil

B Druckbegrenzungsventil

9 Rückschlagventil

10 Ventil

11 Cartridge-Ventil

12 Druckschalter

13 Initiator

14 Initiator

15 Proportionaldruckminderventil

16 Cartridge-Ventil

17 Wegeventil

18 Druckbegrenzungsventil

19 Kolbenstange

20 Plunger

21 Druckmittelraum

22 Kolbenstange

23 Bund

24 Anschlag

25 Gehäuse

Claims

Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei der Steuerung bzw. Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit, die im Kraftschluß zwischen dem Pleuel und dem Blechhalter angeordnet ist und deren die übertragene Kraft bestimmender Druckmittelraum mittels Proportional- bzw. Servoventil mit einem für jede Kolben-Zylinder-Einheit gesondert steuerbaren Druckmediendruck beaufschlagbar ist, gekennzeichnet dadurch,

- daß der Kraftschluß zwischen Pleuel und Blechhalter durch eine Kraftschlußverbindung zwischen Plunger (20) des Pleuels und der Kolbenstange (19) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) entkoppelbar ist,

- daß an der druckbeaufschlagten Seite des Kolbens (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) eine aus dem Druckmittelraum (21) herausführende Kolbenstange (22) angeordnet ist, dessen äußeres Kolbenstangenende (5) mit einer Feder (4) hublagebegrenzt in Wirkverbindung steht,

- daß zur Realisierung des Arbeitsschutzes bei Stromabschaltung der Presse zwischen dem Druckmittelraum (21) und dem Servoventil (2) ein mittels eines Wegeventils (17) steuerbares und vom Druckbegrenzungsventil (18) druckabhängiges Cartridge-Ventil (16) angeordnet ist,

- daß als Doppelblechkontrolle und Überlastsicherung des Blechhalters und Ziehstößels ein mit dem Hydraulikkreislauf zwischen Druckmittelraum (21) und Druckmittelbehälter in Wirkverbindung stehendes Druckbegrenzungsventil (8) angeordnet ist, das mit einem Wegeventil (7) sowie einem Ventil (10) und in an sich bekannter Weise mit einem Cartridge-Ventil (11) wirkverbunden ist.