DE1096749B

DE1096749B - Control for hydraulic presses

Info

Publication number: DE1096749B
Application number: DEM26810A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Pahnke
Original assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Priority date: 1955-04-12
Filing date: 1955-04-12
Publication date: 1961-01-05

Description

Steuerung für hydraulische Pressen Bei hydraulischen Pressen, insbesondere Schmiedepressen, muß der Preßstempel zeitweise verhältnismäßig große Hübe in langsamer Folge und zeitweise kleine Hübe, sogenannte Schlichthübe, in sehr schneller Folge ausführen. Während die großen Hübe ohne Schwierigkeiten mittels einer Handsteuerung durchgeführt werden können, ist es schwierig, auch die kleinen Hübe von Hand zu steuern. Selbst unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Hilfssteuerung werden, insbesondere bei großen Pressen, die von Hand auszuübenden Kräfte und die Schaltwege für die Steuerung so groß, daß der Bedienende schnell ermüdet.Control for hydraulic presses For hydraulic presses, in particular Forging presses, the ram must at times have relatively large strokes in slower Sequence and, at times, small strokes, so-called finishing strokes, in very rapid succession carry out. During the long strokes without difficulty using a hand control can be performed, it is difficult to do even the small strokes by hand steer. Even with the interposition of a hydraulic auxiliary control, especially with large presses, the forces to be exerted by hand and the switching travel so large for the control that the operator tires quickly.

Es sind daher bereits Steuerungen bekanntgeworden, durch die der Preßstempel während der Schlichtarbeiten selbsttätig gesteuert wird. Bei einem bekannten Pressenantrieb werden zu diesem Zweck durch einen mit gleichbleibender Drehzahl umlaufenden Elektromotor die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile für den hydraulischen Antrieb bestimmt. Da jedoch der Hub der Presse je nach dem auftretenden Arbeitswiderstand verschieden groß ausfällt, ist wegen der bei dem Elektromotor gegebenen rein zeitlichen Steuerung kein genaues Arbeiten der Presse gewährleistet.There are therefore already known controls through which the ram is controlled automatically during finishing work. In a known press drive are used for this purpose by an electric motor rotating at a constant speed determines the opening and closing times of the valves for the hydraulic drive. However, since the stroke of the press varies depending on the work resistance that occurs is large, is because of the purely time control given with the electric motor precise work of the press is not guaranteed.

Bei einer anderen bekannten Pressensteuerung mit einer Handsteuerung für die Preßstempelbewegungen und einer selbsttätigen Steuerung für kleine Hübe des Preßstempels werden diese kleinen Schlichthübe mit Hilfe von Schaltern gesteuert, die durch auf einem vom Preßstempel angetriebenen Träger sitzende Anschläge betätigt werden. Diese Steuerung arbeitet bei richtiger Einstellung der Anschläge zwar sehr genau, hat aber verschiedene Nachteile, deren wesentlichste darin bestehen, daß bei jedem Übergang von selbsttätiger Steuerung zur Handsteuerung diese Anschläge gegeneinander verstellt und bei jedem Übergang von der Handsteuerung zur selbsttätigen Steuerung erneut auf einen dem gewünschten Schlichthub entsprechenden Abstand zueinander eingestellt werden müssen, und daß der Träger dieser Anschläge ständig an den Bewegungen des Preßstempels teilnimmt.In another known press control with a manual control for the ram movements and an automatic control for small strokes of the ram, these small finishing strokes are controlled with the help of switches, actuated by stops seated on a carrier driven by the ram will. This control works very well if the stops are set correctly exactly, but has several disadvantages, the most important of which is that these stops at every transition from automatic control to manual control adjusted against each other and at every transition from manual control to automatic Control again to a distance from one another that corresponds to the desired finishing stroke must be adjusted, and that the wearer of these stops constantly on the movements of the ram takes part.

Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, einerseits die Einstellung der Anschläge für die kurzen Hübe unabhängig von dem Umschaltvorgang von Handsteuerung auf Kurzhubsteuerung und umgekehrt zu machen, andererseits den Träger für die Anschläge so auszubilden, daß die Einstellung der Anschläge am ruhenden Träger erfolgen kann, und daß die Einstellung der Anschläge selbst ohne Einfluß auf den Preßhub während der Handsteuerung bleibt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Anschlagträger über eine Schaltkupplung mit der Preßstempelbewegung an beliebiger Stelle des Preßhubes kuppelbar ist. Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die Bewegungen des Anschlagträgers von einer mit dem Preßstempel verbundenen Zahnstange über Zahnräder abgeleitet werden und in der Übertragung eine hydraulisch steuerbare Kupplung vorgesehen ist, wobei es sich empfiehlt, in diese Übertragung eine Übersetzung einzuschalten, durch die die Bewegungen der mit dem Preßstempel verbundenen Zahnstange vergrößert auf den Anschlagträger übertragen werden. Diese gegenüber den Preßstempelbewegungen vergrößerten Bewegungen des Anschlagträgers ermöglichen eine genauere Einstellbarkeit der Anschläge. Vorteilhaft ist für die Handsteuerung und für die selbsttätige Steuerung je ein besonderer Hilfsantrieb vorgesehen, die mittels gemeinsam hydraulisch angetriebener Wechselkupplungen mit der Hauptsteuerwelle kuppelbar sind, wobei die Wechselkupplung für den Hilfsantrieb der selbsttätigen Steuerung gemeinsam mit der hydraulisch geschalteten Kupplung des Anschlagträgers ein- und ausschaltbar ist.The aim of the invention is, on the one hand, the setting of the stops for the short strokes regardless of the manual control switching process to make on short-stroke control and vice versa, on the other hand, the carrier for the stops to be designed in such a way that the stops can be adjusted on the stationary carrier, and that the setting of the stops itself has no effect on the pressing stroke during the hand control remains. This is achieved according to the invention in that the stop carrier Via a clutch with the press ram movement at any point of the press stroke can be coupled. A particularly simple and advantageous embodiment of the invention arises when the movements of the stop support from one with the ram connected rack can be derived via gears and in the transmission a hydraulically controllable clutch is provided, it is recommended in this Transmission to switch on a translation, through which the movements of the with the Transfer ram connected to the rack enlarged on the stop carrier will. These movements of the stop support, which are larger than the movements of the press ram enable the stops to be adjusted more precisely. Is beneficial for the Manual control and a special auxiliary drive each for the automatic control provided, which by means of jointly hydraulically driven interchangeable clutches with the main control shaft can be coupled, the interchangeable coupling for the auxiliary drive the automatic control together with the hydraulically switched clutch of the stop bracket can be switched on and off.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on the drawing, in which an embodiment is shown, explained in more detail.

In einem Zylinder 1 ist der Preßkolben 2 verschiebbar, der der Einfachheit halber als Differentialkolben mit konstantem Rückzug dargestellt ist. Der Kolben 2 ist mit einem Preßstempel 3 fest verbunden. An dem Preßstempel 3 ist eine Zahnstange 4 befestigt, in die ein Zahnrad 5 eingreift. Das Zahnrad 5 kann mittels einer Kupplung 6, die durch einen Kölben 7 entgegen der Kraft einer Feder 8 einrückbar ist, mit einem Zahnrad g gekuppelt werden, das in eine Zahnstange 10 eingreift. Die Zahnräder 5 und 9 und die Verzahnungen der Zahnstangen 4 und 10 können so ausgeführt sein, daß die Bewegungen der Zahnstange 4 vergrößert auf die Zahnstange 10 übertragen werden. Mit der Zahnstange 10 ist eine Stange 11 verbunden, die als Träger für zwei auf ihm verschiebbare und an beliebiger Stelle feststelibäre Anschläge 12, 13 dient. Diese Anschläge 11 und 12 betätigen den Schalthebel des Umschaltventils 39 beim Arbeiten der Presse mit kurzem Hub. -Eine von einer Druckmittelquelle kommende Leitung 14 ist einerseits über eine Leitung 15 an den unteren Raum des Zylinders 1 angeschlossen und andererseits über eine Leitung 16 mit einem Ventil 17 verbunden. Durch Öffnen des Ventils 17 kann Druckflüssigkeit über eine Leitung 18 und den Gehäuseraum eines Ventils 19 in eine Leitung 20 weitergeleitet werden, die an dein oheren Raum des Zylinders 1 angeschlossen ist. Durch Öffnen des Ventils 19 kann die Leitung 20 mit einer Rücklaufleitung 21 verbunden werden. Die Ventile 17 und 19 werden durch je eine -Stoßstange, die an den- Enden eines auf einer drehbar gelagerten Welle 22 angeordneten, doppelarmigen Hebels 23 befestigt sind, wechselweise geöffnet und geschlossen. Wenn also das Ventil 17 geöffnet ist, so ist das Ventil 19 geschlossen und umgekehrt.In a cylinder 1, the plunger 2 is displaceable, which for the sake of simplicity is shown as a differential piston with constant retraction. The piston 2 is firmly connected to a ram 3. A toothed rack 4, in which a toothed wheel 5 engages, is attached to the ram 3. The gearwheel 5 can be coupled to a gearwheel g, which engages in a toothed rack 10, by means of a coupling 6, which can be engaged by a piston 7 against the force of a spring 8. The gears 5 and 9 and the teeth of the racks 4 and 10 can be designed so that the movements of the rack 4 are transferred to the rack 10 in an enlarged manner. A rod 11 is connected to the rack 10 and serves as a carrier for two stops 12, 13 which can be displaced on it and can be fixed at any point. These stops 11 and 12 actuate the switching lever of the switching valve 39 when the press is working with a short stroke. A line 14 coming from a pressure medium source is connected on the one hand to the lower space of the cylinder 1 via a line 15 and on the other hand connected to a valve 17 via a line 16. By opening the valve 17, pressure fluid can be passed on via a line 18 and the housing space of a valve 19 into a line 20 which is connected to the upper space of the cylinder 1. By opening the valve 19, the line 20 can be connected to a return line 21 . The valves 17 and 19 are each opened and closed alternately by a push rod attached to the ends of a double-armed lever 23 arranged on a rotatably mounted shaft 22. So when the valve 17 is open, the valve 19 is closed and vice versa.

Bei geschlossenem Venti1.17 gelangt Druckflüssigkeit aus der Leitung 14 über die Leitung 15 in den Zylinder 1. Infolgedessen wird der Kolben 2 mit dem Preßstempe13 zurückgezogen. Die dabei von dem Kolben 2 aus dem oberen Raum des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Leitung 20 und das geöffnete Ventil 19 in die Rücklaufleitung 21. Ist das Ventil 19 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet, so wirkt die über die Leitung 14 zugeführte Druckflüssigkeit außer über die Leitung 15 auf die untere Fläche des Kolbens 2 auch über die Leitungen 16, 18, 20 auf die wesentlich größere, obere Fläche des Kolbens 2. Infolgedessen werden nunmehr der Kolben 2 und der Preßstempel3 mit erheblichem Druck abwärts bewegt. Die dabei aus dem unteren Raum des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Leitungen 15, 16, 18, 20 in den oberen Zylinderraum, so daß aus der Leitung 14 eine entsprechend kleinere Flüssigkeitsmenge entnommen wird.When the valve 1.17 is closed, pressure fluid flows from the line 14 via the line 15 into the cylinder 1. As a result, the piston 2 is withdrawn with the press ram13. The fluid displaced by the piston 2 from the upper space of the cylinder 1 reaches the return line 21 via the line 20 and the opened valve 19. If the valve 19 is closed and the valve 17 is open, the pressure fluid supplied via the line 14 acts except via the line 15 on the lower surface of the piston 2 also via the lines 16, 18, 20 on the much larger, upper surface of the piston 2. As a result, the piston 2 and the ram 3 are now moved downwards with considerable pressure. The liquid displaced from the lower space of the cylinder 1 passes through the lines 15, 16, 18, 20 into the upper cylinder space, so that a correspondingly smaller amount of liquid is withdrawn from the line 14.

Ein Ende der Welle 22 kann über eine steuerbare Kupplung 24 mit einer Welle 25 gekuppelt werden, auf der ein Hebel 26 befestigt ist, an dem ein Hilfskolben 27 angreift. Das andere Ende der Welle 22 kann über eine steuerbare Kupplung 28 mit einer Welle 29 gekuppelt werden, auf der ein Hebel 30 sitzt, an dem ein Hilfskolben 31 angreift. Die beiden Kupplungen 24, 28 stehen über ein Gestänge 32 mit einander derart in Verbindung, daß beim Einrücken der einen Kupplung jeweils die andere Kupplung ausgerückt wird. Dabei ist Vorsorge getroffen, daß sich während des Ein- und Ausrückens nicht beide Kupplungen gleichzeitig im Eingriff befinden. Das Gestänge 32 kann mittels eines Kolbens 33 entgegen der Kraft einer Feder 34 betätigt werden.One end of the shaft 22 can be coupled via a controllable coupling 24 to a shaft 25 on which a lever 26 is attached, on which an auxiliary piston 27 engages. The other end of the shaft 22 can be coupled via a controllable coupling 28 to a shaft 29 on which a lever 30 sits, on which an auxiliary piston 31 engages. The two clutches 24, 28 are connected to one another via a linkage 32 in such a way that when one clutch is engaged, the other clutch is disengaged. Care has been taken that both clutches are not engaged at the same time during engagement and disengagement. The linkage 32 can be actuated by means of a piston 33 against the force of a spring 34.

Die Kolben 7 und 33 für die Steuerung der Kupplungen 6 und 24, 28 sind an eine gemeinsame Zuleitung 35 angeschlossen, die mittels eines Steuerventils 36 wahlweise mit einer an die Leitung 16 angeschlossenen Druckleitung 37 oder einer zu der Rückleitung 21 führenden Leitung 38 verbunden werden können. Das Steuerventil 36 dient dazu, die selbsttätige Steuerung für die Ausführung kurzer Pressenhübe ein- und auszuschalten. Es ist mit dem handgesteuerten Umschaltventil 42 derart verriegelt, daß beim Einschalten der selbsttätigen Steuerung zuerst das handgesteuerte Umschaltventil 42 zwangsweise so verstellt wird, daß die Welle 22 mit dem Doppelhebel 23 in eine Stellung gebracht wird, in der das Ventil 19 -geöffnet und somit der hydraulischeKolben2 auf Rückzüg geschaltet ist, bevor die Leitung 35 zu den Kolben 7, 33 mit der Druckleitung 37 verbunden wird.The pistons 7 and 33 for controlling the clutches 6 and 24, 28 are connected to a common supply line 35, which can be optionally connected to a pressure line 37 connected to the line 16 or a line 38 leading to the return line 21 by means of a control valve 36 . The control valve 36 is used to switch the automatic control for the execution of short press strokes on and off. It is locked with the manually controlled switching valve 42 such that when the automatic control is switched on, the manually controlled switching valve 42 is forcibly adjusted so that the shaft 22 with the double lever 23 is brought into a position in which the valve 19 is opened and thus the hydraulic piston 2 is switched to retraction before the line 35 to the pistons 7, 33 is connected to the pressure line 37.

Durch die Anschläge 12, 13 wird ein mit einer Sprungschaltung ausgerüstetes Umschaltventil 39 beeinflußt, das die wechselseitige Beaufschlagung des Hilfskolbens 31 mit Druckflüssigkeit steuert. Dabei werden eine mit der Druckleitung 37 verbundene Leitung 40 und eine zu der Rückleitung 38 führende Leitung 41 in der erforderlichen Weise mit den zu dem Hilfskolben 31 führenden Leitungen verbunden. Für das Steuern der Presse von Hand ist ein mittels eines Handhebels steuerbares Umschaltventil 42 vorgesehen, das in gleicher Weise die Druckleitung 37 und die Rückleitung 38 mit den zu dem Hilfskolben 27 führenden Leitungen verbindet.The stops 12, 13 influence a switching valve 39 which is equipped with a snap-action circuit and controls the reciprocal loading of the auxiliary piston 31 with hydraulic fluid. A line 40 connected to the pressure line 37 and a line 41 leading to the return line 38 are connected in the required manner to the lines leading to the auxiliary piston 31. To control the press by hand, a switching valve 42 which can be controlled by means of a hand lever is provided, which in the same way connects the pressure line 37 and the return line 38 to the lines leading to the auxiliary piston 27.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerung ist folgende: Es sei angenommen, daß sich die durch die Kolben 7 und 33 gesteuerten Kupplungen in der in der Zeichnung dargestellten Lage befinden. In diesem Falle ist nur die Kupplung 24 eingerückt. Durch das von Hand zu betätigende Umschaltventil 42 kann der Hilfskolben 27 wahlweise auf der einen oder anderen Seite mit Druckmittel beaufschlagt werden, so daß über die eingerückte Kupplung 24 entweder das Ventil 17 oder das Ventil 19 geöffnet wird. Auf diese Weise kann der Kolben 2 der Presse abwärts bewegt oder zurückgezogen werden.The mode of operation of the control described is as follows: It is assumed that the clutches controlled by the pistons 7 and 33 are in the position shown in the drawing. In this case only the clutch 24 is engaged. By means of the manually operated switchover valve 42, the auxiliary piston 27 can optionally be acted upon with pressure medium on one side or the other, so that either the valve 17 or the valve 19 is opened via the engaged clutch 24. In this way the piston 2 of the press can be moved downwards or withdrawn.

Soll nun im Anschluß an mehrere große Hübe der Presse eine Mehrzahl von kleinen Hüben durchgeführt werden, so werden mittels des von Hand zu verstellenden Steuerschiebers 36 die Kolben 7 und 33 mit Druckmittel beaufschlagt. Infolge der erwähnten Verriegelung erfolgt die Beaufschlagung erst, wenn sich die Hauptsteuerung in der Einstellung auf Rückzug des Preßkolbens 2 befindet. 'Unmittelbar bei Beginn des Rückzuges des - Kolbens 2 wird mittels des Kolbens 7 die Kupplung 6 eingerückt und so der Träger 11 für die Anschläge 12 und 13 mit dem Preßstempel3 gekuppelt.If a plurality of small strokes are to be carried out following several large strokes of the press, the pistons 7 and 33 are acted upon with pressure medium by means of the control slide 36, which can be adjusted by hand. As a result of the above-mentioned locking, the application only takes place when the main control is in the setting for retraction of the plunger 2. Immediately at the beginning of the retraction of the piston 2, the clutch 6 is engaged by means of the piston 7 and the carrier 11 for the stops 12 and 13 is thus coupled to the ram 3.

Gleichzeitig wird mittels des Kolbens 33 zunächst die Kupplung 24 ausgerückt und sodann die Kupplung 28 eingerückt. Jetzt ist die Welle 22 der Hauptsteuerung mit dem Hilfskolben 31 gekuppelt, so daß dieser beim Wirksamwerden des Anschlages 13 beim Rückzug des Preßstempels 3 durch das mit Sprungschaltung ausgerüstete Umschaltventil 39 umgesteuert wird. Auf diese Weise wird das Ventil 19 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet, so daß nunmehr der Kolben 2 im Sinne einer Abwärtsbewegung des Preßstempels 3 beaufschlagt wird. Bei der Abwärtsbewegung trifft der Anschlag 12 auf den Hebel des Umschaltventils 39 und bewirkt so eine Umsteuerung des Hilfskolbens 31. Infolgedessen wird dann wieder das Ventil 17 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet und so der Kolben 2 der Presse auf Rückzug geschaltet. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich, so daß der Preßstempe13 in der gewünschten Weise mit durch den gegenseitigen Abstand der Anschläge 12, 13 bestimmten kurzen Hüben arbeitet.At the same time, the clutch 24 is first disengaged by means of the piston 33 and then the clutch 28 is engaged. Now the shaft 22 of the main control is coupled to the auxiliary piston 31, so that this is reversed by the switching valve 39 equipped with snap action when the stop 13 becomes effective when the ram 3 is withdrawn. In this way, the valve 19 is closed and the valve 17 is opened, so that now the piston 2 is acted upon in the sense of a downward movement of the ram 3. During the downward movement, the stop 12 hits the lever of the switching valve 39 and thus reverses the auxiliary piston 31. As a result, the valve 17 is then closed again and the valve 19 opened and the piston 2 of the press switched to retraction. The process described is repeated so that the Preßstempe13 works in the desired manner with short strokes determined by the mutual spacing of the stops 12, 13.

Soll wieder auf Handsteuerung übergegangen werden, so wird das Steuerventil 36 in einem Zeitpunkt, in dem sich der Hilfskolben 31 in seiner Endstellung »Rückzug« befindet, zurückgeschaltet, so daß die Kupplungen 6 und 28 unter Wirkung der Federn 8 und 34 ausgerückt und die Kupplung 24 eingerückt werden. Die dabei von den Kolben 7 und 33 verdrängte Flüssigkeit fließt über die Leitung 35 und das Steuerventil 36 in die Rückleitung 38. Auf diese Weise gelangen die Kupplungen 6 und 24, 28 wieder in die dargestellte Lage, so daß die Steuerung wieder für Handbetätigung bereit ist.If manual control is to take place again, the control valve 36 is switched back at a point in time at which the auxiliary piston 31 is in its end position "retraction", so that the clutches 6 and 28 are disengaged under the action of the springs 8 and 34 and the clutch 24 are indented. The liquid displaced by the pistons 7 and 33 flows via the line 35 and the control valve 36 into the return line 38. In this way, the clutches 6 and 24, 28 return to the position shown so that the control is again ready for manual operation .

Bei dem Ausführungsbeispiel ist als Träger der Anschläge 12, 13 eine an einer Zahnstange 10 befestigte Stange 11 vorgesehen, die über Zahnräder mit einer an dem Preßstempel 3 befestigten Zahnstange 4 gekuppelt ist. Die Verbindung des Anschlagträgers mit dem Preßstempel3 kann auch in anderer Weise durchgeführt werden. Beispielsweise können Hebelübertragungen vorgesehen werden. Auch kann als Anschlagträger eine runde Scheibe vorgesehen sein, auf deren Umfang verstellbare Anschläge angeordnet sind. Wichtig für die Durchführung der Erfindung ist in jedem Falle, daß ein die Anschläge aufweisender, besonderer Träger vorgesehen ist, der bei beliebiger Stellung des Preßstempels mit diesem über eine Kupplung verbunden und von diesem getrennt werden kann.In the exemplary embodiment, a rod 11 fastened to a toothed rack 10 is provided as a support for the stops 12, 13 and is coupled via toothed wheels to a toothed rack 4 fastened to the ram 3. The connection of the stop support with the ram 3 can also be carried out in another way. For example, lever transmissions can be provided. A round disk can also be provided as a stop carrier, on the circumference of which adjustable stops are arranged. In any case, it is important for the implementation of the invention that a special carrier is provided which has the stops and which can be connected to and separated from the press ram in any position of the press ram via a coupling.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control for hydraulic presses with a manual control for the press ram movements and with an automatic control for small strokes of the press ram by a carrier driven by the press ram with adjustable stops, characterized in that the stop carrier (10, 11) has a clutch (6) can be coupled with the ram movement at any point on the press stroke.

2. Control according to claim 1, characterized in that the movement of the ram (3) enlarged by a translation is passed on to the carrier (10, 11) .

3. Control according to claims 1 and 2 with hydraulic auxiliary drive of the main control, characterized in that a manually controlled switching valve (42) and an automatic switching valve (39) each control a special auxiliary drive (27 or 31) and the auxiliary drives by means of jointly hydraulically driven Change-over couplings (24 or 28) can be coupled to the main control shaft (22), the change-over coupling (28) for the auxiliary drive (31) controlled by the automatic changeover valve (39 ) together with the hydraulically switched coupling (6) of the stop carrier (10, 11) can be switched on and off. Documents considered: German Patent No. 685 5173-USA.-Patent No. 2,350,217; "Industrie-Anzeiger, Essen", Volume 77, No. 24 of March 25, 1955, p. 7.