DE1153996B

DE1153996B - Torque compensation for hydraulic presses loaded on one side

Info

Publication number: DE1153996B
Application number: DEW18525A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Weitzel
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik M B H; Wagner und Cie AG
Current assignee: Werkzeugmaschinenfabrik M B H; Wagner und Cie AG
Priority date: 1956-02-25
Filing date: 1956-02-25
Publication date: 1963-09-05

Description

Momentenausgleich für einseitig belastete hydraulische Pressen Gegenstand der Erfindung ist ein Momentenausgleich für einseitig belastete hydraulische Pressen.Torque compensation for hydraulic presses loaded on one side of the invention is a torque compensation for hydraulic presses loaded on one side.

Bei einseitiger Belastung hydraulischer Pressen, das heißt bei Preßvorgängen, bei welchen die Resultierende der Preßwiderstände nicht in der Wirkungslinie der Resultierenden der Preßkräfte liegt, wurden die am beweglichen Querhaupt auftretenden Drehmomente bisher in den meisten Fällen von den Führungen des Pressengestells aufgenommen. Die Säulen bzw. der Pressenständer mußten dabei wegen der zusätzlichen Biegebeanspruchung unverhältnismäßig schwer gestaltet werden. Außerdem traten an den Führungen starke Pressungen, großer Verschleiß und hoher Bewegungswiderstand auf, so daß durch die einseitige Belastung nicht nur konstruktive, sondern auch betriebsmäßige Beeinträchtigungen auftraten.In the case of one-sided loading of hydraulic presses, i.e. in the case of pressing processes, in which the resultant of the pressing resistances is not in the line of action of the Resultant of the pressing forces were those occurring on the moving crosshead Torques have so far been absorbed by the guides of the press frame in most cases. The columns or the press frame had to be there because of the additional bending stress be made disproportionately difficult. In addition, there were strong ones at the guides Pressures, great wear and tear and high resistance to movement, so that through the one-sided stress not only structural, but also operational impairments occurred.

Es sind Maschinen bekanntgeworden, bei denen ein Momentenausgleich dadurch angestrebt wurde, daß man den Rückzugzylinder einseitig anordnete und bei Ausübung des Preßdruckes mit dem Preßzylinder kurzschloß. Eine Entlastung des Gestells von Biegebeanspruchungen kann durch diese Anordnung nur erreicht werden, wenn Momentengleichgewicht herrscht, das heißt, wenn der Preßwiderstand an einer ganz bestimmten Stelle angreift, deren Lage durch die Preßkraft, die Rückzugskraft und deren Abstand voneinander gegeben ist. Es handelt sich hierbei also um reine Einzweckmaschinen.Machines have become known in which a torque compensation The aim was to arrange the retraction cylinder on one side and at Exercising the pressing pressure short-circuited with the press cylinder. A relief of the frame of bending stresses can only be achieved with this arrangement if there is equilibrium of moments prevails, that is, when the pressure resistance acts at a very specific point, their position by the pressing force, the retraction force and their distance from one another given is. These are pure single-purpose machines.

Zum selbsttätigen Ausgleich unsymmetrischer Belastungen sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen besondere Ausgleichszylinder vorgesehen sind. Die Druckräume dieser Zylinder stehen so miteinander in Verbindung, daß die aus dem einen Ausgleichszylinder durch die Bewegung des beweglichen Querhauptes verdrängte Flüssigkeit den in bezug auf den Preßzylinder gegenüberliegenden Ausgleichszylinder im Sinne der Bewegung des beweglichen Querhauptes beaufschlagt. Diese konstruktiv aufwendigen Einrichtungen haben den Nachteil, daß eine ausgleichende Kraft erst dann wirksam wird, wenn infolge der exzentrischen Belastung eine gewisse Schrägstellung des beweglichen Querhauptes erfolgt ist, das heißt, wenn in den Ausgleichszylindern ein entsprechender Druckanstieg stattgefunden hat. Das, was vermieden werden soll, ist also erst Voraussetzung für die Wirksamkeit, und dementsprechend werden die Nachteile der exzentrischen Belastung nicht in ausreichender Weise beseitigt. Darüber hinaus kann es beim Ausgleich der Schrägstellung des beweglichen Querhauptes zu Pendelungen kommen, die aus dem Wechsel der Reibungsverhältnisse an den Führungen, dem sogenannten stick-slip, herrühren und besonders nachteilige Wirkungen haben.There are facilities for the automatic compensation of asymmetrical loads became known, in which special compensating cylinders are provided. The pressure rooms these cylinders are connected to one another in such a way that the one compensating cylinder displaced by the movement of the movable crosshead liquid related to on the balancing cylinder opposite the balancing cylinder in terms of movement applied to the movable crosshead. These structurally complex facilities have the disadvantage that a compensating force only becomes effective when as a result the eccentric load a certain inclination of the movable crosshead has occurred, that is, when there is a corresponding increase in pressure in the compensating cylinders has taken place. What is to be avoided is therefore only a prerequisite for the effectiveness, and accordingly the disadvantages of the eccentric loading not adequately eliminated. In addition, it can help balance the Inclination of the movable crosshead causes oscillations that result from the change the friction conditions on the guides, the so-called stick-slip, originate and have particularly adverse effects.

Die erwähnten Nachteile der selbsttätigen Ausgleichseinrichtungen, die im wesentlichen eine Folge der Kompressibilität des Druckmittels und der Elastizität der Leitungen usw. sind, versuchte man schon dadurch zu vermeiden, daß in die belasteten Ausgleichsräume selbsttätig zusätzlich Druckmittel eingespeist wird. Die selbsttätige Betätigung des hierfür erforderlichen Ausgleichssteuerschiebers setzt aber ebenfalls wieder erst eine gewisse Schrägstellung des beweglichen Querhauptes voraus. Außerdem hängt das zusätzlich einzuspeisende Druckmittelvolumen von zahlreichen variablen Einflüssen ab, so daß ein den Aufwand rechtfertigendes Ergebnis auch hierdurch nicht erzielt wird.The mentioned disadvantages of the automatic compensation devices, which is essentially a consequence of the compressibility of the pressure medium and the elasticity of the lines etc. are, one tried to avoid that into the loaded Compensating spaces are automatically fed in additional pressure medium. The automatic However, actuation of the compensating control slide required for this also sets again only a certain inclination of the movable crosshead ahead. aside from that the additional pressure medium volume to be fed depends on numerous variables Influences, so that a result that justifies the effort is not achieved either is achieved.

Demgegenüber ermöglicht die Erfindung einen Momentenausgleich exzentrisch belasteter hydraulischer Pressen, der konstruktiv sehr einfach ist, schädliche Beanspruchungen, Verformungen, Führungsabnutzungen usw. sowie ein Schrägstellen oder Pendeln des beweglichen Querhauptes vermeidet und an universell verwendbaren Pressen, auch mit beliebiger und veränderhcher Außernnittigkeit der Belastung anwendbar ist. Erreicht wird dies dadurch, daß bei mit mindestens einem Preßzylinder und zwei Rückzugzylindern versehenen Pressen vor Beginn des Preßvorganges nach Maßgabe der zu erwartenden exzentrischen Belastung die Druckmittelleitung desjenigen Rückzugzylinders, der in bezug auf die Preßzylindermitte dem Angriffspunkt des Preßwiderstandes gegenüberliegt, während des Preßvorgangs einen von dem im Preßzylinder herrschenden hydraulischen Druck verschiedenen, dem auszugleichenden Moment entsprechenden Druck erhält, während der andere Rückzugzylinder unbeeinflußt bleibt. Zur einfachen Anpassung derPresse an verschiedene und/oderwährend des Preßvorganges veränderliche Exzentrizitäten bzw. Preßwiderstände ist es dabei zweckmäßig, die Drücke für die Preßzylinder und Rückzugzylinder durch je eine gesonderte Kraftquelle zu erzeugen und den Druck der Rückzugzylinder regelbar zu machen.In contrast, the invention enables an eccentric torque compensation loaded hydraulic press, which is structurally very simple, harmful loads, Deformations, guide wear, etc. as well as inclination or oscillation of the movable crosshead and on universally usable presses, also with arbitrary and variable external roughness of the load is applicable. Achieved this is done in that with at least one press cylinder and two retraction cylinders provided presses before the start of the pressing process in accordance with the expected eccentric load the pressure medium line of that retraction cylinder that with respect to the center of the press cylinder is opposite the point of application of the press resistance, during the pressing process one of the hydraulic ones prevailing in the press cylinder Pressure receives different pressure corresponding to the moment to be compensated, while the other retraction cylinder remains unaffected. For easy adjustment of the press to different and / or variable eccentricities during the pressing process or press resistances, it is useful to set the pressures for the press cylinder and To generate the retraction cylinder by a separate power source and the pressure of the To make retraction cylinder controllable.

Die Steuerung wird nach der Erfindung vorteilhaft so gestaltet, daß sie sowohl für normalen Betrieb, das heißt zentrisches Arbeiten, als auch für exzentrisches Arbeiten benutzt werden kann, wobei in beiden Fällen der Rückzug des beweglichen Querhauptes durch gleichzeitiges' Beaufschlagen der Rückzugplunger erfolgt.The control is advantageously designed according to the invention so that they are used for normal operation, i.e. centric work, as well as for eccentric work Work can be used, in both cases the retraction of the movable Crosshead takes place by simultaneous' acting on the retreat plunger.

Eine Presse mit einem Preßzylinder und zwei Rückzugszylindern ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung schematisch dargestellt.A press with a press cylinder and two retraction cylinders is shown schematically as an embodiment of the invention in the drawing.

An dem nur angedeuteten beweglichen Pressenquerhaupt 1 sind der Preßplunger 2 und die beiden Rückzugplunger 3, 4 befestigt. Der Preßzylinder 5 steht über die Preßölleitung 6 mit dem Preßsteuerschieber 7 in Verbindung. Der mit dem Handhebel 8 verschiebbare Steuerkolben 9 verbindet je nach seiner Stellung die Preßölleitung 6 über die durch ein überdruckventil 10 gesicherte Leitung 11 mit :der aus dem Ölbehälter 12 saugenden Preßpumpe 13 oder über die Abölleitungen 14, 23 mit dem Ölbehälter 12. Von den Rückzugzylindem 15,16 führen die Rückzugleitungen 17, 18 zu dem Wahlschieber 19, dessen Steuerkolben 20 je nach Stellung des Handhebels 21 entweder die Rückzugleitungen 17 und 18 mit der Verbindungsleitung 22 oder die Rückzugleitung 17 oder 18 mit der Abölleitung 23 verbindet. Der Rückzugschieber 24 stellt je nach der Lage des durch den Handhebel 25 verschiebbaren Steuerkolbens 26 eine Verbindung mit der Abölleitung 23 oder mit der von der Rückzugpumpe 27 aus dem Ölbehälter 12 gespeisten Druckleitung 28 her. Die Druckleitung 28 ist über ein Regulierventil 29 mit dem Ölbehälter 12 verbunden. Das Regulierventil 29 ist ein gewichtsbelastetesVentil, dessen Belastung durch Verschieben des Gewichtes 30 auf dem Hebelarm 31 mittels des winkelförmigen Handhebels 32 verändert werden kann. Am Handhebel 32 ist ein über eine Feder 33 abgestützter Kolben 34 angelenkt, der in einem mit der Druckleitung 28 verbundenen Zylinder 35 verschiebbar ist. Die Vorspannung der Feder 33 kann durch ein Handrad 36 mittels einer Gewindespindel 37 eingestellt werden. 38 ist die um das Maß exzentrisch am beweglichen Querhaupt 1 angreifende Resultierende des Preßwiderstandes.The press plunger 2 and the two retraction plungers 3, 4 are attached to the movable press crosshead 1 , which is only indicated. The press cylinder 5 is connected to the press control slide 7 via the press oil line 6. The control piston 9, which can be moved with the hand lever 8, connects, depending on its position, the press oil line 6 via the line 11 secured by a pressure relief valve 10 with: the press pump 13 sucking out of the oil tank 12 or via the oil lines 14, 23 with the oil tank 12. From the retraction cylinders 15, 16 lead the retraction lines 17, 18 to the selector slide 19, the control piston 20 of which connects either the retraction lines 17 and 18 with the connecting line 22 or the retraction line 17 or 18 with the drainage line 23, depending on the position of the hand lever 21. Depending on the position of the control piston 26, which can be displaced by the hand lever 25, the retraction slide 24 establishes a connection with the drain line 23 or with the pressure line 28 fed from the oil container 12 by the retraction pump 27. The pressure line 28 is connected to the oil container 12 via a regulating valve 29 . The regulating valve 29 is a weight-loaded valve, the load of which can be changed by moving the weight 30 on the lever arm 31 by means of the angled hand lever 32. A piston 34 supported by a spring 33 is articulated on the hand lever 32 and is displaceable in a cylinder 35 connected to the pressure line 28. The preload of the spring 33 can be adjusted by a hand wheel 36 by means of a threaded spindle 37. 38 is the resultant of the pressing resistance which acts eccentrically on the movable crosshead 1 by the amount.

Die Wirkungsweise ist folgende: In. der dargestellten Lage der Steuerkolben fördert die Preßpumpe 13 über die Leitungen 11, 6 Preßöl in den Preßzylinder 5. Die beiden Rückzugzylinder 15, 16 sind über die Rückzugleitungen 17, 18, die Verbindungsleitung 22 und die Abölleitung 23 mit dem Ölbehälter 12 verbunden. Die von der Rückzugpumpe 27 gespeiste Druckleitung 28 ist vom Steuerkolben 26 gesperrt, so daß @dasgeförderte Öl über das Regulierventil 29 in den Ölbehälter 12 zurückfließt. Das bewegliche Querhaupt 1 geht zur tlberwindung eines symmetrischen Preßwiderstandes nach unten, wobei das Öl aus den Rückzugzylindern 15, 16 in den Ölbehälter 12 gedrängt wird. Nach Beendigung das Preßvorganges werden dieIHandhebel 8 und 25 nach ihinks geschwenkt. Der Steuerkolben 9 verbindet den Preßzylinder 5 über die Preßölleitung 6 und die Abölleitungen 14, 23 mit dem Ölbehälter 12 und verschließt gleichzeitig die Leitung 11, so daß das überdruckventil 10 öffnet und das von der Preßpumpe 13 geförderte Öl in den Ölbehälter 12 abfließen läßt. Der Steuerkolben 26 verbindet die Druckleitung 28 über die Verbindungsleitung 22 mit den beiden Rückzugleitungen 17,18. Die beiden Rückzugplunger 3, 4 wenden gleichmäßig beaufschlagt, und das bewegliche Querhaupt 1 bewegt sich nach oben.The mode of action is as follows: In. the position of the control piston shown, the press pump 13 conveys press oil into the press cylinder 5 via the lines 11, 6. The pressure line 28 fed by the retraction pump 27 is blocked by the control piston 26 so that the pumped oil flows back into the oil container 12 via the regulating valve 29. The movable crosshead 1 goes down to overcome a symmetrical pressing resistance, the oil being forced out of the retraction cylinders 15, 16 into the oil container 12. After completion of the pressing process, the hand levers 8 and 25 are pivoted to the left. The control piston 9 connects the press cylinder 5 via the press oil line 6 and the oil lines 14, 23 with the oil container 12 and at the same time closes the line 11 so that the pressure relief valve 10 opens and the oil delivered by the press pump 13 allows the oil to flow into the oil container 12. The control piston 26 connects the pressure line 28 via the connecting line 22 to the two retraction lines 17, 18. The two retraction plugs 3, 4 turn when they are acted on evenly, and the movable crosshead 1 moves upwards.

Werden Teile gepreßt, bei denen der Preßwiderstand exzentrisch angreift, wie durch den Pfeil 38 angedeutet ist, so erhält der Handhebel 8 die dargestellte Lage. Der Handhebel 25 wird nach links, d. h. in Rückzugsstellung geschwenkt, und der Handhebel 21 wird ebenfalls nach links verstellt. Der Preßplunger 2 wird dadurch wie oben erwähnt beaufschlagt. Durch die geänderte Stellung der Steuerkolben 20 und 26 wird jetzt jedoch der linke Rückzugsplunger 4 über die Rückzugleitung 18, die Verbindungsleitung 22 und die Druckleitung 28 von der Rückzugpumpe 27 beaufschlagt. Gleichzeitig ist der rechte Rückzugzylinder 15 über die Rückzugleitung 17 und die Abölleitung 23 mit dem Ölbehälter 12 verbunden. Das bewegliche Querhaupt 1 bewegt sich gegen den Druck im linken Rückzugzylinder 16 nach unten. Dabei wird das Regulierventil 29 durch Verschieben des Gewichtes 30 mit dem Handhebel 32 der exzentrischen Belastung entsprechend nach einer Tabelle oder einem Diagramm so eingestellt, daß das Moment aus der Rückzugkraft und dem Abstand der Plunger 2 und 4 gleich ist dem Moment aus dem Verformungswiderstand 38 und der Exzentrizität e.If parts are pressed in which the pressing resistance acts eccentrically, as indicated by the arrow 38, the hand lever 8 is in the position shown. The hand lever 25 is pivoted to the left, ie in the retracted position, and the hand lever 21 is also moved to the left. The plunger 2 is thereby acted upon as mentioned above. Due to the changed position of the control pistons 20 and 26, however, the left retraction plunger 4 is now acted upon by the retraction pump 27 via the retraction line 18, the connecting line 22 and the pressure line 28. At the same time, the right retraction cylinder 15 is connected to the oil container 12 via the retraction line 17 and the drainage line 23. The movable crosshead 1 moves downward against the pressure in the left retraction cylinder 16. The regulating valve 29 is adjusted by moving the weight 30 with the hand lever 32 of the eccentric load according to a table or a diagram so that the moment from the retraction force and the distance between the plungers 2 and 4 is equal to the moment from the deformation resistance 38 and the eccentricity e.

Bei Druckanstieg in der Leitung 28 geht der Kolben 34 nach oben, wodurch sich das Gewicht 30 auf dem Hebel 31 nach links verschiebt. Die Belastung des Regulierventils 29 wird geringer, so daß es weiter öffnet, bis der von der Spannung der Feder 33 abhängige Gleichgewichtszustand erreicht ist.When the pressure in the line 28 increases, the piston 34 goes up, whereby the weight 30 on the lever 31 moves to the left. The load on the regulating valve 29 is reduced so that it continues to open until the state of equilibrium dependent on the tension of the spring 33 is reached.

Zum Rückzug wird der Handhebel 8 nach links gelegt und der Handhebel 21 wieder in die dargestellte Mittellage gebracht, der Rückzug erfolgt dann wie bei symmetrischer Belastung.To retract, the hand lever 8 is placed to the left and the hand lever 21 brought back into the center position shown, the withdrawal then takes place as with symmetrical loading.

Liegt der unsymmetrische Preßwiderstand links vom Preßzylinder 5, so wird der Handhebel 21 beim Pressen nach rechts verstellt, so daß der rechte Rückzugplunger 3 mit Drucköl von der Rückzugpumpe 27 beaufschlagt wird, während der linke Rückzugzylinder 16 mit der Abölleitung 23 verbunden wird.If the asymmetrical pressing resistance is to the left of the pressing cylinder 5, so the hand lever 21 is adjusted to the right when pressing, so that the right retraction clutch 3 is acted upon with pressure oil from the retraction pump 27, while the left retraction cylinder 16 is connected to the drain line 23.

Die Presse kann bei symmetrischer Belastung auch so verwendet werden, daß zur Einstellung der Preßkraft während des Preßvorganges beide Rückzugplunger gleichmäßig mit Drucköl beaufschlagt werden und eine Gegenkraft ausüben.If the load is symmetrical, the press can also be used that to adjust the pressing force during the pressing process, both retraction plugs evenly pressurized oil and exert a counterforce.

Ohne an der Erfindung etwas zu ändern, können statt einzelner Preß- und Rückzugzylinder auch Zylindergruppen verwendet werden. Statt des im Beispiel dargestellten Regulierventils können auch alle anderen bekannten Mittel zur Beeinflussung des Flüssigkeitsstromes Anwendung finden. Statt der Handsteuerung lassen sich auch durch Servo-Motoren oder elektrisch betätigte Steuerorgane einsetzen. Ebenso kann die Einstellung des Gegenmomentes selbsttätig erfolgen.Without changing anything in the invention, instead of individual pressing and retraction cylinders, groups of cylinders can also be used. Instead of the example The regulating valve shown can also use any other known means of influencing of the liquid flow are used. Instead of manual control, you can also use by servo motors or electrically operated control elements. Likewise can the counter-torque is set automatically.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for torque compensation eccentrically loaded hydraulic presses provided with at least one press cylinder and two retraction cylinders, characterized in that before the start of the pressing process, depending on the expected eccentric load, the pressure medium line of that retraction cylinder which is the point of application of the pressing resistance in relation to the center of the press cylinder opposite, during the pressing process receives a pressure different from the hydraulic pressure prevailing in the press cylinder and corresponding to the torque to be compensated, while the other retraction cylinder remains unaffected.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the pressures for the press cylinder (5) and retraction cylinder (15, 16) are generated by a separate power source (13, 27).

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that that the pressure in the retraction cylinders (15, 16) is adjustable and during the pressing process is adjustable.

4. Device according to spoke 1 to 3, characterized in that the control of the press of a slide (7) for controlling the pressure medium for the press cylinder, a slide (24) for uniformly controlling the pressure medium for both retraction cylinders, and also a selector slide (19 ) for switching off the retraction (3) on the side of the pressure resistance center of gravity (38) and switching on the retraction (4) on the opposite side. In. References considered: French Patent Nos. 1096 338, 1097 283; U.S. Patent Nos. 2,283,447, 2,302132.