DE1502282A1 - Spindelpressen mit hydraulischem Antrieb - Google Patents

Description

Spindelpressen mit hydraulischem Antrieb

Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit an die Spindel angeschlossenem Schlitten und hydraulischem Antriebsmotor, der auf ein an die Spindel angeschlossenes Antriebszahnrad arbeitet.

Üblicherweise ist der Motor über einen hydraulischen Steuerkreis an eine Pumpe angeschlossen. Im Steuerkreis sind dem Pressenschlitten über Endanschläge oder Endschalter auf mechanischem oder elektromagnetischem Wege betätigte Ventile oder Steuerschieber angeordnet, die für die Umsteuerung auf Arbeitshub und Rückhub des Pressenschlittens sorgen. Diese Umsteuerung ist beanspruchungsmäßig sehr hart. Man hat daher bei den bekannten hydraulisch angetriebenen Spindelpressen das als Schwungscheibe wirkende Antriebszahnrad über eine Rutschkupplung an die Spindel angeschlossen, um so zu verhindern, daß beim Pressenechlag auf die Zähne des Zahnrades und von letzterem auf die Spindel übermäßige Beanspruchungen ausgeübt werden. Solche Rutsohkupplungen sind nicht nur aufwendig und lassen

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im übrigen bzgl. der angestrebten Betriebssicherheit zu wünschen übrig, sondern haben auch den Nachteil, daß sie beim Durchrutschen der Kupplung im Reibbelag vernichtete Energie nutzlos verlorengeht (brit. Patentschrift 590 89I).

Es ist weiter bekannt, zur Steuerung der Hubhöhe und damit der Schlagenergie der Presse die erwähnten Endanschläge oder Endschalter längs der Schlittenführung höhenverstellbar anzuordnen. Das hat aber den Nachteil, daß eine Änderung der Schlagenergie zugleich auch eine Änderung der Hubzeit bedingt (brit. Patentschrift 590 891, österr. Patentschrift 211 130). Es ist auch bekannt, die Schlagenergie über die Schlittengeschwindigkeit zu steuern oder zu regeln und hierzu die Schlittengeschwindigkeit mit Hilfe von Tachodynamos zu messen und das von diesen abgegebene elektrische Meßsignal nach entsprechender Verstärkung für die Steuerung von beispielsweise druckluftbetätigten Bremsen zu verwenden, die an jeder Stelle des Pressenhubes wirksam werden können (Literaturstelle "Industrieanzeiger") . Statt derartiger Bremsen kann auch insbes. zur Abbremsung des Rückhubes bei Pressen mit schweren Pressenschlitten mit sogenannter Gegensteuerung der Presse gearbeitet werden. Dazu ist es bei Reibscheiben-Spindelpressen ■■ bekannt, die normalerweise die Spindel zum Arbeitshub antreibende Arbeitsreibscheibe während des Pressenrücklaufes kurzzeitig mit der Mittelscheibe in Eingriff zu bringen und letztere auf diese Weise im erforderlichen Umfang abzubremsen (Literaturstelle "Maschinenmarkt").

Bei diesen bekannten Maßnahmen wird die überschüssige Energie beim Bremsvorgang vernichtet. Um dies zu vermeiden, ist bei Reibscheiben-Spindelpressen bereits der Vorschlag bekannt ge-

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worden, auf die Arbeitsreibscheibe zu verzichten und für den Arbietshub einen die Spindel antreibenden, mechanischen oder pneumatischen Kraftspeicher vorzusehen, der während des durch nur noch eine motorbetriebene, an der Mittelscheibe aigreifende Reibscheibe in üblicher Weise bewirkten RUckhubes gespannt wird (brit. Patentschrift 907 353).

Schließlich ist es bekannt, zum Ausgleich des Gewichtes insbes. schwerer Pressenschlitten zwischen dem Pressengestell und dem Schlitten wirkende Zylinder-Kolbenanordnung/ vorzusehen, in deren ZyIInderräumen sich während des Arbeitshubes Druckluftkissen bilden, die den Rückhub des Schlittens einleiten und so zur Verringerung der vom Antrieb aufzubringenden Beschleunigungskräfte beitragen (deutsche Patentschrift 683 784).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse mit den eingangs genannten Merkmalen so auszubilden, daß ohne Energieverluste bei Schlag- und Umkehrpunkt des Schlittens übermäßige Beanspruchungen des Antriebszahnrades und der Spindel mit Sicherheit vermeiden werden und die Pressenenergie im Arbeite- wie im Rückhub ohne Energieverlust nach Wunsch gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Antriebsmotor vor Erreichen der oberen und unteren Endlage der Bewegung des Schlittens umsteuerbar ist, und dem Antriebsmotor ein Druckspeicher zugeordnet ist, der als Energiespeicher für die in der Schwungmasse der Presse enthaltene Energie ausgelegt ist.

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Durch die Umsteuerung des Motors vorr Erreichen der unteren Schlittenendlage treten beim Pressenschlag nur noch geringfügige Beanspruchungen an den Zähnen des Antriebszahnrades auf, da zu diesem Zeitpunkt der Motor bereits voll umgesteuert ist, also bis zum Pressenschlag entgegen seiner Antreibskraft nur noch vom Antriebszahnrad mitgenommen wird. Aber auch vom Antriebszahnrad werden nur noch geringe Beanspruchungen auf die Spindel ausgeübt, weil das Antriebszahnrad nicht mehr als Schwungscheibe mit hoher Speieherenergie ausgebildet zu sein braucht, sondern die sonst in der Schwungscheibe enthaltene Energie nun dem Betragen nach unschwer im Druckspeicher gespeichert werden kann. Das ermöglicht nicht nur eine besonders schnell arbeitende Presse, sondern es sind auch keine Rutschkupplungen oder dgl. Sicherheitseinrichtungen zwischen dem Antriebszahnrad und der Spindel mehr erforderlich, so daß die durch solche Rutschkupplungen gebildete Quelle von EnergieVerlusten entfällt. Weiter ermöglicht die Urn&teuerung des an den Druckspeicher angeschlossenen Motors vor Erreichen der Schlittenendlage in einfacher Weise eine Steuerung der Energie von Arbeite- und Rückhub, da der Motor nach der Umsteuerung als Bremse für den Schlitten wirkt, dabei jedoch bezüglich des Druckspeichers als Pumpe arbeitet, so daß die abgebremste Bewegungsenergie voll in den Druckspeicher überführt wird und keine Energie verlorengeht. Die Energie, und insbes. die Schlagenergie der Presse kann dabei allein durch geeignete Wahl des Zeitpunktes der Motorumsteuerung vor dem Pressensohlag gesteuert werden, wobei sich im übrigen der Vorteil praktisch gleicher Hubzeiten für minimale und maximale Schlagenergie ergibt. Im Ergebnis ermöglicht d£e Erfindung den Aufbau einer Presse,, die bei einfachem konstruktiven Aufbau

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bezüglich des Antriebes und in einfachster Weise einstellbarer Schlagenergie mit praktisch keinen Energieverlusten arbeitet, wobei die den Motor antreibende Pumpe nur auf die wegen der präfcisch fehlenden Energieverluste verhältnismäßig kleine mittlere Antriebsleistung ausgelegt zu sein braucht.

Im einzelnen kann der hydraulische Antriebsmotor als Rundläufer, insbes. Schnelläufer ausgebildet sein, der mittels Ritzel auf das Antriebszahnrad arbeitet. Er kann aber auch als Zylinder-Kolbenanordnung ausgebildet sein, die mit einer Zahn- f stange am Antriebszahnrad angreift. Der Portfall der Rutschkupplung ermöglicht die bevorzugte Ausführungsform, daß das Antriebszahnrad auf die Spindel starr aufgesetzt ist. Weiter kann die Anordnung vorteilhaft so getroffen werden, daß der Antriebsmotor zugleich als Bremse für den Rückhub ausgebildet ist, indem er als Pumpe auf den Druckspeicher arbeitet, was sich insbes. für Pressen mit abwärts erfolgendem Rückhub und schwerem Pressenschlitten empfiehlt. Dabei kann man in der Druckmittelleitung des Antriebsmotors, auf die dieser beim Bremsen als Pumpe arbeitet, eine Drossel vorsehen und diese so wählen oder gestalten, daß durch die Drossel zugleich die Stellung des Schlittens beim Rüokhub fixiert wird.

Die Umsteuerung kann bei der erfindungsgemäßen Spindelpresse auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Ausführungsform, die sich durch Einfachheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Umsteuerung des Antriebsmotors eine an der Presse angebrachte Endschalterbatterie vorgesehen ist, deren einzelne Endschalter derart einstellbar sind, daß nach überfahren des voreingestellten Endschalters ein Impuls, der den Steuerschieber des Antriebsmotors umschaltet, gegeben wird. Offenbar läßt

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sich durch Wahl eines geeigneten Endschalters der Zeitpunkt der Umsteuerung wählen. Um die Beschleunigungskräfte klein zu halten, und mit möglichst kleinem Antriebsmotor arbeiten zu können, und dabei das Leitungssystem optimal auszunutzen, geht ein weiterer Vorschlag der Erfindung dahin, im Pressenständer ansich bekannte hydraulische Ausgleichszylinderkolbenanordnungen anzuordnen, deren Plungerkolben mittels Schulterstück den Schlitten in Schlagrichtung drücken und deren Zylinder unmittelbar an die zum Antriebsmotor führende Druckmittelleitung angeschlossen sind. Hler können die Ausgleichszylinderkolbenanordnungen zusätzlich als Bremsen ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein AusfUhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert j es zeigen:

Pig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Spindelpresse von vorn und

Pig, 2 den hydraulischen Schaltplan für die erfindungsgemäße Spindelpresse.

Die in den Figuren dargestellte Spindelpresse besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Pressenständer 1 mit darin bewegtem Schlitten 2, der über den Rahmen 2a an die Spindel 3 angeschlossen ist. Auf die Spindel 3 arbeitet ein hydraulischer Antriebsmotor 4, dem das Druckmittel über einen Druckspeicher 13 (Pig. 2) zugeführt wird. Der Druckspeicher 13 wird kontinuierlich aufgeladen, was als an sich bekannte Maßnahme im einzelnen nicht der Beschreibung bedarf. Erfindungs-

BAD ORIGINAL

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gemäß 1st der Antriebsmotor 4 als sog. Schnelläufer ausgebildet, er arbeitet mit einem Motorritzel 5 auf ein an der Spindel angeschlossenes Antriebszahnrad 6. Dieses kann zur Aufnahme von Zusatzmassen eingerichtet sein. Dabei ist die Anordnung in staierungstechnischer Hinsicht (vgl. Pig. 2) so getroffen, daß der Antriebsmotor 4 kurz vor Einreichen der oberen und unteren Endlage E₁ bzw. Ep der Bewegung des Schlittens 2 umgesteuert wird. Das Antriebszahnrad 6 ist auf die Spindel 3 und das Ritzel 5 auf die Motorwelle starr ohne Kupplung oder Ausgleich aufgesetzt, was wegen der beschriebenen Umsteuerung möglich ist. Die Auslösung der Umsteuerung geschieht mittels Endschalter 7a, 7b ... Dazu ist an der Presse eine Endschalterbatterie 7a, 7b ... angebracht, deren Endschalter einzeln in Funktionsstellung gebracht werden können, so daß nach Überfahren des voreingestellten Endschalters ein Impuls entsteht, der den Steuerschieber des hydraulischen Steuersystems (Fig. 2) umschaltet. Hierdueh ergibt sich in der Motorrücklaufleitung ein Gegendruck durch Zurückpumpen des Öles in den Speicher, der Je nach Wirkdauer eine Energiedosierung bewirkt. Außerdem erfährt der Motor 4 und erfahren die Übertragungselemente eine Entlastung beim Umschalten. Der Rückhub und die Schlagerfolge der Presse werden sehr schnell eingeleitet, da schon ein Qegendrehmoment vorhanden ist, und die Berührungszeit zwischen den Werkzeugen 8, 9 ist sehr kurz. Im Pressenständer 1 ist links und rechts eine Ausgleichszylinderkolbeaanordnung 10 angeordnet, deren Plungerkolben 11 mittels Schulterstück 12 den Schlitten, den Rahmen 2a und damit in Schlagrichtung drüokt. Die Zylinder 10 sind unmittelbar an die zum Antriebsmotor führende, vom Speicher kommende Druck-

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mittelleitung angeschlossen und wirken zunächst als Beschleunigungszylinder, sie können auch als Bremsen ausgebildet sein.

Die beschriebene Presse kann offenbar auch gleichsam auf den Kopf gestellt werden, so daß Antriebszahnrad 6 und Motor 4 sich unterflur befinden.

Der hydraulische Schaltplan nach Fig. 2 ist mit den schon besprochenen Bezugszeichen unmittelbar verständlich. Der Kreislauf ist mit dem Hochdruckspeicher (Energieträger) 13 und einem Niedersruckspeicher 14 ausgerüstet. Der Hochdruck kommt von einer nicht gezeichneten, kontinuierlich arbeitenden Pumpe. Das Vorspannventil 15 und die Rückschlagventile 16 definieren bzw. halten den Niederdruck. Hierdurch wird bewirkt, daß keine Kavitation im gesamten Hydrauliksystem auftreten kann und Druckstöße vermieden werden.

Ansprüche s

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Spindelpresse mit an die Spindel angeschlossenem Schlitten und hydraulischem Antriebsmotor, der auf ein an die Spindel angeschlossene Antriebszahnrad arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor vor Erreichen der oberen und unteren Endlage der Bewegung des Schlittens umsteuerbar ist, und dem Antriebsmotor ein Druckspeicher zugeordnet ist, der als Energiespeicher für die in der Schwungmasse der Presse enthaltene Energie ausgelegt ist.

2. Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad auf die Spindel starr aufgesetzt ist.

j5. Spindelpresse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor zugleich als Bremse für den Rückhub ausgebildet 1st.

4. Spindelpresse nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß für die Umsteuerung des Antriebsmotors an der Presse eine Endschalterbatterie angebracht ist, deren Endschalter einzeln in Funktionsschaltung zu bringen sind und beim Überfahren einen Impuls erzeugen, der den Steuerschieber umschaltet.

5. Spindelpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Pressenständer an sich bekannte Ausgleichezylinderkolbenanordnungangeordnet sind, deren Plungerkolben mittels Schulterstück den Schlitten in Schlagrichtung drücken und daß deren Zylinder unmittelbar an die zum Antriebsmotor führende Druokmittelleitung angeschlossen sind und die zusätzlich als Bremse ausgebildet sein können.

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PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke __.

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