DE1627324B1 - Hydraulisch betätigte Einrichtung zum Steuern von Öldruckstempeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Einrichtung zum Steuern von Öldruckstempeln, insbesondere für ein Niederhalten von mit einer Tafelschere zu schneidenden Blechen, bei der die Erzeugung des auf die Druckstempel wirkenden Öldruckes über einen mit der Antriebswelle der Tafelschere verbundenen Druckkolben erfolgt, der in einem Zylinder geführt ist, dessen Zylinderraum in eine Hochdruckkammer und eine Niederdruckkammer unterteilt ist, die durch eine Druckausgleichsbohrung miteinander zu verbinden sind. Diese Einrichtung ist nachstehend auch als Öldruckerzeuger bezeichnet.

Bei Tafelscheren zum Schneiden von Blechtafeln müssen die Blechtafeln unmittelbar vor und während des Schnittes auf einem Tisch festgehalten werden. Dafür werden Öldruckstempel benutzt, deren Beaufschlagung mit Öl durch einen gemeinsamen Öldruckerzeuger in Abhängigkeit von der Bewegung der Schere gesteuert wird. Diese Öldruckerzeuger sind so ausgebildet, daß sie einen Vorlauf vor der Bewegung der Tafelschere haben, so daß die Stempel das zu schneidende Blech bereits fest spannen, bevor der Trennvorgang des Schermessers einsetzt, während der Druck in den Stempeln unmittelbar bei Beendigung des Schneidvorganges fortfällt, damit das geschnittene Blech die Schere bei ihrem Aufwärtshub nicht behindert.

Dies wird bei einem bekannten Öldruckerzeuger (deutsche Patentschrift 1041766) durch die Anwendung einer Nockenscheibe erreicht, die auf der Antriebswelle für den Öldruckerzeuger und die Schere sitzt und mit einer Rolle zusammenwirkt, welche mit dem Druckkolben verbunden ist. Die Anwendung einer Nockenscheibe ist jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden, da die Nockenscheibe infolge der sehr hohen auftretenden Drücke und auf Grund ihrer Linienberührung mit der Rolle des Druckkolbens so stark beansprucht wird, daß sie wegen eines Verschleißes häufiger ausgewechselt werden muß. Dies beruht auch darauf, daß die Nockenscheibe steile Anlauf- und steile Ablaufflächen besitzen muß, damit der Öldruck sieh plötzlich aufbauen und abbauen kann. Die Nocken besitzen demzufolge kleine Übergangsradien, die einer besonders hohen Belastung und damit einem starken Verschleiß ausgesetzt sind.

Vorteilhafter ist deshalb eine Steuerung des Kolbens durch eine Pleuelstange mit Exzenter, da bei einem derartigen Antrieb im Vergleich zu der Linienberührung einer Nockenscheibe eine geringere Flächenpressung zwischen den Antriebselementen vorliegt. Die Anwendung eines Pleuels mit Exzenter erschien jedoch bisher- nicht möglich, da bei Verwendung von bekannten Öldruckerzeugern kein ausreichender Vorlauf gegenüber der Schere, d. h. kein ausreichend schneller Aufbau des Öldruckes zu erzielen war. Eine Vorverlegung des oberen Totpunktes · vom Kolben gegenüber dem Totpunkt der Schere ließ sich nicht durchführen, weil bei einer solchen Konstruktion ein zu früher Abbau des Öldruckes in der unteren Totpunktlage des Exzenters vom Öldruckerzeuger eintrat.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Öldruckerzeuger zu schaffen, welcher auf Grund seines Aufbaues eine stärkere Vorverlegung des oberen Totpunktes vom Druckkolben in bezug auf die Bewegung der Schere zuläßt, so daß als Antrieb ein Pleuel mit Exzenter Anwendung .findem kann, welcher frei ist von den Nachteilen, die mit einem Nockenscheibenantrieb verbunden sind.

Gemäß der Erfindung wurde eine Lösung dieser Aufgaben darin gefunden, daß der Druckkolben topfförmig ausgebildet und auf einem in dem Zylinder angeordneten Innenkolben geführt ist, der die Hochdruckkammer von der Niederdruckkammer trennt, und daß die Druckausgleichsbohrung an der Wand des mit einem Rückschlagventil im Boden versehenen Innenkolbens angeordnet ist und oberhalb des unteren Randes des sich in unterer Totpunktlage befindlichen Druckkolbens liegt.

Bei dieser Anordnung wird der Hochdruck nicht bereits in der unteren Totpunktlage des Kolbens zu Beginn seiner Aufwärtsbewegung wieder abgebaut, sondern erst nachdem der Kolben auf seinem Saughub einen in seiner Größe vorher bestimmbaren Weg nach oben zu seinem oberen Totpunkt zurückgelegt hat. Es besteht dadurch die Möglichkeit, einen Öldruckerzeuger zu verwenden, dessen Druckkolben durch eine Pleuelstange und Exzenterscheibe kraftschlüssig mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die Exzenterseheibe zum Antrieb des Druckkolbens vorzugsweise zu einer Exzenterscheibe zum Antrieb der Tafelschere auf einer gemeinsamen Antriebswelle in Umlauf richtung vorgestellt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Öldruckerzeuger mit zwei Druckstempeln im Querschnitt und

Fig. 2 den Antrieb für den Öldruckerzeuger und die Tafelschere in der Seitenansicht bei schematischer Darstellung.

Der in der Zeichnung wiedergegebene Öldruckerzeuger besitzt ein Gehäuse 1, das bis etwa zwei Drittel seiner Höhe mit Öl 2 aufgefüllt ist.

In dem Gehäuse 1 steht ein Zylinder 3, in welchem ein topfförmiger Druckkolben 4 auf- und abbewegbar geführt ist. Der Druckkolben 4 ist durch einen Kolbenbolzen 5 mit einer Pleuelstange 6 verbunden. Die Pleuelstange 6 sitzt auf einer Exzenterscheibe 7, welche von einer Antriebswelle 8 getragen wird, die im Sinne des Pfeiles 9 umläuft.

In dem Boden des Druckkolbens 4 liegt ein Saugventil 10, welches beim Druckhub des Kolbens 4 eine Bohrung 11 absperrt, die die Kolbenkammer 12 mit der Ölkammer 13 verbindet.

In dem Zylinder 3 liegt ein als Innenkolben wirksamer Einsatz 14, der eine Hochdruckkammer 15 umschließt. Der Innenkolben 14 erstreckt sich in die Kolbenkammer 12. Der Boden des Innenkolbens 14 besitzt eine Bohrung 16, die durch ein Rückschlagventil 17 beim Saughub des Druckkolbens 4 abgesperrt wird.

• Etwa in halber Höhe des Innenkolbens 14 ist eine Druckausgleichsbohrung 18 in der Wand des Innenkolbens 14 angeordnet, welche die Hochdruckkammer 15 mit der ringförmigen Niederdruckkammer 19 verbindet. Oberhalb dieser Druckausgleichsbohrung 18 ist in dem Zylinder 3 eine Druckausgleichsbohrung 20 angeordnet, welche die ringförmige Niederdruckkammer 19 mit der Ölkammer 13 verbindet, wenn sich der Druckkolben 4 in seiner oberen Totpunktlage befindet. Die Niederdruckkammer 19 ist außerdem durch eine Bohrung 21 mit der Ölkammer 13 verbunden, welche mit einem Saugventil 22 versehen ist.

Dieses Saugventil 22 gibt die Bohrung 21 frei, wenn der Kolben 4 seinen Saughub ausführt bzw. nach oben gezogen wird. Außerdem ist die Niederdruckkammer 19 durch eine Bohrung 23 mit der Ölkammer 13 verbunden, in welcher ein Überdruckventil 24 für die Einstellung des Niederdruckes liegt. Das Überdruckventil 24 besitzt einen Kolben, welcher von einer Feder 25 beaufschlagt wird, deren Vorspannung durch eine Stellschraube 26 einstellbar ist. ίο

Die Hochdruckkammer 15 ist über einen Kanal 27 mit der Niederdruckkammer 19 verbunden, in welchem ein Sperrventil 28 liegt. Mit der Ölkammer 13 ist die Hochdruckkammer 15 über einen Kanal 29 verbunden. Von diesem Kanal 29 führt eine Nebenleitung 30 ab. Die Nebenleitung 30 wird abgesperrt durch ein kombiniertes Überdruck- und Speicherventil 31, dessen Kolben unter dem Druck einer Feder 32 steht, deren Vorspannung durch eine Stellschraube 33 einstellbar ist.

An die Hochdruckkammer 15 und das Gehäuse 1 ist ein Verbindungskanal 34 angeschlossen, durch das das Drucköl nach Druckstempeln 35 geleitet wird. Die Druckstempel 35 besitzen einen unter Federspannung stehenden Kolben, mit dessen Schaft 36 ein Tafelblech 37 auf einem Tisch 38 niederzuhalten ist, wenn das Blech durch eine in F i g. 2 gezeigte Tafelschere 39 geschnitten werden soll.

Der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß der Messerschlitten 39 der Tafelschere mit der Messerleiste 40 ebenfalls durch eine zweite Pleuelstange 41 in eine auf- und abwärtsgerichtete Bewegung zu versetzen ist. Die Pleuelstange 41 ist dafür endseitig drehbeweglich durch einen Bolzen 42 mit einer Rippe 43 des Messerschlittens der Tafelschere verbunden. Das andere Ende der Pleuelstange 41 sitzt auf einer Exzenterscheibe 45, die von der Antriebswelle 8 getragen wird. Der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß die Pleuelstange 6 bzw. der Exzenter 7 für den Druckkolben 4 gegenüber der Pleuelstange 41 bzw. dem Exzenter 45 zum Antrieb des Messerschlittens 39 der Tafelschere auf der Welle 7 vorgestellt ist. Daraus ergibt sich, daß der Druckkolben 4 seine untere Totpunktlage erreicht und bereits wieder angehoben wird, bevor der Messerschlitten 39 seine untere Totpunktlage eingenommen hat. Es ergibt sich damit folgende Arbeitsweise:

Bei seiner Abwärtsbewegung aus der oberen Totpunktlage verschließt der Kolben 4 zunächst die Ausgleichsbohrung 20 und verdrängt danach zunächst Öl über die Ausgleichsbohrung 18 in die Hochdruckkammer 15 und außerdem Öl aus der Niederdruckkammer 19 über das Sperrventil 28 in die Hochdruckkammer 15 sowie aus der Kolbenkammer 12 über das Rückschlagventil 17 durch die Bohrung 16 in die Hochdruckkammer 15, aus welcher das Öl über die Verbindungsleitung 34 in die Druckkammern der Druckstempel 35 strömt. Hierbei steht zunächst noch die Niederdruckkammer 19 über die Druckausgleichsbohrung 18 in direkter Verbindung mit der Hochdruckkammer 15. Sobald die Druckstempel 35 bzw. 36 aufsetzen und das Blech 37 auf den Tisch 38 drücken, ist die Vorfüllung beendet, d. h., die Stempel können die gesamte, vom Druckkolben 4 verdrängte Ölmenge nicht mehr aufnehmen. Das überschüssige Drucköl fließt deshalb über das Überdruckventil 24 in die Ölkammer 13 ab. Während einer weiteren Abwärtsbewegung bzw. einem Fortschreiten des Druckhubes wird vom Kolben 4 die Druckausgleichsbohrung 18 abgesperrt. Das aus. der Kolbenkammer 12 über das Rückschlagventil 17 verdrängte Öl kann dadurch nicht mehr aus der Hochdruckkammer 15 in die Niederdruckkammer 19 entweichen, zumal das in dieser Richtung wirksame Sperrventil 28 auch den Kanal 27 absperrt. Das aus der Kolbenkammer 12 verdrängte Öl muß deshalb seinen Weg über das Rückschlagventil 17 und durch die Hochdruckkammer 15 zum kombinierten Speicher- und Überdruckventil 31 nehmen, das auf Hochdruck eingestellt ist. Dieses Ventil 31 öffnet, wenn der durch die Vorspannung der Feder 32 einstellbare Hochdruck erreicht ist, so daß weiterhin überschüssiges Öl über die Nebenleitung 30 in die Ölkammer 13 ausströmen kann. Zuvor wird jedoch ein Speichervolumen an Öl in einer Speicherkammer 46 angesammelt, da der Kolben 31 den Weg über die Nebenleitung 30 erst freigibt, nachdem er sich um ein größeres Ausmaß, d. h. um die Höhe »H« der Speicherkammer 46 vom Kanal 29 abgehoben hat. Die Höhe »H« und damit die Größe der Speicherkammer 46 entspricht dem Abstand der oberen Mündung des Kanals 29 von der Unterkante der Nebenleitung 30.

Hat der Druckkolben 4 seinen unteren Totpunkt erreicht, so wird bei dem nachfolgenden Beginn des Saughubes bzw. der Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 4 zunächst das sich in der Hochdruckkammer 15 und in dem Verbindungskanal 34 befindliche Öl durch den Speicher des kombinierten Überdruck- und Speicherventils 31 unter Hochdruck gehalten, da das Rückschlagventil 17 und das Sperrventil 28 einen Rückfluß in die Kolbenkammer 12 oder die Niederdruckkammer 19 verhindern. Während dieses Abschnittes der Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 4 führt der Messerschlitten infolge der Vorstellung der Exzenterscheibe 7 zu der Exzenterscheibe 45 noch eine Abwärtsbewegung durch, so daß also die Druckstempel 35 das Blech 37 noch fest auf dem Tisch 38 einspannen, obwohl sich der Druckkolben 4 bereits in seiner Aufwärtsbewegung befindet.

Gibt der Druckkolben 4 die Druckausgleichsbohrung 18 frei, so entspannt sich das Ölvolumen durch Öffnen des Überdruckventils 24. Gleichzeitig findet ein Auffüllen der sich wieder vergrößernden Niederdruckkammer 19 über das Saugventil 22 statt und der sich vergrößernden Kolbenkammer 12 über das geöffnete Saugventil 10. Durch eine weitere Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 4 wird die zweite Ausgleichsbohrung 20 freigegeben, so daß ein völliger Druckabbau und Volumenausgleich in allen Ölkammern und Kanälen eintritt.

Der vom Öldruckerzeuger aufgebaute Hochdruck wird somit nicht bereits in der unteren Totpunktlage des Exzenters 7 abgebaut, sondern erst wesentlich später, d. h., nachdem der Druckkolben 4 sich im Verlaufe seines Saughubes so weit nach oben bewegt hat, bis die Druckausgleichsbohrung 18 freigegeben ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch betätigte Einrichtung zum Steuern von Öldruckstempeln, insbesondere für ein Niederhalten von mit einer Tafelschere zu schneidenden Blechen, bei der die Erzeugung des auf die Druckstempel wirkenden Öldruckes über

einen mit der Antriebswelle der Tafelschere verbundenen Druckkolben erfolgt, der in einem Zylinder geführt ist, dessen Zylinderraum in eine Hochdrackkammer und eine Niederdruckkammer unterteilt ist, die durch eine Druckausgleichsbohrung miteinander zu verbinden sind, dadurch, gekennzeichnet, daß der Druckkolben (4) topffönnig ausgebildet und auf einem in dem Zylinder (3) angeordneten Innenkolben

(14) geführt ist, welcher die Hochdruckkammer

(15) von der Niederdruckkammer (19) trennt, und daß die Druckausgleichsbohrung (18) an der Wand des mit einem Rückschlagventil (17) im Boden versehenen Innenkolbens (14) angeordnet ist und oberhalb des unteren Randes des sich in unterer Totpunktlage befindlichen Druckkolbens (4) liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (3) eine Ausgleichsbohrung (20), oberhalb der Druckausgleichsbohrung (18) von der Hoch- und Niederdruckkammer (15, 19) liegend, angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckkammer (15) mit einem Speicherventil (31) versehen ist, das erst nach Ansammlung einer vorgegebenen und unter Hochdruck stehenden Ölspeichermenge öffnet.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (4) durch eine Pleuelstange (6) und Exzenterscheibe (7) kraftschlüssig mit der Antriebswelle (8) der Tafelschere (39) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen