DE1627940B - Überlastungssicherung fur Spindel schlagpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastungs- so großes Arbeitsvermögen auf, daß beim Prellsicherung für Spindelschlagpressen, insbesondere mit schlag, bei dem die gesamte Energie als Verformung einem geteilten Pressengestell, das durch vor- der Presse aufgezehrt wird, die zulässigen Belastungespannte Zuganker zusammengehalten wird. gen erheblich überschritten werden können.

Bei Spindelschlagpressen ist es bekannt, zur Be- 5 Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, grenzung des in die Spindel eingeleiteten Dreh- eine betriebssichere Überlastungssicherung für Spinmomentes und damit der maximalen Belastung des delschlagpressen zu schaffen, die die Schlagkraft Pressengestells das Schwungrad geteilt auszuführen. einer Spindelschlagpresse dadurch begrenzt, daß Ein Teil des Schwungrades ist dabei nur kraftschlüs- nach dem Erreichen bzw. Überschreiten einer über sig über eine Rutschkupplung mit der Spindel ver- io eine Vorspannung einstellbaren Nennkraft der weibunden und rutscht beim Überschreiten des maximal tere Kraftanstieg bei Zufuhr weiterer Energie mögübertragbaren Drehmomentes durch. Die Nachteile liehst gering ist.

dieser Anordnung bestehen darin, daß die in dem Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer

beweglichen Teil des Schwungrades gespeicherte Überlastsicherung für Spindelschlagpressen mit Energie beim Rutschen in Wärme — d. h. in Ver- 15 einem geteilten Pressengestell, das durch vorge-Iustenergie — umgesetzt wird und daß das Dreh- spannte Zuganker gehalten wird, dadurch gelöst, daß moment, bei dem das Rutschen beginnt, im Betrieb im Kraftfluß der Spindelpresse ein oder mehrere hynur mit erheblichen Schwierigkeiten eingestellt draulische Polster angeordnet sind, die vollständig mit werden kann. Außerdem ist die Größe dieses Dreh- Hydraulikflüssigkeit gefüllt und unter Last abgemomentes sehr stark von Reibwerten der Rutsch- 20 schlossen sind, wie bei Pressen bekannt (schweizekupplung abhängig. Durch Eindringen von Schmutz rische Patentschrift 359 359), und dadurch, daß die kann die Rutschkupplung erst bei höheren Dreh- Federkonstante dieses oder dieser Polster möglichst momenten ansprechen, während eingedrungenes Öl gering ist.
die erreichbaren Drehmomente stark herabsetzt. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung

Ferner ist es bei Exzenterpressen bekannt, in den 25 besteht somit im wesentlichen darin, die Federzahl Kraftfluß hydraulische Überlastungssicherungen ein- nach Abheben der Teile des geteilten Pressengestells zuschalten. Diese sind bei bekannten Pressen nicht nur kleiner als die Gesamtfederzahl der Presse zwischen den Antriebsgliedern und dem Stößel oder vor dem Abheben (vor der Spaltbildung) zu machen, bei geteilten Pressengestellen zwischen den Zug- was an sich immer zutrifft, sondern durch ein in allen ankermuttern und dem Pressengestell angeordnet. 30 Betriebszuständen der Presse (Vorspannung, Normal-Die Wirkungsweise dieser hydraulischen Über- last, Überlast) im gleichen Sinne wie die Zuganker lastungssicherungen besteht darin, daß ein unter Vor- wirkendes zusätzlich elastisches Mittel die Federzahl spannung stehendes ölvolumen beim Erreichen eines nach dem Abheben darüber hinaus wesentlich zu bestimmten Maximaldruckes ausströmt und dadurch verringern. Ein wesentlicher Fortschritt wäre schon eine Relativbewegung zwischen dem Kolben und 35 dann gegeben, wenn die Federzahl des hydraulischen dem Zylinder eines hydraulischen Kissens zuläßt. Polsters gleich der des Pressengestells (d. h. der Zug-Bei Exzenterpressen kann die Vorspannung des anker) wäre, weil die Gesamtfederzahl nach Abheben hydraulischen Kissens im Überlastungsfall vollstän- der Teile des Pressengestells dann immer kleiner ist dig aufgehoben werden, so daß der Pressenantrieb als wenn die Zuganker allein vorhanden wären, insbei ausreichendem Leerweg im Kissen praktisch ohne 40 besondere hat das elastische Mittel, d. h. das elasti-Gegenkraft durchlaufen kann, da diese Pressen einen sehe Polster, eine geringere Federzahl als das eindeutig definierten unteren Umkehrpunkt des Pressengestell.
Stößels aufweisen. Die erfindungsgemäße Lehre besteht auch darin,

Bei Spindelschlagpressen ist der untere Umkehr- daß die vermeintliche Einbuße an Spitzenkraft der punkt nicht festgelegt, deshalb muß das ausströ- 45 Presse wegen der Verringerung der Federzahl der mende Öl über ein Druckbegrenzungsventil aus- Presse durch hydraulische Polster durch Erhöhung strömen, damit die überschüssige Energie aufgezehrt der Vorspannung ausgeglichen wird,
werden kann. Dies bedeutet einen erheblichen Aus konstruktiven Gründen kann es erfindungs-

Energieverlust sowie eine unerwünschte Erwärmung. gemäß von Vorteil sein, daß die hydraulischen Außerdem bietet die Anwendung dieser bekannten 50 Polster zwischen dem Pressengestell und dem Zughydraulischen Überlastungssicherung bei Spindel- ankerende angeordnet sind. Die Vorspannung des schlagpressen keine ausreichende Sicherheit gegen Druckmittels kann dabei gleichzeitig zur Erzeugung Überlastung, da die bekannten Druckbegrenzungs- der Zugankervorspannung verwendet werden,
einrichtungen zu lange Ansprechzeiten aufweisen, Das hydraulische Polster kann auch bei Spindel-

wobei außerdem die Ansprechdrücke noch sehr stark 55 pressen mit ungeteiltem Gestell im Pressentisch unter von dem zeitlichen Verlauf des Druckanstieges ab- dem Werkzeugunterteil oder auch im Pressenstößel hängig sind. Es besteht die Gefahr, daß — bevor das oberhalb des Werkzeugoberteiles angeordnet sein. Druckbegrenzungsventil richtig anspricht — unzu- Die Vorspannung wird bei diesen Ausführungen lässig hohe Drücke auftreten, da die Druckanstiegs- zwischen dem Kolben und dem Tisch bzw. Stößel zeiten beim Prellschlag weniger als 30 ms betragen 60 abgefangen. Beim Überschreiten des Vorspanndrukkönnen. Dazu kommt noch, daß bei energiegebun- kes bewegt sich der Kolben, auf welchem sich das denen Maschinen, wie Spindelschlagpressen, im Werkzeug abstützt, relativ zum Tisch bzw. Stößel. Gegensatz zu den kraftgebundenen Maschinen eine Für das Druckverhalten gelten die gleichen Bedin-Überlastungssicherung viel häufiger zum Ansprechen gungen wie für das in der Zeichnungsbeschreibung kommt, so daß dadurch ein erheblicher Teil der 65 beschriebene Ausführungsbeispiel,
installierten Energie als Wärme in Verlustenergie Durch die Veränderung der Vorspannung des

umgesetzt wird. Insbesondere die für Schmiede- Druckmittels in der Überlastungssicherung kann die arbeiten ausgelegten Spindelschlagpressen weisen ein Nennkraft der Presse, die zweckmäßigerweise etwas

unter der zulässigen Höchstkraft liegt, auf einfache Weise eingestellt werden. Eine kleine Differenz zwischen der konstruktiv zulässigen Höchstkraft und der eingestellten Nennkraft ist notwendig, da das Druckmittel durch die elastische Kompression im Überlastungsfall einen leichten Druckanstieg erfährt. Durch die Wahl des geeigneten Druckmittels und die ausreichend große Volumenbemessung kann dieser Druckanstieg sehr klein gehalten werden.

Um eine ungewollte Veränderung des Vorspanndruckes z. B. durch Leckverluste zu verhindern, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen den Arbeitshüben der Vorspanndruck des Druckmittels durch eine an sich bekannte Einrichtung, bestehend aus einem Absperrventil und einem Druckbegrenzungsventil, kontrollierbar und korrigierbar ist.

Durch die Erfindung ist eine Überlastungssicherung für Spindelpressen geschaffen, die es gestattet, große Arbeitsvermögen zu installieren, wie sie zum Schmieden notwendig sind, ohne daß die Gefahr einer Überlastung des Pressengestells bei Prellschlägen besteht, und ohne daß dabei zu viel Energie vernichtet wird. Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, die ein beliebiges Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Spindelpresse mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Überlastungssicherung,

Fig.2 das Prinzip der neuen Überlastungssicherung und

F i g. 3 die Wirkungsweise der neuen Überlastungssicherung an Hand des Kraft-Weg-Diagramms.

Der Pressentisch 1 (Fig. 1) bildet zusammen mit den beiden Seitenständern 2 den unteren Gestellteil des geteilten Pressengestells. Das Kopfstück 3 ist durch die Zuganker 4 mit dem unteren Gestellteil verbunden. Die Zuganker 4 weisen an den unteren Enden die Zugankermuttern 5 auf.

An der Unterseite des Pressentisches 1 sind die beiden Zylinder 6 angebracht. Die diese Zylinder 6 abschließenden Kolben 7 sind auf den Zugankern 4 angeordnet und stützen sich gegen die Zugankermuttern 5 ab. Im Innern der Zylinder 6 befindet sich ein elastisches hydraulisches Polster. Dieses steht unter Druck, wodurch die für das geteilte Pressengestell erforderliche Vorspannkraft im Druckmittel und in den Teilen des Pressengestells aufgebracht wird. Die Kammer für das Druckmittel in den Zylindern 6 ist durch das Absperrventil 8 während des Arbeitshubes der Presse abgeschlossen.

Der Vorspanndruck in den Zylindern 6 wird mit der in F i g. 2 schematisch dargestellten Einrichtung erzeugt. Die Pumpe 9 fördert das Druckmittel mit dem an dem Druckbegrenzungsventil 10 einstellbaren Druck. Zur Füllung der Kammern in den Zylindern 6 mit dem Druckmittel vom vorbestimmten Druck wird das Absperrventil 8 in die Durchgangsstellung geschaltet. Nach erfolgter Füllung wird das Ventil 8 wieder geschlossen. Zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Vorspanndruckes in den Zylindern 6 kann in beliebigen Intervallen zwischen den Arbeitshüben das Ventil 8 kurzzeitig geöffnet werden. Damit wird der Druck in den Zylindern jeweils dem eingestellten Druck angeglichen.

Die Wirkungsweise geht aus dem in F i g. 3 dargestellten Diagramm hervor. Der steile Kurventeil 11 zeigt die Auffederung des vorgespannten Pressenrahmens mit steigender Preßkraft während des Abbaus der Vorspannung. Diese Linie wird als die Federkennlinie der Presse bezeichnet. Mit steigender Preßkraft wird die Spannung der Zuganker 4 und im Druckmittel des hydraulischen Polsters größer, währen die Vorspannung der Ständer 2 abnimmt. Erreicht die Preßkraft den Wert, bei dem die Ständervorspannung vollständig aufgehoben wird, so beeinflußt nur noch die Federzahl der Zuganker 4 und des Druckmittels in den Zylindern 6 den weiteren Anstieg der Auffederung. Die davon gemäß der Erfindung erzeugte Kennlinie ist ausgezogen und mit 12 bezeichnet. Diese Kennlinie 12 wird — abhängig vom Volumen des Druckmittels — so flach gewählt, daß bei weiterem Anstieg der Preßkraft ein großer Federweg auftritt. Damit ist gewährleistet, daß das gesamte überschüssige Arbeitsvermögen ohne nennenswerte Erhöhung der Kraft als Kompressionsenergie im Druckmittel gespeichert wird. Der Federweg führt dabei zum Auftreten eines Spaltes zwischen den Ständern 2 und dem Kopfstück 3. Nachdem das gesamte Arbeitsvermögen aufgebraucht ist, führt die in dem Druckmittel und in den Zugankern gespeicherte Energie bekannterweise zu einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Stößels. Die gespeicherte Energie' wird dadurch zum Teil wieder zurückgewonnen. . Die gestrichelte Linie 13 zeigt den Verlauf der Federkennlinie einer Presse, ohne die erfindungsgemäße Einrichtung, wenn die Presse so stark belastet wird, daß die vom Zuganker 4 zusammengedrückten Teile voneinander abheben.

Wie aus der Federkennlinie 13 hervorgeht, setzt sich diese ebenfalls aus zwei mit unterschiedlicher Steigung ansteigenden, linearen Teilstücken α und b zusammen. Der Schnittpunkt »p« der beiden Teilstücke α und b deutet die Stelle an, bei der die Vorspannung der gedrückten Teile aufgehoben ist und ein Abheben dieser Teile voneinander bei weiter ansteigender Kraft stattfindet. Mit »α« ist der Steigungswinkel des Teilstückes α bezeichnet, auf welchem die Vorspannkraft der gedrückten Teile in Abhängigkeit von der Preßkraft verringert wird. Mit »ß« ist der Steigungswinkel des Teilstückes b bezeichnet, in dessen Verlauf ein fortschreitendes Abheben der gedrückten Teile stattfindet.

Je größer die Differenz der beiden Winkel »α« und »/?« ist, um so wirkungsvoller wird ein Überlastungsschutz, der auf der Erfindung aufgebaut ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Überlastsicherung für Spindelschlagpresse^ insbesondere mit einem geteilten Pressengestell, das durch vorgespannte Zuganker zusammengehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfluß der Spindelpresse ein oder mehrere hydraulische Polster angeordnet sind, die vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und unter Last abgeschlossen sind, wie bei Pressen bekannt, und dadurch, daß die Federkonstante dieses oder dieser Polster möglichst gering ist.

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Polster zwischen dem Pressengestell und dem Zugankerende angeordnet sind.

3. Überlastsicherung für Spindelpressen mit einem geteilten Pressengestell, das durch hydraulisch vorgespannte Zuganker zusammengehalten wird, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Arbeitshüben

der Vorspanndruck des Druckmittels durch eine an sich bekannte Einrichtung, bestehend aus einem Absperrventil (8) und einem Druckbegrenzungsventil (10), kontrollierbar und korrigierbar ist. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen