DE1627940C - Überlastungssicherung für Spindelschlagpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastungssicherung für Spindelschlagpressen, insbesondere mit einem geteilten Pressengestell, das durch vorgespannte Zuganker zusammengehalten wird.

■ Bei Spindelschlagpressen ist es bekannt, zur Begrenzung des in die Spindel eingeleiteten Drehmomentes und damit der maximalen Belastung des Pressengestells das Schwungrad geteilt auszuführen. Ein Teil des Schwungrades ist dabei nur kraftschlüssig über eine Rutschkupplung mit der Spindel verbunden und rutscht beim Überschreiten des maximal übertragbaren Drehmomentes durch. Die Nachteile dieser Anordnung bestehen darin, daß die in dem beweglichen Teil des Schwungrades gespeicherte Energie beim Rutschen in Wärme — d. h. in Verlustenergie — umgesetzt wird, und daß das Drehmoment, bei dem das Rutschen beginnt, im Betrieb nur mit . erheblichen Schwierigkeiten eingestellt werden kann. Außerdem ist die Größe dieses Drehmomentes sehr stark von Reibwerten der Rutschkupplung abhängig. Durch Eindringen von Schmutz kann die Rutschkupplung erst bei höheren Drehmomenten ansprechen, während eingedrungenes öl die erreichbaren Drehmomente stark herabsetzt.

Ferner ist es bei Exzenterpressen bekannt, in den Kraftfluß hydraulische Überlastungssicherungen einzuschalten. Diese sind bei bekannten Pressen zwischen den Antriebsgliedern und dem Stößel oder bei geteilten Pressengestellen zwischen den Zugankermuttern und dem Pressengestell angeordnet. Die Wirkungsweise dieser hydraulischen ·Überlastungssicherungen besteht darin, daß ein. unter Vorspannung stehendes Ölvolumen beim Erreichen eines bestimmten Maximaldruckes ausströmt und dadurch eine Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder eines hydraulischen Kissens zuläßt. Bei Exzenterpressen kann die Vorspannung des hydraulischen Kissens im Überlastungsfall vollständig aufgehoben werden, so daß der Pressenantrieb bei ausreichendem Leerweg im Kissen praktisch ohne Gegenkraft durchlaufen kann, da diese Pressen einen eindeutig definierten unteren Umkehrpunkt des Stößels aufweisen.

Bei Spindelschlagpressen ist der untere Umkehrpunkt nicht festgelegt, deshalb muß das ausströmende öl über ein Druckbegrenzungsventil ausströmen, damit die überschüssige Energie aufgezehrt werden kann. Dies bedeutet einen erheblichen Energieverlust sowie eine unerwünschte Erwärmung. Außerdem bietet die Anwendung dieser bekannten hydraulischen Überlastungssicherung bei Spindelschlagpressen keine ausreichende Sicherheit gegen Überlastung, da die' bekannten Druckbegrenzungseinrichtungen zu lange Ansprechzeiten aufweisen, wobei außerdem die Ansprechdrücke noch sehr stark von dem zeitlichen Verlauf des Druckanstieges abhängig sind. Es besteht die Gefahr, daß — bevor das Druckbegrenzungsventil richtig anspricht — unzu_r lässig hohe Drücke auftreten, da die Druckanstiegszeiten beim Prellschlag weniger als 30 ms betragen können. Dazu kommt noch, daß bei energiegebundenen Maschinen, wie Spindelschlagpresscn, im Gegensatz zu den kraftgebundenen Maschinen eine Überlastungssicherung viel häufiger zum Ansprechen kommt, so daß dadurch ein erheblicher Teil der installierten Energie als Wärme in Verlustenergie umgesetzt wird. Insbesondere die für Schmiedearbeiten ausgelegten Spindelschlagpressen weisen ein so großes Arbeitsvermögen auf, daß beim Prell-

. schlag, bei dem die gesamte Energie als Verformung der Presse aufgezehrt wird, die zulässigen Belastungen erheblich überschritten werden können.

.5 Der Erfindung lag daher" die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Überlastungssicherung für Spin- ■ delschlagpressen zu schaffen, die die Schlagkraft einer Spindelschlagpresse dadurch begrenzt, daß nach dem Erreichen bzw. Überschreiten einer über

ίο eine Vorspannung einstellbaren Nennkraft der weitere Kraftanstieg bei Zufuhr weiterer Energie möglichst gering ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Überlastsicherung für Spindelschlagpressen mit

is einem geteilten Pressengestell, das durch vorgespannte Zuganker gehalten wird, dadurch gelöst, 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 (schweizerische Patentschrift 359 359), und dadurch, daß die Federkonstante dieses oder dieser Polster möglichst gering ist.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, die Federzahl nach Abheben der Teile des geteilten Pressengestells nicht nur kleiner als die Gesamtfederzahl der Presse vor dem Abheben (vor der Spaltbildung) zu machen, was an sich immer zutrifft, sondern durch ein in allen Betriebszuständen der Presse (Vorspannung, Normallast, Überlast) im gleichen Sinne wie die Zuganker wirkendes zusätzlich elastisches Mittel die Federzahl nach dem Abheben darüber hinaus wesentlich zu verringern. Ein wesentlicher Fortschritt wäre schon dann gegeben, wenn die Federzahl des hydraulischen Polsters gleich der des Pressengestells (d. h. der Zuganker) wäre, weil die Gesamtfederzahl nach Abheben der Teile des Pressengestells dann immer kleiner ist als wenn die Zuganker allein vorhanden wären, insbesondere hat das elastische Mittel, d. h. das elastische Polster, eine geringere Federzahl als das Pressengestell.

Die erfindungsgemäße Lehre besteht auch darin, daß die vermeintliche Einbuße an Spitzenkraft der Presse wegen der Verringerung der Federzahl der Presse durch hydraulische Polster durch Erhöhung der Vorspannung ausgeglichen wird.

Aus konstruktiven Gründen kann es erfindungsgemäß von Vorteil sein, daß die hydraulischen Polster zwischen dem Pressengestell und dem Zugankerende angeordnet "sind. Die Vorspannung des _% Druckmittels kann dabei gleichzeitig zur Erzeugung der Zugankervorspannung verwendet werden.
Das hydraulische Polster kann auch bei Spindelpressen mit ungeteiltem Gestell im Pressentisch unter • dem Werkzeugunterteil oder auch im Pressenstößel oberhalb des Werkzeugoberteiles angeordnet sein.

Die Vorspannung wird bei diesen Ausführungen zwischen dem Kolben und dem Tisch bzw. Stößel abgefangen. Beim Überschreiten des Vorspanndruk-¹ kes bewegt sich der Kolben, auf welchem sich das Werkzeug abstützt, relativ zum Tisch bzw. Stößel. Für das Druckverhalten gelten die gleichen Bedingungen wie für das in der Zeichnungsbeschreibung beschriebene Ausführungsbeispiel.

Durch die Veränderung der Vorspannung des Druckmittels in der Überlastungssicherung kann.die Nennkraft der Presse, die zweckmäßigerweise etwas

Claims (1)

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   unter der zulässigen Höchstkraft liegt, auf einfache baus der Vorspannung. Diese Linie wird als die

   Weise eingestellt werden. Eine kleine Differenz zwi- Federkennlinie der Presse bezeichnet. Mit steigender

   sehen der konstruktiv zulässigen Höchstkraft und der Preßkraft wird die Spannung der Zuganker 4 und im

   eingestellten Nennkraft ist notwendig, da das Druck- Druckmittel des hydraulischen Polsters größer, wäh-.

   mittel durch die elastische Kompression im Über- 5 ren die Vorspannung der Ständer 2 abnimmt. Er-

   lastungsfall einen leichten Druckanstieg erfährt. reicht die Preßkraft den Wert, bei dem die Ständer-

   Durch die Wahl des geeigneten Druckmittels und die vorspannung vollständig aufgehoben wird, so beein-

   ausreichend große Volumenbemessung kann dieser flußt nur noch die Federzahl der Zuganker 4 und des

   Druckanstieg sehr klein gehalten werden. Druckmittels in den Zylindern 6 den weiteren An-

   Um eine ungewollte Veränderung des ■ Vorspann- io stieg der Auffederung. Die davon gemäß der Erfindruckes z. B. durch Leckverluste zu verhindern, wird dung erzeugte Kennlinie ist ausgezogen und mit 12 erfindungsgemäß weiterhin, vorgeschlagen, daß zwi- bezeichnet. Diese Kennlinie 12 wird — abhängig vom sehen den Arbeitshüben der Vorspanndruck des Volumen des Druckmittels — so flach gewählt, daß Druckmittels durch eine an sich bekannte Einrich- bei weiterem Anstieg der Preßkraft ein großer Federtung, bestehend aus einem Absperrventil und einem 15 weg auftritt. Damit ist gewährleistet, daß das gesamte Druckbegrenzungsventil, kontrollierbar und korri- überschüssige Arbeitsvermögen ohne nennenswerte gierbar ist. . Erhöhung der Kraft als Kompressionsenergie im

   Durch die Erfindung ist eine Überlastungssicherung Druckmittel gespeichert wird. Der Federweg führt

   für Spindelpressen geschaffen, die es gestattet, große dabei zum Auftreten eines Spaltes zwischen den

   Arbeitsvermögen zu installieren, wie sie zum Schmie- 20 Ständern 2 und dem Kopfstück 3. Nachdem das ge-

   den notwendig sind, ohne daß die Gefahr einer samte Arbeitsvermögen aufgebraucht ist, führt die in

   Überlastung des Pressengestells bei Prellschlägen be- dem Druckmittel und in den Zugankern gespeicherte

   steht, und ohne daß dabei zu viel Energie vernichtet Energie bekannterweise zu einer Umkehr der Bewe-

   wird. Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, gungsrichtung des Stößels. Die gespeicherte Energie

   die ein beliebiges Ausführungsbeispiel zeigt, näher 25 wird dadurch zum Teil wieder zurückgewonnen,

   erläutert. Es zeigt Die gestrichelte Linie 13 zeigt den Verlauf der

   Fig. 1 eine Spindelpresse mit einer erfindungsge- Federkennlinie einer Presse, ohne die erfindungs-

   mäß ausgebildeten Überlastungssicherung, gemäße Einrichtung, wenn die Presse so stark be-

   F i g. 2 das Prinzip der neuen Überlastungssiche- lastet wird, daß die vom Zuganker 4 zusammenge-

   rung und 3° drückten Teile voneinander abheben.

   F i g. 3 die Wirkungsweise der neuen Überlastungs- Wie aus der Federkennlinie 13 hervorgeht, setzt

   sicherung an Hand des Kraft-Weg-Diagramms. sich diese ebenfalls aus zwei mit unterschiedlicher

   Der Pressentisch 1 (Fig. 1) bildet zusammen mit Steigung ansteigenden, linearen Teilstücken α und b

   den beiden Seitenständern 2 den unteren Gestellteil zusammen. Der Schnittpunkt »p« der beiden Teil-

   des geteilten Pressengestells. Das Kopfstück 3 ist 35 stücke α und b deutet die Stelle an, bei der die Vor-

   durch die Zuganker 4 mit dem unteren Gestellteil spannung der gedrückten Teile aufgehoben ist und

   verbunden. Die Zuganker 4 weisen an den unteren ein Abheben dieser Teile voneinander bei weiter

   Enden die Zugankermuttern 5 auf. ansteigender Kraft stattfindet. Mit »α« ist der Stei-

   An der Unterseite des Pressentisches 1 sind die gungswinkel des Teilstückesa bezeichnet, auf welbeiden Zylinder 6 angebracht. Die diese Zylinder 6 40 ehem. die Vorspannkraft der gedrückten Teile in abschließenden Kolben 7 sind auf den Zugankern 4 Abhängigkeit von der Preßkraft verringert wird. Mit angeordnet und stützen sich gegen die Zugankermut- »ß« ist der Steigungswinkel des Teilstückes b betern 5 ab. Im Innern der Zylinder 6 befindet sich ein zeichnet, in dessen Verlauf ein fortschreitendes Abelastisches hydraulisches Polster. Dieses steht unter heben der gedrückten Teile stattfindet.
   Druck, wodurch die für das geteilte Pressengestell 45 Je größer die Differenz der beiden Winkel »α« erforderliche Vorspannkraft im Druckmittel und in und »ß«. ist, um so wirkungsvoller, wird ein Überden Teilen des Pressengestells aufgebracht wird. Die lastungsschutz, der auf der Erfindung aufgebaut ist. Kammer für das Druckmittel in den Zylindern 6 ist _p . . .. _h
   durch das Absperrventil 8 während des Arbeitshubes ratentansprucne.
   der Presse abgeschlossen. 5° 1. Überlastsicherung für Spindelschlagpressen,

   Der Vorspanndruck in den Zylindern 6 wird mit insbesondere mit einem geteilten Pressengestell,

   der in F i g. 2 schematisch dargestellten Einrichtung das durch vorgespannte Zuganker zusammenge-

   erzeugt. Die Pumpet fördert das Druckmittel mit halten wird, dadurch gekennzeichnet,

   dem an dem Druckbegrenzungsventil 10 einstellbaren daß im Kraftfluß der Spindelpresse ein oder

   Druck. Zur Füllung der Kammern in den Zylindern 6 55 mehrere hydraulische Polster angeordnet sind, die

   mit dem Druckmittel vom vorbestimmten Druck vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und

   wird das Absperrventile in die Durchgangsstellung unter Last abgeschlossen sind, wie bei Pressen

   geschaltet. Nach erfolgter Füllung wird das Ventil 8 bekannt, und dadurch, daß die Federkonstante

   wieder geschlossen. Zur Gewährleistung eines gleich- dieses oder dieser Polster möglichst gering ist.

   bleibenden Vorspanndruckes in den Zylindern 6 kann ⁶° 2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch

   in beliebigen Intervallen'zwischen den Arbeitshüben gekennzeichnet, daß die hydraulischen Polster

   das Ventil 8 kurzzeitig geöffnet werden. Damit wird zwischen dem Pressengestell und dem Zuganker-

   der Druck in den Zylindern jeweils dem eingestellten ende angeordnet sind.

   Druck angeglichen. 3. Überlastsicherung für Spindelpressen mit

   Die Wirkungsweise geht aus dem in Fig.3 dar- ⁶S einem geteilten Pressengestell, das durch hydrau-

   gestellten Diagramm hervor. Der steile Kurventeil 11 lisch vorgespannte Zuganker zusammengehalten

   zeigt die Auffederung des vorgespannten Pressen- wird, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge-

   rahmens mit steigender Preßkraft während des Ab- kennzeichnet, 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