DE1950424C3 - Hydraulische Überlastsicherung - Google Patents

Description

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Pneumatikkolben (22) mit einer Ausnehmung (26) an einem mit entsprechendem Ansatz (23) versehenen Zylinderdeckel (25) in der oberen Endlage gedämpft ist.

3. Überlastsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Steuereinheit (10) eine Anzeigeeinrichtung für die Betriebsbereitschaft der Überlastsicherung angeordnet ist, die aus einem mit dem Drucköl des Kissens (6) beaufschlagbaren Kolben (29) und einem über Kanäle (30; 31) luftbeaufschlagbaren Kolben (32) besteht, dessen Kolbenstange (33) mit einem Steueransatz (34) versehen ist und mit einem Endschalter (35) in Wirkverbindung steht.

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für mechanische Pressen mit je einem hydraulischen Kissen und je einer Ventilsteuerung pro Druckübertragungspunkt vom Pressenantrieb zum Stößel.

Es sind hydraulische Überlastsicherungen an Pressen bekannt, bei denen die Krafteinleitung in den beweglichen Werkzeugträger mittels eines gegen ein Flüssigkeitsvolumen sich abstützenden Kolbens erfolgt, der als ein durch den Flüssigkeitsdruck auf seinen Sitz gepreßtes Ventil ausgebildet ist. Diese Überlastsicherungen, bei denen die Kolben der Überlastzylinder selbst die Steuerung vornehmen, haben den Nachteil, daß es nicht oder nur unvollkommen gelingt, die auch unterhalb der Belastungsgrenze stets unter hohem Vorspannungsdruck stehenden ölpolster absolut dicht zu halten, da die Abdichtung der Ventilsitze fertigungstechnisch äußerst schwierig zu lösen ist. Die vollständige Dichtheit des hydraulischen Systems im Normalzustand ist aber die Voraussetzung für ein zuverlässiges Arbeiten der Überlastsicherung. Zum anderen besteht die Gefahr, daß die Sicherung bei Erschütterungen, z. B. Aufsetzen des Stößels bei Schneidprozessen auslöst.

Es ist weiterhin eine hydraulische Überlastsicherung mit unterhalb der Druckübertragungspunkte angeordneten hydraulischen Kissen gemäß US-PS 29 37 733 bekannt, die mit je einer Steuereinheit verbunden sind. Im Falle der Überlastung eines der hydraulischen Kissen muß das aus dem Kissen verdrängte öl den in der Steuereinheit angeordneten Ventilkörper gegen die Kraft einer Feder zurückschieben, wobei das auf die Rückseite des Ventilkörpers wirkende Drucköl in einem Druckspeicher zurückfließen und dabei einen Kolben verschieben muß. Hat der Ventilkörper geöffnet, so kann das öl aus dem Kissen austreten. Bevor nun die Ventilkörper der übrigen Kissen gleichfalls den ölaustritt freigeben, muß die im Druckspeicher vorhandene ölmenge durch Bohrungen des Ventilkörpers an dem die Überlastung aufgetreten ist, ausfließen.

Da der Druckspeicher in der Lage sein muß, bei einer gleichzeitigen Überlastung aller Kissen, die von allen Ventilkörpern verdränge ölmenge gleichzeitig aufzunehmen, ist sowohl die ölmenge des Druckspeichers als auch die Masse des Kolbens verhältnismäßig groß. Die große Kolbenmasse bewirkt einen weiteren Druckanstieg im überlasteten Kissen, da zu ihrer kurzzeitigen Beschleunigung eine große Kraft erforderlich ist, während die große Ölmenge des Druckspeichers bis zur Beendigung ihres Austritts eine relativ hohe Zeit benötigt. Wenn die Bewegungszeiten, innerhalb deren sich Überlastungen abspielen, nur äußerst kurz sind, besteht der wesentliche Nachteil dieser bekannten Einrichtung darin, daß trotzdem ein Verkanten des Stößels unter Last auf Grund der Ansprechverzögerung eintreten kann. Die beschriebene Trägheit des Systems führt zu einem erhöhten Kraftanstieg, so daß die Presse einer großen Endlast ausgesetzt wird.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine hydraulische Überlastsicherung zu schaffen, die in sehr kurzer Zeit anspricht und nur einen minimalen Kraftanstieg über den Auslösewert der Überlastsicherung hinaus zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung in den Steuereinheiten zu schaffen, die die Massenkräfte, welche für den Kraftanstieg nach dem Auslösevorgang der Überlastsicherung ausschlaggebend sind, sehr gering hält.

Erfindungsgemäß wird das bei einer Überlastsicherung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erreicht durch je einen Pneumatikkolben für jeden Ventilkolben und durch ein von diesem Ventilkolben separates, von ihm vorgesteuertes Auslaßventil für jedes Kissen, dessen Vorsteuerdruck von dem an allen Ventilsteuerungen über eine gemeinsame Leitung anstehenden Drucköl aufgebracht wird und dessen Vorsteuerraum an den mit der vorstehend genannten Leitung verbundenen Seitenanschluß des Ventilgehäuses angeschlossen ist.

Zweckmäßigerweise ist jeder Pneumatikkolben mit einer Ausnehmung an einem mit entsprechendem Ansatz versehenen Zylinderdeckel in der oberen Endlage gedämpft.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in jeder Steuereinheit eine Anzeigeeinrichtung für die Betriebsbereitschaft der Überlastsicherung angeordnet, die aus einem mit dem Drucköl des Kissens beaufschlagbaren Kolben besteht, dessen Kolbenstange mit einem Steueransatz versehen ist und mit einem Endschalter in Wirkverbindung steht.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen hydraulischen

Überlastsicherung bestehen darin, daß der Ventilkolben als Steuerkolben einer jeden Ventilsteuerung, im folgenden auch als Steuereinheit bezeichnet, sehr klein und damit leicht konstruiert werden kann, da über ihn

kein Drucköl des hydraulischen Kissens ausströmen muß. Die zu seiner Verschiebung erforderliche Zeit ist ^r,omit sehr kurz. Ebenso ist der Druckanstieg im hydraulischen Kissen minimal, da zum Beschleunigen des Steuerkolbens nur eine geringe Kraft ei forderlich ist. Das System besitzt außerdem keinen Druckspeicher und läßt somit kein Ol in die Steuereinheiten nachströmen. Die pneumohydraulische Pumpe wird im Moment der Überlastung abgeschaltet Es muß lediglich die ölmenge aus dem Vorsteuersystem auströmen, die; zur öffnung der Auslaßventile erforderlich ist

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Steuereinheit, F i g. 2 die Gesamtanordnung des Systems.

Die nicht dargestellten Pleuelstangen des Stößelantriebes der Presse stehen mit den Stellspindeln 1 in Verbindung, auf welchen die Spindelmuttern 2 angeordnet sind. In den Druckzylindern 3 befinden sich Kolben 4, welche durch Dichtungen 5 den Raum des Druckmediums, des Druckkissens 6, abschließen. Oberer Anschlag der mit den Spindeimuttern 2 in Kontakt stehenden Kolben 4 sind die mittels Gewinde 7 auf den Druckzylindern 3 befestigten Anschlagringe 8. Jeder Druckzylinder 3 steht über eine Leitung 9 mit einer Steuereinheit 10 in Verbindung. Andererseits sind die Steuereinheiten 10 über die Leitungen 11 mit dem gemeinsamen Ölbehälter 12 verbunden. Die pneumohydraulische Pumpe 13 ist mit ihrer Ansaugleitung 14 an den ölbehälter angeschlossen und steht über eine Druckleitung 15 mit den Steuereinheiten 10 in Verbindung. Außerdem ist die Druckleitung 15 unter Zwischenschaltung der Rückschlagventile 16 an die Verbindungsleitungen 9 zwischen Druckzylinder 3 und Steuereinheiten 10 angeschlossen. In den Steuereinheiten 10 befinden sich durch Federn 17 belastete Auslaßventile 18, weiche außerdem über Kanäle 19; 20; 38 mit der Druckleitung 15 der pneumohydraulischen Pumpe 13 und über die Seitenanschlüsse 38; 39 und Kanal 40 mit den Leitungen 11 verbunden sind. Im oberen Teil der Steuereinheiten 10 sind Ventilkolben 21 (Steuerkolben) mit scheibenförmigen Pneumatikkolben 22 und Zylinderdeckel 25 mit Ansätzen 23 angeordnet. Die scheibenförmigen Kolben 22 gleiten in Zylindern 24, wobei die Ansätze 23 an den Zylinderdeckeln 25 mit entsprechenden Ausnehmungen 26 an den Pneumatikkolben 22 eine Dämpfungseinrichtung für die obere Endlage der Steuerkolben 21 darstellen. Das obere Ende jedes Steuerkolbens 21 ist mit einem Steueransatz 27 versehen und steht mit einem Endschalter 28 in Wirkverbindung. In den Steuereinheiten 10 befinden «ich weiterhin die Anzeigeeinrichtungen für die Betriebsbereitschaft der Überlastsicherung, bestehend aus einem vom Druckmedium beaufschlagten Kolben 29 und einem über die Kanäle 30; 31 luftbeaufschlagten Kolben 32, deren Kolbenstange 33 mit Steueransätzen 34 versehen sind, welche auf Endschalter 35 wirken. Die Druckluftzuleitung 36 mit dem Druckregeier 37 versorgt den ölbehälter 12, die pneumohydraulische Pumpe 13, den Zylinder 24 und den Kolben 32 der Anzeigeeinrichtung mit Druckluft. Bei Inbetriebnahme der Überlastsicherung werden alle vorgenannten Einrichtungen der Überlastsicherung über die gemeinsame Druckluftzuleitung 36 an das Druckluftnetz der ή₅ Presse angeschlossen.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ergibt sich wie folgt: Die pneumohydraulische Pumpe 13 baut in den Räumen 6 der Druckzylinder 3 und dtn Steuereinheiten 10 den Vorspanndruck auf, indem sie gleichzeitig das federbelastete Auslaßventil 18 gegen seinen Sitz preßt Wird der Vorspanndruck erreicht, so verschiebt der vom Druckmedium beaufschlagte Kolben 29 der Anzeigeeinrichtung den druckluftbeaufschlagten Kolben 32. Über die Steueransätze 34 der Kolbenstange 33 werden die Endschalter 35 betätigt, welche ihrerseits die Steuerung der Presse in den betriebsbereiten Zustand versetzen. Die mit den Steuerkolben 21 verbundenen Pneumatikkolben 22 sind so dimensioniert, daß sie eine Bewegung der Steuerkolben 21 erst dann zulassen, wenn der über den Luftdruck bestimmte Auslösedruck im Druckmedium auftritt, welcher der vom Pressenstößel ausgeübten Preßkraft proportional ist Wird der eingestellte Auslösedruck im Druckmedium und damit die Auslöse-Preßkraft nicht überschritten, arbeitet die Presse normal. Durch die hohe Vorspannung des Druckmediums wird die Federung im hydraulischen System der Überlastsicherung bei Belastung der Presse nur minimale Werte annehmen, so daß keine Beeinträchtigung des Arbeitsergebnisses beim Pressen auftreten kann. Wird bein» Einrichten der Presse der Stößel über das vorgesehene Maß nach unten verstellt, so steigt der Druck im Druckmedium über den eingestellten Auslösewert an. Dabei übersteigt die durch das Druckmedium auf den Steuerkolben 21 ausgeübte Kraft diejenige, welche andererseits durch die Druckluft auf den Pneumatikkolben 22 ausgeübt wird. Dies hat zur Folge, daß sich der Steuerkolben 21 nach oben bewegt und zwischen den Seitenanschlüssen 38; 39 und dem Kanal 40 eine Verbindung herstellt. Kurz vor der oberen Endlage des Steuerkolbens 21 setzen sich die Ausnehmungen 26 des Kolbens 22 in die Ansätze 23 des Lagerdeckels 25 und bewirken eine Dämpfung. Gleichzeitig betätigt der Steueransatz 27 den Endschalter 28, wodurch die pneumohydrauiische Pumpe 13 stillgesetzt und die Kupplung der Presse ausgerückt wird. Das unterhalb des Auslaßventils 18 auf dieses einwirkende Druckmedium kann über die Kanäle 19; 20; 38; 39; 40 und die Leitung 11 austreten, womit sich das Auslaßventil 18 öffnet und das Druckmittel aus dem Raum 6 des Druckzylinders 3 über die Leitungen 9; 11 in den ölbehälter 12 übertreten läßt.

Sollte nur einer der Druckübertragungspunkte eine Überlastung erfahren haben, so werden jedoch über die gemeinsame Druckleitung 15 die Druckräume unter den Auslaßventilen 18 aller Steuereinheiten 10 entlastet, indem das Druckmedium über die Kanäle 19; 20 der nicht entlasteten Steuereinheiten 10 in die Druckleitung 15 ausfließt und über die Kanäle 38; 39; 40 und die Leitung 11 der ausgelösten Steuereinheiten 10 in den ölbehälter 12 zurückfließt. Durch das Entlasten der Auslaßventile 18 tritt das Druckmedium aus den Räumen 6 aus. Sobald ein Druckübertragungspunkt überlastet und damit durch seine Steuereinheit 10 entlastet wird, werden gleichzeitig alle vorhandenen Druckübertragungspunkte über ihre Steuereinheiten 10 entlastet.

Ein Verkanten des Stößels unter Last ist auf diese Weise ausgeschlossen. Auf der Bedientafel der Presse wird elektrisch angezeigt, welche Steuereinheit 10 ausgelöst hat, wofür die Endschalter TS der betreffenden Steuereinheiten 10 das Signal gegeben haben. Nach Beseitigung der Überlastungsursache wird die elektrische Sperrung der pneumohydraulischen Pumpe 13 aufgehoben und die Anlage ist in wenigen Minuten wieder betriebsbereit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Überlastsicherung für mechanische Pressen mit je einem hydraulischen Kissen und je einer Ventilsteuerung pro Druckübertragungspunkt vom Pressenantrieb zum Stößel, mit je einem auf seiner Stirnseite vom Drucköl des Kissens beaufschlagten Ventilkolben, der sich bei einem den Auslösewert übersteigenden Druck im zugehörigen Kissen axial gegen die Stützkraft eines Pneumatikkolbens verschiebt und dabei über zwei Seitenanschlüsse des Ventilgehäuses, von denen einer in den ölsammelbehälter mündet, und über eine Ringnut des Ventilkolbens ein an allen Ventilsteuerungen über eine gemeinsame Leitung anstehendes Drucköl zugleich entlastet, wobei durch die Verschiebung mechanisch ein Elektroschalter zur Abschaltung der Presse betätigt wird, gekennzeichnet durch je einen Pneumatikkolben (22) für jeden Ventilkolben (21) und durch ein vom Ventilkolben (21) separates von ihm gesteuertes Auslaßventil (18) für jedes Kissen, dessen Vorsteuerdruck von dem vorstehend genannten Drucköl der gemeinsamen Leitung (15) aufgebracht wird und dessen Vorsteuerraum an den anderen Seitenanschluß (38) angeschlossen ist.