DE19532961A1

DE19532961A1 - Overload device in presses with hydraulically operated clutches

Info

Publication number: DE19532961A1
Application number: DE1995132961
Authority: DE
Inventors: Ulrich Keller
Original assignee: Individual
Current assignee: KELLER, ULRICH, 39179 BARLEBEN, DE
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1997-03-13

Abstract

Pressure changes which occur as a result of a direct or valve (20b) controlled operation of the overload safety component (29) are used to initiate the opening process of a shut-off valve (20a). Opening of the valve quickly relieves the clutch (28) of standing coupling pressure. Use is made of the pressure which builds up following the outflow of oil from the oil cushion (7) to the tank (16) through existing restrictions. There may be restrictions in the lines (18), in the valves (20b), and through restrictions in the overload cylinder (30).

Description

Pressen mit hydraulisch betätigten Kupplungen weisen zur Absicherung gegen Über lastung zusätzlich Elemente auf, die sich im direkten Kraftfluß zwischen Antrieb und Werkzeug befinden und bei Pressenüberlastung den Kraftfluß sehr zügig unterbre chen. Diese Elemente sind erforderlich, weil das Abschalten der Kupplungen nur mit der durch Maschinensteuerung und Hydraulik vorgegebenen Verzögerung in der Grö ßenordnung von 15 bis 40 Millisekunden erfolgt. Weiterhin sind die im Kraftfluß befind lichen Überlastelemente erforderlich, weil die im Antrieb befindlichen Elemente wie Kupplungsteile und Kurbelwellen trägheitsbehaftet sind und trotz Abschalten der Kupplung noch einen weiteren Anstieg der Pressenkraft bewirken. Von den direkt im Kraftfluß befindlichen Überlastelementen nehmen hydraulische Polster, die zusammen mit einem Überdruck- oder Druckabschaltventil die sog. hydraulische Überlastsiche rung bilden, einen bedeutenden Stellenwert ein.Presses with hydraulically actuated couplings are used to protect against over load on elements that are in the direct flow of power between the drive and The tool and interrupt the power flow very quickly in the event of press overload chen. These elements are necessary because the clutches only switch off the delay in size specified by machine control and hydraulics order of 15 to 40 milliseconds. Furthermore, they are in the flow of power Lichen overload elements required because the elements in the drive such as Clutch parts and crankshafts are inertia and despite switching off Clutch cause a further increase in press force. Of those directly in the Power flow overload elements take hydraulic pads together the so-called hydraulic overload protection with an overpressure or pressure shut-off valve education, play an important role.

Die Polster hydraulischer Überlastsicherungen von Pressen weisen konstruktionsbe dingt Höhen auf, die gegenüber dem Pressenhub recht gering sind. Für die in der Pra xis auftretenden Überlastfälle sind diese Polster meist ausreichend um den über schüssigen, die Überlastung erzeugenden Stößelhub aufzunehmen. Beispielsweise beträgt der erforderliche Hub der Überlastsicherung bei versehentlichem Einlegen von zwei übereinanderliegenden Blechen einen Wert, der maximal der vorhandenen Blech dicke entspricht.The upholstery of hydraulic overload safeguards on presses has design-related features heights that are quite low compared to the press stroke. For those in the Pra In the event of overload cases, these cushions are usually sufficient to withstand the over shot, the overload-generating ram stroke. For example is the required stroke of the overload protection if accidental insertion of two sheets lying one above the other have a value that is the maximum of the existing sheet thickness corresponds.

In einigen fällen besteht jedoch die Gefahr, daß trotz der Reaktion der hydraulischen Überlastsicherung Schäden an der Maschine auftreten können, weil die Kupplung nach vollständigem Abbau des schützenden Ölpolsters immer noch voll wirksam ist, da sie nicht rechtzeitig abgeschaltet werden konnte. Dieser Fall kann beispielsweise bei Kupplungsspindelpressen eintreten. Im Gegensatz zu Pressen mit Kurbeltrieb weist der Stößel von Kupplungspindelpressen über den gesamten Hub nahezu die gleiche Geschwindigkeit auf, die meist in der Größenordnung von 0,5 m/sec bzw. 0,5 mm/Millisekunde liegt. Bei einer angenommenen Federsteife der Maschine von 2000 kN/mm steigt die Maschinenkraft beispielsweise bei Auffahren auf feste An schläge um 1000 kN pro Millisekunde. Gleichzeitig weisen die Spindel und die fest mit ihr verbundenen Teile eine erhebliche Rotationsenergie auf, die trotz Abschalten der Kupplung noch einen erheblichen Kraftanstieg bewirkt. Dadurch kann es hier zu Über lastungen der Maschine kommen. Je schneller bei Pressenüberlastung die Kupplung abgeschaltet wird, um so früher beginnt der Abbau der Rotationsenergie der Spindel teile und um so geringer ist die Gefahr der Überlastung.In some cases, however, there is a risk that despite the reaction of the hydraulic Overload protection Damage to the machine can occur because of the clutch complete removal of the protective oil cushion is still fully effective as it could not be switched off in time. This case can be, for example Enter the clutch screw presses. In contrast to presses with crank drive, the Ram of clutch screw presses almost the same over the entire stroke Speed, which is usually in the order of 0.5 m / sec or 0.5 mm / millisecond. If the machine is assumed to be spring stiff The machine force rises to 2000 kN / mm, for example, when moving up to a fixed rate beats around 1000 kN per millisecond. At the same time, the spindle and the fixed her connected parts on a considerable rotational energy, which despite turning off the Coupling still causes a significant increase in power. This can lead to over machine loads. The faster the clutch when the press is overloaded is switched off, the earlier the rotational energy of the spindle begins to decrease parts and the less the risk of overloading.

Weiterhin ist auch bei Kurbelpressen mit hydraulischen Überlastsicherungen die Ge fahr der Überlastung gegeben, wenn das vorhandene Ölpolster in der hydraulischen Überlastsicherung nicht ausreichend ist, den gesamten überschüssigen Weg des Pressenstößels aufzunehmen. Dieser Fall kann beispielsweise durch falsche Hubein stellung durch den Bediener eintreten, wenn der Stößel deutlich vor seinem unteren Umkehrpunkt auf feste Anschläge aufsetzt. Gleichzeitig ist man bei Pressen bestrebt, die Höhe des schützenden Ölpolsters so gering wie möglich zu halten, um die Steife der Presse durch Federung des elastischen Ölpolsters möglichst wenig zu vermindern.Furthermore, the Ge is also in crank presses with hydraulic overload protection Driving the overload given when the existing oil cushion in the hydraulic Overload protection is insufficient to cover the entire excess path of the Press ram to include. This can be caused by incorrect lifting, for example Position by the operator when the plunger is clearly in front of its lower one Reversal point on fixed stops. At the same time, presses keep the height of the protective oil cushion as low as possible to keep the stiff to reduce the press as little as possible by springing the elastic oil cushion.

Aufgabe bei derartigen Maschinen ist es damit, bei Auftreten von Überlastungen die Kupplung möglichst rasch abzuschalten. Wegen der möglichen Schäden bei Überla stung der oft sehr teuren Maschinen ist es gleichzeitig wünschenswert, die Kupplung bei Überlastung sehr sicher abzuschalten. Diese Aufgabe wird gelöst durch die in An spruch 1 angegebenen Ausführung. Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungs beispiele näher erläutert.The task with such machines is, therefore, when overloads occur Switch off the clutch as quickly as possible. Because of the possible damage to Überla The often very expensive machines, it is also desirable to use the coupling switch off very safely in case of overload. This task is solved by the in An pronounced 1 execution. The invention is based on two embodiments examples explained in more detail.

Fig. 1 gibt eine beispielhafte Anwendung auf Kurbelpressen an. Das Ölpolster 7 der hydraulischen Überlastsicherung 29 wird bei Überlastung der Presse über ein Druck abschaltventil 20b gemäß dem bekannten Stand der Technik mit dem Tank 16 verbun den. Infolge des begrenzten Volumenstroms, der über die Schlauchleitung 27, das Druckabschaltventil 20b und die Leitung 18 zum Tank 16 fließt, ergibt sich zumindest in der Anfangsphase der Reaktion der hydraulischen Überlastsicherung 29 unmittelbar nach dem Druckabschaltventil 20b ein größerer Druck. In der Regel ist das Druckab schaltventil 20b unmittelbar am Überlastzylinder 30 angebracht, so daß der größte Teil des Druckverlustes erst nach dem Druckabschaltventil 20b auftritt. Das Auslösen des Druckabschaltventils 20b erfolgt dabei entsprechend des Standes der Technik selbst tätig mit einer sehr guten Zuverlässigkeit. Erfindungsgemäß wird nun der Druck, der sich nach Auslösen des Druckabschaltventils 20b am Ausgang desselben wegen des Druckgefälles in der Leitung 18 zum Tank 16 einstellt, an das Druckabschaltventil 20a weitergeführt. Dabei sind geringste Ölmengen zum Auslösen des Druckabschaltven tils 20a völlig ausreichend. Dies beruht auf der konstruktiven Auslegung des Druckab schaltventils 20a, das aus der OS DE 44 16 955 bereits bekannt ist und damit zum Stand der Technik gehört. Das Druckabschaltventil 20a weist einen kleinvolumigen Schaltraum 22 auf, über dessen Drucksteuerung der Schaltzustand des gesamten Ventilkolbens eingestellt wird. Im Ausgangszustand ist dieser Schaltraum 22 über die Leitungen 24 und 18 zum Tank 16 druckentlastet. Der Ventilkolben 21 des Druckab schaltventil 20a wird sicher auf seinem Sitz gehalten. Bei Beaufschlagung des Schaltraums 22 mit Druck löst das Druckabschaltventil 20a in kürzester Zeit aus. Infolge der Öffnung des Kolbens 21 innerhalb des Druckabschaltventils 20 wird sofort ein großer Strömungsquerschnitt zwischen der Druckleitung 25 und dem Tank 16 frei gegeben. Die Kupplung öffnet in kürzester Zeit und dabei sehr zuverlässig. Das Risiko einer Pressenbeschädigung wird in Verbindung mit der Reaktion der hydraulischen Überlastsicherung damit sicher vermieden. Die gleichzeitige Beaufschlagung des Schaltraums 22 des Druckabschaltventils 20 mit Druck, der von einem elektronisch geschalteten Ventil eingesteuert wird ist möglich und bei Verwendung eines sehr schnellen Ventils auch sinnvoll. Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet jedoch wegen ihrer Unabhängigkeit von elektrischen Signalen sowie elektrisch betä tigten Stellgliedern mit ihrer selbsttätigen Wirkung die erforderliche höchste Zuverläs sigkeit der Überlasteinrichtung an teuren Pressen. Fig. 1 shows an exemplary application of on crank presses. The oil cushion 7 of the hydraulic overload safety device 29 is connected to the tank 16 when the press is overloaded by a pressure cut-off valve 20 b according to the known prior art. As a result of the limited volume flow that flows via the hose line 27 , the pressure cut-off valve 20 b and the line 18 to the tank 16 , a greater pressure results at least in the initial phase of the reaction of the hydraulic overload protection device 29 immediately after the pressure cut-off valve 20 b. In general, the reduction in pressure is b switching valve 20 mounted directly on the overload cylinder 30, so that most of the pressure drop occurs only after the pressure shut-b 20th The triggering of the pressure cut-off valve 20 b takes place in accordance with the prior art itself with a very good reliability. According to the invention, the pressure which arises after triggering the pressure cut-off valve 20 b at the outlet thereof due to the pressure drop in the line 18 to the tank 16 is passed on to the pressure cut-off valve 20 a. The smallest amount of oil to trigger the Druckabschaltven valve 20 a are completely sufficient. This is based on the design of the Druckab switching valve 20 a, which is already known from OS DE 44 16 955 and thus belongs to the prior art. The pressure cut-off valve 20 a has a small-volume switching space 22 , via the pressure control of which the switching state of the entire valve piston is set. In the initial state, this control room 22 is relieved of pressure via lines 24 and 18 to tank 16 . The valve piston 21 of the Druckab switching valve 20 a is held securely in its seat. Upon action of the control room 22 with pressure, the pressurization shutoff valve 20 a trigger in a short time. As a result of the opening of the piston 21 within the pressure cut-off valve 20 , a large flow cross section between the pressure line 25 and the tank 16 is immediately released. The clutch opens in a very short time and is very reliable. The risk of damage to the press in connection with the reaction of the hydraulic overload protection is thus reliably avoided. The simultaneous application of pressure to the control room 22 of the pressure cut-off valve 20 , which is controlled by an electronically switched valve, is possible and also sensible when using a very fast valve. The arrangement according to the invention ensures, however, because of its independence from electrical signals and electrically actuated actuators with their automatic action, the required highest reliability of the overload device on expensive presses.

Fig. 2 zeigt die Anwendung der schnellen und zuverlässigen Abschaltung der Kupp lung an einer Kupplungsspindelpresse. Bei einer Kupplungsspindelpresse läuft das vom Motor 10 getriebene Schwungrad 13 ständig um. Zur Auslösung des Arbeitshubes beaufschlagt das Ventil 17 den Betätigungszylinder 11 der Kupplung 28 über die Zulei tung 25 mit Druck. Die mit der Spindel 1 fest verbundene Kupplungsscheibe 12 wird dadurch reibschlüssig an das Schwungrad 13 angekuppelt. Die infolgedessen eingelei tete Rotation der Kupplungsscheibe 12 wird über das Gewinde der Spindel in eine Be wegung des Pressenstößels 4 umgesetzt. Bei Auftreten einer unzulässigen Belastung der Presse, beispielsweise durch ungewolltes, vorzeitiges Aufsetzen auf Anschläge in der Presse oder im Werkzeug, besteht die Gefahr der Pressenüberlastung. In diesem Falle steigt der Druck des Ölpolsters 7 auf einen Wert an, der das Auslösen des Über druckventils 19 veranlaßt. Die Betätigung des Druckabschaltventils 20a und das Aus kuppeln werden nun in gleicher Weise wie bei Fig. 1 ausgelöst. Fig. 2 shows the application of the fast and reliable shutdown of the hitch be on a clutch screw press. In a clutch screw press, the flywheel 13 driven by the engine 10 rotates continuously. To trigger the working stroke, the valve 17 acts on the actuating cylinder 11 of the clutch 28 via the feed device 25 with pressure. The clutch disc 12 , which is firmly connected to the spindle 1 , is thereby frictionally coupled to the flywheel 13 . As a result, the rotation of the clutch disc 12 is implemented via the thread of the spindle in a movement of the press ram 4 . If an inadmissible load on the press occurs, for example due to unintentional premature placement on stops in the press or in the tool, there is a risk of the press being overloaded. In this case, the pressure of the oil cushion 7 increases to a value which causes the pressure valve 19 to be triggered. The actuation of the pressure cut-off valve 20 a and the coupling off are now triggered in the same way as in FIG. 1.

BezugszeichenlisteReference list

1 Spindel
2 Gestell
3 Rückhubzylinder
4 Pressenstößel
5 Befestigungsring
6 Überlastkolben
7 Ölpolster
8 Kupplungsbeläge
9 Riemenscheibe
10 Motor
11 Betätigungszylinder Kupplung
12 Kupplungsscheibe
13 Schwungrad
14 Rückschlagventil
15 Zuleitung Systemdruck
16 Tank und dessen Zuleitungen
17 Schaltventil Kupplung
18 Mit Druckverlusten behaftete Leitung zum Tank
19 Überdruckventil
20 Druckabschaltventil
21 Kolben Druckabschaltventil
22 Schaltraum Druckabschaltventil
23 Druckfeder
24 Leitung zum Druckabschaltventil 20 und Überdruckventil 19
25 Druckleitung Kupplung
26 Pleuel
27 Schlauchleitung
28 Kupplung
29 Hydraulische Überlastsicherung
30 Überlastzylinder 1 spindle
2 frames
3 return stroke cylinders
4 press rams
5 mounting ring
6 overload pistons
7 oil pads
8 clutch linings
9 pulley
10 engine
11 clutch actuating cylinder
12 clutch disc
13 flywheel
14 check valve
15 System pressure supply line
16 tank and its supply lines
17 Shift valve clutch
18 Line to the tank with pressure losses
19 pressure relief valve
20 pressure cut-off valve
21 piston pressure cut-off valve
22 Control room pressure cut-off valve
23 compression spring
24 line to the pressure cut-off valve 20 and pressure relief valve 19
25 Pressure line clutch
26 connecting rods
27 hose line
28 clutch
29 Hydraulic overload protection
30 overload cylinders

Claims

1. Overload device on presses with oil-hydraulically operated clutches ( 28 ) and in the power flow oil pads ( 7 ) (hydraulic overload protection) is characterized in that pressure changes resulting from a direct or by a valve ( 19 , 20 b) controlled triggering of the hydraulic Overload protection ( 29 ) result, can be used to trigger the opening process of a pressure shut-off valve ( 20 a), which quickly relieves the clutch ( 28 ) from the clutch pressure.

2. Overload device according to claim 1, characterized in that for triggering the opening of a pressure cut-off valve ( 20 a) the pressure is used, which is due to the outflow of oil from the oil cushion ( 7 ) to the tank ( 16 ) via existing resistances in lines ( 18 ), in valves ( 19 , 20 b) and via resistors in the overload cylinder ( 30 ).

3. Overload device according to claim 1, characterized in that a Ven til ( 20 a) is used as additional Lich shutoff valve for the actuating cylinder ( 11 ) of the clutch, in which the movement of the valve piston ( 21 ) in a very short time by exposure to a control room ( 22 ) can be triggered suddenly with oil pressure.