DE1972393U - Hydraulische presse. - Google Patents

Description

PATENTAN WALT

DiH₁₁-TO. AMTHOK

FRANKFURT AM MAIN

ABSCHRIFT c fbankfuht α. μ. > ^.6.1967

temfok (0611) 65 20 23 y D U O/ y 1 J. 1/ b

MITTELWEG IS POSTSOHLIESSVACH 11088

Gaston Sebastian Forichon
171, rue de Billancourt
Boulogne

Hydraul!ehe Presse

Die Erfindung betrifft eine hydrauliche Presse, insbesondere für die Verformung von Metallen.

Es gibt eine große Anzahl von Pressen, die auf hydraulicher Basis betätigt werden, d.h., die druckbeaufschlagte Flüssigkeit wird sowohl für das Heranfahren des Pressenstempels an das Werkstück als auch für den eigentlichen Pressvorgang benutzt.

Vor dem Presshub sitzt der Kolben in eingezogener Stellung im Druckzylinder, d.h. die Druckflüssigkeitskammer ist auf ein minimales Volumen reduziert.

In der Regel und insbesondere beim Verformen von Metall müssen zuerst einmal die an der Verformung teilnehmenden Presselemente so schnell wie möglich zusammengefahren werden, was

nachfolgend als "Annäherungsphase" bezeichnet wird, der eine "Verlangssamungsphase" folgt, in der der Druckstempel abgebremst wird.

Diese beiden Phasen sind von der Zufuhr der Druckflüssigkeit in den oder die Druckzylinder abhängig.

Aus dieser Tatsache und insbesondere, wenn es sich um eine große Presse handelt, resultiert es, daß das Volumen der Druckkammer sehr bedeutsam ist, nämlich im Hinblick auf die Betätigungszeiten.

Die Verlangssamungsphase ist ebenso nachteilig für die Schnelligkeit der Punktion der Presse, und zwar durch die notwendige Bremsung des Druckstempels, die vor allem dann erforderlich ist, wenn ein harter Stoß des Verformungswerkzeuges auf das Werkstück vermieden werden soll, der zur Beschädigung der Werkzeuge bzw. der Presse führen könnte.

Die Erfindung liegt demgemäß die Aufgabenstellung zugrunde, eine Presse zu schaffen, mit der die Nachteile der bisherigen Pressen vermieden sind, d.h., eine Presse zu schaffen, die eine wesentliche Reduktion der Gesamtheit eines Pressenhubes und auch eine Energieeinsparung gewährleistet.

Diese Aufgabe ist mit einer Presse der genannten Art gelöst, die nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einem der Presselemente in ihrem Hub einstellbare mechanische Stellelemente steuerbar zugeordnet sind, die mit

einem Antrieb, wie mechanischem, hydraulichem Antrieb od.dgl. in Verbindung stehen, wobei der den Verformungsdruck aufbringende Kolben zweiteilig einstellbar ausgebildet ist zur Gewährleistung einer maximalen Eintauchtiefe des Kolbens in die Druckkkammer zu Beginn des eigentlichen Verformungsvorganges.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Presse werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstelllung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In dieser Darstellung zeigt;

Fig. 1 den Druckverlauf über der Zeit bei vergleichbar bekannten Pressen;

Fig« 2 den Druckverlauf über der Zeit, wie er mit der erfindungsgemäßen Presse erreichbar ist;

Fig. 3 das Schaltprinzip der Erfindungsgemäßen Presse mit angehobenem Pressenstempel;

Fig. 4 das Schaltprinzip gemäß Fig. 3 mit abgesenktem Pressenstempel;

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Presse mit abgesenkter Werkstücksauflage;

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 mit gehobener Werksstücksauflage und

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindungsgemäßen Presse.

Figur 1 veranschaulicht die verschiedenen Phasen des Arbeitsvorganges einer vergleichbaren bekannten hydraulichen Presse. Zur Linken des Diagrammes sind der Druckstempel der Presse und das Werkstück 2 vor und aach der Bearbeitung angedeutet.

In Figur 1 sind ferner die Verschiebungen D als Ordinate und die Zeit Te als Abskizze aufgetragen und schließlich sind Kennziffern angegeben für die notwendigen Zeiten zu jeder Phase des Pressvorganges, um diese Zeiten mit denen der erfindungsgemäßen Presse vergleichen zu können.Bei dieser vergleichbaren bekannten Presse ergeben sich folgende Zeiten in Sekunden:

Annäherungsphase A = 0,25"

Verlangs^mungsphase R= 0,1 "

Phase der Flüssigkeitsdruckbeaufschlagung OF = 0,45"

Arbeitsphase T = 1,9 "

Phase der Flüssigkeitsdruck-

minderung DF = 0,3 "

Phase der Kolbenrückstellung Re = 0,6 " Gesamtzeit =======1^1^=

Aus den Diagrammen geht hervor, daß für die Phasen der Annäherung, der Verlangsamung, der Druckbeaufschlagung und der Druckminderung der Flüssigkeit relativ beträchtliche Zeiten erforderlich sind, obgleich sie am eigentlichen Pressvorgang nicht direkt teilnehmen. Diese für den eigentlichen Pressvorgang toten Zeiten summieren sich wie folgt!

0,25" + 0,10"+ 0,45" + 0,30" = 1,1"

Diese Zeit beeinflußt natürlich·· die Rentabilität des Pressvorganges und folglich den Herstellungspreis des Werkstückes.

Das Diagramm gemäß Fig.2, auf das später noch Bezug genommen wird, stellt demgegenüber den zeitlich reduzierten Arbeitsvorgang der erfindungsgemäßen Presse dar.

Gemäß Pig. 3 werden die Hydraulik-Zylinder von zwei Pumpen Pl und P2 beaufschlagt, die, von einem Motor H angetrieben, die Flüssigkeit aus dem Behälter 3 fördern.

Beim Anlauf dieser beiden Pumpen P1 und P2 erfolgt die Verteilung der Druckflüssigkeit durch Elektromagnetventile a-d, die die Flüssigkeit in die der jeweiligen Arbeitsphase entsprechende Richtung steuern. Diesen Elektromagnetventilen sind Überdrucksicherheitsventile 4-, 5 und 6 zugeordnet. Eirjmanometrischer Kontaktgeber 7 schaltet den Arbeitsvorgang ab, der durch einen Schalter 8 ausgelöst wird,

Die Presse selbst besteht aus einem Ständer 9» in dem ein Hohlraum 11 die Druckkammer 12 bildet, in die der vertikal bewegliche Kolben 10 eingreift.

In den Kolben greift ein vertikal versetztbares Schraubstück ein, das am unteren Ende einen Zahnkranz 14 trägt, der mit einem durch einen elektrischen Hilfsmotor 16 angetriebenen Ritzel kämmt.

Dem Schraubstück 13 ist eine Platte 17 drehbar mit Aneziger 1§ zugeordnet, der sich bei Vertikalverstellung vor einer Skala bewegt. ../6

Die Verschiebung des Arbeitskolbens 10 und der Platte 17 erfolgt durch zwei Kniehebel 2O₁ und20₂, von denen der Hebel 20, an der Platte 17 und der Hebel 20p an dem Druckstempelträger angelenkt ist.

Beide H_ebel 20.. , 20p sind mit einem Pleuel 23 verbunden, das an einem Hilfskolben 22 angelenkt ist, der versehieblich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder 24 gelagert ist.

Der Hub des Kolbens 22 und damit die Stellung der Hebel 20-, 20p wird durch eine Stellschraube 25 festgelegt, die durch einen zweiten Hilfsmotor 26 gesteuert wird, dessen Ritzel 27 mit einem Gegenritzel 28, das die Schraube 25 verstellt, kämmt.

Die Führung und der Rückhub des oberen Druckstempelträgers erfolgt durch zwei kleine Aufhubvorrichtungen, die aus den Kolben 29-i , 29p und den Zylindern 30.. , 30p bestehen. Der Matritzenträger 31 ist mir einer Ausdruckvorrichtung 32 für den Auswurf des fertig geprägten Werkstückes versehen.

Gemäß Fig. 3 ist die Pumpe P1 durch die Zylinder 3O₁ und 3O₂ mit einem schwachen Druck belastet (Tariert durch Ventil 6), wobei die Kolben 29-j , 29pden oberen Druckstempelträger 21 in seiner oberen Stellung halten. Der Hilfskolben 22 ist in Anschlagstellung gehalten, d.h., er liegt gegen die Stellschraube 25 an, wobei das Elektromagnetventil EYd so einestellt ist, daß es den freien Durchgang der durch die Pumpe P2 in die Kammer 24-j geförderten bzw. gedrückten Flüssigkeit ermöglicht. Für die Kammer 242 ^^s^ ^^ak^ei ^^as Elektromagnetventil Evd zum Behälter 3 Mn geöffnet.

••Λ

Fig» 4 zeigt die Presse in Arbeitsstellung.

Die Annäherungsphase des oberen Druckstempelträgers 21 läuft wie folgt ab:

Die Schaltung der Elektromagnetventile EVb und EYd gemäß Fig. ist umgekehrt worden, wodurch sich folgendes ergibt:

a) Von der Pumpe P2 wird Flüssigkeit durch die Leitungen 33, 34 und das Elektromagnetventil EVd in die Kammer 24₂ gedrückt.

b) die Flüssigkeit aus Kammer 24-j gelangt durch die Leitungen 35, 36 und das Elektromagnetventil EVd in den Behälter 3.

c) Die Flüssigkeit aus den Zylindern 3P-t , 30p fließt über die Leitungen 37» 38, 39 und das Elektromagnetventil EVb in den Behälter 3 ab.

d) der Druck der Kammer 24₂ steigt an und der Hilfskolben 22 wird in Richtung des Pfeiles F bewegt, was möglich ist, weil die Flüssigkeit aus den Zylinder 3O₁, 3O₂ in den Behälter 3 ablaufen kann.

Der Gesamtstellweg für den Hilfskolben 22 bzw. die Kniehebelanordnung ist mit Hilfe der Stellschraube 25 geregelt, während die mögliche Einstellung der Platte 17 gegenüber dem Kolben 10 durch den Hilfsmotor 16 gesteuert wird, womit gewährleistet ist, daß das Volumen der Druckkammer 12 für die Ausgangsstellung immer auf einem Minimum gehalten ist.

Der Annäherungsweg entspricht der Distanz "h", die auf der Skala 19 mit Hilfe des Zeigers 18 ablesbar ist, während der

Abstand "H" (Fig. 3) zwischen den Teilen 17, 21 durch den Zeiger 18.. an der Skala 10. entnommen werden kann. Wenn die Annäherungsphase beendet ist, tritt das Gelenk 43 in Kontakt mit dem elektrischen Ausschalter 8, der das Elektrovehtil EYa umschaltet. In dieser Stellung verbindet das Elektromagnet ventil EVa die Pumpe P1 direkt mit der Druckkammer 12 über die Leitungen 41» 42, wo:.-durch der Kolben 10 nach unten gedrückt wird. Dabei vollzieht sich die Verformung des WErkstüches

r 2, bis es in die gewünschte Form gebucht ist, durch die Zu- ' sammenarbeit der Matrize und Patrize, die an der Platte 31 und am Träger 21 befestigt sind.

Wenn die Verformung abgeschlossen ist, veranlaßt der manometrische Kontakt 7 sofort die Umschaltung der E-Magnetventile, um die -fresse wieder in die Anfangs st ellung gemäß Fig. 3 zu bringen,,

In dem Moment geht die Hilfshiabvorrichtung zurück, d.h., der Kolben 22 legt sich wieder an die Stellschraube an. die Ge-

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lenkpunkte der Schwingarme nähern sich eina-der, was m\t einem Aushub des Druckstempelträgers 21 verbünden ist, der dmrch die Stellung des Ε-Magnetventils EVb unterstützt wird, das den Eintritt der durch die Pumpe 1 gerfürderten Flüssigkeit in die Zylinder 3O₁ und 30₂ermöglicht.

Gleichzeitzig wird von der Pumpe Pp-sus durch die Leitung 44 der Auswerfer 32 für das fertige Werkstück betätigt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante, in der nicht der obere Druckstepelträger 21, sondern die niedrige Matrizenträgerplatte 31 durch nichthydrauliche Hilfsmittel bewegt wird, wobei nicht zwei, sondern vier Kniehebel 20.,, 20p j 20,, 20. vorgesehen sind.

Die Stellschraube 25 ist gemäß dieser Ausführung nicht mehr wie in den Fig. 3 und 4 durch einen Motor, sondern mit Hilfe eines Handgriffes bzw, Handrades 45 verstellbar.

Am oberen Teil der Presse sitzt das Schraubstück 13, das in diesem Fall durch ein Schneckengetriebe 46, 47 mit Handgriff verstellt werden kann.

Der Druckstempelträger 21 wird durch die Rückhubkolben 48^ und 48p in seine obere Position gebracht, die verschieblich in denZylindern 49-j > 49o innerhalb des Pressenständers gelagert sind.

Wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 drückt der Hilfskolben 22 (Fig. 6) in Richtung des Pfeiles F die Kniehebel 2O₁, 20p, 20, und 20. in ihre gerade Stellung, was mit einer entsprechenden Verschiebung der Matrizenplatte 31 um einen Weg "h" verbinden ist, der an der Skala 19 mit Hilfe des Zeigers 18 abgelesen werden kann.

Der Auswerfer wird in diesem Fall von einer Stationär angeordneten Stange 32 gebildet, die mit ihrem oberen Ende beim Absenken der Matrize in diese eingreift und das fertige Werkstück herausdrückt.

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Ab Abschluß des Verformungshubes werden die E-Magnetventile durch den manometrischen Kontakt 7 wir in Fig. 4 umgeschaltet. Figur 7 stellt eine weitere Ausführungsvariante dar, "bei der die Kniehebel durch eine Schraube mit Steilgewinde 50 ersetzt sind. Diese Schraube 50 wird durch einen Hilfsmotor 51 (elektrisch oder hydraulisch) betätigt, dessen Ritzel 52 mit einem Zahnrad 53 kämmt, das nrifc der Schraube 50 fest und dem Druckstempelträger 21 drehbar verbinden ist.

Diese Ausführungsart arbeitet, wie bereits beschrieben, gemäß Fig. 3,4 mit dem Unterschied, daß der Schalter 8 durch ein Schaltstück 54 betätigt wird. Dieser Schalter 8 muß so angeordnet sein, daß er am Ende des Annäherungsweges den Pressvorgang auslöst.

Diese verschiedenen Ausführungsvarianten zeigen, daß das erfindungsgemäße Prinzip nicht an spezielle mechanische Ausführungsformen gebunden ist, wie sie erläutert wurden, um so schnell wie möglich die Annäherung des Druckstempels durch Heranfahren an das zu bearbeitende Werkstück zu erreichen, sondern daß zur Verwirklichung dieses Prinzips auch andere Möglichkeiten gegeben sind.

In jedem Fall wird durch das erfindingsgemäße Prinzip eine beachtliche Zeitverminderung des ganzen Pressvorganges erreicht, wie dies aus Fig, 2 im Vergleich zu Fig. 1 hervorgeht.

Die graphische Darstellung dieser Fig. 2, in der auf der Abszisse die ^eit TP und auf der Ordinate die Verschiebungen des Werkzeuges aufgetragen sind, zeigt, daß die

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sonst notwendigen Zeiten zur Annäherung und Verlangsamung des DruckstempeIs beseitigt sind, daß die Zeit der Flüssigkeitsausdehnung reduziert ist durch das stets gewährleistete Minimum an flüssigkeitszufuhr in die Druckkammer 12,die nur für den üeinen Pressvorgang gebraucht wird, was insgesamt zu folgenden Zeiten führt;

Annäherungsphase A = 0,2"

Arbeitszeit T = 1,9"

Ausdehnung (Druck—) DP = 0,1"

Zeit des Wiederaufstiegs Re = 0,2"

Die Addition dieser Zeiten zeigt, daß die Gesamtzeit auf 2,4" gegenüber 3,6" reduziert ist, was einen Zeitgewinn TG für den Gesamtzyklus von 1,2" entspricht, also einem Drittel.

Claims (16)

Patentansprüche

1. Hydrauliche Presse, insbesondere für die Verformung von Metallen, bestehend aus einem Pressenständer mit relativ aufeinander zu beweglichen Presselementen zur Haltung von Verformungswerkzeugen und aus Leitungs- und Steuerelementen für die Führung und Steuerung der Druckflüssigkeit, wie Elektroventile, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einem der Press.elemente in ihrem Hub einstellbare mechanische Stellelemente steuerbar zugeordnet sind, die mit einem Antrieb, wie mechanischem, h^draulichem Antrieb od.dgl., in Verbindung stehen, wobei der den Verformungsdruck aufbringede Kolben (10) zweiteilig einstellbar ausgebildet ist zur Gewährleistung einer maximalen Eintauchtiefe des Kolbens (10) in die Druckkammer (12) zu Beginn des eigentlichen Verformungsvorganges.

2. Presse nach Anspruch 1, d a d B s c h gekannzeichnet , daß die mechanischen Stellelemente als Kniehebel (20.,, 20„) ausgebildet sind, die einerseits mit dem Kolben (10) und dem Druckstempelträger (21) und andererseits mit einem in seinem Hub einstellbaren Hilfskolben (22) in Verbindung stehen.

3. Presse nach Anspruch 1,dadurch gekannzeichnet , daß die mechanischen Stellfelemente als Kniehebel (20.,,2O₂, 20,, 20.) ausgebildet sind, die

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einerseits mit dem Werkstückträgerstück (31) und dem Pressenständer (9) und andererseits mit einem in seinem Hub einstellbaren Hilfskolben (22) in Verbindung stehen.

4. Presse nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfskolben (22) in seinem Hub durch eine von einem Motor (26) angetriebenen Stellschraube (25 "begrenzbar ausgebildet ist.

5. Presse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfskolben (22) in seinem Hub durch eine von Hand betätigbare Stellschraube (25) begrenzbar ausgebildet ist.

Presse nach Anspruch 1, dadurch gekannt zeichnet , daß dem Druckkolben als mechanisches Stellelement für den Druckstempelträger (21) ein Schraubstück (50) mit Steilgewinde zugeordnet ist«,

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Schraubstück (50) über ein Getriebe (52,53) von einem Motor (51) antriebbar ausgebildet ist.

8. Presse nach jedem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckstempelträger (21) mit Hilfskolben (29_lt29₂i 48.j 48₂) versehas * ist,

denen im Pressenständer (9) Druckzylinder (30.,, 30p; 49-j 1 49₂) zugeordnet sind.

9. Presse nach jedem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, d a durch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kniehebelgelenkes (43) ein Schalter (8) für die Einschaltung des Verformungspressvorganges angeordnet ist.

10. Presse nach jedem der Ansprüche 6 und 7,dadurch gekennzeichnet , daß der Druckstempelträger (21) mit einem Schaltstück (54) versehen ist, in dessen Stellweg ein Schalter (8) für die Einschaltung des Verformungspressvorganges angeordnet ist.

11. Presse nach jedem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß in der Flüssigkeitsleitung (42) zur Druckkammer (12) ein manometrischer Kontaktgeber (7) für die Umschaltung der -Elektromagnet-Ventile angeordnet ist.

12. Presse nach jedem der Ansprüche 1 bis 11,d a d u r c h gekennzeichnet , daß im Bereich der Werkstückträgerplatte eine Ausstoßeinrichtung für das fertige Werkstück angeordnet ist.

13o Presse nach Anspruch 12,dadurch gekenn?! zeichnet , daß die Ausstoßeinrichtung als hydraulisch betätigter Kolben (32) ausgebildet ist, dessen Druckzylinder mit einem vom Kontaktgeber (7) gesteuerten Ventil (EVc) in Verbindung steht.

14. Presse nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausstoßeinrichtung als stationär im Pressgehäuse angeordneter, die bewegliche Werkstückträgerplatte (31) durchgreifender Stößel (32) ausgebildet ist.

15o Presse nach Anspruch 1 bis 14> dadurch gekennzeichnet , daß der Druckkolben (10) und der Druckstempelträger (21) mit Zeigern (18,19) versehen sind, wobei der Zeiger (19) eine Skala (19-]) am Ständer (9) und dem Zeiger (18) eine Skala (18^) am Zeiger (19) zugeordnet ist.

16. Presse nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet , daß am Druckstempelträger (21) und am Werkstückträger (31) Zeiger angeordnet sind, denen Skalen am Ständer (9) zugeordnet sind.