DE2003171C3 - überlastsicherung für eine Presse - Google Patents

Description

4. Überlastsicherung nach Anspruch 2 oder 3, des Unterstößels beginnt, da dabei die Presse als dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher 35 Ganzes während des Arbeitsvorganges des Unter-(21) mit einem Druck vorgespannt ist. stößeis nicht mehr gegen Überlastung gesichert ist.

5. Überlastsicherung nach Anspruch 1, bei der Ausgehend von den genannten Schwierigkeiten bein dem Oberstößel in dem Kraftweg des Ober- züglich der Sicherung bekannter Pressen gegen Überstößelantriebes ein hydraulisches Druckkissen lastung und hinsichtlich der vollen Ausnutzung der angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß meh- 40 Nennpießkraft solcher bekannter Pressen besteht die rere an das Druckkissen (12) wahlweise anschalt- der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, günbare Druckspeicher mit verschiedenen Volumina stigere Verhältnisse bei der Belastung des Oberstövorgesehen sind. ßelantriebes zu erzielen und dadurch die genannten

Schwierigkeiten zu vermeiden.

45 Diese Aufgabe ist bei einer Überlastsicherung der

eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine den Oberstößelantrieb entlastende Vorrichtung vorge-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastsiche- sehen ist, die, nachdem der Oberstößel den Endrung für eine Presse, insbesondere Stülpziehpresse punkt seiner Arbeitsbewegung erreicht hat — nicht oder Zieh-Gegenschnitt-Presse, mit mechanischem 50 jedoch auch schon der Unterstößel —, die Belastung Oberstößelantrieb und separatem mechanischem Un- des Oberstößelantriebes momentan um einen solchen terstößelantrieb in Gegenrichtung, bei der der Unter- Betrag verringert, daß bei der Endpreßkraft des Unstößel den Endpunkt seiner Arbeitsbewegung später terstößelantriebes die Belastung des Oberstößelantrieerreicht als der Oberstößel und somit gegen den im bes nicht größer wird, als die von der Endpreßkraft wesentlichen in seinem Endbereich und in seiner 55 des Oberstößelantriebes hervorgerufene Belastung Endbelastung verbleibenden Oberstößel anfährt. war.

Pressen der vorgenannten Art sind zumeist mit Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die auftreten^

einem separat in gleicher Richtung wie der Ober- den elastischen Verformungen der unter Belastung stößel angetriebenen Blechhalter ausgerüstet, der zu- stehenden Teile der Presse dazu ausgenutzt werden erst auf dem Werkstück aufsetzt und erst nach dem 60 können, eine arithmetische Summierung der von dem Arbeitsvorgang des Unterstößels von dem Werkstück Oberstößelantrieb und dem Unterstößelantrieb resulabhebt. Während bei einer Stülpziehpresse zunächst tierenden Belastungen zu vermeiden und statt dessen der Oberstößel einen abwärts gerichteten Ziehvor- eine hinsichtlich der gesamten Belastung günstigere gang und danach der Unterstößel einen aufwärts ge- Überlagerung der Belastungen zu erreichen,
richteten Ziehvorgang durchführt, folgt bei einer 65 Die entlastende Vorrichtung weist ein in dem Zieh-Gegenschnitt-Presse auf den abwärts gerichte- Kraftweg des Oberstößelantriebes angeordnetes, ten Ziehvorgang des Oberstößels ein aufwärts ge- kraftübertragendes Bauteil auf, das eine Veränderrichteter Schnittvorgang des Unterstößels. barkeit der übertragbaren Kraft aufweist und das

zum Entlasten auf eine geringere, übertragbare Kraft verstellbar ist. Die Entlastung erfolgt dabei durch Zurückfedern aller beteiligten Teile der Presse in Abhängigkeit von deren Federzahlen.

Bevorzugte Ausführungsformen der entlastenden Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5, für deren Merkmale nur in Verbindung mit e'en Merkmalen des Anspruches 1 Schutz begehrt wird.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Kraft-Dehnungs-Diagramm,

Fig.2 eine Seitenansicht einer mit erfindungsgemäßer Überlastsicherung ausgerüsteten Presse in schematischer Darstellung.

In einer Presse, die ein Fußstück 1, zwei Seitenständer 2, ein Kopfstück 3 und einen Pressentisch 14 aufweist, sind mittels separater Antriebe aufwärts und abwärts bewegbar ein Unterstößel 7 ein Oberstößel 11 νηά ein Buchhalter 15 beweglich geführt. Der Unterstößelantrieb weist eine in dem Fußstück 1 gelagerte, angetriebene Kurbelwelle 4 mit Kurbelarm 5 auf, an dem ein andererseits an dem Unterstößel 7 angelenktes Pleuel 6 angelenkt ist. Der Oberstößelantrieb weist eine in dem Kopfstück 3 gelagerte, angetriebene Kurbelwelle 8 mit Kurbelarm 9 auf, an dem ein andererseits an dem Oberstößel 11 angelenktes Pleuel 10 angelenkt ist. In dem Oberstößel 11 ist ein hydraulisches Druckkissen 12 vorgesehen, über das die Kraft von dem Oberstößelantrieb auf die Werkzeugtragerplatte 13 des Oberstößels 11 übeitragen wird. Ein — in der Zeichnung nicht dargestellter — Werkzeugsdtz besteht aus einem an der Werkzeugträgerplatte 13 des Oberstößels 11 befestigten Oberwerkzeug, einem auf dem Pressentisch 14 befestigten Unterwerkzeug und einem auf dem Unterstößel 7 befestigten Gegenformwerkzeug.

Das hydraulische Druckkissen 12 ist über eine Leitung 16 ständig mit einer auf verschiedene Ansprechwerte des in dem Druckkissen 12 herrschenden Druckes einstellbaren Überlastungsschutzeinrichtung 17 verbunden. Außerdem ist als entlastende Vorrichtung ein an das Druckkissen 12 über eine Leitung 18, ein schaltbares Ventil 19 und eine weitere Leitung 20 angeschlossener Druckspeicher 21 vorgesehen.

Ein Arbeitsspiel der dargestellten Presse, die als Stülpziehpresse eingesetzt ist, beginnt nach dem Einlegen des zu bearbeitenden Rohlings mit dem Absenken des Blechhalters 15 auf den mit seinem Randbereich auf dem Pressentisch 14 aufliegenden Rohling, wodurch der Rohling angedrückt und festgehalten wird. Danach kommt das an dem abwärts bewegten Oberstößel 11 befestigte Oberwerkzeug in Eingriff mit dem Rohling und verformt diesen, bis der entsprechende Ziehvorgang in dem unteren Endpunkt der Arbeitsbewegung des Oberstößels 11 beendet ist. Während der Oberstößel 11 in seinem unteren Endbereich verbleibt, fährt danach der Unterstößel 7 mit dem Gegenformwerkzeug von unten gegen das Werkstück, dessen Oberseite an dem Oberwerkzeug anliegt, an und verformt das Werkstück, bis der entsprechende Ziehvorgang in dem oberen Endpunkt der Arbeitsbewegung des Unterstößels 7 beendet ist. Danach wird der Unterstößel 7 nach unten und der Oberstößel 11 nach oben zurückgezogen, worauf der Blechhalter 15 nach oben von dem Werkstück abhebt. Das Arbeitsspiel endet mit der Rückkehr des Unterstößels 7 in seinen unteren Endbereich und des Oberstößels 11 und des Blechhalters 15 in ihre oberen F.ndhereiche sowie der Entnahme des bearbeiteten Werkstückes. Die abwärts gerichteten Bewegungen des Blechhalters 15 und des Oberstößels 11 können sich unter der Bedingung teilweise überschneiden, daß der Blechhalter 15 seinen unteren Endbereich erreicht haben muß, bevor das Oberwerkzeug mit dem Rohling in Eingriff kommt. Ebenso kann sich die abwärts gerichtete Bewegung des Oberstößels 11 und die aufwärts gerichtete Bewegung des Unterslößeis 7 unter der Bedingung teilweise überschneiden, daß der Oberstößel 11 seinen unteren Endbereich erreicht haben muß, bevor das Gegenformwerkzeug mit dem Werkstück in Eingriff kommt. Die bei Beendigung eines Arbeitsspieles erforderlichen Bewegungen zur Rückkehr des Unterstößels 7, des Oberstößels 11 und des Blechhalters 15 können größtenteils gleichzeitig ablaufen.

Während eines Arbeitsspieles der Presse beginnt zu einem Zeitpunkt r₀ der Blechhalter 15 auf den Pressentisch 14 eine bis zu einem Zeitpunkt I₁ zunehmende Kraft P₄ auszuüben, der eine gleich große, entgegengerichtete Kraft P₂ des Pressentirches 14 das Gleichgewicht hält. Der Pressentisch 14 weicht unter der Wirkung der Kraft P₄ nach unten elastisch aus. Zu einem späteren Zeitpunkt i., beginnt der Oberstößel 11 auf den Pressentisch 14 eine bis zu einem Zeitpunkt i.„ zu dem der Oberstößel II den unteren Endpunkt seiner Arbeitsbewegung erreicht hat, zunehmende Kraft P₁, deren Verlauf über der Zeit von t., bis t_:i von der Art des Ziehvorganges abhängt, auszuüben. Während des Zunehmens der Kraft P₁ des Oberstößels 11 in der Zeit von i₂ bis ι, nimmt die den Kräften P₁ und P₄ des Oberstößels 11 und des Blechhalters 15 das Gleichgewicht haltende Kraft P., des Pressentisches 14 weiter zu, so daß letzterer elastisch weiter nach unten ausweicht. Während der Zeit von t„ bis t₃ vermindert sich die Kraft P₄ des Blechhalters 15 wegen des zunehmenden Ausweichens des Pressenlisches 14 nach unten etwas. Zu dem Zeitpunkt f₃ ist die Kraft P₂ des Pressentisches 14 gleich der Summe aus der Kraft P₁ des Oberstößels 11 und der verminderten Kraft P₄ des Blechhalters 15.

Zu einem Zeitpunkt f₄ wird die entlastende Vorrichtung dadurch betätigt, daß durch zeitweises oder dauerndes öffnen des Ventils 19 das Druckkissen 12 mit dem Druckspeicher 21 in Verbindung gebracht wird. Dadurch wird die Kraft P, des Oberstößels 11 momentan vermindert, wodurch auch die Kraft Po des Pressentisches 14 vermindert wird und das Maß des Ausweichens des Pressentisches 14 nach unten abnimmt. Da dies wiederum eine Vergrößerung der Kraft P₄ zur Folge hat, die der Blechhalter 15 auf den Pressentisch 14 ausübt, ist die Verminderung der Kraft P₃ des Pressentisches 14 geringer als die Ver-

minderüng der Kraft P₁ des Oberstößels 11. Zu einem späteren Zeitpunkt /₅ beginnt der Unterstößel 7 auf den Oberstößel 11 eine bis zu einem Zeitpunkt i,,, zi' dem der Unterstößel 7 den oberen Endpunkt seiner Arbeitsbewegung erreicht hat, zunehmende Kraft p._f, deren Verlauf über der Zeit von t₅ bis I₆ von der Art des Ziehvorganges abhängt, auszuüben. Während des Zunehmens der Kraft P₃ des Unterstößels 7 in der Zeit von r, bis t_a nimmt die Kraft P₁ des Oberstößels 11 — ausgehend von der durch die Betätigung der entlastenden Vorrichtung herbeigeführten Verminderung der Kraft P, — zu. Gleichzeitig vermindert sich weger, des Gleichgewichtes der angreifenden Kräfte P₁, P₂, P₃ und P₄ die Kraft P₂ des

Pressentisches 14, wodurch das Maß des Auswei- liegenden, zugeordneten Teile der Presse zu ver chens des Pressentisches 14 nach unten weiter ab- stehen. Aus Darstellungsgründen sind die tatsächlich nimmt. Da dies wiederum eine Vergrößerung der durch den O-Punkt des Koordinatensystems verlau-Kraft P₄ zur Folge hat, die der Blechhalter 15 auf den fenden Federkennlinien teilweise verschoben ge-Pressentisch 14 ausübt, ist die Vergrößerung der 5 zeichnet.

Kraft P₁ des Oberstößels 11 geringer als die Vergrö- Die horizontale Strich-Kreis-Linie repräsentiert die

ßerung der Kraft P₃ des Unterstößels 7. höchste, zulässige Belastung und zugleich die End-

Von einem späteren Zeitpunkt I₁ an beginnen der kraft des Oberstößelantriebes. Die anderen darge-Unterstößel 7 und der Oberstößel 11 gleichzeitig stellten Linien gehören jeweils zu bestimmten Ent- oder nacheinander von dem Werkstück abzuheben, io und Belastungsfäüen, wobei die verschiedenen Parwodurch die Kräfte P₁ und P₃ bis zu einem Zeit- allelen zu der +Pf-P-Achse unter sich gleiche Länpunkt i₈ schnell verschwinden. In der Zeit von /- bis gen aufweisen und die Endkraft des Unterstößelf„ nehmen die Kräfte P₂ und P₄ des Pressentisches antriebes repräsentieren.

14 und des Blechhalters 15 nochmals zu, wodurch Mit quergestrichenen, durchgezogenen Linien ist

eine Zunahme des Ausweichens des Pressentisches 15 der Fall dargestellt, daß eine entlastende Vorrichtung 14 nach unten bewirkt wird, da bei Verschwinden nach der Erfindung nicht vorhanden ist. Der Lastder Kräfte P₁ und P₃ des Oberstößels 11 und des punkt wandert unter der Wirkung der Kraft P₃ des Unterstößels 7 wieder Gleichgewicht zwischen den Unterstößelantriebes auf der Federkennlinie K₀ von Kräften P₂ und P₄ herrschen muß. Zu einem späte- A nach B. Durch die Endkraft des Unterstößelantrieren Zeitpunkt t_g hebt der Blechhalter 15 von dem 20 bes ist der Oberstößelantrieb über seine höchste, zuWerkstück ab, wodurch bis zu einem Zeitpunkt t_in lässige Belastung hinaus beanspracht,
auch die Kräfte P₂ und P₄ des Pressentisches 14 und Verschiedene Ent- und Belastungsfälle mit einer

des Blechhalters 15 verschwunden sind. entlastenden Vorrichtung nach der Erfindung sind

Es ist vorausgesetzt, daß die während eines Ar- nachstehend zunächst ohne nähere Angaben über beitsspieles von den Kräften P₁ bis P₄ hervorgerufe- 25 die jeweils in Betracht kommende Ausführung der nen Verformungen sämtlicher jeweils in dem Kraft- entlastenden Vorrichtung erläutert,
weg befindlicher Teile der Presse stets elastische Ver- Mit punktierten Linien ist der Fall dargestellt, daß

formungen sind, wobei die Verformungswege jeweils die Entlastung durch die entlastende Vorrichtung proportional der auftretenden, resultierenden Kraft und die Belastung durch die Kraft P_s des Unterstößelsind. Bei Störungen des normalen Arbeitsspieles, 30 antriebes bei unverändert bleibender Federkennlinie z. B. wegen Anwesenheit eines Störkörpers oder K_n erfolgt. Der Lastpunkt wandert entlang der Fezweier Rohlinge gleichzeitig zwischen Oberwerkzeug derkennlinie K_n von A nach C und dann von C und Unterwerkzeug, wodurch eine plastische Verfor- nach D. Die Endbelastung des Oberstößelantriebes mung von in dem Kraftweg befindlichen Teilen der bleibt unter dem höchsten, zulässigen Wert.
Presse verursacht werden könnte, tritt die Über- 35 Mit gestrichelten Linien ist der Fall dargestellt, lastungsschutzeinrichtung 17 in Tätigkeit und unter- daß die Entlastung durch die entlastende Vorrichtung bricht das Arbeitsspiel durch zusätzliche Entlastung und die Belastung durch die Kraft P₃, des Unterstödes Druckkissens 12 und Stillsetzen der Presse. ßelantriebes bei einer veränderten Federkennlinie K_n

Die Wirkungsweise der Erfindung, beispielsweise erfolgt (Beispiel: Zuschaltung eines »weicheren« Teider als an das Druckkissen 12 anschaltbarer Druck- 40 les in den Oberstößelantrieb bei Beginn der Entspeicher 21 ausgebildeten entlastenden Vorrichtung lastung durch die entlastende Vorrichtung). Der Lastist in dem Kraft-Verformungs-Diagramm (Fig. 1) punkt wandert entlang der Federkennlinie K₀' von A veranschaulicht. Mit ausgezogenen Linien sind das nach E und dann von E nach F. Die Endbelastung rechtwinklige +P/ —P (Kräfte)- + f/-f (Verformun- des Oberstößelantriebes bleibt unter dem höchsten, gen)-Koordinatensystem und die Federkennlinie K_r 45 zulässigen Wert.

(Pressentisch) sowie zwei verschiedene Federkenn- Je nach der jeweils gewählten Ausführungsform

linien K₀ (Oberstößelantrieb) und Λ',' (Oberstößel- und Art der Betätigung der entlastenden Vorrichantrieb) dargestellt. Hierbei sind die Federkennlinien tung, beispielsweise mit den Merkmalen der An- Kp, K₀ und K₀' als resultierende Federkennlinien spräche 2 bis 5, ergeben sich verschiedene Be- und aus den -Federzahlen der jeweils in dem Kraftweg 50 Entlastungsfälle.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2

Bisher gebräuchliche Überlastsicherungen für Pres-

Patentansprüche: sen der vorgenannten Art wiesen in dem Kraftweg

des Oberstößelantriebes beispielsweise ein in dem

1 Überlastsicherung für eine Presse insbeson- Oberstößel angeordnetes hydraulisches Druckkissen dere Stülpziehpresse oder Zieh-Gegenschnitt- 5 (CH-PS 3 59 359) auf. Auch Überlastsicherungen Presse, mit mechanischem Oberstößelantrieb und dieser Art mit einstellbarem Ansprechdruck des separatem mechanischem Unterstößelantrieb in Druckkissens erbrachten noch keine befriedigenden Gegenrichtung, bei der der Unterstößel den End- Ergebnisse. War der Ansprechdruck auf einen Wert punkt seiner Arbeitsbewegung später erreicht als wenig über der bei dem betreffenden Arbeitsvorgang, der Oberstößel und somit gegen den im wcsent- io beispielsweise Ziehvorgang, des Oberstoßeis hochlichen in seinem Endbereich und in seiner End- stens auftretenden Belastung emgestellt, wurde die belastung verbleibenden Oberstößel anfährt, ge- Überlastsicherung ausgelöst und damit die Presse kennzeichnet durch eine den Oberstößel- stillgesetzt, wenn eine zusätzliche Belastung auf den antrieb (8, 9, 10) entlastende Vorrichtung, die, Oberstößelantrieb dadurch ausgeübt wurde, daß der nachdem der Oberstößel (11) den Endpunkt sei- 15 Unterstößel zu Beginn des ihm zugewiesenen Arbeitsner Arbeitsbewegung erreicht hat — nicht je- Vorganges gegen den in seinem unteren Endbereich doch auch schon der Unterstößel (7) —, die Be- befindlichen Oberstößel anfuhr,
lastung des Oberstößelantriebes (8, 9,10) momen- War dagegen der Ansprechdruck auf einen Wert

tan um einen solchen Betrag verringert, daß bei wenig über der Summe der bei den betreffenden Arder Endpreßkraft des Unterstößelantriebes (4, 5, 20 beitsvorgängen des Oberstößels und des Unterstößels 6) die Belastung des Oberstößelantriebes (8, 9, höchstens auftretenden Belastungen eingestellt, 10) nicht größer wird, als die von der Endpreß- konnte die auf den Oberstößelantrieb bezogene kraft des Oberstößelantriebes (8, 9, 10) hervor- Nennpreßkraft der Presse nicht voll ausgenutzt wergerufene Belastung war. den. Außerdem ging dadurch der Vorteil verloren,

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, bei der 25 daß die eingestellte Überlastsicherung während des in dem Oberstößel in dem Kraftweg des Ober- Arbeitsvorganges des Oberstößels schon bei verhält-Stößelantriebes ein hydraulisches Druckkissen nismäßig geringer Überschreitung der zu erwartenden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belastung ansprechen könnte. In beiden Fällen war an das Druckkissen (12) anschaltbarer Druck- der Unterstößelantrieb nicht auf die ihm eigene speicher (21) vorgesehen ist. 30 höchstzulässige Belastung abgesichert. Noch weniger

3. Überlastsicherung nach Anspruch 2, dadurch befriedigend waren Betriebsweisen solcher Pressen, gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (21) ein bei denen die Überlastsicherung überhaupt außer einstellbares Volumen aufweist. Funktion gesetzt wurde, sobald der Arbeitsvorgang