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Dämpfungsvorrichtung an Betätigungszylindern, insbesondere für hydraulisch
stossgedämpfte hin- und herverschiebbare Vorschubzangen an Vorschubvorrichtungen
für Blechband- und Blechstreifenmaterial bei Pressen, Stanzen und dergleichen Maschinen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsvorrichtung an Betätigungszylindern,
insbesondere für hydraulisch stossgedämpfte hin- und herverschiebbare Vorschubzangen
an Vorschubvorricbtungen für Blechband- und Blechstreifenmaterial bei Pressen, Stanzen
und dergleichen Maschinen, mit einem im Zylinder hin- und herverschiebbaren, fest
mit den Vorschubzangen verbundenen Kolben, und Ölführungen, die über im Zylindermantel
angeordnete Hauptbohrungen mit dem Zylinderraum verbunden sind, und mit zusätzlichen
kleineren Nebenbohrungen im Zylindermantel zwischen Jeweils einer der Ölführungen
und dem Zylinderraum, wobei in mindestens einer Ölführung eine einstellbare Drosselvorrichtung
angeordnet ist.
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Bei den Vorschubzangen an Vorschubvorrichtungen kommt es darauf an,
sie zu Beginn ihres Jeweiligen Hubes in Abhängigkeit von der Grösse des Vorschubweges
bis zu einer an die Taktzeit der Presse angepassten maximalen Geschwindigkeit, die
über den grössten Teil des Vorschubweges konstant bleibt, zu beschleunigen und am
Ende des Vorschubweges augenblicklich anzuhalten. Dabei wirken besonders bei sehr
hohen Hubzahlen auf die das vorzuschiebende Blechband festhaltenden Vorschubzangen
Je nach der Geschwindigkeit des Blechbandes infolge dessen Beharrungsvermögen (TrAgheit
des vorzuschiebenden Materials) unter Umständen sehr große Beschleunigungs und Verzögerungikräfte,
die eine Relativbewegung
zwischen dem Blechband und den dasselbe
haltenden Vorschubzangen hervorrufen, oder sogar Schäden an der Zuführvorrichtung
verursachen können. Um diese Kräfte möglichst klein zu halten, ist es erforderlich,
die Geschwindigkeit des die hin- und hergehende Bewegung der Vorschubzangen erzeugenden
Kolbens des Betätigungszylinders kurz vor Ende des Vorschubhubes bzw. R:iick hubes
soweit abzubremsen, dass er mit möglichst kleiner Geschwindigkeit in seine Endlage,
die durch Anschläge begrenzt sein kann, einläuft.
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Zur Erfüllung dieses Erfordernisses ist es bei hydraulisch gedämpften
Vorschubzangen bekannt (eigene Ausführung), das auf der drucklosen Seite des Kolbens
des Betätigungszylinders befindliche Öl durch eine Hauptbohrung im Zylindermantel,
die in entsprechender Entfernung von der Endlage des Kolbens angeordnet ist, in
den Sammelbehälter zurückzuleiten. Dabei wird, solange diese als Ölablass dienende
Hauptbohrung vom Kolben nicht verspettt ist, die Geschwindigkeit des Kolbens in
keiner Weise verringert, da das Öl ohne Jeden nennenswerten Widerstand durch die
Hauptbohrung entweichen kann. Damit beim Vordringen des Kolbens über die Hauptbohrung
hinaus das Öl auch weiterhin ausströmen kann, zusätzlich dazu aber auch die Vorschubzange
über den Kolben des Betätigungszylinders geda#mpftewerden soll sind zwischen der
Hauptbohrung und dem Deckel des Betätigungszylinders, an dem der Kolben bei Erreichung
seiner Endlage zum Anliegen kommt, in der Zylinderwand eine grosse Anzahl kleinerer
Nebenbohrungen angeordnet, die beim weiteren Vorbringen des Kolbens nacheinander
abgesperrt werden.
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Infolge des abnehmenden, zur Verfügung stehenden Ölaustrittsquerschnittes
steigen die Strömungsverluste verhältnismässig stark an, wodurch die Geschwindigkeit
des Kolbens und damit der Vorschubzangen bis zum Stillstand laufend herabgesetzt
wird.
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Das Öl, das bei diesem Vorgang durch die zusätslichen @@@@nbohrungen
entweicht, strömt anschliessend ebenfalls drucklos in den Sammelbehälter zurück.
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Je nach Grösse und Anzahl der zusätzlichen Nebenbohrungen ist es bei
dieser Ausführung möglich, die Dämpfungscharakteristik für gewisse Betriebsverhältnisse
optimal einzustellen.
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Ein wesentlicher Nachteil bei dieser Ausführung besteht darin, dass
es bei ihr nahezu unmöglich ist, von vornherein die richtige Anzahl der zusätzlichen
Nebenbohrungen bei vorgegebenen Bohrungsdurchmessern bzw. umgekehrt zu finden. Man
war vielmehr dazu gezwungen, deren genaue Anordnung erst bei der Montage der Anlage
festzulegen. Eine auf diese Weise optimal eingestellte Anlage wanderte aber sofort
aus diesem günstigsten Arbeitsbereich heraus, wenn sich eine der zur Bestimmung
der Lochanordnung verwendeten Grössen wie z.B. abzubremsende Masse, Taktzeit der
Presse, Vorschublänge u.a. durch Produktionsumstellung ändert Bekannt ist weiterhin
eine Konstruktion (eigene Ausführung), bei der das durch die zusätzlichen Nebenbohrungen
entweichende Ölvolumen über zwei voneinander getrennte Ölführungen und daran angeschlossene
ölablassleitungen in einen Sammelbehälter abgeleitet wird. Dabei ist in einer dieser
Ölführungen ein von Hand einstellbares Drosselventil angeordnet, über welches die
Dämpfungscharakteristik dieser Anlage selbst bei einer grossen Änderung der oben
genannten beteiligten Grössen durch Nachstellen des Drosselventiles in einem günstigen
Bereich gehalten werden kann. Mit dieserAAnordnung gelang es, die Anlage auch an
unterschiedliche Grössen anzupassen. Dennoch war es nicht möglich, die während des
Dämpfungsvorganges auftretenden Beschleunigungsspitzen vollkommen zu verhindern,
da das über das Drosselventil abströmende Ölvolumen im Verlauf des Dämpfungsvorganges
zeitlich abnahm, weswegen sich die Wirkung des Drossalvcntiles. insofcrn ungünstig
veränderte, als die Grösse der Dämpfung zum Ende des Dämpfungsvorganges hin ebenfalls
geringer wurde. Da die gesamte für den Dämpfungsvorgang zur Verfügung stehende Zeit
aber fest vorgegegeben war, das Ansteigen der Dämpfung auf volle Höhe aber zusätzlich
hinvausgezögcrt wurde,
weil zu Beginn dieses Vorganges die Anzahl
der dem entweichenden Öl zur Verfügung stehende Bohrungen zu gross war, musste das
Drosselventil so eingestellt ~werden, dass der Kolben des Betätigungszylinders mitsamt
den Vorschubzangen innerhalb dieser Grenze zum Stillstandickam. Infolgedessen bestand
innerhalb dieser beiden Grenzen ein Bereich, in dem die Dämpfung sehr grosse Werte
annahm, was zu den bereits vorerwähnten nachteiligen Verzögerung sspitzen führte.
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Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe
gestellt, die Dämpfungscharakteristik des Betätigungszylinders in Abhängigkeit von
den verschiedensten Betriebsbe dingungen mit einfachsten Mitteln so ein bsw, nachstellen
zu können, dass übermässige Verzögerungen sowie Verzogezungsm spitzen während des
Dämpfungsvorganges mit -Sicherheitvvermieden werden und die Abbremsung der bewegten
Massen möglichst gleichmässig erfolgte.
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Zur Löschung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einer Dämpfungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Ausführung vorgeschlagen, dass als Drosselvorrichtung
in mindestens einer Ölführung zwei oder mehrere unabhängig voneinander einstellbare
Schieber angeordnet sind. Die Schieber werden hierbei vorzugsweise in Zylinderachsrichtung
hintereinander angeordnet. Weiterhin ist es möglich, dass die Schieber unmittelbar
auf der Zylinderwand geführt sind. Selbst#erständlich können die Schieber auch in
Zylinderumfangsrichtung verschiebbar angeordnet sein.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen,
dass die Bohrungen der Schieber einen T-förmigen Querschnitt bilden, deren eine
Bohrungen in Richtung der Schieberlängsachse angeordnet sind, während diesanderen
Bohrungen unmittelbar mit den in der Zylinderwand angeordneten Nebenbohrungen zusammenwirken.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Abstände der Bohrungen untereinander den gleichen
Wert aufweisen, wie bei den entsprechenden zusätzlichen Nebenbohrungen der Zylinderwand.
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Eine weitere erfindungegemäss bevorzugte Ausbildung wird darin gesehen,
dass der Zylinderdeckel als elnseitig offenes Gehäuse ausgebildet ist, dessen Boden
den eigentlichen Zylinderabschluss bildet, während die Gehäusewand den Endbereich
des Zylinders umschliesst und eine Aussparung zur Aufnahme der Schieber aufweist.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Aussparung Die Gehäusewand durchdringt und ihre
eine Öffnung durch eine Abschlussplatte abgeschlossen ist.
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Die Betätigung der Schieber erfolgt vorzugsweise mittels im Zylinderdeckel
gelagerter Gewindespindeln.
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Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin#,dass
bei der Abbremsung (Stossdämpfung) der bewegten Massen der Zuführvorrichtung keine
schädlichen Stosskräfte mehr auftreten. Dadurch wird es ermöglicht, die Hubzahl
der das vorzuschiebende Material verarbeitende Maschine höher als bisher üblich
auszuführen. Infolge der gleichmässigen Stoss -dämpfung wird darüberhinaus ausserdem
ein ruhigeren Lauf der Anlage erz#elt.
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Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, die ein beliebiges Ausführungsbeispiel
zeigt, näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete
Dämpfungsvorrichtung des Betätigungszylinders und Fig. 2 einen Schnitt nach der
Linie A-B der Fig. 1 In der Zeichnung ist mit 1 der Betätigungszylinder allgemein
und mit la die Zylinderwand desselben bezeichnet, während der allgemein mit 2 bezeichnete
Zylinderdeckel als einseitig offenes Gehäuse ausgebildet ist, dessen Boden 2c den
eigentlichen Zylinderabschluss bildet,
während die Gehäusewand 2b
den Endbereich ab des Betätigungszylinders 1 umschliesst. Im Zylinderdeckel 2 sind
zwei Schieber 3 und 4 mittels Gewindespindeln 5 und 6 quer zur Zylinderachse verschiebbar
angeordnet. Jeder Schieber 3 und 4 weist Bohrungen 7 und 8 auf, die einen T-förmigen
Querschnitt bilden, wobei die Bohrungen 7 indden Ringraum 13 münden, von wo aus
eine Bohrung 18 zum Anschluss-Stutztnn 19 führt.
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Die Schieber 3 und 4 sind in einer Aussparung 20 der Gehäusewand 2b
angeordnet. Diese Aussparung 20 wird nach unten an ihrer Öffnung 20a durch den Endbereich
Ib des Betätigungszylinders 1 und nach oben an ihrer Öffnung 20b durch einenAbschlussplatte
9 begrenzt. Die Abschlussplatte 9 kann dabei durch Schrauben 14 lösbar an der Gehäusewind
2b befestigt sein.
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Der Zylinderdeckel 2 wird auf dem Betätigungszylinder 1 durch einen
Flansch 15 gehalten, welcher sich seinerseits an einem Ring 16 abstützt.
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Im Endbereich des Betätigungszylinders 1 sind weitere radiale Hauptbohrungen
12 und Nebenbohrungen 10 und 11 angeordnet, welche in Zylinderachsrichtung hintereinander
liegen. Dabei sind die Hauptbohrungen 12 am weitesten von der Stirnfläche 2a des
Zylinderdeckels 2 entfernt, während die in grösserer Anzahl angeordneten kleineren
Nebenbohrungen 10 und 11 im dazwischenliegenden Bereich liegen. Alle diese Bohrungen
10, 11 und 12 münden in den Ringraum 13. Wie insbesonders aus Fig. 2 ersichtlich
ist, sind beispielsweise die Nebenbohrungen 11 einreihig, dagegen die Nebenbohrungen
10 zweireihig angeordnet.
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Im Betätigungszylinderl ist der Kolben 17 aus der in Fgg, 1 gezeigten
linken Endlage in die nicht gezeigte rechte Endlage, der eine ähnliche Dämpfvorrichtung
zugeordnet ist, verschiebbar angeordnet. Der Kolben 17 bestehtas der Kolbenstange
17a, dem Kolbenkopf 17b, einem Zwischenstück 17c, einem Führungsstück 17d und dem
Kolbenteil 17e. Dabei sind die druckbeaufschlagbaren Stirnflächen des Führungsstückes
17d mit 17f,
die des Kolbenteiles 17e mit 17g, die des Kolbenkopfes
17b mit 17h und die der Kolbenstange 17a mit 17k bezeichnet. An ihrem rechten, nicht
gezeigten Ende, welches durch den Zylinderdeckel der am anderen Ende des Betätigungszylinders
1 angeordneten Dämpfungsvorrichtung hindurchgeführt ist, ist die Kolbenstange 17a
mit den Vorschubzangen verbunden.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Dämpfungsvorrichtung ist
n#un wie folgt: Die das in die Blechverarbeitungsmaschine vorzuschiebende Blech
haltenden Vorschubzangen beschleunigen infolge der Beaufschlagung der Stirnflächen
17f des Führungsstückes 17d und Stirnfläche 17g des Kolbenteiles 17e mit Drucköl
von Null auf eine maximale Geschwindigkeit und bewegen sich gemeinsam mit dem Kolben
17 aus einer rechten, hier der Einfachheit halber nicht gezeigten Endlage, in die
in Fig. 1 dargestellte linke Endlage, in der der Dämpfungsvorgang bereits beendet
ist. Auf diesem Wege überstreicht kurz vor Erreichen der Endlage die Stirnfläche
17h des Kolbenkopfes 17b die in der Zylinderwand la angeordneten Hauptbohrungen
12, durch die bis zu diesem Zeitpunkt die Hauptmenge des vom Kolbenkopf 17b verdrängten
Öles aus dem Zylinderraum vor den Stirnflächen 17k und 17h über den Ringraum 13
drucklos entweicht, von wo es über die Bohrung 18 und den Anschluss-Stutzten 19
zum ebenfalls nicht dargestellten Ölsammelbehälter geleitet wurde. Sobald die Hauptbohrungen
12 vom Kolbenkopf 17b vollkommen verschlossen sind, bitibt dem restlichen zu verdrängenden
Öl nur die Möglichkeit, über die Nebenbohrungen 10 und 11 in der Zylinderwand 2a
in den Ölsammelbehälter zu entweichen Infolge ihres geringeren Durchmessers bilden
die Nebenbohrungen 10 und 11 für das durch sie entweichende Öl einen erheblichen
Drosselwiderstand, wodurch sich im Ölraum vor der Stirnfläche 17k und 17h ein Druck
aufbaut, dessen resultierende Kraft den Kolben abbremst.
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Je mehr der Kolben 17 sich dabei seiner in Fig. 1 dargestellten Endlage
nähert, bei der seine Stirnfläche 17k an der Stirnfläche 2a des Zylinderdeckels
2 zum Anliegen kommt und dadurch die Grösse des Vorschubhubes begrenzt, um so weniger
Nebenbohrungen 10 und 11 stehen dem entweichenden Öl zur Verfügung, um in den Ringraum
13 zu entweichen. Da die Kolbengeschwindigkeit aber ebenfalls abgenommen hat, bleibt
die pro freie Nebenbohrung 10 und 11 abfliessende Ölmenge konstant. Meistens bildet
sich Jedoch trotzdem keine gleichmässige Geschwindigkeitsabnahme aus, da fast alle
bei diesem Dämpfungsvorgang mitwirkenden Grossen nicht konstant sind bzw. bleiben
und daher in nicht vorauszube rechnender Weise auf den Vorgang einwirken. Um dennoch
einen möglichst gleichförmigen Dämpfungsvorgang zu erhalten, können beispielsweise
von Hand mit Hilfe der Gewindespindeln 5 und 6 die unabhängig voneinander, senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Kolbens 17 bewegbaren Schieber 3 und 4 so verstellt werden,
dass deren Bohrungen 8 einen beliebigen Teil der Nebenbohrungen 10 überdecken und
so eine in ihrer Presse veränderliche Drosselt wirkung in dem über die Nebenbohrungen
10, sowie Bohrungen 8 und 7 in den Ringraum 13 entweichenden Öl hervorrufen.
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Je nach Betätigung der Schieber 3 und 4 von denen auch bei Erfordernis
mehr als zwei angeordnet sein können, kann dabei ein bestimmter Teil der Dämpfungscharakteristik
bzw. der Bremsstrecke beeinflusst werden. Der Kolben nähert sich nun mit abnehmender
Geschwindigkeit seiner linken Endlage. Dabei wird in dem Augenblick, in dem die
Stirnfläche 17k der Kolbenstange 17a an der Stirnfläche 2a des Zylinderdeckels 2
zum Anliegen kommt, die letzte Neben@ohrung 10 verschlossen.
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Das ist erforderlichm weil der Kolben 17 sonst entweder seine Endlage
nicht erreicht, oder mit einer gewissen, von Null ab-S weichenden Geschwindigkeit
auf den Zylinderdeckel 2 aufschlagen würde.