DE2331697C2 - Aufsetzstoßdämpfer-Einrichtung für Pressenstössel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aulsetzstoßtlämpfer-Einrichtung für Pressenstößel an mechanischen Pressen mit im Kraftfluß zwischen Pleuel und Stößel angeordneter Kolben-Zylindereinheit, dessen Druckraum als nach außen geschlossener Kompresiionsraum ausgebildet is;.

Es ist bei mechanischen Pressen oftmals erforderlich, die an sich übliche kontinuierliche Stößelbewegung in bestimmten Bereichen durch Beeinflussung zu verändern. Ein Grund hierfür liegt in der hohen Auftrcffgesehvvindigkeit des Werkzeuges aiii das Werkstück, durch die eine ausgeprägte Kraftspitze, iider anders ausgedrückt, ein starker Stoß entsteht. Abgesehen von der dabei auftretenden relativ starken C'icriiuschbildung werden die Werkzeuge durch den Stoß in ihrer Lebensdauer negativ beeinflußt. Deshalb hat man bereits die verschiedensten mechanischen und hydraulischen Aufsetzstoßdämpfer vorgeschlagen.

Insbesondere mit den hydraulischen Aulsetzstoßclämpfcrn konnte erreicht werden, daß der Stößel (iraktisch nur mit einem Bruchteil seiner Preßkraft liuf das Werkstück aufsetzt und erst nach dem Aut- «.et/xn mit seiner vollen Preükraft zur Wirkung kommt.

Die Wirkungsweise eines bekannten Aufsetzstoßdämpfers (Sonderdruck der Fa. Friedrich Krupp GmbH: »Kaltfließpressen« von Ing. Willi M a i e r) ist im wesentlichen wie folgt.

Die Krafteinleitung in den Stößel erfolgt mittels eines Dämpfurigskolbens über ein vorgespanntes Ölvolumen, wobei dessen Vorspanndruck so bemessen ist, daß der Aufsetzdruck nur einen Bruchteil der eigentlich zur Verfugung stehenden Preßkraft ausmacht. Der Dämpfungskolben führt nach dem Aufsetzen des am Stößel befestigten Werkzeugteiles auf das umzuformende Werkstück eine Relativbewegung gegenüber dem Stößel aus. Diese Relativbewegung ist der Dämpfungsweg, bei dessen Durchfahren der Druck des vordem erwähnten Ölvolumens durch den eintauchenden Dämpfungskolben stetig ansteigt, bis am Ende des Dämpfungsweges die aus dem nun herrschenden Druck und der wirksamen F'üche des Dämpfungskolbens resultierende Kraft der Preßkrait

ίο entspricht. Um für die einzelnen mit der Presse ausführbaren Arbeiten und den dabei angewandten Verfahren optimale Verhältnisse zu schaffen, ist der Dämpfungsweg innerhalb seiner Grenzen verstellbar. Dieser bekannte Aufsetzstoßdämpfer ist praktisch nur bei Einpunktpressen als betriebssicher anzusehen, da sein Einsatz bei Mehrpunktpressen ein durch außermittiges Belasten bewirktes Verkanten des Stößels nicht verhindern kann, denn jeder der zwischen Pleuel und Stößel eingebauten Aufselzstoßilänipler tührt abhängig von der Belastung des jeweiligen Pleuels einen unterschiedlichen Dämpfuimswc··: aus. Je größer aber der Unterschied in den ausgeführten Dämpfiingswegen ist. um so größer ist aber auch die Gefahr des Verkantens des Stößels.

.Ausgehend von diesem Stand der "!'echnik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Aufseizstoßdämpfer-Einrichiung der genamiien Ausführuiiü für Pressenstößel zu schaffen, mit der ein Verkanten auch tier Stößel von Mehrpunktpressen verhindert wird, wenn jeder Pleuelangriffspunkt mit einem Aufsetzstoßdämpfer ausgerüstet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der nach außen geschlossene Kompressioiisraum für alle Koibenzylindereinheiten der Gegendruckraum eines bei Stößelparallelführungen bekannten Summenkolhens mit auf diesen einwirkenden Gegenkolben ist. wobei den Druckräumen einer jeden Kolben-Zylindereinheii eitler der Gegenkolben zugeordnet ist.

Zur Verhinderung des Verkantens des Stößels einer Presse auch bei stark außermittiger Belastung ist nämlich bereits eine Zusatzeinrichtung bekanntgeworden (DT-OS 2 053 700). bei welcher beispielsweise zwischen Stößel und fisch mehrere Hydraulikzylinder vorgesehen sind, die über getrennte hydraulische Leitungen und getrennte mechanische Übertragungsmittel an einen Hauptzylinder angeschlossen sind, dessen Kolben gegen eine abhängig von der Reaklionskraft ties Werkzeugs oder der Werkzeuge einstellbare Kraft verschiebbar ist. Als getrennte mechanische Übeitragungsmittel dienen Gegenkolben, die jeweils einem der Hydraulikzylinder zugeordnet sind, und die in einer solchen Weise auf den Kolben des Hauptzylinders einwirken, daß die von den Gegenkolben ausgeübten Druckkräfte summiert werden. Durch die Ausbildung des Kolbens des Hauptzylinder:) als Sunimcnkulbcn wird eine hydraulisch zwangläufige Parallelhaltung geschaffen, die bei Einpunktpressen oder hydraulischen Pressen aller Arten eingesetzt werden kann und die jeder verkantenden Seite sofort harten Widerstand entgegengesetzt. Der Kolben des Hauptzylinders läßt sich relativ leicht gegen die einstellbare Kraft verschieben, wenn alle Hydraulikzylinder gleichzeitig auf ihn einwirken. Dagegen setzt er, wenn eine Stößelseite verkanten will, dieser Stößelseite seine volle Kraft entgegen, die bei einer entsprechenden Einstellung der Kraft sicher ausreicht, um ein Verkanten zu verhindern. Diese be-

kannte Einrichtung ist jedoch, auch wenn sie im Λ ufbau ahnlich ist wie der Erfindungsgegenslund, keine Aufset/.stnßdänipfer-Einrichtung.

Die genaue Vorwahl der Grüße des Dämpfungsweges wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Bestimmung der Endlage des sich während des Dämpfungsvorganges in ilen Kompressionsraum hineinbewegenden Summenkolbens in an sich bekannter Weise ein als Stellschraube ausgebildeter Anschlag angeordnet ist.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, daß ein Veikanten des Stößels beim Zurücklegen des Dämpfungsweges weitgehendst ausgeschlossen ist.

Ein weiterer mit der Erfindung erzielbarer Vorteil besteht in dem geringen Aufwand, die Erfindung /ti realisieren und in dem geringen Raumbedarf, der die Möglichkeit bidet, die wenigen zusätzlich benöii^ien Hauteile an einer gut zugänglichen Stelle der Presse jin/uordnen, so daß Einbauschwiengkeilen entfallen. (lic auftreten können, wenn der Auiset/sioßdäinpler wie bei der bekannten Ausführung am Plcuelaiv.'riffspunkt angeordnet Kl.

Im lolgeiuli.'ii wird die orfinduns>s!>emäiie Aufsetz-Moßdämpfer-Einrichiung an Hand einer Zeichnung, die rein schemansch ein beliebiges Ausfiihiunusbcispiel darstellt, näher crliiuten.

Kür den hier zu beschreibenden Anweiuiunüsiall wird angenommen, daß es sich bei der serwendeten Presse um eine Zweipunktpresse handelt.

In der Zeichnung sind mit 1 und 2 die \on der nicht besonders dargestellten Kurbelwelle der Presse angetriebenen Pleuel bezeichnet, an denen in den Pleuelangriffspunkten 3 und 4 die Kolben 5 und 6 angelenkt sind. Die Kolben 5 und 6 befinden sich je in einem Zylinder 7 und 8 des Stößels 9 und siül/en sich gegen ein unter Vorspannung stehendes F'lüssigkeitsvoluiiien ab. das sich unterhalb der Kolben 5 und ft in den Druckräumen 10 und 11 befindet.

Beide Druckräume 10 und 11 sind durch eine Dritckmittcllcilung 12 miteinander verbunden, in der zwei Rückschlagventile 13 und 14 derart angeordnet sind, daß Druckmittel lediglich im Überlastungsfall der Presse aus den Druckräumen 10 und 11 über eine zwischen den beiden Rückschlagventilen 13 und 14 mündende Druckmittelleitung 15 in einen Zylinderraum 16 des Überlaslungsvcntils 17 abströmen kann. Hier wirkt es auf die kleinere Fläche des im Überlasümgsventil \~l verschiebbar angeordneten Plimgerkolbens 18 und verschiebt diesen gegen den auf seiner großen Fläche einwirkenden Druck eines gasförmigen Druckmittels, hier z. B. sorgespannte I.uft. Das Druckmittel für die erstmalige Fülliin» der Druckräume 10 und 11 und für die ständige Aufrechtcrhaltung des Vorspanndiuckes wird über die Druckmiltelleiumgcn 19 und 20 zugeführt.

Die bis hier beschriebene Einrichtung bildet damit eine Überlastungssicherung, wie sie für Pressen bereits bekannt und eingesetzt wurde. Im Überlastungsfall strömt Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und 11 aus, und bewirkt dadurch eine Entlastung der Pleuelangriffspi'nkte 3 und 4, wobei die Kolben 5 und 6 gegenüber dem Stößel 9 eine Relativbewegung ausführen. Dabei wird über einen nicht gezeigten Endtaster der Antrieb der Presse abgeschaltet.

Zur Dämpfung das Aufselzstoßes ist an die Druckmittelleitung 12 jeweils zwischen einem der Druckräume 10 und 11 sowie den Rückchlagventilen 13 und 14 eine weitern Druckmittelleitung 21 und 22 angeschlussen. Die Druckmittelleitung 21 mündet in einem Zylinderraum 12, in dem die Druckflüssigkeit die Stirnfläche eines dem Pleuelangriffspunkt 3 zugeordneten Gegenkolbens 24 beaufschlagt. Die andere Druckmittelleitung 22 mündet in einem Zylinderraum 25, in dem die Druckflüssigkeit die Stirnfläche eines dem Pleuelangriffspunkt 4 zugeordneten Gegenkolbens 26 beaufschlagt. Beide Gegenkolben 24 und 26 wirken gemeinsam auf einen Summenkolben 27, der auf seiner den Gegenkolben 24 und 26 abgewandten Seite unter dem Druck eines gasförmigen Druckmittels (Druckluft) steht, und der innerhalb eines Kompressionsraumes 28 verschiebbar ist. Während die Vorspannung des Druckmittels im Überlastungsvenlil 17 so hoch gewählt wurde, daß die Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und 11 erst dann abströmen kann, wenn die von den Pleueln 1 und 2 zu übertragenden Kräfte eine Gefahr für im Kraftfluß der Presse · —!geordnete Bauteile oder das Werkzeug bilden, ist der Druck im KornpresMnnsraum 28' so gewählt, daß die aus diesem Druck und der wirksamen I-lache des S„mmenkolbens 27 resultierende Kraft nur einen Bruchteil der maximal benötigten Preßkraft ausmacht.

Statt wie bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die auf den Summenkolben 27 wirkende Kraft durch ein diesen Summenkolben 27 beaufschlagendes gasförmiges Druckmittel zu erzeugen, ist es jedoch ohne weiteres möglich, den gleichen Effekt durch mechanische Federn zu erzielen, oder durch eine Kombination \on Federn und dem im Kompressionsraum 28 eingeschlossenen. vorgespannten Druckmittel.

Beim Auftreffen des am Stößel 9 befestigten Werkzeugteiles auf das umzuformende Werkstück steigt die Preßkraft zunächst schlagartig von Null auf den vorher bestimmten Bruchteil der maximal benötigten Preßkraft. Verteilt sich die gesamt': Preßkrafl gleichmäßig au' die Pleuel 1 und 2. so führen die Kolben 5 und 6 eine Relativbewegung gegenüber dem Stößel 9 aus, sobald die Reaktionskraft des nun in der Umformung befindlichen Werkstückes größer wird als die im Augenblick zur Verfügung stehende Preßkraft. Dabei tritt aus den Druckräumen 10 und 11 Druckflüssigkeit aus, durch die die Gcgenkolbcn 24 und 26 entsprechend verschoben werden, und mit ihnen der Summenkolben 27. Hierdurch wird der über dem Suinmcnkolbcn 27 befindliche Kompressionsraum 28 verkleinert und der Druck des hierin ..ingeschlossenen Druckmittels steigt an. In gleichem Maß steigt damit auch die vom Flüssigkeitsvolumen unterhalb eii.es jeden Pleuclangrif.'spunktes 3 und 4 übertragbare Preßkraft. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig, bis auf Grund des Druckes im Komprcssionsraum 28 die maximal erforderliche Preßkraft übertragen wird. Der Weg, den die Kolben 5 und 6 dabei zurückgelegt haben, isi der Dämplungsweg, der in der Zeichnung mit »o« angedeutet ist. Mittels eines im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Stellschraube 29 bestehenden Anschlages ist es möglich, uen Dämpfungsweg »λ« durch Begrenzung des Hubes des Summenkolbens 27 einstellbar zu machen, um für die jeweils gegebenen Verhältnisse eine optimale Dämpfung zu erreichen. Die Kolben 5 und 6 sowie der Summenkolben 27 befinden sich dann in der strichpunktiert eingezeichneten Stellung. Je nach Größe und Form des Kompression*-

raumes 28 und der Wahl des Druckmittels kann dabei außerdem der Druckanstieg und somit die Kennlinie des Aufsetzstoßdämpfers in der Art einer Federkennlinie gewählt werden. Die Kennlinie kann selbstverständlich durch mechanische Federn allein oder zusätzlich beeinflußt werden.

Verteilt sich bei außermittiger Pressenbelastung die Preßkraft dagegen nicht gleichmäßig auf die Pleuel 1 und 2. so dringt zunächst der dem am höchsten belasteten Pleuel. z.B. Pleuel 1, zugeordnete Kolben 5 in den Zylinder 7 ein und verdrängt eine gewisse Menge des im Druckrauni 10 befindlichen Druckmittels über die Druckmittclleitung 21 in den Zylinderraum 23. Der Gegenkolben 24 weicht in Richtung des Summenkolbens 27 aus und schiebt diesen in den Kompressionsraum 28 hinein. Da das Pleuel 2 in der Praxis nie vollkommen unbelastet bleibt, und außerdem das im Druckraum 11 befindliche Druckmittel vorgespannt ist, führt der Gegenkolben 26 gleichzeitig mit dem Gegenkolben 24 eine entsprechende Bewegung wie dieser aus. Hierdurch wird dem Druckraum 11 zwangläufig eine entsprechende Menge Druckmittel entzogen, so daß auch auf dieser Seite des Stößels 3 der Kolben 6 um den gleichen Weg in den Zylinder 8 eindringen kann, wie auf der anderen Seite der Kolben 5 in den Zylinder 7. Damit ist eine ständige Parallelvcrschiebung des Stoßeis 9 beim Zurücklegen des Dämpfungsweges gewährleistet.

Ist die Belastung der einzelnen Pleuel 1 und 2 dcrart unterschiedlich bzw zu hoch, daß auch nach dem Durchlaufen des Dämpfungsweges einer oder beide Kolben 5 und 6 weiter in die Zylinder 7 und 8 eindringen, so spricht die Überlastsicherung 17 an und schaltet die Presse ab.

Durch die Anordnung der Rückschlagventile 13 und 14 kann im Überlastungsfall Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und 11 in den Zylinderraum 16 des Überlastungsventils 17 eintreten, wobc jedoch eine getrennte Druckübertragung auf die Ge-

•iu genkolben 24 und 26 ohne gegenseitige Beeinflussung gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aufsetzstoßdämpfer-Einrichtung für Prev scnstößel mechanischer Pressen mil im Krafuluß zwischen Pleuel und Stößel angeordneter Kolben-Zylindereinheit, dessen Druckraum als nach außen geschlossener Kompressionsraum ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Verwendung bei Mehrpunktpressen der nach außen geschlossene Kompressionsraum (28) für alle Koibenzylindereinheiten der Gegendruckraum eines bei Stößelparallelführungen bekannten Summenkolbens (27) mit auf diesen einwirkenden Gegenkolben (24, 26) ist, wobei den Druckräumen (10, 11) einer jeden Kolben-Zylindereinheit einer der Gegenkolben (24. 26) zugeordnet ist.

2. Aufsetzstoßdämpfer nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung de; Lindlage des sich während des Dämpfungsvorganges in den kompressionsraum (2K) hineinbewegenden Summenkolbens (27) in an sich bekannter Weise ein verstellbarer Anschlag angeordnet ist.

3. Aufsetzstoßdämpfer nach Anspruch ."!, J;: durch gekennzeichnet, daß als Anschlau cmc Stellschraube (29) vorgesehen ist.