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Mechanische Presse mit zwei getrennt betätigbaren Bremsen Die Erfindung
betrifft eine mechanische Presse, deren Stößel mittels ieier mittelbar oder unmittelbar
auf die Hauptantriebswelle wirkender, getrennt betätigbarer Bremsen abbremsbar ist,
von denen die eine als Betriebsbremse und die andere als Zusatzbremse ausgebildet
ist und die beide gegen den Druck von Bremsfedern durch Druckmittelbeaufschlagung
lüftbar und durch Ablassen von Druckmittel getrennt voneinander einrückbar sind.
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Eine bekannte Presse der eingangs genannten Art ist iii der GB-PS
1.180.830 beschrieben. Die beschriebene Presse ist mit einer doppelt wirkenden Bremse,
d. h. mit ei getrennt voneinander arbeitenden Bremsen versehen. Iiierbei ist das
zweite, zusätzliche Bremssystem im normalen Betriebsfall nicht im Einsatz. Das zweite
Drcmssystem wird erst dann aktiviert, wenn z. B. ein zu bearbeitendes Werkstück
in die Werkzeuge falsch eingelegt ist, ein mechanisches Schutzgitter geöffnet wird
oder eine entsprechend dem mechanischen Schutzgitter wirkende Lichtschranke unterbrochen
wird. Tritt einer der vorgenannten Fälle ein, wird ein Schalter betätigt, der in
einem druckluftbetätigten Steuorsystein Ventile derart steuert, daß das erste Bremssystem
in Betrieb gesetzt wird und die Bremse einfällt. Gleichzeitig wird ein verschwenkbarer
Schleifring gegen eine Antriebswelle gedrückt und so weit verschwenkt, daß ein weiterer
Schalter betätigt wird, wodurch eine durch Druck mittel gelüftete Kupplung entlüftet
und dadurch eingerückt
wird.Durch die Kupplung wird das zweite,
zusätzliche Bremssystem aktiviert, in dem ein Nockenrad. welches mit einer Kupplungsseite
kraftübertragend verbunden ist, gegen einen zusätzlichen Betätigungshebel der Bremse
gelenkt wird. Das an der Antriebswelle wirkende Bremsmoment erhöht sich, und die
Presse wird sehr schnell stillgesetzt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Proaso
hinsichtlich dor Sicherheit der an der Presse arbeitenden Personen weiter zu verbessern
und dadurch die Unfallgefahr zu vermindern.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Presse
mit einer Vorrichtung zum Ausgleichen des Gewichtes dos Stößols durch ein Druckgaspolster
in einer mit dem Stößel einerseits und dem Pressengestell andererseits verbundenen
Zylinder-Kolben-Einheit an das Druckgaspolster ein Minimum-Grenzdruckschalter angeschlossen
ist, der mit einer Einrichtung ZUL1 Ablassen des die Zusatzbremse lüftenden Druckmittels
in Wirkungsverbindung s@eht.
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Eine weitere erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß
bei einer Presse mit einer Vorrichtung zum Ausgleichen des Gewichtes des Stößels
durch ein Druckgaspolstor in einer nit dem Stößel einerseits und den Pressengestell
andererseits verbundenen Zylinder-Kolben-Einheit das Druckgaspolster über eine Leitungsverbindung
mit dem Druckmittelraum verbunden ist, der das die Zusatzbremse lüftende Druckmittel
enthält.
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Eine dritte erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Presse mit einer Vorrichtung zum Ausgleichen des Gewichtes
des Stößels durch ein Druckgaspolster in einer mit den
Stößel einerseits
und dem Pressengestell andererseits verbundenen Zylinder-Kolben-Einheit die mechanische
Verbindung des nit dem Stößel verbundenen Teiles der Zylinder-Kolben-Einheit ein
Glied enthält, dessen Beanspruchung mittels eines daran angeschlossenen Meßwertgebers
erfaßbar ist, der mit einem Minimum-Grenzwertschalter verbunden ist, der mit einer
Einrichtung zum Ablassen des die Zusatzbremse lüftenden Druckmittels in Wirkungsverbindung
stellt.
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Bekanntlich sind große Pressen mit Gewichtsausgleichsvorrichtungen
für den Stößel einschließlich Oberwerkzeug und bei doppelt wirkenden Pressen auch
für den Blechhalter mit dessen Oberwerkzeug vorgesehen. Die Gewichtsausgleichsvorrichtungen
arbeiten üblicherweise auf pneumatischer Basis, wobei die erforderliche Druckluft
einet: von der Presse unabhängigen Druckluftnetz entnommen wird und im allgemeinen
über einen Windkessel dem eigentlichen Gewichtsausgleichszylinder zugeführt wird0
Tritt der all ein, daß der Luftdruck in einem der Windkessel oder einem der Gewichtsausgleichszylinder
abfällt, ist der Gewichtsausgleich für den Stößel und/oder den Blechhalter vermindert
bzw. bei totalem Druckabfall nicht mehr vorhanden. Die der Presse zugeordnete Betriebsbremse,
die üblicherweise für diesen Betriebsfall nicht ausgelegt ist, da dies zu überdimensional
großen Bremsen führen wird de, ist nicht in der Lage, in allen Betriebsstellungen
der Presse-den Stößel und/oder den Blechhalter ausreichend schnell stillzusetzen
bzw. festzuhalten.
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Der vorhergehend geschilderte Zustand verdeutlicht die erhöhte Gefährdung
der an der Presse arbeitenden Persou, da bei ausgefallenem Gewichtsausgleich der
Stößel und
der Blechhalter sich unkontrolliert bewegen können.
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Durch eine Vergrößerung der Betriebsbremse würde in normalen Betriebsfall
aber ein derart großes Bremsmoment angreifen, daß die bewegten Teile der Presse
- Getriebe, Pleuel usw. - übermäßig hoch beansprucht würden. Eine derartige Maßnahme
ist daher, insbesondere bei doppelt wirkenden Pressen, kaum realisierbar.
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Bei allen Lösungen ist eine Vergrößerung der Bremskraft dor Betriebsbremse
nicht notwendig, da in vorteilhafter Weise eine Zusatzbremse abhängig vom Druck
in den Gewichtsausgleichsvorrichtungen gesteuert wird. Die Zusatzbremse kann als
separate mittelbar oder unmittelbar auf die Hauptantriebswelle wirkende Bremse ausgebildet
sein oder mit der Betriebsbremse derart kombiniert sein, daß ein zusätzliches,das
Bremsmoment erhöhendes Federpaket vorgesehen ist, so daß sich eine Zweistufenbremse
ergibt.
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Anhand einer Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung näher erläutert,
wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit eine vereinfachte Darstellung gewahrt wurde.
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In einem Pressengestell 1 einer einfach wirkenden mechanischen Presse
ist ein Stößel 2 vertikal bewegbar geführt. Der r Stößel 2 ist über oin Pleuel 3
mit einer Kurbolwelle 4 verbunden, die über ein Getriebe 5 und eine Antriebswelle
6 angetrieben wird. Die Antriebswelle 6 ist mit einer Kupplung 7 und einer Betriebsbremse
8 versehen, wobei mittels der Kupplung 7 die Antriebswelle 6 mit einem nicht näher
dargestellten Pressenantrieb verbindbar ist.
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Für den Gewichtsausgleich des Stößels 2 sowie eines daran befestigten,
nicht näher dargestellten Oberwerkzeuges ist ein Gewichtsausgleichszylinder 9 einer
Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen, der mit dem Pressengestell 1 fest verbunden
ist. In dem Gewichtsausgleichszylinder 9 ist ein Kolben 10 angeordnet, der über
eine
Kolbonstange 11 mit einem Träger 12 verbunden und von der Unterseite
durch ein Druckmittel beaufschlagt ist. Durch den Träger 12 ist die kraftübertragende
Verbindung mit dem Stößel 2 hergestellt. Die dargestellte Betriebsbremse 8 besteht
prinzipiell aus einer mit der Antriebswelle 6 fest verbundenen Bremsscheibe 13,
einer in Achsrichtung der Antzriebswelle 6 verstellbaren Bremsscheibe 14, die mit
dem Pressengestell 1 drohfest gegenüber der Antriebswelle 6 verbunden ist, zwischen
den Bremsscheiben 13, 14 liegenden Bremsklötzen 15 und Federpaketen 16, die auf
die axial verstellbare Dremsscheibe 14 wirken. Die Federpakete 16, und damit auch
die Betriebsbremse 8 werden durch druckmittelbeaufschlagte Zylinder 17 betätigt.
Hierfür sind die Zylinder 17 über Druckmittelleitungen 18 mit einem von der Presse
unabhängigen Druckluftnetz verbunden. Außer den Federpaketen 16 und den zugehörigen
Zylindern 17 sind zusätzliche Federpakete 19 mit Zylindern 20 vorgesehen, die ebenfalls
über Druckmittelleitungen 21 an das externe Druckluftnetz inter Zwischenschaltung
eines elektromechanisch betätigbaren Dreiwegeventiles 22 angeschlossen sind und
eine Zusatzbromse darstellen. Das Dreiwegeventil 22 ist über eine Leitung 23 mit
einem Minimum-Grenzdruckschalter 24 verbunden1 der den Druck in dem Gewichtsausgleichszylinder
9 erfaßt.
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im ungestörten Betriebszustand gleicht der im Gewichtsausgleichszylinder
9 vorhandene Druck das Eigengewicht des Stößels 2 und einos daran anbringbaren Oberwerkzeuges
aus.
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Der Minimum-Grenzdruckschalter 24 spricht bei diesem Betriebszustaiid
nicht an, so daß über das Dreiwegeventil 22 und die Dr uckmittelleitungen 21 don
Zylindern 20 der zusätzlichen Federpakete 19 Druckluft zugeführt wird. Die zusätzlichen
Federpakete 19 werden in Bereitschaft gehalten und nur die Betriebsbremse ist mittels
der Foderpakete i6
und der Zylinder 17 betätigbar. Im vorhergehend
beschriebenen flotriobszustand ist das durch die Foderpakete 16 aufgebrachte und
durch die Bremse 8 übertragene Bremsmoment ausreichend, um die Presse bzw. den Stößel
2 nach beispielsweise einem Arbeitshub wieder stillzusetzen und festzuhalten.
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Bei Druckabfall in dem Gewichtsausgleichszylinder 9, der z. B. durch
eine undichte Druckmittelleitung verursacht ist, nuß die Bremse 8, je nach Größe
des Druckabfalles, größere Kräfte aufnehmen, die durch das nunmehr wirksam wordonde
Gewicht des Stößels 2 und eines Oberwerkzeuges hervorgerufen werden. In ungünstigsten
Fall sinkt der Druck in dem Gewichtsausgleichszylinder 9 auf Null ab.
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Der vorliegende gestörte Betriebszustand bewirkt, daß der Minimum-Grenzdruckschalter
24 anspricht und das Dreiwegeventil 22 über dio Leitung 23 angesteuert wird. Die
Ansteuerung erfolgt hierbei zweckmäßigerweise derart, daß ein Stromkreis unterbrochen
wird, wodurch das Dreiwegeventil 22 die Druckmittelzufuhr zu den Zylindern 20 der
zusätzlichen Federpakete 19 unterbricht und gleichzeitig die Zylinder 20 entlüftet.
Die zusätzlichen Federpakete 19 wi?en nun ebenfalls auf dio verstellbare Bremsscheibe
14 und unterstützen die Wirkung der Federpakete 16 der Dctriebabremse 8. Die zur
Verfügung stehende Bremskraft ist jetzt so groß, daß ein Stillstand der Presse in
jeder Stellung des Stößols 2 gewährleistet werden kann.
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Eine erneute Inbetriebnahme dor Presse kann erst erfolgen, wenn das
Dreiwegeventil 22 wieder betätigbar ist, d. h. die Ansprechschwelle des Minimum-Grenzdruckschalters
24 muß durch den Druck im Gewichtsausgleichszylinder 9 überschritten sein. Durch
die Beschaltung des Dreiwegeventils 22 ist weiterhin sichergestellt, daß die Presse
nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn die zusätzlichen
Federpakete
19 durch die druckmittelbeaufschlagten Zylindor 20 in die Bereitschaftslage gebracht
sind. Bei Ausfall der Spannungsversorgung für das Betätigungsglied des Dreiwegeventiles
12 wird die Presse ebenfalls stillgesetzt, da das Dreiwegeventil 22 im stromlosen
Zustand die zylinder 20 entlüftet und die zusätzlichen Federpakete 19 zur Wirkung
lcomen. Hierdurch fällt die Bremse 8 ein, und die Presse wird stillgesetzt. Selbstverständlich
wird bei allen Bremsvorgängon der Pressonantrieb in bekannter Weise durch die Kupplung
7 von der Antreibswelle 6 getrennt.
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Weiterhin ist sichergestellt, daß dio Presse ei aktivierter Zusatzbremse
nicht in Betrieb genorumen werden kann.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Gewichtsausgleichszylinder
9 über einen durch einen Windkessel gebildeten Druckmittelraum direkt mit den Zylindern
20 der Zusatzbremse über Druckmittelleitungen verbunden.Hierbei ist der Ansprechpunkt
der Zusatzbremse derart gewählt, daß durch Druckabfall im Druckmittelraum und dadurch
auch im Gewichtsausgleichszylinder 9 bei Erreichen des Ansprechpunktes die Zusatzbremse
einfällt. Oberhalb des Ansprechpunktes kann der Druck in Windkessel variiert werden
um zu gewährleisten, daß die Presse auch mit unterschiedlichen Werkzeugen betrieben
werden kann.
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Eine weitere erfindungsgemäße Lösung ergibt sich dann, wenn die Kolbenstange
11 des Gewichtsausgleichszylinders 9 mit einen Minimum-Grenzwertschalter verbunden
ist, durch den die Dehnung der Kolbenstange 11, die ein daß für den im Gewichtsausgleichszylinder
9 herrschenden Druck darstellt, über einen Meßwertgeber erfaßt wird. Unterschreitet
der Druck im Gewichtsausgleichszylinder 9 einen Minimalwert, spricht der Minimum-Grenzwertschalter
infolge der verminderten Dehnung der Kolbenstange 11 an, und die Zylinder
20
der Zusatzbremse werden beispielsweise durch das Dreiwogeventil 22 entlüftet. Die
Zusatzbremso fällt ein und setzt dio Presse still.
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Zweckmäßigerweise wird die Zusatzbremse für ein erheblich größeres
Bremsmoment als das der Betriebsbremse ausgelegt. In Störungsfall ist dio Presse
dadurch schnell und sicher stillzusetzen.
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Eine vorteilhafte Anwendung dor Erfindung ergibt sich beispielsweise
bei doppclt +irkonden Pressen, die zu einer Pressenstraße zusammengefaßt sind und
durch Transportvorrichtungen zwischen den Prossen verbunden sind. Da hierbei oft
sehr weich wirkende Betriebsbremsen vorgesehen sind, würde bei einem Ausfall der
Wirkung der Gewichtsausgleichszylinder die Unfallgofahr erheblich ansteigen, da
die Betriebsbremse das Gewicht des Stößels und des fllechhalters einschließlich
der Oberwerkzeuge nicht halten bzw. die Presse im Gefahrenfall nicht nusreichend
sciuiell und sicher stillsetzen kann. Eine Vergrößerung der Betriebsbremsen hätte
eine erhöhte Belastung der Presse und der Transportvorrichtungen zur Folge, deren
Antrieb vom Pressenantrieb abgeleitet wird. Bei Verwendung der Erfindung treten
die vorgenannten Probleme nicht auf, da ein erhöhtes Bremszement nicht im normalen
Betrieb sondern nur im Störungsfall zur Wirkung kommt.