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Eizenterpresse Die Erfindung betrifft eine Exzenterpresse, die zur
Verformung (z.B. zum Pressen, Ziehen, Prägen, Stanzen, Planieren, Entgraten) verschiedenartiser
Werkstoffe, insbesondere von Blechen aus Metall, verwendet wird.
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Die bis heute im Gebrauch befindlichen Exzenterpressen sind gekennzeichnet
durch eine starre Verbindung zwischen Exzenterwelle, Pleuel, Stößel und Werkzeugs
Zum Ein- bzwO Auskuppeln der Presse - dem Trennen des umlaufenden Schwungrades von
der Exzenterwelle- werden entweder formschlüssige Kupplungen (Bolzen- Drehkeil-
oder Klauenkupplungen) oder Reibungskupplungen verwendet.An diesen Pressen ereigneten
sich sehr viele und auch schwere Unfälle, insbesondere infolge Versagens der Steuerung
oder der Kupplung. Dies hatte in den meisten Fällen seine Ursache in Verschleißerscheinungen,
zumal eine im Einzelhub betriebene Exzenterpresse ca eine Million Mal im Jahr aus
- und eingerückt wird0 Außerdem werden immerwfleder Personen verletzt, wenn infolge
von Uberbeanspruchung von Presse bzw. Werkzeug Splitter geschoßartig wegfliegen.
Infolge der Charakteristik der Exzenterpresse kommt der Stößel meist nicht im oberen
Totpunkt sondern erst danach zum Stillstand. Auch dies hat schon zu Verletzungen
geführt, wenn während des Stößel hochlaufs in das Werkzeug gegriffen wurde und der
Abstand zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug klein warO Zur Verringerung der
Unfallgefahren sind inzwischen Sicherheitsregeln erlassen worden, deren Durchführung
einen großen tecenischen Aufwand erfordert und nicht nur die Pressen erheblich verteuert,
sondern naturgemäß auch zu mehr Betriebstörungen Anlaß gibt. Bei Einhaltung der
genannten Sicherheitsregeln werden aber Unfälle durch wegfliegende Splitter oder
durch Uberlauf des Stößels nicht verhütet,
Außer den Unfallgefahren
hat die Exzenterpresse im Vergleich zu anderen Pressenaften mehrere Nachteile. So
können beispielsweise mit einer ExzenterpresDe keine Prallschläge oder nur im geringen
Umfang Zieharbeiten durchgeführt werden.
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Bei den meisten Exzenterpressen ist der Xupplungsvorgang mit einer
starken Geräuschentwicklung verbunden, weshalb die Betreiber von Exzenterpressen
nach der neuesten Unfallverhütungsvorschrift "Iarm" teuere te.chnische Maßnahmen
dagegen treffen müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die genannten mängel zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pleuel
mit einem Tauchkolben verbunden ist, der innerhalb des Stößels in einer Bohrung
auf - und abwärts bewegbar ist, wobei zur Kraftübertragung zwischen dem Tauchkolben
und dem Stößel ein Druckmedium - insbesondere eine Flüssigkeit -verwendbar ist.
Das Druckmedium ist einerseits aus der Bohrung verdrängbar, wobei der mittels Bremse
festgehaltene Stößel in Ruhestellung bleibt; andererseits ist das Ausströmen des
Druckmediums aus der genannten Bohrung absperrbar, wobei der Stößel nach unten gedrückt
wird. Stößt der Stößel.bzw.
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das Oberwerkzeug gegen einen zu hohen Widerstand, so ist das Druckmedium
bei erreichen eines einstellbaren Druckes aus der Bohrung des Tauchkolbens verdrängbar.
Zum Hochlauf des Tauchkolbens bei stillstehendem Stößel ist das zuvor verdrängte
Druckmedium nachsaugbar. Zur Mitnahme des Stößels beim Hochlauf des Tauchkolbens
ist dieser mit einem Bund versehen, der an der Unterseite einer in den Stößel eingeschraubten
muffe anlegbar ißtr Sofern die Presse mit einer wie bisher üblichen Hubhöhenverstellung
ausgerustet ist, ist durch die Höhenverstellung der @uffe die Höhe der in der genannten
Bohrung befindlichen Säule des Druckmediums veränderbar. Im übrigen ist der Hub
bei konstanter Eizentizitat des Kurbeltriebs dadurch Veränderbar, daß die Höhenlage
des Tauchkolbens, bei der der Abfluß des Druckmediums
aus der Bohrung
des Tauchkolbens gestoppt wird, während dessen Abwärtsgang variabel ist.
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Zum Einsperren des Druckmediums in der Bohrung des Tauchkolbens sind
zwei Eegelventile - imfolgenden Hauptventile genannt - vorgesehen, von deren zuverlässigem
Öffnen die Sicherheit der Presse abhängt. Diese Ventile sind deshalb gegen Federkraft
verschließbar. Zum Betätigen der Hauptventile sind zweiseitig beaufschlagbare Kolbenservomotoren
vorgesehen, wobei zum eignen der Hauptventile die Kolbenseite, zum Schließen dagegen
die Kolbenstangenseite in den Zylindern der genannten Servomotoren beaufschlagbar
ind. Damit sind die zum Oeffnen der Hauptventile vorhandenen Kräfte stets größer
als diejenigen zum Schließen, Außerdem sind die Ventilstößel der beiden Steuerventile
für die Servomotoren das beim Hochlauf des Stößels so gegen feste Anschläge fahrbar,
das#
zum Schließen der Haupt ventile erforderliche Steuerventil zwangsweise geöffnet
und das zum Öffnen erforderliche zugeschaltet wird. -Mit der Erfindung werden im
Vergleich zu den bisher verwendeten Exzenterpressen folgende Vorteile erzielt: absolut
sichere Steuerung und sichere Kupplung, die keinem oder nur geringem Verschleiß
unterliegen nach einer Unterbrechung des Stößelhubes fährt der Stößel wieder in
eine obere Endlage keine Änderung des Nachlaufwegs nach langerer Betrie 4 Betrieb@dauer
trotz Auskuppelns zwischen dem unteren und dem oberen otpunkt beendet der Stößel
seinen Hochlauf. Somit ist eine I>urchlauf-Kontrolle schon während der Aufwärtsbewegung
des Stößels möglich der Stößel kommt stets im oberen Totpunkt zum Stillstand die
Presskraft ist zwischen null und Maximal ert stufenlos einstellbar
geringe
lärmentwicklung einfache Hubhöhenverstellung teilweise Verwendung anstelle von Spindelpressen
uad Hydraulischen Pressen verhältnismßig geringe Herstellungskosten Ein Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt und im#folgenden beschrieben.
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Die Zeichnng zeigt einen Schnitt durch den Stößel. Der Kurbeltrieb
1 , die Stößelführung 2 und die Bremse 3 sind der Übersichtlichkeit wegen nur angedeutet.
Zur einfacheren Darstellung sind die SsupQventile 5 und 6-von der Vorderseite der
Presse her gesehen-neben statt beispielsweise vor oder hinter dem Tauchkolben 7
angeordnet.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Presse befindet sich der Stößel
im oberen totpunkt. Der Pleuel 8 drückt bei rotierender Exzenterwelle den Tauchkolben
7 gegen das im Raum 9 befindliche Druckmedium. Da die Haupt ventile 5 und 6 geschlossen
sind und die Bremse 3 gelüftet ist, kann der Stößel seine Abwärtsbewegung beginnen.
Um die beiden Haupt ventile zu schließens mußten zuvor über eine nicht näher beschriebene
Einschaltvorrichtung die beiden Steuerventile lo und 11 betätigt werden, damit aus
den Räumen 12 und 13 der Druck zum Offenhalten der Hauptventile abgelassen und die
Räume 14 15 der iauptventil-Servomotoren 27 und 28 mit Druck beaufschlagt werden.
Wird die Einschaltvorrichtung vor dem unteren Totpunkt losgelassen, dann gehen die
Ventile lo und 11 in ihre Ausgangsstellung zurück, wonach die Räume 12 und 13 wieder
mit Druck beaufschlagt, die Räume 14 und 15 drucklos werden. Gleichzeitig tritt
die Bremse 3 wieder in Funktion. Eollte dabei das Steuerventil lo hängen bleiben,
dann werden die Haupt ventile trotzdem; geöffnet weil, bedingt durch die größere
mit Druck beaufechlagte
toltenfläche des Raumes 12 im Vergleich
zum Raum 14 bzw.
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des Raumes 13 im Vergleich zum Raum 15 auch bei Verbleiben des Druckes
in den Räumen 14 und 15 dieser überwunden wird.
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Außerdem stehen zum Offeen der Hauptventile die gespannten Druckfedern
16 und 17 zur Verfügung. Bei Hängenbleiben des Ventils 11 würden die kräftig dimensionierten
Druckfedern die Hauptventile öffner.
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Nachdem, wie zuvor beschrieben, der Stößel zum Stillstand gekommen
ist,verdrängt der Tauchkolben .7 bei Fortsetzung seiner Abwärtsbewegung aus dem
Raum 9 Druckmedium in den Raum 18 , wobei die in diesem Raum eingeschlossene Luft
komprimiert wird. Flach überschreiben des unteren Totpunkts muß die 3remskraft der
Bremse 3 noch so stark sein, daß der Stößel 4 samt Werkzeug am Herabgleiten gehindert
wird. Der Tauchkolben 7 wird jetzt vom Pleuel 8 nach oben gezogen, während der Stößel
zunächst nocn still steht.
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Dabei»wird Druckmedium sowohl vom Tauchkolben 7 aus dem Raum 18 in
den Raum 9 nachgesaugt als auch von der im Raum 18 komprimierten Luft zurückgedrängt.
Bei fortschreitendem Hochlauf des $auchkolbens 7 fährt dieser mit seinem Bund 19
gegen ein an der Muffe 20 befestigtes Dämpfungselement 21 , womit der Stößel 4 nach
oben geschoben wird. Wenn die Pressenunmehr nicht erneut eingerückt wird, bleibt
der Stößel 4 in seiner obersten Stellung stehen und der Tauchkolben 7 bewegt sich
wieder nach unten. Wenn - im Gegensatz zum vorher beschriebenender Rub nicht unterbrochen
wird, dann liegt der Bund 19 sowohl während des Abwärtsganges als auch während des
Hochlaufs am Dämpfungselement 21 der Muffe 20 an. Der Stößel 4 wird, solange er
sich in seiner oberen Endlage befindet, von der Bremse 3 gegen herabgleiten gesichert.
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Beim Betrieb der Presse ohne Hubunterbrechung werden die Hauptventile
5 und 6 kurz nach Verlassen des unteren Totpunkts geöffnet. Dies kann durch Umsteuerung
der Steuerventwle lo und 11 beLßpitsweise mittels Elektomagneten oder pneumatisch
erfolerfolgen.
Außerdem können diese Ventile durch Anfahren ihrer
Ventilstößel gegen die Anschläge 22 und 23 zwangsläufig umgesteuert werdem.
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Zur Einstellung der maximalen Druckkraft dient das Druckeinstellventil
24. Wird die eingestellte Druckkraft überschritten, entweicht unter Druck stehendes
Druckmedium aus dem Raum 9 über die Kanäle 25 und 26 in den Raum 18. Außerdem wird
bei überschreiten des Zuhalsedrucks des Hauptventils 6 durch Abfließen des Druckmediums
nach Raum 18 das Entstehen eines Überdrucks verhindert. Beim Ansprechen des Druckeinstellventils
wird der Stößel 4 mit der am genannten Ventil 24 eingestellten Kraft nach unten
gedrückt, während gleichzeitig der Tauchkolben 7 Druckmedium aus dem Raum 9 verdrängt.
Dadurch ist es möglich, Ziiharbeiten mit einer im Vergleich zur Geschwindigkeit
des Tauchkolbens 7 verminderten Geschwindigkeit auszuführen, zumal zum Ziehen geringere
Stößelgeschwindigkeiten erwünscht sind als zum Schließen des Werkzeugs.
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Durch Hineinschrauben der @uffe 20 in den Stößel 4 kann bei Verkleinerung
des Hubes mittels der üblichen Exzenterverstellung die Ruhe des Reumes 9 verringert
werden. Dies ist dann von Bedeutung, wenn sich die Kompressibilität des Druckmediums
stö#rend bemerkbar machen sollte. Im Übrigen kann bei konstanter Exzentrizität des
Kurbeltriebs der Hub dadurch stufenlos verändert werden daß der Tauchkolben ab einer
beliebigen Stelle während des Eintauchens in den Raum 9 durch Schließen der Hauptventile
5 und 6 zur Mitnahme des Stoßels geztngen wird.
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Wird im Baum 9 das Druckmedium unter Druck gesetzt, cn wird iiber
den Kanal 29 die Dichtung 30 mit Druck beaufschlagt, womit eine bessere Abdichtung
des Tauchkolbens 7 erzielt wird.
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Entsteht trotzdem im Raum 31 infolge Lecköl ein Überdruck, dann kann
das Druckmedium über das Rückschlagventil 32 in den Raum 18 abfließen.
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Sollte im Raum 18 ein Unterdruck entstehen, dann wird über das Rückschlagventil
33 Luft nachgesaugt. Außerdem besteht die
Möglichkeit, den Raum
18 über den Kanal 34 mit geringem Luftdruck zu beaufschlagen.
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Wie schon erwähnt, wird beispielsweise nach einer Bubunterbrechung
der Bund 19 des Tauchkolbens 7 gegen die Stirnseite der Muffe 20 / 21 gefahren Um
dabei einen stoßartigen Aufprall zu vermeiden, kann eine hydraulische Dämpfung vorgesehen
werden, die beispielsweise wie folgt beschaffen ist: der Bund 19 hat im Raum 31
nur ein geringes Spiel.
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Der Teil des Raumes 31 über dem Bund 19 wird durch einen Kanal mit
dem Teil des Raumes 31 unterhalb des Bundes 19 verbunden. Ein in dem genannten Kanal
eingebautes Brossel-Rückschlagventil ermöglicht die erwünschte Dämpfung ohne die
Abwärtsbewegung des Tauchkolbens 7 zu bremsen, Durch Entsperren des Rückschlagventils
kann die Dämpfung aufgehoben werden.