DE2621726A1

DE2621726A1 - Vorrichtung zum verhindern des schnittschlages an schnittpressen

Info

Publication number: DE2621726A1
Application number: DE19762621726
Authority: DE
Inventors: Hans Braun; Guenter Cieslok
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1977-12-01
Also published as: IT1084689B; FR2350951B1; DE2621726C2; GB1558437A; DE2621726B1; FR2350951A1

Description

Anmelder: - Göppingen, den 12. Mai 1976

L. Schüler GmbH P 5031 - KP/R/F _

BahnhofstraSe 41-67 . j ·, -J^{- r} "

7320 GCppingen 0 J

Vorrichtung zum Verhindern des Schnittschlages an Schnittpressen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des Schnittschlages am Schnittpressen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen Vorrichtung ( DT-OS 23 50 378 ) ist es bereits bekannt geworden, den Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit mit einer hochgespannten Druckmittelquelle zu verbinden und in Auslaßrichtung ein Druckbegrenzungsventil vorzusehen. Die Höhenlage der Auftrefffläche der Zylinder-Kolben-Einheit zu dem Pressenstößel ist einstellbar, so daß der Preesenstößel nach erfolgtem Schnitt und beginnendem Durchbruch mit der Auftrefffläche der Zylinder-Kolben-Einheit In Wirkverbindung tritt. Dadurch, daß der Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit mit der hochgespannten Druckmittelquelle verbunden 1st, steht die zur Verhinderung des Schnittschlages erforderliche Kraft, die der Schnittkraft der Presse entspricht, unmittelbar zu Beginn des Durchbruchei!) des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Material voll zur Verfügung. Eine schlagartige Entlastung des Pressengestelles sowie der Antrieb«teile der Presse wird hierbei sicher verhindert. Das Druckbegrenzungsventil sorgt nunmehr dafür, da3 der erforderliche Druck in dem Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit und damit die durch die Schnittkraft vorgegebene Kraft aufrecht erhalten bleibt, bis abhängig vom Stößelweg nach dem Durchbrach ein Entlastungsventil aufgesteuert wird, wodurch die Presse kontinuierlich und geräuschlos entlastet wird. Während des Bückhubes der Presse bis zum Beginn eines neuen Schnittvorganges wird der Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit und somit die Auftrefffläche durch die hochgespannte Druckmittelquelle

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in die Ausgange lage zurückgeführt. Die Vorrichtung ist einsatzbereit.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung betriebssicher zu machen .und die Einstellung des Druckes in dem Druckmittelraum zur Anpassung an die je nach Materialstärke auftretenden Schnittkräfte zu ermöglichen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, wobei insbesondere bei der Verwendung von mehr als einer Zylinder-KolbsE-Einheit die einfache Einstellung des Druckes mittels eines zentralen Drucksteuerventil gewährleistet ist. Weiterhin ist durch die Steuerung des Druckes in den Zylinder-Kolben-Einheiten durch ein zentrales Drucksteuerventil sichergestellt, daß mit einer Einstellung der Druck und damit die der Schnittkraft entsprechende Kraft zur Verhinderung des Sohnittschlages gleich ist. Die Verwendung eines druckgesteuerten Druckbegrenzungsventiles in der erflndungsgemäflen Weise, wie in der nachfolgenden Beschreibung noch näher erläutert, ergibt weiterhin eine Verminderung der Gefahr einer Überlastung der Presse, da Beharrungs- und Reibungskräfte des Druckbegrenzungsven-Ules weitgehend ausgeschaltet sind. Durch die Speisung des Steuerraumes dea Druckbegrenzungsventiles direkt von dem Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit wird eine zusätzliche Druckleitung von der hochgespannten Druckmittelquelle vermieden. Durch den Einsatz einer. Droeselstelle in der Verbindung zwischen dem Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit und dem Steuerraum des Druckbegrenzungsventiles werden Rückwirkungen zwischen den beiden Druckräumen weitgehend vermieden. Durch den kompakten Aufbau der Zylinder-Kolben-Einheit, des Druckbegrenzungsventiles und gegebenenfalls der Droseeletelle in einer Baueinheit werden Ansprechverzögerungen, die durch Reaktionslaufzeiten bei Verwendung von Verbindungsleitungen auftreten, weitestgehend ausgeschaltet.

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ORIGfNAL INSPECTED

Anhand einer Zeichnung ist nachfolgend' ein AusfOhrungsbeispiel einer erflndungsgemä*3en Vorrichtung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan des Hydraulik-Kreislaufes,

Fig. 2 ein Diagramm bei ausgeschalteter Vorrichtung und

Fig. 3 ein Diagramm bei eingeschalteter Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Werkzeuggrundplatte 10 schematisch dargestellt, auf der symmetrisch zueinander vier gleichartig aufgebaute Zylinder-Kolben-Einhelten 11 angeordnet sind. Jede Zylinder-Kolben-Einheit 11 weist eine mit einem Kolben 12 verbundene Auftrefffläche 13 auf, die in der Höhenlage gegenüber einem nicht dargestellten Pressenetööei oder einem daran befestigten Oberwerkzeug einstellbar ist. Zwischen der Stirnfläche 14 des Kolbens 12 und einer inneren Stirnwand 15 des Zylinders 16 befindet sich ein Druckraitteiraum 17, der in Einlaßriehtung über ein Rückschlagventil 18 mit einer hochgespannten Druckmitteiquelle 19 verbunden ist. Die Druckmittelquelle 19 besteht im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe 20, die mittels eines Elektromotors 21 angetrieben wird und Druckmittel aus einem Tank 22 über ein Rückschlagventil 23 und Druckleitungen 24 zu den Druckmittelräumen 1? der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 fördert. Pro Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist weiterhin ein Druckbegrenzungsventil 25 vorgesehen, welches in AuslaSrichtung des Druckmittelraumes 17 angeordnet ist und über eine zugehörige Rücklaufleitung 26 mit dem Tank 22 verbunden ist. Die Druekbegrenzungsventile 25 sind druckmittelgesteuert ausgeführt und weisen einen Steuerraum 27 auf, der ebenfalls mit der hochgespannten Druckmittelquelle 19 in Verbindung steht. Die Verbindung ist zweckmäßigerweise vomDruckmittelraum 17 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 über eine Droeselstelle 28 hergestellt. Übersteuerleitungen 29 sind die Steuerräume 27 der Druckbegrenzungsventile 25 in gleicher Weise und Länge an ein zentrales Drucksteuerventil 30 angeschlossen, dessen Ausgang in dem Tank 22 endet.

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Auf einer Werkzeuggrundplatte 10 ist der Zylinder 16 aufgebaut, dessen Zylinderraum durch einen Bund nach oben und die innere Stirnwand 15 nach unten abgeschlossen ist. Ih dem Zylinderraum i3t der Kolben 12 geführt, wobei der Druckmittelraum 1? zwischen der Stirnfläche 14 des Kolbens und der inneren Stirnwand 15 des Zylinders 16 gebildet wird. Die der Stirnfläche 14 gegenüberliegende Fläche des Kolbens 12, die über den Bund des Zylinders 16 hinausragt, stellt die höheneinstellbare Auftrefffläche 13 dar. Im unteren Teil der Zylinder-Kolben-Einhelt 11 ist das Druckbegrenzungsventil 25 eingebaut, das In Auslaßrichtung den Druckmittel raum 17 mit dem Tank 22 verbindet. Ia Einlaßrichtung ist das Rückschlagventil 18 in den Zylinder 16 eingebaut. Weiterhin ist der Druckmittelraum 1? über eine Verbindung 34 mit dem Steuerraum 27 über die Drosselstelle 28 verbunden.

Anhand der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Diagramme 1st nachfolgend die Wirkungsweise und Funktion der Vorrichtung näher erläutert. Bei den Diagrammen handelt es sich um die Aufzeichnung der wesentlichen Kennwerte St3?elweg S, Pleuelkraft F₁ Dehnung D am Kopfstück der Schnittpresse und Druck ρ in den Zyiinder-Kolben-Einheiten 11 - in Abhängigkeit von der Zeit t. Gezeigt ist nur der wesentliche Teil eines Arbeitsspieles der Schnittpresse um den unteren Totpunkt.

In Fig. 2 sind die Zylinder-Kolben-Einheiten 11 nicht vorgespannt, wodurch sich ein konstanter linearer Verlauf der Kurve für den Druck ρ ergibt. Die Vorrichtung zum Verhindern eines Schnittschlages ist jetzt außer Betrieb. Ab dem Aufeetzpunkt 35 des Oberwerkzeuges bzw. des Stößels auf das

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zu schneidende Werkstück steigt die Pleuelkraft F und in gleicher Weise die Dehnung D im Kopfstück der Presse steil an. Im Bereich des Durchbrechpunktes 36 erfolgt der Durchbruch des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Werkstück. Durch die schlagartige Entspannung des Pressengestelles - siehe Dehnung D - wird der Stößel extrem stark beschleunigt und schwingt ebenso wie das Pressengestell langsam aus.

Durch diese schlagartige Entspannung ergibt sich die beim Durchbruch für den Schnittschlag charakteristische hohe Lärmentwicklung, die mit einer großen Beanspruchung der Werkzeuge und der Presse einhergeht.

Das Diagramm gemäß Fig. 3 zeigt den gleichen Arbeitsspielabschnitt wie Fig. 2 jedoch mit vorgespannten Zylinder-Kolben-Elnhelten 11. Der Druck ρ entspricht weitestgehend der erforderlichen Schnittkraft und ist mittels des Drucksteuerventils SO ( Fig. 1 ), wie später noch näher erläutert, eingestellt.

Am Aufsetzpunkt 35 setzt das Oberwerkzeug auf das zu schneidende Werkstück auf und der Schnittvorgang beginnt. Kurz vor Erreichen des Bereiches das Durchbrechpunktes 36 setzt der Stößel auf die Auftreffflächen 13 der ZyI Inder-Kolben -Einheiten 11 auf. Der Bereich des Durchbrechpunktes wird nun ohne Durchbruch des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Werkstück durchfahren, da der beim Durchbruch schlagartig verschwindende Widerstand des zu schneidenden Werkstückes durch die Zylinder-Kolben-Einheiten 11 unmittelbar bei Beginn des Durchbruches zur Verfügung steht. Die Schnittpresse kann sich nicht schlagartig entspannen. Im weiteren Verlauf des Arbeitsspieles wird dann das Pressengestell durch Druckminderung in den Druckmittelräumen 17 der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 kontinuierlich entspannt, so daß kein Schnittschlag auftritt. Hierbei liegt der Lärmpegel gegenüber dem ohne die Vorrichtung erheblich niedriger. Weiterhin wird eine optimale Verschleißminderung erreicht.

Der Druck des Druckmittels in den Druckmittelräumen 17 der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 wird durch die Druckmittelquelle 19 über die Druckleitungen 24 erzeugt und, . wie bereits erwähnt, mit dem zentralen

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Drucksteuerventil 30 und die Druckbegrenzungsventile 25 durch Einstellung des Druckes in den Steuerräumen 27 der Druckbegrenzungsventil gleichzeitig und zentral eingestellt. Die Einstellung entspricht den je nach zu schneidender Materialstärke zu erwartenden Schnittkräftei:.. Eine überlastung der Presse kann hierbei einfach und sicher vermieden werden. Ein der Einstellung des Drucksteuerventiles 30 übersteigender Druck in den Steuerräumen 27 wird über das Drucksteuerventil 30 abgeleitet, während der damit verbundene Überdruck in den Druckmittelräumen 17 über die Druekbegrenzungsventile 25 und die Rücklaufleitungen 26 abgeleitet wird. Die Drosselstellen 23, über die die Druckmitteiräume 17 mit den Steuerräumen 27 verbunden sind, dienen nur zur Vermeidung von Rückwirkungen geringfügiger Druckschwankuagen in den besagten Räumen 17, 27. Sobald der Stößel im Bereich das Durciibrechpunktes 36 mit den Auftreffflächen 13 der Zylinder -Kolben-Einheiten in Wirkverbindung tritt, steigt der Druck in den Druckmittelra'umen 17, die Druckbegrenzungsventile 25 öffnen, so daß der eingestellte Gleichgewichtszustand zwischen den Druckmittelräumen 17 und den Steuerräumen 27 und damit der eingestellte Druck erhalten bleibt. Ein Schnittschlag wird verhindert, da die der Scbnittkraft entsprechende Gegenkraft nunmehr durch die Zylinder-Kolben-Einheiten 11 aufgebracht wird. Durch kontinuierlichen Druckabbau in den Druckmittelräumen 17 wird diese Kraft ohne unerwünschte Nebenwirkungen - Lärm, Verschleiß - allmählich abgebaut. Der Druckabbau ergibt sich im gezeigten und beschriebenen Beispiel nach Durchlaufen des unteren Totpunktes durch Verminderung des Druckes in den Druckmittelräumen 17, der durch die Druckmittelquelle 19 aufgrund der Dimensionierung nicht In gleichem llaße ausgeglichen wird (siehe Fig. 3 ). Die gleiche Wirkung lieSe eich auch durch Verwendung von nicht näher dargestellten Druckminderungaventilen, die stößelwegathängig gesteuert werden, erreichen.

Um konstante Betriebsbedingungen für die Vorrichtung sicher zu stellen, sind im Hydraulikkreislauf Heiz- und Kühlaggregate vorgesehen, die eine konstante Temperatur des Druckmittels und damit immer gleiche Eigenschaften gewährleisten. Um unerwünschte, impulsartige Druckschwingungen in den Steuerr Sum en 27 zu bedampfen, können noch weitere Dross elstelien in die Steuer-

Ieifamgen 29 eingeschaltet werden. « ~ _c

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Verhindern des Schnittschlages an Schnittpressen mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Etnheit, die zwischen einer Workseuggrundplatte und einem Pressenstößel mit einstellbarer Höhenlage einer Auftreffflächo für den Pressenstößel angeordnet ist, wobei der Hub des Kolbens einerseits durch einen an dein Zylinder vorgesehenen Bund und andererseits durch die der Stirnfläche des Kolbens gegenüberliegende innere Stirnwand des Zylinders begrenzt ist, und wobal der Druckmittelraum zwischen der Stirnfläche doa Kolbens und der Stirnwand des Zylinders in Einlaßrichtung über ein Rückschlagventil mit einer hochgespannten Druckmittelqueilö verbunden ist und in Auslaßrichtung ein Druckbegrenzungsventil angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Druckbegrenzungsventil ( 25 ) in an sich bekannter Weise mit einem Steuerraum ( 27 ) versehen ist, der mit der hochgespannten Druckmittelquelle (19 ) in Verbindung steht, und daß der Druck in dem Steuerraum ( 27 ) über eine Steuerleitung ( 29 ) mittels eines zentralen Drucksteuerventile ( 30 ) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit mindestens zwei Zylinder-Kolben-Einheiten,

dadurch gekennzeichnet,

da 8 die Steuerleitungen (29) in gleicher Weise und Länge mit dem zentralen Drucksteuerventil ( 30 ) verbunden wind,

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daS das Druckbegrenzungsventil ( 25 ) in die Zylinder-Kolben-Einheit (11) eingebaut ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindung < 34 ) dos Steuerraumes ( 27 ) de3 Druckbegrenzungsventiles ( 25 ) mit der hochgespannten Druckmittelqiielle (19 ) über den Druckmittelraum (17 ) der Zylinder-Kölben-Elnhgit (11) hergestellt Ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

da3 In die Verbindung ( 34 ) des Steuerraumes ( 27 ) mit dem Druckmittelraum (17 ) eine Drosselatelle ( 28 ) geschaltet ist.

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