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Ziehapparat mit Sperrvorrichtung
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Die Erfindung betrifft einen Ziehapparat mit einem im Pressentisch
geführten und über mindestens einen Pneumatikzylinder abgestützten Druckkasten,
der über eine Kolbenstange mit einer einen koaxial mit dem Ziehapparat angeordneten
Hydraulikzylinder aufweisenden Sperrvorrichtung verbunden ist.
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Im Pressentisch eingebaute Ziehkissen sind u.a. zur Betätigung von
Auswerferstiften vorgesehen. Durch das am Pressenstößel angebaute Ziehwerkzeug wird
der Druckkasten des Ziehapparates entgegen der Wirkung des Pneumatikzylinders über
das Werkstück und gegebenenfalls Druckstifte nach unten gedrückt. Um zu vermeiden,
daß die vom Druckkasten des Ziehapparates gestützten Stifte das Werkstück nicht
beschädigen, ist es wichtig, daß der Druckkasten nicht sofort nach dem unteren Umkehrpunkt
des Pressenstößels mit nach oben geht.
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Bei einem aus der DT-AS 24 08 096 bekannten Ziehapparat der eingangs
genannten Art ist an den Hydraulikzylindern der Sperrvorrichtung in der dem Druckkasten
zugewandten Hälfte ein weiterer Zylinder angeschlossen, in dem ein Kolben geführt
ist, der durch eine pneumatisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheit mit Steuerzylinder
und Druckkammer
betätigbar ist. Durch die Sperrung der in der dem
Druckkasten zugewandten Hälfte des Hydraulikzylinders befindlichen Hydraulikflüssigkeit
ist der Druckkasten zwar im Prinzip gehindert, nach oben, d.h.
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in Richtung zum Ziehstößel zurückzugehen. Durch die pneumatische Betätigung
eines durch die erwähnte Zylinder-Kolben-Einheit gebildeten pneumatischen Druckübersetzers
ist aber immer noch ein geringes Rückfedern des Druckkasçens nach oben möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ziehapparat der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem auch kleinste Rückbewegungen des Druckkastens
ausgeschlossen werden können, solange das am Ziehstößel befestigte Ziehwerkzeug
im Bereich des Unterwerkzeugs ist. Darüberhinaus soll der Ziehapparat so gestaltet
sein, daß im unteren Umkehrpunkt des Ziehstößels eine geringfügige Weiterbewegung
des Druckkastens vom Ziehstößel weg möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von dem unteren
Raum des Hydraulikzylinders der Sperrvorrichtung eine Leitung zu einem unter Atmosphärendruck
stehenden Behälter führt, in die ein schaltbares Sperrventil eingebaut ist, das
im unteren Umkehrpunkt des Pressenstößels derart betätigbar ist, daß es den Durchgang
von dem unteren Raum des Hydraulikzylinders zum Behälter freigibt.
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Um das Sperrventil sicher und einwandfrei zu schalten, ist nach einer
weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Sperrventil durch einen Nocken
eines
synchron mit der Antriebswelle umlaufenden Schaltwerks betätigbar
ist.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin,
daß die Auswerferstifte das Werkstück während des Hochgangs des Ziehstößels nicht
beschädigen können.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1
einen erfindungsgemäßen Ziehapparat im Schnitt und die dazugehörige Schaltung in
schematischer Darstellung Fig. 2 ein in dem Ziehapparat eingebautes Sperrventil
im Längsschnitt und Fig. 3 ein Nockenschaltwerk zur Betätigung der Magnete von in
dem Ziehapparat eingebauten Magnetventilen.
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Der in dem Pressentisch 1 geführte Druckkasten 2 ruht auf einer Kolbenstange
3. Auf der Kolbenstange 3 sind zwei Kolben befestigt, von denen der eine - im allgemeinen
der größere - Kolben 4 in einem auf der Bodenplatte 5 befestigten# Pneumatikzylinder
6 und der andere - demnach kleinere - Kolben 7 in einem unter der Bodenplatte 5
befestigten Hydraulikzylinder 8 geführt ist.
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Der untere Raum des Pneumatikzylinders 6 ist über einen Luftkessel
10 an ein Druckluftnetz oder einen Drucklufterzeuger angeschlossen.
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Der obere Raum 11 des Hydraulikzylinders 8 ist über Leitungen 13 und
16 mit einer Druckmittelquelle 14 verbunden. Diese Druckmittelquelle ist zweckmäßigerweise
als elektrisch angetriebene Pumpe ausgebildet, die die Hydraulikflüesigkeit aus
einem Behälter 15 ansaugt. In die Leitung 16 kann - wie ansich bekannt - ein (nicht
dargestellter) Druckfilter mit optischer Verschmutzungsanzeige eingebaut sein. Zum
Schutz des Druckfilters und der Pumpe 14 ist ein Rückschlagventil 17 in die Leitung
16 eingebaut. Zwischen die Leitungen 13 und 16 ist ein Zwei-Wege-Elektroventil 18
eingebaut, das die Verbindung zwischen den beiden Leitungen herstellen und unterbrechen
kann.
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Von der unteren Hälfte 12 des Hydraulikzylinders 8 führen die Leitungen
19, 20 und 21 zu dem Behälter 15, wobei zwischen den beiden Leitungen 20 und 21
ein steuerbares Sperrventil 22 mit der Funktion eines Logikelements eingebaut ist.
Zwischen der Leitung 20 und einer weiteren Leitung 24 ist ein Sperrventil 23 eingebaut,das
zweckmäßigerweise den gleichen Aufbau aufweist wie das Ventil 22.
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Von der Leitung 16 zweigt eine Leitung 25 ab, von der wiederum ein
Leitungsweg 26a, 26b zu dem Sperrventil 22 und ein anderer Leitungsweg 27a, 27b
zu dem Sperrventil 23 führt. Zwischen den Leitungsabschnitten 26a und 26#b bzw.
27a und 27b ist jeweils ein Magnetventil 32 bzw. 33
eingebaut. Mit
Hilfe der Magnetventile 32 und 33 können die Sperrventile 22 bzw. 23 über die Leitungsabschnitte
26b bzw. 27b mit Druck beaufschlagt werden.
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Die Leitungen 13 und 19 sind durch eine weitere Leitung 28 verbunden,
in die ein Rückschlagventil 29 derart eingebaut ist, daß Hydraulikflüssigkeit lediglich
von dem unteren Raum 12 des Hydraulikzylinders 8 in dessen oberen Raum 11 - also
bei Abwärtsbewegung des Druckkastens 2 -fließen kann.
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Die Ventile 22, 23, 32, 33 und 29 sowie die zugehörigen Leitungen
können zweckmäßigerweise, kompakt in einem Steuerblock 30 untergebracht werden.
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In Fig. 2 ist das Sperrventil 22 mit den entsprechenden Leitungswegen
dargestellt. Das Ventil 22 weist ein von dem Deckel 35 verschlossenes Gehäuse 34
auf. Das Gehäuse 34 besitzt eine Bohrung 36, die an ihrem unteren Ende durch einen
Innenflansch 37 mit konusförmiger Innenfläche 38 begrenzt ist. Das Ventil 22 weist
außerdem drei öffnungen 39, 40 und 41 auf. An die öffnung 39, die sich im Boden
des Gehäuses 34 befindet, ist die Leitung 21 angeschlossen. An die öffnung 40, die
sich in der Zylinderwand des Gehäuses 34 befindet, ist die Leitung 20 angeschlossen.
Die Leitung 26b ist an die öffnung 41 angeschlossen, die sich im Deckel 35 des Sperrventils
22 befindet.
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In der Bohrung 36 befindet sich der Ventileinsatz 42, der durch die
Feder 43 gegen die konische Innenfläche 38 gedrückt wird. Der Ventileinsatz 42 weist
zwei obere Teilflächen A1 und A2 und zwei untere Teilflächen A3, A4 und A5 auf,
wobei insbesondere die Teilfläche A4 den gleichen
Konus aufweist
wie die Innenfläche 38. Durch die Feder 43 wird der Ventileinsatz 42 mit einer vorgebbaren
Kraft F in Richtung auf die Innenfläche 38 gedrückt. Wenn in der öffnung 40 eine
Hydraulikflüssigkeit mit dem Druck p vorhanden ist, so wird der Ventileinsatz 42
durch Beaufschlagen der Fläche A5 mit dem Druck p angehoben, es entsteht also ein
Spalt zwischen der Teilfläche A4 des Ventileinsatzes 42 und der konischen Innenfläche
38, so daß eine Verbindung von der Leittiag 20 zur Leitung 21 und umgekehrt hergestellt
ist. Voraussetzung für das Anheben des Ventileinsatzes ist, daß p A5 > F ist.
Gelangt jedoch durch die Leitung 26b Hydraulikflüssigkeit mit dem gleichen Druck
p, wie er in der öffnung 40 vorhanden ist, dann bleibt der Ventileinsatz unten bzw.
er wird nach unten gedrückt, da die Teilflächen A1 und A2 wesentlich grösser als
die Teilfläche A5 sind: der Durchfluß durch das Ventil 22 von der öffnung 40 zur
öffnung 39 bzw. umgekehrt wird oder bleibt gesperrt.
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Zur Schaltung der Magnetventile 32 und 33 sind zwei Nocken 44 und
45 eines Schaltwerkes vorgesehen, die je einen Endtaster 46 bzw. 47 betätigen, die
wiederum elektrisch mit den Magneten der Ventile 32 und 33 verbunden sind.
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Die Betriebsbereitschaft des Ziehapparates wird folgendermaßen erreicht.
Das Magnetventil 32 ist in der Stellung b, so daß das Sperrventil 22 geschlossen
ist. Das Elektroventil 18 wird in die Stellung b überführt, so daß der obere Raum
11 des Hydraulikzylinders 8 durch die Leitungen 16 und 13 mit Hydraulikflüssigkeit
beaufschlagt werden kann.
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Das Magnetventil 33 verbleibt in der Stellung a; das Sperrventil 23
bleibt demnach aufgesteuert und gibt den Weg von
der Leitung 24
zu den Leitungen 20 und 19 frei, so daß auch die untere Hälfte 12 des Hydraulikzylinders
8 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden kann.
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Während der Abwärtsbewegung des Druckkastens 2 bei der die Hydraulikflüssigkeit
aus dem unteren Raum 12 entweichen und in den oberen Raum 11 des Hydraulikzylinders
8 nachströmen muß, bleibt die Stellung der Ventile unverändert. Die Hydraulikflüssigkeit
strömt von dem unteren Raum 12 durch die Leitung 19, das (aufgesteuerte) Sperrventil
23 und die Leitungen 24 und 13 in den oberen Raum 11. Das Rückschlagventil 48 verhindert
einen Abfluß der Flüssigkeit zur Druckmittelquelle 14.
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Für den Fall einer Ventilstörung kann das Umströmen der Hydraulikflüssigkeit
von dem unteren Raum 12 in den oberen Raum 11 auch über die Leitung 28 erfolgen.
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Im unteren Umkehrpunkt des Stößels - das ist auch die untere Stellung
des Druckkastens - schließt der Nocken 44 den Näherungstaster 46, der wiederum den
Magneten des Magnetventils 32 erregt, so daß das Ventil 32 in die Stellung a überführt
wird, und die Leitung 26b drucklos und das Sperrventil 22 aufgesteuert wird. Auf
die gleiche Art und Weise öffnet der Nocken 45 den Näherungstaster 47, so daß das
Ventil 33 in die Stellung b zurückgeführt wird und das Sperrventil 23 geschlossen
wird. In gleicher Weise wird auch das Elektroventil 18 in die Stellung b überführt,
wodurch die Leitungen 13 und 16 voneinander getrennt sind. Durch das Aufsteuern
des Sperrventils 22 kann die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 19, 20 und
21 entweichen; die Flüssigkeit wird in
den Behälter 15 abgespritzt,
wodurch sich der Druck in dem unteren Raum 12 des Hydraulikzylinders 8 gemäß der
Lösung der Erfindung abbaut. Dadurch daß in dem oberen Raum 11 des Hydraulikzylinders
8 noch der volle Druck p ansteht, kann der Druckkasten 2 nicht nur nicht nach oben
zurückfedern, der Druckkasten sinkt -wie dies die Aufgabe vorsieht - um einige Zehntel
Millimeter nach unten. Bei einer vorgebbaren Stellung des Ziehstößels wird das Sperrventil
22 wieder geschlossen und das Sperrventil 23 wieder aufgesteuert, wodurch die Sperrwirkung
auf den Druckkasten 2 wieder aufgehoben wird. Dazu muß - ausgelöst durch das Nockenschaltwerk
- das Magnetventil 32 in die Stellung b und das Magnetventil 33 in die Stellung
a gebracht werden.
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Ebenso wird das Elektroventil 18 geöffnet, so daß die beiden Räume
11 und 12 des Hydraulikzylinders 8 wieder mit Druck beaufschlagt werden können.