-
Antrieb für hydraulische Spindelpressen
-
Die Erfindung betrifft hydraulische Spindelpressen und bezieht sich
auf einen Antrieb für hydraulische Spindelpressen, mit einem durch sein bewegliches
Teil mit einem Pressenströßel verbundenen Kraftzylinder, dessen Hohlraum über ein
Einlaßventil an einen mit einer Druckgaszuleitung und mit einer Druckquelle in Verbindung
stehendne pmumDhydraulischen Speicher und über ein Auslaufventil, welches mit einem
Schaltglied und einer Vorrichtung zu seinem Schalten versehen ist, an eine Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung
angeschlossen ist.
-
Ein derartiger Antrieb ist durch den UdSSR-Urheberschein Nr.
-
20 69 82, Int. Cl. B30b, bekannt geworden.
-
Bei solchen bekannten Antrieben kommt als Vorrichtung zum Schalten
des Auslaufventils ein Endschalter zur Anwendung, auf den der Pressenstößel in seiner
unteren Außenstellung einwirkt. Dieser Endschalter ist im Pressenständer in bezug
auf die untere Außenstellung der Presse, die durch die Höhe des umzuformenden Werkstückes
vorgegeben ist, und je nach Betätigungszeit des Auslaufventils höhenmäßig verstellbar
eingebaut.
-
Eine derartige technische Lösung des Schaltproblems bei den Auslaufventilen
ist unvorteilhaft, weil der Endschalter dabei jedesmal, wenn mit der Formung von
Werkstücken unterschiedlicher Abmessungen bzw. Type begonnen wird, einer unumgänglichen
und zwangsweisen Um- und Einstellung bedarf.
-
Andererseits muß man beim Schalten des Auslaufventils in oben beschriebener
Weise in Kauf nehmen, daß der Zeitraum, in dem das Werkzeug auf das Werkstück einwirkt,
in einem weiten Bereich schwankt und von vielen Faktoren, z.B. von der Betätigungszeit
des Auslaufventils, abhängt. Aus diesem Grunde ist es unmöglich zu erreichen, daß
die Einwirkung des Werkzeuges auf das Werkstück während eines vorgegebenen Zeitraumes
mit vorgegebener Kraft erfolgt. Die Qualität der Preßlinge verschlechtert sich dadurch
und das Werkzeug nützt sich schneller ab.
-
Der Zweck der Erfindung ist es, die eingangs erwähnten Mängel zu vermeiden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine hydraulische
Spindelpresse mit einer solchen Vorrichtung zum Schalten des Auslaufventils zu schaffen,
mit der der Zeitraum, in dem das Werkzeug auf das Werkstück mit vorgegebener Kraft
einwirkt, in einem weiten Bereich stufenlos geregelt werden kann, so daß die Qualität
der Preßlinge sich erhöht und der Verschleiß des Werkzeuges in beachtlichem Maße
zurückgeht.
-
Diese Aufgabe wird mit einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Schalten des Auslaufventils
einen hydropneumatischen Zylinder, dessen pneumatischer kurbelseitiger Raum mit
der Druckgaszuleitung in ständiger Verbindung steht und dessen hydraulischer deckelseitiger
Raum abwechseln an einen Hohlraum "A" des Kraftzylinders und an die Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung
anschließbar ist, und einen Endschalter aufweist, welcher mit dem Schaltglied des
Auslaufventils gekoppelt und in der Außenstellung des freien Endes der Kolbenstange
des hydropneumatischen Zylinders angeordnet ist, bei welcher sein hydraulischer
deckelseitiger Raum mit dem Kraftzylinder in Verbindung steht.
-
Mit der vorgeschlagenen technischen Lösung der Erfindungsaufgabe ist
es möglich, den Zeitraum, in dem das Werkzeug auf das Werkstück mit vorgegebener
Kraft einwirkt, in einem weiten Bereich stufenlos zu regeln. Dies ermöglicht, daß
die Dauer der Einwirkung des Werkzeuges auf das Werkstück zum Zeitpunkt, wo der
Pressenstößel seine gespeicherte Energie restlos abgibt, auf einen unteren Grenzwert
verkürzt werden kann oder, wenn es darauf ankommt, das Werkzeug für eine vorgegebene
Dauer unter Kraftangriff auf dem Werkstück gehalten werden kann. Der Verschleiß
des Werkzeuges läßt sich dadurch wesentlich vermindern und der Preßling kann mit
einer besseren Qualität hergestellt werden, da er keine Neigung zum Verwerfen aufweist.
Bei einer solchen Kräfteverteilung im Formänderungsvorgang steigt außerdem der Wirkungsgrad
der Presse stark an.
-
Um den hydraulischen deckelseitigen Raum des hydropneumatischen Zylinders
abwechseln mit dem Hohlraum des Kraftzylinders und -der Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung
zu verbinden, können zweckmäßigerweise eine regelbare Drossel und Absperrventile
vorgesehen werden, deren jedes ein Schaltglied umfaßt, wobei das erste dieser Absperrventile
zwischen dem hydraulischen deckelseitigen Raum des hydropneumatischen Zylinders
und der
Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung angeordnet ist und sein
Schaltglied mit dem Endschalter des hydropneumatischen Zylinders gekoppelt ist und
das zweite dieser Absperrventile und die regelbare Drossel zwischen dem hydraulischen
deckelseitigen Raum des hyropneumatischen Zylinders und dem Hohlraum des Kraftzylinders
nacheinander in Richtung zum hydropneumatischen Zylinder angeordnet sind und das
Schaltglied dieses Absperrventils über einen in der Presse eingebauten Endschalter
mit dem Pressenstößel gekoppelt ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben.
-
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße hydraulische Spindelpresse und ihr
hydrokinematisches Antriebsschema.
-
Die hydraulische Spindelpresse enthält einen Ständer 1, in dem ein
eine Oberhälfte 3 eines Werkzeuges tragender Stößel 2 senkrecht hin- und herbewegbar
eingebaut ist. Unter dem Stößel 2 ist in dem Ständer 1 ein Tisch 4 mit einer darin
eingebauten Unterhälfte 5 des Werkzeuges untergebracht.
-
Dem Stößel ist zu seiner Hin- und Herbewegung ein Antrieb zugeordnet,
der einen Kraftzylinder 6, einen pneumohydraulischen Speicher 7, ein Einlaßventil
8, eine Druckgaszuleitung 9, eine Druckqulle 10, eine Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung
11, ein Auslaufventil 12 mit einem Schaltglied 13 und einer Vorrichtung 14 zu dessen
Schalten umfaßt.
-
Der bewegliche Teil des Kraftzylinders 6, nämlich ein Körper 15 ist
mit dem Stößel 2 verbunden und weist einen Hohlraum "A" mit einem in diesem untergebrachten,
in dem Pressenständer 1 befestigten Hohlstempel 16 auf, der ein unbewegliches Teil
des Kraftzylinders 6 darstellt. Die zylindrische Außenfläche des
Körpers
15 trägt ein nicht-selbsthemmendes Gewinde, d.h. ein solches, bei dem der Drallwinkel
größer als der Reibungswinkel ist; mit diesem Gewinde wird der Körper 15 in einer
im Ständer 1 eingebauten Mutter 17 geführt. Um eine Verschiebung des Körpers 15
gegenüber der Mutter 17, also beim Preßhub des Stößels 2, zu bewirken, wird im Hohlraum
"A" ein Druck des aus dem pneumohydraulischen Speicher 7 über den Hohlstempel 16
zugeführten flüssigen Druckmittels erzeugt.
-
Der pneumohydraulische Speicher 7 hat einen in an sich bekannter Weise
vorgefüllten pneumatischen Hohlraum 7a und einen hydraulischen Hohlraum 7b, der
mit dem Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 über das Einlaßventil 8 und mit der Druckquelle
10 verbunden ist. Als Druckquelle dient eine elektrisch angetriebene Hochdruckpumpe,
die eine beliebige bekannte zweckdienliche Bauart haben kann.
-
Der Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 steht über das Aus auf ventil
12 mit der Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung 11 in Verbindung.
-
Zur Rückstellung des Körpers 15 des Kraftzylinders 6 ist der Antrieb
mit einem Verdränger-Typ-Zylinder 18 versehen, dessen Verdränger mit dem Stößel
2 verbunden ist, wobei der Verdränger-Typ-Zylinder 18 mit dem hydraulischen Hohlraum
7b des pneumohydraulischen Speichers 7 in ständiger Verbindung steht.
-
Wie schon einleitend erwähnt, ist das Auslaufventil 12 mit einem Schaltglied
13 und einer Vorrichtung 14 zu dessen Schalten versehen. Dabei enthält die Vorrichtung
14 erfindungsgemäß einen hydropneumatischen Zylinder 19 und einen in beliebiger
bekannter Weise mit dem Schaltglied 13 des Auslaufventils 12 gekoppelten Endschalter
20.
-
Der hydropneumatische Zylinder 19 weist einen Kolben 21 mit
einer
Kolbenstange 22, einen pneumatischen kurbelseitigen Raum 23 und einen hydraulischen
deckelseitigen Raum 24 auf, wobei der kurbelseitige Raum 23 mit der Druckgaszuleitung
9 in ständiger Verbindung steht.
-
Der hydraulische deckelseitige Raum 24 des hydropneumatischen Zylinders
19 ist über eine regelbare Drossel 25 und zwei Absperrventile 26 und 27 einer beliebigen
zweckdienlichen Bauart abwechselnd an den Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 und
die Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung 11 anschließbar.
-
Der Endschalter 20 ist auf der Verschiebungsbahn der Kolbenstange
22 des Kolbens 21 des hydropneumatischen Zylinders 19 angeordnet, damit das freie
Ende der Kolbenstange 22 beim Erreichen seiner Außenstellung, bei der der hydraulische
deckelseitige Raum 24 des hydropneumatischen Zylinders 19 mit dem Hohlraum "A" des
Kraftzylinders 6 in Verbindung kommt, auf den Endschalter 20 einwirkt.
-
Das Absperrventil 26 weist ein Schaltglied 28 auf, das über einen
in der Presse eingebauten Endschalter 29 mit dem Pressenstößel 2 zum Öffnen des
Absperrventils 26 und über den Endschalter 20 mit der Kolbenstange des hydropneumatischen
Zylinders 19 zum Schießen des Absperrventils 26 gekoppelt ist. Die Kopplung des
Schaltgliedes 28 mit den Endschaltern 29 und 20 kann beliebiger, z.B. elektrischer
Art sein und bedarf hier keiner ausführlichen Beschreibung, da sich zu diesem Zwekc
beliebige, dem Fachmann bekannte Schaltungen eignen. Der Endschalter 29 befindet
sich auf der Verscniebungsbahn des Stößels 2 in einer Stellung, bei der der Spalt
S zwischen der Oberhälfte 3 und der Unterhälfte 5 des Werkzeuges gleich der Höhe
des Werkstückes ist.
-
Das Absperrventil 26 und die regelbare Drossel 25 sind, wie es aus
der Zeichnung hervorgeht, zwischen dem hydraulischen deckelseitigen Raum 24 des
hydropneumatischen Zylinders 19 und dem Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 nacheinander
in Richtung zum hydropneumatischen Zylinder 19 angeordnet.
-
Das Absperrventil 27 ist mit einem Schaltglied 30 versehen und zwischen
dem hydraulischen deckelseitigen Raum 24 des hydropneumatischen Zylinders 19 und
der Niederdruck-Flussigkeitszuleitung 11 angeordnet, wobei das Schaltglied 30 des
Absperrventils 27 mit dem Endschalter 20 und mit dem Schaltglied 13 des Auslaufventils
12 in an sich bekannter Weise gekoppelt ist, woraus sich die Möglichkeit ergibt,
das Absperrventil 27 zu betätigen und den hydraulischen Hohlraum des hydropneumatischen
Zylinders 19 mit der Niederdruck-Fldssigkeitszuleitung 11 zu verbinden.
-
Zum Ausschalten der Schaltglieder 30 und 13 ist ein Endschalter 31
vorgesehen, der auf der Verschiebungsbahn des Stößels 2 in dessen oberer Außenstellung
angeordnet und mit den Schaltkörpern 30 und 13 in an sich bekannter Weise gekoppelt
ist.
-
Als Schaltglieder 28, 30 und 13 sowie als Einlaßventil 8 und Auslaufventil
12 eignen sich beliebige, dem Fachmann bekannte Konstruktionen, vorausgesetzt, daß
diese im Antrieb der hydraulischen Spindelpresse gemäß dem vorgeschlagenen Schema
eingeschaltet sind.
-
Der Antrieb der hydraulischen Spindelpresse arbeitet folgendermaßen.
-
Der pneumatische Hohlraum 7a des pneumohydraulischen Speichers 7 wird
in bekannter Weise mit einem Gas beaufschlagt. Dann wird der Motor der Druckquelle
10 angeworfen und der hydraulische
Hohlraum 7b des pneumohydraulischen
Speichers 7 mit einem flüssigen Druckmittel in bekannter Weise beaufschlagt.
-
Der Stößel 2 nimmt dabei seine obere Außenstellung ein. Der Kolben
21 mit der Kolbenstange 22 des hydropneumatischen Zylinders 19 befindet sich in
der rechten Außenstellung (in der Zeichnungsebene).
-
Das Einlaßventil 8 wird betätigt.
-
Das flüssige Druckmittel beginnt aus dem pneumohydraulischen Speicher
7 über das Einlaßventil 8 dem Hohlraum "A2' des Kraftzylinders 6 unter Druck zuzufließen.
Unter Druckeinwirkung des flüssigen Druckmittels im Hohlraum "A" sowie wegen eines
nicht selbsthemmenden Gewindes vollzieht der Körper 15 des Kraftzylinders 16 eine
Schraubung nach unten auf ein im Spalt S" auf der Untehälfte 5 des Werkzeuges untergebrachtes
Werkstück "B" hin.
-
Zum Zeitpunkt, wo er seine untere Außenstellung noch um eine der Höhe
des Werkstückes l'B" entsprechende Strecke nicht erreicht hat, wirkt der Stößel
2 auf den Endschalter 29.
-
Der Endschalter 29 spricht an und gibt ein Signal an das Schaltglied
28, welches das Absperrventil 26 öffnet. Das flüssige Druckmittel fließt aus dem
Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 über das Absperrventil 26 und die regelbare Drossel
25 dem hydraulischen deckelseitigen Raum 24 des hydropneumatischen Zylinders 19
zu. Dabei bewegt sich der Kolben 21 mit der Kolbenstange 22 während eines durch
die Drossel 25 regelbaren Zeitraumes nach links (in der Zeichnungsebene). Das Gas
wird aus dem pneumatischen kurbelseitigen Raum 23 des hydropneumatischen Zylinders
19 in die Druckgaszuleitung 9 verdrängt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis das
freie Ende. der Kolbenstange 22
auf den Endschalter 20 einwirkt.
In diesem Zeitraum verschiebt sich der Stößel 2 nach unten und bewirkt die Formänderung
des Werkstücks. Nach Beendigung dieses Vorgangs und Erreichen eines vorgegebenen
Maßes des Werkstücks bleibt der Stößel 2 stehen.
-
Sobald das freie Ende der Kolbenstange 22 des hydropneumatischen Zylinders
19 auf den Endschalter 20 einwirkt, gibt der letztere dem Schaltglied 13 des Auslaufventils
12 und dem Schaltglied 28 des Absperrventils 26 ein Signal. Das Auslaufventil 12
öffnet sich und verbindet den Hohlraum "A" des Kraftzylinders 6 mit der Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung
11. Der Druck im Hohlraum "A" baut sich ab.
-
Gleichzeitig gibt der Endschalter 20 dem Schaltglied 30 des Absperrventils
27 ein Signal, und dieses verbindet den deckelseitigen Raum 24 des hydropneumatischen
Zylinders 19 mit der Niederdruck-Flüssigkeitszuleitung 11.
-
Der Kolben 21 mit der Kolbenstange 22 bewegt sich unter Druckeinwirkung
des aus der Druckgaszuleitung 9 in den kurbelseitigen Raum 23 stömenden Gases nach
rechts (in der Zeichnungsebene) in seine Ausgangsstellung.
-
Der Stößel 2 wird mit Hilfe des Zylinders 18 in seine Ausgangsstellung
zurückgeführt und wirkt auf den mit den Schaltgliedern 30 und 13 gekoppelten Endschalter
31, der diese ausschaltet.
-
Der Preßvorgang wiederholt sich im beschriebenen Zyklus beim Formen
eines nächsten Werkstückes.
-
Leerseite