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Presse zum taktweisen Umformen von kaltverformbaren Werk-
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stoffen Die Erfindung betrifft eine Presse zum taktweisen Umformen
von kaltverformbaren Werkstoffen, insbesondere um Stanzen von Blechen nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Der vom Pressenantrieb abgeleitete Antrieb für die Beschickungs- bzw.
Entnahmeeinrichtung erfolgte bei bekannten praktischen Anwendungen mit mechanischen
Mitteln über Wellen, Getriebe, Umlenkgetriebe, Kupplungen und Gelenkwellen. Eine
solche mechanische Koppelung von Presse und Beschickungs- bzw. Entnahmeeinrichtung
ist sehr aufwendig und sowohl in der Anschaffung als auch in der Wartung recht kostspielig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine in der Anschaffung und Wartung
billigere Koppelung von Pressenantrieb einerseits und Beschickungs- bzw. Entnahmeeinrichtung
andererseits zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
von Anspruch 1 gelöst. Dank der hydraulishen Kopplung beider Einrichtungen können
komplizierte mechanische Obertragungsmittel entfallen. Die Antriebsenergie kann
auf hydraulischem Wege auch über größere Strecken und entlang vielfältiger örtlicher
Umwege ohne weiteres mittels Leitungen vom Pressenantrieb zu der Beschickungs-bzw.
Entnahmeeinrichtung geleitet werden. Etwaige Geschwindigkeitsänderungen bei der
Ableitung des Bewegungsantriebes können durch ein entsprechendes Flächenverhältnis
der förderwirksamen Arbeitskolben auf der einen Seite und der arbeitsleistenden
Arbeitskolben auf der anderen Seite ohne zusätzlichen Aufwand realisiert werden.
Meist weisen Pressen der zugrunde gelegten Art eine mit einem kräftigen Antrieb
versehene Arbeitswelle auf, so daß wenigstens eine an dieser Arbeitswelle befestigte
entsprechend kräftig bemessene Nocke ohne weiteres über eine Tastrolle einen förderwirksamen
Arbeitskolben beaufschlagen kann. In Fällen, in denen für eine solche Nocke nicht
eine kräftige Arbeitswelle und ein entsprechend kräftig bemessener Antrieb für eine
unmittelbare Fluidstromerzeugung zur Verfügung steht, wäre es auch denkbar, eine
weniger kräftig bemessene Nocke mittels eines Kopierventiles abzutasten und damit
einen von einer kontinuierlich arbeitenden Druckquelle erzeugten Fluidstrom zu steuern.
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Ein solches Prinzip ist bei einer anderen Anwendung in der DE-PS 2
460 338 gezeigt.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung erheben sich aus
den Unteransprüchen bzw. aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispieles; dabei zeigen:
Fig. 1 eine Kurbelpresse
mit seitlich angeordnetem Nockenantrieb für eine hydraulisch-synchrone Druckerzeugung,
Fig. 2 eine schematische Gesamtanordnung einer Presse mit Beschickungs- une Entnahmeeinrichtung
und hydraulischer Koppelung des Beschickungs- bzw. Entnahmeantriebes an den Pressenantrieb
u n d Fig. 3 ein Funktionsschema der hydraulischen Koppelung des Beschickungs- bzw.
Entnahmeantriebes.
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Die in Fig. 1 dargestellte Presse 1 mit einem Kurbeltrieb weist einen
Pressenstempel 2, einen Werkzeughalter 3, einen Pressentisch 4 sowie zwei Kurbelräder
21 auf, die von einem nicht dargestellten kräftig bemessenen Antrieb in Drehung
versetzt werden und die pro Arbeitshub der Presse eine vollständige Umdrehung ausführen.
Am Außenumfang der als Zahnräder ausgebildeten Kurbelräder ist über ein Reduziergetriebe
22 der Abtrieb für eine Arbeitswelle 5 abgenommen, wobei das Reduziergetriebe so
ausgelegt ist, daß die Arbeitswelle ebenfalls je Umdrehung der Kurbelräder einen
vollständigen Umlauf ausführt. Diese Anordnung der Arbeitswelle ist bei nachträglicher
Umrüstung von bestehenden Pressen aus Platzgründen zweckmäßig. Bei Neukonstruktionen
kann auch die Welle der Kurbel räder selber unmittelbar als Arbeitswelle dienen.
Die Presse 1 ist mit einer Beschickungseinrichtung 6 und einer Entnahmeeinrichtung
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versehen (vgl. Fig. 2), die beide im Takt der Presse ebenfalls taktweise reversierbar
die Werkstücke zu- bzw. abführen. Auf der Arbeitswelle 5 der Presse sind Nocken
8 angeordnet, di& sich über den ganzen Umfang erstrecken. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel sind - zueinander um 1800 versetzt - für jede Nocke zwei radial
zum Drehmittelpunkt der zugehörigen Nocke bewegliche als Rollen ausgebildete Abtastorgane
9 vorgesehen, die jeweils unmittelbar auf die Kolbenstange eines förderwirksamen
Arbeitskolbens lo bzw.
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10' einwirken. Durch die Drehung der Nocke werden über das Abtastorgan
und die Kolbenstange die entsprechenden Kolben zwangsläufig verschoben und dabei
ein entsprechender Arbeitsmittelstrom erzeugt, mit dem der hydraulische Antrieb
der Beschickungs- bzw. Entnahmeeinrichtung beaufschlagbar ist. Die beiden förderwirksamen
Arbeitskolben sind untereinander hinsichtlich Hub und wirksamer Kolbenfläche gleich
ausgebildet. Es ist die der Kolbenstange abgewandte Kolbenseite bzw. der entsprechende
Arbeitsraum mit einem Leitungsanschluß versehen. Dadurch und durch die Doppelanordnung
der förderwirksamen Arbeitskolben, die zueinander phasenmäßig um 0 1800 versetzt
angeordnet sind, wird erreicht, daß das arbeitsleistende Hydrauliköl lediglich bei
Überdruck wirksam wird und daß die Abtastorgane sowohl beim Arbeits- als auch beim
Rückhub zwangsweise der Nocke 8 folgen können. Eine Unterdruckbeanspruchung des
hydraulischen Arbeitsmittels ist damit ausgeschlossen.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hydraulikantriebe
der Beschickungs- bzw. Entnahmeeinrichtung 6 und 7 durch ein Paar von geradlinig
bewegbaren reversierbaren arbeitsleistenden Arbeitskdhen 11 und 11' realisiert,
deren
hin- und hergehende Bewegung mittels einer Kette 13 und eines
als Umlenkrad wirksamen Kettenrades 14 in eine hin-und hergehende Drehbewegung umgeformt
wird. Anstelle einer Kette könnte auch ein anderes formschlüssig wirksames Umschlingungsmittel
verwendet werden; vom Grundsätzlichen her könnte beispielsweise auch ein Zahnriemen
oder stattdessen auch eine Zahnstange mit Ritzel in Betracht kommen.
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Um die Kette lediglich auf Zug zu beanspruchen, ist bei den arbeitsleistenden
Arbeitskolben 11 und 11' die der Kolbenstange zugewandte Arbeitsfläche des Kolbens
mit Arbeitsöl beaufschlagt. Das Verhältnis der wirksamen Kolbenflächen der förderwirksamen
Arbeitskolben 1o bzw. 10' einerseits und der arbeitsleistenden Arbeitskolben 11
und 11' andererseits bestimmt das Obersetzungsverhältnis der hydraulischen Kraft-
und Bewegungsübertragung. Umgekehrt zu dem genannten Flächenverhältnis muß das Hubverhältnis
der förderwirksamen und der arbeitsleistenden Arbeitskolben zueinander bemessen
werden.
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Die förderwirksame Seite des Arbeitskolbens 10 ist über eine Verbindungsleitung
12 mit der arbeitsleistenden Seite der Arbeitskolben 11 verbunden; in gleicher Weise
ist die förderwirksame Seite des anderen Arbeitskolbens 10 über Verbindungsleitungen
12' mit den arbeitsleistenden Kolben 11' verbunden. Diese Verbindungsleitungen werden
gegenläufig zueinander durchströmt. Beim Arbeitshub der Presse ist in der einen
dieser beiden Leitungen und beim Rückhub in der anderen Leitung ein Überdruck. Zum
Ausgleich von nicht völlig vermeidbaren Leckölverlusten sind beide Verbindungsleitungen
über ein Rückschlagventil 15 mit einem als Luft/ Öl-Behälter ausgebildeten Windkessel
16 verbunden, der einerseits von einer pneumatischen Druckquelle 17 aus unter
Druck
gehalten wird. Die Rückschlagventile sperren bei einem höheren Druck in der zugeordneten
Verbindungsleitung als in dem Windkessel 16 selbsttätig ab; bei niedrigerem Druck
öffnen sie und erlauben einen Druck- und somit Volumenausgleich in dem zugeordneten
System von förderwirksamen und arbeitsleistenden Kolben. Dadurch ist trotz gewisser
Leckölverluste ein programmgetreuer und formschlüssiger Ablauf der Bewegungsübertragung
entsprechend der Nockenform sichergestellt.
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Es kann im praktischen Betrieb nie ganz ausgeschlossen werden, daß
eine Beschickungs- oder eine Entnahmeeinrichtung einmal durch ein nicht sauber erfaßtes
Werkstück oder auf andere ähnliche Weise blockiert wird. Um in einem solchen Fall
keine Schäden an der Beschickungs- bzw. Entnahmeeinrichtung und an der hydraulischen
Koppelung zwischen Presse und den Einrichtungen entstehen zu lassen, ist an beiden
Verbindungsleitungen 12 und 12' je ein Oberdruckventil 18 vorgesehen, welches den
in der Verbindungsleitung anwachsenden Überdruck nach Ansprechen des Oberdruckventiles
in den Windkessel 16 entlastet. Außerdem ist an jeder Verbindungsleitung ein Kontaktmanometer
20 angebracht, welches bei einem beispielsweise durch eine Blockierung ausgelösten
justierbaren Überdruck, bei dem das Kontaktmanometer anspricht, einen Nothaltimpuls
an den Pressenantrieb gibt und diesen sofort stillsetzt. Es kann dann die Störung
beseitigt werden, ohne daß größere Folgeschäden zu befürchten sind.
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Nach einer solchen Störung, in der es zu einer teilweisen Entleerung
der kommunizierenden Arbeitsräume der Kolben 10 und 11 bzw. 10' und 11' gekommen
ist, muß die gestörte Beschickungs
- bzw. Entnahmeeinrichtung wieder
in die phasenmäßig richtige Relativlage zur Stellung des Pressenantriebes gebracht
werden. Um dies zu ermöglichen, sind beide Verbindungsleitungen 12 bzw. 12' über
ein handbetätigbares Auf/Zu-Ventil 19, welches auch als Hahn ausgebildet sein kann,
und über eine Kurzschlußleitung 23 miteinander kurzschließbar. Es könnte stattdessen
auch für jede Leitung 12 bzw. 12' einzeln jeweils ein fluidisch-funktionell parallel
zu dem Oberdruckventil 18 bzw. zu dem Rückschlagventil 15 liegendes handbetätigbares
Auf/Zu-Ventil angeordnet werden, so daß jede Leitung 12 bzw. 12' einzeln an den
Windkessel anschließbar ist. Bei der Betätigung beider Ventile kann dann auch ein
Kurzschluß zwischen beiden Verbindllngslcitungen 12 und 12' hergestellt werden.
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Es sei der Vollständigkeit halber noch darauf hingewiesen, daß anstelle
von Beschickungs- und/oder Entnahmeeinrichtungen auch andere Hilfseinrichtungen
beim Pressenbetrieb zusätzlich oder anstelle der genannten Beschickungs- bzw.
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Entnahmeeinrichtungen hydraulisch an den Pressenantrieb gekoppelt
und mit der Pressenbewegung synchronisiert werden können. Anstelle eines linearen
hin- und hergehenden Kolbentriebes 11 bzw. 11' kann auch ein Drehkolben vorgesehen
sein, der unmittelbar eine hin- und hergehende Drehbewegung erzeugt. Darüber hinaus
wäre auch denkbar, irgendeinen, beispielsweise einen als Axialkolbeneinheit ausgebildeten
Hydraulikmotor als Hydraulikantrieb zu verwenden. Durch ein Anfahren von Anschlägen
am Ende einer jeden Bewegung kann trotz gewisser Leckagen jedesmal eine genaue Phasenzuordnung
zwischen Presse und Hilfseinrichtung wieder hergestellt werden.
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In besonders vorteilhafter Weise läßt sich die hydraulische Synchronisation
zwischen Presse einerseits und Hilfseinrichtungen andererseits bei Pressenstraßen
anwenden, in denen derartige Hilfseinrichtungen in besonders großer Zahl vorhanden
sind und bei denen ein Gleichlauf der Hilfseinrichtungen mit den zugeordneten Pressen
bzw. der ganzen Pressenstraße besonders wichtig ist. Gerade die dichte Anordnung
von Pressen innerhalb einer Pressenstraße und der enge technologische Zusammenhang
der Pressen machen hier Hilfseinrichtungen der angesprochenen Art besonders wichtig.