DE3017406A1 - Deep-drawing press with equalised energy demand - has pistons connected to pump individually to control forward and return strokes and energy storage flywheel - Google Patents
Deep-drawing press with equalised energy demand - has pistons connected to pump individually to control forward and return strokes and energy storage flywheelInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Ziehpresse,The invention relates generically to a drawing press,
insbes. auf eine Tiefziehpresse, mit Pressenstößel, einer Mehrzahl von beim Preßhub mit steigendem Arbeitsdruck auf den Pressenstößel arbeitenden, zugleich für den Rückhub eingerichteten Arbeitszylinderkolbenanordnungen und hydraulischer Antriebsanordnung mit E-lektromotor-und Pumpe. Mit anderen Worten handel-t es sich um eine ölhydraulische Ziehpresse.esp. on a deep-drawing press, with press ram, a plurality of working on the press ram during the press stroke with increasing working pressure, at the same time set up for the return stroke working cylinder piston arrangements and hydraulic Drive arrangement with electric motor and pump. In other words, it does an oil hydraulic drawing press.
Die (aus der Praxis) bekannten Ziehpressen der beschriebenen Gattung sind Pressen, bei denen alle Arbeitszylinderk6lbenanordnungen gleichzeitig auf den Pressenstößel arbeiten. Solche ölhydraulischen Pressen haben im Vergleich zu mechanischen Ziehpressen den Nachteil, daß die Umformenergi-e unmittelbar aus dem elektrischen Netz im Moment des Bedarfes entnommen werden muß, wohingegen mechanische Ziehpressen zunächst die erforderliche Umformenergie aus einem Schwungrad entnehmen, wel-ches Inder sog.The (from practice) known drawing presses of the type described are presses in which all working cylinder piston assemblies are simultaneously on the Press rams work. Such hydraulic presses have compared to mechanical Drawing presses have the disadvantage that the forming energy comes directly from the electrical Net must be removed at the moment of need, whereas mechanical drawing presses first take the required forming energy from a flywheel, wel-ches Indian so-called
Leerlaufphase allmählich wieder aufgeladen wird. Obwohl, bei Vernachlässigung der unterschiedlichen Wirkungsgrade, im Endeffekt die Energiemengen, welche dem elektrischen Netz entnommen werden müssen, gleich sind, bewirkt doch die momentane Energieentnahme aus dem Netz bei hydraulischen Ziehpressen eine sehr starke Spitzenbelastung, die von den Kraftwerken der Elektrizitätsversorgungsunternehmungen nur beschränkt aufgenommen werden kann.Gradually recharging. Although, if neglected the different degrees of efficiency, in the end the amounts of energy that the electrical network must be taken are the same, but the momentary causes Energy extraction from the network in hydraulic drawing presses a very high peak load, only limited by the power stations of the electricity supply companies can be included.
Unter Umständen kann bei solchen kurzzeitigen Spitzenbelastungen die Stromversorgung eines ganzen Gebietes ausfallen. Die Elektrizitätsversorgungsunternehmungen bestrafen daher solche Spitzenbelastungen durch erhöhte -Stromtarife für den gesamten Bedarf, wenn die Häufigkeit oder Höhe der Spitzen gewisse Grenzwerte über- -schreitet. Für die Benutzer hat der Einsatz von hydraulischen Ziehpressen des beschriebenen Aufbaus den Nachteil, daß unter-Umständen die betriebsinterne Stromversorgung wesentlich größer dimensioniert werden muß, was mit erhöhten Investitionskosten verbunden ist.Under certain circumstances, the Power supply for an entire area fails. The electricity companies therefore punish such peak loads through increased electricity tariffs for the whole Need if the frequency or height of the peaks certain limit values exceeds - - exceeds. For the users has the use of hydraulic drawing presses of the structure described has the disadvantage that under certain circumstances the in-house Power supply must be dimensioned much larger, which leads to increased investment costs connected is.
Um die beschriebenen Nachteile des unmittelbaren ölhydraulischen Antriebs zu beseitigen, ist es bekannt, hydraulische Speicher vorzusehen. Durch Einsatz solcher Speicher wird jedoch der Wirkungsgrad wesentlich verschlechtert, d. h. die.erforderliche Energiemenge und damit auch die Energiekosten werden erheblich erhöht.To the described disadvantages of the direct oil-hydraulic drive to eliminate, it is known to provide hydraulic accumulators. By using such Storage, however, the efficiency is significantly impaired, i. E. H. the.required The amount of energy and thus also the energy costs are increased considerably.
Bei bekannten ölhydraulischen Ziehpressen hat man auch bereits Regelpumpen mit Leistungsreglern vorgesehen, welche die Fördermenge automatisch reduzieren, wenn der öldruck einen gewissen, voreingestellten Wert übersteigt. Das geschieht, um die Antriebsleistung der Elektromotoren nicht noch größer werden zu lassen.Known oil-hydraulic drawing presses also already have control pumps provided with capacity regulators which automatically reduce the delivery rate, when the oil pressure exceeds a certain preset value. This happens, in order not to let the drive power of the electric motors become even greater.
Dann besteht aber nicht die Möglichkeit, jedes beliebige Weg/ Geschwindigkeits-Diagramm zu fahren. Folglich kann das Weg/Geschwindigkeits-Diagramm häufig dem jeweiligen Werkstück nicht optimal angepaßt werden.But then it is not possible to use any path / speed diagram to drive. As a result, the path / speed diagram can often be adapted to the respective Workpiece cannot be optimally adapted.
Im übrigen kennt man ölhydraulische Ziehpressen, bei denen zwischen Elektromotor und Pumpe ein Schwungrad eingebaut ist, welches dazu dient, die beschriebenen Spitzenbelastungen des elektrischen Netzes zu dämpfen oder zu reduzieren. Die Gestaltung der gattungsgemäßen Ziehpressen ist durch diese bekannten Maßnahmen nicht weiter beeinflußt worden.In addition, oil hydraulic drawing presses are known in which between Electric motor and pump, a flywheel is built in, which is used to perform the described To dampen or reduce peak loads in the electrical network. The design the drawing press of the generic type is no longer due to these known measures been influenced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ziehpresse so weiter auszubilden, daß einerseits ohne störende Spitzenbelastungen des Versorgungsnetzes gearbeitet werden kann, daß andererseits und insbes. aber die Möglichkeit besteht, jedes beliebige Weg/Geschwindigkeits-Diagramm zu fahren, und zwar so, wie es für das jeweilige Werkstück optimal ist.The invention is based on the object of a drawing press of the generic type to further train that on the one hand without disturbing peak loads of the supply network can be worked, that on the other hand and especially but the possibility exists drive any distance / speed diagram in the way it is for the respective workpiece is optimal.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwischen Motor und Pumpe ein Schwungrad angeordnet ist, dessen Schwungmasse zumindest die für einen Arbeitshub der Ziehpresse erforderliche Energie (vorzugsweise ein Viel-faches dieser Energie) speichert, daß beim Arbeitshub zunächst eine Arbeitszylinderkolbenanordnung oder deren einige (aber nicht alle) an die Pumpe angeschlossen ist bzw. sind, und zwar bis der Arbeitsdruck einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, und daß danach auch die weiteren Arbeitszylinderkolbenanordnungen an die Pumpe anschließbar sind, und zwar bis der Arbeitshub beendet ist, daß ferner nach Beendigung des Arbeitshubes alle Arbeitszy-linderkolbenanordnungen für den Rückhub an die Pumpe angeschlossen sind, und zwar bis zum Losreißen des Ziehstempels und damit des Pressenstößels, und daß endlich nach dem Losreißen des Pressenstößels der Rückhub mit einer oder mit einigen der Arbeitszylinderkolbenanordnungen mit großer Rückhubgeschwindigkeit beendbar ist.To solve this problem, the invention teaches that between the engine and pump a flywheel is arranged, the flywheel mass at least for one Work stroke of the drawing press required energy (preferably a multiple of this Energy) stores that first a working cylinder piston assembly during the working stroke or some (but not all) of which are connected to the pump, and until the working pressure reaches a predetermined limit, and that after that the other working cylinder piston assemblies can also be connected to the pump, namely until the working stroke has ended, and that further after the working stroke has ended all working cylinder piston assemblies connected to the pump for the return stroke are, namely until the drawing punch is torn loose and thus the Press ram, and that finally the return stroke after the press ram has been torn loose with one or with some of the working cylinder piston assemblies with high return stroke speed is terminable.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt bei einer erfindungsgemäßen Ziehpresse die Antriebs anordnung zwei Elektromotoren und zwei Pumpen mit zwischengeschalteten Schwungrädern, wobei die Aggregate aus Elektromotor, Schwungrad und Pumpe parallel geschaltet sind, so daß die beiden Aggregate, je nach verlangter Leistung, einzeln oder beide an die Arbeitszylinderkolbenanordnungen anschließbar sind.According to a preferred embodiment of the invention has in an inventive Draw press the drive arrangement two electric motors and two pumps with interposed ones Flywheels, with the units consisting of the electric motor, flywheel and pump in parallel are switched so that the two units, depending on the required power, individually or both can be connected to the working cylinder piston assemblies.
Die erreichten Vorteile sind zunächst darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Ziehpresse die eingangs beschriebenen Spitzenbelastungen des elektrischen Netzes nicht mehr auftreten.The advantages achieved are first of all to be seen in the fact that in one Drawing press according to the invention the initially described peak loads of the electrical Network no longer occur.
Darüber hinaus ist es bei der erfindungsgemäßen Ziehpresse unerheblich, in welcher Zeit die erforderliche Energie entnommen wird.In addition, it is irrelevant in the drawing press according to the invention, in what time the required energy is drawn.
Das bedeutet, daß die eingesetzte Pumpe oder die eingesetzten Pumpen unter Beibehaltung ihrer maximalen Fördermenge bis zu dem jeweiligen Höchstdruck weiter arbeiten können, und zwar mit dem Erfolg, daß die Takt- bzw. Umformzeit wesentlich abgekürzt werden kann. Daraus resultiert zunächst höhere Produktivität. Darüber hinaus ist bei einer erfindungsgemäßen Ziehpresse die Leistungscharakteristik optimiert. Weil eine Mehrzahl von Arbeitszylinderkolbenanordnungen vorgesehen ist, kann zunächst mit einer kleineren Zylinderzahl gearbeitet werden und werden je nach Bedarf weitere Arbeitszylinderkolbenanordnungen zur Erhöhung der Preßkraft zugeschaltet. Daraus resultiert der Vorteil, daß ein Teil des Preßhubes oder Arbeitsweges mit großer Geschwindigkeit durchfahren werden kann, weil die wirksame Kolbenfläche verhältnismäßig klein ist. Erst im letzten Teil des Preßhubes, in welchem die Höchstkraft erforderlich wird, erfolgt die- Zuschaltung der restlichen Arbeitszylinderkolbenanordnungen, - mit dem Ergebnis, daß mit geringerer Endgeschwindigkeit gearbeitet wird. Dabei sind bezugleich der Arbeitszylinderkolbenanordnungen die.im ersten Teil bzw. im zweiten. Teil des Preßhubes eingeschaltet werden, zahlreiche Kombinationen möglich, und zwar so, wie es der jeweilige Tiefziehvorgang und damit das Werkstück verlangen. Im Ergebnis bietet die erfindungsgemäße Ziehpresse mit ihren Schwungmassen in Kombination mit dem beschriebenen Zuschalten der Arbeitszylinderkolbenanordnung eine hervorragende Möglichkeit, jedes beliebige Weg/Geschwindigkeits-Diagramm zu fahren, welches dem jeweiligen Werkstück optimal angepaßt-werden kann.This means that the pump or pumps used while maintaining their maximum delivery rate up to the respective maximum pressure can continue to work, with the success that the cycle or forming time is essential can be abbreviated. This initially results in higher productivity. About that In addition, the performance characteristics of a drawing press according to the invention are optimized. Because a plurality of working cylinder piston assemblies are provided, can first can be worked with a smaller number of cylinders and additional ones as required Working cylinder piston assemblies switched on to increase the pressing force. This has the advantage that a Part of the press stroke or work path can be traversed at high speed can because the effective piston area is relatively small. Only in the last Part of the pressing stroke in which the maximum force is required is switched on of the remaining working cylinder piston assemblies, - with the result that with less Final speed is being worked. The working cylinder piston arrangements are at the same time die.in the first part or in the second. Part of the press stroke are turned on, numerous Combinations are possible, as the respective deep-drawing process and with it request the workpiece. As a result, the drawing press according to the invention also offers their flywheels in combination with the described activation of the working cylinder piston arrangement an excellent way to create any path / speed diagram drive, which can be optimally adapted to the respective workpiece.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail.
Es zeigen Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Ziehpresse mit Antriebsanordnung, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig 1 in anderer Funktionsstellung. Das der Figuren zeigt eine Ziehpresse, die insbes. für Tiefziehvorgänge bestimmt ist. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Pressenstößel 1, an den der Ziehstempel 2 angeschlossen wird und eine Mehrzahl von beim Pressenhub mit steigendem Arbeitsdruck auf dem Pressenstößel 1 arbeitenden Arbeitszylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5, die zugleich für den Rückhub eingerichtet sind.1 shows the diagram of a drawing press according to the invention with a drive arrangement, FIG. 2 shows the object according to FIG. 1 in a different functional position. That of the figures shows a drawing press, which is especially intended for deep-drawing processes. The basic structure includes a press ram 1 to which the drawing punch 2 is connected and a plurality of working cylinder piston assemblies 3, 4, 5 that work on the press ram 1 during the press stroke with increasing working pressure, which are also set up for the return stroke.
Im übrigen ist eine hydraulische Antriebs anordnung mit Motor 6 und Pumpe 7 vorgesehen. Der Preßhub geschieht, indem das hydraulische Druckmittel über die Leitungsteile 8, 9 in'die Arbeitszylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5 eingeführt wird. Der Rückhub geschieht, indem das hydraulische Druckmittel über die Leitungsabschnitte 10, 11 in die Arbeitszylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5 eingeführt wird, - wobei selbstverständlich die am Kopf der Arbeits zylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5 angeschlossenen Leitungsteile 8, 9 und die zugeordneten Zylinderräume über zumindest ein Delcompressionsventil 12 und zugeordnete Leitungen 13, 14 entlastet und das hydraulische Druckmittel abgeführt wird. Das hydraulische Druckmittel wird beim Arbeitshub über die Rückführleitung 16 aus den pressenstößelseitigen Zylinderräumen in den Öltank 15 eingedrückt.In addition, a hydraulic drive arrangement with motor 6 and Pump 7 is provided. The press stroke is done by the hydraulic pressure medium over the line parts 8, 9 are introduced into the working cylinder piston arrangements 3, 4, 5 will. The return stroke is done by the hydraulic pressure medium over the line sections 10, 11 is introduced into the working cylinder piston assemblies 3, 4, 5, - wherein of course, the cylinder piston assemblies 3, 4, 5 connected to the head of the working Line parts 8, 9 and the associated cylinder spaces via at least one compression valve 12 and associated lines 13, 14 are relieved and the hydraulic pressure medium is discharged will. The hydraulic pressure medium is released via the return line during the working stroke 16 pressed into the oil tank 15 from the cylinder chambers on the press ram side.
Zwischen Motor 6 und Pumpe 7 ist ein Schwungrad 17 angeordnet.A flywheel 17 is arranged between the motor 6 and the pump 7.
Dieses ist so ausgelegt, daß die Schwungmasse zumindest die für einen Arbeitshub der Ziehpresse erforderliche Energie speichert.This is designed so that the flywheel mass is at least for one The working stroke of the drawing press stores the required energy.
Im allgemeinen kann die Schwungmasse jedoch ein Vielfaches der für einen Arbeitshub erforderlichen Energie speichern. In der Fig. 1 zeigt die dick ausgezogene Linie, daß beim Arbeitshub zunächst nur eine Arbeitszylinderkolbenanordnung 3 an die Pumpe 7 angeschlossen ist, das geschieht, bis der Arbeitsdruck einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, so daß das hydraulische Druckmittel über das bei diesem Druck abhebende Ventil 18 auch in die beiden anderen Arbeitszylinderkolbenanordnungen 4, 5 eintreten und diese m ätigen kann, deren Kolben bis dahin selbstverständlich tgeführt worden sind und deren Zylinderräume mit dem hydraulischen Druckmittel in bekannter Weise über an den blank 15 angeschlossene Falleitungen 19 mit Absperrschiebern 20 und Füllventilen 21 bereits gefüllt sind. Nach dem erwähntenGrenzdruck sind auch die weiteren Arbeitszylinderkolbenanordnungen 4, -5 an die Pumpe 7 anschließbar, und zwar bis der Arbeitshub beendet ist.In general, however, the flywheel can store a multiple of the energy required for a working stroke. In Fig. 1, the bold line shows that during the working stroke initially only one working cylinder piston assembly 3 is connected to the pump 7, which happens until the working pressure reaches a predetermined limit value, so that the hydraulic pressure medium via the valve 18 lifting at this pressure also enter the other two working cylinder piston assemblies 4, 5 and this can w ätigent their piston until then, of course, have been carried out and their cylinder spaces are already filled with the hydraulic pressure medium in a known manner via downpipes 19 connected to the blank 15 with gate valves 20 and filling valves 21. After the limit pressure mentioned, the further working cylinder piston arrangements 4, -5 can also be connected to the pump 7, namely until the working stroke has ended.
Die Fig. 2 zeigt die Verhältnisse nach Beendigung-des Arbeitshubes. Auch hier sind die Leitungen 10, 11, die beim Rückhub funktionieren stark ausgezogen .worden.-Man erkennt, daß nach Beendigung des Arbeitshubes alle Arbeitszylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5 für den Rückhub an die Pumpe 7 angeschlossen sind. Das geschieht aber nur bis zum Losreißen des Ziehstempels 2 und damit des Pressenstößels 1. Im Anschluß daran arbeitet nur die Arbeitszylinderkolbenanordnung 3 weiter, um einen schnellen Rückhub des Pressenstößels 1 zu bewirken.2 shows the situation after the end of the working stroke. Here, too, the lines 10, 11, which function on the return stroke, are strongly drawn out .worden.-It can be seen that after the end of the working stroke, all working cylinder piston arrangements 3, 4, 5 are connected to the pump 7 for the return stroke. But that only happens until the drawing punch 2 and thus the press ram 1 tears loose only the working cylinder piston assembly 3 continues to work to achieve a fast To effect the return stroke of the press ram 1.
Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt die Antriebsanordnung zwei Elektromotoren 6, zwei Pumpen 7 und folglich auch zu jedem Elektromotor/Pumpen-Aggregat ein zwischengeschaltetes Schwungrad 17 mit Schwungmasse.In the exemplary embodiment and according to a preferred embodiment of the invention the drive arrangement has two electric motors 6, two pumps 7 and consequently an interposed flywheel 17 for each electric motor / pump unit with flywheel.
Diese Aggregate aus Elektromotor 6, Schwungrad 17 und Pumpe 7 sind parallel geschaltet. Die Anordnung ist so getroffen, daß die beiden Aggregate, je nach verlangter Leistung einzeln oder beide an die Arbeitszylinderkolbenanordnungen 3, 4, 5 anschließbar sind.These units of electric motor 6, flywheel 17 and pump 7 are connected in parallel. The arrangement is made so that the two units, each individually or both to the working cylinder piston assemblies according to the required performance 3, 4, 5 can be connected.
Die Leitungen 11 sind für den Arbeitshub an einen Auslaßblock angeschlossen, der nicht gezeichnet wurde.The lines 11 are connected to an outlet block for the working stroke, which was not drawn.
Die für die Funktion der erfindungsgemäßen Ziehpresse im Detail erforderlichen hydraulischen Schaltungsmaßnahmen lassen sich mit den Hilfsmitteln der modernen Hydraulik sowie der modernen Steuerungstechnik ohne weiteres verwirklichen und bedürfen daher im einzelnen nicht der Beschreibung.The details required for the function of the drawing press according to the invention hydraulic circuit measures can be with the aids of modern Realize and require hydraulics and modern control technology without further ado therefore in detail not the description.
Claims (2)
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