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HYDRAULISCHE STANZMASCHINE
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Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Stanzmaschine, die
nach einem Tandem-System mit zwei Arbeitszylinder aufgebaut ist, und mit deren Hilfe
die zur Betätigung der Maschine nötige elektrische Energie auf die Hälfte. oder
auf das Drittel der herkömmlich nötigen Energie vermindert werden kann, ohne dass
die Leistung der Maschine dadurch herabgenommen wäre.
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In der Produktion der Industrie und der Landwirtschaft treten immer
mehr Entwicklungen und Ergebnisse der Nachforschungen in den Vordergrund, die zu
dem Zwecke gerichtet sind solche Maschinen einzusetzen, mit deren Hilfe eine bestimmte
nützliche Leistung mit dem möglichst kleinsten Energieverbrauch erreicht werden
kann.
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Bekannt ist, dass in mehreren Ländern die den Energieverbrauch vermindernden
technischen Massnah«en, bzw. Investitionen staatlich unterstützt werden.
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Die erfindungsgemässe Lösung bezweckt eine solche technische Massnahme
zu realisieren.
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Zu der Pressmaschinenfamilie gehören vielerlei Presseinrichtungen
an. Ihr Aufbau, ihre Betriebsart werden jeweils an ihr Anwendungsgebiet angepasst.
In der Leichtindustrie sind im allgemeinen elektrohydraulische Pressmaschinen im
Gebrauch.
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Diese Art von Pressmaschinen sogen sich durch die Ausübung der nötigen
Druckkraft, durch eine genaue Hublänge, durch die Massgenauigkeit usw. auszeichnen.
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Um die Druckkraft auszuüben, bzw. den Energiebedarf jeweils zu sichern
wird in der Pressmaschine oder Stanzmaschine dieser Art die Energie eines Schwungrades
ausgenutzt. Der
Leistungswert des das Schwungrad antreibenden Motors
soll einen Minialwert betragen, damit die Energieverlust zwischen zwei Arbeitstakten
des Schwung rades nachgetragen wird.
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Mann soll nur eine Schwenkarmstanze der Leichtindustrie betrachten:
es wird gleich klar, dass der grösste Teil der auf diesem Gebiete eingesetzten Maschinen
- Kategorie 20 Mp. - durch eine Energieaufnahxe von 1,5 - 2,2 kW betrieben wird.
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Vermindert man diesen Energieverbrauch auf die Hälfte oder auf das
Drittel, so ist der Gewinn je nach einer Betriebsstunde 0,75 - 1,45 kW pro Maschine
und in einem Jahr beträgt die gesamte Energieersparung je nach einer Arbeitsschicht
und einer Maschine 1500-2900 kw. In der Leichtindustrie werden die Stanzmaschinen
mit Schwenkarm weitläufig verwendet. Derartige Maschinen werden z.B. durch die Firma
Moenus A.G.
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Frankfurt/Main hergestellt.
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Die robuste Bauweise der schweren hydraulischen Schnenk- 1 armstanze
ist mtt einem quer zur Maschine verfahrbaren Tisch ausgestattet. Diese Schwenkarmstanze
vertritt ohne Zweifel den Stand der Technik. Der Schwenkarm wird durch Betätigung
eines Schalthebels wahlweise nach rechts oder links geschwenkt und bleibt nach Beendigung
der Auslösung durch eine hydrat lische Steuerung genau an der gewünschten Stelle
stehen. Die elektrohydraulische Steuerung ist einfach und sicher und die Maschine
ist nicht Übersteuerbar.
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Der Antriebsmotor ist mit einem Motorschutzschalter versehen und
in der Hydraulik ist ein einstellbares Dberdruckventil vorgesehen. Abgesehen von
der Maschinenkonstruktion, ist der Energiebedarf solcher Stanzmaschinen bedeutend.
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Erfindungsgeinäss möchten wir aber diesen Nachteil eliminiere.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine in
der
Einleitung erwähnte Pressmaschine, insbesondere eine Stanznaschine zu konstruieren,
wodurch die Energieaufnahme derart vermindert wird, dass die Leistung der Maschine
zu gleicher Zeit unverändert bleibt.
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Diese Aufgabe wurde durch Aufbau einer Stanzmaschine gelöste in der
zu. Ausüben der Druckkraft, bzw. zur Durchführung der die Druckkraft erzeugenden
Bewegung doppelte, hydraulische Arbeitazylnder eingebaut sind und die beiden Arbeitszylinder
arbeiten bloss in dem Arbeitstakt einer Arbeitsperiode zusammen, als die Ausubung
der maximalen Stanzkraft - die auf die Maschine charakteristisch ist - nötig wird.
Durch diese Betriebsart wird er.ögLcht die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Hubes
nur in geringem Masse, etwa um 5-10 %, - bei der Zusammenarbeit der beiden Zylinder
in einer Arbeitsperiode herabzunehmen.
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Zur Ausübung der Stanzkraft, d.h. zu. Ersetzen der Energie während
der Arbeit dient ein Schwungrad hoher Umdrehungszahl. Erfindungsgemäss soll die
Leistung des das Schwungrad antreibenden Motors derart gewählt werden, dass diese
Leistung ausreichend sei die Energieverlust des Schwungrades zwischen zwei Arbeitstakten
zu ersetzen.
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Man kann daher sowohl die flüssigkeitsliefernde Leistung der hydraulischen
Speiseeinheit, wie auch die Leistung des elektrischen Antriebnotors eines niedrigen
Wert entsprechend wählen. Zu gleicher Zeit kann aber die Drehzahl des Antriebsmotors
auf einen auf die Punpe bezogen Wert bestimmt werden; somit wird eine optinale Hubgeschwindigkeit
erreicht.
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(Praktisch beträgt dieser Wert 8 cn/s.) Um die Er-findung in einzelnen
zu erklären, haben wir die Skizze einer hydraulischen Schaltanordnung der Beschreibung
beigelegt.
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Oie Fig. 1 stellt also die hydraulische Schaltanordnung
der
Wie die Figur zeigt sind die beiden Arbeitszylinder HA HB nach eine Tandem-System
angeordnet. Der Druckraum oberhalb des Arbeitszylinders HA ist mit einem Wegventil
Uszl verbundene das an die, in die Flüssigkeit der Hydraulik eingetauchte Pumpe
angeschlossen ist. Die Drehzahl des die Pumpe entreibenden Motors beträgt 2880/Min.,
und ist seine Leistung,, N = 0,75 k'W. Der Raum oberhalb des Kolbens des Arbeitszylinders
HEB ist über die Leitung der Hydraulik einerseite mit einem Wegventil Usz2 verbunden,
andererseits ist en ein Rückschlagventil Vsz2 angeschlossen.
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Des Zylinderraum unterhalb des Kolbens des Arbeitszylinders HA ist
uber ein Rückschlagventil Vszl mit eine Wegventil Usz1 verbunden. Der Raum oberhalb
des Kolbens des Arbeitszylinders HB ist ebenso mit dem Wegventil Usz1 verbunden.
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Aus der Leitung, durch die der Raum des Arbeitszylinders HA über
des Rückschlagventil Vsz1 mit dem Wegventil Usz1 verbunden ist, zweigt eine Leitung
ab, die an des Wegventil Usz2 angeschlossen ist In die Leitung der Hydraulik,. die
das Wegventil Usa mit dem Arbeitszylinder HA verbindet, ist ein Druckschalter NyK
eingeschaltet. Das Wegventil Usz2 ist über ein Rückschlagventil Vsz3 an den Flüssigkeitsbehälter
der Hydraulik angeschlossen. In denselben Flüssigkeitsbehälter mundet eine weitere
Leitung, die aus der Strecke zwischen dem Wegventil Usz1 und der Pumpe abzweigt
und in dieselbe Leitung wird ein Druckbegrenzer (an der Fig. schematisch dargestellt)
eingebaut.
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Die Einrichtung funktioniert wie folgt: Im Arbeitszylinder HA kann
der Kolben sowohl in der Richtung "+" (wodurch der Kolben arbeitet) wie auch in
der Richtung zwei (in der der Kolben seinen Lehrgang macht)
bewegt
werden. In der Leitung, die mit dem Hubraum des Zylinderraumes verbunden ist, wird
ein Rückschlegventil Vszl eingebaut. Durch diese Ventilkombination wird die Senkung
des Steipelkopfes verhindert und zu gleicher Zeit der Schutz gegen die Oberlastung
des Hubraumes versehen.
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Der Arbeitszylinder HB ist imstande sowohl eine aktive wie eine passive
Betätigung ausüben. Die Betätigung ist aktiv, als in der Zylinder durch die Pumpe
geliefertes Öl strömt und das Öl wird durch die entgegengesetzte Betätigung des
Arbeitszylinders HA von dort ausgepresst.
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Die Betätigung ist passiv. als nur der Arbeitszylinder HA in der
Richtungen "+" und "-" bewegt wird,! während er durch das Rückschlagventil Vsz2
Öl aus de. Behälter aufsaugt und das Öl wird durch das Rückschlagventil Vsz3 ausgeleert.
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Die Steuerung des Arbeitszylinders HA wird durch das Wegventil Uszl,
nährend die Steuerung des Arbeitszylinders HB durch das Wo ventil Usz2 durchgeführt.
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Das hydraulische System der Einrichtung wird derart projektiert,
dass sie je nach einem Arbeitszylinder 100 Mp ausüben kann. Die Einrichtung wird
zweierlei betrieben. Im ersten Falle wird ein Wählerschalter betätigt und dadurch
im voraus bestimmt ob mit eine Arbeitszylinder oder mit zwei Arbeitszylinder die
Funktion vorgenommen wird. In der Leichtindustrie, z,B. in der Schuhwarenindustrie
soll man solche Bestandteile stanzen. für die der Druckkraftbedarf kaum 10 Mp erreicht.
In diesem Falle ist es genug einen Zylinder in Betrieb zu setzen und den Maximalwert
der Hubgeschwindigkeit zu erreichen.
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Wenn aber eine solche Druckkraft ausgeübt werden soll, für die die
Druckarbeit beider Zylinder nötig ist - wobei ein hoher Wert der Hubgeschwindigkeit
nicht erforderlicht ist - so kann die Einrichtung ohne einen Druckschalter betätigt
werden.
In diesem Falle arbeiten beide Zylinder in dem Arbeitstakt "+" ", somit beträgt
die Hubgeschwindigkeit die Hälfte des Maximalwertes. In dem anderen Betrieb arbeitet
bei Beginn des Arbeitstaktes nur der Kolben des Arbeitszylinders HA. Genauer gesagt
arbeitet er bis der Druck des hydraulischen Systemes den Wert erreicht, , der am
Druckschalter eingestellt war. Danach wird durch das Wegventil Usz2 - durch das
der Arbeitszylinder HB gesteuert wird - in den Arbeitszylinder HB o1 gelassen und
die nötige Druckkraft wird durch beide Arbeitszylinder ausgeübt.
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Nach der Beendigung des Arbeitshubes führt ein Arbeitszylinder allein
das Aufheben des Stempelkopfes in die Grundlage durch.
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Währenddessen fliesst das Drucköl vom Arbeitszylinder HB durch das
Ventil Vsz3 in den Behälter zurück. Durch diese Methode vermindert sich die Hubgeschwindigkeit
des Stempelkopfes nur in kleinem Masts. im Verhältnis zu der Betriebsart mit einen
Zylinder.