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Anordnung eines hydraulischen Kreises, insbesondere einer
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Presse, für das hvdromechanische Ziehen von Blech in einer Druckkammer
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines hvdraulischen Kreises, insbesondere
einer Presse, fiir das hvdromechanische Ziehen von blech in einer Druckkammer, deren
niit Flüssigkeit gefällter Hohlraum an ein mindestens einen Kolbenübersctzer mit
unterschiedlichen Kolbendurchmessern enthaltendes Übersetzungssystem angeschlessen
ist Bekannte Einrichtungen für das hvdromechanische Ziehen, insbesondere f.iir das
Tiefziehen von Blechteilen, haben ausgeprägte Vorteile gegenüber dem klassischen
Tiefziehen von Blech, und dies insbesondere bei @reßlingen mit einer schwiertig
herstelbaren form. Die Einrichtung für das hydromechanische Ziehen steillt üblicherweise
bereits in eienm Ziehvorgang den @reßling in der gewünschten Form fertig mit einer
wöllig reinen Oberfläche des Preßlinpes, welche darauf zurückzuführen ist, daß das
] lech nicht über die Kante des Ziehrinqes der Ziehmatrize gezogen wird, sondern
durch Wasserdruck in der Ziehmatrize ständig von dieser Kante weggedräckt wird.
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Trotz dieses erwähnten Vorteiles war in einigen Fällen die Verwendung
einer Einrichtung für das hydromechanische Ziehen ziemlich nroblematisch, insbesondere
wegen ihres hohen Energiebedarfes. Ein weiterer Grund war der, daß die DJ1ehr.heit
der unentbehrlichen hydraulischen Elemente bei dieser Einrichtung unter hohen Drucken
arbeitet, für welche die erwähnten hydraulischen Elemente besonders konstruiert
werden muten. Dieser Umstand schränkt in beträchtlichen Ausmaß deren Herstellung
und Auswahl ein, abgesehen davon, daß die Elemente nicht universal und serienmäßi
heraestellt waren. Ein weiterer Einschränkunsfaktor für das hydromechanische Ziehen
ist die verwendete Füllunn der Druckkammer, die üblicherweise eine Wasseremulsion
ist und die weizen ungenügender Schmierwirkung und @roßer Korrisionswirkung nachteilig
auf die Lebensdauer der hydraulischen Elemente in dem System zur Regeln des Druckes
in der Druckkammer wirkt.
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Diese Nachteile wurden durch die Einführung einer Druckkammer beseitigt,
welche wenigstens zwei Plüssigkeitsräume enthält, die voneinander durch wenigstens
einen Kolbenübersetzer getrennt sind.
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Durch die erwähnte Anordnung konnte erreicht werden, daß ein Raum,
und zwar der Raum unmittelbar unter dem gezogenen Preßling, der Wirkung des hohen
Druckes und allen weiteren nachteilien Einflüssen der Wasseremulsion ausgesetzt
bleibt, während der andere Raujr immer vollkommen rein bleibt sowie mit unvergleichbar
kleineren Drucken arbeitet und deshalb mit dem hydraulischen Steuerkreis der hydraulischen
Presse durch üblicherweise verwendete hydraulische Elemente verbunden werden kann.
Aus diesem Grunde konnte auch merkbar die energetische Bilanz der hydraulischen
Presse verbessert werden.
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Ein in Nachteil der bei den Druckkammern Er das hydraulische Ziehen
eingeführten Verbessertlnv ist jedoch geblieben, nämlich der Nachteil, daß die Druckkammer
und der Kolbenübersetzer in einem einzigen Körner bzw. Gehäuse ausgebildet sind,
Dieser gevenfiber der vorher verwendeten Druckkammer höhere Körner schränkt deshalb
in gewissem Maße den verwendbaren Arbeitshubbereich des Stössels der hydraulischen
Presse ein. Ein weiterer Nachteil ist der schwierige Zusammenbau einer solchen Druckkammer,
sowie die Unmöglichkeit, die Snäne wirksam aufzufancren, welche sich im Verlauf
des Ziehvorganges von dem Blechzuschnitt lösen und in dem in Raum des Wasserinhaltes
der Druckkammer oberhalb des Kolbens des Kolbenübersetzers sich sammeln. Ein weiterer
Nachteil ist ebenfalls die Tatsache, daß durch die Außenabmessungen der Druckkammer
der Wasseinhalt oberhalb des Kolbenübersetzers eineschrnkt ist, wodurch eigentlich
auch der Größenbereich des Preßlinges eineschränkt wird und dann die lanze Druckkammer
einschlienlich des Kolbenübersetzers ausgewechseit werden muß, was kostspielig ist.
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Durch Anordnung eines Übersetzersystems mit weni@stens einem Kolbenübersetzer
im hvdrulischen Zylinder, wobei das System an der Seite des kleineren Durchmessers
des Kolbens des Kolbenübersetzers mit dem Raum der Druckkammer verbunden und an
der anderen Seite des Kolbenübersetzers mit einer Zuführung des Steuerdruckmediums
versehen i st, wurden im wesentlichen diese Nachteile beseitigt. Denn die Anordnuna
des Übersetzersystems mit wenigstens einem Kolbeniibersetzer außerhalb des Köders
der Druckkammer brachte insbesondere den Vorteil, dal3 die Druckkammer beliebig
entsprechend der Größe des Ziehstückes ausewechselt werden kann und dabei das Übersetzersystem
ohne Anderunv belassen werden kann. Das Übersetzersvstem
kann dann als eine selbständige Konstruktionseinheit ausgebildet werden
und
in geeigneter Kombination mit 2ogischen Steuerelementen oder Ventilen in seiner
Funktion so gesteuert werden, dan es das Druckregime in der Druckkammer mit Rücksicht
auf die technolo@ischen Ge@ebenheiten bei dem Ziehen beeinflußt.
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Es bleibt aber immer noch der Nachteil, daß das @bersetzer-System,
das üblicherweise auf der Verwendung eines einzigen Kolbenübersetzers auf@ebaut
ist, mit einem einzigen konstanten @bersetzungsverhältnis arbeitet. Diese Einschränkung
in dem Übersetzungsverhältnis des f.Jbersetzersvstems bedeutet eine wesentliche
Einengung des Regelbereiches @@@@ deren @@spruchvolle Steuerung mit vielen logischen
Hlementen und Spezialventilen und dergl.
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Diese Nachteile der bekannten Anordnung des hvdraulischen Kreises,insbesondere
bei einer @resse fiir das hvdromccbanische Ziehen, werden durch die erfindungs@emäße
Anordnung bese@@@t. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vereinfachung der An@@dnung
bei einer Ver@rößerung des Einsatzbereiches und die Verwendung serienmäßig her@estellter
Teile zu erreichcn.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, das an die Seite des @rößeren
Kolbendurchmessers des Kolbenübersetzers des Übersetzersvstems ein hvdromechanischer
Übersetzer angesdholssen ist, der mechanisch mit einem mechanisch-hvdraulischen
Übersetzer in Verbindung steht, dessen hydraulischer Austritt weni@stens über ein
Rückschla@ventil mit dem Uauptraum des Arbeitszylinders der Presse in Verbindung
steht.
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Zwecks Erreichung eines fast unbegrenzten @egelbereiches der erfindungsgemäßen
Anordnung ist es weiterhin von Vorteil,
wenn der hydromechanische
Übersetzer und der mechanischhydraulische übersetzen in den Austrittskreisen eines
Re«-lers eineschaltet sind, der an einen L)ruckzeber in der Druckkammer und in dem
Hauptraum des Arbeitszylinders der Presse aneeschlossen ist.
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Die Wirkungen der Erfindung kommen zum Ausdruck insbesondere in der
Vereinfachun der Anordnung des hydraulischen Kreises, in der Ausbreitung seiner
Regelmöglichkeiten und in der Beseitigung der Ilydraulikelemente, die nicht serienmä.ßi
hergestellt sind, deren Konstruktion verwickelt ist und besondere Steuerkreise erfordert
Das Wesen der Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteilester erfindungsgemäßen
Schaltung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung ist schematisch die Anordnung
des hydraulischen Kreises mit der Anordnung des Übersetzersystems, des hydro-mechanischen
Übersetzers und des mechanisch-hydraulischen Übersetzers, zusammen mit den Eintritts-
und Austrittskreisen des Relers fiir beide Übensetzer zezeiqt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist in beispielsweiser Ausffihruna
an einer hydraulischen Presse angewendet, welche im wesentlichen einen Arbeitszylinder
1 mit doppeltwirkendem Kolben 2 einschließt, an den der Ziehstößel 3 befestigt ist.
An dem Stößel 3 ist der Ziehstemnel 4 befesticrt, der bei der Arbeit der Presse
in die Druckkammer 5 eindringt, welche mit Flüssigkeit, tiblicherweise Wasseremulsion,
gefüllt ist. An den oberen Rand der Druckkammer 5 wird der Blechzuschnitt 6 ffir
den künftigen Preßling @elegt, wobei er von einem nicht gezeichneten Ziehkissen
belastet wird.
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Der Arbeitszylinder 1 der Presse ist mittels der Zufi;hrleitung. 7,
8 und des Hauptverteilers 9 an den Hydrogenerator lo angeschlossen.
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Die Durckkammer 5 ist mit dem Übersetzersvstem 11 verbunden, das wenigstens
einen Kolbenübersetzer 12 enthält, der mit konstantem Üdbersetzungsverhältnis den
hohen Druck der Wasseremulsion in der Druckkammer 5 auf niedrigen Druck in der Druckflüssigkeit
an der anderen Seite des Kolbenübersetzers 12 transformiert, wobei die Druckflüssigkeit
mit Vorteil Hydrauliköl ist.
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An die Seite des größeren Kolbendurchmessers des Kolbenübensetzens
12 des Übersetzersystems 11 ist weiter ei n hvdraulisch-mechanischer Übersetzer
13 angeschlossen, der z.3. vnn einem Kolbenmotor gebildet ist, bei dem der Flüssigkeitsdruck
aus dem Übersetzersystem 11 die Kolben drückt und die Kolbenbewe@ung auf die Welle
14 übertraaen wird, wobei der Kolbenhub durch eine @eneigte "latte aesteuert wi
rd. Solche Motoren sind aus Svstemen für die hvdrostatischen Leistungiibertraingen
bekannt, z.B. bei Schienen - oder Straßenfahrzeugen und dergl.
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Mechanisch ist mittels der Melle 14 an den hvdraulischmechanischen
Übersetzer 13 ein mechariisch -hvdr;rulischer Übersetzer 15 mit der Funktion einer
Pumne an@eschlossen, welcher im wesentlichen konstruktiv gleich wie der hvdraulisch-mechanische
Übersetzer 13 konstruiert ist.
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Der hvdraulische Austritt 16 des mech anisch -hvdraulischen Übersetzers
15 ist veni@stens mittels eines Rückschlagventils 17 oder mittels der Zufihrleituna
7 unmittelbar mit dem Hauptraum des Arbeitszvlinders 1 der Presse verbunden.
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Nichtgezeichnete St@uerelemente, z.B. die genannten geneigten Platten
der übersetzen 13, lS sind Austrittkreisen 18 des Reglers 19 zugeordnet, welcher
an Druck geber 20, 21 im Arbeitszylinder der Presse und in der Druckkammer 5 angeschlossen
ist.
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Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgende: Nach Beginn
des Ziehvorganges des Blechzuschnittes 6 steigt in der Druckkammer 5 der Druck der
Wasseremulsion, der auf bestimmter Höhe gehalten werden mur bzw. je nach der Natur
des Preßlinges geändert werden muß. Dabei wird die Wasseremulsion von hohem Druck
in das Übersetzersvstem 11 umgeleitet, wo der hohe Druck der Nasseremulsion in wesentlich
niedrigeren Druck in der hydraulischen Flüssigkeit an der anderen Seite des Kolbens
des Kolbenübersetzers 12 umgewandelt wird. Die Druckflüssigkeit bzw. das Hvdrauliköl
wird in den hydraulisch-mechanischen Übersetzer 13 geführt, der mittels der Welle
14 der mechanisdt-hydraulischen Übersetzer 15 in Drehung versetzt, der Hydrauliköl
aus dem Behärter 22 saugt und es über das Rückschlagventil 17 in den Hauptraum des
Arbeitszylinders 1 der Presse driickt, wo es seine Arbeit unterstützt. Das Hydrauliköl
in dem hydraulischen Austritt 16 hat einen größeren Druck als das Öl aus dem Hydrogenerator
lo, wobei die Abstimmung der Leistungen beider I"'bersetzer 13 und 15 ein Teiler
19 gewährleistet, der auf Signale der Druckgeber 20, 21,bzw. nicnt @ezeichneter
pro@rammierbarer einheiten, anspricht.
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Durch Regelung können die h1enye und der nruck am Austritt aus dem
mechanisch-hydraulischen Übersetzer 15 und die Leistun und Umdrehungen der Welle
14 des hydraulisch-mechanischen Übersetzer@ 13 in Abhängigkeit vonden erforderlichen
optimalen
Druckverhältnissen in der Druckkammer 5 geändert werden, wobei einer der Übersetzer
13, 15 ohne Re@elug sein kann.
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L e e r s e i t e