DE3835414C2 - Auswerferkraftsteuerung eines Ziehkissens für Pressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerferkraftsteuerung eines steuerbaren Ziehkissens für Pressen, insbesondere für mechanische Transferpressen zur Blechumformung, zum Gegenhalten während des Umformvorganges und zum Auswerfen der Blechteile nach Beendigung des Umformvorganges.

Im allgemeinen sind beim pneumatisch wirkenden Ziehkissen die Auswerf- und Gegenhaltekraft näherungsweise gleich groß. Bei einer bekannten Lösung dieser Art, wie in der DD 208 094 A1 dargestellt, wird die Gegenhaltekraft dadurch erreicht, daß über ein Ölpolster der Kissenkolben gegen ein pneumatisches Druckmedium verdrängt wird. Die Entspannung des pneumatischen Druckmediums bewirkt eine der Gegenhaltekraft proportional gleich große Auswerfkraft. Die große Auswerfkraft ist für jene Anwendungsfälle von Nachteil, bei denen funktionell eine kleine Auswerfkraft ausreicht und eine Deformation des Ziehteils beim Rückhub nur dadurch vermieden wird, daß die gesteuerte Betriebsart des Ziehkissens gewählt wird. Die gesteuerte Betriebsart aber bedeutet im Vergleich zur ungesteuerten Arbeitsweise immer eine Zeiteinschränkung für die Werkstückzuführung bzw. -entnahme, d. h. eine Reduzierung der möglichen Hubzahl.

Bei einer weiteren bekannten Lösung nach der DE 32 02 134 C1 wird der o.g. Mangel dadurch beseitigt, daß der Kissenplatte eine Stiftplatte überlagert ist. Während die Kissenplatte gegen ein steuerbares Kissen mit großer Kissenkraft arbeitet, stützt sich die Stiftplatte gegen relativ kleine Pneumatikzylinder ab, welche ungesteuert arbeiten und in der Kissenplatte gelagert sind. Damit wird eine große Gegenhaltekraft erreicht, das Kissen im unteren Totpunkt hydraulisch gesperrt und das Ziehteil mit kleiner Kraft ungesteuert in die Transportebene gehoben. Nachteil dieser Lösung ist, daß zusätzlich zur Kissenplatte eine zweite geführte Platte und zusätzlich Pneumatikzylinder erforderlich sind. Ebenfalls nachteilig ist, daß die Stiftplatte und damit das Ziehteil ungedämpft in die obere Arbeitslage gelangt. Da für das Verhalten eines bewegten Körpers bei dessen Anschlag nicht die auf den Körper wirkende Kraft, sondern die Masse und dessen Geschwindigkeit verantwortlich sind, kommt der Dämpfung mit steigender Auswerfgeschwindigkeit (Hubzahl) eine progressiv steigende Bedeutung zu. Als nachteilig wird weiterhin eingeschätzt, daß der auf die Stiftplatte wirkende Kraftanteil im Vergleich zur Gegenhaltekraft sehr klein ist. Das reicht zwar für viele Anwendungsfälle aus, aber eine beliebige Vergrößerung dieser Kraft bei der vorgesehenen Arbeitsweise ist nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den konstruktiven Ausbau des Kissenaggregates so zu gestalten, daß die Kissenkraft beim Auswerfen in zwei unabhängig wirkende Anteile zerlegbar ist, von denen der größere Anteil wahlweise als Auswerfkraft unwirksam gemacht werden kann.

Erfindungsgemäß wird das durch die im Patentanspruch beschriebenen Merkmale erreicht.

Mit der Erfindung ist ein Pneumatik-Ziehkissen realisierbar, das unabhängig von der Steuerungsart (ungesteuert, gesteuert, gesteuert im Rückzug) eine Einstellung der Auswerfkraft von Null bis zur Größe der Gegenhaltekraft ermöglicht bei üblicher Bauweise der Kissenplatte mit der wegabhängigen Anschlagdämpfung.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung durch das Kissenaggregat in oberer Arbeitsstellung mit den erforderlichen Steuerungseinrichtungen. Die im Pressentisch 1 geführte Kissenplatte 2 ist in bekannter Weise, z. B. Doppelgelenkverbindung ohne mechanische Kopplung, mit der Kolbenstange 3 verbunden. Mit der Kolbenstange 3 starr verbunden sind der obere mit der Kolbenfläche 23 pneumatisch beaufschlagte Kolben 4 und am unteren Kolbenstangenende der mit den Kolbenflächen 26, 27 hydraulisch beaufschlagte Druckkolben 6, der durch seine Gestaltung als Differenzkolben wirkt. Auf der Kolbenstange 3 ist der Differenzkolben 5 axial verschiebbar angeordnet, der mit seiner Kolbenfläche 24 pneumatisch beaufschlagbar ist und sich nach unten mit seiner Kolbenfläche 28 hydraulisch abstützt. Der jeweils als Druckausgleichsbehälter ausgebildete untere und obere Ziehkissenzylinder 19, 20 sind durch die Trennwand 17 getrennt und werden je nach Bedarf von Gegenhalte- und Auswerfkraft durch die Druckminderventile 7 und 8 mit gleichem oder unterschiedlichem Pneumatikdruck versorgt. Die beiden Ziehkissenzylinder 19, 20 sind so mit einem Rückschlagventil 9 verbunden, daß der auf die Kolbenfläche 23 wirkende Druck stets kleiner oder gleich dem Druck ist, der auf die Kolbenfläche 24 wirkt. Das Verhältnis der Kolbenflächen 24 und 28 bzw. 23 und 7 ist so ausgebildet, daß die Beziehung p₁ × A₂₄/A₂₈ < p₂ × A₂₃/A₂₇ erfüllt ist, d. h. der Druck des dem Differenzkolben 5 zugeordneten Verdrängerraum 22 größer ist als der Druck im Sperraum 21 beim Stößel- bzw. Kissenrückhub. Bei gesteuertem Kissenbetrieb mit Rückzug ist es damit möglich, bei Ölentnahme aus dem Verdrängerraum 25 kurz vor oder in unterer Totpunktstellung des Pressenstößels eine Rückzugswirkung des Druckkolbens 6 und damit der Kissenplatte 2 zu erreichen. Hierzu dient der Arbeitszylinder 15. Der Differenzkolben 29 teilt den Hydraulikraum in zwei Räume mit unterschiedlich großer Wirkfläche. Dabei ist die kleinere Wirkfläche über das Wegeventil 16 mit dem den pneumatisch beaufschlagten Kolben 4 zugeordneten Verdrängerraum 25 und die größere Wirkfläche mit dem Speicher 14 fließverbunden. In der Ausgangsstellung der Presse ist das vom Pressenantrieb wegabhängig gesteuerte Wegeventil 16 geöffnet, wodurch in beiden Räumen des Arbeitszylinders 15 der im Speicher 14 anliegende Druck wirksam ist. Infolge der Flächendifferenz des Differenzkolbens 29 befindet sich der Differenzkolben 29 so in seiner mechanischen Endlage, daß der durch die kleinere Wirkfläche gebildete Raum ein Minimum bildet. Vor Ziehbeginn wird das Wegeventil 16 geschlossen. Mit Ziehbeginn entsteht in dem den Kolben zugeordneten Verdrängerraum 25 ein Druck, der dem auf die Kolbenfläche 23 und 24 wirkenden Pneumatikdruck das Gleichgewicht hält. Dieser Druck ist auch im Sperraum 21 wirksam und ist wesentlich höher als der im Speicher 14 wirkende Vorspanndruck. Durch Öffnen des Wegeventils 16 kurz vor Ende des Ziehvorgangs, d. h. kurz vor Erreichen der unteren Arbeitslage des Pressenstößels erfolgt durch den mechanisch begrenzten Hub des Differenzkolbens ein dosierter Ölabfluß aus dem dem Kolben 4 zugeordneten Verdrängerraum 25 in den Arbeitszylinder 15. Dabei wird mit dem Öffnen des Wegeventils 16 das Rückschlagventil 10 entsperrt, wodurch der Druck des dem Differenzkolben 5 zugeordneten Verdrängerraumes 22 auch im Sperraum 21 wirksam wird. Als Folge wird der Druckkolben 6 und damit die Kissenplatte 2 entgegen dem auf die Kolbenflächen 23 wirkenden Pneumatikdruck in Ziehrichtung zurückgezogen.

Die dosierte Ölentnahme erfolgt dabei durch Öffnen des Wegeventils 16 in den Arbeitszylinder 15. Das während des Gegenhaltens aus dem Verdrängerraum 25 verdrängte Ölvolumen wird im Sperraum 21 und im Verdrängerraum 22, die durch eine Trennwand 18 voneinander getrennt sind, aufgenommen und strömt dabei über die beiden Rückschlagventile 10 und 11. Dabei wird der Differenzkolben 5 gegen den Pneumatikdruck im unteren Ziehkissenzylinder 19 nach oben verdrängt, so daß die beiden pneumatisch beaufschlagten Kolbenflächen 24 und 23 zur Erzeugung der Gegenhaltekraft wirksam werden.

Durch kurbelstellungsabhängiges Öffnen der sperrbaren Drosselventile 12 und 13 nach dem unteren Totpunkt des Pressenstößels können der Druckbolzen 6 und der Differenzkolben 5 unabhängig voneinander, angetrieben durch die Pneumatikdrücke im unteren und oberen Ziehkissenzylinder 19, 20 durch gegenläufige Bewegung sich in ihre Ausgangslage zurückbewegen. Dadurch ist es möglich, den Druckkolben 6 und damit die Kissenplatte mit der Auswerfkraft F_A = A₂₃ × p₂ dem Pressenstößel ungesteuert folgen zu lassen, während sich der Differenzkolben 5 durch die Entspannung über das Drosselventil 13 zeitlich verzögert in seine Ausgangsstellung bewegt.

Der auf der Kolbenfläche 24 anliegende Druck kann aber wahlweise auch als Auswerfkraft wirksam gemacht werden, indem nach dem unteren Totpunkt das Drosselventil 13 geschlossen bleibt und das Rückschlagventil 10 entsperrt wird. Mit dem Öffnen des Drosselventils 12 entleeren sich der Sperraum 21 und der Verdrängerraum 22 gemeinsam in den dem Kolben 4 zugeordneten Verdrängerraum 25 und die Auswerfkraft entspricht etwa der Gegenhaltekraft. Der Speicher 14 dient als Ölausgleichsbehälter.

Claims (1)

1. Auswerferkraftsteuerung eines Ziehkissens für Pressen, bei der das eine Ende der in dem als Druckbehälter ausgebildeten Ziehkissenzylinder geführten Kolbenstange mit der Kissenplatte verbunden ist und am anderen Ende der Kolbenstange ein beidseitig hydraulisch beaufschlagbarer Druckkolben fest sowie auf der Kolbenstange ein axial verschiebbarer Differenzkolben, dessen kleinere Kolbenfläche hydraulisch beaufschlagbar ist, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
   - der Ziehkissenzylinder durch eine Trennwand (17) in zwei separate Ziehkissenzylinder (19; 20) geteilt ist,
   - der Ölraum zwischen dem Druckkolben (6) und dem Differenzkolben (5) durch eine Trennwand (18) in einen Sperraum (21) und einen Verdrängerraum (22) geteilt ist,
   - im oberen Ziehkissenzylinder (20) als dessen obere Abgrenzung ein Kolben (4) fest mit der Kolbenstange (3) verbunden ist,
   - zwischen dem unteren Ziehkissenzylinder (19) und der Druckluftzuführung ein Druckminderventil (7) angeordnet ist,
   - zwischen dem oberen Ziehkissenzylinder (20) und der Druckluftzuführung ein Druckminderventil (8) angeordnet ist,
   - zwischen dem unteren Ziehkissenzylinder (19) und dem oberen Ziehkissenzylinder (20) ein Rückschlagventil (9) so angeordnet ist, daß der an den Kolben (4) wirkende Pneumatikdruck stets kleiner oder gleich dem Pneumatikdruck ist, der auf den Differenzkolben (5) wirkt und
   - der Differenzkolben (5) durch Steuerung des Ölstromes über ein Drosselventil (12), das zwischen dem Sperraum (21) und dem Speicher (14) angeordnet ist, und/oder über ein Drosselventil (13), das zwischen dem Verdrängerraum (22) und dem Speicher (14) angeordnet ist, zur Veränderung der Auswerferkraft einbezogen werden kann.