DE69206092T2

DE69206092T2 - Steuerungssystem für einen Gaszylinder.

Info

Publication number: DE69206092T2
Application number: DE69206092T
Authority: DE
Inventors: Bernard Joseph Wallis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: DE69206092D1; JPH05200598A; EP0533372A1; US5170627A; EP0533372B1

Description

Diese Erfindung betrifft Steuerungssysteme zur Gewährleistung einer vorbestimmten Takt- oder Zeitverzögerung des Maschinensystems.

Hintergrund und Abriß der Erfindung

Bei einer typischen Feinstanzvorrichtung soll ein Teil genau geschnitten und gestanzt oder gelocht werden. Eine solche Vorrichtung umfaßt gewöhnlich ein Obergesenk und ein Untergesenk mit einem oder mehreren, dem Obergesenk zugeordneten Stempeln (Stanzern) sowie einer dem Untergesenk Zugeordneten und diesem gegenüber verschiebbaren Stempel- bzw. Stanzbasis. Um beim Formen von Teilen die gewünschte Genauigkeit sicherzustellen, ist es üblich, in der Aufwärtsbewegung der Stempelbasis eine Verzögerung vorzusehen, nachdem das Teil aus dem Werkstück ausgeschnitten und gestanzt worden ist Eine solche Zeitverzögerung wurde (bisher) durch Kurvensteuerung der Stempelbasen oder durch ein den Stempelbasen zugeordnetes Hydrauliksystem herbeigeführt Ein typisches Beispiel eines Hydrauliksystems ist in der US-PS 3 570 343 dargestellt.
Nachteilig an solchen Hydrauliksystemen ist, daß sie zugeordnete Hydraulikfluidleitungen, Ventile u.dgl. außerhalb des Hydraulikpuffers an der Presse benötigen.
Gemäß der US-PS 4 774 865 ist ein Hydrauliksystem vorgesehen, bei dem eine Zylinderanordnung einen ersten Kolben, der dem Inertgas, wie Stickstoff, in einem Verteiler zugeordnet und diesem ausgesetzt bzw. durch dieses beaufschlagt ist, und einen zweiten Kolben aufweist, der am ersten Kolben angreift und auswärts in Anlage gegen eine Stempel- oder Stanzbasis gedrückt wird. Ein dem zweiten Kolben zugeordneter Hydraulikkreis wird durch ein Ventil so gesteuert, daß bei der Abwärtsbewegung des ersten Kolbens Hydraulikfluid ohne Hemmung der Bewegung des ersten Kolbens frei zu fließen vermag, bei Betätigung des Ventils arretiert jedoch das Hydraulikfluid den ersten Kolben unter Verhinderung seiner Aufwärtsbewegung, bis das Ventil betätigt wird, so daß eine vorbestimmte Zeitverzögerung bereitgestellt wird.
Die US-PS 4 934 230 zeigt ein Hydrauliksteuersystem, bei dem ein hydraulischer Zeitverzögerungskreis den Zylinderanordnungen so zugeordnet ist, daß bei der Abwärtsbewegung der Kolben Hydraulikfluid ohne Hemmung der Bewegung der Kolben frei zu fließen vermag und bei Betätigung das Hydraulikfluid die Kolben gegen eine Bewegung arretiert und sie damit an einer Aufwärtsbewegung hindert, bis der Kreis betätigt wird, so daß eine vorbestimmte Zeitverzögerung bereitgestellt wird.
Verwiesen sei auch auf DE-A-38 35 470 und US -A-2 918 272, die weitere Beispiele hydraulischer Steuerungssysteme offenbaren.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung beziehen sich u.a. auf die Schaffung eines neuen Steuerungssystems unter Verwendung eines Gassteuerzylinders, welches System sich einfach warten läßt, kostengünstig ist und sich für Prägepressen- oder Gesenkstanzsysteme oder andere Maschinensysteme einsetzen läßt.
Erfindungsgemäß wird ein Gaszylinder-Steuerungssystem nach dem Anspruch 1 bereitgestellt.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise schematische Schnittansicht eines Steuerungssystems.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines beim System nach Fig. 1 verwendeten Steuerventils.
Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2.
Fig. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht eines der Gesenkzylinder nach Fig. 1.

Genaue Beschreibung

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Steuerungssystem gemäß der Erfindung einen oder mehrere Gaszylinder 10, die an einem Verteiier 11 montiert sind. Jeder Zylinder 10 enthält einen Kolben 12 mit einem sich nach außen erstreckenden Schaft 13, der an einem Abschnitt eines Maschinensystems, wie einer Prägepressen- oder Gesenkstanzmaschine, anzugreifen vermag. Das in einer Kammer 14 des Verteilers 11 vorhandene gasförmige Fluid, wie Stickstoff, drückt den Kolben 12 gemäß Fig. 1 nachgiebig nach oben. Diese Zylinder können von der Art sein, wie sie z.B. in den US-PSen 4 342 448, 4 572 489 und 4 583 722 dargestellt ist.
Bei der bevorzugten, in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Gesenkzylinder 10 vorgesehen, von denen jeder einen Kolben 12 und eine (Kolben-) Stange 13 aufweist, die z.B. in Berührung mit einem oder Anlage gegen einen Abschnitt eines Gesenks (die) einer Presse arbeitet. Die Gas-Gesenkzylinder 10 sind dem Verteiler 11 zugeordnet, der eine mit dem offenen Ende des Zylinders 10 in Verbindung stehende Kammer 14 aufweist, um den Kolben 12 jedes Zylinders mit Gasdruck zu beaufschlagen und den Kolben nach außen zu treiben. Ein Gas (fluid) verstärker-Steuerventil 15 ist einem Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinder 16 zugeordnet, der einen Kolben 17 und ein Stangenende 18 aufweist, auf welche ebenfalls das Gesenk oder die Presse in Taktbeziehung zu den Stangen und Kolben der Gesenkzylinder einwirkt. Der unterhalb des Kolbens 17 befindliche untere Abschnitt des Zylinders 16 kommuniziert über eine Öffnung 19 mit einem Durchgang 20, der zu einem Durchgang 21 im Ventil 15 verläuft. Ein Auslaßdurchgang 22 erstreckt sich vom Ventil 15 zu einem Durchgang 23, der mit dem Durchgang 24 zum Stangenende 13 jedes Kolbens 12 kommuniziert. Ein hin- und hergehendes Ventilglied 25 ist in und außer Abdichtanlage mit einem Ventilsitz 26 bewegbar, um das Ventil 15 zu öffnen und zu schließen. Der Durchgang 21 zum Gassteuerzylinder 16 ist mit der einen Seite des Sitzes 16 verbunden, während der Durchgang 22 zu den Gesenkzylindern mit der anderen Seite des Sitzes 26 kornmuniziert. Das Ventilglied 25 wird durch die Wirkung eines luftbetätigten Zylinders 27 verschoben, der einen Kolben 28 mit einer Stange 29 enthält, die eine Steuer- Kurve 30 trägt, welche in eine Kurvennut 31 eingreift, um das Ventilglied 25 zum Sitz hin und von ihm hinweg zu verschieben Luft von einer (Druckluft-)Quelle wird durch ein solenoidbetätigtes Zylinderventil 32 geregelt, um den Durchgang 22, 23 selektiv mit Druck zu beaufschlagen oder das Ventilglied 25 in die und aus den Offen- und Schließstellungen zu verschieben. Gemäß Fig. 4 ist jeder Gaszylinder 10 von einer herkömmlichen Ausgestaltung
In einem typischen Betriebsbeispiel treten die folgenden Bedingungen bzw. Zustände auf:
1. Presse fährt herab (Gas im Verstärker auf etwa 174 bar (2520 psi) komprimiert)
2. Ein elektrisches Signal von einem Drehschalter an der Pressenkurbel bewirkt ein Verschieben des Luftventils und des Luftzylinders unter Öffnung des Stickstoffventils 15 (Druckabfall auf etwa 152 bar (2200 psi)) am Stangenende des Zylinderkolbens.
3. Ein verzögertes elektrisches Signal läßt das Ventil 15 schließen.
4. Presse fährt wieder hoch.
5. Ein elektrisches Signal vom Drehschalter läßt das Ventil 15 öffnen (Druckabfall auf etwa 29 bar (420 psi)).
6. Ein verzögertes elektrisches Signal läßt das Ventil 15 schließen.
In z.B. den Primärleitungen herrscht somit ein Druck von etwa 103 bar (1500 psi) bei hochgefahrener Presse bis zu etwa 124 bar (1800 psi) bei herabgefahrener Presse.
In den Sekundärleitungen herrscht ein Druck von etwa 29 bar (420 psi) bei hochgefahrener Presse, von etwa 174 bar (2520 psi) bei herabgefahrener Presse und geschlossenem Ventil 15 sowie von etwa 152 bar (2200 psi) bei herabgefahrener Presse und offenem Ventil 15.
Das System eignet sich besonders für das Feinstanzen (fine blanking); die Ausführungsform der Erfindung ist für die Verwendung bei einer Prägepressen- oder Gesenkstanzvorrichtung vorgesehen, bei welcher eine Obergesenkanordnung am oberen Abschnitt der Presse und eine Untergesenkanordnung am unteren Abschnitt der Presse vorgesehen sind. Das Obergesenk weist einen oberen Stempel oder Stanzer auf, der mittels eines Gesenkpuffers abwärts verschiebbar ist, um ein Stanzstück (slug) aus einem Werkstück auszustanzen. Das Untergesenk enthält eine dem Stempel zugeordnete und im Gesenk abwärts verschiebbare Bodenplatte (lower pad). Eine Stempeloder auch Stanzbasis wird durch mehrere Zylinderanordnungen der oben beschriebenen Art getragen. Die Zylinderanordnungen sind an einem Verteiler montiert, der mit Inertgas, wie Stickstoff, unter einem vorbestimmten hohen Druck gespeist wird. Der Druck des Inertgases kann zwischen etwa 34 bar und 138 bar (500 bzw. 2000 psi) variieren.
Mit der Erfindung wird somit ein neuartiges Steuerungs- System geschaffen, das einen Gassteuerzylinder verwendet, sich einfach warten läßt, kostengünstig ist und sich für Prägepressen- oder Gesenkstanzsysteme oder andere Maschinensysteme einsetzen läßt.

Claims

1. Gaszylinder-Steuerungssystem zur Verwendung mit in Taktbeziehung arbeitenden Maschinensystemen, wie Prägepressen- bzw. Gesenkstanzsysteme, umfassend:

einen mittels eines Gases betriebenen Gasfluidzylinder (10), der durch ein Maschinensystem periodisch betätigbar ist,

einen Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinder (16), der normalerweise in Taktbeziehung zum Gasfluidzylinder (10) betrieben wird,

wobei der Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinder (16) und der Gasfluidzylinder (10) jeweils einen Kolben aufweisen,

Mittel zur Festlegung eines Durchgangs (20 - 24) für die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gasfluidzylinder (10) und dem Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinder (16),

wobei der Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinder (16) eine solche Größe aufweist, daß er mit einem wesentlich höheren Druck als der Gasfluidzylinder (10) arbeitet, wenn die Zylinder zur Erhöhung des daran anliegenden Drucks verschoben werden, und

ein im Durchgang (20 - 24) angeordnetes Gas (fluid)verstärker-Steuerventil (15), das zum Öffnen des Durchgangs in Taktbeziehung zum Betrieb eines Maschinensystems betätigbar ist, um das Gas im Gasfluidzylinder (10) festzuhalten und den Gaszylinder (10) an einer Verschiebung zu hindern, bis das Steuerventil (15) betätigt ist, wodurch eine vorbestimmte Zeitverzögerung gewährleistet wird.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Gas(fluid) verstärker-Steuerzylinder und der Gasfluidzylinder (10) jeweils einen Kolben mit einem (Kolben-)Stangenende (18; 13) und einem Kolbenende (17; 12) aufweisen, (und) der Durchgang (20 - 24) vom Kolbenende (17) des Gas(fluid) verstärker-Steuerzylinders (16) zum Stangenende des Gasfluidzylinders (10) verläuft, so daß bei geöffnetem Steuerventil (15) der Druck des Gases am Kolbenende des Gas (fluid) verstärker-Steuerzylinders (16) das Stangenende (13) des Gasfluidzylinders (10) beaufschlagt, um das Gas im Gasfluidzylinder (10) in (dessen) Stellung festzuhalten.

3. Gaszylinder-Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gas (fluid) verstärker-Steuerventil (15) einen Körper mit einem Ventilsitz (26) aufweist, ein Ventilglied (25) im Körper hin- und hergehend zum Ventilsitz (26) und von diesem hinweg bewegbar ist, der Durchgang (20, 21) vom Gas(fluid)verstärker-Steuerzylinder (16) mit der einen Seite des Ventilsitzes (26) in Verbindung steht, (und) der Durchgang (22 - 24) vom Gasfluidzylinder (10) mit der anderen Seite des Ventilsitzes (26) in Verbindung steht.

4. Gaszylinder-Steuerungssystem nach Anspruch 3, mit einem Mittel zum Verschieben des Ventilglieds (25) zum Ventilsitz (26) und von diesem hinweg.

5. Gaszylinder-Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei das Mittel zum Verschieben des Ventilglieds ein zum Ventilglied und von ihm hinweg bewegbares Abwälz- oder Kurvensteuerglied, eine Steuerkurve (30) am einen Teil aus Kurvensteuerglied und Ventilglied sowie eine Kurvenführung (31) am anderen Teil aus Kurvensteuerglied und Ventilglied umfaßt.

6. Gaszylinder-Steuerungssystem nach Anspruch 4 oder 5, umfassend einen Gas (fluid)-Arbeitszylinder (27) mit einem Kolben (28), der wirkungsmäßig mit dem bewegbaren Kurvensteuerglied verbunden ist.

7. Gaszylinder-Steuerungssystem nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 6, soweit davon abhängig, wobei das Verstärker-Steuerventil (15) solenoidbetätigt ist.