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Steuereinrichtung für doppeltwirkende hydraulische Blechziehpressen
Bei Blechziehpressen neuerer Bauart laufen die für die verschiedenen Bewegungen
erforderlichen Kolben des Ziehstößels und des Blechhalterstößels in getrennten Zylindern.-Vorzugsweise
sind dem Blechhalterstößel zwei oder mehrere Kolben mit einer entsprechenden Anzahl
von Zylindern zugeordnet. Zur Steuerung des regelrechten Arbeitsspieles der Presse,
also dem Ingang- und Stillsetzen beider Stößel, dienen Nockenscheiben, die zu mehreren
auf einer Steuerwelle angeordnet sind. Die Steigung dieser Nockenscheiben wird durch
Gestänge auf Ventile übertragen, die in die zu den Stößelzylindern führenden Steuerleitungen
geschaltet sind. Entsprechend der Erhebung der Nockenschei-" ben sind daher die
zugeordneten Ventile geschlossen oder geöffnet, so daß auch die Kolben unter dem
der Stellung der Nockenscheiben entsprechenden Flüssigkeitsdruck stehen.
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Bei der Eigenart und Arbeitsweise doppeltwirkender hydraulischer Blechziehpressen
ist es vorteilhaft, wenn die Presse in jeder Stellung augenblicklich stillgesetzt;
d. h. die Bewegung eines oder beider Stößel während .des regelrechten Arbeitsspiels
unterbrochen werden kann. Hierzu ist das Abstellen des Stromes der Treibflüssigkeit
in. allen zu den Stößelzylindern führenden Steuerleitungen erforderlich. Dies ist
die Aufgabe, die mit der Erfindung bei solchen doppeltwirkenden hydraulischen Blechziehpressen,
die in der erwähnten Weise durch umlaufende Nockenscheiben und Gestänge gesteuert
werden, gestellt ist.
Das beliebige Stillsetzen der Presse zu jedem
Zeitpunkt des Arbeitsspieles ist. beispielsweise in folgenden Fällen erwünscht:
Es ist .bereits bei der Herstellung der Werkzeuge eine große Erleichterung; weile
hierbei für das gegenseitige Anpassen das': Oberwerkzeug nicht jedesmal bis in die
Aus '=. gangsstellung zurückgeführt, sondern nur so weit von dem Unterwerkzeug abgehoben
zu werden braucht, daß die erforderlichen Arbeiten an den Werkzeugen ausgeführt
werden können. Das Oberwerkzeug soll daher beim Rücklauf in nur geringem Abstand
vom Unterwerkzeug stillgesetzt werden können. Vor Inbenutzungnahme der Werkzeuge
sollen diese genau eingestellt werden. Diese Arbeit wird erleichtert, wenn die Stößel
zentimeterweise bewegt werden können. Auch hierfür ist erforderlich, daß die Stößel
in jedem beliebigen Punkt ihrer Bahn angehalten und wieder in Gang gesetzt werden
können. Beim üblichen Arbeiten mit der Blechziehpresse kommt es mitunter vor, daß
die Untauglichkeit eines bereits eingelegten Zuschnittes zu spät erkannt wird. Ist
die Presse so ausgebildet; daß diese nach Ingangsetzen unaufhaltsam bis zur Beendigung
eines Arbeitsspieles durchläuft; so würde in diesem Fall ein Ausschußteil erhalten
werden: Es ist wiederum vorteilhaft, wenn die Bewegung eines oder beider Stößel
noch rechtzeitig unterbrochen werden kann, um den fehlerhaften Zuschnitt aus der
Matrize wieder herauszunehmen. Mitunter werden auf Blechziehpressen auch Prägearbeiten
ausgeführt. Stellt sich heraus, daß eine Prägung nicht scharf genug ausgefallen
ist, so muß nachgeprägt werden. Auch in diesem Fall bedeutet es eine nicht unerhebliche
Kraft- und Zeitersparnis, wenn der das Prägewerkzeug tragende Stößel sofort stillgesetzt
werden und eine neue Prägung ausgeführt werden kann, anstatt den Stempel erst in
die Ausgangsstellung und darauf erneut zum Vorlauf bringen zu müssen. Die durch
Eigenart und Wirkungsweise solcher Blechziehpressen bedingten Fälle, in denen die
beliebige Unterbrechung eines oder beider Stößelbewegungen vorteilhaft ist, lassen
sich noch vermehren. Meistens handelt es sich um die freizügige Wiederholung oder
Aussetzung einzelner Abschnitte des Arbeitsspieles der Presse.
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Von den für die Lösung der gestellten Aufgäbe an sich: naheliegenden
Mitteln scheidet das Stillsetzen der die Nockenscheiben tragenden Steuerwelle deshalb
aus; weil hierdurch ein im Augenblick des Stillsetzens der Steuerwelle geöffnetes
Ventil in dieser Stellung verbleibt, d, h. der zugeordnete Stößel ungehindert weiterlaufen
würde. Das Absperren der die Treibflüssigkeit führenden Hauptleitungen ist nur bedingt,
d. h. bei kleinen Pressen anwendbar. Mittlere und große Pressen verlangen ansehnliche
Querschnitte für die Flüssigkeitszuleitungen, und nm diese abzusperren, müßte große
Verstellkraft aufgewendet werden. Auch in den Fällen, wo hierfür die Kraft eines
Pressenarbeiters noch ausreichen würde, tritt die beabsichtigte Wirkung nur unvollkommen
ein, da diese Hauptleitungen nicht augenblicklich abgesperrt werden können.
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Mit der Erfindung werden zwei Lösungen der erörterten Aufgabe vorgeschlagen,
die von der gemeinsamen erfinderischen Erkenntnis getragen werden, nämlich der Anordnung
von zu jedem Zeitpunkt des Arbeitsspieles der Presse gemeinsam schließbaren Ventilen
in sämtlichen Steuerleitungen. Gemäß der Erfindung werden daher für das augenblickliche
Stillsetzen der Presse nicht die Treibflüssiglceitshauptleitungen; sondern die zu
den Stößelzylindern führenden Steuerleitungen von verhältnismäßig kleinem Querschnitt
geschlossen. Die Ventile sind zu jedem Zeitpunkt des Arbeitsspieles der Presse und
ferner gemeinsam schließbar, um so in das- regelrechte Arbeitsspiel der Presse beliebig
eingreifen zu können. Sind im Augenblick des gewünschten Stillsetzens der Presse
Blechhalter- und Ziehstößel in Bewegung, so bewirkt die Ausbildung der Ventile,
derart, daß die jeweils offenen zu jeder Zeit geschlossen werden können, auch die
tatsächliche Unterbrechung beider StoSelbewegungen. Infolge der gegenüber den Treibflüssigkeitshauptleitungen
geringen Querschnitte der Steuerleitungen können die in diese geschalteten Ventile
mit -geringen Kräften vor allem- schlagartig, d. h. praktisch augenblicklich geschlossen
und geöffnet werden.
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Beiden -erfindungsgemäßen Steuereinrichtungen ist das Merkmal gemeinsam,
daß die Gestänge einzelner oder mehrerer der in die Steuerleitungen geschalteten
Ventile unabhängig von der Stellung der Nockenscheiben im Sinn der Schließ- und
Öffnungsbewegung der Ventile steuerbar sind. In dem einen Fall wird dies erreicht
durch Verstellbarkeit der Lager der die -Nockenscheiben tragenden Steuerwelle insgesamt
oder, im Falle einer Unterteilung der Steuerwelle in Einzelwellen, einzeln oder
zu mehreren um eine so große Strecke, wie für die die Schließung bzw. Öffnung der
Ventile bewirkende Änderung des Eingriffes zwischen Nocken und Gestänge erforderlich
ist.
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Ist für sämtliche Nockenscheiben eine gemeinsame Steuerwelle vorgesehen,
so ist deren Antrieb so auszubilden, daß die Steuerwelle auch im Falle der Verstellung
für das Stillsetzen der Presse weiterläuft. Dieser
Forderung wird
beispielsweise ein verzahnter Antrieb der , Steuerwelle gerecht, wobei die Verzahnung
so zu wählen ist, daß trotz der nur geringen erforderlichen Verstellung -der Eingriff
der Verzahnung in dem für das Weiterläufen der Steuerwelle erforderlichen Maß aufrechterhalten
bleibt. Sind größere Verstellbewegungen der Steuerwelle nbtwendig, so kann in einer
im Getriebebau hinreichend bekannten Weise zwischen die Antriebs- und die Steuerwelle
eine schwenkbar gelagerte, ein Zwischenrad tragende Zwischenwelle geschaltet werden.
Durch gemeinsäine Steuerung aller einzelner Antriebsmotore können die Einzelwellen
gleichzeitig und gemeinsam in Ümd.rehung versetzt werden.
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In dem anderen Falle sind die Gestänge der in die Steuerleitungen
geschalteten Ventile dadurch in dem vorerörterten Sinne steuerbar, daß diese Gestänge
an Hebeln angelenkt sind, die eine. mit den Nöckenscheiben in. Eingriff stehende
Rolle tragen und deren Drehpunkt im Sinne der Schließ- und Öffnungsbewegung der
Ventile verstellbar ist.
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Zum Steuern der- Gestänge der in die Steuerleitungen geschalteten
Ventile können alle geeigneten bekannten und daher für sich nicht erfinderischen
Hubvorrichtungen dienen, beispielsweise solche mechanischer, hydraulischer, pneumatischer
oder elektrischer Art. Diese Hubvorrichtungen dienen zum Verstellen der Steuerwellenlager
oder der Hebeldrehpunkte.
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Die Abb. i bis 4 veranschaulichen in schematischer Wiedergabe vier
Steuereinrichtungen als Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar stellen dar:
Abb. i eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch i und die Abb. 2 bis 4 drei Steuereinrichtungen
gemäß Patentanspruch 2.
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In der Steuerung nach Abb. i sind die Nockenscheiben i bis 8 auf der
in den Lagern 9, i o, ii geführten Steuerwelle i2 aufgekeilt. Die Steuerwelle
12 erhält ihren Antrieb über das Stirnrad 13, beispielsweise von einem nicht
dargestellten Getriebemotor. Die Lager g, io, ii-ruhen auf Kolben 14,
15, 16, ,die in Zylindern 17, 18, ig laufen. Mit jeder der Nockenscheiben
i bis 8 steht eine Kurvenrolle 2o in Eingriff, die die Nockensteigung auf die Ventile
durch die, in den Führungen 22 spielenden Gestänge 23 bis 30 auf die mit diesen
verbundenen Ventile 3 i bis 38 übertragen. Die Flüssigkeitszu- und -ableitungen
sind wie folgt angeordnet: 39 Zu- und Ablauf der Niederdruckvorfüllung für
den Blechhalterstößelzylinder, -40 Zulauf der Hochdruckhauptfüllung für den Ziehstößel-
und den Blechhalterstößelzylinder und für die Beaufschlagung der Kolben 14, i5,.
16, 41 bzw. 42 Zu- bzw. Ablauf der Hochdruckrückzugsfüllung für den Blechhalterstößelzylinder,
43 Zu- und Ablauf der Niederdruckvorfüllung für. den Ziehstößelzylinder, 44 bzw.
45 Zu- bzw. Ablauf der Hochdruckrückzugsfüllung für- den Z_ iehstößelzylinder.
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Von der Hochdruckleitung 40 _zweigt die Leitung 46 ab, die zu dem
Kolben 17 und über die Zweigleitungen 47 bzw. 48, . zu den Kolben 18 bzw.
zg führt. Durch Verschwenken des Handhebels 49 um - den Zapfen 5o werden das Zu-
bzw. Ablaufventil 5.I `bzw. 52, durch die das Zu- und Abströmen der Druckflüssigkeit
zu den Zylindern 17, i8,- 1g gesteuert wird, geschlossen und geöffnet. Das regelmäßige
Arbeitsspiel der Steuerwelle 12 und der Blechziehpresse wird durch Einschalten des
das Stirnrad-13 antreibenden Getriebemotors eingeleitet und durch Auflaufen eines
mit der Steuerwelle i2 umlaufenden, nicht dargestellten Kontaktes nach einer vollen
Umdrehung selbsttätig beendet. Ergibt sich zu einem beliebigen Zeitpunkt beider
Stößelbewegungen die Notwendigkeit, das Arbeitsspiel 'der Presse zu unterbrechen,
so wird der Handhebel 49 im Gegenzeigersinne verschwenkt, so daß über das dadurch
.geöffnete Ventil-'52 die Druckflüssigkeit aus den Zylindern 17, 18, ig abströmt.
In diesen Zylindern gleiten die Kolben 14, 15, 16 nach abwärts und nehmen dabei
die Lager- g, -1o, ii .und die Steuerwelle 12 -mit, so daß die Nockenscheiben i
bis 8 außer Eingriff mit den Kurvenrolle;i 2o kommen. Der von oben nach unten erfolgenden
Schließbewegung der Ventile 3 1 bis 38 steht nunmehr« kein Widerstand 'mehr
entgegen, so daß diese - in dem Augenblick, wo die Nockenscheiben i bis 8 mit. den
diesen zugeordneten Kurvenrollen 2o außer Eingriff kommen, geschlossen werden. Ist
die Ursache, die zur Unterbrechung des Arbeitsspieles der Presse geführt hat', beseitigt,
so wird der Handhebel.49 im Zeigersinne verschwenkt und damit das Ventil 5 i geöffnet.
Durch dieses strömt wieder Druckflüssigkeit und schließt dabei. nicht nur das Ablaufventil
52, sondern speist auch die Zylinder 17, 18, ig, wodurch die Kolben i4,_15, 16,
die Lager g, io, ii und die Steuerwelle i?, samt den von dieser getragenen Nockenscheiben
i bis 8 wieder in die vorschriftsmäßige Arbeitsstellung gelangen. je nach dem 'Winkel,
den die Steuerwelle i2 .nach Ingangsetzen des diese bewegenden Getriebemotors zurückgelegt
hat, wenn der Steuerhebel 4g das Ventil 5i öffnet, kann das Arbeitsspiel der Presse
gegebenenfalls an dem
Punkt fortgesetzt werden, an dem dieses unterbrochen
wurde. Es können aber auch Arbeitsstufen übersprungen werden, wenn das Ventil
5 1 zu einem solchen Zeitpunkt geöffnet wird, daß die Nockenscheiben i bis
8 die Ventile 3i bis 38 sofort so beeinflussen, daß beide Stößel unmittelbar in
ihre Ausgangsstellung zurückkehren.
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Den in Stirnansicht dargestellten Vorrichtungen nach den Abb. 2 bis
4 sind die folgenden Teile gemeinsam: eine im Lauf eines Arbeitsspieles eine volle
Umdrehung ausführende Steuerwelle 53, auf der eine Nockenscheibe 54 aufgekeilt ist,
eine mit dieser in Eingriff stehende Kurvenrolle 55, die von dem Hebel 56 getragen
wird; eine mit diesem gelenkig verbundene Ventilstange 57- mit Ventil 58; ein mit
dem Hebel 56 schwenkbar verbundener Kolben 59, der in dem Zylinder 6o gleitet; eine
zu dem Ventil 58 bzw. zu dem Zylinder 6o führende Druckflüssigkeitsleitung 61 bzw.
62.
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Die Vorrichtungen - nach den Abb. 2 bis q. sind in der Schließlage
der Ventile 58 dargestellt. Diese werden daher bei zunehmender Nockensteigung 54
geöffnet. Das Ventil nach Abb.2 öffnet nach unten, während die Ventile nach den
Abb. 3 und 4 nach oben öffnen. Die Richtung, in der der Kolben 59 bewegt wird, um
das Ventil 58 zu schließen, ist durch Pfeil 63 angedeutet. Es sind daher
zum Schließen der Ventile, unabhängig von der Stellung der Nockenscheibe 54, folgende
Bewegungen der Kolben 59 erforderlich.
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Abb. 2: Beim öffnen des Ventils 58 wird der Hebel 56 um den Drehpunkt
64 im Zeigersinne verschwenkt. Um das Ventil 58 zu schließen, wird dem Zylinder
6o durch die Leitung 62 Druckflüssigkeit zugeführt: Der dadurch angehobene Kolben
59 schließt das Ventil 58.
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Abb. 3: Auch bei dieser Bauart schwenkt der Hebel 56 beim öffnen des
Ventils 58 um den Drehpunkt 64 im Zeigersinne. Das Schließen des Ventils 58 wird
durch Ablassen von Flüssigkeit aus dem Zylinder 6o durch die Leitung 62 erreicht,
da hierdurch der Kolben 59 absinkt.
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Abb. 4: Das Ventil 58 wird geöffnet durch Verschwenken des Hebels
56 im Zeigersinne um den Drehpunkt 64 und geschlossen durch Ablassen von Druckflüssigkeit
aus dem Zylinder 6o über die Leitung 62, Zur Fortsetzung des Arbeitsspiels der Blechziehpresse
wird entsprechend der Steuerung nach Abb. i die Steuerwelle 53, die nach erfolgtem
Schließen der Ventile durch Verstellen des Kölbens 59 in gleicher Weise wie bei
der Steuerung nach Abb. i selbsttätig zum Stillstand gekommen ist, erneut in Umdrehung
versetzt, und es werden zu dem gewünschten Zeitpunkt die Kolben 59 in die aus den
Abb. 2 bis 4 ersichtliche Ausgangsstellung zurückgeführt durch Zu- (Abb.3 und 4)
bzw. Ableitung (Abb.2) von Druckflüssigkeit durch die Leitung 62.
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Die in der Beschreibungseinleitung erwähnte Unterteilung der Steuerwelle
in mehrere Einzelwellen bietet den Vorteil, daß bei notwendiger Unterbrechung des
Arbeitsspieles beispielsweise nur die die Ziehstößelbewegung beeinflussenden Ventile
geschlossen zu werden brauchen, während die dem Blechhalterstößel zugeordneten Ventile
unbeeinflußt bleiben, so daß dieser seine Bewegungen ununterbrochen ausführt. Dabei
ist es weiterhin möglich, die dem Blechhalterstößel zugeordneten Ventile nur kurzzeitig
zu schließen und noch während der gleichen Umdrehung der Steuerwelle 12 "wieder
zu öffnen, so däß hierbei auch der Ziehstößel in seine Ausgangsstellung zurückgeführt
wird, eine besondere Umdrehung der Steuerwelle z2 bzw. 53 mithin allein hierfür
nicht erforderlich ist: