DE7323188U - Aufsetzstoßdämpfer für Pressenstößel - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf einen Aufsetzstoßdämpfer für Pressenstössel an mechanischen Pressen mit im Kraftfluss zwischen Pleuel und Stössel angeordneter Kolben-Zylindereinheit, dessen Druckraum als nach aussen geschlossener Kompressionsraum ausgebildet ist.

Es 1st bei mechanischen Pressen oftmals erforderlich, die an sich übliche kontinuierliche Stösselbewegung in bestimmten Bereichen durch Beeinflussung zu verändern. Ein Grund hierfür liegt in der hohen Auftreffgeschwindigkeit des Werkzeuges auf das Werkstück, durch die eine ausgeprägte Kraftspitze, oder anders ausgedrückt, ein starker Stoss entsteht. Abgesehen von der dabei auftretenden relativ starken Geräuschbildung werden die Werkzeuge durch den Stoss in ihrer Lebensdauer negativ beeinflusst. Deshalb hat man bereits die verschiedensten mechanischen und hydraulischen Aufsetzstossdämpfer vorgeschlagen.

Insbesondere mit den hydraulischen Aufsetzstossdämpfern konnte erreicht werden, dass der Stössel praktisch nur mit einem Bruchteil seiner Presskraft auf das Werkstück aufsetzt und erst nach dem Aufsetzen mit seiner vollen Presskraft zur Wirkung kommt.

Die Wirkungsweise eines bekannten Aufsetzstossdämpfers (Sonderdruck der Fa. Friedrich Krupp GmbH: "Kaltfliesspressen" von Ing. Willi Maier) ist im wesentlichen wie folgt.

Die Krafteinleitung in den Stössel erfolgt mittels eines

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Dämpfungskolbens über ein vorgespanntes ölvolumen, wobei dessen Vorspanndruck: so bemessen ist, dass der Aufsetzdruck nur einen Bruchteil der eigentlich zur Verfügung stehenden Presskraft ausmacht. Der Dämpfungskolben führt nach dem Aufsetzen des am Stössel befestigten Werkzeugteiles auf das umzuformende Werkstück eine Relativbewegung gegenüber dem Stössel aus. Diese Relativbewegung ist der Dämpfungsweg, bei dessen Durchfahren der Druck des vordem erwähnten ölvolumens durch den eintauchenden Dämpfungskolben stetig ansteigt, bis am Ende des Dämpfungsweges die aus dem nun herrschenden Druck und der wirksamen Fläche des Dämpfungskolbens resultierende Kraft der Presskraft entspricht. Um für die einzelnen mit der Presse ausführbaren Arbeiten und den dabei angewandten Verfahren optimale Verhältnisse zu schaffen, ist der Dämpfungsweg innerhalb seiner Grenzen verstellbar.

Dieser bekannte Aufsetzstossdämpfer ist praktisch nur bei Einpunktpressen als betriebssicher anzusehen, da sein Einsatz bei Mehrpunktpressen ein durch aussermittiges Belasten bewirktes Verkanten des Stössels nicht verhindern kann, denn jeder der zwischen Pl.. uel und Stössel eingebauten Aufsetzstossdämpfer führt abhängig von der Belastung des jeweiligen Pleuels einen unterschiedlichen Dämpfungsweg aus. Je grosser aber der Unterschied in den ausgeführten Dämpfungswegen ist, um so grosser ist aoer auch die Gefahr des Verkantens des Stössels.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Neuerung darin, einen Aufsetzstossdämpfer der genannten Art für Pressenstössel zu schaffen, mit der ein Verkanten auch der Stösse] von Mehrpunktpressen verhindert wird, wenn jeder Pleuelangriffspunkt mit einem Aufsetzstossdämpfer ausgerüstet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Neuerung bei einem Aufsetzstossdämpf - der eingangs beschriebenen Ausführung durch einen großen Zylinder mit einer sich daran anschliessenden, der Zahl !er Pleuel entsprechenden, Anzahl kleinerer Zylinder, die Anschlüsse für Druckmittelleitungen aufweisen, die zu den Kolben-/,ylindereinheiten der einzelnen Pleuel führbar sind, wobei die Inner-halb der kleinen Zylinder angeordneten sogenannten Gegen-Kolben am Summenkolben angreifen, der seinerseits in dem grossen

Zylinder geführt ist und'mit "dem*nach äüssen geschlossenen Zylinderraum einen Kompressionsraum bildet.

Zur Verhinderung des Verkantens des Stössels einer Presse auch bei stark aussermittiger Belastung ist nämlich bereits eine Zusatzeinrichtung bekanntgeworden (DT-OS 2 053 700), bei welcher beispielsweise zwischen Stössel und Tisch mehrere Hydraulikzylinder vorgesehen sind, die über getrennte mechanische Übertragungsmittel an einen Hauptzylinder angeschlossen sind, dessen Kolben gegen eine abhängig von der Reaktionskraft des Werkzeugs oder der Werkzeuge einstellbare Kraft verschiebbar ist. Als getrennte mechanische Übertragungsmittel dienen Gegenkolben, die jeweils einem der Hydraulikzylinder zugeordnet sind, und die in einer solchen Weise auf den Kolben des HauptZylinders einwirken, dass die von den Gegenkolben ausgeübten Druckkräfte summiert werden.

Durch die Ausbildung des Kolbens des Hauptzylinders als Summenkolben wird eine hydraulisch zwangsläufige Parallelhaltung geschaffen, die bei Einpunktpressen oder hydraulischen Pressen aller Arten eingesetzt werden kann und die jeder verkantenden Seite sofort harten Widerstand entgegensetzt. Der Kolben des Hauptzylinders lässt sich relativ leicht gegen die einstellbare Kraft verschieben, wenn alle Hydraulikzylinder gleichzeitig auf ihn einwirken. Dagegen setzt er, wenn eine Stösselseite verkanten will, dieser Stösselseite seine volle Kraft entgegen, die bei einer entsprechenden Einstellung der Kraft sicher ausreicht, um ein Verkanten zu verhindern. Diese bekannte Einrichtung ist jedoch, auch wenn sie im Aufbau ähnlich ist wie der Gegenstand der Neuerung, keine Aufsetzstossdämpfer-Einrichtung.

Die genaue Vorwahl der Grosse des Dämpfungsweges wird dadurch erreicht, dass zur- Bestimmung der Endlage des sich während des Dämpfungsvorganges in den Kompressionsraum hineinbewegenden Summenkolbens in an sich bekannter Weise ein als Stellschraube ausgebildeter Anschlag angeordnet ist.

Der Vorteil der vorliegenden Neuerung wird darin gesehen, dass ein Verkanten des Stössels beim Zurücklegen des Dämpfungsweges

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weitgehendst ausgeschlossen 'i-sfc. ^: · ·-■'

Ein weiterer mit der Neuerung erzielbarer Vorteil besteht in dem geringen Aufwand, die Neuerung zu realisieren und in dem geringen Raumbedarf, der die Möglichkeit bietet, die wenigen zusätzlich benötigten Bauteile an einer gut zugänglichen Stelle der Presse anzuordnen, so dass Einbauschwierigkeiten entfallen, die auftreten können, wenn der Aufsetzstoßdämpfer wie bei der bekannten Ausführung am Pleuelangriffspunkt angeordnet ist.

Im folgenden wird der neue Aufsetzstossdämpfer an Hand einer Zeichnung, die rein schematisch ein beliebiges AusfUhrungsbeispie darstellt, näher erläutert.

Für den hier zu beschreibenden Anwendungsfall wird angenommen, dass es sich bei der verwendeten Presse um eine Zweipunktpresse handelt.

In der Zeichnung sind mit 1 und 2 die von der nicht besonders dargestellten Kurbelwelle der Presse angetriebenen Pleuel bezeichnet, an denen in den Pleuelangriffspunkten j5 und 4 die Kolben 5 und 6 angelenkt sind. Die Kolben 5 und 6 befinden sich je in einem Zylinder 7 und 8 des Stössels 9 und stützen sich gegen ein unter Vorspannung stehendes Flüssigkeitsvolumen ab, das sich unterhalb der Kolben 5 und 6 in den Druckräumen 10 und 11 befindet.

Beide Druckräume 10 und 11 sind durch eine Druokmittelleitung miteinander verbunden, in der zwei Rückschlagventile 13 und 14 derart angeordnet sind, dass Drückmittel lediglich im Überlastungsfall der Presse aus den Druckräumen 10 und 11 über eine zwischen den beiden Rückschlagventilen 13 und 14 mündende Druckmittelleitung 15 in einen Zylinderraum 16 des Überlastungsventils

17 abströmen kann. Hier wirkt es auf die kleinere Fläche des im Überlastungsventil I7 verschiebbar angeordneten Plungerkolbens

18 und verschiebt diesen gegen den auf seine:? grossen Fläche einwirkenden Druck eines gasförmigen Druckmitteis, hier z.B. vorgespannte Luft. Das Druckmittel für die erstmalige Füllung der Druckräume 10 uid 11 und für die ständige Aufrechterhaltung

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des Vorspanndruckes wird über die Druckmittelleitungen I9 und 20 zugeführt.

Die bis hier beschriebene Einrichtung bildet damit eine Überlastungssicherung, wie sie für Pressen bereits bekannt und eingesetzt wurde. Im Überlastungsfall strömt Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und 11 aus, und bewirkt dadurch eine Entlastung der Pleuelangriffspunkte j5 und 4, wobei die Kolben 5 und 6 gegenüber dem Stössel 9 eine Relativbewegung ausführen. Dabei wird über einen nicht gezeigten Endtaster der Antrieb der Presse abgeschaltet.

Zur Dämpfung des Aufsetzstosses ist an die Druckmittelleitung jeweils zwischen einem der Druckräume 10 und 11 sowie den Rückschlagventilen 13 und 14 eine weitere Druckmittelleitung 21 und 22 angeschlossen. Die Druckmittelleitung 21 mündet in einem Zylinderraum 12, in dem die Druckflüssigkeit die Stirnfläche eines dem Pleuelangriffspunkt 3 zugeordneten Gagenkolbens 24 beaufschlagt. Die andere Druckmittelleitung 22 mündet in einem Zylinderraum 25, in dem die Druckflüssigkeit die Stirnfläche eines dem Pleuelangriffspunkt 4 zugeordneten Gegenkolbens 26 beaufschlagt. Beide Gegenkolben 24 und 26 wirken gemeinsam auf einem Summenkolben 27, der auf seiner den Gegenkolben 24 und 26 abgewandton Seite unter dem Druck eines gasförmigen Druckmittels (Druckluft) steht, und der innerhalb eines Kompressionsraum 28 verschiebbar ist. Während die Vorspannung des Druckmittels im Überlastungsventil I7 so hoch gewählt wurde, dass die Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und 11 erst dann abströmen kann, wenn die von den Fleueln 1 und 2'zu übertragenden Kräfte eine Gefahr für im Kraftfluss der Presse angeordnete Bauteile oder das Werkzeug bilden, in der Druck im Kompressionsraum 28 so gewählt, dass die aus diesem Druck und der wirksamen Fläche des Summenkolbens 27 resultierende Kraft nur einen. Bruchteil der maximal benötigten Presskraft ausmacht.

Statt wie bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die auf den Summenkolben 27 wirkende Kraft durch ein diesen Summenkolben 27 beaufschlagendes gasförmiges Druckmittel zu erzeugen, ist es jedoch ohne weiteres möglich, den gleichen Effekt durch

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mechanische Federn zu erzielen, oder'durch eine Kombination von Federn und dem im Kompressionsraum 28 eingeschlossenen, vorgespannten !druckmittel.

Beim Auf treffen des am Stössel 9 befestigten Werkzeugteiles auf das umzuformende Werkstück steigt die Presskraft zunächst schlagartig von Null auf den vorher bestimmten Bruchteil der maximal benötigten Presskraft. Verteilt sich die gesamte Presskraft gleichmässig auf die Pleuel 1 und 2, so führen die Kolben 5 und ό eine Relativbewegung gegenüber dem Stössel 9 aus, sobald die Reaktionskraft des nun in der Umformung befindlichen Werkstückes grosser wli j als die im Augenblick zur Verfügung stehende Presskraft. Dabei tritt aus den Druckräumen 10 und 11 Druckflüssigkeit aus, durch die die Gegenkolben 24 und 26 entsprechend verschoben werden, und mit ihnen der Summenkolben 27. Hierdurch wird der über dem Summenkolben 27 befindliche Kompressionsraum 28 vex'kleinert und der Druck des hierin eingeschlossenen DruckmiLcels steigt an. In gleichem Mass steigt damit auch die vom Flüssigkeitsvolumen unterhalb eines jeden Pleuelangriffspunktes j5 und 4 übertragbare Presskraft. Dieser Vorgang wiederholt sich s^iidig, bis auf Grund des Druckes im Kompressionsraum 28 die maximal erforderliche Presskraft übertragen wird. Der Weg, den die Kolben 5 und 6 dabei zurückgelegt haben, ist der Dämpfungsweg, der in der Zeichnung mit "a" durch Begrenzung des Hubes des Summenkolbens 27 einstellbar zu machen, um für die jeweils gegebenen Verhältnisse eine optimale Dämpfung zu erreichen. Die Kolben 5 und 6 sowie der Summenkolben 27 befinden sich dann in der strichpunktiert eingezeichneten Stellung. Je nach Grosse und Form des Kompressionsraumes 28 und der Wahl, des Druckmittels kann dabei, ausserdem der Druckanstieg und somit die Kennlinie des Aufsetzstossdämpfers in der Art einer Federkennlinie gewählt werden. Die Kennlinie kann selbstverständlich durch mechanische Federn allein oder zusätzlich beeinflusst werden.

Verteilt sich bei aussermittiger Pressenbelastung die Presskraft dagegen nicht gleichmässig auf die Pleuel 1 und 2, so dringt zunächst der dem am höchsten belasteten Pleuel, z.B. Pleuel 1, zugeordnete Kolben 5 in den Zylinder 7 ein und verdrängt eine gewisse Menge des im Druckrauin 10 befindlichen Druckmittels über

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die Druokmittelleltung 21 in <Sen ZylJbnderraum 23· Der Gegenkolben 24 weicht in Richtung des Summenkolbens 27 aus und schiebt diesen in den Kompressionsraum 28 hinein, Da das Pleuel 2 in der· Praxis nie vollkommen unbelastet bleibt, und ausserdem das im Druckraum 11 befindliche Druckmittel vorgespannt ist, führt der Gegenkolben 26 gleichseitig mit dem Gegenkolben 24 eine entsprechende Bewegung wie dieser aus. Hierdurch wird dem Druckraum 11 zwangsläufig eine entsprechende Menge Druckmittel entzogen, so dass auch auf dieser Seite des Stössels 3 der Kolben 6 um den gleichen Weg in den Zylinder 8 eindringen kann, wie auf der anderen Seite der Kolben 5 in den Zylinder 7· Damit ist eine ständige Parallelverschiebung des Stössels 9 beim Zurücklegen des Dämpfungsweges gewährleistet.

Ist die Belastung der einzelnen Pleuel 1 und 2 derart unterschiedlich bzw. zu hoch, dass auch nach dem Durchlaufen des Dämpfungsweges einer oder beide Kolben 5 und 6 weiter in die Zylinder 7 und 8 eindringen, so spricht die Überlastsicherung 17 an und schaltet die Presse ab.

Durch die Anordnung der Rückschlagventile 1} und 14 kann im Überlastungsfall Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 10 und in den Zylinderraum 16 des Überlastungsventils 17 eintreten, wobei jedoch eine getrennte Druckübertragung auf die Gegenkolben 24 und 26 ohne gegenseitige Beeinflussung gewährleistet ist.

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Claims (1)

1.

3,

Aufsetzstoßdämpfer für Pressenstössel mechanischer Pressen mit im Kraftflusü zwischen Pleuel und Stössel angeordneter Kolben-Zylindereinheit, dessen Druckraum als nach aussen geschlossener Kompressionsraum ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen grossen Zylinder mit einer sich daran anschliessenden, der Zahl der Pleuel entsprechenden, Anzahl kleinerer Zylinder, die Anschlüsse für Druckmittelleitungen (21, 22) aufweisen, die zu den Kolben-Zylindereinheiten der einzelnen Pleuel führbar sind, wobei die innerhalb der kleinen Zylinder angeordneten sogenannten Gegenkolben (24, 26) am Summenkolben (2?) angreifen, der seinerseits in dem grossen Zylinder geführt ist und mit dem nach aussen geschlossenen Zyllnderrautn (28) einen Kompressionsraum bildet.

Aufsetzstossdäinpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Endlage des sich während des DämpfungsVorganges in den Kompressionsraum (28) hineinbewegenden Summenkolbens (27) in an sich bekannter Weise ein verstellbarer Anschlag angeordnet ist.

Aufsetzstossdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschlag eine Stellschraube (29) vorgesehen ist.

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