DE7809007U1 - Hydraulische presse mit einrichtung zur daempfung des schnittschlages - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH '· '.·'.'■ I''..'- .·' ^: .L)JCOOQ MÖNCHEN 22

Dipl.-ing. K. GUNSCHMANN .:.·..* *·.* ·.* : ..* SteinsdorhtroßelO

Dr.rer. not. W. KÖRBER "^ <⁰⁸⁹> "29 6684

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

Gebrauchsmusteranmeldung G 78 09 007.0 Maschinenfabrik Lauffer & Butscher

Hydraulische Presse mit Einrichtung zur Dämpfung des Schnittschlages

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Presse mit Einrichtung zur Dämpfung des Schnittschlages, bei der in der Bewegungsbahn des Pressenstößels oder von Teilen desselben eine Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit angeordnet ist, die mit einer hochgespannten Druckmittelquelle verbunden ist und mit einer zumindest der Schnittkraft ent-^ sprechenden Kraft vorspannbar ist und bei der ein in Schnittrichtung einstellbarer Anschlag zwischen Pressenstößel und Gegendruck-Einheit für das Anlegen des Pressenstößels an die Gegendruck-Einheit bei Erreichen der Schnittbruchstelle des Werkstückes vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit vom Stößelweg ein gesteuerter Abbau des Gegendruckes auslösbar ist.

Es sind schon zahlreiche Einrichtungen beschrieben worden, die den unerwünschten Schnittschlag beim Stanzen von Werkstücken öuf hydraulischen Pressen beseitigen oder zumindest vermindern sollen. Der während der Schnittbruchphase eintretende unerwünschte Schnittschlag wird mit der baulichen

Elastizität der Presse und plötzlichem Nachlassen des Schneidwiderstandes beim Schnittbruch erklärt. Bekannte Schnittschlag-Dämpfungseinrichtungen zielen daher darauf ab, während der Schnittbruchphase eine der plötzlichen Entspannung der Presse entgegenwirkende Bremskraft zu erzeugen.

So ist beispielsweise aus der DE-PS 1 427 403 ein schnittschlagdämpfendes Gegeridrucksystem in einer hydraulischen Presse bekannt geworden. Dabei wird eine Gegendruckkraft oder Bremskraft erzeugt, derart, daß während des eigentlichen Schneidvorganges die Summe aus Schneidwiderstand und Gegendruckkraft im wesentlichen gleich der Stößelantriebskraft ist. Das bedeutet, daß die Gegendruckkraft mit einsetzendem werkstoffabhängigem Fließvorgang von einem Minimalwert aus in dem Maße zunimmt, wie die zum Abscheren benötigte Kraft während des Fließvorganges abnimmt. Im Augenblick der Abtrennung wird weder der Pressenantrieb noch das Pressengestell entlastet, vielmehr kann die Entlastung zu einem späteren Zeitpunkt stoßfrei erfolgen. Nachteilig ist bei diesem System, daß eine vollständige Schnittschlagdämpfung nicht erreicht wird und die Dämpfung des Schnittschlages auf Kosten der Antriebsenergie des Pressenantriebes geht, da die dämpfende Gegenkraft'im Moment des Aufsetzens der Schneidwerkzeuge am Pressenstößel auf das Werkstück aufgebaut wird.

Aus der DE-OS 26 21 726 ist eine nicht ausdrücklich auch auf hydraulische Fressen bezogene Schnittschiagdämpfungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden. Die Höhenlage der Auftreffläche der Zylinder-Kolben-Einheit zum Pressenstößel ist einstellbar, so daß der Pressen- §{ stößel nach erfolgtem Schnitt und beginnendem Durchbruc'h |,

• · · » at·

• · Μι ι · · ·

mit der Auftreffläche der ZyIinder-Kolben-Einheit in Walzverbindung tritt. Dadurch, daß der Druckmittelraum der Zylinder-Kolben-Einheit mit einer hochgespannten Druok-ί mittelquelIe verbunden ist, steht die zur Verhinderung des

■i Schnittschlages erforderliche Kraft, die der Schnittkraft

;s der Presse entspricht, unmittelbar zu Beginn des Durch-

K. bruches des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Material

1 voll zur Verfugung. Eine Druckbegrenzungsventil sorgt da-.

I für, daß der erforderliche Druck in der ZyIinder-Kolben-

'U Einheit und damit die durch die Schnittkraft vorgegebene

I Kraft aufrechterhalten bleibt, bis abhängig vom Stößel-

? weg nach dem Durchbruch ein Entlastungsventil aufgesteuert

wird. Um die Zylinder-Kolben-Einheit jeweils mit einer zu-V, mindest der Schnittkraft entsprechenden Kraft vorspannen

zu können, ist eine gesonderte hochgespannte Druckmittel- £ quelle und getrennte Steuer- und Meßeinrichtungen vorzu-

* sehen.

% Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine hydraulische

I Presse eine wirksame und vollkommene Schnittschlagdämpfung I zu erreichen, die keines besonderen Kreislaufes für den

I Dämpfungszylinder bedarf und ohne Energieverlust für die

I Stanzkraft arbeitet. - I Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer hydraulischen Presse"

Ϊ der.eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die^wirksame

I Kolbenfläche des Gegendruckkolbens gleich oder größer der --'- I wirksamen Kolbenfläche des Pressenkolbens ist, und die Gegen- I druck-Einheit mit dem hydraulischen Arbeitsdruck des" Zylinder-

kolbens des Pressenstößels speis- und vorspannbaV ^ist und· daß die Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit gleichachsig neben dem Zylinder-Kolben des Pressenstößels angeordnet ist, wobei der Gegendruckkolben von einer Verbindungsstange am Kolben des Pressenstößels durchsetzt ist, die an ihrem äußeren Ende den Anschlag aufweist, der mit dem GegendruckKolben zusammenwirkt.

• ·

• ·

Bei einer hydraulischen Presse muß die vom Hydrauliksystem aufgebrachte (eingestellte) Presskraft immer größer sein,

als die tatsächliche Schnittkraft, Dies macht sich die Erfindung zunutze. Wenn die Gegendruck-Zylinder-Kolben-F.inheit mit Arbeitsdruck der Hydraulikpresse vorgespannt ist, bleibt die Presse beim Anfahren des einstellbaren Anschlages stehen. Der Pressenstößel darf im Moment des eintretenden Schnittbruches praktisch keinen Weg mehr zurücklegen. Eine ideale und vollkommene Dämpfung ist somit dann gegeben, wenn der Pressenstößel im Moment des eintretenden Schnittbruches stillsteht. Dieses quasi Anhalten ist bei einer mechanischen Presse nicht möglich, sondern nur bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten hydraulischen Presse.

Wenn der Anschlag in dem Bereich des Schnittbruches eingestellt ist, erfolgt dann anschließend durch Abbau der Preßkraft, dia über der verbliebenen Schnittkraft liegt,-sj daß ein langsames Oberfahren und Ausdrücken des ausgestanzten Werkstückes (Butzens) erfolgt, ohne daß eine einen Schnittschlag erzeugende Beschleunigung eintritt. Da vor Erreichen der Schnittbruchstelle auf dem Pressenstößel keinerlei dbmpfende Gegenkraft ausgeübt wird, tritt auch kein Energieverlust in der Schnittkraft auf. ,

Die Erfindung erbringt auf einfache Weise den Vortefl , daß es nicht mehr notwendig ist, mittels getrennter Druckmittelquelle und mit besonderen Steuer- bzw. Meßeinrichtungen die jeweils notwendige Vorspannkraft im Gegendruckzylinder der werkstückabhängigen Schnittkraft anzupassen. Eine übe,-der notwendigen Schnittkraft liegende Pressßkraft kann keine beschleunigende Wirkung auf den Pressenstößel ausüben, weil der Preßkraft stets eine glei~h große oder größere Gegenkraft entgegensteht.

Das Auffinden der Schnittbruchstelle des Jeweiligen Werkstückes, um den Preßenstößel im Moment des ein- . tretenden Schnittbruches gegen die Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einhei t als starren Anschlag anzulegen .und anzuhalten, bereitet keine Schwierigkeiten.'. Die Presse braucht lediglich so betrieben zu werden, daß der gesteuerte Abbau des Gegendruckes nicht ausgeführt wird. Durch Kontrolle des Uerkstückes ist festzustellen, ob die Schnittbruchstelle bereits erreicht ist. Im übrigen ist während des bestimmungsgemäßen Betriebes der Dämpfungseinrichtung mit einer Verstellung des Anschlages in Schnittrichtung über die Stellung des Preßenstößels hinaus, bei welcher der Schnittbruch eintritt, sofort akustisch, nämlich durch Auftreten des Schnittschlages, festzustellen, daß die Schnittbruchstelle bereits überfahren worden ist. · ··. ·

Die gleichachsige unmittelbare Anordnung der den starren Anschlag bildenden Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit zum Antriebs-Zylinder-Kolben des Pressenstößels hat den entscheidenden Vorteil", daß] sich elastische Verformungen von zwischen Gegendruck-Einheit und Zylinder-Kolben des Pressenstößels liegenden Pressengestell-Teilen nicht negativ auf die Dämpfung auswirken können. Die bekannten Dämpfungseinrichtungen gehen immer von einer Anordnung der den Gegendruck ausüb—enden Einheiten im Pressentisch bzw. zwischen Pressenstößel und dem Pressentisch aus. Damit arbeitet der als quasi starrer Anschlag vorgespannte Kolben der Gegendruck-Zyl inder-Kol ben-Einhe.it unmittelbar gegen den Antriebskolben der Pressenstößels, es ist keine Fremdeinspeisung von Gegendruckmittel erforderlich, und die wirksame Dämpfung evtl. störende elastische Verformungen des Ständergestelles wirken sich praktisch nicht aus.

• · » ·· Il t · · · · ♦ I»·· ■ · I I ·«■

• ft ·· it c · ·■ · ·■* tt ■ ι ι · ■ lit ι ■

Eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Presse wird anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. In der einzigen Abbildung der Zeichnung ist schematisch im Schnitt der den Pressenstößel tragende Ständer einer hydraulischen Presse mit der hydraulischen Schaltung dargestellt.

In einem Zylinderkörper 1 eines nicht dargestel 1 tc:^ Maschinengestelles einer hydraulischen Presse ist der Pressenstößel 2 mit Kolbenstange 3 und Antriebskolben 4 angeordnet. Der Antriebskolben 4 grenzt einen Zylinderraum 5 ab, in welchem das Arbeitsdruckmittel für den Antrieb des Pressenstößels 2 eingespeist wird. Einstückig mit dem Kolben ist eine Verbindungsstange 6 verbunden, die sich im Zylinderkörper 1 nach oben fortsetzt und an ihrem freien Ende eine als Festanscirlag dienende Glock 7 trägt. Ein Gegendruckkolben 8 einer Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit umgibt die Verbindungsstange 6 und ist gegenüber dieser verschieblich geführt. Der Gegendruckkolben 8 befindet sich in einem Zylinderraum 9 des Zylinderkörpers 1 und grenzt einen Gegendruckiü-'ttel-Raum 10 ab, in welchen Gegendruckmittel eingespeist wird. Der Zylinderraum 9 ist nach oben durch eine Zylinderkörper-Abschlußplatte 11 begrenzt, durch welche sich eier Gegendruckkolben 8 mit einem Hals 12 nach oben erstreckt, wobei die Abschlußplatte 11 gleichzeitig als oberer Begrenzungsanschlag für einen

(Fortsetzung ursprüngliche Beschreibung, Seite 10)

-1b·-.

Absatz 13 des Kolbens 8 dient. Weiter trägt die Abschlußplatte 11 einen Verstellantrieb für den einstellbaren Anschlag 14 zwischen Pressenstößel und Gegendruck-Zylinder Kolben-Einheit. Der Verstellantrieb besteht aus einem Handrad 15, einem Winkelgetriebe 16, einer Welle 17 und einem Zylinder-Zahnrad 18, welches mit einem äußeren Zahnkranz 19 des als Verstellmutter ausgebildeten einstellbaren Anschlags kämmt. Die Verstellmutter befindet sich auf einem Gewinde des Halses 12 des Gegendruckkolbens 8. An der den Festanschlag bildenden Glocke 7 der Verbindungsstange 6 des Pxressenstößels ist ein Schalter 2o vorgesehen, dessen Betätiger 21 gegen den einstellbaren Ansch-lag 14 anschlägt und den Schalter 2o schließt, wenn die Glocke 7 mit ihrer unteren Kante 22 als fester Anschlag gegen den einstellbaren Anschlag 14 anliegt.

Die hydraulische Schaltung umfaßt eine durch einen Antriebsmotor 23 angetriebene Pumpe 24, welche über ein Rückschlagventil 25 and ein Wege-Schaltventil 26 mit einer Speiseleitung 27 für das Arbeitsdruckmittel verbunden ist. Mit 28 ist ein Überdruckventil bezeichnet. Die ebenfalls an das Wege-Schaltventil 26 angeschlossene Rückführung^leitung ist mit 29 bezeichnet. Die Speiseleitung ist über die Leitung mit dem ArbeitsdruckrauiR 5 des Pressenkol^ens 4 verbunden, sowie über eine Leitung 31, ein Wegeschaltvuntil 32,ein Rückschlagventil 33 und eine Leitung 35 mit dem Zylinderraum 1o für das Gegendruckmittel. Das Wege-Schaltventil 32 ist über ein Rückschlagventil 36 und eine Drossel 37 ebenfalls mit der Leitung 35 verbunden. Parallel zu dem Rückschlagventil liegt eine weitere Drossel 38. über ein in Rücklaufrichtung sperrendes Rückschlagventil 39 ist die Rücklaufleitung 29 ebenfalls mit der Leitung 35 verbunden.

-11-

Die Presse arbeitet wie folgt:

Der Pressenstößel 2 befindet sich in der oberen Rühes te living. In diese Stellung ist er in bekannter Weise gelangt, indem ein Druckmittelraum 4o unterhalb des Kolbens 4 über die Leitung 41 und die Rücklaufleitung 29 bei entsprechender Stellung des Wege-Schaltventiles 26 mit der Pumpe 24 verbunden worden ist, so daß der Kolben 4 unter der Wirkung des Druckmittels nach oben bewegt wurde. In dieser Schaltstellung des Wege-Schaltventiles 26 ist gleichzeitig Druckmittel über das Rückschlagventil 39 und die Leitung 35 in den Druckmittelraum 1o unterhalb des Gegendruckkolbens 8 eingespeist worden. Eine Arbeitsbewegung des Pressenstößels 2 nach unten wird abgeleitet, indem durch entsprechende Schaltung des Wege-Schaltventiles 26 die Speiseleitung 27 mit der Pumpe 24 verbunden wird, wobei die Rücklaufleitung 29 gleichzeitig mit dem Ablauf verbunden wird. Dadurch wird Arbeitsdruckmittel über äie Leitung 27 und 3o in den Druckmittelramn 5 über dem Kolben 4 eingespeist. Der Kolben 4 und damit der Preesenstößel 2 bewegt sich nach unten. Entsprechend wird Druckmittel mit dem vollen Arbeitsdruck über die Leitung Z', das entsprechend geschaltete Wege-Schaltventil 32, das Rückschlagventil 33 und die Leitung 35 in den Raum 1o unterhalb des Gegendruckkolbens 8 eingespeist. Der Gegendruckkolben 8 steht unter dem Druck des Arbeitsdruckmittels und liegt oben gegen die Abschlußplatte 11 an: Sobald die nicht dargestellten Schneidwerkzeuge des Pressenstößels 2 auf dem nicht gezeigten Werkstück auftreffen, wird der Bewegung des Pres3enstößels nach unten ein erhöhter Widerstand entgegengesetzt, der durch Erhöhung des Arbeitsdruckes im Druckmittelraum 5 überwunden wird. Entsprechend baut sich der Druck im Raum 1o unterhalb des Gegendruckkolbens 8 auf. Die Bewegung des Pressenstößels 2 setzt sich unter Ausführung des Schneidvorganges nach unten fort, bis die als fester Anschlag dienende untere Kante 22 der Glocke 7 gegen den einstellbaren Anschlag am Hals 12 des Gegendruckkolbens 8 anfährt. Die Einstellung des Anschlages 14 mitteis des Verstellantriebes 15-18 ist so erfolgt

daß in dieser Stellung des Pressenstößels bzw. seiner nicht dargestellten Schneidwerkzeuge der Schnittbruch im Werkstück gerade erfolgt. Durch das Anfahren der Anschlagkante 22 auf den Anschlag 14 wird die Bewegung des Pressenstößels 2 angehalten, da der Gegendruckkolben 8, auf dem sich der Anschlag befindet, durch das Arbeitsdruckmittel im Raum Io mit der vollen Stanzkraft vorgespannt ist.

Mit dem Anfahren derAnschlagkante 22 gegen den Anschlag 14 ist der Schalter 2o durch Anstoßen seines Betätigers 21 ebenfalls gegen den Anschlag 14 geschaltet worden. Dieser Schalter 2o betätigt das Wege-Schaltventil 32 derart, daß der Raum 1o unterhalb des Gegendruckkolbens 8 über die Leitung und die Drossel 38 mit dem Ablauf verbunden wird. Die Ausführung des Uberhubes des Pressenstößels 2 beginnt. Durch gesteuerten Abbau des Gegendruckes im Raum 1o über die Drossel 38 kann der Gegendruckkolben 8 der nach wie vor auf den Pressenkolben 4 wirkenden Arbeitskraft des Pressenstößels nicht mehr entgegenwirken und wird nach unten mitgenommen. Der Pressenstößel 2 beginnt wieder, sich nach unt«n zu bewegen, wobei er den sogenannten Oberhub ausführt. Die Geschwindigkeit des Uberhubes hängt von der Geschwindigkeit des Druckabbaues im Druckmittelraum 1o ab. Da dieser Abbau des Druckes zur stoßfreien Aufzehrung der Stanzkraft nicht zu schnell erfolgen soll, ist die öffnung der Drossel 38 sehr klein zu halten. Da eine zu kleine Drossel im Betrieb anfällig gegen Verschmutzungen ist, wird gleichzeitig mit der Verbindung der Drossel 38 mit dem Ablauf über das Wege-Schaltventil 32 die Leitung 35 über das Rückschlagventil 36 und die Drossel 37 mit der Speiselei "^ng, in welcher Druckmittel mit Arbeitsdruck ansteht, verbunden. Durch diese aufrechterhaltene gleichzeitige Einspeisung kann für den genügend langsamen und gesteuerten Abbau des Druckes in dem Raum Io eine in ihrem Drosselquerschnitt größere Drossel 38 verwendet werden, welche nicht verschmutzungsempfindlich ist.

Die Länge des ausgeführten Uberhubes des Pressenstößels 2 hängt von der Höhe des Raumes 1o unter dem Gegendruckkolben ab. Sobald der Gegendruckkolben 8 mit seiner Kolbenfläche gegen die untere Fläche des Raumes 1o anliegt, ist der Überhub beendet. Die Rückführung des Pressenstößels kann auf die zu Beginn der Funktionsbeschreibung beschriebene Weise beginnen .

Das Auffinden der richtigen Einstellung des einstellbaren Anschlages 14 so, daß sich die nicht dargestellten Schneidwerkzeuge des Pressenstößels in der Schnittbruchstelle des Werkstückes befinden, wenn die Anschlagkante 22 gegen den Anschlag 14 anschlägt, ist eingangs beschrieben worden. Mit einem Probewerkstück wird ein StanzVorgang ausgeführt, wobei der Schalter 2o, der den Überhub auslöst, funktionslos gemacht wird, so daß ein Überhub nicht erfolgt. Es läßt sich am Probewerkstück dann feststellen, ob beim Halten des Pressenstößels 22 die Schnittbruchstelle schon oder noch nicht erreicht ist. Durch entsprechende Verstellung des Anschlages 14 über die Verstelleinrichtung 15-18 kann nach wenigen Probestanzungen die richtige Stellung des Anschlages 14 so festgelegt werden, daß das Anhalten des Pressenstößels praktisch genau in der Schnittbruchstelle erfolgt. Eine unrichtige Einstellung des Anschlages 14 kann bei Benutzung der Presse mit anschließendem Uberhub auch an dem auftretenden unerwünschten Schlaggeräusch festgestellt werden.

Der Patentanwalt

Claims (5)

Gebrauchsmusteranmeldung G 78 09 007.0 Maschinenfabrik Lauffer & Butscher Schutzansprüche

1. Hydraulische Presse mit Einrichtung zur Dämpfung des Schnittsohlages, bei der in der Bewegungsbahn des Pressenstößels oder von Teilen desselben eine Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit angeordnet ist und bei der ein in Schnittrichtung einstellbarer Anschlag zwischen Pressenstößel und Gegendruck-Einheit für das Anlegen des Pressenstößels an d Γ\= Gegendruck-Einhait bei Erreichen der Schnittbruchstelle des Werkstückes vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit vom Stößelweg ein gesteuerter Abbau das Gegendruckes auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem hydraulischen Arbeitsdruck des Zylinder-Kolbens (4) des Pressenstö&els (2) beaufschlagte wirks me Kolbenfläche des Gegendruckkolbens (8) gleich oder größer der wirksamen Kolbenfläche des Kolbens (4) ist und daß die Gegendruck-Zylinder-Kolben-Einheit (8-10) gleichachsig neben dem Zylinder-Kolben (4) des Pressenstößels (2) angeordnet ist, wobei der Gegendruckkolben (8) von einer Verbindungsstange (6) am Kolben (4) des Pressenstößels (2) durchsetzt ist, die an ihrem äußeren Ende den Anschlag (7,22) aufweist, aer mit dem Gegendruckkolben (8) zusammenwirkt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (7) am äußeren Ende der Verbindungsstange als Festanschlag ausgebildet ist und der mit diesem Festanschlag zusammenwirkende, in Schnittrichtung einstellbare Anschlag (14) am Gegendruckkolben (8) angeordnet ist, und dc?r einstellbare Anschlag (14) über einen Verstellantrieb (15-18) stufenlos relativ zum Gegendruckkolben (8) einstellbar ist.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Anschlag am Gegendruckkolben aus einer Verstell mutter (14) besteht, die einen oberen Hals (12) mit Außengewinde des Gegendruckkolbens (8) umgibt, und der Festanschlag am äußeren Ende der Verbindungsstange (6) als Glocke (7) ausgebildet ist, deren unterer Rand (22) sich an die Verstellmutter (14) anlegt.

4. Pr_._JC nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmutter (14) als Zahnrad ausgebildet ist, dessen Zähne (19) mit einem Verstel!-Zahnrad (18) des Verstellantriebes kämmen.

5. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) zur Feststellung der an den Gegendruckkolben (8) angelegten Stellung des Pressenstößels an der den Festanschlag bildenden Glocke (7) angeordnet ist und ein Betätiger (21) des Schalters gegen den einstellbaren Anschlag (14) am Gegendruckkolben (8) fährt.

Der Patentanwalt