DE946767C - Mehrzylinderpresse mit hydraulischer Gleichlaufvorrichtung - Google Patents

Mehrzylinderpresse mit hydraulischer Gleichlaufvorrichtung

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DE946767C
DE946767C DED17217A DED0017217A DE946767C DE 946767 C DE946767 C DE 946767C DE D17217 A DED17217 A DE D17217A DE D0017217 A DED0017217 A DE D0017217A DE 946767 C DE946767 C DE 946767C
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Germany
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cylinder
press
hydraulic
piston
adjusting device
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DED17217A
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Inventor
Dipl-Ing Ludwig Wagner
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Kieler Howaldtswerke AG
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Kieler Howaldtswerke AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/24Control arrangements for fluid-driven presses controlling the movement of a plurality of actuating members to maintain parallel movement of the platen or press beam
    • B30B15/245Control arrangements for fluid-driven presses controlling the movement of a plurality of actuating members to maintain parallel movement of the platen or press beam using auxiliary cylinder and piston means as actuating members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Mehrzylinderpresse mit hydraulischer Gleichlaufvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Mehrzylinderpresse mit hydraulischer Parallelführung der Kolben, bei der ein an sich bekanntes Gestänge mit einer kreuzweisen Verbindung von, Parallelführungszylindern vorhanden ist.
  • Bei hydraulischen Mehrzylinderpressen mit großer Zylinderentfernung, z. B. Abkantpressen, Schiffbaupressen, Rahmenpressen, spielt die Par allelführung der Preßkolben eine wesentliche Rolle. Bei bisher bekanntgewordenen Pressen wird die hydraulische Parallelführung mittels Ausgleichszylindern herbeigeführt, deren Räume durch gekreuzte Leitungen- miteinander verbunden sind. Hierbei wird: auf eine zusätzliche Gleichlaufsteuerung der eigentlichen Arbeitszylinder verzichtet.
  • Es sind auch Pressen bekannt, bei denen der Gleichlauf durch Ausgleichszylinder mit gekreuzten Leitungen bewirkt und zusätzlich eine Steuerung der Arbeitszylinder angewendet wird. Dabei erhält die Steuerung für die Hauptarbeitszylinder durch Messung der Abweichungen der Parallelführung vom gewünschten Maß ihre Impulse.
  • Es sind auch Pressen bekannt, bei denen auf die Parallelführung durch Ausgleichsräume mit gekreuzten Leitungen verzichtet wird und ausschließlich die Arbeitszylinder durch Steuern der Druckflüssigkeitszufuhr abhängig von Steuerimpulsen aus der Fehlermessung zum Parallellauf gezwungen werden. Hierbei wird entweder eine einzelne Pumpe für sämtliche Zylinder verwendet oder für jeden Zylinder bzw. für jedes verwendet bei Vielzylinderpressen :eine eigene Pumpe bevorzugt.
  • Parallelführungen mit Ausgleichsräumen ohne Anwendung einer sonstigen Steuerung haben den Nachteil, daß bei außermittiger Lage des Werkstückes und dadurch verursachten Momenten, d. h. Kraftunterschieden, in den einzelnen Zylindern infolge der Kompressibilität jeder Flüssigkeit kleine Parallelführungsfehler auft Uten. Diese nehmen mit wachsender Länge des Pipßhubes und der Maschine Werte an, die nicht mehr vertreten werden können. Sie haben jedoch vor den anderen Gleichlaufsteuerungen den Vorteil, daß infolge der Einfachheit ihrer Anordnung sehr große Arbeitsgeschwindigkeiten möglich, sind. Diese hohen Arbeitsgeschwindigkeiten sind bei anderen bisher bekannten Steuerungen nicr erreichbar. Die Arbeitsgeschwindigkeiten der ü1 igen Pressen liegen im allgemeinen verhältnismäßig niedrig und auch in der Leerlaufbewegung nurwenigüber den zulässigen Ge--schwindigkeiten für den eigentlichen Preßvorgang.
  • Die Steuerungen mit der direkten Beeinflussung des Arbeitskolbens haben weiterhin den Nachteil, daß :durch die Drosselung auch im Leerlaufvorgang hydraulische Leistung vernichtet .und die Presse dadurch unwirtschaftlich und die Preßflüssigkeit starkerwärmt wird.
  • Es ist ebenfalls bereits bekannt, mehrere synchron laufende Pumpen oder hydraulische Druckübersetzer zu verwenden. Bei diesen Anlagen wird der Kompressions- und Leckverlust, der bei ungleichmäßiger Belastung der Presse auftritt, nicht ausgeglichen. Es werden also auch hier zusätzliche Steuerungen für die Hauptzylinder notwendig. Der Vorzug gegenüber der Anwendung von Pressen mit einer Plumpe besteht darin, daß nur die durch Kompressions- und Leckverlust verursachten, Fehler, also kleine Abweichungen, auszugleichen sind.
  • Nach der Erfindung wird nun vorgeschlagen, eine Mehrzylinderpresse mit einer an sich bekannten hydraulischen Parallelführung der Kolben unter Verwendung von Ausgleichszylindern mit gekreuzten Leitungen, jedoch abweichend gegenüber der bisherigen Ausführung, unter Ausschaltung des durch einseitige Belastung hervorgerufenen Kompressionsfehlers zu betreiben. Die Anlage nach der Erfindung hat den, Vorteil, daß sie die Arbeite- und Leergangsgeschwindigkeiten der Pressen in keiner Weise beeinflußt, weil sie nicht auf die Hauptsteuerung einwirkt. Eine Verminderung :der Leistung des voreilenden Kolbens durch hydraulische Drosselung ist vermieden. Dabei wird in bekannter Weise die überschüssige Kraft des voreilenden Kolbens dem verzögerten Kolben zusätzlich zugeführt, so daß bei entsprechender Auslegung des Pressenrahmens die- gesamte Preßkraft unter einem Zylinder abzunehmen ist.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der in dien Ausgleichsräumen durch einseitige Kraftübertragung :eintretende Kompressionsfehler durch 'ein hydraulisches Schaltelement ausgeglichen wird., welches den Ausgleichsräumen, in denen die Kompression eintritt, zusätzlich Drucköl zuführt. Der Ausgleich kann von der gleichen Pumpe durchgeführt werden, die die Presse antreibt. Es kann aber auch eine besondere Steuerpumpe oder ein hydraulischer Akkumulator verwendet werden.
  • Der Steuerimpuls zum Ansprechen der hy&raulischen Ausgleichssteuerung kann in bekannter Weise auf verschiedene Arterzielt werden. Es ist möglich, ein Verstellgetriebe, bestehend aus Zahnstangen, Ritzeln und einem Differentialgetriebe mit Spindel und- Mutter, anzuwenden. An Stelle des Verstel.lgetriebes kann auch ein Parallelgestänge, ein Seilzug oder eine Waage zur Impulsgabe verwendet werden. Das Verstellgetriebe od. dkl. wird vom Pressenholm, vornehmlich von jedem Ende des Pressenholmes, beeinflußt.
  • Es ist ferner bei Pressen mit Parallelführung durch Ausgleichsräume bekannt, einte Schrägstellung des Pressenholmes durch Ändern des Zylinderinhalts der Ausgleichsräume herbeizuführen. Nach Abschluß der Ausgleichsraumpaare wird die gewählte Schrägstellung dann von der Presse gehalten. Auf diese Weise lassen sich besonders Abkantpressen zur Herstellung von Abkantungen mit verlaufenden Profilen verwenden.
  • Nach der Erfindung kann ohne zusätzliche Einrichtungen diese beliebige Schrägstellung des Prsssenholmes erreicht werden, indem ein Impulsgeber ausgeschaltet, ausgerastet oder unwirksam gemacht wird. Die hydraulische Ausgleichssteuerung spricht dann in der Weise an, daß der Zylinderinhalt der Ausgleichsräume so weit verändert wird, bis eine :gewünschte Schrägstellung erreicht ist. Der ausgeschaltete Impulsgeber kann dann wieder eingeschaltet werden, und bei starrer Verbindung der beiden Teile des Ausgleichsgestänges wind die einmal vorgewählte Schrägstellung dann unter Ausgleich des Kompressionsfehlers von der Presse gehalten.
  • Die Parallelführung nach .-der Erfindung kann außer auf Pressen selbstverständlich auch auf alle anderen- hydraulischen Systeme, in denen ähnliche Verhältnisse vorliegen, angewendet werden, z. B. Parallelführung von zwei Schleusentoren, Fischbauchklappen an Wehiren in Wasserhaltungsanlagen, Hebebühnen usw.
  • Will man die die Arbeitszylinder antreibende Hauptpumpe bzw. das von ihr beschickte Druckleitungsnetz zum Ausgleichen der Kompressionsfehler i:nd.enAusgleichszylinderräumenheranziehen, so müssen diese gegenüber den Querschnitten der Arbeitszylinder so bemessen sein, daß auch im ungünstigsten Falle der Flüssigkeitsdruck für die Hauptarbeitszylinder stets größer ist als der Flüssigkeitsdruck in dem unter Kompression stehenden Ausgleichsraum. Bei Anwendung einer Hilfspumpe kann der Druck im Hilfsnetz so hoch gewählt werden, wie es die heute bekannten technischen Mittel zulassen. Es braucht dann die Rücksicht in .der Bemessung der Querschnitte nicht genommen zu werden.
  • In der Zeichnung ist das Schema der Gleichl.aufsteuerung einer hydraulischen Zweizylinderpresse dargestellt, bei der wegen der großen Zylinderentfernung .ein Gleichlauf der Pressenkolben durch mechanische Hilfsmittel nicht zu erzielen ist.
  • Zur Erläuterung der Erfindung soll an der Zweizylinderpresse die übliche Arbeitsweise beschrieben werden: Die Kolben sind mehrstufig ausgeführt und so in die Zylinder eingebaut, daß sich dabei in jedem Zylinder die folgenden .hydraulischen, voneinander getrennten Räume ergeben: Die Zylind'erräum.e i und 2, die zur Erzeugung des normalen Preßdruckes dienen; die beiden, oberen Ausgleichsräume 5 und 6 sowie die beiden unteren Ausgleichsräume 7 und 8, die für die hydraulische Parallelführung erforderlich sind, und die Zylinderräume 3 und 4, die als Rückzugsräume dienen.
  • Für .die Presse ergibt sich, zunächst ohne Berücksichtigung der Parallelführung, folgende Arbeitsweise: i. Stillstand Die Magnete der Vorstewerung 9, io und i i sind stromlos. Die beiden Vorfüllventnle 12 und 13 an den Ölbehältern 14 und 15 sind geöffnet und stellen damit eine Verbindung zwischen den Behältern 14 und 15 und den Zylinderräumen i und 2 her. Der Hauptsteuerschieber 16 wird durch Federn 17 und 18 in seiner Mittellage gehalten. Die von der Arbeitspumpe i9 geförderte Betriebsflüssigkeit fließt durch Leitung 2o zum Haugtsteuerschieber 16 und durch Leitung 21, 22, Filter 23 und Leitung 24 in die Behälter 14 und z r: zurück. Die beiden Rückzugsleitungen 25 und 26 werden durch den Hauptsteuerschieber r6 abgesperrt, so daß die Presse durch die in den Rückzugsräumen 3 und 4 eingeschlossene Ölsäule in ihrer oberen Endlage gehalten wird. 2. Vordruck Der schnelle Niedergang der Pressenkolben 30 anal 3 i wird durch die Betätigung eines Druckknopfes ,eingeleitet. Der Magnet der Vorsteuerung io zieht an und leitet die von einer Hilfspumpe 27 geförderte Flüssigkeit auf den linken Steuerkolben des Hauptsteuerschiebers 16 und verstellt diesen so, daß die Rückzugsleitungen 25 und 26 mit der Abflußleitung 21 und die Pressendruckleitungen 28 und 29 mit der Pumpe i9 verbunden werden. Die Preßkolben 30 und 31 mit dem Holm 32 fallen durch ihr Eigengewicht nach unten. Die von der Pumpe i9 geförderte Flüssigkeit fließt über die noch geöffneten Vorfüllventile 12 und 13 in die oberen Zylinderräume i und 2, die sich gleichzeitig mit druckloser Flüssigkeit aus dien beiden Behältern 14 und 15 füllen.
  • 3. Preßgang Die Umschaltung- von Vordruck auf Pressen während des Niedergangs wird beispielsweise durch die Schaltleiste 33, die den Endschalter 34 drückt, durchgeführt. Dabei wird zunächst, der Magnet der Vorsteuerung io für einen Augenblick stromlos und bewirkt dadurch ein Zurückgehen des Hauptsteuerschiebers 16 durch die Feder 18 in die geschlossene Stellung und ein Zurückgehen der Geschwindigkeit der Teile 30, 31, 32 annähernd auf den Wert Null. Der Pressenholm 32 wird also abgefangen und setzt weich auf das Werkstück auf. Der Magnet der Vorsbeuerung io zieht infolge des überlaufens des Schalters 34 dann sofort wieder an, während gleichzeitig die Vorsteuerung 9 betätigt wird. Durch .die Vorsteuerung 9 werden die Vorfüllventile 12 und 13 geschlossen, so daß sich in den oberen Zylinderräumen i und, 2 der entsprechende Preßdruck aufbauen kann., weil die von der Pumpe i9 in den Leitungen 2,8 und 29 ankommende Flüssigkeitsmenge nicht mehr nach den Behältern 14 und 15. entweichen kann.. Am Ende des Preßhubes wird von der Schaltleiste 33 der Endschalter 35 angefahren, der den Preßgang ausschaltet und durch Einschalten der Vorsteuerung i i und Umsteuern des Schiebers 16 gegen Feder 17 nach links den Rückzug einleitet.
  • 4. Rückzug Die Magnete der Vorsteuerungen 9- und io werden stromlos, der Magnet für die Vorsteuerung i i zieht an, der Hauptsbeuerschieber 16 wird, wie oben bereits bemerkt, nach links verstellt, und die Rückzugsleitungen 25 und 26 werden mit der Pumpendruckleitung 2o verbunden. Gleichzeitig öffnen durch das Ausschalten der Vorsteneruug 9 die beiden Vorfiillventile 12 Und Toi und die PrcsIseridruckleitungen 2$ und 2@g werden mit der Rücklaufreitung 21 verbunden. Die Kolben 31 un' mit 30 Holm 32 fahren in ihre Ausgangslage zurück, bis der Endschalter 36 angefahren wird, der dien Magnet zur Vorsteuerung i i abschaltet und damit die Presse wieder auf Stillstand stellt.
  • Der Gleichlauf der Presse wird in bekannter Weise durch kreuzweise Verbindung dier Ausgleichsräume 5 und 8 über Leitung 37, 6 und 7 über Leitung 3,8 erreicht. Bewegt sich beispielsweise Kolben 3o nach unten, so wird das aus dem Zylinderraum 7 verdrängte Öl in den Zylinderraum 6 gedrückt und zwingt damit den Kolben 31, ebenfalls nach unten zu gehen. Gleichzeitig wird das aus dem Zylinderraum 8 verdrängte Öl in den Zylinderraum 5 gedrückt. Sieht man von der Kompressibilität des Öles und eventuellen Leckverlusten ab, so läßt sich allein durch diese Einrichtung ein einwandfreier Gleichlauf der Pressenkolben erzielen.
  • Praktisch ergeben sich jedoch bei ungleichmäßiger Belastung der Presse und damit der Kolben 30 und 31 infolge der Kompression meßbare und bei Anlagen mit großer Entfernung und großem Hub der Kolben 30 und 31 störende Fehler. Wird durch einseitige Belastung (Werkstück 39) der Presse einer der beiden Kolben, beispielsweise 31, abgefangen, während Kolben 3.o keinen Arbeitswiderstand findet, so bewegt sich der Kolben 30 so lange nach unten, bis die Betriebsflüssigkeit in den Räumen 7, 38, 6 so -weit komprimiert ist, daß sie der im Zylinderraum i entstehenden Preßkraft .die Waage hält. Der gesamte in diesem Zylinder i entstehende Druck wird jetzt über den; Ausgleichszylinderraum 6 des feststehenden Kolbens 31 auf diesen übertragen, so daß -der Kolben 3 i, der durch dien Arbeitswiderstand an der Bewegung gehindert wird, jetzt die doppelte Preßkraft bekommt.
  • Im Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zum Ausgleich des Fehlers, der durch die Kompression. in den Ausgleichsräumen entsteht, ein besonderes Ausgleichsgetriebe 40 vorgesehen. Dieses Ausgleichsgetriebe 4o, d ias mit zwei Zahnstangen- 41 und 42 über- Wellen 43', 43" und 44 zusammenarbeitet, gibt bei einer geringen Schrägstellung einen Steuerimpuls auf einen Ausgleichssteuersohieber 45. Dieser verstellt sich dann so, daß er jeweils die Verbindungsleitung (im Beispiel 38) der unter Kompression stehenden Räume (im Beispiel 7 tind 6) des verzögerten Kolbens 31 und des voreilenden Kolbens 30 mit :der Pumpendruckieitung 2o über die Leitungen 46, 47 verbindet. Dadurch wird den entsprechenden Ausgleichsräumen 7 und 6 zusätzliches Drucköl zugeführt. Da gleichzeitig die Verbindungsleitung 37 zwischen den Ausgleichsräumen 5 und' 8 über die Leitung 48, den Ausgleichssteuerschieber _45 und die Leitung 49. mit der Leitung 24 und den Behältern 14 und 15 verbunden. wird, tritt ein Ausgleich .des Kompressionsfehlers ein, und dler Gleichlauf der Presse wird wiederhergestellt. Befindet sich die Presse genau im Gleichlauf, dann hat die Steuerung 41, 42, 43, 4'4, 40 den Ausgleichsstenerschieber 45 wieder :geschlossen.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil @clieser hydraulischem Parallelführung ist dlie Möglichkeit, durch Ausrasten einer Kupplung 5o dem Press:enquerhauPt 32 von vornherein eine gewisse Schrägstellung zu geben. Zu diesem Zweck wird die Kupplung 5o gelöst und dann die Welle 43" um einen gewissen Betrag verdreht, während die Wellen 43' und 44 fest stehenbleiben. Bei diesem Verdrehen der Welle q:3" verschiebt .sich über das Ausgleichsgetriebe 4o der Kolben des Steuerschiebers 4'5. Nach Wiedemeinrasten der Kupplung 5o und Einschalten der Pumpen 19 und 27 nimmt dann Holm 32 eine Schräglage ein, die beibehalten wind, und zwar mit derselben Genauigkeit, wie vorher die Parallelführung der Kolben 30 und. V auf gleicher Höhe erfolgte. So lassen sich besonders bei Abkantpressen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in einfacher Weise Schrägstellungen herbeiführen. und. die Abkantung von verlaufenden Profilen durchführen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrzylinderpresse mit hydraulisoh.er Gleichlaufvorrichtung für die Antriebskolben, durch doppeltwirkende Gleichlaufkolben, die in Zylindern angeordnet sind, deren Zylinderräume durch je ein hydraulisches Gestänge kreuzweise miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch eine hydraulische Steutrung (45) zum Ausgleich des beim Zusammend',rücken. eines der Gestänge entstehenden Gleichlauffehlers, durch welche jeweils demjenigen Zylinderraumpaar (6 und "7 bzw. 5 und 8), das den Raum vor dem voreilenden Gleichlaufkolben enthält, eine. der Cestängeverkürzung entsprechende Druckflüssigkeitsmenge zuführbar ist, wobei die Steuerung (45) in, bekannter Weise durch eine auf den Gl:eichlauffehler ansprechende Stellvorrichtung (40, 41, 42, 43', 43", 44) fehlerabhängig verstellbar ist.
  2. 2. Mehrzylinderpresse nach Anspruch i, gekennzeichnet :durch ein an zwei Punkten am Preßbalken, vorzugsweise an dessen Enden, angreifendes Verstellgetriebe, Parallelgestänge, Birnen Seilzug, eine Kontaktwaage od. dgl. als Stellvorrichtung.
  3. 3. Mehrzylinderpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen einer Preßbalkenschräglage durch Zusammenwirken der Ausgleichssteuerung (45) mit der einem Angriffspunkt entsprechenden Seite (42 44) der Stellvorrichtung, deren andere Seite (4i, 43') ausschaltbar ist. - In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften: 685 873, 409 591 USA.-Patentschriften Nr. 2 484 908, 2 3o2132; britische Patentschrift Nr. 564 727.
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