EP0510506B1 - Mechanisch-hydraulische Presse - Google Patents

Mechanisch-hydraulische Presse Download PDF

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EP0510506B1
EP0510506B1 EP92106507A EP92106507A EP0510506B1 EP 0510506 B1 EP0510506 B1 EP 0510506B1 EP 92106507 A EP92106507 A EP 92106507A EP 92106507 A EP92106507 A EP 92106507A EP 0510506 B1 EP0510506 B1 EP 0510506B1
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EP
European Patent Office
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press
ram
cylinder
frame
piston
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EP92106507A
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English (en)
French (fr)
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EP0510506A2 (de
EP0510506A3 (en
Inventor
Klaus Siegert
Eckart Dannenmann
Rolf Kellenbenz
Alfred Bareis
Horst Pfisterer
Hartmut Hoffmann
Werner Fritz
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L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/265—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks using a fluid connecting unit between drive shaft and press ram
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/007—Means for maintaining the press table, the press platen or the press ram against tilting or deflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/281—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices
    • B30B15/284—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices releasing fluid from a fluid chamber subjected to overload pressure

Definitions

  • the invention relates to a mechanical-hydraulic press which has an outer plunger guided in the frame, which can be driven away in the working direction of the press by means of a crank mechanism with an eccentric shaft mounted in the frame, and which is provided with an inner plunger guided in the outer plunger by means of at least one hydraulic cylinder-piston unit connected between the outer tappet and the inner tappet, independently of the crank mechanism relative to the outer tappet, can also be driven in the working direction of the press and actuated in the opposite direction, at least one pairing of a tool attached to the inner tappet and one interacting with it, counter tool arranged fixed to the frame is provided.
  • Such a press intended for briquetting masses is known from DE-OS 31 47 279.
  • the provided double-acting cylinder-piston unit serves on the one hand as an overload protection and on the other hand for adjusting the immersion depth of the ram-shaped inner plunger in the associated counter tool even during the operation of the press.
  • crank-driven presses with single-acting cylinder-piston units inserted between the articulation point of the connecting rod and the tappet are known, the latter permitting further effects beyond the mere effect of overload protection.
  • DE-OS 16 27 941 it is a matter of connecting an additional container to the cylinder space of the cylinder-piston unit, as a result of which an increased compression travel of the piston in the cylinder-piston unit is achieved, so that the increase in pressure is limited in the cylinder until the pressure relief device responds with the crank mechanism still running.
  • a major disadvantage of the known press mentioned at the outset is that the control of the double-acting cylinder-piston unit provided there is relatively sluggish because of the need to use 3-way valves and therefore for use in high-speed presses, in particular when steering - or control processes are to be carried out during the stroke, is not very suitable.
  • the object of the invention is therefore to design a mechanical-hydraulic press of the type mentioned at the outset as a high-speed press that can be used universally for various machining processes.
  • the invention is based on the knowledge that single-acting cylinder-piston units can be controlled or regulated by means of valves with a higher response speed, so that interventions are also possible during the stroke.
  • the invention accordingly consists in that between the outer ram and the inner ram at least two cylinder-piston units arranged only in the working direction and arranged symmetrically to their common central plane and at least one only in the common central plane or symmetrical to this acting in the opposite direction, further cylinder-piston unit are provided.
  • Particularly sensitive control or regulation interventions can be achieved in that at least the control of the cylinder-piston units acting in the working direction contains at least one proportional valve.
  • the guides of the outer tappet in the frame extend into the region of the working space of the press between the inner tappet and the press table fixed to the frame and via the guides of the Extend inner plunger in the outer plunger.
  • the press according to the invention offers the following options in particular, so that the specified advantageous effects can be achieved.
  • the cylinder-piston units acting in the working direction can also take over the function of a hydraulic overload protection.
  • the stroke of all cylinder-piston units can be chosen so large that even in the event of an emergency stop of the press, by braking the eccentric shaft, the stroke of the cylinder-piston units is sufficient to cover the remaining stroke until the crank mechanism comes to a standstill of the outer plunger when the inner plunger is at a standstill.
  • the cylinder-piston unit (s) acting in the opposite direction to the working direction serve to retract the inner plunger in the direction of the outer plunger.
  • a control or regulation is normally not necessary for this, but an adjustability of the generated force is.
  • the frame of the press consists of a press table 1, side stands 2 and a head piece 3. On the press table 1, a platen 4 is arranged. An eccentric shaft 5 is mounted in the head piece 3. A flywheel 6 is mounted on the eccentric shaft 5 and can be driven by a motor 7 via a belt drive 8. The eccentric shaft 5 can be connected and braked to the flywheel 6 via a clutch / brake combination 9.
  • the eccentric shaft 5 is provided with two eccentrics 10, on each of which a connecting rod 11 is mounted. Each connecting rod 11 is mounted at the other end with the interposition of a tappet height adjustment device 12 in an outer tappet 13, which can be moved up and down in the frame via guides 14 fastened to the side stands 2.
  • Further guides 15 are provided in the outer plunger 13 for an inner plunger 16 that can be moved up and down relative to the latter.
  • a cylinder is worked into the inner plunger 16 symmetrically to the center plane.
  • These cylinders together with the associated pistons movable in the cylinders and fastened to the outer tappet 13 in the working direction acting cylinder-piston units 17.
  • a further cylinder-piston unit 18 is arranged between the two plungers 13, 16, but only in the opposite direction to the working direction. Pressure medium lines, valves and other control elements required to actuate the cylinder-piston units 17, 18 are only partially indicated in the drawing.
  • a working space 19 of the press is formed, in which, on the inner plunger 16, on the one hand, and the platen 4, on the other hand, cooperating tools, not shown, are arranged in the drawing.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanisch-hydraulische Presse, die einen in dem Gestell geführten Außenstößel aufweist, der mittels eines Kurbeltriebes mit im Gestell gelagerter Exzenterwelle weggebunden in Arbeitsrichtung der Presse antreibbar ist, und die mit eine in dem Außenstößel geführten Innenstößel versehen ist, der mittels mindestens einer zwischen Außenstößel und Innenstößel eingeschalteten hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit unabhängig von dem Kurbeltrieb gegenüber dem Außenstößel ebenfalls in Arbeitsrichtung der Presse antreibbar und in entgegengesetzter Richtung betätigbar ist, wobei mindestens eine Paarung eines an dem Innenstößel befestigten Werkzeuges und eines mit diese zusammenwirkenden, gestellfest angeordneten Gegenwerkzeuges vorgesehen ist.
  • Eine derartige, zum Brikettieren von Massen bestimmte Presse ist aus der DE-OS 31 47 279 bekannt. Dort dient die vorgesehene, doppeltwirkende Zylinder-Kolben-Einheit einerseits als Überlastsicherung und andererseits zum Einstellen der Eintauchtiefe des stempelförmigen Innenstößels in das zugeordnete Gegenwerkzeug auch während des Betriebes der Presse.
  • Ferner ist eine ähnliche mechanisch-hydraulische Presse aus der DE-PS 409 075 bekannt, bei der jedoch die vorgesehene Zylinder-Kolben-Einheit nur einfachwirkend ausgestaltet ist. Dort soll die Zylinder-Kolben-Einheit einerseits als Überlastsicherung dienen und es andererseits ermöglichen, den Arbeitsweg des Innenstößels verschiedenen Abmessungen der Werkstücke anzupassen. Außerdem bietet diese bekannte Presse die Möglichkeit, die Presse nach Bedarf mehr schlagend oder mehr nur drückend arbeiten zu lassen.
  • Schließlich sind kurbelgetriebene Pressen mit zwischen dem Anlenkpunkt des Pleuels und dem Stößel eingefügten einfachwirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten bekannt, wobei letztere über die reine Wirkung als Überlastsicherung hinaus noch weitere Wirkungen ermöglichen. Gemaß DE-OS 16 27 941 handelt es sich dabei darum, daß an den Zylinderraum der Zylinder-Kolben-Einheit ein Zusatzbehälter angeschlossen ist, wodurch ein vergrößerter Kompressionsweg des Kolbens in der Zylinder-Kolben-Einheit erzielt wird, so daß der Anstieg des Druckes in dem Zylinder bis zu einem Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung bei noch weiterlaufendem Kurbeltrieb begrenzt wird. Gemäß DE-PS 675 854 handelt es sich dabei darum, daß der Auslösedruck der Zylinder-Kolben-Einheit auf verschiedene Werte eingestellt werden kann mit der Wirkung, daß bei der einen Einstellung (niedrigerer Druck) der Stößelweg für eine Vorbearbeitung durch den Bearbeitungswiderstand verkürzt wird und bei der anderen Einstellung (höherer Druck) der volle Stößelweg für eine Fertigbearbeitung durchlaufen wird.
  • Ein wesentlicher Nachteil der eingangs genannten, bekannten Presse besteht darin, daß die Steuerung der dort vorgesehenen, doppeltwirkenden Zylinder-Kolben-Einheit wegen der Notwendigkeit der Verwendung von 3-Wege-Ventilen relativ träge und daher für den Einsatz bei schnellaufenden Pressen, insbesondere wenn Steuer- oder Regelvorgänge während des Hubes durchgeführt werden sollen, wenig geeignet ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine mechanisch-hydraulische Presse der eingangs genannten Art als universell für verschiedene Bearbeitungsvorgänge einsetzbare, schnellaufende Presse auszugestalten. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß einfachwirkende Zylinder-Kolben-Einheiten mittels Ventilen höherer Ansprechgeschwindigkeit steuer- oder regelbar sind, so daß Eingriffe auch während des Hubes möglich werden.
  • Bei einer Presse der eingangs genannten Art besteht die Erfindung demgemäß darin, daß zwischen Außenstößel und Innenstößel mindestens zwei symmetrisch zu deren gemeinsamer Mittelebene angeordnete nur in Arbeitsrichtung wirkende Zylinder-Kolben-Einheiten und in der gemeinsamen Mittelebene oder symmetrisch zu dieser mindestens eine nur in entgegengesetzter Richtung wirkende, weitere Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen sind.
  • Besonders feinfühlige Steuer- oder Regeleingriffe lassen sich dadurch erzielen, daß mindestens die Steuerung der in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten wenigstens ein Proportionalventil enthält.
  • Um den bei solchen Pressen mit Außenstößel und Innenstößel besonders hohen Anforderungen an die Führungsgenauigkeit entsprechen zu können, wird weiter vorgeschlagen, daß die Führungen des Außenstößels in dem Gestell sich bis in den Bereich des Arbeitsraumes der Presse zwischen Innenstößel und gestellfestem Pressentisch und über die Führungen des Innenstößels in dem Außenstößel hinaus erstrecken.
  • Die Presse nach der Erfindung bietet insbesondere folgende Möglichkeiten, so daß die angegebenen vorteilhaften Wirkungen erzielt werden können.
  • Die in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten können zusätzlich die Funktion einer hydraulischen Überlastsicherung übernehmen. Dabei kann zusätzlich der Hub aller Zylinder-Kolben-Einheiten so groß gewählt werden, daß auch im Falle eines Not-Haltes der Presse durch Abbremsen der Exzenterwelle der Hub der Zylinder-Kolben-Einheiten ausreicht, um den bis zum Stillstand des Kurbeltriebes auftretenden restlichen Hub des Außenstößels bei Stillstand des Innenstößels aufzunehmen.
  • Wie auch schon bei der Presse nach der DE-PS 409 075 ist bei der Presse nach der Erfindung die Bewegung des an dem Innenstößel befestigten Werkzeuges relativ zu dem auf dem Pressentisch befestigten Gegenwerkzeug nach Weg und Zeit die resultierende Bewegung aus den Teilbewugungen, die der Kurbeltrieb und die in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten erforderlichenfalls gleichzeitig erzeugen. Durch gegebenenfalls programmierbare Steuerung der in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten lassen sich insbesondere folgende Möglichkeiten realisieren.
    • a) Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit der Bewegung des Innenstößels entsprechend dem durchzuführenden Umformprozeß.
    • b) Aufsetzen des an dem Innenstößel befestigten Werkzeuges auf das auf dem Pressentisch befestigte Gegenwerkzeug mit darauf befindlichem Werkstück mit einer Geschwindigkeit nahe "0".
    • c) Über den unteren (vorderen) Totpunkt des Kurbeltriebes hinausgehende, durch die in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten bewirkte Bewegung des Innenstößels für einen zusätzlichen Bearbeitungsvorgang, z.B. Prägen.
    • d) Separate Steuerung oder Regelung der einzelnen, in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten zum Zwecke des Ausgleichs von Kippungen des Innenstößels.
  • Die in entgegengesetzter Richtung zu der Arbeitsrichtung wirkende (n) Zylinder-Kolben-Einheit(en) dient (dienen) dem Rückzug des Innenstößels in Richtung auf den Außenstößel. Eine Steuerung oder Regelung ist hierfür normalerweise nicht erforderlich, wohl aber eine Einstellbarkeit der erzeugten Kraft.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer stehenden mechanisch-hydraulischen Presse nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
    • Fig. 1
    teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen zentralen Längsschnitt,
    Fig. 2
    einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1.
  • Das Gestell der Presse besteht aus einem Pressentisch 1, Seitenständern 2 und einem Kopfstück 3. Auf dem Pressentisch 1 ist eine Werkzeugaufspannplatte 4 angeordnet. In dem Kopfstück 3 ist eine Exzenterwelle 5 gelagert. Auf der Exzenterwelle 5 ist ein Schwungrad 6 gelagert, das von einem Motor 7 über einen Riementrieb 8 antreibbar ist. Die Exzenterwelle 5 ist über eine Kupplungs-Brems-Kombination 9 mit dem Schwungrad 6 verbindbar und abbremsbar. Die Exzenterwelle 5 ist mit zwei Exzentern 10 versehen, auf denen je ein Pleuel 11 gelagert ist. Jedes Pleuel 11 ist anderenends unter Zwischenschaltung einer Stößelhöhenverstelleinrichtung 12 in einem Außenstößel 13 gelagert, der über an den Seitenständern 2 befestigte Führungen 14 in dem Gestell auf- und abbewegbar ist. Weitere Führungen 15 sind in dem Außenstößel 13 für einen gegenüber diesem auf- und abbewegbaren Innenstößel 16 vorgesehen. Beiderseits einer gemeinsamen Mittelebene (Linie II - II) beider Stößel 13, 16 ist symmetrisch zu der Mittelebene in den Innenstößel 16 je ein Zylinder eingearbeitet. Diese Zylinder bilden zusammen mit den zugehörigen, in den Zylindern bewegbaren und an dem Außenstößel 13 befestigten Kolben in Arbeitsrichtung wirkende Zylinder-Kolben-Einheiten 17. In der Mittelebene ist eine weitere, zwischen beiden Stößeln 13, 16 jedoch nur in zu der Arbeitsrichtung entgegengesetzter Richtung wirkende Zylinder-Kolben-Einheit 18 angeordnet. Zur Betätigung der Zylinder-Kolben-Einheiten 17, 18 erforderliche Druckmittelleitungen sowie Ventile und sonstige Steuerorgane sind in der Zeichnung nur teilweise angedeutet. Zwischen dem Innenstößel 16 und der Werkzeugaufspannplatte 4 ist ein Arbeitsraum 19 der Presse gebildet, in dem an dem Innenstößel 16 einerseits und der Werkzeugaufspannplatte 4 andererseits in der Zeichnung nicht dergestellte, zusammanwirkende Werkzeuge angeordnet sind.

Claims (3)

  1. Mechanisch-hydraulische Presse, die einen in dem Gestell (1, 2, 3) geführten Außenstöße (13) aufweist, der mittels eines Kurbeltriebes (8) mit im Gestell gelagerten Exzenterwelle (5) weggebunden in Arbeitsrichtung der Presse antreibbar ist, und die mit einem in dem Außenstößel (13) geführten Innenstößel (16) versehen ist, der mittels mindestens einer zwischen Außenstößel und Innenstößel eingeschalteten hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit unabhängig (17, 18) von dem Kurbeltrieb (8) gegenüber dem Außenstößel (13) ebenfalls in Arbeitsrichtung der Presse antreibbar und in entgegengesetzter Richtung betätigbar ist, wobei mindestens eine Paarung eines an dem Innenstößel (16) befestigten Werkzeuges und eines mit diesem zusammenwirkenden, gestellfest angeordneten Gegenwerkzeuges vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenstößel (13) und Innenstößel (16) mindestens zwei symmetrisch zu deren gemeinsamer Mittelebene (II - II) angeordnete nur in Arbeitsrichtung wirkende Zylinder-Kolben-Einheiten (17) und in der gemeinsamen Mittelebene (II - II) oder symmetrisch zu dieser mindestens eine nur in entgegengesetzter Richtung wirkende, weitere Zylinder-Kolben-Einheit (18) vorgesehen sind.
  2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Steuerung der in Arbeitsrichtung wirkenden Zylinder-Kolben-Einheiten (17) wenigstens ein Proportionalventil enthält.
  3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (14) des Außenstößels (13) in dem Gestell (1, 2, 3) sich bis in den -reich des Arbeitsraumes (19) der Presse zwischen Innenstößel (16) und gestellfestem Pressentisch (1) und über die Führungen (15) des Innenstößels (16) in dem Außenstößel (13) hinaus erstrekken.
EP92106507A 1991-04-20 1992-04-15 Mechanisch-hydraulische Presse Expired - Lifetime EP0510506B1 (de)

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EP0510506A2 EP0510506A2 (de) 1992-10-28
EP0510506A3 EP0510506A3 (en) 1993-03-31
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ES2069925T3 (es) 1995-05-16
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