EP0716916B1 - Verfahren zum lärm- und stossarmen Angleichen des Ober- und Unterwerkzeuges von mechanischen Pressen und Stösselantrieb mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum lärm- und stossarmen Angleichen des Ober- und Unterwerkzeuges von mechanischen Pressen und Stösselantrieb mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDFInfo
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- 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
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- B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
Definitions
- the invention relates to a method for noise and Low impact adjustment of the upper and lower tools from mechanical seizures, in particular presses for forming Sheet metal parts with high stroke rates according to the generic term of Claim 1.
- the invention is also a Ram drive for mechanical presses with one device to carry out the above Process with the characteristics of Preamble of claim 4.
- DD 279 639 A1 and DD 295 798 A5 are two solutions known in which the adjustment process is controlled by Lift cylinder between the pressure points and the tappet are arranged, was realized.
- the object of the invention is a method and To propose establishment, after which with simple means and high efficiency of the adjustment process when closing of the tool is safely mastered.
- a plunger drive with a device for the implementation of the method according to claims 1 or 2 is in claim 4 described.
- Claims 5 to 7 contain further advantageous Embodiments of the device according to claim 4.
- the alignment process is divided into two areas - in the braking and acceleration process. If the process and die cushion forces are negligible, so become the same size for braking and accelerating Paths provided, i.e. half the relative stroke.
- the following can be used to influence the braking process in a targeted manner model considerations are used as a basis.
- the dominant variable when braking is the kinetic energy of the Plunger by the plunger mass and the current Ram speed is marked.
- the pestle will opposed to a defined force during braking (Pressure of the hydraulic oil in the pressure oil reservoir) and The kinetic energy is largely via the braking distance converted into potential energy (spring tension work). Flow-related losses occur.
- the Ram movement can be simplified using the equation of motion a weakly damped, vibratory Describe 2nd order systems.
- the solution to the differential equation is the relative path, which the tappet travels in the direction of the pressure point.
- At Initiation of the braking process is the tappet from the drive "uncoupled” and slows down its speed until the desired impact speed has been reached.
- Dependence on the braking force becomes a certain one Braking distance covered.
- the braking distance and the braking speed are a function of time and the Braking force can be represented as an equation system.
- the solution of the Equation system gives the required braking force and the associated braking time that the plunger needs to reach the desired impact speed after half To achieve relative path. This allows the crank angle specify at the time of impact.
- the starting point e.g. by cams
- the acceleration process is initiated immediately after touchdown. Pose with the acceleration the circuit-related constraints on.
- the plunger takes on the premise of Equal area of brake and pressure point cylinders Half of the current drive speed. So that is the inner stop reached.
- the adjustment process is not carried out by setting the Braking force and the coordinated triggering of the Braking process made, but the adjustment process through the target function specification and control with the Steady valve 10 "forced" on the hybrid drive. Since the Hybrid drive between two opposite, hydraulic Forces is clamped, the adjustment process with constantly acting braking force through discharge control affect the oil from the pressure point cylinders. The braking energy must be greater than that by Press stroke number certain kinetic energy of the ram be and results from the movement characteristics of the Alignment process. For energy reasons, it makes sense to adjust the braking force to the changing number of press strokes. The duration of the entire alignment process is depending on the number of press strokes and also on the desired impact speed.
- any movement functions of the Specify rest-in-rest kinematics for the hybrid drive In principle, any movement functions of the Specify rest-in-rest kinematics for the hybrid drive.
- the at Accelerate against the die cushion and die cushion Process forces influence the alignment process not as long as the pressure in the pressure point cylinders has not yet reached its limit.
- the check valve is activated when the press coupling is switched on 11 unlocked so that under the preload of the pressure oil reservoir 8, the short-stroke pistons 1 spread before the plunger 4 closes with the upper tool. Locking the valve 5 causes a rapid braking of the Tappet 4 by removing the oil from the upper spaces of the Brake cylinder 3 is displaced into the pressure oil reservoir 8. At the same time, the short-stroke pistons 1a push the oil into the lower spaces of the brake cylinder 3. If necessary, oil from the Pressure oil reservoir 7 sucked in via the check valve 6.
- the tappet 4 sets at a significantly reduced speed with the upper tool on the board 19.
- the rest of the oil the pressure point cylinders 1a become the lower rooms the brake cylinder 3 pressed.
- the stroke of the short-stroke pistons 1a represents the adjustment path, which the plunger 4 needs to hit the impact speed slowed down and after putting on the Board 19 to be accelerated again.
- This approximation is composed of the braking distance and the acceleration distance together.
- the ratio of braking distance to acceleration distance is 1: 1 if no external forces act on the plunger 4, while this is accelerating.
- the control process it provides for the process and acting on the plunger 4 Pillow forces by changing the relationship of braking and acceleration distance to be taken into account.
- the area of the short-stroke pistons 1a depends on the maximum Accelerating force that the plunger 4 at a certain Can apply maximum pressure.
- the housing of the brake cylinder 3 are fixed with the plunger 4 connected. So that all elements of the hydraulic Circuit arranged in or on the plunger 4, so that none flexible hydraulic lines are required hydraulic connections between fixed and manufacture moving parts of the press.
- the piston rods 2 the brake cylinder 3 are fixed at least at one end connected to the press frame.
- the brake cylinder 3 must be designed as a synchronous cylinder, since both Cylinder chambers are shorted together when the Adjustment process does not take place. Is the piston area of the Piston of the brake cylinder 3 equal to the area of the Short stroke piston 1a, the speed of the tappet 4 at the end of the alignment process half the size of the current one Connecting rod speed. At this speed the inner stop is reached. This velocity can be reduced by the area of the Piston of the brake cylinder 3 is dimensioned smaller than that the short-stroke piston 1a of the pressure points. From energetic However, reasons should be striven for equal area.
- This seat valve interrupts the short circuit between Cylinder top and bottom of the brake cylinder 3 during of the entire alignment process. It conducts with his Activate the braking process and must at the end of Acceleration process when the oil volume from the Pressure point cylinders 1 displaced into the brake cylinder 3 was reactivated. This happens at a Overfilling the pressure oil reservoir 8 and spraying the excess oil through the accumulator safety valve avoid.
- the oil comes out of the upper ones during braking Broaching the brake cylinder 3 in the pressure oil reservoir 8. At the same time, for the lower rooms Brake cylinder 3 a volume requirement, which via the check valve 6 is covered by the pressure oil reservoir 7.
- the Check valve 6 prevents backflow of the for the pressure point cylinder 1 determined amount of oil in the Pressure oil accumulator 7 when the "spreading" of the hydraulic drive is initiated.
- the pressure oil reservoir 7 designed as a piston accumulator serves as an "oil reservoir” for the entire hydraulic circuit of the Hydraulic drive and covers that during the alignment process occurring volume requirement.
- the pressure oil reservoir 7 is biased so far that the briefly occurring large volume flows do not lead to negative pressure in the system to lead.
- the pressure oil reservoir 8 designed as a bladder accumulator is pre-tensioned so far that the in it prevailing pressure causes the required braking force. He takes out the amount of oil during the adjustment process the brake cylinders 3 is displaced and gives this amount of oil when "spreading" the hydraulic drive to the pressure point cylinder 1 off again. Are the surfaces of the pistons the Brake cylinder 3 is the same as that of the short-stroke piston Pressure oil reservoir 8 via the pump no additional oil be fed.
- the pressure relief valve 9 is preferably as Continuous valve runs and serves within one Storage charge control in addition to the setting of the required brake pressure. Is the pressure oil reservoir 8 on filled the required amount, the pump is on pressureless circulation.
- the unlockable check valve 11 is activated when the drawing process is complete and the plunger 4 again must be brought into its starting position. That is, the Pressure point cylinders (1) are refilled by via the unlockable check valve 11 with the Pressure oil reservoir 8 are connected.
- the braking process takes place of the plunger 4 with the upper tool analogous to the circuit arrangement 2 with the check valve 11 open.
- This unlockable check valve 11 is also during of the acceleration process first opened. It will closed before the short-stroke piston 1a the end position achieved.
- the continuous valve 10 acts until it stops the short-stroke piston 1a as a damping valve.
- the Balancing device designed to be controllable and brakes the plunger 4 to the required waypoint and with sufficient intensity after decoupling the power flow temporarily in the pressure points. This is between the balancing cylinder 13 and the surge tank 14 at least one valve 15 is arranged. At the pressure room of the Balancing cylinders 13 are on the one hand to avoid impermissible pressures pressure relief valves 16 and the other at least one check valve 17 for prevention a vacuum installed.
- the short-stroke pistons 1a can cover their stroke if that Oil trapped in the pressure point cylinders 1 via the Switching or continuous valve 18 in the pressure oil reservoir 7 is pressed.
- the plunger 4 By initiating the stroke via the drive, not shown the plunger 4 goes into the closed position with the upper tool. Depending on the crank angle, the valve becomes 15 in Locked position switched so that there is an increased Pressure increase in the pressure chamber of the balancing cylinder 13 sets. This also increases the hydraulic pressure in the pressure point cylinders 1, since the valve 18 is also is in the locked position. Before the upper tool on the Board 19 hits, the valve 18 is dependent on the crank angle open. The increased balancing power is able the plunger 4 to brake effectively, the drive via the Short-stroke piston 1a the pressure oil from the pressure point cylinders 1 presses into the pressure oil reservoir 7 via the valve 18. The The signal is given so that the stroke of the short-stroke piston 1a has not yet been completed before the upper tool Board 19 reached. As a result of the tappet braking progressive tappet movement reduces Impact speed clearly.
- the piston rods 24 can be coupled with the plunger 4 or through Adjustment spindles, not shown here, acted upon become.
- the working cylinder 23 can on the lower Tool carrier, the machine table, in the side stand or be arranged on the head piece 27.
- the continuous valve 25 is activated via control cam so that the upper tool on the circuit board 19 hits before the short-stroke piston 1a its stroke have traveled. Once the stroke has been completed, the Pressure chamber of the working cylinder 23 are depressurized. About the check valve 26, the pressure chamber during the Run-up of the tappet 4 filled again, so that the piston rods 24 reach their starting position.
- this is Housing of the brake cylinder 3 mounted on the plunger 4, the Piston rod is articulated on the head piece 27.
- the valve 5 is open and the volume deficit is canceled by means of expansion tank 28.
- the expansion tank 28 is biased.
- a Pressure relief valve 29 secures the rod side Pressure chamber of the brake cylinder 3 against impermissible Operating pressures.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
Description
- Nocken zum Einschalten und Ausschalten des Bremsvorgangs,
- Nocken zur Einleitung und Beendigung des Beschleunigungsvorgangs,
- Drucksollwert für den Druckölspeicher zur Einstellung der erforderlichen Bremskraft.
- Nocken zum Ein- und Ausschalten des Bremsvorgangs,
- Drucksollwert für den Druckölspeicher zur Einstellung der Bremskraft,
- Sollwert für das Stetigventil zur Regelung der Angleichgeschwindigkeit.
- Fig. 1:
- den Verfahrensablauf zur Ermittlung der optimalen Einstellparameter als Blockschaltbild,
- Fig. 2:
- eine Einrichtung zum Bremsen und Beschleunigen durch reversierbare Energiewandlung,
- Fig. 3:
- eine Einrichtung zum Bremsen und Beschleunigen durch Verdrängersteuerung über ein Stetigventil und die
- Fig. 4-6:
- weitere Varianten für die Ausgestaltung des Stößelantriebes.
Claims (7)
- Verfahren zum lärm- und stoßarmen Angleichen des Ober- und Unterwerkzeuges von mechanischen Pressen, bei dem die durch den Kurbel- oder Exzenterantrieb erzeugte sinusförmige Bewegungscharakteristik während bestimmter Phasen des Stößelhubes - vorzugsweise kurz vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeuges auf die Platine (den Blechhalter) - durch eine mittels zusätzlicher, in Abhängigkeit vom Stößelweg oder Kurbelwinkel der Presse steuerbarer hydraulischer Arbeitszylinder erzeugte, der Bewegung des Kurbel- bzw. Exzenterantriebes entgegengerichtete Relativbewegung überlagert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß mana) kurz vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeuges auf das Blechteil zur Erzeugung einer der Stößelbewegung entgegengerichteten Bremskraft aus mindestens einem zwischen Stößel (4) und Pressengestell (Tisch, Pressenständer, Werkzeugträger oder Kopfstück) angeordneten Bremszylinder (3) den Druckluftablaß bzw. den Druckölabfluß absperrt bzw. verzögert oder den Bremszylinder (3) mit einem Druckölspeicher (8) verbindet,b) den Druckölabfluß aus den in jedem Druckpunkt zwischen Pleuelstange und Stößel (4) vorgesehenen hydraulischen Druckpunktzylindern (1) - ggf. über Ventile - bewirkt, in-dem das in den Druckpunktzylindern (1) befindliche Drucköl durch die weitere Abwärtsbewegung der Pleuelstangen bei abgebremsten Stößel (4) in einen Druckölspeicher (8) oder zumindest teilweise in den unteren Zylinderraum des Bremszylinders bzw. der Bremszylinder (3) verdrängt wird,c) nach Beendigung des Angleichvorganges den Bremszylinder bzw. die Bremszylinder (3) durch Umschalten der Ventile druckentlastet undd) während des Stößelrückhubes durch Druckbeaufschlagung der Kurzhubkolben (1a) der Druckpunktzylinder (1) oder durch das Aufbringen einer der Stößelbewegung entgegengerichteten Kraft mittels der Bremszylinder (3) den Kurzhubkolben (1a) wieder in die Ausgangslage bringt. - Verfahren zum lärm- und stoßarmen Angleichen des Ober- und Unterwerkzeuges von mechanischen Pressen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mana) den Angleichvorgang in einen Bremsvorgang - bei dem die Stößelgeschwindigkeit relativ zur Pleuelstangengeschwindigkeit vermindert wird - und einen Beschleunigungsvorgang - bei dem die Stößelgeschwindigkeit der Pleuelstangengeschwindigkeit wieder angenähert wird - aufteilt, wobei manb) das Verhältnis von Bremsweg und Beschleunigungsweg so einstellt, daß der Bremsweg und der Beschleunigungsweg jeweils ca. der Hälfte des Hubweges des Kurzhubkolbens (1a) entspricht und der Bremsvorgang vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeuges auf die Platine (19) beendet ist, undc) nach dem Aufsetzen des Werkzeuges auf die Platine (19) - zur Beschleunigung des Stößels (4) einschließlich des Blechhalters mit den wirkverbundenen Elementen des Ziehkissens auf Angleichgeschwindigkeit und den Druckaufbau im Ziehkissen - mittels schalt- oder steuerbarer Ventile den weiteren Ölablauf aus den Druckpunktzylindern (1) verzögert, wobei der Beschleunigungsvorgang abgeschlossen ist, wenn der Kurzhubkolben (1a) seinen Hubweg vollständig zurückgelegt hat. - Verfahren zur Ermittlung der optimalen Einstellparameter zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2,
gekennzeichnet durch die Abarbeitung der folgenden Verfahrensschritte, wobei einzelne Schritte in der Reihenfolge austauschbar sind:a) Vorgabe der Bremskraft, der aktuellen Ziehtiefe, des Verhältnisses von Bremsweg zu Beschleunigungsweg und der geforderten Auftreffgeschwindigkeit,b) Ermittlung der Bremszeit, bis die Auftreffgeschwindigkeit erreicht ist,c) Ermittlung des Bremsweges, der bis zum Erreichen der Auftreffgeschwindigkeit zurückgelegt wird,d) Vergleich der Parameter,e) Ermittlung des Startnockens für die Einleitung des Beschleunigungsvorganges,f) Ermittlung des Startnockens für die Einleitung des Bremsvorganges undg) Bestimmung des Abschaltzeitpunktes für den Brems- und den Beschleunigungsvorgang. - Stößelantrieb für mechanische Pressen mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere für Pressen zum Umformen von Blechteilen bei hohen Hubzahlen, deren Stößel mittels Pleuelstangen mit dem Kurbel- oder Exzenterantrieb verbunden sind, wobei zur Realisierung einer der Hubbewegung der Pleuelstangen entgegengerichteten Relativbewegung des Stößels in jedem Druckpunkt zwischen den Pleuelstangen und dem Stößel ein zusätzlicher mit Drucköl beaufschlagbarer Kolben in einem Zylinderraum angeordnet ist, der seinerseits über ein Schaltventil mit einem Druckölspeicher wirkverbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in den Druckpunktzylinder (1) angeordneten Kolben als einfachwirkende Kurzhubkolben (1a) ausgeführt sind und daß als temporär wirkende Stößelbremse mindestens ein hydraulisch oder pneumatisch wirkender Bremszylinder (3) zwischen Stößel (4) und Pressengestell (Tisch, Steitenständer, Werkzeugträger oder Kopfstück) angeordnet ist, wobei zum Druckaufbau während des Angleichprozesses mittels Ventilen der Druckluftablaß bzw. der Druckölabfluß aus dem Bremszylinder (3) absperrbar bzw. drosselbar oder der Bremszylinder (3) mit einem Druckölspeicher (8) wirkverbunden ist. - Stößelantrieb für mechanische Pressen nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Bremszylinder (3) Hydraulikzylinder mit zweiseitig beaufschlagbaren Kolben vorgesehen sind, die vorzugsweise im bzw. am Stößel (4) befestigt und deren Kolbenstangen (2) am Pressengestell gelagert sind, wobei die unteren Zylinderräume der Bremszylinder (3) mit den Druckpunktzylindern (1) unmittelbar verbunden bzw. über ein Stetigventil (10) verbindbar sowie zur Realisierung des Ölumlaufes während der (normalen) Stößelbewegung über ein Schaltventil (5) mit den oberen Zylinderräumen der Bremszylinder (3) kurzgeschlossen sind und die oberen Zylinderräume zum Aufbau einer der Stößelbewegung entgegengerichteten Bremskraft während der Angleichphase nach dem Absperren des Schaltventiles (5) über ein entsperrbares Rückschlagventil (11) mit einem Druckölspeicher (8) wirkverbunden sind. - Stößelantieb für mechanische Pressen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Druckpunktzylindern (1) und den unteren Zylinderräumen der Bremszylinder (3) ein den Ölabfluß an den Druckpunktzylindern (1) während des Beschleunigungsprozesses verzögerndes Ventil (10 oder 30) und ein Druckölspeicher (7) mit niedrigerem Öldruck sowie vor dem Druckölspeicher (7) ein den Druckölabfluß aus dem Druckölspeicher (8) in den Druckölspeicher (7) während des Spreizens sperrendes Rückschlagventil (11) angeordnet ist. - Stößelantrieb für mechanische Pressen nach Anspruch 4, deren Stößel- und Werkzeugmasse mittels einer hydraulisch oder pneumatisch wirkenden Ausbalancierungseinrichtung kompensiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbalancierungszylinder (13) als Bremszylinder mitgenutzt werden, wobei zum Zwecke einer gezielten Druckerhöhung in den Ausbalancierungszylindern (13) während des Angleichvorganges zwischen den Ausbalancierungszylindern (13) und den Ausgleichsbehälter (14) ein das Ausströmen der Druckluft in dieser Phase sperrendes oder das Ausfließen des Drucköles verzögerndes Ventil (15) angeordnet ist.
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