DD142991A3 - HYDRAULIC PRESS - Google Patents

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DD142991A3 DD20924178A DD20924178A DD142991A3 DD 142991 A3 DD142991 A3 DD 142991A3 DD 20924178 A DD20924178 A DD 20924178A DD 20924178 A DD20924178 A DD 20924178A DD 142991 A3 DD142991 A3 DD 142991A3
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Franz Garreis
Hermann Koegel
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Franz Garreis
Hermann Koegel
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Description

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Titel .Title.

Hydraulische PresseHydraulic press

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse, insbesondere zum Schneiden von Blech oder Stangenmaterial bei hohen Hubzahlen»The invention relates to a hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or bar stock at high stroke rates »

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Hydraulische Pressen für die Metallbearbeitung bestehen aus einem Pressengestell, in dem ein Preßzylinder mit einem Preßkolben sowie ein Pressentisch angeordnet sind. Der Preßzylinder ist über Rohrleitungen mit einem Druckerzeuger verbunden. Zwischen dem Druckerzeuger und dem Preßzylinder sind Ventile angeordnet, mit denen der Weg, die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des Preßkolbens gesteuert werden. Bedingt durch diesen Aufbau lassen sich nur relativ geringe Hubzahlen (unter 200 min ) realisieren, da die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums in den Rohrleitungen begrenzt ist, die Steuerzeiten der Ventile zu lang sind und sich infolge der bewegten Massen ein unruhiger Lauf der Presse einstellt. Darüber hinaus weist dieser AufbauCharacteristic of the known technical solutions Hydraulic presses for metalworking consist of a press frame in which a press cylinder with a plunger and a press table are arranged. The pressing cylinder is connected via pipes to a pressure generator. Between the pressure generator and the pressing cylinder valves are arranged, with which the path, the direction of movement and the speed of the plunger are controlled. Due to this construction, only a relatively low number of strokes can be realized (less than 200 min), since the flow rate of the hydraulic medium is delimited in the pipes, the control times of the valves are too long and adjusts an uneven running of the press due to the masses moved. In addition, this structure has

infolge des großen unter Druck stehenden Flüssigkeitsvolumens eine geringe Federsteife auf, was insbesondere beim Schneiden während des plötzlichen Kraftabfalls störend in Erscheinung trittdue to the large volume of liquid under pressure, a low spring stiffness, which is particularly disturbing when cutting during the sudden drop in power appears

5 5

Ziel der Erfindung .Object of the invention.

Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Hubzahl hydraulischer Pressen, die Verminderung der Maschinenschwingungen sowie die Senkung der Lärmemission» Ferner soll das unter Druck stehende Flüssigkeitsvolumen minimiert und damit die Federsteife erhöht werden·The aim of the invention is to increase the number of strokes of hydraulic presses, the reduction of machine vibrations and the reduction of noise emission »Furthermore, the pressurized fluid volume should be minimized and thus the spring stiffness should be increased ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse, insbesondere zum Schneiden von Blech oder Stangenmaterial mit veränderten Strömungsbedingungen für das Hydraulikmedium zu schaffen, wobei die Massen aller geradlinig bewegten Teile und deren Geschwindigkeiten so aufeinander abgestimmt sind, daß sich die Massenkräfte kompen- sieren«The invention has for its object to provide a hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or bar stock with altered flow conditions for the hydraulic medium, wherein the masses of all rectilinear moving parts and their velocities are coordinated so that compensate for the mass forces «

Die Erfindung weist folgende Merkmale auf:The invention has the following features:

In einem Pressengestell befindet sich ein Zylinderblock mit zwei beidseitig beaufschlagten Preßkolben, die über Kolbenstangen mit einem Pressenstößel verbunden sind sowie ein beidseitig beaufschlagter Pumpkolben mit einer Kolbenstange, Die über den beiden Preßkolben und dem Pumpkolben befindlichen Zylinderräume sind miteinander durch Kanäle verbunden, desgleichen die unter den beiden Preßkolben und dem Pumpkolben befindlichen Zylinderräume. Bei der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens wird die im darüberliegenden Zylinderraum befindliche Hydraulikflüssigkeit über Kanäle in die beiden über den Preßkolben liegenden Zylinderräume verdrängt.In a press frame, there is a cylinder block with two pressurized pistons on both sides, which are connected via piston rods with a press ram and a pump piston acted upon on both sides with a piston rod, the cylinder chambers located above the two plunger and the pump piston are interconnected by channels, as well as the both plunger and the pump piston located cylinder chambers. During the upward movement of the pump piston located in the overlying cylinder chamber hydraulic fluid is displaced via channels in the two lying above the plunger cylinder chambers.

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so daß die beiden Preßkolben und damit der Pressenstößel eine Abwärtsbewegung ausführen. Gleichzeitig fließt die in den unter den beiden Preßkolben liegenden Zylinderräumen befindliche Hydraulikflüssigkeit über Kanäle in den unter dem Pumpkolben liegenden Zylinderraum. In umgekehrter Weise verursacht eine Abwärtsbewegung des Pumpkolbens eine Aufwärtsbewegung der Preßkolben und des Pressenstößels. Die Kolbenstange des Pumpkolbens ist mit Mitteln zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung verbunden. Anstelle des Zylinderblockes können auch Einzelzylinder angeordnet sein.so that the two plunger and thus the press ram perform a downward movement. At the same time, the hydraulic fluid in the cylinder chambers located under the two pressing pistons flows via channels into the cylinder space below the pumping piston. Conversely, a downward movement of the pump piston causes an upward movement of the plunger and the press ram. The piston rod of the pump piston is connected to means for generating a translational movement. Instead of the cylinder block and individual cylinders can be arranged.

Die Masse der geradlinig bewegten Teile der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung und die Masse des Purapkolbens einschließlich dessen Kolbenstange verhält sich zur Masse der beiden Preßkolben einschließlich deren Kolbenstange, des Stößels und des Oberwerkzeuges wie die Fläche der Pumpkolbenoberseite zur Gesamtfläche der beiden Preßkolbenoberseiten bzw. wie die Fläche der Pumpkolbenunterseite zur Gesamtfläche der beiden Preßkolbenunterseiten. Hierdurch wird ein Ausgleich der hin- und hergehenden Massen erreicht, wobei sowohl das Gesamtvolumen der drei oberen Zylinderräume wie auch das Gesamtvolumen der drei unteren Zylinderräume kon- · stant ist·The mass of the rectilinear moving parts of the means for generating the lifting movement and the mass of the Purapkolbens including the piston rod behaves to the mass of the two plunger including the piston rod, the plunger and the upper tool as the surface of the pump piston top to the total area of the two Preßkolbenoberseiten or like Surface of the pump piston underside to the total area of the two plunger bottoms. As a result, a balance of the reciprocating masses is achieved, wherein both the total volume of the three upper cylinder chambers and the total volume of the three lower cylinder chambers is constant ·

Die erfindungsgemäße hydraulische Presse kann auch mehr als einen Pumpkolben und mehr als zwei Preßkolben aufweisen« Hierdurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Stößelführung durch die Kolbenstangen sowie geringere Kolben» durchmesser.The hydraulic press according to the invention can also have more than one pump piston and more than two plunger "This results in advantages in terms of plunger guide through the piston rods and smaller piston» diameter.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß sich der gemeinsame Massenschwerpunkt von Pumpkolben, Kolbenstange des Pumpkolbens und der geradlinig bewegten ' Teile der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung sowie der gemeinsame Massenschwerpunkt von Preßkolben, Kolbenstange der Preßkolben, Pressenstößel und Werkzeugoberteil währendA particularly advantageous embodiment is that the common center of mass of pump piston, piston rod of the pump piston and the rectilinear 'moving parts of the means for generating the lifting movement and the common center of gravity of plunger, piston rod of the plunger, press ram and upper tool during

der Hubbewegung der Presse auf einer Linie parallel zur Hubrichtung bewegen· Damit werden durch Massenkräfte hervorgerufene Momente vermieden»Moving the lifting movement of the press on a line parallel to the stroke direction · This avoids moments caused by inertia forces »

Die Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens können ein Kurbeltrieb oder ein Kurventrieb sein.The means for generating the stroke movement of the pump piston may be a crank mechanism or a cam drive.

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Zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens ist auch ein Linearmotor einsetzbar. Dieser gestattet einen programmierten Bewegungsablauf hinsichtlich Hubgröße, Hublage und Geschwindigkeitsverlauf*To generate the stroke movement of the pump piston and a linear motor can be used. This allows a programmed sequence of movements in terms of stroke size, stroke position and speed profile *

Bei Verwendung eines Kurbel- oder Kurventriebs kann zwischen Antriebsmotor und Kurbel- oder Kurvenwelle eine Schwungmasse als Energiespeicher angeordnet werden.When using a crank or cam drive, a flywheel can be arranged as energy storage between the drive motor and crankshaft or camshaft.

Die in der Beschreibung gewählten Lageangaben "oben" und "unten" wurden wegen der einfacheren Erläuterung der Zuordnung von Bauteilen gewählt. Das schließt nicht aus, daß die erfindungsgemäße hydraulische Presse auch in einer anderen Lage, beispielsweise liegend, realisiert werden kann.The position indications "top" and "bottom" selected in the description have been chosen for the simpler explanation of the assignment of components. This does not exclude that the hydraulic press according to the invention in another position, for example, lying, can be realized.

Ausführungsbeispielembodiment

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:A preferred embodiment of the invention will be described below. In the accompanying drawings show:

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 2 Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1.1 shows a section along the line C-D of Fig. 2 Fig. 2 shows a section along the line A-B of Fig. 1st

· . '·. '

Die in der Fig. 1 dargestellte hydraulische Presse zum Schneiden von Blech bei höheren Hubzahlen besteht aus einem Pressengestell 1, in dem sich ein Zylinderblock 2 befindet, der aus drei Zylinderbohrungen gleichen Durchmessers besteht, die durch Kanäle 10, 13 miteinander verbunden sind.The illustrated in Fig. 1 hydraulic press for cutting sheet metal at higher speeds consists of a press frame 1, in which a cylinder block 2 is located, which consists of three cylinder bores of the same diameter, which are interconnected by channels 10, 13.

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In den beiden äußeren Bohrungen ist jeweils ein Preßkolben geführt.In the two outer bores a plunger is guided in each case.

Ober Kolbenstangen 4 sind die beiden Preßkolben 3 mit einem Pressenstößel 5 verbunden, wobei die beiden Kolbenstangen 4 gleichzeitig die Führung des Pressenstößels 5 übernehmen· In der mittleren Zylinderbohrung befindet sich ein Pumpkolben 6, dessen Kolbenstange 7 über ein Gelenk 26 mit dem Pleuel 25 eines Kurbeltriebes verbunden ist.Upper piston rods 4, the two plunger 3 are connected to a press ram 5, wherein the two piston rods 4 at the same time take over the leadership of the press ram 5 · In the middle cylinder bore is a pump piston 6, the piston rod 7 via a joint 26 with the connecting rod 25 of a crank mechanism connected is.

Weitere Bauteile des Kurbeltriebes sind ein Exzenter 24 und eine Welle 21, auf der sich eine Schwungmasse 22 (Fig. 2) befindet, die gleichzeitig als Riemenscheibe für einen Riementrieb 23 (Fig. 2) dient. Der Riementrieb 23 verbindet den Kurbeltrieb mit einem Antriebsmotor 20.Further components of the crank mechanism are an eccentric 24 and a shaft 21, on which there is a flywheel 22 (FIG. 2) which simultaneously serves as a belt pulley for a belt drive 23 (FIG. 2). The belt drive 23 connects the crank mechanism with a drive motor 20.

Die Wirkungsweise der Presse ist folgende:The mode of action of the press is as follows:

Die vom Antriebsmotor 20 erzeugte und vom Riementrieb auf die Welle 21 übertragene Rotationsbewegung wird vom Kurbeltrieb 24, 25, 26 in eine translatorische Bewegung der Kolbenstange 7 und des Pumpkolbens δ umgewandelt. Dabei wird die in den Zylinderräumen 9, 12 oberhalb und unterhalb des Pumpkolbens 6 befindliche Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 10, 13 wechselweise in die Zylinderräume 8, 11 oberhalb und unterhalb der beiden Preßkolben 3 verdrängt, so daß die beiden Preßkolben 3 mit dem Pressenstößel 5 eine Hubbewegung ausführen. Dabei entspricht der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens 6 eine Abwärtsbewegung des Pressenstößels 5 und der Abwärtsbewegung des Pumpkolbens 6 eine Aufwärtsbewegung des Pressenstößels 5. Da Hydraulikflüssigkeit als nahezu inkompressibel betrachtet werden kann und die beiden Hydrauliksysteme in sich abgeschlossen sinds verhält sich der Hub des Pumpkolhens 6 zürn Stößelhub wie die Gesamtfläche aer beiden Preßkolbenoberseiten 17 zur Fläche der PumpkolbenoberseiteThe rotational movement generated by the drive motor 20 and transmitted by the belt drive to the shaft 21 is converted by the crank mechanism 24, 25, 26 into a translatory movement of the piston rod 7 and the pump piston δ. The located in the cylinder chambers 9, 12 above and below the pump piston 6 hydraulic fluid via the channels 10, 13 alternately displaced into the cylinder chambers 8, 11 above and below the two plunger 3, so that the two plunger 3 with the press ram 5 a Execute lifting movement. In this case, the upward movement of the pump piston 6 corresponds to a downward movement of the press ram 5 and the downward movement of the pump piston 6 is an upward movement of the press ram 5. Since hydraulic fluid can be considered to be almost incompressible and the two hydraulic systems are self-contained s the stroke of the pumping column 6 behaves zürn stroke as the total area aer of both Preßkolbenoberseiten 17 to the surface of the pump piston top

bzw. wie die Gesamtfläche der beiden Preßkolbenunterseiten zur Pumpkolbenunterseite 18. Auftretende Leckverluste sowie Volumenänderungen infolge Temperaturveränderungen der Hydraulikflüssigkeit werden mittels einer nicht dargestellten Einrichtung durch die beiden Bohrungen 27 und 28 ausgeglichen.or as the total area of the two Preßkolbenunterseiten the pumping piston bottom 18. Occurring leakage and volume changes due to temperature changes of the hydraulic fluid are compensated by means of a device, not shown, through the two holes 27 and 28.

Wegen des im beschriebenen Beispiel gleichen Durchmessers . aller drei Zylinderbohrungen beträgt der Stößelhub die Hälfte des Pumpkolbenhubes und die vom Kurbeltrieb aufzubringende Kraft die Hälfte der Stößelkraft. Die geringe Kraft des Kurbeltriebes wirkt sich vorteilhaft auf dessen Dimensionierung und Federsteife aus.Because of the same diameter in the example described. of all three cylinder bores, the ram stroke is half of the pump piston stroke and the force to be applied by the crank mechanism is half the ram force. The low force of the crank mechanism has an advantageous effect on its dimensioning and spring stiffness.

Die Gesamtmasse der beiden Preßkolben 3, der Kolbenstange 4, des Stößels 5 und des Werkzeugoberteils 14 des Schneidwerkzeuges 15 beträgt das Doppelte der Gesamtmasse von Pumpkolben 6, Kolbenstange 7, Gelenk 26 sowie dem als geradlinig bewegt zu betrachtenden Masseanteil des Pleuels 25. Hierdurch werden die Massenkräfte der geradlinig bewegten Teile ausgeglichen.The total mass of the two plunger 3, the piston rod 4, the plunger 5 and the upper tool part 14 of the cutting tool 15 is twice the total mass of pump piston 6, piston rod 7, joint 26 and the considered to be rectilinear mass fraction of the connecting rod 25 Mass forces of the rectilinear moving parts balanced.

Für die Masse des Werkzeugoberteils 14 ist ein Durchschnittswert der in der Praxis einzusetzenden Werkzeuge angenommen worden.For the mass of the tool upper part 14, an average value of the tools to be used in practice has been assumed.

Durch die Reihenanordnung der drei Zylinderbohrungen, wobei sich der Pumpkolben in der Mitte zwischen den beiden Preßkolb.en befindet, treten durch Massenkräfte verursachte Momente nicht in Erscheinung.The series arrangement of the three cylinder bores, wherein the pump piston is located in the middle between the two Preßkolb.en, caused by inertial forces moments do not appear.

Claims (6)

209241209241 ErfindunasanspruchErfindunasanspruch 1» Hydraulische Presse, insbesondere zum Schneiden von Blech oder Stangenmaterial bei hohen Hubzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Pressengestell (l)j in einem Zylinderblock (2) oder in Einzelzylindern zwei beidseitig beaufschlagte Preßkolben (3), die über Kolbenstangen (4) mit einem Pressenstößel (5) verbunden sind, und ein beidseitig beaufschlagter Pumpkolben (6) mit einer Kolbenstange (7) angeordnet sind, wobei die oberhalb der Preßkolben (3) und des Pumpkolbens (6) befindlichen Zylinderräume (8, 9) miteinander durch Kanäle (10) und die unterhalb der Preßkolben (3) und des Pumpkolbens (6) befindlichen Zylinderräume (11, 12) miteinander durch Kanäle (13) verbunden sind, daß Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens (6) angeordnet sind und daß sich die geradlinig bewegte Masse des Pumpkolbens (6), der Kolbenstange (7) und der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens (6) zur Masse der Preßkolben (3), der Kolbenstangen (4), des Pressenstößels (5) und eines Werkzeugoberteiles (14) so verhält, wie die Fläche der Pumpkolbenoberseite (16) zur Gesamtfläche der Preßkolbenoberseiten (17) bzw. wie die Fläche der Pumpkolbenunterseite (18) zur Gesamtfläche der Preßkolbenunterseiten (19). 1 »Hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or bar stock at high stroke rates, characterized in that in a press frame (l) j in a cylinder block (2) or in individual cylinders two pressure pistons (3) acted upon on both sides, via piston rods (4) with a press ram (5) are connected, and a pump piston (6) acted upon on both sides with a piston rod (7) are arranged, wherein the above the plunger (3) and the pump piston (6) located cylinder chambers (8, 9) with each other through channels (10) and located below the plunger (3) and the pump piston (6) cylinder chambers (11, 12) are interconnected by channels (13) that means for generating the lifting movement of the pump piston (6) are arranged and that the rectilinearly moving mass of the pump piston (6), the piston rod (7) and the means for generating the lifting movement of the pump piston (6) to the mass of the plunger (3), the piston rods (4), the Pressenstö els (5) and an upper tool part (14) behaving as the area of the pump piston top (16) to the total area of the Preßkolbenoberseiten (17) or as the area of the pump piston lower side (18) to the total area of the Preßkolbenunterseiten (19). 2. Hydraulische Presse nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Preßkolben (3) und/oder mehr als ein Pumpkolben (6) angeordnet sind.2. Hydraulic press according to item 1, characterized in that more than two plunger (3) and / or more than one pump piston (6) are arranged. 3. Hydraulische Presse nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der gemeinsame Massenschwerpunkt von Pumpkolben (6), Kolbenstange (7) undder geradlinig bewegten Teile der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung sowie der gemeinsame Massenschwerpunkt von Preßkolben (3), Kolbenstangen (4), Pressenstößel (5) und Werkzeugoberteil (14) auf einer Linie bewegen.3. Hydraulic press according to item 1 or 2, characterized in that the common center of gravity of the pump piston (6), piston rod (7) and the rectilinear moving parts of the means for generating the lifting movement and the common center of gravity of plunger (3), piston rods ( 4), press ram (5) and upper tool (14) to move in one line. 4. Hydraulische Presse nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens (6) ein Kurbel- oder Kurventrieb angeordnet ist.4. Hydraulic press according to item 1 or 2, characterized in that ,, for generating the stroke movement of the pump piston (6) a crank or cam drive is arranged. 5. Hydraulische Presse nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens (6) ein Linearmotor angeordnet ist. t 5. Hydraulic press according to item 1 or 2, characterized in that for generating the lifting movement of the pump piston (6), a linear motor is arranged. t 6. Hydraulische Presse nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen einem Antriebsmotor (20) und einer6. Hydraulic press according to item 3, characterized in that between a drive motor (20) and a Welle (21) eine Schwungmasse (22) befindet, die vorzugsweise auf der Welle (21) angeordnet ist.Shaft (21) is a flywheel (22), which is preferably arranged on the shaft (21). Hierzu.....*LSeiien ZeichnungenFor this ..... * LSeiien drawings
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