DD208094A1

DD208094A1 - Ziehkissen fuer pressen

Info

Publication number: DD208094A1
Application number: DD23425081A
Authority: DD
Inventors: Gregor Geist; Klaus Duenisch; Wieland Petter; Kurt Kriese
Original assignee: Gregor Geist; Klaus Duenisch; Wieland Petter; Kurt Kriese
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1981-10-21
Publication date: 1984-03-28
Also published as: FR2514691B1; JPS5870998A; DE3230673A1; FR2514691A1

Abstract

D. Erfindung betrifft ein steuerbares Ziehkissen fuer Pressen mit mindestens einer mit einem gasbelasteten Druckoelspeicher in Wirkverbindung stehenden Kolben-Zylinder-Einheit. Durch d. Anwendung der Erfindung soll die Wirtschaftlichkeit des Ziehkissens verbessert werden, indem die Kissenplatte bei Erreichen der unteren Endlage des Pressenstoessels ohne zusaetzlichen Energieverbrauch um einen bestimmten Betrag weiter abwaerts gezogen wird, wobei die im Kissen gespeicherte Energie zur Erzeugung einer der Kissenkraft entgegenwirkenden Vorspannkraft genutzt wird. Erfindungsgemaess geschieht das dadurch, dass der Kolben als Differenzkolben ausgebildet ist und dass der untere Teil des Zylinderraumes mit dem oberen Teil desselben und dem gasbelasteten Druckoelspeicher durch eine Rohrleitung verbunden ist, die mit einem Rueckschlagventil und einem steuerbaren Wegeventil versehen ist, u. ueber eine weitere Rohrleitg. u. ein steuerbares Wegeventil mit einem weiteren Druckoelspeicher mit geringem Druck zur zeitweisen Aufnahme einer dosierten Oelmenge aus d. unteren Teil d. Zylinderraumes in Wirkverbindung steht.

Description

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a) Titel der Erfindung Ziehkissen für Pressen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein steuerbares Ziehkissen für Pressen, insbesondere für mechanische Pressen zur Blechumformung, zum Gegenhalten während des Umformvorganges und zum Auswerfen der Blechteile nach Beendigung des Umformvorganges.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Verwendung des Ziehkissens an zweifachwirkenden Pressen zum Auswerfen der Blechteile nach der Bearbeitung ist eine solche Sperrung des Ziehkissens in der unteren Endlage erforderlich, daß keine Auffederung der Kissenplatte nach der Druckentlastung möglich ist, um Beschädigungen an den Blechteilen zu vermeiden. Der AuswerfVorgang darf erst dann erfolgen, wenn sich der Pressenstößel soweit aufwärts bewegt hat, daß das Blechteil das Oberwerkzeug während des Auswerfens nicht mehr berühren kann und damit eine Beschädigung desselben ausgeschlossen ist.

Bei einer bekannten Lösung dieser Art (DD-PS 104 471) ist mindestens ein Druckzylinder angeordnet, in dem ein doppeltwirkender Kolben geführt ist, dessen Kolbenstange mit der Kissenplatte verbunden ist. Der untere Teil des Zylinders ist an einen gasbelasteten Druckölspeicher angeschlossen, während der obere Teil des Zylinders über ein steuerbares Absperrventil mit einem Ölbehälter mit geringem Druck verbunden ist. Durch Schließen des Absperrventils beim Erreichen der unteren End-

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lage des Pressenstößels wird das Ausfließen des Öles aus dem oberen Teil des Zylinders gesperrt und dadurch das Ziehkissen in dieser Stellung arretiert.

Ein derartiges Ziehkissen ist zur Anwendung an zweifachwirkenden Pressen nicht geeignet, weil bei Entlastung des Kissens während des Aufwärtshubes des Pressenstößels auf Grund der Kompressibilität des Öles und einem· Überschneidungsverlust im steuerbaren Absperrventil ein Auffedern des im unteren Teil des Zylinders befindlichen Druckölvolumens zu verzeichnen ist, durch das die Kissenplatte um einen bestimmten Betrag angehoben wird, so daß unerwünschte Verformungen und Beschädigungen der Blechteile auftreten können.

Bei einer anderen bekannten Lösung (DD-PS 82 108) sind ein oder mehrere mit Druckluft beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten zur Erzeugung der erforderlichen Kissenkraft sowie für jede Einheit ein in einem weiteren Zylinderraum geführter und mit der gemeinsamen Kolbenstange verbundener, mit Drucköl beaufschlagbarer doppeltwirkenden Kolben zur Sperrung und Rückzugssteuerung des Kissens in der unteren Endlage angeordnet. Der untere Teil des mit Drucköl gefüllten Zylinderraumes ist mit dem oberen Teil desselben sowie einem gasbelasteten Druckölspeicher durch eine Rohrleitung verbunden, die mit einem Rückschlagventil und einem steuerbaren Wegeventil versehen ist und durch die während des Abwärtshubes des Kissens das Drucköl aus dem unteren Teil des Zylinderraumes in den oberen Teil überströmt.

Bei Erreichen der unteren Endlage des Pressenstößels wird durch Betätigung des steuerbaren Wegeventils die Verbindung zwischen dem unteren Teil und dem oberen Teil gesperrt und das Drucköl aus dem unteren Teil des Zylinderraumes in einen drucklosen Ölbehälter abgelassen, so daß die untere Kolbenfläche entlastet Wird. Das nun einseitig auf die obere Kolbenfläche wirkende Drucköl erzeugt eine der Kissenkraft entgegengesetzt wirkende Kraft, durch die die Kraft der mit Druckluft beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheiten überwunden und die Kissenplatte um einen bestimmten Betrag weiter abwärts gezogen wird.

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Sobald der PressenatÖßel weit genug nach oben gefahren ist, wird durch die erneute Betätigung des Wegeventils die Verbindung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil des Zylinderraumes freigegeben und das Drucköl kann aus dem oberen Teil in den unteren Teil des ZyIinderräumes zurückfließen. Damit ist die Sperrung des Kissens aufgehoben und die Kissenplatte wird durch die Kraft der mit Druckluft.beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten wieder in ihre Ausgangslage angehoben. Das aus dein Druckölspeicher entnommene hoch vorgespannte Öl zur Kompression des Öles beiderseits des doppeltwirkenden Kolbens im Sperrzylinder und das während des Rückzuges in der unteren Endlage in den oberen Zylinderraum hineingedrückte Drucköl wird in der Zeit bis zum nächsten Hub durch eine pneumatisch oder elektrisch betätigte ölpumpe wieder in den Druckölspeicher zurückgepumpt.

Ein Mangel dieser Lösung besteht in dem zusätzlichen Energieverbrauch der für das Nachfüllen des Druckölspeiehers mit Drucköl von hohem Druck nach jedem Kissenhub erforderlich ist. Ein weiterer Mangel ist in dem relativ hohen geräte- und steuertechnischen Aufwand und der großen Bauhöhe eines derartigen Kissens zu sehen.

d) Ziel der Erfindung

Durch die Anwendung der Erfindung soll die Punktionssicherheit und die Wirtschaftlichkeit eines steuerbaren Ziehkissens erhöht werden, indem die Kissenplatte ohne zusätzlichen Energieverbrauch, z. B. in Form von Druckluft, elektro-hydraulischem Antrieb oder dgl., bei Erreichen der unteren Endlage des Pressenstößels um einen bestimmten Betrag weiter abwärts gezogen wird.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend vom Ziel der Erfindung ergibt sich die Aufgabe, den konstruktiven Aufbau und die Steuerung des Ziehkissens so zu gestalten, daß die während der unteren Endlage des Pressenstößels im Kissen gespeicherte Energie zur Erzeugung einer

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zur Kissenkraft entgegengesetzt wirkenden Vorspannkraft genutzt wird, die die weitere Abwärtsbewegung der Kissenplatte bewirkt. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der in dem mit Drucköl gefüllten Zylinderraum angeordnete, doppeltwirkende Kolben als Differenzkolben ausgebildet ist, dessen kleinere Kolbenfläche der Kissenplatte zugewandt ist und der untere Teil des Zylinderraumes mit dem oberen Teil desselben und dem gasbelasteten Druckölspeicher durch eine Rohrleitung verbunden ist, die m\t einem das Überströmen von Druckö'l aus dem Druckölspeicher und dem oberen Teil des Zylinderraumes in den unteren Teil desselben sperrenden Rückschlagventil sowie einem parallel zu diesem geschalteten steuerbaren Wegeventil das vorzugsweise mit einem einstellbaren Drosselventil in Reihe geschaltet ist, versehen ist und über eine weitere Rohrleitung und ein steuerbares Wegeventil mit einem weiteren Druckölspeicher mit geringem Druck zur Aufnahme einer dosierten Ölmenge aus dem unteren Teil des Zylinderraumes in Wirkverbindung steht, wodurch bei Erreichung der unteren Endlage des Pressenstößels die untere Kolbenfläche des Kolbens entlastet und damit die Kissenplatte um einen definierten Betrag weiter abwärts gezogen wird. Bei einer vorteilhaften konstruktiven Ausführung besteht der gasbelastete Druckölspeicher aus einem abgestuften Zylinder, in dem ein Differenzkolben angeordnet ist, der axial verschiebbar auf der vorstehend genannten, mit der Kissenplatte verbundenen Kolbenstange gelagert ist und dessen größere, der Kissenplatte zugewandte Kolbenfläche mit Druckluft beaufschlagbar ist und dessen gegenüberliegende, kleinere Kolbenfläche den oberen Teil des mit Drucköl gefüllten Zylinderraumes nach oben abschließt.

Zweckmäßigerweise ist als weiterer Druckölspeicher mit geringem Druck zur Aufnahme einer dosierten Ölmenge ein hydraulischer odear hydro-pneumatischer Druckübersetzer angeordnet, dessen Kolbenhub durch einen einstellbaren Anschlag begrenzt ist. Die Punktion des Ziehkissens besteht darin, daß während des

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Stößelvorlaufes beim Gegenhalten das Öl aus dem unteren Teil des Zylinderraumes über das Rückschlagventil in den oberen Teil sowie gegen den anstehenden Luftdruck in den gasbelasteten Druckölspeicher verdrängt wird», wodurch die der Stb'ßelbewegung entgegenwirkende Kissenkraft erzeugt und gleichzeitig die kleinere, der Kissenplatte zugewandte Kolbenfläche mit einem Vorspanndruck beaufschlagt wird. Bei Erreichen der unteren Endlage des Pressenstößels wird durch Betätigung eines steuerbaren WegeventiJLs der untere Teil des Zylinderraumes mit einem weiteren Druckölspeicher, in dem nur ein geringer Öldruck vorhanden ist, verbunden, so daß eine dosierte Ölmenge aus dem unteren Teil des Zylinderraumes abfließt, was einen spürbaren Druckabfall in diesem zur Folge hat. Auf Grund des hohen Vorspanndruckes im oberen Teil des Zylinderraumes bei gleichzeitigem Druckabfall im unteren Teil desselben wird die Kissenplatte um einen definierten Betrag, der durch das von dem Druckölspeicher aufnehmbare Ölvolumen bestimmt wird, weiter abwärtsgezogen. Sobald der Pressenstößel wieder weit genug nach oben gefahren ist, vorzugsweise bei ca 240° Kurbelwinkel, wird durch die Betätigung des anderen Wegeventils die Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Zylinderraumes freigegeben, was einen Druckausgleich zwischen beiden Teilen des Zylinderraumes bewirkt, so daß die Kissenplatte auf Grund der Flächendifferenz der beiden wirksamen Kolbenflächen angehoben und der AuswerfVorgang realisiert wird.

Kurz vor Erreichen der oberen Endlage der Kissenplatte ist die Kapazität des gasbelasteten Druckölspeichers erschöpft und der Öldruck im Zylinderraum sinkt ab, so daß das während der Stößeltiefstellung aus dem unteren Teil des Zylinderraumes in den anderen Druckölspeicher ausgeflossene Öl geringen Druckes in den Zylinderraum zurückfließt und die Kissenplatte wieder in ihre Ausgangsstellung bringt.

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f) Ausftüirungabeispiele

Zwei vorteilhafte Varianten zur Realisierung der Erfindung werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Ziehkissens mit einem separaten Druckölspeicher,

Fig. 2: eine weitere Variante des Ziehkissens mit einem direkt in das Kissenaggregat integrierten Druckölspeicher.

Eine Variante des Ziehkissens mit einem separaten Druckölspeicher 1 - Pig. 1 - besteht aus einem Zylinderraum 2, in dem ein doppeltwirkender Differenzkolben 3 angeordnet ist, der über eine Kolbenstange 4 mit der Kissenplatte 5 verbunden ist und dessen kleinere Kolbenfläche 6 der Kissenplatte 5 zugewandt ist.

Der untere Teil 7 des Zylinderraumes 2 ist mit dem oberen Teil 8 desselben und einem gasbelastetem Druckölspeicher 1 durch eine Rohrleitung verbunden. Der Druckölspeicher 1 besteht aus einem abgestuft ausgeführten Zylinderraum, in dem ein Differenzkolben 9 angeordnet ist, dessen größere Kolbenfläche 10 mit Druckluft beaufschlagbar ist und dessen kleinere Kolbenfläche 11 auf ein Ölvolumen wirkt.

In der Rohrleitung zwischen beiden Teilen des Zylinderraumes 2 ist ein Rückschlagventil 12 vorgesehen, über das das im unteren Teil 7 des Zylinderraumes 2 befindliche Drucköl während des Abwärtshubes des Pressenstößels in den oberen Teil 8 desselben sowie in den Druckölspeicher 1 verdrängt wird. In gleicher Weise könnte das Rückschlagventil 12 natürlich auch direkt in den Kolben 3 eingebaut sein und so das direkte Ausfließen des Drucköles aus dem unteren Teil 7 in d?en oberen Teil 8 des Zylinderraumes 2 ermöglichen.

Zugsteuerung der Aufwärtsbewegung der Kissenplatte 5 ist parallel zu dem Rückschlagventil 12 ein steuerbares Wegeventil 13 in der Rohrleitung angeordnet. Die Öffnung des Wegeventils 13 erfolgt in bekannter Weise elektrisch mit Hilfe von in der

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Zeichnung nicht dargestellten Steuerkurven in Abhängigkeit von der Stößelstellung, vorzugsweise bei ca. 240° Kurbelwinkel. Um die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung der Kissenplatte 5 den jeweiligen technologischen Bedingungen anpassen zu können, ist zusätzlich zu dem Wegeventil 13 ein einstellbares Drosselventil 14 zu diesem in Reihe geschaltet.

Gleichzeitig ist der untere Teil 7 des Zylinderraumes 2 über eine Rohrleitung und ein weiteres steuerbares Wegeventil 15 mit einem weiteren Druckölspeieher 16 verbunden, in dem im Vergleich zu dem zuerst genannten Druckölspeicher 1 nur ein sehr geringer Öldruck vorhanden ist und der nur eine kleine dosierte Ölmenge aufnehmen kann. Dieser Druckölspeicher 16 könnte z. B. als ein mit einem Differenzkolben 17 versehener hydraulischer oder hydropneumatischer Druckübersetzer ausgeführt sein, dessen Kapazität durch Begrenzung des Kolbenhubes mit Hilfe einer Stellschraube 18 einstellbar ist. Durch das Ausfließen einer dosierten Ölmenge aus dem unteren Teil 7 des Zylinderräumes 2 in den Druckölspeicher 16 während der Stößeltief ststellung sinkt- der Öldruck in dem unteren Teil 7 wodurch die untere Kolbenfläche 19 des mit der Kissenplatte 5 fest verbundenen, doppeltwirkenden Differenzkolbens 3 entlastet und die Kissenplatte 5 um einen bestimmten Betrag weiter abwärts bewegt wird.

Bei einer anderen Variante mit einem direkt in das Kissenaggregat integrierten Druckölspeicher 1 - Pig. 2 - ist der abgestuft ausgeführte Zylinder zwischen der Kissenplatte 5 und dem mit Drucköl gefüllten Zylinderraum 2 angeordnet und der Differenzkolben 9 axial verschiebbar auf der Kolbenstange 4 gelagert. Die obere größere Kolbenfläche 10 ist mit Druckluft beaufschlagbar während die untere kleinere Kolbenfläche 11 direkt auf das im oberen Teil 8 des Zylinderraumes 2 befindliche Druckölvolumen wirkt, so daß der obere Teil 8 des Zylinderraumes 2 gleichzeitig als Ölaufnahmeraum des Druckölspeiehers 1 und zur Erzeugung einer der Kissenkraft entgegengesetzt wirkenden Vorspannkraft auf die obere Kolbenfläche 6 des mit der Kolbenstange 4 fest verbundenen Differenzkolbens 3 dient.

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Auftretende Leckverluste im Ölkreislauf werden durch das Nachfließen von Öl geringen Druckes aus einem mit Druckluft vorgespannten Olausgleichsbehälter 20 über eine mit einem Rückschlagventil 21 versehene Rohrleitung bei Stellung des Kissens in der oberen Endlage ausgeglichen.

Claims

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Erfindungsanspruch: , ·

1. Ziehkissen für. Pressen mit mindestens einem durch einen gasbelasteten Druckölspeicher mit Drucköl gefüllten Zylinderraum, in dem ein doppeltwirkender Kolben angeordnet ist, der über eine Kolbenstange mit der Kissenplatte verbunden und mit Hilfe eines steuerbaren Wegeventils in seiner unteren Endlage arretierbar ist,
gekennzeichnet dadurch,

daß'der Kolben als Differenzkolben (3) ausgebildet ist, dessen kleinere Kolbenfläche (6) der Kissenplatte (5) zugewandt ist und

der untere Teil (7) des Zylinderraumes (2) mit dem oberen Teil (8) desselben und dem gasbelasteten Druckblspeicher (1) durch eine Rohrleitung verbunden ist, die mit einem das Überströmen von Drucköl aus dem Druckölspeicher (1) und dem oberen Teil (8) des Zylinderraumes (2) in den unteren Teil (7) desselben sperrenden Rückschlagventil (12) sowie einem parallel zu diesem geschalteten steuerbaren Wegeventil (13)» das vorzugsweise mit einem einstellbaren Drosselventil (14) in Reihe geschaltet ist, versehen ist und über eine weitere Rohrleitung und ein steuerbares Wegeventil (15) mit einem weiteren Druckölspeicher (16) mit geringem Druck zur Aufnahme einer dosierten Ölmenge aus dem unteren Teil (7) des Zylinderraumes (2) in Wirkverbindung steht, wodurch bei Erreichung der unteren Endlage des Pressenstößels die untere Kolbenfläche (19) des Kolbens (3) entlastet und damit die Kissenplatte (5) um einen definierten Betrag

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weiter abwärts gezogen wird.
2. Ziehkissen für Pressen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß der gasbelastete Druckölspeicher (1) aus einem abgestuften Zylinder besteht, in dem ein Differenskolben (9) angeordnet ist, der axial verschiebbar auf der vorstehend genannten, mit der Kissenplatte (5) verbundenen Kolbenstange (4) gelagert ist und dessen größere, der Kissenplatte (5) zugewandte Kolbenfläche (10) mit Druckluft beaufschlagbar ist und dessen gegenüberliegende, kleinere Kolbenfläche den oberen Teil (8) des mit Drucköl gefüllten Zylinderraumes (2) nach oben abschließt.
3. Ziehkissen für Pressen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,

daß als weiterer Druckölspeicher (16) zur Aufnahme einer dosierten Ölmenge ein hydraulischer oder hydro-pneumatischer Druckübersetzer angeordnet ist, dessen Kolbenhub durch einen einstellbaren Anschlag (18) begrenzt ist.

Hierzu ^.Seiten Zeichnungen

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