DE1974429U - Presse mit hydromechanischem antrieb. - Google Patents

Description

279*18.9.$

- TIx. Kieserling & Albrecht T^. September 1967

Solingen Pat.Abt. Koe/Bch

Gebrauchsmuster-Anmeldung Akte K 121a

Presse mit hydro-mechanischem Antrieb

Die !Teuerung bezieht sich auf eine Presse mit hydro-me chanischem Antrieb, deren Arbeitsstössel über Kniehebel durch einen doppeltwirkenden Kolben angetrieben ist. Ziel der Neuerung ist es, die Verstellmittel für den Arbeitsstössel so auszubilden und anzuordnen, daß auch bei wechselnder Hubzahl des Arbeitsstössels ein gleichbleibendes Arbeitsvermögen zur Verfügung steht.

Die mechanisch angetriebenen Pressen haben bekannterweise eine Reihe von Vorteilen, wie z.B. hohe Hubzahl, leicht verstellbarer Stösselhub, günstige Arbeitsgeschwindigkeit des Stössels bei schnellem Durchlaufen des Leerhubes sowie grosse Steifigkeit bei genau bestimmten unterem Totpunkt. Diesen Vorteilen stehen aber auch eine Reihe von Nachteilen gegenüber wie z.B. grosser mechanischer und elektrischer Aufwand sowie wechselndes Arbeitsvermögen bei wechselnder Hubzahl. Um- bei mechanisch angetriebenen Pressen auch bei wechselnder Hubzahl ein gleichbleibendes Arbeitsvermögen zu haben, wäre aber ein erheblicher baulicher Aufwand erforderlich. Diese Nachteile sind bei Pressen mit hydraulischem Antrieb zwar nicht vorhanden, dafür weisen sie aber wiederum einige andere Nachteile auf. Die erreichbare Hubzahl pro Minute sowie die Steifigkeit des Antriebes ist geringer. Eine genaue untere Totpunktlage des Arbeitsstössels lässt sich ausserdem nur durch Auffahren auf feste Anschläge erreichen. Die notwendige Umsteuerung des Stössels in der unteren Totpunktlage muß ausserdem unter dem vollen Preßdruck geschehen. Sie bringt deshalb erhebliche Belastungen im Hydrauliksystem mit sich. Will man den Leerhub schnell durch-

— 2 —

Th. Kieserling & Albrecht 15. September 1967 *J Solingen Pat.Abt. Koe/Bch Gebrauohsmuster-Anmeldung Akte K 121a

■— ? —

führen, so führt das zwangsläufig zur Installierung von hohen Literleistungen, grossen Leitungsquerschnitten und umfangreichen Steuereinrichtungen.

Bei Ziehpressen ist es erwünscht bzw. notwendig, daß der Blechhalterstössel zum Stillstand kommt, bevor der Ziehstössel seine eigentliche Zieharbeit beginnt. Nach einem bekannten Vorschlag für eine Ziehpresse mit über Kniehebel durch einen doppeltwirkenden Kolben angetriebenem Blechhalterstössel wurde für diesen Zweck im Weg eines der Kraft übertragenden Teiles jedes Kniehebelsystems ein Anschlag vorgesehen, an dem dieser beim Erreichen der Endstellung zum Anliegen kommt. Zwei der Kraft übertragenden Teile jedes Kniehebelsystems sind elastisch nachgebend derart miteinander verbunden, daß eine elastische Verbindung beim Anliegen am Anschlag nachgiebt. Blechhalterstössel und Kolben führen dabei eine gegenläufige Bewegung aus.

Bei der Presse nach der vorliegenden Neuerung sollen die wesentlichen Vorteile beider Pressentypen vereinigt werden. Es wird dabei ausgegangen von der bekannten Presse mit Kniehebelantrieb, die über weitere Zwischenglieder durch einen doppeltwirkenden Kolben einen Ziehstössel antreiben. Bei dieser Presse war jedoch die "Überlegung maßgebend, den Blechhalterstössel während des Weiterlaufens seiner Antriebsorgane zeitweise vollkommen stillzusetzen.

lach der Neuerung wird vorgeschlagen, den doppeltwirkenden Kolben unmittelbar an die mit dem Arbeitsstössel einerseits und einer hydraulischen Überlastsicherung andererseits verbundenen Knie-

Th. Kieserling & Arbrecht Solingen Patentanmeldung

15. September 1967 Pat.Abt. Koe/Bch Akte K 121a

— 3 —

hebel derart anzulenken, daß die Kniehebel zum Erreichen ihrer einen Endlage über die Strecklage hinaus bewegt werden und für die Förderung des Drucköles für den doppeltwirkenden Kolben Ölpumpen mit stufenlos einstellbarer Fördermenge zu verwenden, auf deren Antriebswellen die erforderlichen Schwungmassen, die zur Erzielung eines bestimmten Arbeitsvermögens notwendig sind, angeordnet sind· Bei jeder Bewegung des Kolbens von einer Endlage in die andere führt damit der Arbeitsstössel einen Arbeitstakt aus. Da die Ölpumpen und somit auch die auf deren Antriebswellen angeordneten Schwungmassen eine konstante Drehzahl haben, steht auch bei wechselnder Hubzahl des doppeltwirkenden Kolbens immer das gleiche Arbeitsvermögen zur Verfugung.

Diese besondere Ausbildung und Anordnung der Verstellmittel für den Arbeitsstössel hat weiter den Vorteil, daß die Hubgrösse und die Hublage des Arbeitsstössels während des Betriebes eingestellt werden kann. Dadurch ist es dem Bedienungsmann möglich, nach Einbau eines anderen Werkzeuges die erforderliche Hublage sowie auch die Hubgrösse des Arbeitsstössels kontrolliert schnell einzustellen. Um dies zu erreichen ist nach einem weiteren Merkmal der Neuerung der äussere Gelenkpunkt einer der beiden Kniehebel in einer Gewindehülse gelagert, die mit ihrem äusseren Gewinde in dem Innengewinde eines im Kopfteil der Presse drehbar gelagerten Drucktopfes eingreift, auf dem ein Zahnkranz drehfest aufgesetzt ist, der mit einem im rechten oder linken Drehsinn antreibbaren Ritzel kämmt. Der Drucktopf stützt sich bei wirksam werdender Preßkraft gegen einen hydraulisch beauf-

Th. Kieserling & Albrecht Solingen

Patentanmeldung

15. September 1967 Pat.Abt.Koe/Bch Akte K 121a

schlagten weiteren Drucktopf ab. Durch Drehen des im Kopfteil der Presse drehbar gelagerten Drucktopfes im rechten oder linken Drehsinn kann der Bedienungsmann die Hublage des Arbeitsstössels während des Betriebes leicht einstellen.

Um auch die Hubgrösse des doppeltwirkenden Kolbens für den Arbeitsstössel während des Betriebes in einfacher Weise einstellen zu können, trägt der Kolben an seinem den Kniehebeln abgewendeten Ende, das den Zylinderdeckel durchdringt, einen den Zylinder übergreifenden Bügel, auf dem Endschalter angeordnet sind, die mit am Zylinder versehene Steuerkurven überlaufen, von denen einige ortsfest angeordnet, einige axial einstellbar sind. Das von den Ölpumpen geförderte Drucköl wird über elektromagnetisch betätigtbare Umsteuerschieber dem Zylinder für den doppeltwirkenden Kolben wechselseitig zugeleitet. Die Umsteuerschieber v/erden durch die Bndschalter beeinflusst, deren Schaltfolge vom Abstand zweier Steuerkurven zueinander bestimmt ist. Vergrössert man den Abstand dieser Steuerkurven zueinander, so wird die Hubgrösse ebenfalls vergrössert. Je geringer der Abstand dieser Endschalter zueinander ist, umso geringer ist auch die Hubgrösse des doppeltwirkenden Kolbens.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist einer der Zylinderdeckel mit seitlichen Ansätzen versehen, die als Drehzapfen ausgebildet sind und in entsprechende Ausnehmungen einer die Seitenwände des Ständers verbindenden Traverse einragen, auf der alle notwendigen Hilfsmittel für die Zu- bzw. Abführung des Drucköles

Th. %eserling & Albrecht I5. September 1967

Solingen Pat.Abt. Koe/Bch

G-eb-rauclismiister^Arime!dung Akte K 121a

für den Kolben unmittelbar aufgesetzt sind. Das Drucköl kann dad-urch über in der Traverse und den Ansätzen des Deckels vorgesehene Bohrungen sowie durch eine die beiden Zylinderdeckel verbindende Leitung dem Kolben wechselseitig zugeleitet werden, ohne daß irgendwelche flexiblen Leitungen bzw. Zwischenleitungen erforderlich sind. Dadurch ergeben sich kürzeste Wege für das Drucköl und somit höhere Hubzahlen für den doppeltwirkenden Kolben. Ein weiterer Yorteil ist der, daß alle hydraulischen Aggregate zusammengefasst sind, so daß bei irgendwelchen Störungen die gesamte Hydraulik mit dem Kolbentrieb schnell ein- und ausgebaut werden kann.

An Hand der Zeichnungen, die in den Fig. 1-5 ein Ausführungsbeispiel für eine Presse nach der Neuerung zeigt, ist deren Aufbau und Wirkungsv/eise nachstehend näher erläutert. Die

Fig. 1 zeigt schematisch die Presse mit dem Hydraulikplan.

In

Fig. 2 ist die Presse in einem senkrechten Schnitt dargestellt, in dem die Anordnung der Verstellmittel für den Arbeitsstössel und die Hydraulik-Aggregate zu sehen sind. Die

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-B von Fig. 2 und veranschaulicht die Ausbildung und Anordnung des Zylinders für den den Arbeitsstössel antreibenden doppeltwirkenden Kolben. Die

Th. K.eserling & Albrecht I5. September 1967

Solingen Eat.Abt. Koe/Bch

Gebrauchsmuster-Anmeldung Akte K 121a

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie C-D von Fig. 2 und zeigt die Anordnung der Endschalter und Steuerkurven zum Steuern der Kolbenbewegungen. In

Fig. 5_ ist in vergrössertem Maßstab ein Ausschnitt E

von Fig. 2 wiedergegeben.

Mit 1 ist der Ständer bezeichnet, in dem der Arbeitsstössel 2 mittels nachstellbarer Führungen 2a, 2b, vergl. Fig. 3_? in senkrechter Ebene geführt ist, Der Antrieb des Stössels 2 erfolgt - durch einen in dem Zylinder 3 geführten doppeltwirkenden Kolben 4 über das Kniehebelpaar 5^a> 5ΐ>· Die Hebel 5^a sind durch den Bolzen 6 mit dem Stössel 2 und über das Gelenk 7 mit cLen Hebeln 5b verbunden, an die mittels des Bolzens 8 eine Gabel 9 angelenkt ist, in die das vordere Ende 4a des Kolbens 4 eingeschraubt ist. Die Hebel 5"b sind durch den Bolzen 10 gelenkig mit einer Gewindehülse 11 verbunden, die mit ihrem Aussengewinde in dem Innengewinde eines im Kopfteil des Ständers 1 drehbar gelagerten Drucktopfes 12 eingreift, vergl. Fig. 5· Auf dem Drucktopf 12 ist ein Zahnkranz 13 drehfest angeordnet, der mit einem Ritzel 14 kämmt, das auf der Spindel 15 sitzt, die über die Gelenkwelle 16 und die Spindel 17 im rechten oder linken Drehsinn antreibbar ist. Der Drucktopf 12 stützt sich bei wirksam werdender Preßkraft gegen einen hydraulisch beaufschlagten Drucktopf 12a ab. Dieser Drucktopf 12a hat einen Schraubzapfen 12b. Die in dem Ringraum 12d befindliche Flüssigkeit hält den

Ih. Kieserling & Albrecht 15. September 1967

* Solingen Pat,Abt. Koe/Bch

Gebrauchsmuster-Anmeldung Akte K 121a

— π _

Drucktopf 12a in der in Fig. 5 dargestellten Stellung, weil er mittels der Scheibe 12c und der Mutter 12e in dieser Lage gehalten ist. Zwischen den Drucktöpfen 12 und 12a ist, so lange die Preßkraft nicht wirksam wird, ein geringes Spiel vorhanden, wodurch es möglich ist, den Drucktopf 12 zu drehen, um auch während des Betriebes die gewünschte Hublage des Arbeitsstössels einzustellen. Der Kolben 4 durchdringt mit seinem hinteren Ende 4b den Zylinderdeckel 3b und trägt einen den Zylinder 3 übergreifenden Bügel 18, auf dem Endschalter 19, 20, 21 angeordnet sind, die bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens 4 Steuerkurven 19a, 19b, 20a, 21a überlaufen. Der Endschalter 19 wird von den Steuerkurven 19a, 19b, der Endschalter 20 von der Steuerkurve 20a und der Endschalter 21 von der Steuerkurve 21a beeinflusst. Werden die Endschalter 19 und 21 betätigt, so wird das Druckmittel so gesteuert, daß sich der Kolben 4 aus der in Fig. 2 dargestellten Endlage nach rechts in seine andere Endlage bewegt, in der dann die Kniehebel 5^a? 5b die mit strichpunktierten Linien angedeutete Lage einnehmen. Bei jeder Bewegung des Kolbens 4 von einer Endlage in die andere führt der Stössel 2 einen Arbeitstakt aus, weil die Kniehebel 5a, 5b dabei über ihre Strecklage hinaus in die in Fig. 2 erkennbaren beiden Endlagen gebracht werden. Die beiden Steuerkurven 19a und 19b haben ein gegenläufiges Innengewinde, das je mit einem entsprechenden Aussengewinde einer Spindel 22 im Eingriff steht. Durch Drehen der Spindel 22 im rechten oder linken Drehsinn kann der Abstand der Steuerkurve 19a und 19b entsprechend verändert werden. Der jeweilige Abstand der Steuerkurven 19a und 19b zueinan-

Τ1ι· Kieserling & Albrecht 15. September 1967 Solingen Pat.Abt. Koe/Bch Gebrauchsmuster~AnmeIdling Akte K 121a

der bestimmt die Grosse des Weges für den Kolben 4- und damit die Grosse des Hubes für den Stössel 2.

Pur die Förderung des Druckmittels für den Kolben 4- finden Ölpumpen 23» 24- mit stufenlos einstellbarer Fördermenge Verwendung, auf deren Antriebswellen 23a, 24a Schwungmassen 25 bzw. 26 drehfest angeordnet sind. Die Wellen 23a und 24-a sind durch Kupplungen 27 bzw. 28 mit den Antriebswellen der Elektromotoren 29 bzw. 30 verbunden. Da die Fördermenge der Pumpen 23, 24 bei gleichbleibender Drehzahl der Motoren 29, 30 und der Schvrungmassen 25_} 26 geändert v/erden kann, steht auch bei wechselnder Hubzahl des Kolbens 4- ein gleichbleibendes Arbeitsvermögen zur Verfügung. Anstelle der Pumpen mit stufenlos einstellbarer Fördermenge können auch mehrere Pumpen mit gleicher oder unterschiedlicher Fördermenge eingesetzt werden, die dann gruppenweise eingeschaltet werden, so daß dann die Hubzahl des Kolbens stufenweise veränderbar ist. Die Zylinderdeckel 3a und 3b sind durch Zugstangen 3c, vergl. Fig. 4, starr miteinander verbunden. Der Deckel 3b, vergl. Fig. 3, hat zwei als Drehzapfen ausgebildete seitliche Ansätze 3<3-s die in entsprechende Ausnehmungen eines die Seitenwände des Ständers 1 verbindenden Traverse 31 einragen, auf der alle notwendigen Hilfsmittel für die Zu- bzw. Abführung des Drucköles für den Kolben 4 unmittelbar aufgesetzt sind· Die Drucköl-Austritts- und -Eintrittsöffnungen dieser Hilfsmittel, wie die eIektrο-magnetisch be- tätigbaren Umsteuerschieber S^, S₂ äie Überdruckventile Y^, Vo und aas Umschaltventil V^, stehen ohne Zwischenleitungen

9 -

Th. Kieserling & Albrecht 15« September Λ$ Solingen Pat.Abt. Koe/Bch Gebrauchsmuster~Anme!dung ■ Akte K 121a

mit den zugehörigen Bohrungen, "von denen nur die Bohrungen 32, 53j 34- "und 35 in Fig. 3 zu erkennen sind, in Verbindung· In die Bohrung 35 mündet eine Druckmittelleitung 36, die mit ihrem anderen Ende in eine Bohrung 37 cLes Deckels 3a mündet. Durch diese Ausgestaltung des Zylinderdeckels 3b und der Traverse sind keine flexiblen Leitungen für das Drucköl erforderlich. Ausserdem kann bei evtl. auftretenden Störungen bei den hydraulichen Hilfsmitteln nach Ausschrauben des Gewindeteiles 4a des Kolbens 4 aus der Gabel 9 "und Lösen der Befestigungsmittel für die Traverse 31 das gesamte Hydraulik-Aggregat leicht aus- und eingebaut werden. Die Ölpumpen 23, 24 saugen das Drucköl über nicht dargestellte Saugleitungen aus den Tankräumen T1, T 2 an, die Bestandteil der Seitenwände des Pressenständers 1 sind.

Die Punktionsweise ist wie folgt:

Alle Magnetventile werden durch eine bekannte elektrische Steuerung, die aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt ist, und mit deren Zweihandeinrückung oder Pußschalter sowie mit Hilfe der Endschalter 19, 20 und 21 entsprechend beeinflusst. lach dem Einschalten der Motoren 29 und 30 und somit der Pumpen 23 und 24 strömt das Drucköl in die Leitungen 38 und 39 sowie in den Ringraum 12d der Überlastsicherung. Sobald in der Leitung 39 und im Ringraum 12d sich der durch das Ventil V^ vorgewählte Druck aufgebaut hat, gibt das Umsteuerventil V^ die Leitung 40 frei, wodurch das von der Pumpe 23 geförderte

- 10

Th. Kieserling & Albrecht I5. September 1967 ^ä Solingen Pat.Abt. Koe/Bch Gebrauchsmuster-Anmeldung Akte K 121a

- 10 -

Drucköl ebenfalls zu den Umsteuerschiebern S^,, Sp fliessen kann. Durch Einlegen der Zweihandeinrückung werden die Schieber S^ und Sq so geschaltet, daß das Drucköl über die Leitung 4-1 in den Zylinder 3 strömt, wodurch der Kolben 4· nach rechts bewegt wird. Die in dem Hydraulikplan nach IPig. 1 mit 4-1 bezeichnete Leitung dient nur zur Funktionserläuterung. Das durch die Schieber S^ und Sp und die Leitung 4-1 strömende Drucköl wird jedoch, vergl. Pig. 3» durch die Bohrungen 34-, 35» die Leitung 36 und die Bohrung 37 in den Zylinderraum geführt. Kurz vor dem unteren Totpunkt des Stössels 2 läuft der Endschalter 21, vergl. Fig. 4-, von der Steuerkurve 21a ab. Dadurch wird die Zweihandeinrückung überbrückt und die Förderung des Drucköles fortgesetzt. Sobald die Endschalter 19 und 20 die Steuerkurven 19"b bzw. 20a überlaufen, werden die Schieber S^ und So abgeschaltet. Durch nochmaliges Einlegen der Zweihandeinrückung werden dann die Schieber S^ und So so geschaltet, daß das Drucköl durch die Leitung 42 bzw. durch die Bohrungen 32, 33 ₅ vergl. Fig. 3» in den Zylinder 3 strömt und der Kolben nach links bewegt wird. Dies war der Funktionsablauf für den Einzelhub. Wird die Steuerung auf Dauerhub geschaltet, so erfolgt die entsprechende Umschaltung der Schieber S^ und Sg durch die Steuerung selbsttätig in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 4- bzw. der Endschalter 19» 20, 21. Bei einem Yersagen eines hydraulischen oder elektrischen Steuergerätes kann ein unbeabsichtigter Durchlauf der Presse nicht stattfinden, weil der Kolben dann immer in einer seiner beiden Endstellungen stehen bleibt und der Pressenstössel sich dann im oberen Totpunkt befindet.

— 11 —

Claims (4)

Schutzansprüche :

1. Presse mit hydro-mechanischem Antrieb, deren Arbeitsstössel über Kniehebel durch einen doppeltwirkenden Kolben angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (5a, 5"°) zinn Erreichen ihrer einen Endlage über die Strecklage hinaus bewegt werden und daß für die Förderung des Drucköles für den doppeltwirkenden Kolben (4) Ölpumpen (23, 24) mit einstellbarer Fördermenge Verwendung finden, auf deren Antriebswellen Schwungmassen (25, 26) angeordnet sind.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aussere Gelenkpunkt (10) einer der beiden Kniehebel (5t>) in einer Gewindehülse (11) gelagert ist, die mit ihrem Aussengewinde in dem Innengewinde eines im Kopfteil der Presse drehbar gelagerten Drucktopfes (12) eingreift, auf dem ein Zahnkranz (13) drehfest aufgesetzt ist, der mit einem im rechten oder linken Drehsinn antreibbaren Ritzel (14) kämmt, wobei der Drucktopf (12) sich bei wirksam werdender Preßkraft gegen einen hydraulisch beaufschlagten Drucktopf (12a) abstützt.

- 12 -

^; f '3 Th. Kieserling & Albrecht I5. September 1967 ' ^

Solingen Pat,Abt. Koe/Bch

Gebr auchsmus t er-Anmeldung Akte K 121a

— 12 —

3. Presse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) mit seinem den Kniehebeln (5a, 5b) abgewandten Ende (4b) den Zylinderdeckel (3b) durchdringt und einen den Zylinder (3) übergreifenden Bügel (18) trägt, auf dem Endschalter (19, 20, 21) angeordnet sind, die am Zylinder vorgesehene ortsfest angeordnete oder axial einstellbare Steuerkurven (19a, 19b, 20a, 21a) überlaufen.

4. Presse nach den Ansprüchen 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß einer der Zylinderdeckel (3b) als Drehzapfen ausgebildete seitliche Ansätze (3d) aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen einer die Seitenwände des Ständers (1) verbinden Traverse (31) einragen, auf der alle notwendigen Hilfsmittel (Si, S₀₅V,,, V₀j V₂.) für die Zu- bzw. Abführung des Drucköles für den Kolben (4) unmittelbar aufgesetzt sind, das durch in der Traverse (31) "und den Ansätzen (3d) des Deckels (3b) vorgesehene Bohrungen (32, 335 34, 35) sowie durch eine die beiden Zylinderdeckel (3a, 3b) verbindende Leitung (36) dem Kolben (4) wechselseitig zuleitbar ist.