DE2621726C2 - Schnittschlagdämpfungseinrichtung an Pressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittschlagdämpfungseinrichtung an Pressen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Bei einer derartigen Einrichtung (DE-OS 23 50 378) ist es bereits bekanntgeworden, die Druckmittelräume der Zylinder-Kolben-Einheiten mit einer hochgespannten Druckmittelquelle zu verbinden und in Auslaßrichtung je ein Druckbegrenzungsventil vorzusehen. Die Höhenlage der Auftreffflächen der Zylinder-Kolben-Einheiten zu dem Pressenstößel ist einstellbar, so daß der Pressenstößel nach erfolgtem Schnitt und beginnen- *o dem Durchbruch mit den Auftreffflächen der Zylinder-Kolben-Einheiten in Wirkverbindung tritt. Dadurch, daß die Druckmittelräume der Zylinder-Kolben-Einheiten mit der I· x;hgespannten Druckmittelquelle verbunden sind, steh', die zur Verhinderung des Schnittschlages «5 erforderliche Kraft, die der Schnittkraft der Presse entspricht, unmittelbar zu Beginn des Durchbruches des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Material voll zur Verfügung. Eine schlagartige Entlastung des Pressengestelles sowie der Antriebsteile der Presse wird hierbei sicher verhindert. Die Druckbegrenzungsventile sorgen dafür, daß der erforderliche Druck in den Druckmittelräumen der Zylinder-Kolben-Einheiten und damit die durch die Schnittkraft vorgegebene Kraft aufrechterhalten bleibt, bis abhängig vom Stößelweg nach dem Durchbruch Entlastungsventile aufgesteuert werden, wodurch die Presse kontinuierlich und geräuschlos entlastet wird. Während des Rückhubes der Presse bis zum Beginn eines neuen Schnittvorganges werden die Kolben der Zylinder-Kolben-Einheiten und somit deren Auftreffflächen durch die hochgespannte Druckmittelquelle in die Ausgangslage zurückgeführt. Die Einrichtung ist damit erneut einsatzbereit.

Bei solchen Schnittsch'agdämpfungseinrichtungen ist es jedoch sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich, alle *>"> vorhandenen Druckbegrenzungsventile auf genau den gleichen öffnungsdruck e, nzustellen, weil jedes einzelne Ventil für sich eingestellt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schnittschlagdämpfungseinrichtung der genannten Art so weiterzubilden, daß auf einfache Weise die Druckbegrenzungsventile sämtlicher Zyünder-Kolben-Einheiten auf genau den gleichen öffnungsdruck einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vereinigung aller im Patentanspruch erfaßten Merkmale gelöst

Aus der US-PS 29 37 733 ist eine hydraulische Überlastsicherung für eine Mehrpunkt-Presse bekannt wobei jedem Stößelanlenkpunkt ein Flüssigkeitsdruckzylinder zugeordnet ist Die Flüssigkeitsdruckzylinder sind jeweils mit Druckbegrenzungsventilen versehen, deren Steuerräume über relativ lange Leitungen mit Steueröl versorgt werden. Von diesen Steuerräumen erfolgt die Speisung der eigentlichen Druckräume der Flüssigkeitsdruckzylinder über Rückschlagventile. Der Druck in den Steuerräumen ist mittels eines zentralen Druckbegrenzungsventils einstellbar. Durch die Rückschlagventile wird bei ansteigendem Druck in den Druckräumen eine Rückwirkung auf die Steuerräume der entsprechenden Druckbegrenzungsventile vermieden, wodurch die Dnickbegrenzungsventile unmittelbar im Öffnungssinne beaufschlagt werden. Die ölsäule in den Speiseleitungen, die mit den Steuerräumen korrespondieren, wird komprimiert die Druckbegrenzungsventile reißen auf und der Druck in den Steuerräumen und den Speiseleitungen wird über die Rückschlagventile und die Druckräume, von denen einer durch Überlastung bereits drucklos ist schlagartig abgebaut. Die dieser einer hydraulischen Überlastsicherung zwingend notwendigen Arbeitsweise entsprechende Konstruktion ist bei einer gattungsgemäßen Schnittschlagdämpfungseinrichtung nicht verwendbar, da bei einer Schnittschlagdämpfungseinrichtung im Gegensatz zu einer hydraulischen Überlastsicherung der Druck in den Druckmittelräumen über einen vorgegebenen Zeitraum in jedem Fall konstant gehalten werden muß. Um die gestellte Aufgabe lösen zu können, sind noch die weiteren, im Patentanspruch als kennzeichnend herausgestellten Erfindungsmerkmale notwendig. Durch die Verbindung der Druckräume über die Drosselstellen mit den Steuerräumen werden zwei für die Schnittschlagdämpfung erforderliche Wirkungen erzielt: Zum einen ist das vorhandene Ölvolumen sehr gering, wodurch die bei Druckanstieg eintretende geringe Kompression unberücksichtigt bleiben kann. Wäre dies nicht der Fall — wie bei einer hydraulischen Überlastsicherung gemäß der US-PS 29 37 733 - würde der Schnittstempel der Schnittpresse im Bereich der Kompressibilität des Öles durchbrechen können und die Dämpfung wäre unzureichend. Zum zweiten wird durch die Verbindung der Druckräume mit den Steuerräumen ein schlagartiges Aufreißen, was unerwünschterweise augenblicklichen Druckverlust bedeuten würde, der Druckbegrenzungsventile sicher vermieden, da mit einem Druckanstieg in den Druckräumen auch der Druck in den Steuerräumen ansteigt. Die Reduzierung des Druckes in den Steuerräumen auf den erforderlichen Wert erfolgt nun über die Steuerleitungen und das zentrale Drucksteuerventil.

Die durch die über die Drosselstellen hergestellte Bedämpfung der Druckbegrenzungsventile läßt die Ventile schwingungsfrei nur so weit öffnen, daß der Druck in den Druckräumen auf dem eingestellten Wert konstant gehalten wird, wodurch die Schnittschlagdämpfung wirksam ist.

Anhand einer Zeichnung ist nachfolgend ein Ausfüh-

rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 einen Schaltplan des Hydraulik-Kreislaufes,

F i g. 2 ein Diagramm bei ausgeschalteter Vorrichtung und

Fig.3 ein Diagramm bei eingeschalteter Vorrichtung.

In F i g. 1 ist eine Werkzeuggrundplatte 10 schematisch dargestellt, auf der symmetrisch zueinander vier gleichartig aufgebaute Zylinder-Kolben-Einheiten 11 angeordnet sind. Jede Zylinder-Kolben-Einheit 11 weist eine mit einem Kolben 12 verbundene Auftrefffläche 13 auf, die in der Höhenlage gegenüber einem nicht dargestellten Pressenstößel oder einem daran befestigten Oberwerkzeug einstellbar ist. Zwischen der Stirnfläche 14 des Kolbens 12 und einer inneren Stirnwand 15 des Zylinders 16 befindet sich ein Druckmittelraum 17, der in Einlaßrichtung über ein Rückschlagventil 18 mit einer hochgespannten Druckmittelquelle 19 verbunden ist. Die Druckmittelquelle 19 besteht im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe 20, die mittels eines Elektromotors 21 angetrieben wird und Druckmittel aus einem Tank 22 über ein Rückschlagventil 23 und Druckleitungen 24 zu den Druckmittelräumen 17 der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 fördert. Pro Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist weiterhin ein Druckbegrenzungsventil 25 vorgesehen, welches in Auslaßrichtung des Druckmittelraumes 17 angeordnet ist und über eine zugehörige Rücklaufleitung 26 mit dem Tank 22 verbunden ist. Die Druckbegrenzungsventile 2"j sind druckmittelgesteuert ausgeführt und weisen eine Steuerraum 27 auf, der ebenfalls mit der hochgespannten Druckmittelquelle 19 in Verbindung steht. Die Verbindung ist zweckmäßigerweise vom Druckmittelraum 17 der Zylinder-Kolben-Einheit U über eine Drosselstelle 28 hergestellt.

Über Steuerleitungen 29 sind die Steuerräume 27 der Druckbegrenzungsventile 25 in gleicher Weise und Länge an ein zentrales Drucksteuerventil 30 angeschlossen, dessen Ausgang in dem Tank 22 endet.

Auf einer Werkzeuggrundplatte 10 ist der Zylinder 16 aufgebaut, dessen Zylinderraum durch einen Bund nach oben und die innere Stirnwand 15 nach unten abgeschlossen ist. In dem Zylinderraum ist der Kolben 12 geführt, wobei der Druckmittelraum 17 zwischen der Stirnfläche 14 des Kolbens 12 und der inneren Stirnwand 15 des Zylinders 16 gebildet wird. Die der Stirnfläche 14 gegenüberliegende Fläche des Kolbens 12, die über den Bund des Zylinders 16 hinausragt, stellt so die höheneinstellbare Auftrefffläche 13 dar. Im unteren Teil der Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist das Druckbegrenzungsventil 25 eingebaut, das in Auslaßrichtung den Druckmittelraum 17 mit dem Tank 22 verbindet. In Einlaßrichtung ist das Rückschlagventil 18 in den Zylinder 16 eingebaut. Weiterhin ist der Druckmittelraum 17 über eine Verbindung 34 mit dem Steuerraum 27 über die Drosselstelle 28 verbunden.

Anhand der in den Fig.2 und 3 gezeigten Diagramme ist nachfolgend die Wirkungsweise und so Funktion der Vorrichtung näher erläutert. Bei den Diagrammen handelt es sich um die Aufzeichnung der wesentlichen Kennwerte — Stößelweg S, Pleuelkraft F, Dehnung Dam Kopfstück der Schnittpresse und Druck ρ in den Zylinder-Kolben-Einheiten 11 — in Abhängig- ir, keit von der Zeit t. Gezeigt ist nur der wesentliche Teil eines Arbeitsspiels der Schnittpresse um den unteren TotDunkt.

In F i g. 2 sind die Zyluider-Kolben-Einheiten 11 nicht vorgespannt, wodurch sich ein konstanter linearer Verlauf der Kurve für den Druck ρ ergibt. Die Vorrichtung zum Verhindern eines Schnittschlages ist jetzt außer Betrieb. Ab der.;i Aufsetzpunkt 35 des Oberwerkzeuges bzw. des Stößels auf das zu schneidende Werkstück steigt die Pleuelkraft Fund in gleicher Weise die Dehnung D im Kopfstück der Presse steil an. Im Bereich des Durchbrechpunktes 36 erfolgt der Durchbruch des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Werkstück. Durch die schlagartige Entspannung des Pressengestelles — siehe Dehnung D — wird der Stößel extrem stark beschleunigt und schwingt ebenso wie das Pressengestell langsam aus.

Durch diese schlagartige Entspannung ergibt sich die beim Durchbruch für den Schnittschlag charakteristische hohe Lärmentwicklung, die mit einer großen Beanspruchung der Werkzeuge und der Presse einhergeht.

Das Diagramm gemäß F i g. 3 zeigt den gleichen Arbeitsspielabschnitt wie F i g. 2 jedoch mit vorgespannten Zylinder-Kolben-Einheiten 11. Der Druck ρ entspricht weitestgehend der erforderlichen Schnittkraft und ist mittels des Drucksteuerventils 30 (Fig. 1), wie später noch näher erläutert, eingestellt.

Am Aufsetzpunkt 35 setzt das Oberwerkzeug auf das zu schneidende Werkstück auf und der Schnittvorgang beginnt. Kurz vor Erreichen des Bereiches des Durchbrechpunktes 36 setzt der Stößel auf die Auftreffflächen 13 der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 auf. Der Bereich des Durchbrechpunktes 36 wird nun ohne Durchbruch des Oberwerkzeuges durch das zu schneidende Werkstück durchfahren, da der beim Durchbruch schlagartig verschwindende Widerstand des zu schneidenden Werkstückes durch die Zylinder-Kolben-Einheiten 11 unmittelbar bei Beginn des Durchbruches zur Verfügung steht. Die Schnittpresse kann sich nicht schlagartig entspannen. Im weiteren Verlauf des Arbeitsspiels wird dann das Pressengestell durch Druckminderung in den Druckmittelräumen 17 der Zylinder-Kolben-Einheiten U kontinuierlich entspannt, so daß kein Schnittschlag auftritt. Hierbei liegt der Lärmpegel gegenüber dem ohne die Vorrichtung erheblich niedriger. Weiterhin wird eine optimale Verschleißminderung erreicht.

Der Druck des Druckmittels in den Druckmittelräumen 17 der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 wird durch die Druckmittelquelle 19 über die Druckleitungen 24 erzeugt und, wie bereits erwähnt, mit dem zentralen Drucksteuerventil 30 und die Druckbegrenzungsventile 25 durch Einstellung des Druckes in den Steuerräumen 27 der Druckbegrenzungsventile gleichzeitig und zentral eingestellt. Die Einstellung entspricht den je nach zu schneidender Materialstärke zu erwartenden Schnittkräften. Eine Überlastung der Presse kann hierbei einfach und sicher vermieden werden. Ein der Einstellung des Drucksteuerventils 30 übersteigender Druck in den Steuerräumen 27 wird über das Drucksteuerventil 30 abgeleitet, während der damit verbundene Überdruck in den Druckmitte'räumen 17 über die Druckbegrenzungsventile 25 und die Rücklaufleitungen 26 abgeleitet wird. Die Drosselstellen 28, über die die Druckmittelräume 17 mit den Steuerräumen 27 verbunden sind, dienen nur zur Vermeidung von Rückwirkungen geringfügiger Drisckichwankungen in. den besagten Räumen 17, 27. Sobald der Stößel im Bereich des Durchbrechpunktes 36 mit den Auftreffflächen 13 der Zvlinder-Kolben-Finheiten in Wirkvprhin-

dung tritt, steigt der Druck in den Druckmittelräumen 17, die Druckbegrenzungsventil 25 öffnen, so daß der eingestellte Gleichgewichtszustand zwischen den Druckmittelräumen 17 und den Steuerräumen 27 und damit der eingestellte Druck erhalten bleibt. Ein SchniUschlag wird verhindert, da die der Schnittkraft entsprechende Gegenkraft nunmehr durch die Zylinder-Kolben-Einheiten 1! aufgebracht wird. Durch kontinuierlichen Druckabbau in den Druckmittelräumen 17 wird diese Kraft ohne unerwünschte Nebenwirkungen to — Lärm, Verschleiß — allmählich abgebaut. Der Druckabbau ergibt sich im gezeigten und beschriebenen Beispiel nach Durchlaufen des unteren Totpunktes durch Verminderung des Druckes in den Druckmiueiräumen 17, der durch die Druckmittelquelle 19 aufgrüne der Dimensionierung nicht in gleichem Maße auigegü chen wird (siehe F i g. 3). Die gleiche Wirkung ließe siel· auch durch Verwendung von nicht näher dargestellter Druckminderungsventilen, die stößelwegabhängig ge steuert werden, erreichen.

Um konstante Betriebsbedingungen für die Vorrich tung sicherzustellen, sind im Hydraulikkreislauf Heiz und Kühlaggregate vorgesehen, die eine konstant« Temperatur des Druckmittels und damit immer gleiche Eigenschaften gewährleisten. Um unerwünschte, impulsartige Druckschwingungen in den Steuerräumen 2> zu bedampfen, können noch weitere Drosselstellen ir die Steuerieitungen 29 eingeschaltet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schnittschlagdämpfungseinrichtung an Pressen, mit mehr als einer zwischen Pressentisch und Pressenstößel angeordneten Zylinder-Kolben-Einheit, deren Druckräumen Druckmittel über je ein Rückschlagventil von einer hochgespannten Druckmittelquelle zuführbar ist, welches während des Dämpfungshubes über diesem Druck entsprechend eingestellte Druckbegrenzungsventile aus den Druckräumen auspreßbar ist dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventile mit einem mit variablen Druck beaufschlagbaren Steuerraum (27) versehene Druckbegrenzungsventi- '5 Ie (25) sind, deren Steuerräume (27) mit einem zentralen einstellbaren Druckbegrenzungsventil (30) verbunden sind, wie an sich bekannt, und daß die Steuerräume (27) der Druckbegrenzungsventile (25) über die Druckmittelräume (17) der ihnen zugeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten (11) mit der hochgespannten Druckmittelquelle (19) verbunden sind, und daß in die Verbindung (34) der Steuerräume (27) mit den Druckmittelräumen (17) Drosselstellen (28) geschaltet sind.