DE2922192A1 - Hydraulische mehrzylinderpresse, insbesondere schmiedepresse - Google Patents

Description

29. Mai 1979 PE 007-Boe-WGr

Hydraulische Mehrzylinderpresse, insbesondere Schmiedepresse

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse, insbesondere Schmiedepresse mit einer Druckquelle, mehreren wahlweise gemeinsam oder einzeln bzw. gruppenweise.aktivierbaren Arbeitszylindern und mit Rückzugszylindern zum Zurückführen des beweglichen Pressenholmes und der Arbeitskolben in die obere Totlage. Pressen dieser Art werden gebaut, um entweder bei Akkumulator-Antrieb den Druckmittelverbrauch zu verringern, wenn für die durchzuführenden Arbeiten mit geringerer Preßkraft gearbeitet werden kann, oder um beim direkten Pumpenantrieb die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenn für die durchzuführenden Arbeiten nur ein Teil der Arbeitszylinder benötigt wird.

Im allgemeinen wählt man eine Drei-Zylinder-Bauart mit drei gleichen Arbeitszylindern, die dann die Druckstufen 33 1/3 %, ; 66 2/3 % und 100 % zulassen, oder man führt den mittleren Hauptzylinder mit 66 2/3 % der Gesamt-Kolbenflache und die beiden Seitenzylinder mit einer Kolbenfläche von zusammen 33 1/3 % der Gesamt-Kolbenflache aus. In beiden Fällen ergibt sich eine Auswahlmöglichkeit von drei gleichen Kraftstufen.

Bei den bisher bekannten Mehrzylinderpressen dieser Art laufen die Kolben der inaktiven Arbeitszylinder leer mit; ihre Zylinder werden über besondere Füllventile mit besonderer Druckflüssigkeit gefüllt. Diese Füllventile nehmen bei

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Schnellaufenden hydraulischen Pressen, z. B. Freiform-Schmiedepressen große Dimensionen an und geben wegen der erforderlichen kurzen Umsteuerzeiten Anlaß zu Betriebsstörungen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Mehrzylinderpresse der Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß Füllventile vermieden werden und damit die Betriebssicherheit erhöht wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Kolben mindestens des oder der wahlweise aktivierbaren Arbeitszylinder gegenüber dem beweglichen Pressenholm getrennt, d. h. ohne zugfeste Verbindung und in ihrer oberen Totlage arretierbar sind. Die Erfindung geht damit von der Überlegung aus, daß die jeweils nicht benötigten Arbeitskolben von ihrer starren Verbindung mit dem beweglichen Pressenholm befreit werden sollten, um das Füllen ihrer Zylinder im Leerlauf überflüssig zu machen, womit auch die störungsanfälligen Füllventile fortfallen.

Die Arretierung von Arbeitskolben in oberer Totlage kann hydraulisch oder mechanisch vorgesehen werden. Für die hydraulische Arretierung wird gemäß der Erfindung ein Vorwählventil zum Aktivieren des oder der ausgewählten Arbeitszylinder und gleichzeitigen Aufschalten der Arbeitszylinder mit zu arretierendem Arbeitskolben auf eine Rück-* lauf- oder Entlastungsleitung empfohlen.

im Rahmen der Erfindung wird die hydraulische Arretierung von nicht benötigten, inaktivierten Arbeitszylindern bevorzugt. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die Arbeitskolben der inaktivierten Arbeitszylinder mit entgegen dem Arbeitshub wirkenden hydraulischen Druckvorrichtungen verbunden sind, die von einer Druckquelle über ein weiteres Vorwählventil beaufschlagbar sind.

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Ausbildungen von hydraulischen Druckvorrichtungen zum Arretieren von Arbeitskolben in oberer Totlage sind in den Patentansprüchen 4 und 5 angegeben.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Dreizylinder-Presse mit Oberflurantrieb, Fig. 2 eine Dreizylinder-Presse mit Unterflurantrieb und Fig. 3 eine Presse nach Fig. 1 mit anderem Rückzugsahtrieb.

Im Beispiel nach Fig. 1 hat die Presse 1 drei Arbeitszylinder 2, 3 und 4 mit Arbeitskolben 2a, 3a und 4a,von denen die Kolben 2a und 4a der Seitenzylinder 2 und 4 als Stufenkolben ausgeführt und nicht mit dem beweglichen Pressenholm 1a zugfest verbunden, d. h. von ihm getrennt sind. Der Kolben 3a des mittleren Arbeitszylinders 3 kann mit dem Pressenholm 1a in üblicher Weise starr verbunden sein, da er im Ausführungsbeispiel nicht wahlweise aktivierbar ist, sondern ständig betrieben wird. Der Rückzug des beweglichen Pressenholms ta erfolgt über Rückzugszylinder 5 und 6, die unter dem konstanten Druck eines Akkumulators 11 stehen.

Die Presse 1 wird durch drei parallelgeschaltete Pumpen 7, 8 und 9 angetrieben, die in der Fördermenge regelbar und in - der Förderrichtung umsteuerbar sind. Beim Pressenhub saugen die Pumpen Drucköl aus einem Behälter 14 an und leiten es über eine Druckleitung 4 2 an die Presse, über die auch nach Umsteuern der Pumpen das Rücköl fließt, wenn der Pressenholm 1a unter der Wirkung der Rückzugszylinder 5 und 6 aufwärtsgeht. Wie an sich beim ventillosen Steuern mittels in der Förderrichtung umsteuerbarer Pumpen bekannt, kann jedoch auch der Rückzug durch die Pumpen 7, 8 und 9 oder eine von ihnen erfolgen, was beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 verwirklicht ist.

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Zurückkommend auf Fig. 1 dient zum Vorwählen der Kraftstufe ein Vorwählventil 12 in der Druckleitung 42, das in Fig. 1 in einer Schaltstellung I steht, in der alle drei Zylinder 2, 3, 4 beaufschlagt werden. In der anderen, zweiten Schaltstellung II wird nur der mittlere Zylinder 3 beaufschlagt, wogegen die Seitenzylinder 2 und 4 auf eine Entlastungsoder Rücklaufleitung 43 geschaltet sind, die zum Behälter führt. In der ersten Schaltstellung I des Vorwählventils 12, das nur zur Vorwahl der Kraftstufe dient und während des normalen Arbeitszyklus der Presse nicht geschaltet wird, arbeitet die Presse also mit voller Preßkraft und einer Arbeitsgeschwindigkeit, die sich aus der Summe der Liefermenge der drei Pumpen 7, 8 und 9 ergibt. Das Druckmittel, das sich in den Ringräumen der Ringkolbenflächen 2b und 4b der Stufenkolben 2a und 4a befindet, wird dabei über eine Leitung 44, ein zweites Vorwählventil 13 mit der Schaltstellung I und eine Leitung 44a in den Behälter 15 gedrückt.

Andererseits stellen die Ringkolbenflächen 2b und 4b mit der Leitung 44, dem Vorwählventil 13 und einer dem Behälter 15 zugeordneten Pumpe 10 eine hydraulische Druckvorrichtung zum Arretieren der Stufenkolben 2a und 4a in oberer Totlage dar, wenn über das Vorwählventil 12 in der zweiten Schaltstellung II die Zylinder 2 und 4 inaktiviert, d. h. auf die Rücklaufleitung 43 geschaltet werden. Dann nämlich wird gleichzeitig auch das zweite Vorwählventil 13 auf die Schalt-

j stellung II umgesteuert, so daß die Druckleitung 45 der Pumpe 10 mit der Leitung 44 kommuniziert und die Ringkolbenflächen 2b und 4b beaufschlagt werden. Damit bleiben die Kolben 2a und 4a in der oberen Totlage, wenn der beaufschlagte Kolben 3a des mittleren Arbeitszylinders 3 abwärtsgeht, wobei der

Kolben

bewegliche Pressenholm 1a von den arretiertenι 2a und 4a abhebt, mit denen er nicht zugfest verbunden ist. Die Vorwählventile 12 und 13 können nach einem Arbeitszyklus mit maximaler Preßkraft auch schon während des Rückzuges des Pressenholmes 1a mittels der Rückzugszylinder 5 und 6 auf ihre Schaltstellungen II umgesteuert werden; die beim nächsten

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Arbeitszyklus mit inaktivierten Arbeitszylindern 2 und 4 nicht benötigten Arbeitskolben 2a und 4a werden dann unabhängig von den Rückzugszylindern 5 und 6 über Druckmittel aus der Pumpe 10 in obere Totlage gefahren und bleiben dort arretiert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine Dreizylinder-Presse mit Unterflurantrieb des beweglichen Rahmens 20 gegenüber einer ortsfesten Fundamentplatte 35, die die drei Arbeitszylinder 21, 22 und 23 trägt. Als Antrieb sind auch hier drei parallelgeschaltete regelbare und umsteuerbare Pumpen 24, 25 und 26 vorgesehen, die über eine Druckleitung 4 2 an ein Kraftstufen-Vorwählventil 37 angeschlossen sind und Druckmittel aus einem Behälter 39 ansaugen oder in diesen Behälter abgeben. In diesen Behälter 39 führt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Rücklaufleitung 43 zum Entlasten von inaktivierten Arbeitszylindern, Zum Rückzug des beweglichen Rahmens 20 dienen Rückzugszylinder 27 und 28, die unter dem konstanten Druck aus einem Akkumulator 41 stehen.

Die Arbeitskolben 21a, 22a und 23a der Arbeitszylinder 21, 22 und 23 sind Plungerkolben, die von hydraulischen Druckvorrichtungen in oberer Totlage arretiert werden können, bestehend aus ortsfesten Hilfszylindern 29, 3 0 und 31, deren Kolbenstangen 29a, 30a und 31a mit den arretierbaren Arbeitskolben 21a, 22a und 23a verbunden sind. Diese Hilfszylinder sind über Traversen 32, 33 und 34 mit der ortsfesten Fundamentplatte 35 verbunden (nicht dargestellt). Die den beiden Seitenzylindern 21, 22 zugeordneten Hilfszylinder 29, 30 sind über eine gemeinsame Leitung 46 und der mittlere Hilfszylinder 31 ist über eine Leitung 47 an ein Vorwählventil 38 angeschlossen, dem eingangsseitig eine Druckpumpe 36 mit Druckleitung 48 und eine in einen Behälter 40 führende Rücklaufleitung 49 zugeordnet sind.

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ι Die Vorwählventile 3 7 und, 38 unterscheiden sich von denjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß sie zwei statt drei verschiedene Schaltstellungen I, II und III haben. In den in Fig. 2 dargestellten mittleren Schaltstellungen I arbeiten die Pumpen 24, 25, 26 über die Druckleitung 42 und die parallelgeschalteten Leitungen 50, 51 ausgangsseitig vom Vorwählventil 37 auf alle drei Arbeitszylinder, wobei alle Hilfszylinder 29, 30, 31 über die Leitung 46 und das Vorwählventil 38 in mittlerer, korrespondierender Schaltstellung I auf Rücklauf über die Leitung 4 9 gesteuert sind. In den korrespondierenden Schaltstellungen II beider Vorwählventile wird nur der mittlere Arbeitszylinder 23 beaufschlagt, wogegen die Seitenzylinder 21, 22 über die Leitungen 51, 43 entlastet sind. Zur Arretierung der inaktivierten Seitenzylinder in oberer Totlage sind die seitlichen Hilfszylinder 29, 30 über die Leitungen 48, 46 mit Druck beaufschlagt, und der mittlere Hilfszylinder 31 ist entsprechend dem Arbeitshub des mittleren Arbeitszylinders 23 über die Leitungen 47, 49 auf Rücklauf gesteuert.

In den korrespondierenden Schaltstellungen III beider Vorwählventile 37, 38 werden nur die Seitenzylinder 21, 22 beaufschlagt, wogegen der mittlere Zylinder 23 über die Leitungen 50, 43 entlastet ist. Zur Arretierung des inaktivierten mittleren Zylinders in oberer Totlage ist der mittlere Hilfszylinder 31 über die Leitungen 48, 47 mit Druck beaufschlagt, wogegen die seitlichen Hilfszylinder 29, 30 auf Rücklauf gesteuert sind.

Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nur die beiden Seitenzylinder inaktiviert werden können, läßt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wahlweise das Abschalten der Seiten- oder des mittleren Arbeitszylinders zu, was durch die drei Schaltstellungen I, II und III der Vorwählventile 37 und 38 bestimmt ist. Die Presse nach Fig. 1 kann also nur mit zwei Kraft- und Geschwindigkeitsstufen arbeiten, wogegen die Presse nach Fig. 2 mit drei

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verschiedenen Kraft- und Geschwindigkeitsstufen betreibbar ist, zumal die Kolbenfläche des mittleren Arbeitskolbens 23a größer ist als jede der unter sich gleichen Kolbenflächen der seitlichen Arbeitskolben 21a und 22a.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise demjenigen nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Rückzugszylinder 5, 6 nicht an einen Akkumulator, sondern über eine Leitung 55 an die Saugleitung 56 der umsteuerbaren Regelpumpe 7 angeschlossen sind, die bei der Rückzugsbewegung des beweglichen Pressenholmes la nach oben in die durch ein Rückschlagventil 57 geschlossene Saugleitung 56 und damit in die Rückzugszylinder 5, 6 fördert. Hierzu ist es erforderlich, daß zwischen der gemeinsamen Druckleitung 4 2 der Pumpen 7, 8, 9 und der Entlastungs- bzw. Rücklaufleitung 43/ die zum Behälter 14 führt, ein Absperrventil 58 vorgesehen wird. Dieses Absperrventil ist in der dargestellten S'chaltstellung I geschlossen, wenn die Pumpen 7, 8, 9 für einen Arbeitshub der Presse in die Druckleitung 4 2 fördern/ die beim Rückzug Rücklaufleitung für das aus den Arbeitszylindern 3 bzw. 2, 3 und 4 verdrängte Druckmittel ist. Die Pumpe 7 saugt beim Arbeitshub ihr Saugvolumen z. T. aus den Rückzugszylindern und z. T. über das sich öffnende Rückschlagventil 57 aus dem Behälter 14 an. Werden alle drei Pumpen auf Pressen-Rückzug umgesteuert, geht das Ventil 58 in die Offen-Schaltstellung II, so daß die Leitungen 42, 43, insbesondere der Zweig 43a und der Behälter 14 kommunizieren und die Überschußmenge des aus den Arbeitszylindern abfließenden Druckmittels, die die Pumpe 7 beim Fördern in die kleinen Rückzugszylinder 5, 6 saugseitig nicht aufnimmt, über die Leitungen 42, 43a in den Behälter 14 abfließen kann. Im übrigen dient das Absperrventil 58 in Offen-Schaltstellung II auch als Dekompressionsventil und wird, kurz vor dem die umsteuerbaren Pumpen 7,8, 9 nach einem Arbeitshub den Nullpunkt durchlaufen, in die Stellung II umgesteuert.

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Es versteht sich, daß in der Zeichnung an gewisse Leitungen Sicherheitsventile angeschlossen werden müssen, was nicht näher dargestellt ist.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. /Hydraulische Presse, insbesondere Schmiedepresse, mit einer Druckquelle, mehreren, wahlweise gemeinsam oder einzeln bzw. gruppenweise aktivierbaren Arbeitszylindern und mit Rückzugszylindern zum Zurückführen des beweglichen Pressenholmes und der Arbeitskolben in die obere Totlage,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (2a, 4a bzw. 21a, 22a, 23a) mindestens des oder der wahlweise aktivierbaren Arbeitszylinder (2, 4 bzw, 21, 22, 23) gegenüber dem beweglichen Pressenholm (1a bzw. 20) getrennt, d. h. ohne zugfeste Verbindung und/ihrer oberen Totlage arretierbar sind.

2. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Vorwählventil (12 bzw. 37) zum Aktivieren des oder der ausgewählten Arbeitszylinder und gleichzeitigen Aufschalten der Arbeitszylinder mit zu arretierendem Arbeitskolben auf eine Rücklaufleitung (43).

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur hydraulischen Arretierung der Arbeitskolben der inaktivierten Arbeitszylinder deren Arbeitskolben mit entgegen dem Arbeitshub wirkenden hydraulischen Druckvorrichtungen (2b, 4b bzw. 29, 30, 31) verbunden sind, die von einer Druckquelle (10 bzw. 36) über" ein weiteres Vorwählventil (13 bzw, 38) beaufschlagbar sind.

4. Presse nach Anspruch 3 mit Oberflurantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die arretierbaren Arbeitskolben (2a, 4a) als Stufenkolben ausgebildet sind, deren Ringkolbenflächen (2b, 4b) als hydraulische Druckvorrichtungen zur

Arretierung beaufschlagbar sind.
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1 5. Presse nach Anspruch 3 mit ünterflurantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Druckvorrichtungen aus ortsfesten Hilfszylindern (29, 30, 31) bestehen, deren Kolbenstangen (29a, 30a, 31a) mit den arretierbaren

5 Arbeitskolben (21a, 22a, 23a) verbunden sind.

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