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Sicherung für Scheren, Pressen, Stanzen u. dg1. gegen Überlastung
mittels eines Flüssigkeitskissens unterhalb des Druckkolbens Die Erfindung betrifft
hydraulische Sicherungen für Scheren, Pressen, Stanzen, Richtmaschinen und ähnliche
Arbeitsmaschinen, die zu dem Zweck angebracht werden, einen Druckausgleich zu schaffen
bei Auftreten übergroßer, ungewollter Widerstände gegen den Werkzeugsupport, also
Überschreiten des höchstzulässigen Arbeitsdruckes, wobei der Ständer oder Antriebsteile
der Gefahr des Bruches ausgesetzt sind.
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Bei Sicherungen dieser Art ist in einen vom Werkzeugsupport gebildeten
Zylinderraum ein mit der Druckstelze der Maschine gelenkig verbundener Kolben beweglich,
der auf eine im Zvlinderraum untergebrachte Flüssigkeit drückt, und der bei Überschreiten
des zulässigen Höchstdruckes-auf den Werkzeugsupport unter Öffnung eines Druckventils
aus dem Zylinder die Flüssigkeit in einen Nebenraum befördert. Bei den bekannten
Sicherungen wurde während des nachfolgenden Aufwärtsganges-- des Werkzeugsupportes
und des Kolbens die Flüssigkeit durch ein besonderes Saugventil aus dem ebenraum
wieder in den Kolbenhubraum zurückgesaugt, so daß - die Einrichtung für den nächsten
Arbeitshub selbsttätig wieder in Betriebsbereitschaft kam. Es waren also stets zwei
Ventile notwendig. Es sind ferner Einrichtungen bekannt geworden, bei denen drei
Kolben benötigt werden und das Druckwasser von einem mittleren Zylinder aus unter
zwei Preßkolben gedrückt wird, deren Durchmesser ein Vielfaches des ersten Zylinderkolbens
ist. Bei anderen Einrichtungen muß jedesmal, wenn die hydraulische Sicherung in
Tätigkeit getreten ist, der Zylinder neu mit Wasser aufgefüllt werden. Diese Anordnungen
sind sehr umständlich. Durch die Sicherung nach' der Erfindung werden die bekannten
hydraulischen Sicherungen unter Verbesserung der günstigen Wirkungen baulich vereinfacht,
ihre Abnutzung verringert und ein Versagen ausgeschlossen.
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Erfindungsgemäß ist in die Kanalreihen zum Durchtritt der Flüssigkeit
von und nach dem Druckraum nur ein Ventil eingeschaltet, das beim Rückgang des Druckkolbens
durch mechanische Steuerung der Ventilspindel geöffnet bleibt oder geöffnet wird
und sich bei Beendigung des Rückganges der Druckstelze wieder selbsttätig schließt.
Die aus dem Druckzylinder herausgedrückte Flüssigkeit wird also während des Hochganges
des Werkzeugsupportes wieder eingesaugt, da das Ventil bis zu Beendigung des Hochganges
mechanisch geöffnet bleibt. Die Maschine setzt sich also selbsttätig wieder in Arbeitsbereitschaft.
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Erfindungsgemäß erfolgt die mechanische Steuerung mittels eines an
der Druckstelze der Maschine befestigten. Anschlages, der- bei Überschreiten -des
auf die Druckstelze zulässigen Höchstdruckes ein am Werkzeugsupport
gelagertes,
unter Feder-druck stehendes Sperrglied freigibt, das das Ventil in der geöffneten
Stellung hält, bis das Sperrglied bei Beendigung des Zurückganges der Druckstelze
in die Ausgangslage zurückgezogen wird und die Ventilspindel freigibt. Nach einer
besonderen Ausführungsform ist in einer auf dem Werkzeugsupport befestigten Führung
ein als Sperrglied dienender, unter Federdruck stehender Bolzen längsverschiebbar
gelagert, der einerseits mit dem an der Druckstelze befestigten Anschlag, andererseits
mit dem Kopf der Ventilspindel in Eingriff kommt.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die mechanische Steuerung
des Ventils mittels eines an der Druckstelze befestigten Anschlages, der infolge
der pendelnden Bewegung der Druckstelze mittels eines im Kopf der Ventilspindel
gelagerten Hebels deren Anheben beim Zurückgang der Druckstelze bewirkt, so daß
das Ventil während jedes Rückganges der Druckstelze geöffnet bleibt.
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Auf der- Zeichnung ist die Sicherung nach der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Abb. i läßt in einem lotrechten Querschnitt durch den Werkzeugsupport
und die hydraulische Sicherung bei geschlossenem Ventil erkennen.
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Abb.2 zeigt einen gleichen Schnitt wie Abb. i bei geöffnetem Ventil.
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Abb. 3 gibt eine zweite Ausführungsforen der Ventilsteuerung wieder.
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. Abb. 4 ist eine Seitenansicht zu Abb. 3. Die Abb. 5 bis 8 zeigen
den Be@vegungsvorgang bei zwangsläufig gesteuertem Ventil der zweiten Ausführungsform.
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An dem Support i sind die auf der Zeichnung nicht dargestellten Schneid-,
Preß-, Loch- oder Biegewerkzeuge befestigt. Der Support i wird von der z. B. durch
eine Exzenterwelle angetriebenen Druckstelze 2 bewegt, deren unterer kugelförmiger
Teil 3 in dem Kolben 4 gelagert und durch eine auf ihm befestigte Gegenplatte 5
gehalten ist. Der Kolben 4 ist in einen Zylinder 6 am Werkzeugsupport i gleitbar
eingesetzt. Unter dem Kolben 4 befindet sich ein freier Raum 7, der mit Flüssigkeit
gefüllt ist und durch Kanäle 8 und 9 mit einem Nebenraum io und einem Druckmesser
i i in Verbindung steht.
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Seitlich am Werkzeugsupport i ist ein Ventil 12 angeordnet, dessen
Spindel 13 einen Teller 14 zum Abschluß eines Zwischenkanals 15 bildet. Die Ventilspindel
13 steht unter denn Druck einer im Ventilgehäuse befindlichen Feder 16, deren Druckstärke
durch eine auf das Ventilgehäuse geschraubte Kappe 17 regelbar ist. Die Regelung
erfolgt in Abhängigkeit von dem auf den Werkzeugsupport i zulässigen Höchstdruck.
Die Ventilspindel 13 ist einerseits in der Ventilkappe 17, andererseits in dem Ventilgehäuse
geführt. Die Ventilspindel 13 ist an ihrem aus der Kappe 17 ragenden Ende mit Gewinde
versehen, auf das ein Kopf i8 geschraubt ist, der durch eine Gegenmutter i9 gesichert
ist.
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Zur Sperrung der Ventilspindel 13 nach dem Anheben durch die Flüssigkeit
ist bei der Ausführungsform nach den Abb. i und 2 an dem Support i ein Bock 20 angeordnet,
in dem ein unter dem Druck einer Feder 21 stehender Bolzen 22 liegt. Der Bolzen
ist durch eine Führung 23 gegen axiale Drehung gesichert. An seinem der Ventilspindel
zugekehrten Ende ist der Bolzen 22 mit einer Abflachung 24 versehen, die beim Heben
der Spindel unter den Kopf 18 greift. In dem anderen Ende des Bolzens 22 ist eine
Nut 241 vorgesehen, die mit einer entsprechenden Nut 25 in einem Bolzen 26 in Eingriff
kommt, der an der Druckstelze 2 befestigt ist. Die einender zugekehrten Flächen
der beiden Nuten sind abgeschrägt, -derart, daß sie aufeinander gleiten können.
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Die Wirkungsweise der hydraulischen Sicherung ist die folgende.
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Bei normalem Betrieb, d. h. wenn der zulässige Höchstdruck auf den
Werkzeugsupport i nicht überschritten wird, befindet sich die Einrichtung in der
aus Abb. i ersichtlichen Stellung und nimmt unverändert an der Bewegung des Werkzeugsupportes
teil.
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Wenn jedoch infolge eines unzulässigen Widerstandes y (Abb. 2) die
Abwärtsbewegung des Werkzeugsupportes i gehindert und dadurch der für die Maschine
zulässige Arbeitshöchstdruck überschritten wird, steigt der Druck des Kolbens 4
auf die Flüssigkeit im Zylinderraum 7 so weit, daß die Ventilspindel 13 gehoben
wird, da sich der Flüssigkeitsdruck durch den Kanal 8 auf den Ventilteller 14 überträgt.
Die Ventilspindel 13 bleibt in der angehobenen Stellung stehen, weil der Bolzen
22 unter den Kopf 18 geschnappt ist, nachdem infolge des Eindringens des Kolbens
4 in den Zylinderraum 6 - die Druckstelze 2 ihre Lage gegenüber dem Werkzeugsupport
geändert hat und dabei der Bolzen 22 aus dem Eingriff mit dem Bolzen 26 gekommen
ist. Die Flüssigkeit strömt nunmehr aus dem Zylinder 7 durch die Känäle 8, 45, 9
in den Nebenraum io. Die Druckstelze 2 kann daher ungehindert ihre Hubbewegung fortsetzen,
ohne daß ein Bruch eintritt. Nachdem sie die tiefste Stellung durchlaufen hat und
die Aufwärtsbewegung beginnt, nimmt sie den Kolben 4 mit, wobei durch den im Zylinderraum
7 entstehenden Unterdruck die Flüssigkeit durch das offen
gehaltene
Ventil aus -dem Nebenraum io zurückgesaugt wird. Das Ventil wird erst geschlossen,
wenn sich die schräge Fläche der Nut 25 am Bolzen 26 gegen die schräge Fläche der
Nut 2,4.a am Bolzen 22 gelegt hat und dieser dadurch zurückgezogen wird. Dabei wird
der Kopf i8 der Ventilspindel 13 frei, und diese kann ixt die Abschlwßstellung infolge
des Druckes der Feder 16 zurück-,gleiten. Die Maschine ist dann für den nächsten
Arbeitshub wieder betriebsbereit (Abb. i).
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Der verstellbare Kopf 18 auf der Ventilspindel 13 ist so eingestellt,
daß erst bei Überschreiten des höchstzulässigen Arbeitsdruckes auf dem Werkzeugsupport
i und die Druckstelze 2 die Ventilspindel 13 so weit gehoben wird, daß sich der
Bolzen 22 mit seiner Abflachung 24 unter den Spindelkopf 18 infolge des Druckes
der Feder 21 legt.
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Zur Kontrolle des Flüssigkeitsdruckes und zur Einstellung des Ventils
können auf dem Druckmesser i i die an der Druckstelze auftretenden Drücke abgelesen
werden.
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Bei einer zweiten Ausführungsform, die in den Abb.3 bis 8 wiedergegeben
ist, ist der Bau im wesentlichen der gleiche. Sie unterscheidet sich jedoch durch
die Steuerung des Ventils. Während bei der ersten Ausführungsform das Ventil ausschließlich
durch den Flüssigkeitsdruck gehoben wird, erfolgt das Anheben nach der zweiten Ausführungsform
auf mechanischem Wege bei jedem Rückgang der Druckstelze. Das Ventil wird also auch
dann geöffnet, wenn keine Überschreitung des Höchstdruckes und infolgedessen kein
Übertritt von Flüssigkeit in den N ebene aum stattgefunden hat. Es soll jedoch durch
diese Arbeitsweise der Vorrichtung erreicht werden, daß auf keinem Fall ein Mangel
an Flüssigkeit in dem Zylinderraum des Supports entsteht.
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Mit 13 ist wieder die Ventilspindel bezeichnet, die an ihrem oberen
Ende einen mit einer Lageröffnung versehenen Kopf 27 trägt. In die Lageröffnung
greift ein Hebel 28 ein, der mit einer in einem Bock 29 gelagerten Welle
30 verbunden ist. Auf dem freien Ende der Welle 30 ist ein Hebel 31
befestigt, dessen freier Arm mit einer vorstehenden schrägen Fläche 32 versehen
ist, die sich gegen eine auf dem Bolzen 26 gelagerte Rolle 33 legt. Der Bolzen 26
ist an der Druckstelze 2- befestigt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist in den
Abb. 5 und 6 schematisch dargestellt. Beim Abwärtsgang der Druckstelze :2 bewegt
sich diese infolge der exzentrischen Lagerung auf der Bildfläche nach rechts (Abb.
5 und 6). Dabei hebt sich die Rolle 33 am Bolzen 26 von der schrägen Fläche des
Hebels 31 ab. Es wird also keine Bewegung auf das Ventil übertragen. Nachdem die
Druckstelze in ihre tiefste Stellung (Abb.7) gelangt ist, berührt die Rolle33 die
abgeschrägte Fläche des Hebels 31 wieder und drückt beim Aufwärtsgang der Druckstelze
(Abb.8) den Hebel zur Seite. Bei dieser Bewegung wird die Welle 3o mit dem Hebel
28 gedreht, der hierbei die Ventilspindel hebt und das Ventil öffnet. Da der Kolben
a zur gleichen Zeit unter Zug steht, wird eine möglicherweise fehlende Flüssigkeitsmenge
durch das Ventil in den Zylinderraum des Supports gesaugt. Sobald die Druckstelze
ihre höchste Stellung erreicht hat, ist auch das Ventil wieder geschlossen.
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Die Fläche 32 läßt sich leicht so ausbilden, daß bis zur Beendigung
des Rückganges der Druckstelze das Ventil voll geöffnet bleibt.
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Durch diese zwangläufige Steuerung des Ventils kann es beliebig weit
geöffnet werden, so d2.ß kleine Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit erreicht
werden können und die Abnutzung des Ventils vermindert und eine sichere Gewähr besteht,
daß der Zylinderraum des Supports stets genügend gefüllt ist. Der Druckausgleich
bei Überschreiten des Höchstdruckes auf :den Support ist der gleiche, wie bei der
Ausführungsform nach den Abb. i und 2 beschrieben wurde.