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Stufenpresse Die Erfindung betrifft eine Stufenpresse mit einem Stößel
für die Aufnahme von mehreren Werkzeugoberteilen, welche je mit einem Werkzeugunterteil
ein Formwerkzeug bilden, wobei die Werkzeuge voneinander verschieden sind und insbesondere
zur Herstellung von Blechwerkstücken in mehreren Arbeitsstufen dienen und mit einem
zwischen mindestens einem Werkzeugoberteil und dem Stößel eingeschalteten Grenzkraftorgan,
durch welches das damit versehene Werkzeugoberteil ab einer auf dieses wirkenden,
einstellbaren Höchstdruckkraft zu entlasten ist.
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Ein bekanntes an jedem Werkzeugoberteil einer Stufenpresse vorgesehenes
Grenzkraftorgan weist zwei im Winkel zueinander angeordnete und mit einer Anstellfläche
aneinander anliegende Hebel auf, die an ihren von einer Drehachse entfernten Enden
mittels einer Feder zusammengehalten werden. Wegen des sich steigernden Drehmoments
beim Wirksamwerden des Grenzkraftorgans ist diese Überlastungssicherung ab Erreichen
einer Grenzkraft für die Übertragung weiterer Kräfte während des Arbeitsspieles
wirkungslos (USA.-Patentschrift 2356304).
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Bei einer bekannten Stufenpresse ist an den Werkzeugoberteilen eine
vorgespannte Feder als Grenzkraftorgan vorgesehen, welches nach dem Auftreten einer
bestimmten Grenzkraft am Werkzeugoberteil wirksam wird, jedoch, da eine vorgespannte
Feder nicht wirkungslos zu machen ist, sondern bei weiterer Zusammendrückung einen
stetigen Kraftanstieg aufweist, zu keiner Entlastung führt (USA.-Patentschrift
1286467).
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Es ist auch ein über ein während des Rückhubes des Stößels sich öffnendes
Rückschlagventil von einer Druckmittelquelle gespeistes Druckmittelpolster für den
Stößel einer Exzenterpresse bekannt. Die Sicherung gegen Überlastung dieser Presse
besteht in einer Anhebevorrichtung für das Rückschlagventil (deutsche Patentschrift
750 470).
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Bei einer anderen bekannten Presse, jedoch keiner Stufenpresse, mit
einem Druckmittelpolster am Stößel dient ein Manometer in der Weise als Grenzkraftorgan,
daß die Presse bei Erreichen eines vorgegebenen Flüssigkeitsdruckes abschaltet.
Zusätzlich zu diesem Grenzkraftorgan ist an dem Druckmittelpolster noch ein Absperrventil
zum Ablassen des Druckmittels bei festgefahrenem Stößel vorgesehen, das nach Belieben
betätigbar ist, eine Entlastung unabhängig von der Wirkung des Grenzkraftorgans
herbeiführt und somit ein Entlastungsschalter ist (deutsches Gebrauchsmuster
1778 466).
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Durch die Erfindung soll mindestens eines der Werkzeugoberteile der
eingangs genannten Stufenpresse unabhängig von der mittels des Grenzkraftorgans
eingestellten Höchstdruckkraft nach Belieben entlastet werden können, was erfindungsgemäß
dadurch erreicht wird, daß mindestens einem der Grenzkraftorgane ein - wie ausgeführt
- an sich bekannter, nach Belieben betätigbarer, eine Entlastung unabhängig von
dem Grenzkraftorgan herbeiführender Entlastungsschalter zugeordnet ist. Mittels
des Entlastungsschalters kann die Druckkraft der Presse besser ausgenützt werden,
da beim Auslösen des Entlastungsschalters der gesamte Pressendruck auf das verbleibende
Werkzeug oder die verbleibenden Werkzeuge allein wirken kann. Hierdurch besteht
die Möglichkeit, während eines Preßvorganges die Preßkraft an einem Werkzeug bis
zur Höchstpreßkraft der Presse zu steigern, wenn das oder die anderen Werkzeuge
für die weitere Kraftübertragung mit Hilfe des Entlastungsschalters wirkungslos
gemacht sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann bei einer Stufenpresse mit
mindestens zwei mit je einem Grenzkraftorgan versehenen Werkzeugoberteilen beim
Betätigen des Entlastungsschalters des zu entlastenden Werkzeugoberteiles an dem
noch unter Last stehenden Werkzeugoberteil die Höchstdruckkraft des Grenzkraftorgans
höher eingestellt und nach dem Arbeitshub wieder gesenkt werden. Hierdurch kann
nach Ausschalten eines Werkzeuges eine neue Verteilung der Höchstdruckkraft des
Pressenstößels erreicht werden.
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Bei einer Stufenpresse mit einem Grenzkraftorgan für ein Druckmittelpolster,
gegen das sich ein im Stößel in dessen Arbeitsrichtung verschiebbarer, das Werkzeugoberteil
tragender Kolben während des Arbeitshubes des Stößels abstützt, wird erfindungsgemäß
als Entlastungsschalter ein Umgehungsventil für ein Überdruckventil als Grenzkraftorgan
des Druckmittelpolsters vorgesehen.
Das während des Arbeitshubes
des Stößels durch das Überdruck- bzw. Umgehungsventil aus dem Druckmittelpolster
entfernte Druckmittel wird zweckmäßigerweise während des Rückhubes des Stößels ersetzt,
wozu das Druckmittelpolster über ein während des Rückhubes des Stößels sich öffnendes
Rückschlagventil mit einer Druckmittelquelle verbunden ist.
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Bei einer Stufenpresse mit einem Druckmittelzylinder zum Bewegen des
Stößels mit Hilfe einer Druckmittelquelle ist während des Rückhubes die Druckmittelquelle
sowohl mit dem Druckmittelzylinder des Stößels als auch mit dem Überdruckventil
verbunden.
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Die Einzelheiten der Unteransprüche sind nur im Rahmen des Hauptanspruches
geschützt.
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In der Zeichnung ist eine Stufenpresse als Ausführungsbeispiel des
Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. l eine Vorderansicht,
teilweise geschnitten, und F i g. 2 ein Leitungsschaltschema.
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Eine Stufenpresse hat einen allseitig geschlossenen Rahmen 1 zur Führung
eines Pressenstößels 2, der an einem Kolben 3 befestigt ist. Dieser Kolben ist in
einem in F i g. 1 nicht sichtbaren Druckmittelzylinder 4 verschiebbar gelagert.
Am Stößel sind Oberteile 5 (Ziehringe) von Ziehwerkzeugen an Kolben 6 befestigt,
die in je einem als Druckmittelpolster dienenden Zylinder 7 ebenfalls verschiebbar
gelagert sind, wobei die Verschieberichtungen parallel zueinander verlaufen. Der
Werkzeugoberteil 5 weist einen nicht sichtbaren Auswerfer auf.
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Oberhalb des Fußes der Presse ist ein Pressentisch 8 vorgesehen, auf
dem Unterteile 9 (Ziehstempel) von Ziehwerkzeugen befestigt sind. Jeder Werkzeugunterteil
ist oben von einem Blech- oder Faltenhalter 10 umgeben, der auf durch den Tisch
8 hindurchgeführten Stiften 11 sitzt. Die Stifte 11 stützen sich auf einem Ziehkissen
12 ab, das entgegen einer hydraulischen oder pneumatischen Kraft nach unten verschiebbar
ist und das einen Kolben 13 in einem Zylinder 14 aufweist.
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An dem dem Stößel 2 zugehörigen Druckmittelzylinder 4 ist oben
und unten je eine Leitung 15 und 16 angeschlossen. Diese Leitungen führen
zu einem Steuergerät 17, das mit einer Pumpe 18 als Druckmittelquelle sowie mit
einem Vorratsbehälter 19 in Verbindung steht. In der einen Lage des Steuergliedes
im Steuergerät 17 ist die Pumpe 18 mit der Leitung 15 und die Leitung
16 mit dem Vorratsbehälter 19 verbunden und in der andern Lage des Steuergliedes
die Pumpe 18 mit der Leitung 16 und die Leitung 15 mit dem Vorratsbehälter
19.
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Der im Stößel 2 vorhandene Zylinder 7 ist über eine mindestens teilweise
nachgiebige Leitung 20 mit dem Vorratsbehälter 19 und über eine ebenfalls mindestens
teilweise nachgiebige Leitung 21 mit der Leitung 16 verbunden. Die Leitungen
20 und 21 münden kurz vor dem Zylinder 7 ineinander. In der Leitung
21 ist ein nach dem Zylinder 7 zu öflenbares Rückschlagventil 22 und in der
Leitung 20 ein einstellbares als Grenzkraftorgan dienendes überdruckventi123
vorgesehen. Dieses Überdruckventil ist über eine Leitung 24 umgehbar, in
der ein willkürlich betätigbares Magnetventil 25 als Umgehungsventil und Entlastungsschalter
angeordnet ist.
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Vor dem Arbeitstisch des Stößels 2 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten
Zuführvorrichtung eine Platine auf den Blechhalter 10 aufgelegt. Zur Durchführung
des Arbeitshubes wird die Pumpe 18 mit der Leitung 15 verbunden. Der Stößel
2 senkt sich dann, wobei der Ziehring 5 zur Anlage auf der Platine kommt und unter
nachgiebigem Zurückgehen des Blechhalters 10, der Stifte 11 und des Ziehkissens
12 entgegen der Wirkung des im Zylinder 14 vorhandenen Druckes die Platine
in der ersten Stufe vorgeformt wird.
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Solange der Oberteil s des Ziehwerkzeuges noch nicht auf der Platine
aufsitzt, ist der Zylinder 7 praktisch drucklos. Danach steigt der Druck im Zylinder
7, der als Druckmittelpolster wirkt, so weit an, bis der im Überdruckventil 23 eingestellte
Druck erreicht ist und Druckmittel (Drucköl) aus dem Zylinder 7 über die Leitung
20 in den Vorratsbehälter 19 abfließen kann. Der Druck in dem Zylinder 7
übersteigt also den Öffnungsdruck des Ventils 23 nicht, so daß die auf die Platine
wirkende Kraft während des Ziehvorganges praktisch gleich bleibt. Nach Beendigung
des Arbeitshubes wird der Druck in der Leitung 15 durch Verbinden dieser Leitung
mit dem Vorratsbehälter 19 über das Steuergerät 17 entspannt und die Leitung 16
mit der Pumpe 18 verbunden. Damit ist auch die zum Zylinder 7 führende Leitung
21 an die Pumpe 18 angeschlossen. Wenn der Druck im Zylinder 7 unter den Pumpendruck
gesunken ist, was praktisch schon beim Umkehren des Stößels 2 in seiner unteren
Totpunktlage der Fall ist, wird über die Leitung 21 und das Rückschlagventil 22
der Zylinder 7 mit Druckmittel entsprechend der Verschiebung des noch während des
Hubbeginns auf dem Werkstück aufsitzenden Werkzeugoberteiles 5 bzw. Kolbens 6 aufgefüllt.
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Das Werkstück bleibt nach dem Abheben des Oberteiles 5 des Werkzeuges
unter der Wirkung des Auswerfers auf dem Stempel9 liegen. Es wird von einer nicht
dargestellten Förderrichtung dann selbsttätig zum nächsten Ziehstempel 9 gebracht.
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Die nachfolgende Umformstufe für das Werkstück kann einen größeren
oder kleineren Hub und/oder eine größere oder kleinere Preßkraft verlangen als die
vorhergehende Stufe. Bei einem großen Hub setzt das Oberteil s entsprechend früher
auf dem Werkzeug auf, damit während des sich stets gleichbleibenden Stößelhubes
unterschiedliche Ziehwege erhalten werden. Bei einem kleineren Hub ist es gerade
umgekehrt. Eine größere oder kleinere Preßkraft wird durch entsprechende Einstellung
des überdruckventiles 23 erzielt. Die Einstellung der unterschiedlichen Ziehwege
der Arbeitsstufen ist wegen des zwischen dem Werkzeugoberteil s und dem Stößel 2
geschalteten Druckmittelpolsters (Kolben 6, Zylinder 7) mit Überdruckventil 23 sehr
einfach, da wegen des in jeder Stufe gleichbleibenden Preßdruckes keine das Werkstück,
das Werkzeug oder einen Pressenteil zerstörenden Kräfte auftreten können. Dies ist
insbesondere für einen Kalibrierzug von Bedeutung, da bei diesem wegen der ohnedies
notwendigen großen Kräfte und wegen des geringen Weges bei einer Presse ohne Druckmittelpolster
7 und überdruckventil23 sich leicht über das erforderliche Maß weit hinausgehende
Kräfte entwickeln können. Das Werkstück wird in den übrigen Stufen weiterbearbeitet,
bis es nach der letzten Stufe fertig von der Stufenpresse genommen werden kann.
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In der letzten Stufe ist gewöhnlich ein Kalibrier-oder Prägezug vorgesehen.
Die hierfür von dem entsprechenden
Werkzeug aufzuwendende Kraft
ist im allgemeinen wesentlich höher als die in einer der vorhergehenden Stufen aufzuwendende
Kraft. Um nun die gesamte vom Stößel 2 gegebenenfalls in einem Resthub ausgeübte
Kraft in einer oder auch mehreren Stufen allein wirken zu lassen, werden die übrigen
Stufen dadurch entlastet und druckfrei gemacht, daß durch öffnen der zugehörigen
Magnetventile 25 ein Umgehungsweg für das in den zu entlastenden Stufen befindliche
Druckmittel frei gegeben wird. Da die Stufen mit entlastendem Druckmittelpolster
7 keine Drücke mehr auszuüben vermögen, wird der vorn Stößel 2 erzeugte Druck allein
noch in den Stufen wirksam, in denen der Druck im Druckmittelpolster 7 aufrechterhalten
ist. Falls notwendig, kann kurz vor oder mit dem Auslösen des Umgehungsventils 25
in den zu entlastenden Stufen der öffnungsdruck des Überdruckventils 23 oder der
Überdruckventile der unter Last bleibenden Stufe bzw. Stufen entsprechend erhöht
und nach dem Präge- oder Kalibrierzug oder nach dem Schließen des Umgehungsventils
25 in den betreffenden Stufen wieder gesenkt werden.