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Presse
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Die erfindung bezieht sich auf eine Presse mit einem das Werkstück
tragenden Tisch, einem am Pressenkopi gehaltenen und das Tjerkzeug tragenden Stößel
und einem dem Stössel zugeordneten Antrieb, der dem Stößel eine hin und her gehende
Bewegung auf das Werkstück am Tisch zu und von diesem weg erteilt.
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Insbesondere bei Pressen mit einem relativ großflächigen Stößel, dessen
Hubbewegungen von mehreren über dessen Fläche
geichmäßig verteilt
angeordneten und den Antrieb auf den Stößel übertragenden Organen bewegt wird, besteht
das Problem darin, diese Organe exakt parallel zu führen. 9ei hydraulisch betriebenen
Pressen sind dazu recht komplizierte und anfwendige Ansteuerungssysteme notwendig.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Presse der eingangs
genannten Art zu schaffen, die im wesentlichen ohne Zwischenschaltung -aufwendiger
Steuersysteme direkt gesteuert werden kann, wobei eine absolute Parallelführung
in einfacher Weise erreichbar ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Stößel am Pressenkopf über
iiie1- e 1vdraulis che Kolben-Zylinder-Antriebs einheiten gehalten ist, die parallel
geschaltet mit mindestens einem Steuerzylinder einer Steuereinheit verbunden sind,.
deren Kolben an einem Exzenter des Antriebs angelenkt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Presse bilden in idealer Weise der Antrieb
für den Stößel und die Steuerung für die Parallel führung ein einheitliches System,
welches sehr einfach in seinem Aufbau ist. Aufgrund der Speisung der Antriebseinheiten
durch mindestens eine Steuereinheit wird eine absolute parallelführung dieser Antriebseinheiten
erreicht, ohne daß
zusätzliche Führungsvorrichtungen notwendig sind.
Durch die Eombination eines mechanischen Exzenterantriebes mit einem Hydraulikantrieb
ist es ferner möglich, die Presse notfalls kurzfristig stillzusetzen, und zwar dadurch,
daß der Antrieb leerläuft, wobei der Stößel sofort abgeschaltet und stillgesetzt
wird. Ferner besteht ohne wesentliche erhebliche zusätzliche Ißnahmen die Möglichkeit,
die Antriebseinheiten doppeltwirkend zu machen und damit gleichzeitig für den Aufwärtshub
zu benutzen, indem gegen eine Parallelleitung gearbeitet wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Presse ist es ferner in einfacher Weise
möglich, den Stößel bzw. das Werkzeug vor dem Auftreffen auf das Werkstück in seiner
Geschwindigkeit etwas herabzusetzen, wodurch eine Prellschlagdämpfung erzielt wird.
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Dies kann in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß in einer
hydraulischen Verbindungsleitung zwischen der Steuereinheit und den Antriebseinheiten
eine hinsichtlich Öffnen und Schließen steuerbare Auslaßäffnung vorgesehen ist.
Es versteht sich, daß die Auslaßöffnung auch unmittelbar in dem oder den Steuersylinder(n)
angeordnet sein kann. Auf diese Weise !rann durch Anzapfen der Verbindungsleitung
die GeschwinFigkeit der Antriebseinheiten und damit des Stößels zu
jedem
beliebigen Zeitpunkt vermindert werden. Diese Maßnahme zur Prellschlagdampfung ist
in sehr einfacher Weise möglich, wobei der Aufbau nur wenig aufwendig ist. Zweckmäßig
ist es dabei, wenn die Auslaßöffnung über ein Steuerventil mit einem Auffangbehälter
verbunden ist, welches Steuerventil in einfacher Weise durch den Sxsenter beispielsweise
über eine einstellbare Schaltervorrichtung steuerbar ist. Damit der abgezweigte
Teil der Hydraulikflüssigkeit wieder in einfacher Weise in die Steuereinheit zurückgeführt
werden kann, ist zur ersten eine zweite hydraulische Verbindungsleitung parallel
tngeordnet, in der ein Rückschlagventil vorgesehen ist, derart, daß die Arbeitseinheit
beim Aufwärtshub den betreffenden abgesweigten Teil der lIydraulikflüssigkeit wieder
ansaugen kann.
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Dies kann zweckmäßigerweise im wesentlichen im Bereich des oberen
Totpunktes des Exzenters erfolgen, in welchem Bereich vorteilhafterweise der Stößel
bereits seine Endlage erreicht hat. Dazu ist ein die Aufwärtsbewegung des Stößels
begrenzender Anschlag vorgesehen, der in einem Zeitpunkt vor dem Erreichen des oberen
Totpunktes der Steuereinheit bzw.
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SXsenterscheibe wirksam ist. Um auch hier eine gewisse Prelldämpfung
zu erreichen, kann der Anschlag mit einer Dämpfungsvorrichtung,
vorzugsweise
in Form von einem oder mehreren Iamellendam'pfer(n) versehen sein.
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Bei einer weiteren bevorugten Ausführungsform der Erfindung ist eine
vorzugsweise einstellbare Vorrichtung zur Überlastsicherung vorgesehen, die zweckmäßigerweise
eine Druckmeßvorrichtung ist, die mit dem im zebenschlußweg liegenden Steuerventil
in Wirkverbindung ist. Auf diese Weise kann bei beliebig eingestelltem Maximaldruck
die Presse in Leerlauf geschaltet werden, dadurch, daß die Druckmeßvorrichtung das
Steuerventil vollständig öffnet, so daß die gesamte Hydraulikflüssigkeit in den
Vorratsbehälter strömt, wodurch die Antriebseinheiten drucklos werden und der Stössel
stillgesetzt wird. Das Stillsetzen des Stößels kann in jedem beliebigen Hub erfolgen,
wobei der Stößel lediglich nach dem Druckloswerden der Antriebseinheiten in seine
Ausgangslage zurückkehrt. Auf diese Weise können insbesondere die Werkzeuge vor
Beschädigungen geschützt werden. Diese Maßnahme der Überlast3icherung und des möglichen
Leerlaufen der Maschine ist in einfacher Weise möglich. Es kann somit auch auf Nothalt
geschaltet werden, was bei rein mechanisch wirkenden Exsenterpressen nicht möglich
wäre.
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Der Aufwar'.tshub des Stößels kann in vielfältiger Weise erfolgen,
beispielsweise dadurch, daß er federnd am Pressenkopf
aufgehängt
ist und dadurch bei drucklosen Antriebseinheiten in seine Ausgangslage zurückgezogen
wird. Eine solche federnde Aufhängung kann beispielsweise durch mechanische Federn
oder durch eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit erfolgen. Es ist aber auch
möglich, diesen Aufwärtshub über einen hydraulischen Speicher vorzunehmen, oder
über einen Mengenteiler oder mittels doppelt beaufschlagbar er Antriebs einheiten.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erz in dung anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Vorderansicht
einer Presse einschließlich ihres Antriebes und der Parallelsteuerung der auf den
Stößel wirkenden Antriebseinheiten.
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Die erfindungsgemäße direkt gesteuerte hydraulische Schnellläuferprease
11, die beispielsweise zum Perforieren von Blechen oder dergleichen eingesetzt werden
kann, besitzt einen Pressentisch 12, auf dem das zu bearbeitende Werkstück 13 gegebenenfalls
unter Zwischenfügen einer Matritze aufgelegt ist. Bei einem vorzugsweise etwa rechteckförmigen
Pressentisch
12 ragen an dessen Ecken vier Zuganker 14 nach oben,
die das Pressengestell bilden. An einem oberen Bereich der Zuganker 14 ist der Pressenkopf
16 gehalten und befestigt, auf dem ein Antriebsmotor 17, beispielsweise ein Elektromotor,
steht und befestigt ist. Der Motor 17, der an beiden Enden seiner Antriebswelle
18 mit einer Riemenscheibe 19 oder dergleichen drellfest verbunden ist, treibt zwei
gemäß der Zeichnung hintereinander angeordnete Schwungscheiben 21, von denen die
hintere nicht sichtbar ist, an, welche Schwungscheiben 21 um eine gemeinsame Achse
22 in Richtung gemäß Pfeil A angetrieben sind. Jede der Schwungscheiben 21 besitzt
eine exzentrisch zu ihrer Drehachse 22 angeorndete Achse 23, an der der Kolben 24
einer hydraulischen Irolben-Mylinder-Steuereinheit 25 mit seinem freien Ende angelenkt
ist, wahrend die Zylinder 26 der beiden Steuereinheiten 25 mit ihrem dem Kolben
24 abgewandten Ende an einem am rressenkopf 16 befestigten Zapfen 27 angelenkt sind.
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12 An der dem Pressentischlzugewandten Fläche des Pressenkopfes 16
sind beim Ausführungsbeispiel vier nebeneinander angeordnete einzelne oder Reihen
von hintereinander angeordneten hydraulischen Eolben-Sylinder-Antriebseinheiten
30,51,32,33 mit ihrem einen Ende, beispielsweise dem kolbenseitigen, befestigt,
während ihr anderes Ende, beispielsweise das zylinderseitige,
an
einem großflächigen Pressenstößel 34 befestigt sind. Der Stößel 34 ist seitlich
bzw. an seinen Ecken an den Zugankern 14 zur Ausführung von auf- und abwärts gehenden
bewegungen auf das Werkstück 13 zu und von diesem weg in Richtung gemäß Ioppelpfeil
B geführt. er Pressenstoßel 54 trägt an er dem Tisch 12 mit dem Werkstück 13 zugewandten
Seite das oder die Werkzeu) 36.
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Die Antriebseinheiten 30 und 31 sind über eine gemeinsame Hydraulikleitung
37 mit dem Hydraulikzylindex 26 der Steuereinheit 25 und die Antriebseinheiten 32
und 33 sind über eine gemeinsame Hydraulikleitung 38 mit dem Rydraulikzylinder der
nicht dargestellten Steuereinheit parallel verbunden.
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Die beiden Hydraulikleitungen 37 und 38 besitzen jeweils einen Nebenschluß
41, von denen nur der Nebenschluß der Hydraulikleitung 37 in der Zeichnung dargestellt
ist, in dem jeweils ein Steuerventil 42, ein Rückschlagventil 44 und gegegebenenfalls
ein gemeinsamer Hydraulik-Auffangbehälter 43 vorgesehen sind. Jedes der Steuerventile
42, die beispielsweise eletromagnetisch betrieben werden können, ist mit einem Nockenschalter
46 verbunden, der durch einen umfanges eitig verstellbaren Nocken 47 oder dergleichen
geöffnet und geschlossen wird, der an der zugeordneten Schwungscheibe 21
an
einem Uüifangsbereich befestigt ist. Der Schalter ist derart ausgebildet, daß das
Steuerventil 42 nur kursseitig den betreffenden Nebenschluß 41 öffnet. Die beiden
Steuerventile 42 werden dabei jeweils gleichzeitig betätigt; sie konnten deshalb
beispielsweise auch zu einem vereinigt sein. Es ist auch möglich, beiden Hydraulikleitungen
37,38 einen gemeinsamen Nebenschluß zuzuordnen. Die RSckschlagventile 44 sind derart
in den Nebenschluß-wegen 4t angeordnet, daß sie nur einen Hydraulikstrom vom Auffangbehälter
43 zu den Steuereinheiten 25 zulassen. Beiden Hydraulikleitungen 37,38 ist ein Druckregler
48 gemeinsam, der zur ilberlastsicherung und/oder für den Leerlauf der Presse dient.
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Der einstellbare Druckregler 48, der den Arbeitsdruck in den Hydraulikleitungen
37,38 ständig mißt, ist über eine Steuerleitung 49, die beispielsweise elektrischer
Art ist, mit den Steuerventilen 42 verbunden.
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An mindestens einem Bereich weist der Stößel 34 einen Anschlag 51
auf, der mit einer Dämpfungsvorrichtung 52, die beispielsweise mehrere lamellen
aufweisen kann, zusanmenwirkt. Die Dämpfungsvorrichtung 52 ist höheneinstellbar
an einer Spindel 53 an einen gegenffberliegenden Bereich des Pressenkopfes 16 angeordnet.
Wenn auch in der Zeichnung der Anschlag 51 und die Dämpfungsvorrichtung 52 seitlich
am
Pressengestell dargestellt sind, versteht es sich, daß diese
Elemente auch an anderer geeigneter Stelle am Stößel 34 bwz. am gopf 16 der Presse
II beispielsweise zentrisch oder bei außermittiger Anordnung auch mehrfach vorgesehen
sein können.
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Die erfindungsgemäße Presse 11 arbeitet wie folgt: In der in der Zeichnung
dargestellten Position ist der Stößel 34 mit dem oder den Werkseugten) 36 in seiner
oberen Stellung, in der sein Anschlag 51 an der Dpfungsvorrichtung 52 anliegt. In
diese obere Stellung kann der Stößel 34 beispielsweise von einer nicht dargestellten
mechanisch oder pneumatisch wirkenden Feder hochgezogen sein, die beim Absenken
des Stößels 34 gespannt wird. Werden die Schwungscheiben 21 vom Motor 17 in Richtung
des Pfeiles A angetrieben, so werden die Kolben 24 der Arbeitseinheiten 25 ausgehend
von der Stellung in der Zeichnung noch etwas bis zum oberen Umkehr-oder Totpunkt
angehoben, so daß die Steuereinheiten 25 über die Hydraulikleitung 37 bzw. 38 aus
den betreffenden Antriebseinheiten 30 bis 33 und/oder gegebenenfalls nur noch über
die Nebenechlußwege 41 und die Rffckschlagventile 44 aus dem Auffangbehälter 43
draulikflüssigkeit saugen können. Ist der obere Totpunkt erreicht, so werden die
Kolben 24 von den Exzenterachsen 23 der Schwungscheiben 21 nach unten
gedruckt,
wobei HYdraulikflüssigkeit in die Leitungen 37 und 38 und damit in die Antriebseinheiten
30 bis 33 gepreßt wird. Die Steuerventile 42 sind dabei geschlossen.
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Dadurc4Xira der Stößel 34 von den Antriebs einheiten 3o bis 33 in
Richtung auf den Pressentisch 12 mit dem Werkstück 13 zu abgesenkt. Kurz bevor das
oder die Werkseude) 36 am Stößel 34 auf das oder die Werkstücke 13 am Pressentisch
12 auftrifft bzw. auftreffen, werden die Nockenschalter 46 durch die Nocken 47 am
Umfang der Schwungacheiben 21 betltigt und die Steuerventile 42 kurzzeitig geöffnet,
so daß zumindest ein Teil der Hydraulikflüssigkeit aus den Leitungen 37 und 38 über
den betreffenden Nebenfluß 41 in den Auffangbehälter 43 strömen kann. Dieses Abzweigen
zumindest eines Teiles der Hydraulikflüssigkeit und zumindest für einen kleinen
zeitlichen Bereich, der durch die Länge des verstellbaren Nockens und/oder die Schulterhysterese
bestimmt werden kann, wird die Geschwindigkeit des Stößels 34 herabgesetzt, er wird
also abgebremst. Dies bedeutet, daß der Stößel 34 mit etwas verminderter Geschwindigkeit
auf den Pressentisch 12 auftrifft, so daß ein sich üblicherweise dadurch ergebender
Prell-schlag bzw. ein Prellen wesentlich gedämpft wird. Die Nebenschlußwege 41 mit
ihren Steuerventilen 42 dienen also zur Prellschlagdämpfung beim Aufeinandertreffen
von Werkzeug und Werkstück.
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Dies alles erfolgt im unteren Totpunkt der Schwungscheiben 21 bzw.
deren Sxsenterachsen 23. Danach werden die Kolben 24 der Steuereinheit 25 wieder
nach oben gezogen, so daß die Hyaraulikflüssigkeit aus den Antriebseinheiten 30
bis 33 gesaugt wird, so daß der Stößel 34 mit dem oder den Werkzeug(en) 36, wie
erwähnt, beispielsweise durch Fremdmittel, nach oben gezogen werden kann. Am Ende
des Aufwärtshubes des Stößels 34 kommt die Dämpfungssorrichtung 52 zur Wirkung.
Da beim Abwärtshub ein Teil der Hydraulikflüssigkeit in den Steuereinheiten 25 und
den Leitungen 37,38 über die Nebenschlußwege 41 geleitet wurde, sind die Arbeitseinheiten
3o bis 33 ohne Öl und damit drucklos, noch bevor die exzentrische Anlenkung der
Kolben 24 der Steuereinheiten 25 an den Schwungscheiben 21 deren oberen Totpunkt
erreicht haben. Während des verbleibenden Drehweges bis zum oberen Totpunkt, der
je nach Menge der abgezweigten Uydraulikflüssigkeit mehr oder weniger groß sein
kann, wird von den Steuerelnhelten 25 über die Rückschlagventile 44 die fehlende
Hydraulikflüssigkeit aus dem Auffangbehälter 43 angesaugt.
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Dieses Wiederauffüllen des Steuer- und Antriebssystems mit der fehlenden
Hydraulikflüssigkeit kann aber auch aktiv durch eine in dem oder den NebenschluBwedei
41 angeordnete Pumpe erfolgen.
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Wird bei einem Preßvorgang, also bei einem Bearbeiten des Werkatückes
mittels eines Werkzeuges aus irgendeinem Grund die aufgewendete Kraft zu hoch, so
daß die Gefahr besteht, daß beispielsweise das oder die Werkzeuge 36 defekt würden,
kann der Druckregler 48 auf diesen betreffenden kritischen Druck eingestellt werden.
Wird dieser maximal zulässige Druck erreicht, so öffnet der Druckregler 48 die Steuerventile
42, so daß die gesamte sich noch in den Steuerzylindern befindliche Rydraulikflüssigkeit
in die Nebenschlußwege 41 geleitet wird, was zu einem Stillstand des Stößels 34
führt.
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Auf diese Weise kann neben einem Nothalt die Presse 11 auch im Leerlauf
betrieben werden, das heißt, bei ständig geöffneten Steuerventilen 42 in welchem
Zustand die Hydraulikfestigkeit von den Steuereinheiten 25 nur durch die Nebenschlußwege
41 in den Auffangbehälter 43 gepumpt und aus diesem über die RUckschlagventile 45
wieder angesaugt wird.
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Der Stößel 34 ist dabei stillgeffietst, was beispielsweise bei den
bekannten Exsenterpressen nicht möglich ist.
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Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Presse hinsichtlich des
RUckhubes des Stößels 34 auch derart betrieben werden kann, daß die Aufwärtsbewegung
des Stößels 34 aktiv durch weitere, gegenläufig betriebene Steuereinheiten 25, die
ebenfalls an den Schwungsoheiben 21 angelenkt sein können,
dadurch
ermoglicht werden kann, daß die Antriebseinheiten nicht nur sinfach, sondern doppelt
beaufschlagbar sind.