DE8021267U1

DE8021267U1 - Lastausgleichsvorrichtung fuer pressenwerkzeuge

Info

Publication number: DE8021267U1
Application number: DE19808021267U
Authority: DE
Original assignee: Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich (vsta)
Current assignee: Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich (vsta)
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-02-12
Also published as: FR2462996A1; AU6047580A; JPS6137039B2; CA1124132A; US4272980A; GB2055664B; ES8102709A1; ES493035A0; JPS5674400A; FR2462996B1; GB2055664A; AU517134B2; DE3030050A1

Description

: Gulf & Western Manufacturing Co. 23100 Providence Drive Southfleld. Michigan 48075 (U.S.A.)

Titelt Lastausgleichsvorrichtung für Pressenwerkzeuge

Die Erfindung betrifft eine Lastausgleichevorrichtung für Pressenwerkzeuge, insbesondere für WerkzeugausrUstungen mit mehreren Werkzeugen.

Es ist oft erwünscht, eine einzelne Presse mit mehreren Sätzen von einander gegenüberliegenden Werkzeugen auszurüsten, um mit jedem Arbeitstag der Presse gleichzeitig mehrere Bearbeitungsvorgänge durchführen zu können. Solche Werkzeugsätze können beispielsweise einander gegenüberliegende Blechformwerkzeuge» Stanzwerkzeuge od.dgl. sein, wobei die von der WerkzeugausrUstung am Werkstück durchzuführenden Bearbeitungsvorgänge entweder gleich oder voneinander verschieden sein können. Hierbei führt eine Abweichung der WerkstUckdicke von derjenigen Dicke, auf die die Werkzeuge eingestellt sind, in jedem Falle zu einer unerwünschten exzentrischen Belastung des Pressenschlittens und Pressenrahmens, wenn die Werkzeuge auf die Werkstücke tref-

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fen. Dies 1st ganz besonders dort der Fall, wo der Pressenschlitten in einem einzigen Punkt angetrieben wird, wobei die Antriebskraft durch eine einzige Achse in Schlittenmitte übertragen wird und die Pressenwerkzeuge sich seitlich im Abstand von der Schlittenachse befinden. Wenn hierbei ein Werkzeugpaar früher als das andere auf ein dazwischenliegendes Werkstück trifft, wird die Arbeiteenergie axial auf das erste Werkzeugpaar übertragen, während das andere Werkzeugpaar unbelastet bleibt. Hierdurch wird der Schlitten infolge des Abstandes der Werkzeugausrüstung von der A Schlittenachse exzentrisch belastet, und diese exzentrische Belastung wird über den Schlitten auf den Pressenrahmen übertragen, was zu einer schweren Beschädigung der Schlittenführungen und sogar zu einem Versagen der Schlittenführungen und des Pressenrahmens führen kann. Außerdem hat ein Verschleiß der Schlittenführungen Ungenauigkeiten in der Seitenausrichtung des Schlittens zur Folge und führt zu Ungenauigkeiten im Eingriff der einander gegenüberliegenden Werkzeuge. Diese Probleme machen es oft unmöglich, mehrere Bearbeitungsvorgänge auf einer mechanischen oder hydraulischen Einpunktpresse gleichzeitig durchzuführen.

Eine solche exzentrische Belastung kann dadurch vermieden ( > werden, daß man Mehrfachwerkzeuge axial gegeneinander verschiebbar in der Presse anordnet (US-PS 1 937 908), so daß ein Arbeitsdruck nicht eher wirksam wird- als bis alle Werkzeuge die ihnen zugewiesenen Werkstückteile beaufschlagen. Eine solche Relatlwerschieblichkeit der Werkzeuge allein führt Jedoch zu unerwünschten Beschränkungen beim Betrieb einer Presse zum Durchführen von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen an einem vorgegebenen Werkstück an Mehrfachbearbeitungsstationen einer Presse und/oder beim Durchführen von verschiedenen Bearbeitungsvorgängen an einem vorgegebenen Werkstück in einer einzelnen Bearbeitungsstation einer Presse. Wenn hierbei die Werkzeuge bei ihrer Berührung mit einem Werkstück erst einmal relativ zueinander

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eingestellt sind, behalten sie diese Lage auch bei dem fol- £ genden Rückhub und beim Arbeitshub der Presse bei.

f Bei einer Presse, in der ein Werkstück schrittweise zu auf- ^; einanderfolgenden BearbeitungsStationen mit aufeinanderfol- ^: genden, verschiedenen Bearbeitungsvorgängen vorgeschoben

wird, kann eine solche Werkzeugausgangspositionierung zu ; einer Kollision zwischen Werkstück und Werkzeugausrüstung _:; während des Werkstückvorschubes und/oder zwischen der Werkzeugausrüstung und dem Werkstückvorschubmechanismus beim [ «* Werkstückvorschub führen, wobei die Werkzeugausrüstung, das ; Werkstück und die Vorschubeinrichtung beschädigt werden können.

Obgleich diese Schwierigkeiten bei einer Presse vermieden ₍ werden können, die einen genügend langen Schlittenhub hat

und das erforderliche Spiel zwischen Werkstück und Werkzeug und Werkzeug und Vorschubmechanismus gewährleistet, erkennt man doch, daß ein solches Erfordernis nicht nur die Verwendungsmöglichkeiten der Werkzeuganordnung auf bestimmte Pressen begrenzt, sondern außerdem auch zu einem ineffektiven Pressenbetrieb führt und die Verwendungsmöglichkeiten der Werkzeugausrüstung und der Pressen begrenzt, bei denen die ) Werkzeugausrüstung sonst noch verwendet werden könnte.

Ferner ist es oft erwünscht, eine Presse zur Verfügung zu haben, die mehrere Bearbeitungsstationen aufweist, von denen jede in der Lage ist, an einem vorgegebenen Werkstück den gleichen Bearbeitungsvorgang auszuführen und hierbei abwechselnd gleiche Werkzeuge am Pressenschlitten und am Pressenbett zu benutzen oder nacheinander verschiedene Bearbeitungsvorgänge mit abwechselnd zur Verfügung stehenden verschiedenen Werkzeugen auf dem Pressenteil durchzuführen. S Insbesondere bei der Warmverformung von mehreren Werkstük- ·, ken in verschiedenen Bearbeitungs Stationen einer Presse sind oft Schütteleinrichtungen oder Schaltvorrichtungen

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vorgesehen, um bei aufeinanderfolgenden Hüben des Schlittens eine gekühlte Werkzeugeinrichtung bereitzustellen und der soeben verwendeten Werkzeugvorrichtung Gelegenheit zu geben, sich abzukühlen oder gekühlt zu werden; Hierdurch ist es möglich, die Presse mit einer hoohwirksamen Hubgeschwindigkeit zu betreiben. In ähnlicher Weise werden Werkzeugschaltvorrichtungen oft vorgesehen, um funktionell verschiedene Werkzeugeinrichtungen aufeinanderfolgend in einer vorgegebenen Bearbeitungsstation während aufeinanderfolgender Schlittenhübe für verschiedene, an einem gegebenen Werkstück in der Bearbeitungsstation durchzuführende Bearbeitungsvorgänge zu positionieren. Oft erfordern solche Schaltvorrichtungen eine Voreinstellung der Werkzeuge zur Schaltvorrichtung, um den Schaltvorgang durchführen zu können. Demgemäß könnte eine relative Lastausgleichspositionierung der Werkzeugeinrichtung während eines Hubes einer solchen Pressenwerkzeugeinrichtung ohne weitere Maßnahmen die Schaltvorrichtung außer Betrieb setzen. Auch wenn solch ein Ausfall kein Problem darstellt, kann es doch geschehen, daß eine solche Relatiwerstellung zu einer Kollision von Werkzeug und Werkstück und/oder Werkzeugvorschubeinrichtung führt und/oder eine Beschädigung zur Folge hat, die, wie oben erwähnt, nur dadurch vermieden werden kann, daß man derartige Werkzeugeinrichtungen nur bei einer Presse gebraucht, die eine genügend große Hubhöhe hat und genügend Spiel gewährleistet, um eine solche Kollision zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lastausgleichsvorrichtung für Pressenwerkzeuge zu schaffen, mit der die vorerwähnten Schwierigkeiten vermieden werden und die die Möglichkeit einer Beschädigung von Werkstücken und Werkzeugen auf ein Minimum herabsetzt und bei einer gegebenen Presse eine vielseitige Werkzeugbestückung ebenso ermöglicht wie die vielseitige Verwendbarkeit einer Presse mit vorgegebenem Hub, wenn diese mit einer Werkzeuglastausgleichsvorrichtung versehen ist.

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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei oder mehr Werkzeuge in einer Presse angeordnet und hydraulisch derart miteinander verbunden sind, daß das . Zurückschieben eines der Werkzeuge bei seiner Berührung mit dem ihm zugeordneten Werkstück einen Vorschub des anderen Werkzeuges gegen das diesem zugeordnete Werkstück zur Folge hat, so daß eine Arbeitsenergie nicht wirksam wird, bevor beide Werkzeuge die ihnen zugeordneten Werkstücker berühren. Die Mehrfachwerkzeuge haben eine gegenüber ihren ausgeschobenen und zurückgeschobenen Positionen neutrale

ζ Stellung, und das ausgeechobene Werkzeug wird nach dem Abheben der Werkzeuge von den Werkstücken in seine neutrale Stellung zurUckgedrUcki^ und die hydraulische Verbindung zwischen den Werkzeugen schiebt das zurückgezogene Werkzeug in seine neutrale Stellung. Demgemäß kann das Spiel, das erforderlich ist, um ohne Kollisionen zwischen Werkstück und Werkzeug und/oder Werkzeug und Vorschubvorrichtung den Werkstückvorschub zu bewerkstelligen, dadurch auf ein Minimum zurückgeführt werden, daß die Werkzeuge nach einem Arbeitshub in die Ausgangslage zurückgeführt werden, die das erforderliche Spiel aufweist. Die Möglichkeit der Rückführung gestattet ferner die Verwendung einer Werkzeugausrüstung mit verschiedenen Axialstellungen zueinander

( während eines Arbeitshubes in verschiedenen Bearbeitungsstationen der gleichen Presse, ohne daß ein Pressenhub erforderlich ist, der ausreicht, das axial am weitesten ausgeschobene, von zwei Werkzeugen von seinem mit ihm zusammenarbeitenden Gsgenwerkzeug während des Rückhubes der Presse zurückzuziehen, um Spiel für den Werkstückvorschub zwischen den BearbeitungsStationen zu schaffen. Hierdurch ist durch Rückführung des ausgeschobenen Werkzeuges in eine neutrale Stellung ein kürzerer Schlittenhub erforderlich, um das notwendige Spiel zu erreichen.

In solchen Fällen, wo eine unausgeglichene Belastung der Presse mit mehreren Werkzeugen aus einer Materialdicken-

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differenz yon Werkstücken herrührt, die durch ähnliche Werkzeuge in mehreren Bearbeitungsetationen bearbeitet werden sollen» kann eine solche Dickenveränderung während eines Arbeitshubes auftreten und der folgende Arbeitshub oder die Dickenänderung kann zwischen den Werkzeugen bei aufeinanderfolgenden Arbeitshüben nicht rückgängig gemacht werden. In jedem Falle ist eine Lastausgleichsvorrichtung erforderlich» um entweder beim ersten Fall die normale Werkzeugeinstellung oder im zweiten Fall das Verschiebeverhältnis des gegenüberliegenden Werkzeuges einzustellen· Eine solche Rückführoder Reversierverstellung, wenn sie in Abhängigkeit vom Werkzeugeingriff im Werkstück erfolgt, beansprucht das hydraulische Lastausgleichsystem durch einen hohen Druckmitteldruck und durch hohe Druckmittelfließgeschwindigkeiten erheblich. Nach der Erfindung wird eine solche Überbeanspruchung des Hydraulikayst ems durch Rückführen der Werkzeuge in eine neutrale Stellung mit einer inneren Druckvorrichtung in vorteilhafter Weise vermieden, wodurch der Verschleiß herabgesetzt und die Wartungs- und/oder Austauscharbeiten reduziert werden. Hierbei ist zur Rückführung der Werkzeuge in ihre neutralen Stellungen mit einer inneren Druckvorrichtung beim folgenden Pressenhub im Hydrauliksystem weder ein hoher Druck noch eine hohe Fließgeschwindigkeit erforderlich, wenn bei den Werkstücken bei einem nachfolgenden Hub der Presse keine Dickenänderung auftritt. Wenn ferner hierbei eine Umkehr des Werkzeugvorschubes erforderlich ist, weil sich die Änderung in der Werkstückdicke bei aufeinanderfolgenden Pressenhüben umkehrt, verringert der Rücklauf des Werkzeuges in eine neutrale Stellung zwischen den Arbeitshüben das Ausmaß des Werkzeugvorschubes, der dadurch erforderlich wird, daß eines der Werkzeuge ein Werkstück beaufschlagt. Damit wird auch die Zeitdauer der Beanspruchung verringert, die von dem hydraulischen Durchfluß durch das Werkzeugsystem zum Erzeugen der Verschiebung hervorgerufen wird.

Wie weiter oben bereits erwähnt, erfordern Schaltvorrichtungen zum abwechselnden Positionieren von Werkzeugen in einer

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Bearbeitungestation oft eine besondere Positionierung der Werkzeuge, die dem Arbeitshub der Presse folgen, um die Schaltverstellung zu «möglichen. Die Rückführung der Werkzeuge in eine neutrale Stellung nach der Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine solche spezifische Positionierung und deshalb die Verwendung der Lastausgleichsvorrichtung in Verbindung mit derartigen Werkzeugschaltvorrichtungen·

Die Lastausgleichsvorrichtung nach der Erfindung ist bei Be- -v arbeitungsvorgängen vielseitig verwendbar, die in einer vorgegebenen Presse mit Mehrfachbearbeitungsstationen durchgeführt werden können, und sie 1st vielseitig verwendbar in Verbindung mit Pressen und Pressenwerkzeugträgern, bei denen die Lastausgleichsvorrichtung verwendet werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Lastausgleichsvorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Werkzeugausrüstung sich selbsttätig auf neutrale Werkzeugstellungen zwischen den Arbeitshüben einer Presse einstellt und auf diese Weise die Wirkungen des hydraulischen Druckes und der Fließgeschwindigkeit im System und ihren einzelnen Teilen während des Betriebes herabsetzt, um einen Lastausgleich während eines ) Arbeitshubes der Presse zu erreichen. Außerdem ist die hydraulisch betätigte Lastausgleichsvorrichtung nach der Erfindung wirtschaftlich herzustellen, zu bedienen und zu warten und hat einen guten Wirkungsgrad.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine übliche Presse mit mehreren Bearbeitungsstationen, von denen jede zwischen dem Schlitten und dem Pressenbett einander gegenüberlie-

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gende Werkzeuge aufweist, in einer Stirnansicht,

Pig. 2 den oberen Werkzeugträger für die Werkzeugausrüstung der Presse nach Fig. 1 in einem senkrechten Schnitt, der eine nach der Erfindung konstruierte Lastausgleichsvorrichtung aufweist,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, s welche die Stellung der Pressenwerkzeuge zeigt,

wenn diese ein oder mehrere Werkstücke beaufschlagen,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer hydraulischen Lastausgleichsvorrichtung für Pressenwerkzeuge nach der Erfindung in einem senkrechten Schnitt und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Lastausgleichsvorrichtung für Pressenwerkzeuge nach der Erfindung in einem senkrechten Schnitt.

C In Fig. 1 ist eine Metallbearbeitungspresse mit mehreren Bearbeitungsstationen in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet, die einen Grundrahmen mit einem Pressenbett 12 und aufragende Rahmenteile 14 und ein Pressenhaupt 16 aufweist. Im Pressenrahmen ist in an sich bekannter Weise ein Pressenschlitten 18 gelagert, der sich bei einem Schlittenhub in vertikaler Richtung vom oberen Totpunkt in Richtung auf das Pressenbett 12 zum unteren Totpunkt hin- und herbewegt, wobei der Abstand zwischen der oberen und unteren Totpunktstellung die Länge des Schlittenhubes begrenzt. Der Schlitten 18 kann mechanisch oder hydraulisch angetrieben sein. Die einzelnen Teile einer solchen Antriebskette und ihre Verbindungen untereinander sind den Fachleuten bekannt und zum Verständnis

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der Erfindung nicht wesentlich, deshalb werden diese Details hier nicht näher dargestellt und beschrieben.

Der Schlitten 18 trägt mehrere Druckstempel und das Pressentett 12 mehrere, den Druckstempeln zugeordnete Matrizen, die bei jedem Hub des Schlittens zusammenwirken und an einem zwischen ihnen angeordneten Werkstück eine Metallbearbeitung durchführen. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Werkzeugpaare am Schlitten 18 befestigte Oberstempel 20 und 22, während am Pressenbett 12 unter den Stempeln 20 und 22 und mit diesen fluchtend entsprechende Unterstempel 24 und

*■ 26 oder Matrizen befestigt sind. Die oberen und unteren Werkzeuge können gleichartige Werkzeuge zum Ausführen des gleichen Bearbeitungsvorganges an dem zwischen ihnen liegenden Werkstück sein, sie können aber auch aus funktionell verschiedenen Werkzeugpaaren bestehen, mit denen an einem zwischen ihnen angeordneten Werkstück verschiedene Bearbeitungsvorgänge zunächst von dem einen Werkzeugpaar und dann von dem anderen bei aufeinanderfolgenden Pressenhüben durchgeführt werden. Zur Erläuterung in der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die oberen und unteren Werkzeuge gleiche Werkzeugpaare sind, die gleiche Werkstücke bearbeiten, die in Richtung der Werkzeugverschiebung eine vorgege-

( bene Konstruktionsdicke haben. Wenn sich der Schlitten 18 dann in Richtung auf das Pressenbett 12 bewegt, werden die Werkstücke zwischen den Oberstempeln 20 und 22 und den ihnen zugeordneten Unterstempeln erfaßt und verformt oder von den Werkzeugen auf andere Weise bearbeitet.

Wenn die Ist-Dicke von der Soll-Dicke abweicht, trifft der eine von den Oberstempeln 20 und 22, der dem dickeuen Werkstück zugeordnet ist, auf dieses Werkstück, bevor der andere Oberstempel sein Werkstück erreicht. Man erkennt aus Fig. 1, daß der eine Oberstempel dann auf den Schlitten eine Kraft überträgt, die der Kraft des sich bewegenden Schlittens entgegengesetzt und gegenüber der Schlittenachse

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A, in der die Schlittenkraft übertragen wird, seitlich versetzt ist. Diese exzentrische Kraft wird durch den Schlitten auf den Pressenrahmen übertragen. Wenn beispielsweise der Oberstempel 20 zuerst auf das ihm zugeordnete Werkstück trifft, würde auf den linken Rahmenständer 14 in der linken unteren Ecke des Schlittens 18 in Fig. 4 eine Kraft ausgeübt. Gleichzeitig würde eine gleich große Kraft gegen den rechten Rahmenpfosten 14 in der oberen rechten Ecke des Schlittens 18 drücken. Außerdem erkennt man, daß der mechanische oder hydraulische Antriebsmechanismus für die Hubbell wegung des Schlittens durch eine solche ungleichmäßige * Krafteinwirkung auf den Schlitten in umgekehrter Richtung beansprucht wird.

Nach der Erfindung wird eine derartige Einwirkung von sich nicht im Gleichgewicht befindenden Kräften auf den Schlitten, den Rahmen und den Antriebsmechanismus dadurch atf ein Minimum zurückgeführt, daß die Werkzeuge derart relativ gegeneinander verschiebbar montiert werden, daß die Kraft von ihnen nicht eher auf den Schlitten übertragen wird, als bis alle Werkzeuge das Werkstück oder die Werkstücke erreicht Laben. Außerdem läßt die Erfindung in vorteilhafter Weise die Werkzeuge nach dem Bearbeitungsvorgang in eine neutrale f ) Stellung zurückkehren, wobei spezielle Befestigungseinrichtungen und/oder Schlitten- und Pressenbettänderungen nicht erforderlich sind, um die Lastausgleiohsvorriehtung an einer bestehenden Presse verwenden zu können.

Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Oberstempel 20 und 22 in einem gern einsamen Träger 28 montiert, der am Schlitten 18 befestigt werden kann und sich mit diesem bewegt. Die Stempel 20 und 22 bestehen mit je einer zylindrischen Kolbenstange 30 aus einem Stück oder sind in geeigneter Weise an dieser befestigt, deren oberes Ende einen ersten Kolben 32 trägt, der mit der Kolbenstange aus einem Stück besteht oder in geeig-

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neter Weise an dieser befestigt ist. Der Werkzeugträger 28 hat zwei erste Zylinder 34, von denen jeder einen in ihm gleitenden ersten Kolben 32 aufnimmt, der jeweils mit einem Dichtungsring 36 versehen ist.

Die ersten Zylinder 34 sind durch eine Druckmittelleitung im Werkzeugträger 28 miteinander verbunden, die am oberen Ende eines jeden ersten Zylinders 34 mündet. Ein Eingangsteil 40 der Leitung 38 ist an einen Hochdruckakkumulator 42 und an einen hydraulischen Druckmittelversorgungskreislauf •v angeschlossen, der, wie weiter unten näher beschrieben, funktioniert.

Der hydraulische Druckmittelkreislauf besteht aus einer hydraulischen Druckmittelquelle 44 und einer von einem Motor angetriebenen Pumpe 46, die das Druckmittel unter DÄuck aus einem Behälter 44 durch die Leitung 48 in den Eingangsteil 40 der Leitung 38 drückt. Ein Rückschlagventil 50 in der Leitung 48 verhindert einen Rückfluß von Druckmittel in den Versorgungskreis, und ein Entlastungsventil 52 leitet den Druckmittelfluß zum Behälter 44 zurück, wenn der Systemdruck erreicht ist. Das der Leitung 38 und den ersten Zylindern mit einem vorbestimmten Druck zugeführte Druckmittel veran-) laßt die ersten Kolben 32, die Stempel 20 und 22 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zu positionieren. Der Akkumulator 42 arbeitet in an sieh bekannter Weise so, daß er der Presse und den Pressenwerkzeugen durch Begrenzung der Kraft, die während eines Bearbeitungsvorganges auf die Stempel ausgeübt werden kann, einen Überlastungsschutz gibt. Wenn diese Kraft überschritten wird, spricht der Akkumulator 42 an und läßt die Werkzeuge im Träger 28 zurücklaufen. Man erkennt natürlich, daß ein solcher Überlastungsschutz von der weiter unten beschriebenen Werkzeuglastausgleichsvorrichtung getrennt zu betrachten ist.

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Ein Ausgleich der auf die Stempel 20 und 22 einwirkenden Belastungskräfte findet dann statt, wenn einer der Stempel ein ihm zugeordnetes Werkstück eher erreicht als der andere Stempel das ihm zugeordnete Werkstück. Eine solche Situation tritt beispielsweise dann auf, wenn die Dicke der Werkstücke unbeabsichtigt voneinander abweicht.

Fig. 2 zeigt die hydraulische LastausJ-eichsvorrichtung vor dem Auftreffen der beiden Stempel auf einem Werkstück. In dem Falle, in dem beispielsweise der Stempel 20 vor dem Stempel 22 auf das Werkstück auftrifft, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wird auf den Stempel 20 eine Axialkraft F₁ ausgeübt, welche den ersten Kolben 32 in seinen ersten Zylinder 34 einfahren läßt, der hierbei Druckmittel aus dem Zylinder verdrängt. Da das hydraulische Ausgleichsystem ein geschlossenes System ist, mit Ausnahme der oben erwähnten Überlastschutzeinrichtung, fließt das durch die Aufwärtsbewegung des Stempels 20 verdrängte Druckmittel in den ersten Zylinder J>k des Stempels 22 und läßt den Stempel 22 axial aus dem Werkzeugträger 28 ausfahren. Der Rücklauf des Stempels 20 und das Ausfahren des Stempels 22 dauert solange, bis beide Stempel 20 und 22 an dem zu ihnen gehörenden Werkstück anliegen. In diesem Zeitpunkt stößt der Stempel 22 auf eine aufwärts gerichtete Axialkraft F₂, und die Stempel führen die ihnen zugedachte Arbeit am Werkstück aus, während der Schlitten seinen Arbeitshub zuendefUhrt. Man erkennt, daß eine solche Lastausgleichsverschiebung von einer neutralen Stellung, wie in Fig. 2 gezeigt, in eine Stellung übergeht, in der eines der Werkzeuge ausgefahren und das andere gegenüber der jeweiligen neutralen Stellung zurückgeschoben ist.

Nach der Erfindung sorgt das hydraulische Lastausgleichssystem dafür, daß die Werkzeuge aus der eingeschobenen bzw. ausgefahrenen Stellung nach dem Arbeitshub in ihre neutrale Stellung zurückkehren. Bei der in Fig. 2 dargestellten Aus-

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fUhrungsform wird dies durch eine zweite hydraulische Kolben-Zylindervorspanneinriohtung erreicht, die der Werkzeugausrüstung zugeordnet ist.

Mehr im einzelnen ist hierbei der Werkzeugträger 28 mit zwei zweiten Zylindern 54 versehen, die konzentrisch zu und unmittelbar unterhalb von den ihnen zugeordneten ersten Zylindern 34 angeordnet sind. Die zweiten Zylinder 54 sind zylindrisch und haben einen größeren Durchmesser als die ersten Zylinder 34, wobei zwischen jedem ersten und zweiten Zylinder eine

Γ sich in Umfangsrichtung erstreckende Radialschulter 56 gebildet ist. In jedem zweiten Zylinder gleitet ein zweiter Kolben 58 in Form eines Kragens, der die ihm zugeordnete Kolbenstange 30 mit Gleitsitz umgibt und gegen die Unterseite des ihm zugeordneten ersten Kolbens 32 stößt. Die Kolben 58 sind mit Innendichtungen 60 und Außendichtungen 62 versehen, welche sie gegen die Kolbenstangen 30 und die Zylinderräume 54 abdichten. Jeder zweite Zylinder 54 ist an seinem unteren, offenen Ende von einem mit einer öffnung versehenen Haltering 64 verschlossen, durch den die jeweilige Kolbenstange 30 hindurchgeht. Der Haltering 64 ist gegen die Kolbenstange mit einem Dichtungsring 66 und gegenüber dem zweiten Zylinder 54 mit einer Dichtung 68 abgedichtet. Die zwei-

C. ten Zylinder 54 sind durch eine Druckmittelleitung 70 miteinander verbunden, die in den unteren Enden der zweiten Zylin- | der mündet. Das hydraulische Druckmittel wird in die zweiten | Zylinder durch eine Leitung 72 im Träger 28-zugeführt, die § an die hydraulische Versorgungsleitung 48 durch eine Leitung 73 und ein Rückschlagventil 74 angeschlossen ist, welches einen Rückfluß von Druckmittel zur Druckmittelquelle verhindert. Ein Niederdruckakkumulator 76 ist mit der Leitung 70 und damit auch mit den zweiten Zylindern 54 verbunden und ! stellt die Häckstellkraft für die Werkzeuge bereit, wie j dies im folgenden noch beschrieben werden wird.

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Bei der oben beschriebenen Relatiwersohiebung der Werkzeuge während eines Lastausgleichvorganges hat zuerst das Auftreffen des Stempele 20 auf ein Werkstück das Zurückfahren des entsprechenden ersten Kolbens 32 zur Folge, und die hydraulische Druckmittelverbindung zwischen den ersten Zylindern 34 bewirkt ein Ausfahren des mit dem Stempel 22 verbundenen ersten Kolbens 32 und hierdurch den Vorschub dieses letztgenannten Stempels. Beim Rücklauf des Stempels 20 und des zu ihm gehörenden ersten Kolbens 32 aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in die Stellung nach Fig. 3 stößt der zugehörige zweite Kolben 58 gegen die Schulter 56, wobei sich der Stempel 20 gegenüber dem zweiten Kolben 58 verschiebt. Das entsprechende Ausfahren des ersten Zylinders 32 des Stempels infolge des hydraulischen Druckmittelstromes zwischen den ersten Zylindern 34 läßt den zu dem Stempel 22 gehörenden ersten Kolben 32 gegen den zugehörigen zweiten Kolben 58 stoßen und drückt diesen in Axialrichtung von der zugehörigen Schulter 56 ab. Diese zuletzt erwähnte Verschiebung veranlaßt die Hydraulikflüssigkeit in dem zum Stempel 22 gehörigen zweiten Zylinder, durch die Leitung 70 und den dem Stempel 20 zugeordneten zweiten Zylinder und von hier durch die Leitung 72 in den Akkumulator 76 zu fließen. Hierdurch wird ein hydraulischer Druck erzeugt, der die Werkzeuge nach dem Bearbeitungsvorgang und nach dem RUckhub des Schlittens vom Pressenbett in ihre in Fig. 2 gezeigten, neutralen Stellungen zurückkehren läßt. Mehr im einzelnen heißt dies, daß die zuletzt erwähnte Bewegung des Schlittens die Arbeitsdrücke von den Stempeln wegnimnt und daß das hydraulische Druckmittel im Akkumulator 76 durch die Leitungen 72 und 70 fließt und den zum Stempel 22 gehörigen zweiten Kolben aufwärtsdrückt, bis dieser zweite Kolben an der zu ihm gehörenden Schulter 56 anschlägt. Während dieser Aufwärtsbewegung drückt der zugehörige erste Kolben 32 Druckmittel zurück in den zum Stempel 20 gehörenden ersten Zylinder 34, so daß der zugehörige erst* Kolben 32 und damit der Stempel 20 in Ausschubrichtung des Stempels 20 abwärtsgedrückt wird, so daß

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beide Werkzeuge in ihre neutralen Stellungen zurückgeführt sind·

Man erkennt natürlich, daß die gleiche Werkzeuggrundverstellung durch hydraulische Druckmittelverbindung zwischen den ersten Zylindern 34 und die gleiche Verschiebung der zweiten Zylinder und das Erzeugen einer hydraulischen Rückstellkraft auch dann eintreten würde, wenn der Stempel 22 ein Werkstück eher berühren würde als der Stempel 20, wobei dann der Stempel 22 im Gegensatz zum Stempel 20 beim oben beschriebenen Arbeitsablauf zurückgeschoben würde.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 der Zeichnung dargestellt. Hier sind zwei Stempel 80 und 82 auf einem Werkzeugträger 84 montiert, der, wie bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten AusfUhrungsbeispiel, von einem Pressenschlitten getragen werden kann und sich atasammen mit diesem längs einer Schlittenachse A in Richtung auf ein Pressenbett auf- und abbewegt·

Bei dieser in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist eine Tragplatte 84 an ihrem unteren Ende mit zwei ersten Zylindern 86 versehen, in denen jeweils ein erster Kolben 88 ) gleitet, an dem ein zugehöriges Werkzeug starr befestigt ist. Die Zylinder 86 sind durch eine Leitung 90 für den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit miteinander verbunden und erhalten unter Druck stehendes Druckmittel von einer geeigneten Druckmitte lquelle durch eine Einlaßleitung 92 im Träger, die in einen der ersten Zylinder mündet. Der Hydraulikkreislauf für diese Ausführungsform kann der gleiche sein wie bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform. Aus diesem Grunde sind zur Bezeichnung der einzelnen Teile des Hydraulikkreislaufes in Fig. 4 gleiche Bezugszeichen verwendet. Obgleich der gesamte Hydraulikkreislauf nicht dargestellt ist, erkennt man doch, daß die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit von einer Druckmittel-

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quelle 44 durch eine Leitung 48 mit Rückschlagventil 50 in die ersten Zylinder 86 geleitet wird und daß ein auf Überlastung ansprechender Akkumulator 42 mit den ersten Zylindern 86 zu dem in Verbindung mit der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 näher beschriebenen Zweck in Fließverbindung steht.

An jedem der ersten Kolben 88 ist eine Kolbenstange 94 befestigt, die sich vom Kolben nach oben erstreckt und durch einen zugehörigen zweiten Hydraulikzylinder 96 am oberen / Ende der Tragplatte 84 hindurchgeht. Jeder z\*Lte Zylinder 96 ist koaxial zu dem ihm zugeordneten ersten Zylinder 86 angeordnet und enthält einen in ihm gleitenden zweiten Kolben 98 in Form einer mit einer Öffnung versehenen Büchse, welche die zugehörige Kolbenstange 94 mit Gleitsitz umgibt. Am oberen Ende der Tragplatte 84 sind Rückhalte- oder Anschlagringe 100 angeschraubt oder auf andere Welse befestigt, die in Umfangsrichtung verlaufende, radiale Schultern 102 bilden, gegen die der Jeweils zweite Kolben 98 anschlägt. Das obere oder äußere Ende einer jeden Kolbenstange 94 trägt einen Kopf 104, der mit der Kolbenstange aus einem Stück besteht oder in geeigneter Weise an dieser befestigt ist und sich gegen die Oberseite oder Außenseite des zugehörigen zweiten Kolbens 98 legt. Jeder zweite Kolben 98 hat eine Innendichtung 106 und eine Außendichtung 108, die ihn gegen die Kolbenstange 94 bzw. gegen die Wand des Zylinders 96 abdichten. Außerdem ist die Tragplatte 84 mit einer Dichtung 110 versehen, die die Kolbenstange 94 zwischen dem ersten und zweiten Zylinder umgibt. Der erste Kolben 88 hat eine Dichtung 112, die ihn gegen den zugeordneten ersten Zylinder abdichtet.

Die zweiten Zylinder 96 stehen durch eine Leitung 114 miteinander und durch eine Leitung 116 in der Tragplatte 84 mit dem Hydrauliksystem in Flüssigkeitsverbindung. Obgleich der Hydraulikkreislauf nicht dargestellt ist, erkennt man

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doch aus Fig. 2, daß ein Rückschlagventil in der Leitung 73 einen Rückfluß von Druckmittel zur Druckmittelquelle verhindert und daß die zweiten Zylinder 96 eine Fließverbindung mit einem Niederdruckakkumulator 76 haben, dar eine Rückstellkraft für die Werkzeuge liefert, nachdem eine Lastausgleichsverschiebung der Werkzeuge stattgefunden hat.

Die Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist folgende:

/ Die Stempel 80 und 82 und damit auch die ersten und zweiten Kolben sind in ihren neutralen Stellungen dargestellt. Angenommen, Stempel 80 trifft bei einer Abwärtsbewegung des Schlittens in Richtung auf das Pressenbett zuerst auf ein Werkstück, so wird der Stempel 80 zurückgeschoben, während Hydraulikflüssigkeit zwischen den ersten Zylindern 86 durch die Leitung 90 übertritt und den Stempel 82 veranlaßt, auszufahren. Wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 hält diese Verschiebung solange an, bis beide Stempel das Werkstück oder die ihnen zugeordneten Werkstücke berühren. Der Rücklauf des Stempels 80 und mit ihm des zugeordneten ersten Kolbens 88 verschiebt die zugehörige Kolbenstange 94 gegenüber dem zugehörigen zweiten Kolben 98 nach oben, der gegen die von dem Rückhaltering 100 gebildete Schulter 102 stößt. Die Verschiebung des Stempels 82 und mit ihm des zugeordneten ersten Kolbens 88 nach unten hat jedoch zur Folge, daß der zugehörige zweite Kolben 98 von dem Kopf 104 an der zugehörigen Kolbenstange 94 mit abwärtsgezogen wird. Diese Verschiebung des zweiten Kolbens nach unten drückt Hydraulikflüssigkeit aus dem entsprechenden zweiten Zylinder 96 in den Akkumulator 76 und erzeugt in diesem die Rückstellkraft für die Werkzeuge.

Nach Beendigung des Arbeitshubes und der darauffolgenden Rückwärtsbewegung des Pressenschlittens verschiebt der Rückstelldruck des Druckmittels den dem Stempel 82 zugeordneten

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zweiten Kolben im zweiten Zylinder nach oben, wodurch der Stempel 82 und der zugehörige erste Kolben 88 dadurch zurückgedrückt werden, daß der zweite Kolben gegen den Kopf 104 der Kolbenstange drückt. Dueh diese Aufwärtsbewegung des ersten Kolbens 88 wird die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 90 in den zum Stempel 80 gehörenden ersten Zylinder gedrückt, wodurch der Stempel 80 durch die Abwärtsbewegung des zugeordneten ersten Kolbens 88 ausgeschoben wird. Wenn die Rückstellkraft der Hydraulikflüssigkeit vom Akkumulator 76 den zum Stempel 82 gehörigen zweiten Kolben gegen die Schulter 102 ff. des zugehörigen Rückhalteringes 100 drückt, befinden sich die Werkzeuge wieder in ihrer neutralen Stellung.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in ihrer Konstruktion der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist, aber im Gegensatz zu der hydraulischen Rückstellung für die Werkzeuge eine mechanische Rückstellkraft verwendet. Mit Ausnahme dieser zuletzt erwähnten, im folgenden noch nähr zu beschreibenden Einrichtung sind in Fig. 5 zur Bezeichnung von der Ausführungsform nach Fig. 4 entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen verwendet.

( ) Bei der Rückstellvorrichtung nach Fig. 5 hat der Träger 84 zwei Ausnehmungen 118, von denen jede zu dem ihr zugehörigen ersten Zylinder 86 koaxial ist. Ferner ist jede Kolbenstange 94 mit einer Beilagscheibe oder einem Kragen 120 versehen, der mit dieser mit Gleitsitz verbunden ist und am jeweiligen Kolbenstangenkopf 104 und der Schulter 102 des Rückhalteringes 100 anliegt. Eine Druckfeder 122 umgibt jede Kolbenstange 94 zwischen der Beilagscheibe 120 und dem inneren Ende der Ausnehmung 118, so daß die Beilagscheibe 120 gegen die Schulter 102 des Rückhalteringes 100 gedrückt wird.

Wenn der Stempel 80 vor dem Stempel 82 auf das gleiche oder ein ihm zugeordnetes Werkstück trifft, wird der Stempel 80

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wie weiter oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 4 beschrieben, zurückgeschoben und der Stempel 82 von dem zwischen den ersten Zylindern 86 fließenden Druckmittelstrom ausgeschoben. Das Einfahren des Stempels 80 verschiebt die zugehörige Kolbenstange 94 gegenüber der Beilagscheibe 120 nach oben, während die Verschiebung des Stempels 82 in Ausschubrichtung die Kolbenstange 94 nach unten zieht, wobei der Kopf 104 gegen die Beilagscheibe 120 stößt und diese gegen die Vorspannkraft der Feder 122 nach unten schiebt. Nach der Beendigung des Arbeitshubes und dem Rücklauf des •y Pressenschlittens vom Pressenbett verschiebt die Feder 122 den Stempel 82 und mit ihm den zugehörigen Kolben 88 in Rücklaufrichtung in den zugeordneten Zylinder 86, wodurch der Stempel 80 infolge der Flüssigkeitsverbindung zwischen den ersten Zylindern ausgeschoben wird. Die Rückstellbewegung der Werkzeuge dauert solange an, bis die zum Stempel 32 gehörende Feder die Beilagscheibe 120 gegen die Schulter 102 des zugehörigen Rückhalteringes 100 gedrückt hat. In diesem Augenblick befinden sich die Werkzeuge wieder in ihrer neutralen Stellung.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es ist eine Reihe von Änderungen der vor-.) stehend beschriebenen Ausführungsformen möglich, ahne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Fressenwerkzeugausrüstung anstelle auf einem am Schlitten befestigten Träger auch unmittelbar am Pressenschlitten montiert sein. In gleicher Weise kann eine Werkzeugausrüstung anstelle am Schlitten auch am Pressenbett befestigt werden, und es ist auch möglich, die Werkzeugausrüstung am Schlitten oder Pressenbett als Werkzeugkomponenten einer einheitlichen Werkzeugeinheit auszubilden. Man erkennt ferner, daß die Werkzeuge im Gegensatz zu der hier zur Erleichterung der Beschreibung offenbarten gleichen Ausbildung auch eine unterschiedliche Ausbildung haben können, um verschiedene Arbeitsgänge durchzuführen. Ferner braucht die neutrale

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Stellung der Werkzeuge in "bezug auf deren Axialstellungen zueinander nicht die Reiche zu sein. Diese und andere Verkörperungen der vorliegenden Erfindung sowie Abwandlungen der erläuterten, bevorzugten Ausführungsformen liegen für den Fachmann bei Kenntnis der vorhergehenden Beschreibung auf der Hand und damit im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Neue Schutzansprüche ι

1. Hydraulische Lastausgleichevorrichtung für mehrere Werkzeuge, insbesondere einer Presse, mit einem Werkzeugträger, in dem mindestens zwei Werkzeuge axial aus- und einfahrbar angeordnet und durch mit Drackmittellei-" tungen untereinander verbundene Kolben-Zylindereinheiten derart miteinander verbunden sind, daß beim Einschieben des einen Werkzeuges in den Werkzeugträger das andere Werkzeug aus dem Werkzeugträger ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug (20, 22 bzw. 80, 82) eine neutrale Stellung hat, die sich zwischen seiner ausgefahrenen Stellung und seiner eingefahrenen Stellung befindet, und daß Mittel (76, 72, 54, 58 bzw. 122) vorgesehen sind, die jedes Werkzeug (20, 80 bzw, 22, 82) in seine neutrale Stellung zurückdrücken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug (20, 22 bzw. 80, 82) eine Vorspannvorrichtung (54, 58 bzw. 96, 98 bzw. 120, 122) aufweist, die das Werkzeug aus seiner ausgefahrenen Stellung in seine neutrale Stellung zurückdrückt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung eine Kammer (54) mit veränderlichem Volumen ist, in der sich ein unter Druck stehendes Medium befindet.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung ein Federelement (122) ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorspanneinrichtung einen Vorspannkolben (58) und einen Vorspannzylinder (54) aufweist, die koaxial zur Kolben^Zylindereinheit (32, 34) des zugeordneten Werkzeuges (20 bzw. 22 bzw. 80 bzw. 82) an·* geordnet sind, und daß der Vorspannkolben (58 bzw. 98) mit dem Kolben (32 bzw. 88) der Kolben-Zylindereinheit kraftschlüssig oder formschlüssig zu gemeinsamer Bewegung aus der neutralen Stellung in die ausgeschobene Stellung miteinander verbindbar sind und daß die Vorspannzylinder (54) der Werkzeuge durch eine Druckmittelleitung (70 bzw, 114) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorspannvorrichtung eine Kolbenstange (94) und einen Kragen (98, 120) aufweist, der die Kolbenstange (94) umgibt, und daß eine Schulter (104) vorgesehen ist, welche die Kolbenstange (94) und den Kragen (98, 120) zu gemeinsamer Bewegung aus der neutralen Stellung in Richtung auf die ausgeschobene Stellung und zu einer Bewegung der Kolbenstange (94) gegenüber dem Kragen (98) aus der neutralen Stellung in Richtung auf die zurückgezogene Stellung verbindet, und daß Mittel zum Vorspannen des Kragens (98, 120) in Richtung auf die Schulter (104) vorgesehen sind»

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vorspannen des Kragens (120) ein Federelement (122) ist, welches die Kolbenstange (94) umgibt.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen von dem Vorspannkolben (98) gebildet wird, der sich in einem mit Druckmittel gefüllten Vorspannzylinder (96) befindet,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (96) einer jeden Vorspannvorrichtung an seinem dem Werkzeug abgewandten Ende eine Anschlagfläche (102) aufweist, an der der Vorspannkolben (58) in Einschubrichtung des zugeordneten Werkzeuges (20 bzw. 22) anliegt, während die Kolbenstange (94) an ihrem einen Ende mit einer Anschlagschulter (104) versehen ist, an der sich der Vorspannkolben (58) in Ausschubrichtung des zugeordneten Werkzeuges anlegen kann.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, aaß jeder Vorspannzylinder (54) am äußeren, dem Werkstück zugewandten Rand des Werkzeugträgers (28) vor dem Zylinder (34) der Kerben-Zylindereinheit angeordnet ist und zusammen mit dieser eine abgestufte Bohrung bildet, welche eine Anschlagfläche (56) für den Vorspannkolben (58) bildet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (30) der Kolben-Zylindereinheit eine zweite Schulter für die Mitnahme des Vorspannkolbens (58) aufweist, die sich radial zu der das Werkzeug (20 bzw. 22) tragenden Kolbenstange (30) erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspann-Zylinder (96) auf der den Werkstücken abgewandten Seite des Werkzeugträgers (84) angeordnet sind und daß jede Kolbenstange (94) an ihrem oberen Ende einen Kopf (104) trägt, der die eine Anschlagfläche für den Vorspannkolben (98) bildet.