CH643775A5

CH643775A5 - Hydraulic press

Info

Publication number: CH643775A5
Application number: CH1045879A
Authority: CH
Inventors: Andreas Hoefer; Franz Garreis; Hermann Koegel; Wolf-Dietrich Graf
Original assignee: Warnke Umformtech Veb K
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1984-06-29
Also published as: DE2947042C2; DD142991A3; SU1036569A1; CS227355B1; DE2947042A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse, insbesondere zum Schneiden von Blech oder Stangenmaterial bei hohen Hubzahlen. The invention relates to a hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or bar material at high stroke rates.

Hydraulische Pressen für die Metallbearbeitung bestehen aus einem Pressengestell, in dem ein Presszylinder mit einem Presskolben sowie ein Pressentisch angeordnet sind. Der Presszylinder ist über Rohrleitungen mit einem Druckerzeuger verbunden. Zwischen dem Druckerzeuger und dem Presszylinder sind Ventile angeordnet, mit denen der Weg, die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des Presskolbens gesteuert werden. Bedingt durch diesen Aufbau lassen sich nur relativ geringe Hubzahlen (unter 200 min-1) realisieren, da die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums in den Rohrleitungen begrenzt ist, die Steuerzeiten der Ventile zu lang sind und sich infolge der bewegten Massen ein unruhiger Lauf der Presse einstellt. Darüber hinaus weist dieser Aufbau infolge des grossen unter Druck stehenden Flüssigkeitsvolumens eine geringe Federsteife auf, was insbesondere beim Schneiden während des plötzlichen Kraftabfalles störend in Erscheinung tritt. Hydraulic presses for metalworking consist of a press frame in which a press cylinder with a press piston and a press table are arranged. The press cylinder is connected to a pressure generator via pipes. Valves are arranged between the pressure generator and the press cylinder with which the path, the direction of movement and the speed of the press piston are controlled. Due to this design, only relatively low stroke rates (below 200 min-1) can be achieved, since the flow speed of the hydraulic medium in the pipelines is limited, the valve timing is too long and the press moves uneasily due to the moving masses. In addition, due to the large volume of liquid under pressure, this structure has a low spring stiffness, which is particularly troublesome when cutting during the sudden drop in power.

Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Hubzahl hydraulischer Pressen, die Verminderung der Maschinenschwingungen sowie die Senkung der Lärmemission. Ferner soll das unter Druck stehende Flüssigkeitsvolumen minimiert und damit die Federsteife erhöht werden. The aim of the invention is to increase the number of strokes of hydraulic presses, to reduce machine vibrations and to reduce noise emissions. Furthermore, the volume of liquid under pressure should be minimized and the spring stiffness increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse, insbesondere zum Schneiden von Blech oder Stangenmaterial mit veränderten Strömungsbedingunr gen für das Hydraulikmedium zu schaffen, wobei die Massen aller geradlinig bewegten Teile und deren Geschwindigkeit so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Massenkräfte kompensieren. The invention has for its object to provide a hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or rod material with changed flow conditions for the hydraulic medium, the masses of all the linearly moving parts and their speed being matched to one another in such a way that the inertial forces are compensated for.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass in einem Pressengestell in einem Zylinderblock oder in Einzelzylindern zwei beidseitig beaufschlagte Presskolben, die über Kolbenstangen mit einem Pressenstössel verbunden sind, und ein beidseitig beaufschlagter Pumpkolben mit einer Kolbenstange angeordnet sind, wobei oberhalb der Presskolben und des Pumpkolbens befindliche erste Zylinderräume miteinander durch erste Kanäle und unterhalb der Presskolben und des Pumpkolbens befindliche zweite Zylinderräume miteinander durch zweite Kanäle verbunden sind, dass Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens angeordnet sind und dass sich die geradlinig bewegte Masse des Pumpkolbens, der Kolbenstange und der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens zur Masse der Presskolben, der Kolbenstangen, des Pressenstössels und eines Werkzeugoberteiles so verhält, wie die Fläche der Pumpkolbenoberseite zur Gesamtfläche der Presskolbenoberseiten bzw. die Fläche der Pumpkolbenunterseite zur Gesamtfläche der Presskolbenunterseiten. The solution to this problem according to the invention is that in a press frame in a cylinder block or in individual cylinders, two press pistons acted on on both sides, which are connected to a press ram via piston rods, and a pump piston acted on both sides with a piston rod are arranged, the press pistons and the pump piston being arranged above located first cylinder spaces are connected to each other by first channels and second cylinder spaces located below the plunger and the pump piston are connected to each other by second channels, that means for generating the stroke movement of the pump piston are arranged and that the linearly moving mass of the pump piston, the piston rod and the means for Generation of the lifting movement of the pump piston to the mass of the press piston, the piston rods, the press ram and a tool upper part behaves as the surface of the pump piston top to the total surface of the press piston top or the surface of the pump piston underside to the total area of the plunger undersides.

Die Presse kann auch mehr als einen Pumpkolben und mehr als zwei Presskolben aufweisen. Hierdurch argeben sich Vorteile hinsichtlich der Stösselführung durch die Kolbenstangen sowie geringere Kolbendurchmesser. The press can also have more than one pump piston and more than two press pistons. This results in advantages with regard to ram guidance through the piston rods and smaller piston diameters.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass sich der gemeinsame Massenschwerpunkt von Pumpkolben, Kolbenstange des Pumpkolbens und der geradlinig bewegten Teile der Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung sowie der gemeinsame Massenschwerpunkt von Presskolben, Kolbenstange der Presskolben, Pressenstössel und Werkzeugoberteil während der Hubbewegung der Presse auf einer Linie parallel zur Hubrichtung bewegen. Damit werden durch Massenkräfte hervorgerufene Momente vermieden. A particularly advantageous embodiment consists in that the common center of gravity of the pump piston, piston rod of the pump piston and the rectilinearly moving parts of the means for generating the lifting movement, as well as the common center of mass of the press piston, piston rod of the press piston, press ram and upper part of the tool during one stroke of the press Move the line parallel to the stroke direction. Moments caused by inertial forces are avoided.

Die Mittel zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens können ein Kurbeltrieb oder ein Kurventrieb sein. The means for generating the stroke movement of the pump piston can be a crank drive or a cam drive.

Zur Erzeugung der Hubbewegung des Pumpkolbens ist auch ein Linearmotor einsetzbar. Dieser gestattet einen programmierten Bewegungsablauf hinsichtlich Hubgrösse, Hublage und Geschwindigkeitsverlauf. A linear motor can also be used to generate the stroke movement of the pump piston. This allows a programmed movement sequence with regard to stroke size, stroke position and speed curve.

Bei Verwendung eines Kurbel- oder Kurventriebs kann zwischen Antriebsmotor und Kurbel- oder Kurvenwelle eine Schwungmasse als Energiespeicher angeordnet werden. When using a crank or cam drive, a flywheel can be arranged as an energy store between the drive motor and the crank or cam shaft.

Die in der Beschreibung gewählten Lageangaben «oben» und «unten» wurden wegen der einfacheren Erläuterung der Zuordnung von Bauteilen gewählt. Das schliesst nicht aus, dass die erfindungsgemässe hydraulische Presse auch in einer anderen Lage, beispielsweise liegend, realisiert werden kann. The location information "top" and "bottom" selected in the description was chosen because of the simpler explanation of the assignment of components. This does not exclude that the hydraulic press according to the invention can also be realized in a different position, for example in a lying position.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beispielsweise beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: A preferred embodiment of the invention is described below, for example. In the accompanying drawings:

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 2, und Fig. 1 shows a section along the line C-D of Fig. 2, and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1. 2 shows a section along the line A-B of FIG. 1st

Die in der Fig. 1 dargestellte hydraulische Presse zum Schneiden von Blech bei höheren Hubzahlen besteht aus einem Pressengestell 1, in dem sich ein Zylinderblock 2 befindet, der aus drei Zylinderbohrungen gleichen Durchmes- The hydraulic press shown in FIG. 1 for cutting sheet metal at higher strokes consists of a press frame 1 in which there is a cylinder block 2 which has the same diameter from three cylinder bores.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

643775 643775

sers besteht, die durch Kanäle 10, 13 miteinander verbunden sind. In den beiden äusseren Bohrungen ist jeweils ein Presskolben 3 geführt. sers, which are interconnected by channels 10, 13. A press piston 3 is guided in each of the two outer bores.

Über Kolbenstangen 4 sind die beiden Presskolben 3 mit einem Pressenstössel 5 verbunden, wobei die beiden Kolbenstangen 4 gleichzeitig die Führung des Pressenstössels 5 übernehmen. In der mittleren Zylinderbohrung befindet sich ein Pumpkolben 6, dessen Kolbenstange 7 über ein Gelenk 26 mit dem Pleuel 25 eines Kurbeltriebes verbunden ist. The two press pistons 3 are connected to a press ram 5 via piston rods 4, the two piston rods 4 simultaneously taking over the guidance of the press ram 5. In the middle cylinder bore there is a pump piston 6, the piston rod 7 of which is connected to the connecting rod 25 of a crank mechanism via a joint 26.

Weitere Bauteile des Kurbeltriebes sind ein Exzenter 24 und eine Welle 21, auf der sich eine Schwungmasse 22 (Fig. 2) befindet, die gleichzeitig als Riemenscheibe für einen Riementrieb 23 (Fig. 2) dient. Der Riementrieb 23 verbindet den Kurbeltrieb mit einem Antriebsmotor 20. Other components of the crank mechanism are an eccentric 24 and a shaft 21 on which there is a flywheel 22 (FIG. 2), which also serves as a pulley for a belt drive 23 (FIG. 2). The belt drive 23 connects the crank drive to a drive motor 20.

Die Wirkungsweise der Presse ist folgende: The press works as follows:

Die vom Antriebsmotor 20 erzeugte und vom Riementrieb 23 auf die Welle 21 übertragene Rotationsbewegung wird vom Kurbeltrieb 24, 25, 26 in eine translatorische Bewegung der Kolbenstange 7 und des Pumpkolbens 6 umgewandelt. Dabei wird die in den Zylinderräumen 9, 12 oberhalb und unterhalb des Pumpkolbens 6 befindliche Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 10, 13 wechselweise in die Zylinderräume 8, 11 oberhalb und unterhalb der beiden Presskolben 3 verdrängt, so dass die beiden Presskolben 3 mit dem Pressenstössel 5 eine Hubbewegung ausführen. Dabei entspricht der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens 6 eine Abwärtsbewegung des Pressenstössels 5 und der Abwärtsbewegung des Pumpkolbens 6 eine Aufwärtsbewegung des Pressenstössels 5. Da Hydraulikflüssigkeit als nahezu in-kompressibel betrachtet werden kann und die beiden Hydrauliksysteme in sich abgeschlossen sind, verhält sich der Hub des Pumpkolbens 6 zum Stösselhub wie die Gesamtfläche der beiden Presskolbenoberseiten 17 zur Fläche der Pumpkolbenoberseite 16 bzw. wie die Gesamtfläche der bei-5 den Presskolbenunterseiten 19 zur Pumpkolbenunterseite 18. Auftretende Leckverluste sowie Volumenänderungen infolge Temperaturveränderungen der Hydraulikflüssigkeit werden mittels einer nicht dargestellten Einrichtung durch die beiden Bohrungen 27 und 28 ausgeglichen. The rotational movement generated by the drive motor 20 and transmitted by the belt drive 23 to the shaft 21 is converted by the crank drive 24, 25, 26 into a translatory movement of the piston rod 7 and the pump piston 6. The hydraulic fluid located in the cylinder chambers 9, 12 above and below the pump piston 6 is alternately displaced via the channels 10, 13 into the cylinder chambers 8, 11 above and below the two press pistons 3, so that the two press pistons 3 with the press ram 5 are one Carry out lifting movement. The upward movement of the pump piston 6 corresponds to a downward movement of the press ram 5 and the downward movement of the pump piston 6 corresponds to an upward movement of the press ram 5. Since hydraulic fluid can be regarded as almost incompressible and the two hydraulic systems are self-contained, the stroke of the pump piston 6 behaves to the ram stroke as the total area of the two plunger tops 17 to the area of the pump plunger top 16 or as the total area of the plunger bottoms 19 to the pump plunger underside 18. Leakage losses and volume changes due to temperature changes in the hydraulic fluid are prevented by means of a device, not shown, through the two holes 27 and 28 balanced.

10 Wegen des im beschriebenen Beispiel gleichen Durchmessers aller drei Zylinderbohrungen beträgt der Stösselhub die Hälfe des Pumpkolbenhubes und die vom Kurbeltrieb aufzubringende Kraft die Hälfte der Stösselkraft. Die geringe Kraft des Kurbeltriebes wirkt sich vorteilhaft auf des-15 sen Dimensionierung und Federsteife aus. 10 Because of the same diameter of all three cylinder bores in the example described, the ram stroke is half the pump piston stroke and the force to be applied by the crank mechanism is half the ram force. The low force of the crank mechanism has an advantageous effect on its dimensions and spring stiffness.

Die Gesamtmasse der beiden Presskolben 3, der Kolbenstange 4, des Stössels 5 und des Werkzeugoberteiles 14 des Schneidwerkzeuges 15 beträgt das Doppelte der Gesamt-20 masse von Pumpkolben 6, Kolbenstange 7, Gelenk 26 sowie dem als geradlinig bewegt zu betrachtenden Masseanteil des Pleuels 25. Hierdurch werden die Massenkräfte der geradlinig bewegten Teile ausgeglichen. The total mass of the two press pistons 3, the piston rod 4, the plunger 5 and the upper tool part 14 of the cutting tool 15 is twice the total mass of the pump piston 6, piston rod 7, joint 26 and the mass portion of the connecting rod 25 which is to be considered as moving in a straight line. As a result, the inertial forces of the linearly moving parts are balanced.

Für die Masse des Werkzeugoberteiles 14 ist ein Durchschnittswert der in der Praxis einzusetzenden Werkzeuge angenommen worden. An average value of the tools to be used in practice has been assumed for the mass of the upper tool part 14.

Durch die Reihenanordnung der drei Zylinderbohrungen, wobei sich der Pumpkolben in der Mitte zwischen den beiden Presskolben befindet, treten durch Massenkräfte verursachte Momente nicht in Erscheinung. Due to the series arrangement of the three cylinder bores, with the pump piston located in the middle between the two press pistons, moments caused by inertial forces do not appear.

25 25th

30 30th

V V

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

643775

1. Hydraulic press, in particular for cutting sheet metal or rod material at high stroke rates, characterized in that in a press frame (1) in a cylinder block (2) or in individual cylinders, two press pistons (3) acted on on both sides, which have piston rods (4) a press ram (5) are connected, and a pump piston (6) with a piston rod (7), which is acted upon on both sides, are arranged, first cylinder spaces (8, 9) located above the press piston (3) and the pump piston (6) through first channels (10) and second cylinder spaces (11, 12) located below the press piston (3) and the pump piston (6) are connected to one another by second channels (13), that means for generating the stroke movement of the pump piston (6) are arranged and that the linearly moving mass of the pump piston (6), the piston rod (7) and the means for generating the lifting movement of the pump piston (6) to the mass of the press piston (3), the piston rods (4), the pres ram (5) and a tool upper part (14) behave as the area of the pump piston top (16) to the total area of the press piston tops (17) or as the area of the pump piston bottom (18) to the total area of the press piston bottoms (19).

2. Hydraulic press according to claim 1, characterized in that more than two press pistons (3) and / or more than one pump piston (6) are arranged.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Hydraulic press according to claim 1 or 2, characterized in that the common center of gravity of the pump piston (6), piston rod (7) and the rectilinearly moving parts of the means for generating the lifting movement and the common center of gravity of the press piston (3), piston rods (4), press ram (5) and upper tool part (14) move in a line.

4. Hydraulic press according to claim 1 or 2, characterized in that a crank or cam drive is arranged to generate the lifting movement of the pump piston (6).

5. Hydraulic press according to claim 1 or 2, characterized in that a linear motor is arranged to generate the lifting movement of the pump piston (6).

6. Hydraulic press according to claim 3, characterized in that between a drive motor (20) and a shaft (21) is a flywheel (22), which is preferably arranged on the shaft (21).