DE2804185A1

DE2804185A1 - Stossdaempfvorrichtung

Info

Publication number: DE2804185A1
Application number: DE19782804185
Authority: DE
Inventors: Louis Francescon Carrieri
Original assignee: HENNICKE A; Hennicke a dipl-Ing; VOLLBACH H; Vollbach h dipl-Ing; VTR BUSCHHOFF J; Vtr Buschhoff j dipl-Ing; Gulf and Western Manufacturing Co
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1977-02-07
Filing date: 1978-02-01
Publication date: 1978-08-10
Also published as: ES466614A1; FR2379375A1; CA1063925A; JPS5749329B2; AU3188577A; AU511150B2; FR2379375B1; JPS53104487A; GB1566992A

Description

PATENTANWÄLTE

DlPL-ING. BUSCHHOFF

DIPL-ING. HENNICKE

DlPL-ING. VOLLBACH

5 KÖLN/RH.

KAlSER-WlLHELM-RiNG 24

Reg.-Nr.

1 Gl 155 Ί Köln, den30.1.1978ro

Alclenz.: bitte angeben

Anm.: GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY

23100 Providence Drive, Southfield.

Michigan 48075, U.S.A.
Titel: StoßdämpfVorrichtung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Stoßdämpfvorrichtung insbesondere für Abscherpressen.

Es ist bekannt, bei Abscherpressen die miteinander zusammenwirkenden Schneid- oder Scherwerkzeuge am Pressenschlitten bzw. am Pressenbett zu befestigen, zwischen denen das Werkstück in Abhängigkeit von der Bewegung des Pressenschlittens bei der Abwärtsbewegung von dessen Gesamthub geschnitten oder ausgestanzt oder abgeschert wird. Wenn das am Schlitten befestigte Werkzeug auf das abzutrennende Material trifft, wird auf die Presse eine Last bzw. Kraft übertragen, die bis zu einem Maximum progressiv anwächst, das an dem Punkt erreicht wird, an dem die Werkzeuge durch das zwischen ihnen liegende Werkstückmaterial hindurchbrechen. Diese Last wird durch den Schlitten auf die Presse übertragen und die Schlittenbewegung gegenüber dem Pressenbett wird während des Abtrennvorganges zurückgehalten oder gebremst. Diese Bremswirkung wird unmittelbar nach dem Durchbruch beseitigt, worauf sich die Schlittenbewegung gegenüber dem Pressenbett als Folge der entwickelten Belastung beschleunigt. Wenn es für eine solche Beschleunigung des Schlittens keine Bremskraft gibt, werden unangenehme Stoßbelastungen und Schwingungskräfte in der Presse erzeugt. Solche

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Stöße und Schwingungen wirken sich sowohl auf die Lebensdauer der Presse als auch auf die Wartungskosten für die einzelnen Teile der Presse nachteilig aus. Außerdem führen diese Stoß- und Schwingungskräfte zu einem unerwünscht hohen Geräuschpegel und übertragen unerwünschte Schwingungen auf andere Anlagen und das Bedienungspersonal, das in der Hähe der Presse arbeitet. Man erkennt, daß diese unerwünschten Erscheinungen sich bei jedem Pressenhub wiederholen und nach dem Grad ihrer unangenehmen Wirkung von der Größe der Presse abhängen.

Ss wurden bereits Versuche gemacht, solche beim Betrieb von Abscherpressen festgestellten Stoß- und Schwingungskräfte zu dämpfen. Obgleich bei der Reduzierung von Stößen und Schwingungen ein gewisser Erfolg erzielt wurde, haben die bisher für diesen Zweck vorgeschlagenen Einrichtungen im Hinblick auf eine Schwingungs- und Geräuschdämpfung über eine wünschenswert lange, kontinuierliche Gebrauchsdauer bei einer gegebenen Presse nicht den besten Wirkungsgrad. Außerdem haben die bisher bekannten Einrichtungen Eigenschaften, die der Lebensdauer der Presse und dem wirtschaftlichen Pressenbetrieb abträglich sind.

Bei den zum Stand der Technik gehörenden Einrichtungen wurde beispielsweise vorgeschlagen, eine hydraulische Stoßdämpfeinrichtung zu verwenden, die eine oder mehrere Kolben- Zylindereinheiten aufweist, die zwischen dem Pressenbett und dem Schlitten angeordnet sind und Kammern zur Aufnahme einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit bilden. Während sich der Schlitten auf das Pressenbett zubewegt, um den

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Abschervorgang durchzuführen, wird Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer oder den Kammern durch eine in ihrer Weite veränderbare, eingeschnürte Ausflußöffnung herausgepreßt, die im Kolbenteil angeordnet und so eingestellt ist, daß zur Zeit des Durchbruches des abzutrennenden Werkstückmaterials der Ausfluß aus der Kammer eine vorherbestimmte Einschnürung erhält.

Eine solche Einrichtung ermöglicht eine kontinuierliche, wenn auch eingeschränkte Bewegung des Schlittens nach dem Durchbruch und hierdurch wurden einig· Stoß- und Schwingungskräfte auf die Presse übertragen. Wenn zwei oder mehr solcher Kolben-Zylindereinheiten bei einer gegebenen Presse verwendet werden, müssen diese außerdem äußerst genau eingestellt sein, um eine aus einem verschiedenem Druckgefälle längs der Einschnürungen der verschiedenen Einrichtungen herrührende exzentrische Belastung des Schlittens zu vermeiden. Außerdem machen die bei solchen Einheiten geforderten Präzisionsgrade das System äußerst teuer und ein kontinuierlicher Betrieb der Presse erfordert eine häufige Einstellung der Kolben-Zylindereinheiten, so daß die Tot^it der Presse ebenso unerwünscht lang wird wie die Wartungszeit und -kosten.

Außerdem führt der kontinuierliche Betrieb der Presse, bei dem bei jedem Schlittenhub Hydraulikflüssigkeit aus den Zylinderkammern kontinuierlich ausfließt, zu unerwünscht hohen Flüssigkeitstemperaturen, die den Einsatz eines Kühlsystems hierfür erforderlich machen können, das die Produktionskosten erhöht und zu einem teuren Betrieb der Presse führte

Auch wenn nur eine Kolben-Zylindereinheit verwendet

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wird, um die Möglichkeit einer exzentrischen Belastung des Schlittens zu vermeiden, ist doch die Präzision unpraktisch oder überflüssig, die erforderlich ist, den Punkt der größten Einschnürung so einzustellen, daß er mit dem Zeitpunkt des Materialdurchbruches zusammenfällt.

Andere bisher vorgeschlagene Einrichtungen haben eine fest eingestellte Öffnung im Hydrauliksystem, durch die eine Hydraulikflüssigkeit zu Beginn des

nach

Schneidvorganges mit niedrigem Druck und einem Durchbruch mit hohem Druck aus einer Flüssigkeitskammer in einen Tank od.dgl. strömt. Die Hochdruckverminderung bildet hierbei für den Schlitten eine Bremskraft. Einrichtungen der letztgenannten Art haben im Hinblick auf die Stoß- und Geräuschverminderung einen ahlechten Wirkungsgrad und erzeugen zusätzlich infolge des unter Druck im wesentlichen kontinuierlichen Ausflusses eine übermäßige Erwärmung der Flüssigkeit.

Mit der Erfindung werden die Nachteile der älteren, bei Abscherpressen eingesetzten Stoßdämpfeinrichtungen einschließlich der weiter oben einzeln aufgezählten Nachteile auf ein Minimum zurückgeführt oder ganz beseitigt»

Nach der Erfindung wird die größte Abbremsung der auf den Durchbruch folgenden Schlittenbewegung durch schnelles und zwangsläufiges Absperren eines Flüssigkeitsstromes erreicht, der aus Hydraulikflüssigkeit aufnehmenden&ammern ausfließt, die zwischen dem Pressenschlitten und dem Pressenbett angeordnet sind» Diese maximale Bremskraft ist zum Verringern des Stoßes und Geräusches dadurch besonders wirksam, daß sie die

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freiwerdende Belastungsenergie und hierdurch auch die dem Durchbruch folgende Schlittenbewegung auf ein Minimum zurückführt. Durch das zwangsweise Absperren des aus der Kammer oder den Kammern ausströmenden Flüssigkeitsstromes entsteht außerdem der Systemflüssigkeit nur eine sehr geringe Wärme. Infolgedessen sind Kühlsysteme nicht notwendig, die man braucht, denn ohne ein solches Kühlsystem besteht die Gefahr einer übermäßigen Wärmeentwicklung im System.

Der zur Zeit des Durchbruches aus einer Flüssigkeitskammer ausfließende Flüssigkeitsstrom wird vorzugsweise von einem im Hydrauliksystem angeordneten,flüssigkeitsempfindlichen Ventil abgesperrt, das auf die Beschleunigung des Schlittens an der Durchbruchstelle anspricht, um den FlUssigkeitsausfluß aus der Kammer oder""Kammern abzusperren.

Die beim Freiwerden von Energie beim Durchbruch auf die Presse übertragenen Stoß- und Schwingungsbelastungen können ferner dadurch weiter reduziert werden, daß im Hydrauliksystem eine Hydraulikflüssigkeit mit hohem Druck- Elastizitätsmodul und ein schnell ansprechendes, durchflußempfindliches Ventil verwendet wird.

Das durchflußempfindliche Absperrventil ermöglicht vorzugsweise einen beschränkten Ausfluß aus der Kammer oder den Kammern mit geringstem Druckverlust, während des Schneidvorganges bis zum Zeitpunkt des Durchbruches. Beim Durchbruch schließt die Beschleunigung des Schlittens zwangsläufig das Ventil und erzeugt rasch eine Gegenlast bzw. Reaktionskraft zur Schlittenbewegung, welche die beim Durchbruch beobachtete,freiwerdende Energie reduziert und die durch den Schlitten auf die Pres-

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se übertragene Überlastung aufhält und hierdurch Stöße, Schwingungen und Geräusche auf ein Minimum zurückführt.

Hieraus ergibt sich, daß mit der Erfindung die beim Durchbruch durch das zu trennende Material durch die Pressenlast freiwerdende Energie auf ein Minimum zurückgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht bei der Schockdämpfvorrichtung nach der Erfindung darin, daß geringstmögliche Stoß- und Schwingungskräfte auf die Presse übertragen werden und der aus diesen Stößen und Schwingungen herrührende Geräuschpegel der Presse beim Abschervorgang auf ein Minimum reduziert wird.

Ferner ist es mit dem Stoßdämpfsystem nach der Erfindung möglich, den Flüssigkeitsausfluß aus einer in ihrem Rauminhalt veränderbaren, zwischen dem Pressenschlitten und dem Pressenbett angeordneten Kammer beim Durchbruch des durchzutrennenden Materials zwangsläufig zu unterbrechen und auf diese Weise die hierbei durch den Schlitten zur Zeit des Durchbruches freiwerdende Energie auf ein Minimum zurückzuführen und andererseits die größtmöglichen Bremskräfte für den Schlitten zu mobilisieren.

Durch die Anordnung eines durchflußempfindlichen Ventils in der Stoßdämpfeinrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß beim Schneiden des Werkstückmaterials bis zum Durchbruch Hydraulikflüssigkeit beschränkt ausfließen kann. Das Ventil spricht aber auf die Beschleunigung des Schlittens beim Durchbruch an. Hierdurch wird das Ventil geschlossen und ein weiterer Flüssigkeitsausfluß aus der ausdehnbaren Kammer abgesperrt.

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Die Schockdämpfvorrichtung der Erfindung kann mit geringen Mitteln hergestellt und eingebaut werden und ist während eines langen, kontinuierlichen Betriebes sehr leistungsfähig, so daß nur sehr geringe Totzeiten der Presse und wenig Zeit und Kosten für die Wartung benötigt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, durch die Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Stoßdämpfvorrichtung nach der

Erfindung, die dem Schlitten und dem Pressenbett einer Abscherpresse zugeordnet ist, in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Kurven des Schlittenweges und der Pressenbelastung während des Arbeitshubes einer Abscherpresse ohne Stoßdämpfung zeigt,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Kurven des Schlittenweges von der Pressenbelastung während des Arbeitshubes einer Abscherpresse mit einer Stoßdämpfvorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 4 eii£ gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Darstellung.

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In den Zeichnungen ist in Fig. 1 eine hydraulische Stoßdämpfvorrichtung in Verbindung mit einer Abscherpresse 10 schematisch dargestellt, die beispielsweise Werkstückrohlinge aus Blechen ausschneidet oder ausstanzt. Die Konstruktion und Wirkungsweise derartiger Preseen ist natürlich bekannt und Einzelheiten hierüber sind zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendig. Es erscheint deshalb ausreichend, darauf hinzuweisen, daß die Presse einen Rahmen 12 mit einem Pressenbett 14 aufweist und daß der Rahmen einen Schlitten 16 trägt, der gegenüber dem Pressenbett 14 hubbeweglich ist und daß zum Erzeugen dieser Hubbewegung ein geeigneter Antrieb vorgesehen ist. Wie dies ferner bei Abscherpressen wohlbekannt ist, trägt das Pressenbett 14 ein Abscherwerkzeug 18 und der Schlitten 16 ein Abscherwerkzeug 20, das mit dem Werkzeug 18 zusammenarbeitet und bei der Abwärtsbewegung des Schlittens 16 in Richtung auf dessen unteren Totpunkt das zwischen den Werkzeugen liegende Rohmaterial schneidet bzw. stanzt.

Der Schneidvorgang vollzieht sich natürlich von einer oberhalb des unteren Totpunktes liegenden Stelle aus an der das Schneidwerkzeug 20 auf das Rohmaterial trifft, bis zu einer zweiten, längs des Schlittenweges unmittelbar oberhalb des unteren Totpunktes liegenden Stelle, an der die Abscherwerkzeuge 18 und 20 zusammen durch das auszuschneidende Material durchbrechen. Dia mit Pressen dieser Art vertrauten Fachmann ist bekannt, daß bei der Abwärtsbewegung des zwischen den Scherwerkzeugen 18 und 20 eingeschlossenen, zu schneidenden Materials durch den Schlitten auf die Presse eine Last übertragen wird, die beim Durchbruch des Materials

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plötzlich wegfällt, worauf sich die Abwärtsbewegung des Schlittens in Richtung auf dessen unteren Totpunkt beschleunigt. Dieser Vorgang wird natürlich vom Freiwerden der bei Belastung der Presse während des Abschervorganges aufgespeicherten Energie begleitet.

Nach der Erfindung ist den Schlitten- und Rahmenteilen der Presse eine Stoßdämpfvorrichtung zugeordnet, die die dem Durchbruch folgende Abwärtsbewegung des Pressenschlittens auf ein Minimum zurückführt und hierdurch das Freiwerden von aus der Belastung der Presse bis zum Durchbruchspunkt herrührenden Energie auf den kleinstmöglichen Wert verringert. Diese Schockdämpfeinrichtung ist in ihrer Gesamtheit in Fig. 1 mit 22 bezeichnet und besteht aus einem Hydrauliksystem, in dem Vorrichtungen 24 mit veränderlichem Volumen zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit am Pressenbett befestigt oder gegenüber diesem abgestützt sind, die vom Presaenschlitten 16 während dessen Abwärtsbewegung in Richtung auf den unteren Totpunkt betätigt werden. Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel jede Vorrichtung 24 mit veränderlichem Volumen aus einer Kolben-Zylindereinheit, die einen» auf dem Pressenbett abgestutzten Zylinder 26 und aus einem Kolben 28 besteht, der im Zylinder 26 diesem gegenüber hubbeweglich gelagert ist. Der Zylinderraum hinter dem Kolben 28 bildet eine Kammer 30 zur Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit und der Zylinder 26 ist mit einer gemeinsamen, sich in die Kammer 30 öffnenden Einlaß- und Auslaßöffnung 32 versehen. Der Schlitten 16 trägt für jeden Kolben je einen Betätigungszapfen 34, dessen oberes Ende in einen am Schlitten angeordneten Stützkragen 36 eingeschraubt und damit gegenüber dem Schlitten in Vertikalrichtung für einen im folgenden noch näher erläuterten Zweck einstellbar ist.

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Die Kammern 30 der Vorrichtung 24 mit veränderlichem Volumen sind an eine gemeinsame Quelle für unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit angeschlossen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung fördert eine Motorpumpe 38 Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 40 durch ein Leitungssystem unter Druck in die Kammern 30. Das Leitungssystem besteht aus einer Hauptleitung 42 und Zweigleitungen 44 und 46, die an die Hauptleitung und an jeweils eine Ausflußöffnung 32 der Vorrichtungen 24 mit variablem Volumen angeschlossen sind. iSin Rückschlagventil 48 verhindert den Rückfluß zum Vorratsbehälter 40. Zwischen dem Rückschlagventil 48 und der Motorpumpe 38 ist ein druckabhängiges Entlastungsventil 50 angeordnet, das bei einem vorherbestimmten Druck in Tätigkeit tritt und die Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückleitet, wenn das Rückschlagventil 48 geschlossen ist und der Druck zwischen diesem Rückschlagventil und der Motorpumpe 38 den im Ventil 50 eingestellten Wert überschreitet.

Zum Steuern des Durchflusses durch die Hauptleitung 42 ist in dieser ein normalerweise offenes, von der Flüssigkeitsströmung abhängiges Absperrventil 52 angeordnet. Das Ventil 52 hat einen eingeschnürten Abfluß 54, der einen beschränkten Durchfluß von den Kammern 30 zum Vorratsbehälter 40 erlaubt, wenn sich das Ventil 52 in der in Fig. 1 dargestellten Offenstellung befindet. Das Ventil 52 weist ferner einen geschlossenen Durchfluß 56 auf, der die Flüssigkeitsströmung durch die Leitung 42 absperrt, wenn sich das Ventil 52 in seiner geschlossenen Stellung befindet, in der der Ventilkörper in Fig. 1 soweit nach rechts geschoben ist, daß der gesperrte Durchfluß 56 mit der Hauptlei-

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tung 42 fluchtet.

Das Ventil 42 wird normalerweise durch eine Feder 58 in seine geöffnete Stellung gedrückt und kann durch unter Durck stehende Flüssigkeit in Fig. 1 nach rechts gedrückt werden, die von den Zweigleitungen 44 und 46 aus durch eine Ventilspeiseleitung 60 gegen den Ventilschieber wirkt, wie dies weiter unten näher im einzelnen beschrieben werden wird.

Zu einem im folgenden noch näher erläuterten Zweck ist an die Hauptleitung 42 zwischen den Ventilen 48 und 52 ein Akkumulator .62 angeordnet, der unter niedrigem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit aufnimmt. Ferner ist zwischen dem Ventil 52 und den Kammern 30 der Vorrichtungen 24 mit variablem Volumen an die Hauptleitung 42 und die Zweigleitungen 44 und 46 ein Akkumulator 64 zur Aufnahme von unter hohem Druck stehender Hydraulikflüssigkeit angeordnet, der mit den Leitungen in Flüssigkeitsverbindung steht.

DieWirkungsweise der oben beschriebenen Stoßdämpfvorrichtung ist am besten aus den Fig. 2 und 3 in Verbindung mit Fig. 1 der Zeichnung zu verstehen. Die Fig. und 3 sind Schaubilder, welche den Schlittenweg und die Pressenbelastung während der Schlittenbewegung bei einem Absperrhub veranschaulichen. Fig. 2 erläutert den Vorgang bei einem Schlitten ohne Stoßdämpfung, während Fig. 3 die Wirkung der oben beschriebenen Stoßdämpfvorrichtung und die Wirkung von Stoßdämpfvorrichtungen nach dem Stande der Technik erläutert.

In beiden Sohaubildern bezeichnet Punkt 1 den Zeitpunkt

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im Verlauf des Schlittenhubes, zu welchem bei dem hier erläuterten System die Zapfen 34 die Kolben 28 während der Bewegung des Schlittens in Richtung auf seinen unteren Totpunkt berühren, der in den Fig. 2 und 3 mit BDC bezeichnet ist. Punkt 2 bezeichnet den Zeitpunkt, an dem die Abscherwerkzeuge das durchzutrennende Material erfassen und Punkt 3 den Zeitpunkt, an dem das von den Abscherwerkzeugen beaufschlagte Material durchbricht ο Die Kurve L gibt die während des Abtrennvorganges auf die Presse ausgeübte Belastung wieder und die Kurve D gibt die SisäLlung des Schlittens während des Abtrennvorganges gegenüber dem unteren Totpunkt an.

Wenn die Presse nicht durch Zwischenlegen von zu schneidendem Rohstoffmaterial zwischen die Scherwerkzeuge belastet wird, ist die Schlittenbewegungskurve D vollständig gebogen und folgt dem gebogenen Stück D¹ zwischen Punkt 2 und BDC in Fig. 2 und zwischen den Punkten 2 und 4 in Fig. 3. Die Bedeutung des Punktes 4 wird im folgenden näher erläutert.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Stoßdämpfvorrichtung ist folgende:

Vor dem Abschervorgang befinden sich die öLnzelnen Teile der Presse und des Hydrauliksystems in der in Fig. 1 gezeigten Stellungο Von dem Vorratsbehälter 40 aus eird Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch die Hauptleitung 42, die eingeschnürte Durchflußöffnung 54 des Ventiles 52 und durch die Zweigleitungen 44 und 46 in die Kammern 30 gedrückt. Die Druckflüssigkeit in den Kammern 30 drückt dann die'Kolben 28 aufwärts. Da sich der Schlitten 16 in Richtung auf das Pressenbett 14 abwärts bewegt,

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treffen die Zapfen 34 auf die Kolben 28, unmittelbar bevor die Abscherwerkzeuge 18 und 20 auf das zwischen ihnen liegende, durchzutrennende Werkstückmaterial treffen. Die Einstellbarkeit der Zapfen 34 ermöglicht das richtige Einstellen der Zapfen auf diesen Zeitpunkt .

Wie oben erwähnt, wird das Werkstückmaterial im Punkt 1 der graphischen Darstellungen nach Fig. 2 und 3 erfaßt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Schlitten im Abstand S oberhalb von BDC.

Mit der aich fortsetzenden Abwärtsbewegung des Schlittens 16 werden die Kolben 28 in den Zylindern 26 niedergedrückt, wodurch die Hydraulikflüssigkeit in den Kammern 30 durch die Zylinderausflußöffnungen 32 in die Zweigleitungen 44 und 46 gedrückt werden. Die Flüs sigkeit aus den Kammern 30 fließt durch die eingeschnürte Durchflußöffnung 54 des Ventiles 52 in den Vorratsbehälter 40 zurück, wobei der Akkumulator 62 die zurückfließende Druckflüssigkeit aufnimmt und bis zu dem im folgenden noch beschriebenen Rückfluß zu den Kammern 30 aufbewahrt, da das Einwegventil 48 geschlossen ist und den- Rückfluß der Flüssigkeit zum Vorratsbehälter 40 sperrt.

Während dieser Bewegung in Richtung auf seinen unteren Totpunkt hat der Schlitten eine normale Geschwindigkeit, die bei einer gegebenen Presse bekannt ist und das Absperrventil 52 ist für diese normale Geschwindigkeit so ausgelegt, daß beim Durchfluß durch die eingeschnürte Öffnung 54 ein geringstmöglicher Druckabfall erzeugt wird, während der Öffnungsdruck der Ventilfeder ausreicht, um das Ventil 52 offenzu-

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halten. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Schlittens 16 erfassen die Schneidwerkzeuge 18 und 20 das zwischen Ihnen liegende Material und beginnen hierdurch über den Schlitten auf die Presse eine Belastung auszuüben. Das Erfassen des Materials ist in den graphischen Darstellungen durch Punkt 2 gekennzeichnet. In diesem Zeitpunkt befindet sich der Schlitten in einem Abstand ¥ oberhalb seines unteren Totpunktes.

Während die Schneidwerkzeuge in das Werkstück einschneiden, fahren die Zapfen 34 fort, die Kolben 28 niederzudrücken und die Belastung der Presse bremst die Bewegung des Schlittens und verringert dessen Geschwindigkeit. Entsprechend schreitet die Kolbenbewegung fort und bewirkt einen kontinuierlichen Durchfluß der aus den Kammern 30 strömenden Flüssigkeit durch die eingeschnürte Durchflußöffnung 54 des Ventiles 52 zu dem Sammler 62.

Man erkennt aus der Belastungskurve L in den graphischen Darstellungen, daß die Presse beim Durchdrücken der Schneidwerkzeuge durch das Werkstückmaterial während des Zeitraumes der zwischen den Punkten 2 und 3 dargestellten Schlittenbewegung von Null bis zu einem Maximum belastet wird. Gleichzeitig ist erkennbar, daß das zwischen den Scherwerkzeugen befindliche Material die Bewegung des Schlittens abwärts in Richtung auf den unteren Totpunkt bremst, wie dies durch den Teil D 2 der Verschiebungswegkurve in den graphischen Darstellungen gezeigt ist. Die Schneid- oder Standwerkzeuge brechen das Material am Punkt 3 durch. Hierdurch wird die Presse entlastet und die durch die Belastung aufgespeicherte Energie auf den Schlitten übertragen, der hierdurch eine rasche Beschleunigung bei seiner Bewegung in Richtung auf den unteren Totpunkt erfährt. Ist an dieser

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Stelle keinerlei Stoßdämpfung des Schlittens vorhanden, wird der Schlitten sofort in Richtung auf den unteren Totpunkt beschleunigt und übt hierbei auf die Presse einen Stoß aus. Der Aufprall des Schlittens führt zu einer Reihe von in umgekehrter Richtung wirkenden Belastungen der Presse, wie dies durch den rechts von Punkt 3 in Fig. 2 dargestellten Teil der Belastungskurve L angedeutet ist. Ein Stoßdämpfungssystem nach der Erfindung bremst in vorteilhafterweise die auf den Durchbruch folgende Schlittenbewegung in Richtung auf den Punkt BDC und führt das Freiwerden von Energie auf ein Minimum zurück, so daß die auf die Presse einwirkende Belastung während der Vollendnng des Abtrennvorganges erhalten bleibt.

Die auf den Durchbruch folgende Beschleunigung des Schlittens wird auf die Kolben 28 übertragen, die sich hierdurch plötzlich beschleunigt in Richtung auf eine Verkleinerung des Volumens der Kammer 30 bewegen. Diese plötzliche Verschiebung der Kolben erhöht die Geschwindigkeit der aus den Kammern 30 ausfließenden Hydraulikflüssigkeit. Hierdurch wird das Ventil 52 durch die Speiseleitung 60 betätigt und geschlossen und hierdurch der Flüssigkeitsausfluß aus den Kammern 30 zwangsläufig abgesperrt.

Herdurch wird, wie aus Fig. 3 hervorgeht, ein Freiwerden von Belastungsenergie nach dem Durchbruch an Punkt 5 gestoppt und der Schlitten daran gehindert, den Punkt BDC zu erreichen, wie dies durch den Teil D 3 der Schlittenbewegungskurve dargestellt ist. Infolgedessen wird nach dem Durchbruch die Belastung der Presse zum größten Teil aufrechterhalten.

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Von dem Zeitpunkt an, an dem BDG bei der normalen Schlittenbewegung erreicht wird, wird die Pressenbelastung in Folge der Bewegung der Schlittenantriebskomponenten fortschreitend kleiner, die von BDC normalerweise eine Aufwärtsbewegung des Schlittens bewirken. Im Punkt 4 der graphischen Darstellung in Fig. 3 befinden sich die Schlittenantriebsteile in denjenigen Stellungen, die der Hubstellung entsprechen, in der der Schlitten von den Kolben-Zylindereinheiten 24 gehalten wird. Danach bewegen die Schlittenantriebsteile den Schlitten aufwärts und die Pressenbelastung geht auf Null zurück.

Die auf diese Weise auf die Presse weiter einwirkende Belastung hält die Hydraulikflüssigkeit zwischen den Kammern 30 und dem Ventil 52 unter Druck, so daß das Ventil 52 geschlossen bleibt. Bei der Aufwärtsbewegung des Schlittens 16 drückt der Flüssigkeitsdruck im System die Kolben 28 aufwärts und verringert hierdurch den Systemdruck, so daß die Feder 58 das Ventil 52 wieder öffnen kann. Danach wird die unter Druck in dem Akkumulator 62 angesammelte Flüssigkeit entspannt und fließt durch die eingeschnürte Durchflußöffnung 54 des Ventiles 52 zurück in die Zweigleitungen 44 und 46 und die Kammern 30 und drückt die Kolben 28 vollends in ihre oberste Stellung. Die Motorpumpe 38 füllt dann alle Leckverluste im System auf, was während des Betriebes der Presse geschehen kann.

Der Hochdruckakkumulator 64 dient als Sicherheitsvorrichtung, um eine Zerstörung als Folge einer Pressenüberlastung zu verhindern« Wenn beispielsweise irgendein Bruch auftritt, der dazu führt, daß der Pressenschlitten einen hohen Druck auf das Hydrauliksystem

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zwischen den Kolben-Zylindereinheiten 24 und das Rückschlagventil 48 ausübt, nimmt der Akkumulator 64 unter solchem Überdruck stehende Flüssigkeit auf.

Die in Fig. 4 dargestellte Verkörperung der Erfindung stimmt in vieler Hinsicht mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform überein. Aus diesem Grunde sind in den Fig. 1 und 4 zur Bezeichnung gleicher ^rJä.le die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 steht die eingeschnürte Durchflußöffnung 54 des Absperrventiles 52 mit dem Vorratsbehälter 40 und den Kolben-Zylindereinheiten 24 durch die Hauptleitung 42 und eine Zweigleitung 66 in Verbindung, die zu dem Ventil führt. Zusätzlich wird die bei der Abwärtsbewegung der Kolben 28 vor dem Materialdurchbruch durch die eingeschnürte Öffnung 54 strömende Flüssigkeit durch eir· auf einen niedrigen Druck eingestelltes Rückschlagventil 68 in einen Flüssigkeitsbehälter, einen Sumpf 70 od.dgl. abgelassen, der zu dem Vorratsbehälter 40 zurückführt.

Bei einem weiteren Vergleich dieser Ausführungsform mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführung erkennt man, daß der Hochdruckakkumulator 64 in Fig. 1 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch ein druckabhängiges Entlastungsventil 72 ersetzt ist, das in Abhängigkeit von einem unerwünscht hohen Flüssigkeitsdruck im System wirksam wird und Flüssigkeit in einen Silpf 74 od.dgl. ableitet, der in den Vorratsbehälter 40 zurückführt. Außerdem ist der Niederdruckakkumulator 62 in Fig. 1 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch einen Hochdruckakkumulator 76 ersetzt, der zwi-

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sehen der Motorpumpe 38 und dem Rückschlagventil 48 angeordnet ist und Druckflüssigkeit sammelt, wenn das Absperrventil 52 geschlossen ist, so daß im System ausreichend Flüssigkeit zur Verfügung steht, um die Kolben 28 nach dem Abtrennvorgang in ihre oberste Stellung zurückzuführen. Man erkennt, daß der Akkumulator 76 in Verbindung mit der Motor-Pumpeneinheit 38 zum Auffüllen des Systems insoweit zusammenwirkt .

Die Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist die gleich wie diejenige des in Fig. 1 gezeigten System, soweit die Absperrung des aus den Kammern 30 der Kolben-Zylindereinheit 24 ausströmenden Flüssigkeitsstromes in Rede steht. Insoweit vollzieht sich die Abwärtsbewegung der Kolben 28 vor dem Durchbruch mit der Geschwindigkeit des Pressenschlittens, während das Ventil 52 offen bleibt und die aus den Kammern 30 herausgedrückte Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 68 in den Sumpf 70 fließt. Nach dem Durchbruch schließt die plötzliche Beschleunigung des Schlittens 16 und die hieraus resultierende Geschwindigkeitserhöhung im Flüssigkeitsstrom das Ventil 52 und sperrt den weiteren Ausfluß von Flüssig keit aus den Kammern 30 und stoppt hierdurch die Abwärtsbewegung des Schlittens. Wenn der Schlitten Punkt 4 in der graphischen Darstellung nach Fig. 3 erreicht, ist der Systemdruck abgefallen, während das Ventil 52 in seine Offenstellung gedrückt ist und die Kolben 28 zur Vorbereitung des nächsten Trenn vorganges in ihre oberste Stellung gedrückt werden»

Man erkennt bei beiden hier dargestellten Ausführungsformen, daß die Größe der in Punkt 3 der graphischen

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Darstellung nach Fig. 3 freiwerdende Lastenenergie dadurch auf einen Kleinstwert eingeregelt werden kann, daß man ein kleinstmögliches Volumen an Hydraulikflüssigkeit in den Kolben-Zylindereinheiten und in den Hydraulikleitungen verwendet, daß man eine Hydraulikflüssigkeit einsetzt, die einen hohen Druck-Elastizitätsmodul hat, daß man ein rasch ansprechendes, vom Durchfluß abhängiges Absperrventil einsetzt und diese Steuermöglichkeiten in verschiedenen Kombinationen verwendet.

Obgleich die Vorteile der hier dargestellten und beschriebenen besonderen Ausführungsformen besonders betont wurden, ist doch klar, daß es viele beim Lesen der vorgehenden Beschreibung naheliegende Abwandlungen gibt, die ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es möglich, an Stelle der dargestellten zwei Kolben-Zylindereinheiten 24 eine einzige Einheit oder mehr als zwei Einheiten bei einer gegebenen Pressenkonsbruktion zu benutzen, um die erwünschte Schlittenabbremsung in Abhängigkeit vom Durchbruch zu erreichen. Man erkennt auch, daß andere Vorrichtungen mit veränderlichem Volumen als die Kolben-Zylindereinheiten verwendet werden können und daß das Kolben-Zylinderverhältnis derart umgekehrt sein kann, daß der Zylinder ein von der Presse beaufschlagtes bewegliches Teil ist. Obgleich ein durchflußabhängiges Absperrventil vorzugsweise verwendet wird, das vor dem Durchbruch des durchzutrennenden Materials einen beschränkten FlUssigkeitsdurchfluß erlaulöt, erkennt man doch, daß auch andere Absperrventile verwendet werden könnten. Außerdem ist klar, daß das Absperrventil auch auf andere Weise als durch die Systemflüssigkeit gesteuert werden könnte₀ Beispielsweise könnte ein solenoidbetätigtes Ventil eingesetzt

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werden, das sich im Zeitpunkt des Durchbruches schließt. Nach der Erfindung ist lediglich notwendig, daß das Absperrventil in dem Zeitpunkt betätigt wird, in dem sich der Schlitten nach dem Durchbruch beschleunigt, um
zwangsweise den Ausfluß von Flüssigkeit aus den Kammern der Vorrichtungen mit veränderlichem Volumen abzusperren.

Da es viele mögliche Ausführungsformen der Erfindung
gibt und da bei den hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen viele Änderungen möglich sind,
ist darauf hinzuweisen, daß die ■'vorstehende Beschreibung der AusfUhrungsbeispiele nur als Illustration,
aber nicht zur Beschränkung der Erfindung dient.

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Claims

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DlPL.-fNG. VOLLBACH
KÖLN/RH.

KAISER-W1LHELM-RING 24

Reg.-Nr.

1 αϊ 155 I KÖLN, denjo. 1.1978

Aktenz.: ^bilte angeben /

Anm.; GULF & WESTERN MANUFACTURING COMPANY 23100 Providence Drive, Southfield,

Michigan 48075, U.S.A.
Titel: Stoßdämpfvorrichtung

Ansprüche

Hydraulische Stoßdämpfvorrichtung insbesondere für Abscherpressen mit Hydraulikflüssigkeit aufnehmenden Kammern mit veränderlichem Volumen, die an eine Quelle für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit angeschlossen und in Abhängigkeit vom Durchbruch des ai schneidenden Werstückmaterials od.dgl. unter Kompression betätigbar sind und die aus dem Durchbruch resultierende beschleunigte Bewegung des Pressenschlittens od. dgl. abbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsleitung (42, 44, 46) mit den Kammern (30) ein Absperrventil (52) angeordnet ist, das eine Offenstellung (54) und eine Absperrstellung (56) und ein Betätigungsglied aufweist, welches das Ventil (52) in Abhängigkeit von der beschleunigten Bewegung des Pressenschlittens (16) absperrt, um einen Ausfluß von Flüssigkeit aus den Kammern (24, 30) zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (52) eine eingeschnürte Durchflußöffnung (54) aufweist, die mit den Kammern (30) in Verbindung steht, wenn sich das Ventil (52) in seiner Offenstellung befindet, um einen be-

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schränkten Ausfluß von Flüssigkeit aus den Kammern (30) vor der Beschleunigung der Schlittenbewegung zu ermöglicheno

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (52) ein vom Flüssigkeitsdurchfluß abhängiges Ventil ist und daß das Betätigungsglied zum Schließen des Ventiles (52) von der aus den Kammern (30) ausfließenden Flüssigkeit betätigbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (52) in einer Flüssigkeitsleitung (42) angeordnet ist, welche die Flüssigkeitsquelle (38, 40) mit den Kammern (30) verbindet und daß in der Flüssigkeitsleitung (42) zwischen dem Absperrventil (52) und den Kammern (30) eine Druckflüssigkeits-Entlastungsvorrichtung (64 bzw. 72) angeordnet ist.

ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsvorrichtung ein flüssigkeitsdruckabhängiges Entlastungsventil (72) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent1astungsvorrichtung ein vom Flüssigkeitsdruck abhängiger Akkumulator (64) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (30) mit veränderlichem Volumen zwischen dem Schlitten (16) und dem Rahmen (12) einer Abscherpresse angeordnet

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sind und Vorrichtungen (28) zum Verkleinern ihres Volumens aufweisen, wenn sich der Schlitten (16) in Richtung auf das Bett (14) des Rahmens bewegt, um ein zwischen Schneidwerksugen (18, 20) befindliches Werkstück durchzutrennen, daß an die Druckflüssigkeitsquelle (40) eine Pumpvorrichtung (38) angeschlossen ist, die Druckflüssigkeit von der Quelle (40) unter Druck in die Kammern (30) pumpt und daß das Absperrventil (52) in Abhängigkeit von einer Beschleunigung der verschiebbaren Vorrichtung (28) betätigt wird, um den Ausfluß von Flüssigkeit aus den Kammern (30) abzusperren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kammern (30) Flüssigkeitsleitungen (42, 44, 46) angeschlossen sind und daß die Überlastvorrichtung (64 bzw. 72) in der Leitung (42) zwischen der Druckflüssigkeitsquelle (40) und den Kammern (30) angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (30) aus am Pressenbett (14) montierten Zylindern (26) und in diesen hubbeweglichen Kolben (2i) bestehen, welche die verschiebbaren Vorrichtungen bilden.

ί".. "vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet;, daß die Zylinder (26) je eine gemeinsame Einlaß- und Auslaßöffnung (32) haben, nie hinter den Kolben (28) angeordnet ist und daß die Leitungen (44, 46) an diese gemeinsamen Einlaß- und Auslaßöffnungen (32) angeschlossen sind und daß in der Hauptleitung (42) ein Rückschlagventil (48) zum Verhindern des Rückflusses zur Quelle (40)

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angeordnet ist und daß die durch Flüssigkeitsdruck betätigte Überdruckentlastungsvorrichtung (64 bzw. 72) in der Hauptleitung (42) zwischen dem Rückschlagventil (48) und den Einlaß- und Auslaßöffnun^en (32) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschnürte Durchfluß (54) im Absperrventil (52) zwischen dem Rückschlagventil (48) und den Ausflußöffnungen (32) mit der Hauptleitung (42) in Verbindung steht.

12_e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung (42) zwischen dem Absperrventil (52) und dem Rückschlagventil (48) ein vom Flüssigkeitsdruck abhängiger Akkumulator (62) angeordnet ist, der die aus den Kammern (30) vor Beschleunigung der verschieblichen Vorrichtungen (28) ausfließende Druckflüssigkeit aufnimmt und daß dieser Akkumulator (62) auf einen Druck anspricht, der kleiner ist als der Druck, auf den die Überdruckentlastungsvorrichtung (64) eingestellt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastsicherungsvorrichtung ein zweiter, vom Flüssigkeitsdruck abhängiger Akkumulator (64) ist.

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