DE69007737T2

DE69007737T2 - Gesenkpolstereinrichtung für Presse.

Info

Publication number: DE69007737T2
Application number: DE69007737T
Authority: DE
Inventors: Shozo Imanishi
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0790400B2; EP0424122A1; US5140895A; DE69007737D1; EP0424122B1; CA2027646A1; JPH03133599A

Description

Beschreibung

Eine herkömmliche Gesenkpolstereinrichtung ist in Figur 5 gezeigt. Ein Kolben 102 ist in einem Luftzylinder 101 angeordnet, so daß er sich frei nacn oben und unten bewegen kann. Eine Verschleißplatte 104 ist an einem oberen Teil einer Kolbenstange 103 befestigt. Die Verschleißplatte 104 nimmt die untere Fläche eines nicht gezeigten Pufferstifts auf, der in eine Matritze eingesetzt ist. Der Druck für den Zuschnitthalter wird dein Pufferstift durch den Luftzylinder 101 und dem Kolben 102 mitgeteilt. Eine obere Kammer 10113 und eine untere Kammer 101L sind durch den Luftzylinder 101 und den Kolben 102 ausgebildet. Die obere Kammer 101U steht mit atmosphärischer Luft über eine Öffnung 105 in Verbindung. Die untere Kammer 101L steht mit einem Lufttank 106 über ein Verbindungsrohr 107 in Verbindung. Der Lufttank 106 ist an eine Quelle 108 für Luft angeschlossen und Druck1uft mit vorbestimmtem Druck wird zugeführt.
Im Betrieb der Presse bzw. dieser Gesenkpolstereinrichtung, beispielsweise beim Ziehen, wird die Druckluft entsprechend dem notwendigen Druck für den Zuschnitthalter dem Lufttank 106 zugeführt.
Die komprimierte Luft PL in der unteren Kammer erfüllt die folgende Gleichung:
Der Druck F des Zuschnitthalters ist gleich der effektiv gepreßten Fläche A1 des Kolbens 102 x Druck in der unteren Kammer PL.
Dieser Druck wird angelegt Wenn die gleitenden Teile der Presse nach unten gehen, so geht der Kolben 102 durch den Pufferstift, die Verschleißplatte etc. nach unten und es wird der Druck für den Pressenhalter erzeugt. Wenn der Kolben 102 zur unteren Grenze kommt, nämlich in der untersten Position, so ist der Ziehprozeß beendet. Dann geht das gleitende Teil der Presse nach oben und die Verschleißplatte 104, der Kolben 102 und die anderen Teile gehen ebenfalls nach oben.
Die mit der vorliegenden Erfindung zu lösenden Probleme sind wie folgt.
Bei der varstehend erläuterten, flerkömmlichen Gesenkpolstereinrichtung wurde erläutert, wie der Druck für den Zuschnitthalter geändert wird, wenn der Kolben 102 nach unten geht. Figur 4 zeigt den Betrien der Einrichtung nach vorliegender Erfindung und auch denjenigen einer herkömmlichen Einrichtung. Der Hub des Kolbens 102 ist in der Abszisse wiedergegeben und der Druck des Zuschnitthalters ist als Qrdinate aufgetragen. Im einzelnen zeigt die Abszisse diejenige Position, wenn der Kolben 102 sich vom oberen Ende, das heißt von der höchsten Position, zum unteren Ende LL bewegt. Die Ordinate gibt der. Druck des Zuschnitthalters wieder, der von dem Kolben 102 erzeugt wird (als F, Fa, Fae usw.).
Es sei angenommen, daß der notwendige Druck für den Zuschnitthalter gleich Fa ist. Der Druck für den Zuschnitthalter ist gleich Fae, wenn der Kolben 102 den unteren Grenzwert erreicht. Der Druck für den Zuschnitthalter am unteren Grenzwert wird uni den Wert Fae-Fa vergrößert, verglichen mit dem Wert an der oberen Grenze, weil die Kapazität der unteren Kammer 101L kleiner wird, wenn der Kolben 102 nach unten geht.
Es ist nicht erwünscht, daß beim Ziehvorgang der Druck des Zuschnitthalters ansteigt. Aus diesem Grunde wurde in dem Vergangenheit ein Lufttank mit einer großen Kapazität vorgesehen, nämlich der Lufttank 106. Die Kapazität soll so groß wie möglich sein. Sie ist etwa 5 - 8 mal so groß wie diejenige des Luftzylinders (101) normalerweise beträgt, und zwar wegen des für die Installation benötigten Raums. Herkömmliche derartige Einrichtungen bringen also die folgender Probleme mit sich:
1. Ein Lufttank 106 mit großer Kapazität ist notwendig und es ist nicht sehr leicht, den Raum für die Installation vorzusehen. Insbesondere entstehen fühlbare Probleme bei Transferpressen, beruhend auf einer großen Anzahl von Gesenkpolstereinrichtungen die installiert werden müssen.
2. Auch wenn ein Lufttank 106 mit großer Kapazität installiert ist, so ist es immer noch unmöglich, das Anwachsen des Zuschnitthalterdrucks auf Null anwachsen zu lassen.
3. Der Luftdruck im Lufttank 106 muß justiert werden, wenn das Gesenk ausgetauscht wird. Dies benötigt viel Zeit, bedingt durch die große Kapazität. Wenn der Tank durch Absenken des Luftdrucks Lustiert wird, so muß Druckluft abgelassen werden und das ist nicht sehr wirtschaftlich.
4. Wenn der Druck des Zuschnitthalters ansteigen oder abfallen soll, wenn nämlich der Kolben 102 beim Ziehprozeß nach unten geht, so kann er dabei nicht frei anwachsen oder abnehmen.
Die DE-A-32 30 673 beschreibt ein steuerbares Gesenkpolster für Pressen mit wenigstens einer Kolbenzylindereinheit, die in Wirkverbindung mit einem gasbeladenen Vorratsbehälter für Drucköl steht. Die Pufferplatte wird um einen besonderen Betrag weiter nach unten gezogen, und zwar ohne zusätzlicher Energieverbrauch, wenn die untere Endlage der Pressenrampe erreicht ist. Dadurch ist es möglich, die im Puffer gespeicherte Energie zur Erzeugung einer Vorspannungskraft zu verwenden, die der Pufferkraft entgegenwirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gesenkpolstereinrichtung für Presse vorzuschlagen, die klein und kompakt ist, und die auch leicht gehandnabt werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll mit geringen Kosten hergestellt werden können. Das Puffervermögen der erfindungsgemäßen Einrichtung soll auf einem konstanten Niveau gehalten werden können und die Einstellungen sollen auch beim Betrieb geändert werden können. Die Nachteile herkömmlicher derartiger Einrichtungen sollen mit anderen Worten vermieden werden, welche bekannten Einrichtungen Puffertanks mit großen Kapazitäten benötigen, großvolumige Kompressoren und schnell wirkende, große Ausgangsventile usw.
Um diese Probleme zu lösen, besteht die erfindungsgemäße Einrichtung aus einer Zylindereinheit vom geschlossenen Typ, die den zur Atmosphäre offenen Zylinder nach dem Stand der Technik ersetzt. Die neue Einrichtung basiert auch auf dein Prinzip, daß das Puffervermögen des Gesenkpolsters bei dem Zylinder mit dein geschlossenen Typ durch die Druckdifferenz zwischen dein Druck der unteren Kammer und dem Druck der oberen Kammer bestimmt wird, und daß die Druckdifferenz dadurch gesteuert wird, daß die untere Kammer und die obere Kammer miteinander in Verbindung stehen.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Einrichtung die folgenden Merkmale auf:
Gesenkpolstereinrichtung für Pressen, gekennzeichnet durch:
- ein erstes Steuerventil, das in einer ersten Ölleitung vorgesehen ist, die mit einer unteren Kammer und mit einer oberen Kammer an beiden Seiter; eine Kolbens in einem Hydraulikzylinder in Verbindung steht,
- durch ein zweites Steuerventill das in einer zweiten Ölleitung vorgesehen ist, die mit dem unteren Kammer und mit der oberen Kammer an beiden Seiten des Kolbens in dem hydraulischen Zylinder in Verbindung steht,
- durch eine Quelle für hydraulischen Druck, die zwischen der unteren Kammer und dem ersten Steuerventil über ein Prüfventil in Verbindung steht und die einen voreingestellten Öldruck liefert,
- durch einen Puffer-Öltank, der zwischen der unteren Kammer und dem ersten Steuerventil vorgesehen ist und der einen Teil des Öls aufnimmt, das aus der unteren Kammer ausströmt, wenn der Kolben nach unten geht,
- weiterhin durch ein erstes Steuermittel, um das erste Steuerventil zu öffnen oder zu schließen, wenn der Differenzdruck zwischen dem Druck der unteren Kammer und dem Druck der oberen Kammer einen voreingestellten Differenzdruckwert überschreitet, wenn der Kolben nach unten geht, wodurch eine Verbindung zwischen der unteren Kammer und der oberen Kammer ermöglicht wird, und
- eine zweite Steuerung, uin das zweite Steuerventil zu öffnen oder zu schließen, und um dadurch eine Verbindung zwischen der unteren Kammei und der oberen Kammer zu ermöglichen, um ein Anwachsen des Drucks der oberen Kammer zu verhindern, wenn der Kolben nach oben geht.
Bei der vorliegenden Erfindung wird also der hydraulische Druck in der unteren Kammer des Hydraulikzylinders durch eine Quelle für den Hydraulikdruck entsprechend dieser Erfindung erreicht. Wenn der Kolben von der oberen Grenze nach unten geht, und zwar wegen der Pressenlast, so wächst der Druck in der unteren Kammer an und die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der unteren Kammer und dem Druck in der unteren Kammer und dem Druck in der ofleren Kammer wächst schnell an. Dadurch wird das Puffervermögen des Gesenkpolsters entsprechend dem voreingestellten Hydraulikdruck erreicht.
Wenn der Kolnen nach unten geht, so übertrifft fernerhin die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern den voreingestellten Wert der Druckdifferenz. Dann wird das erste Steuerventil geöffnet, und zwar durch die erste Steuerung, und die untere Kammer tritt mit der oberen Kammer in Verbindung. Der Druck der unteren Kammer fällt folglich ab und das erste Steuerventil wird geschlossen.
Anschließend wird das erste Steuerventil gesteuert, wenn der Kolben nach unten geht und die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern wird auf den vorgestellten Differenzdruck eingestellt, wie dieser Wert durch die erste Steuerung eingestellt worden ist.
Wenn daher die voreingestellte Druckdifferenz entsprechend dem Kolbenhub so bestimmt ist, daß sie graduell anwächst, graduell abfällt usw., so kann das Puffervermögen des Gesenkpolsters geändert und justiert werden, auch während des Betriebs der Presse. Wenn die voreingestellte Druckdifferenz auf ein konstantes Niveau eingestellt wird, so kann das Puffervermögen des Gesenkpolsters auf einen konstanten Wert bei allen Hüben eingestellt werden.
Eine quantitative Unausgeglichenheit entsprechend dem Volumein der Kolbenstange tritt zwischen der Ölmenge auf, die aus der unteren Kammer abgegeben wird, und der Ölmenge, die der oberen Kammer zugeführt wird, wenn der Kolben nach unter geht. Diese Unausgeglichenheit wird aber vom Puffer-Öltank absorbiert.
Wenn andererseits die gleitenden Teile nach oben gehen, so geht der Kolben vom unteren Grenzwert zum oberen Grenzwert nach oben, und zwar bedingt durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern. Dann wächst der Druck in der oberen Kammer nach und nach bzw. graduell an und wenn die Drücke in beiden Kammern einander etwa gleich sind, dann wird das Sperrventil geöffnet und die obere Kammer und die untere Kammer stehen miteinander in Verbindung. Als Resultat ergibt sich, daß ein übermäßige Anstieg des Drucks in der oberen Kammer verhindert wird und die Drucke in beiden Kammern werden einander gleich.
Unter diesen Bedingungen wird der Kolben durch die Differenz in der wirksamen Fläche nach oben bewegt, welche Differenz darauf beruht, daß die Kolbenstange einen bestimmten Querschnitt hat, und der Kolben geht relativ langsam nach oben.
Weil ein Restdruck in der oberen Kammer vorliegt, geht der Kolben zur oberen Grenze nach oben ohne hierbei eine große Stoßenergie zu erzeugen.
Durch ein richtiges Timing beim Schließen des zweiten Steuerventils ist es möglich, den Dämpfereffekt der oberen Grenze extensiv zu vergrößern.
Demgemäß ist es erfindungsgemäß möglich, großvolumige Puffer-Lufttanks zu vermeiden, fernerhin einen Hochdruckkompressor mit großer Kapazität, schnellwirkende und große Abb laßventile usw., wie diese bei herkömmlichen Einrichtungen benötigt werden. Erfindungsgemäß kann das Puffervermögen genau eingestellt werden und auch schnell und mit kompakter; und leichten Bauelementen und auch mit niedrigen laufender Kosten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein allegemeines, schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Figur 2 ist ein allgemeines, schematiscnes Diagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 ist ein allgemeines, schematisches Diagramm der dritten Ausführungsfrom der Erfindung;
Figur 4 ist ein Diagramrn, um den Betrieb der Ausführungsfor men zu erläutern, verglichen mit dem Betrieb einer herkömmlichen Polstereinrichtung;
Figur 5 ist eine allgemeine, schematische Zeichnung einer Gesenkpolstereinrichtung herkömmlichen Typs mit einem herkömmlichen Luftzylinder.
In den Figuren ist ein Hydraulikzylinder 1 gezeigt. Position 1U ist eine obere Kammer, Position 1L eine untere Kammer, Position 2 ist ein Kolben, Position 10 ist eine erste Ölleitung, Position 11 (A, B und C) sind Rohre bzw. Leitungen, Position 13 deutet einen Puffer-Öltank an, Position 14 Druckguellen für Hydrauliköl, Position 17 ein Prüfventil, Position 20 ein erstes Steuerventil, Position 21 eine Haupteinheit, Position 28 eir Regelventil für den Luftdruck, Position 30 eine zweite Ölleitung, Position 40 ein zweites Steuerventil, Position 50 eine erste Steuerung, Position 51 eine Steuerungseinheit, Position 52 einen Signalerzeuger füidas Puffervermögen, Position 53 einen Speicher für das Puffervermögen1 Position 54 eine Wähleinheit, Position 55 eine Stelleinheit für das Standard-Puffervermögen, Position 57 ist ein Druckdetektor, Position 60 eine zweite Steuerung, Position 61 eine Steuerungseinheit Position 62 ist ein Drucksteller, Position 65 ein Druckdetektor und Position 70 ein Steuerpult.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

1. Ausführungsform

Figur 1 zeigt, daß die erste Ausführungsform hydraulische Zylindereinheiten 1,2 aufweist, ein erstes Steuerventil 20, ein zweites Steuerventil 40, eine Quelle 14 für hydraulischen Druck, einen Puffer-Öltank 13, eine erste Steuerung 50, eine zweite Steuerung usw. Diese Ausführungsform ist derart konstruiert, daß das Puffervermögen während des Betriebs der Presse geändert, justiert oder auf einem konstanten Niveau beibehalten bleiben kann.
Als erstes sei darauf hingewiesen, daß die hydraulischen Zylindereinheiten vom geschlossenen Typ sind. Sie bestehen aus einem Hydraulikzylinder 1 mit einer oberen Kammer 1U und mit einer unteren Kammer 1L. Außerdem ist ein Kolben 2 vorgesehen und eine Kolbenstange 3. Die Kolbenstange 3 ist mit einer Verschleißplatte verbunden. Im einzelnen ist die grundlegende Struktur dieselbe wie bern den Luftzylindereinheiten 101, 102, 103 und 104 nach Figur 5. Erfindungsgemäß sind die Einheiten für Hydraulikdruck konstruiert und sie können bei Hochdruck eingesetzt werden. Dies führt zu einer kompakten Konstruktion und zu einen hohen Ansprechverhalten
Die untere Kammer 1L und die obere Kammer 1U haben einer Kolben 2 des hydraulischen Zylinders 1 zwischen sich angeordnet und sie stehen miteinander über eine erste Ölleitung 10 (mit Rohren 11A - 11C) in Verbindung, sowie auch über eine zweite Ölleitung 30 (mit Rohrer 31 und 32) Die erste Ölleitung 10 hat ein erstes Steuerventit 20 und die zweite lleitung 30 hat ein zweites Steuerventil 40.
Eine Quelle 14 (eine Pumpe 15 mit Motor 16) für den Hydraulikdruck liefert einen voreingestellten hydraulischen Druck, und zwar zwischen der unteren Kammer 1L und dem ersten Steuerventil 20 über ein Prüfventil 17. Die Quelle 14 bildet in der unteren Kammer 1L im Ausgangszustand einen hydraulischen Druck aus. In diesem Ausgangszustand befindet sich der eKolben 2 an der oberen Grenze UL.
Position 18 deutet einen Öltank an und Position 19 ein Auslaßventil, um das Kissen bzw den Puffer nach unten zu bewegen.
Ein Puffer-Öltank 13 ist zwischen der unteren Kammer 1L und dem ersten Steuerventil 20 vorgesehen. Der Öltank 13 nimmt einen Teig des Öls auf dem aus der unteren Kammer 1L ausströmt, wenn der Kolben 2 nach unten geht. Mit anderen Worten, wenn der Kolben 2 nach unten geht, dann wird das Öl in der unteren Kammer 1L durch das erste Steuerventil 20 in die obere Kammer 1U geleitet In diesern Fall ist das aktuelle Volumen der oberen Kammer 1U kleiner und zwar vermindert um das Volumen der Kolbenstange 3 die in den Ölzylinder 1 ein taucht. In diesem Zusammenhang dient der Puffer-Öltank 13 dazu, zeitweise die Volumendifferenz aufzufangen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Tank als Akkumulator ausgebildet, der die Kapazität hat, um das Öl mit einem Volumen gleich der Volumendifferenz aufzunehmen, wenn der Kolben 2 nach unten zur unteren Grenze LL geht. Der Puffer 13A mit gasdichtem Stickstoff ist in den Puffer-Öltank 13 inkorporiert und er nimmt das Öl auf, wenn der Druck den voreingestellten Öldruck übersteigt.
Das erste Steuerventil besteht aus einer Haupteinheit in hohlzylindrischer Form und aus einer Ventilscheibe 26 in zylindrischer Form, die gleitend in die Haupteinheit 21 eingesetzt ist. Das Ventil hat die Struktur eines dauernd geschlossenen Prüfventils.
Am vorderen Ende der Haupteinheit 21 ist ein Öleinlaß 22-I und ein Ölausiaß 22-O vorgesehen, die mit der Leitung 11B verbunden sind. An der Rückseite der Haupteinheit ist ein Einlaß 23-I vorgesehen, um den Druck in der oberen Kammer PU über eine Leitung 11A anzulegen.
Andererseits ist eine Feder 25 in hohlen Teil 27H am rückwärtigen Ende der Ventiischeibe 26 vorgesehen und eine Ventileinheit 27V ist an der Vorderseite vorgesehen, um den Öieinlaß 22-I zu schließen.
Wenn also der Druck in der unteren Kammer PL anwächst, so wird die Scheibe 26 in Figur 1 nach rechts verschoben, und zwar gegen die Kraft der Feder 25, und die untere Kammer 1L sowie die obere Kammer 1U des hydraulischen Zylinders 1 gelangen miteinander über den Öleinlaß 22-I und den Auslaß 22- O in Verbindung.
Wenn Öl aus der unteren Kammer 1L abgelassen wird, dann fällt der Druck PL in der unteren Kammer ab und das erste Steuerventil 20 wird wieder durch die Kraft der Feder 25 blockiert.
In diesem Zustand ist der Auslösedruck (cracking pressure des ersten Steuerventils 20, das als Prüfventil funktioniert, in erster Linie durch die Kraft der Feder 25 bestimmt.
Die Merkmale des ersten Prüfventils 20 nach vorliegender Erfindung bestehen darin, daß der Auslösedruck variabel ist. Es wird also Druckluft oder Drucköl vom Lufteinlaß 23C in einem Zwischenteil der Haupteinheit 21 abgegeben. Die Druckluft als Steuersignal vergrößert weiterhin den Auslösedruck zusätzlich zu der Kraft der Fedei 25. Mit anderen Worter gesagt wird ein Mindest-Auslösedruck durch die Kraft der Feder 25 ausgebildet und der Auslöseruck höher als dieser Druck wird durch den Luftdruck oder den Öldruck bestimmt, der dem Einlaß 23C zugeleitet wird. Der Öl-Auslaß 22-O und der Öl-Einlaß 23-I stehen miteinander für den Kraftausgleich der Ventilscheibe 26 in Verbindung. 230 ist eine Öffnung, die zur Umgebungsluft offen ist.
Als nächstes sei darauf verwiesen, daß die erste Steuerung 20 ein Mittel ist, um den Auslösedruck des ersten Steuerventils 20 einzustellen, das heißt, eine Steuerung, um das erste Steuerventil 20 zu öffnen oder zu schließen, wenn der Druckunterschied zwischen dem Druck PU in der unteren Kammer 1L und dem Druck PL in der oberen Kammer 1U, der sich mit der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 3 ändert, die voreingestellte Druckdifferenz überschreitet. Bei der vorliegenden Ausführungsforin ist der Luftdruck bzw. der Öldruck so einzustellen, daß der Lufteinlaß 23C des ersten Steuerventils 20 beliefert wird. Insbesondere besteht die, erste Steuerung 50 aus einer Steuerungseinheit 51 und eineu Druckregulierventil 28, das als elektrischer Wandler dient und an dem Rohr 29 montiert ist, welches den Lufteinlaß 23C des ersten Steuerventils 20 mit der Luftquelle bzw. mit der Ölguelle verbindet. Die Steuereinheit 51 und andere Bauteile sind im Steuerpult 70 untergebracht, und zwar zusammen mit der Steuerungseinheit 61 und weiteren Bauteilen.
Die Steuerungseinheit 51 gibt bei dieser Ausführungsform elektrische Signale ab, um das Druckregulierventil 28 zu steuern, um die Druckdifferenz auszugleichen, erhalten durch vergleichende Berechnung aus dein unteren Kammerdruck PL und dem oberen Kammerdruck PU, und zwar auf die Druckdifferenz entsprechend dem Signal des Puffervermögens. Hierbei wird der Druck der unteren Kammer PL vom Druckdetektor 57 benutzt, der Druck der oberen Kammer PU, gemessen vom Druckdetektor 65, und der Winkel der Kurbelwelle, gemessen vom Winkeldetektor 58 als Eingangsfaktoren. Mit anderen Worten soll der Kurbelwellendruck des ersten Steuerventils 20 durch eine geschlossene Schleife geregelt werden.
Dieses Signal des Puffervermögens kann so verformt werden, daß es in der Steuereinheit 51 gespeichert wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Signal vom Generator 52 zur Signalerzeugung für das Puffervermögen abgegeben.
Der Signalerzeuger 52 für das Puf fervermögen spezifiziert das Puffervermögen, um den Druck des Zuschnitthalters zu erhalten, der für den Betrieb der Presse notwendig ist, und zwar in Bezug auf den Hub des Kolbens 2, und er weist einen Speicher 53 für das Puffervermögen auf, um eine Vielzahl von Diagrammen des Puffervermögens zu speichern, das heißt die Kurven des Puffervermögens, aufgezeichnet über dem Kolbenhub.
Das Puffervermögensdiagramm ist ein Diagramm der Kurven 2-5 nach Figur 4 und das Puffervermögen wird beim Ändern dem Kolbennubs geändert, das heißt während des Betriebs der Presse. Damit die Einsatzfähigkeit weiter verbessert wird, ist auch die Kurve 1 mit konstantem Puffervermögen gespei chert.
Der Wähler 54 wählt die Kurve aus dem Diagramm des Puffer-Vermögens aus.
Der Signalerzeuger 52 für das Puffervermögen ist bei der ersten Ausführungsform so konstruiert, daß er das Signal des Puffervermögens erzeugen kann, das schnell bis zum Standard- Puffervermögen F ansteigt, wie dies vom Steller 55 für das Standard-Puffervermögen vorgegeben wird, und herauf bis zum Kolbenhub ST1 in Figur 4.
Es versteht sich, daß das Diagramn für den Bereich von der oberen Grenze UL zur unteren Grenze LL oder von der unteren Grenze LL zur oberen Grenze UL vom Signalerzeuger 52 für das Puffervermögen gespeichert werden kann und daß das Puffer- Vermögenssignal entsprechend dem vom Wähler 54 ausgewählten Diagramm an die Steuereinheit 51 abgegeben werden kann. In diesem Fall bracht der Steiler 55 für das Standard-Puffervermögen nicht vorgesehen zu sein.
Der Kolbenhub wird über den Kolbenwellenwinkel spezifiziert, der vom Winkeldetektor 58 eingegeben wird. Es kann auch das Diagramm des Puffervermögens geändert, addiert oder gelöscht werden, wenn dies gewünscht wird, weil der Speicher 53 für das Puffervermögen mit Hilfe eines Wiederladbaren ROM geformt wird.
Die zweite Ölleitung 30 verbindet die obere Kammer 1U mit der unteren Kammer 1L, und zwar in einem richtigen Timing, wenn der Kolben 2 nach oben geht, und sie besteht aus Leitungen 31 und 32, die die beiden Kammern 1U und 1L miteinander verbinden. Das zweite Steuerventil 40 besteht aus einem elektromagnetischen Ventil oder aus einem Servoventil, das in die Leitungen 31 und 32 eingesetzt ist.
Die zweite Steuerung 60, die das zweite Steuerventil 40 steuert, weist einen Drucksteller 61 und einen Steuerer 62 auf und der Steuerer 62 vergleicht den Druck in der oberen Kammer PU, der vom Druckdetektor 65 nachgewiesen wird, mit dem voreingestellten Wert des Druckstellers 61. Sie gibt ein Signal ab, das das Magnetventil erregt, wenn diese beiden Werte einander gleich sind. Wenn das Magnetventil erregt ist, so wird das zweite Steuerventil 40 geöffnet. Der Steuerer 62 schaltet die Signale ab und schließt das zweite Steuerventli 40 wieder, wenn der Kolben 2 sehr nahe an die obere Grenze UL kommt.
Bei der ersten Ausführungsform, die von der vorher beschriebenen Anordnung Gebrauch macht, geht der Betrieb wie folgt von sich:
Zunächst wird der Anfangsdruck in der unteren Kammer 1L durch die Quelle 14 für den hydraulischen Druck eingestellt. Anschließend wird ein Standard-Puffervermögen F für den Kolbenhub ST1 eingestellt, und zwar durch den Standard-Puffervermögen-Einsteller 55. Das Puffervermögen vom Hub ST1 und anschließend wird aus derjenigen Kurve ausgewählt, die für den Typ des gewünschten Produkts geeignet ist, beispielsweise ist dies die Kurve 5 in Figur 4. Diese Auswahl erfolgt durch den Wähler 54. Es wird auch der Druck PU in der oberen Kammer nahe demjenigen des zweiten Steuerventils 40 eingestellt, und zwar mit Hilfe des Druckstellers 62.
In Figur 4 sind die Kurven 2-5 als vereinfachte Form der Kurve 1 gezeichnet. (Das mittlere Puffervermögen ist zeichnerisch dargestellt.) Die Daten für die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens sind im Diagramm gezeigt, weil dieseleicht aus der Kurve 1 abgeleitet werden können.
Das Puffervermögen F des Gesenks wird durch die folgende Gleichung bestimmt:
F = PL x A1 - PU x (A1 - A2)
Weil die obere Kammer 1U bei herkömmlichen Luftzylindern des Typs, wie in Figur 5 gezeigte zur Umgebungslutt geöffnet ist, wird das vorbestimmte Puffervermögen Fa festgelegt, so bald die Kolbenstange 103 nach unten bewegt wird. Anschliessend wächst das Puffervermögen des Gesenks nach und nach an bis zum Wert Fae an der unteren Grenze LL, wie dies durch die strichpunktierte Linie in Figur 4 angedeutet wird. Weil das Volumen des Puffer-Lufttanks 106 um das Fünf- bis Achtfache größer ist, ist es unmöglich, das notwendige Puffervermögen Fa des Gesenks bei einem konstanten Niveau zu erreichen. Bei der unteren Grenze LL wird der Druck des Zuschnitthalters excessiv, und zwar um 20 - 25 %.
Wenn der Kolben 2 sich von der oberen Kammer UL nach unten bewegt, dann wächst erfindungsgemäß der Druck PL in der unteren Kammer an und die Druckdifferenz vom Druck PU der oberen Kammer wächst an. Das Standard-Puffervermögen F kann schnell erzeugt werden. Umso höher der Anfangsdruck zur unteren Kammer 1L ist, umso früher geschieht das Anwachsen.
Wenn der Kolben 2 dazu neigt, nach unten zu gehen, nachdem das Standard-Puffervermögen F eingerächtet worden ist, dann steuert die Steuereinheit 51, die erste Steuerung 50 ausbildet, das Druckreguiierventll 28, so daß die Druckdifferenz, die vom Einlaß von den Druckdetektoren 57 und 65 erhalten worden ist, dann wird diese Differenz gleich dem Differenzwert entsprechend dem Puffervermögensignal, das der Generator 52 für das Puffervermögen abgegeben hat. Als Ergebnis ist festzuhalten, daß der Auslösedruck reguliert wird und das erste Steuerventll 20 wird durch den Auslösedruck geöffnet. Das überschüssige Öl wird in dem Puffer-Öltank 13 aufgenommen. Anschließend steht die untere Kammer 11 mit der oberen Kammer 1U in Verbindung, der Druck PL in der unteren Kammer nimmt ab und das zweite Steuerventil 40 wird wiedergeschlossen
Die Druckdifferenz wird also geändert, wobei kleine Schwankungen innerhalb des zulässigen Bereichs des notwendigen Drucks für den Zuschnitthalter wiederholt werden. Es kann also das Standard-Puffervermögen F im wesentlichen auf einem konstanten Niveau bis herauf zum Hub ST1 beibehalten bleiben.
Wenn jetzt in Figur 4 die Kurve 1 durch den Wähler 54 ausgewählt wird, dann liest der Signalerzeuger 52 für das Puffervermögen diese Kurve 1 aus dem Diagramm heraus, das im Speicher 53 für das Pufferverinögen gespeichert ist und gibt die Werte an die Steuerung 51 weiter. In diesem Fall wird das erste Steuerventil 20 von der ersten Steuerung 51, 28 usw. gesteuert, um das Puffervermögen F auf einem konstanten Niveau zu halten, bis der Kolben 2 die untere Grenze LL erreicht.
Wird beispielsweise die Kurve 5 gewählt, so steuert die Steuerungseinheit 51 den Druck, der das Ventil 28 reguliert, um das Puffervermögen entsprechend der Kurve 5 zu ändern, basierend auf dem Eingang vom Signalerzeuger 52 für das Puftervermögen, dem Eingang von den beiden Druckdetektoren 57 und 65, und basierend auf dem Eingang vom Winkeldetektor 58. Die Einheit steuert das erste Steuerventil 20. Das Puffervermögen des Gesenks wird schrittweise nach dem Kolbenhub verringert, wenn beim Betrieb der Presse ST1 passiert wird und es wird bei konstantem Niveau gehalten bis zur unterer Grenze LL.
In Falle der Kurve 4 wird es nach und nach verringert. Im Falle der Kurve 3 wird es schrittweise vergrößert und im Falle der Kurve 2 wird es nach uno nach vergrößert.
Andererseits ist die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 2 von der unteren Grenze LL zu der nach oben gerichteten Bewegung des Gleitstücks (slide) im Anfangsstadium entsprechend der Druckdifferenz zwischen zwei Kammerdrücken DL und PU und dies wird anschließend in unbelastetem Zustand sachte durchgeführt. Weil der Druck in der unteren Kammer PL kleiner wird und weil der Druc]: in der oberen Kammer PU größer wird, so fällt die Druckdifferen schnell ab.
Wenn der Druck PU in der oberen Kammer den Wert übersteigt, der voin Drucksetzer 62 voreingestelit worden ist, so wird das zweite Steuerventil 40 vom Signal von Steuerer 61 geöffnet und die beiden Kammern 1U und 1L werden miteinander in Verbindung gebracht. Folglich werden die Drücke in den beiden Kammern PL und PU einander gleich gemacht. Der Kolben 2 geht weiter nach oben, und zwar bedingt durch den Druck, der von der Differenz der effektiven Fläche erzeugt wird, beruhend auf der Anwesenheit oder auf der Abwesenheit der Querschnittsfläche A2 der Kolbenstange 3.
Dies kann so bleiben, bis die obere Grenze UL erreicht ist, Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das zweite Steuerventil 40 blockiert, und zwar unmittelbar vor der oberen Grenze UL. Weil der Druck PU in der oberen Kammer langsam anwächst, und weil die Druckkraft des Kolbens 2 schnell abfällt, kann der Dämpfeffekt an der oberen Grenze UL extensiv vergrößert werden.
Wenn sich der Kolben 2 nahe an die obere Grenze UL bewegt, kann das erste Steuerventil 20 momentan wieder geöffnet und geschlossen werden.
Bei dieser Ausführungsform sind eine erste Ölleitung 10 und eine zweite Ölleitung 30 vorgesehen, um die obere Kammer 1U und die untere Kammer 1L des Hydraulikzylinders 1 miteinander in Verbindung treten zu lassen Wenn der Kolben nach unten geht, dann wird das erste Steuerventii 20 von der ersten Steuerung 50 gesteuert, um die Druckdifferenz zwischen dem Druck PL in der unteren Kammer und dem Druck PU in der oberen Kammer zu kontrollieren und so kann das gewünschte Puffervermögen ausgebildet werden. Durch die Kontrolle des zweiten Steuerventils 40, bewirkt durch das zweite Steuerungsmittel 60 mit einen richtigen Timing bei der nach oben gerichteten Bewegung wird eine geeignete Pufferdämpfung erreicht, und zwar durch Verhindern des Anwachsens des Drucks PU in der oberen Kammer. Es besteht also kein Bedarf daran, einen extragroßen Puffer-Lufttank 106 oder einen großen Kompressor vorzusehen, wie dies bei einer herkömmlichen Polstereinrichtung der Fall ist. Der Raum für die Installation ist klein und wirtschaftlich. Weil Zylindereinheiten 1,2 vom hydraulischen Drucktyp sind, kann jedes Bauteil der Einrichtung kompakt konstruiert werden und es kann eine bessere Ansprechbarkeit durch einen erhöhten Hydraulikdruck erzielt werden.
Das erste Steuerventil in der ersten Ölleitung 10 hat die Funktion eines Prüfventils und das Einstellen des Auslösedrucks kann durch die erste Steuerung 50 mit den Bauteilen 51, 28 etc. geändert werden. Es ist sehr leicht, das Puffervermögen des Gesenks einzustellen. Weiterhin wird anfängliches Leerlauf-Verdrehen verringert, weil die Einrichtung vom. Hydraulikdrucktyp ist und die Einrichtung arbeitet sachte, unabhängig vom Volumen der oberen Kammer 1U des Zylin- ders 2.
Die erste Steuerung 50 wird vom Wähler 54 und vom Speicher 53 für das Puffervermögen spezifiziert und das erste Steuerventil 20 wird von der Druckdifferenz entsprechend dem Puffervermögenssignal gesteuert, das der Generator 52 für das Puffervermögen abgibt. Es kann also das Puffervermögen entsprechend der vorbestimmten Kurve geändert und eingestellt werden. Weil das Puffervermögen während des Betriebs der Presse geändert werden kann, kann eine große Anzahl von Produkten bei hoher Qualität und mit großem Wirkungsgrad hergestellt werden. Es können auch die Materialkosten verringert werden und es gibt keine Nachteile, beispielsweise eine Beschränkung in der Form der Materialien. Das Starten erfolgt schnell und dasselbe gilt für die Justierung beim Anhalten. Die Hydraulikzylindereinheiten 1,2 sind vom geschlossenen Typ und die erste Ölleitung 10 und die zweite Ölleitung 30 werden vom Puffervermögen gesteuert, um zwei Kammern 1U und 1L miteinander in Verbindung zu setzen, bzw. um sie voneinander zu trennen. Dementsprechend ist kein Hochdruckkompressor mit großer Kapazität notwendig und auch kein schnell ansprechendes Ausgangsventil mit großer Größe. Die Einrichtung ist kompakt und wirtschaftlich. Weil die Justierung des Puffervermögens einfach erreicht werden kann, nämlich durch Änderung der Einstellung- des Auslösedrucks des ersten Steuerventils 20, kann dies schnell und genau erreicht werden. Die Wartezeiten sind also kürzer und der Wirkungsgrad der Pressenproduktion kann steigen. Es besteht auch kein Bedarf daran, beim Justieren des Justierens des Gesenkpuffers Öl abzulassen, weil der Puffer-Öltank 13 vorgesehen ist. Die Nachteile beim Stand der Technik, bewirkt durch das Ablassen der Luft in großer Menge, werden daher ebenfalls vermieden und der Betrieb ist wirtschaftlich.
Im ersten Steuerventil 20 wird grundsätzlich das Puffervermogen durch die Druckkraft der Feder 25 begrenzt und der Auslösedruck wird durch Änderung des Luftdrucks zum Lufteinlaß 23C eingestellt, und zwar durch das Ausgleichsystem, wobei der Druck PU in der oberen Kammer an den Öleinlaß 22-O angelegt wird und auch an den Einlaß 23-I. Es ist also möglich, die Größe der Hydraulikzylindereinheiten 1,2 durch Vergrößern des voreingestellten Drucks des Öls in der unteren Kammer 1L zu verringern und eine sachte Steuerung kann erreicht werden durch Verringerung des Drucks der Steuerungsluft.
Weiterhin ist es möglich, den Druck PU der oberen Kammer nahe dem oberen Grenzwert UL des Kolbens zu halten. Die Druckdifferenz kann nämlich dadurch reduziert werden, daß ein geeignetes Timing vorgenommen wird, um das zweite Steuerventil zu blockieren und der Stoß bei der oberen Grenze UL kann fühlbar verringert werden.
Bei der zweiten Ausführungsform, die in Figur 2 gezeigt ist, ist die Konstruktion, verglichen mit der ersten Ausführungsform vereinfacht.
Insbesondere, wenn die Form und die Charakteristika der Hydraulikzylindereinheiten 1,2 des ersten Steuerventils 20 und des zweiten Steuerventils 40 definiert sind, fernerhin der Druck PL der unteren Kammer und der Druck PU der oberen Kammer bei der nach oben und bei der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 2, weiterhin die Druckdifferenz zwischen den Druckwerten PL und PU, und das Verhältnis zwischen den nach oben und nach unten gerichteten Bewegunger des Gleitstücks und auch der Druck für den Zuschnitthalter, welche Werte notwendig sind, wenn die Pressenanordnung und die Produkte, die zu bearbeiten sind, festliegen, dann kann weitergearbeitet werden Daher wird das erste Steuerventil 20 durch die Druckdifferenz gesteuert, während die Druckwerte in den beiden Kammern und die Druckdifferenz nicht nachgewiesen werden. Diese werden durch den Winkel der Kurbelwelle ersetzt.
Die Druckdetektoren 57 und 65 bei der ersten Ausführungsform sind hier also nicht vorgesehen.
Auch der Einsteiler 55 für das Standard-Puffervermögen ist nicht vorgesehen und das Puffervermögen für alle Hübe von der oberen Grenze 13L zur unteren Grenze LL des Kolbens 2 wird vom Speicher 53 für das Puffervermögen gespeichert. Die Steuerungseinheit 51, die die erste Steuerung 50 ausbildet, spezifiziert also das Puffervermögenssignal, das vom Generator 52 für das Pufferverinögen eingegeben wird, über den Kurbelwellenwinkel vom Winkeldetektor 58, steuert das Druckregulierventii 28 und setzt den Auslösedruck des ersten Steuerventils 20. Das heißt, daß die erste Ausführungsform in einem geschlossenen Regelkreis konstruiert ist, während die zweite Ausführungsform einen offenen Stellkreis ausbildet, der eine Kurve hat, die vorn Speicher 53 für das Puffervermögen als voreingesteilter Wert der Druckdifferenz gelesen wird.
Die zweite Steuerung 60 Steuer daß zweite Steuerventil 40 und wird lediglich von der Steuerung 61 ausgebildet, die hier als Programmfolge ausgebildet ist. Bei der nach oben gerichteten Bewegung des Kolbens 2 wird das zweite Steuerventil 40 gesteuert, abhängig vom Kurbelwellenwinkel entsprechend der vorbestimmten Prozedur. Das Öffnen und Schließen des Ventils wird aber mit dem gleichen Timing gesteuert wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das Einstellen des Öffnens und Schließens und das Timing können geändert werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel können dieselben Effekte erzielt werden wie bei der ersten Ausführungsform, und zwar durch Verwendung des Kurbelwellenwinkels als Eingangssignal. Diese Effekte sind beispielsweise das Vermeiden des großformatigen Puffertanks beim Stand der Technik, des Hochdruckkompressors mit großer Kapazität und des schnell ansprechenden, großformatigen Ablaßventils, wie auch die Änderung und das Justieren der Pufferkapazität beim Betrieb der Presse. Weiterhin können, verglichen mit der ersten Ausführungsform eine einfache Konstruktion und niedrigere Kosten erreicht werden, und zwar durch Eliminieren der beiden Druckdetektoren 57 und 65 und durch eine Vereinfachung der erten Steuerung 50.
Jeder Betrieb ist nicht durch die Druckdifferenz definiert zwischen den Druckwerten PL und PU in den beiden Kammern und dies ist indirekt definiert durch den Kurbelwellenwinkel Wenn das Puffervermögendiagramm, das vom Speicher 53 für das Puffervermögen gespeichert werden soll, klar definiert ist, dann kann ein automatisches Justieren des Puffervermögens beim Betrieb der Presse frei und leicht erreicht werden.
Bei der dritten Ausführungsformnach Figur 3 sind die Hydraulikzylindereinheiten 1,2, der Puffer-Öltank 13, die Quelle 14 für den Hydraulikdruck, die erste Steuerung 50, das zweite Steuerungsventil 40 und die zweite Steuerung 60 dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. Das erste- Steuerventll 20 besteht aus einem Servoventil, das direkt von der Druckdifferenz über elektrische Signale gesteuert wird. Um die Konstruktion zu vereinfachen, werden also pneumatische Teile und Vorrichtungen Pos. 9, 28, 29 eliminiert.
Bei dieser dritten Ausführungsform. können dieselben Effekte erzielt werden wie bei der ersten Ausführungsform und die Ansprechbarkeit ist fühlbar erhöht, weil keine elektrischpneumatische Umwandlung vorgenommen werden muß.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen werden die Steuerungseinheit 51, der Signalerzeuger 52 für das Puffervermögenssignal, der Speicher 53 für das Puffervermögen, die Steuerung 61 etc. getrennt geliefert wohingegen diese Komponenten auch organisch durch Rechner oder andere Vorrichtungen integriert sein können, einschließlich CPU, RAM, ROM etc.

Claims

1. Gesenkpoistereinrichtung für Pressen, gekennzeichnet durch:

- ein erstes Steuerventil (20), das in einer ersten Ölleitung (10) vorgesehen ist, die mit einer unteren Kammer (1L) und mit einer oberen Kammer (1U) an beiden Seiten eines Kolbens (2) in einem Hydraulikzylinder (1) in Verbindung steht,

- durch ein zweites Steuerventil (40), das in einer zweiten Ölleitung (30) vorgesehen ist, die mit der unterer Kammer (1L) und mit der oberen Kammer (1U) an beiden Seiten des Kolbens (2) in dein hydraulischen Zylinder (1) in Verbindung steht,

- durch eine Quelle (14) für hydraulischen Druck, die zwischen der unteren Kammer (1L) und dem ersten Steuerventi (20) über ein Prüfventil (17) in Verbindung steht und die einen voreingestellten Öldruck liefert,

- durch einen Puffer-Öltank (13), der zwischen der unteren Kammer (1L) und dem ersten Steuerventil (20) vorgesehen ist und der einen Teil des Öls aufnimmt, das aus der unteren Kammer (1L) ausströmt, wenn der Kolben (2) nach unten geht,

- weiterhin durch ein erstes Steuermittel (50), um das erste Steuerventil (20) zu öffnen oder zu schließen, wenn der Differenzdruck zwischen dem Druck der unteren Kammer und dem Druck der oberen Kammer einen voreingestellten Differenzdruckwert überschreitet, wenn der Kolben (2) nach unten geht, wodurch eine Verbindung zwischen der unteren Kammer (1L) und der oberen Kammer (1U) ermöglicht wird, und

- eine zweite Steuerung (60), um das zweite Steuerventil (40) zu öffnen oder zu schließen, und um dadurch eine Verbindung zwischen der unteren Kammer (1L) und der oberen Kammer (1U) zu ermöglichen, um ein Anwachsen des Drucks der oberen Kammer zu verhindern, wenn der Kolben (2) nach oben geht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet

daß das erste Steuerventil (20) eine Haupteinheit mit hohlzylindrischer Form aufweist, die einen Einlaß (22- I) aufweists, der mit der unteren Kammer (1L) des hydraulischen Zylinders (1) verbunden ist, sowie mit einem Auslaß (22-O), der mit der oberen Kammer (1U) verbunden ist, wobei eine Ventilscheibe (26) gleitend in der Haupteinheit vorgesehen ist und die Ventilscheibe (26) den Einlaß (22-I) schließt, wenn sie durch eine Federkraft geschoben wird, wodurch ein Mindest- Auslösedruck bestimmt wird sowie ein Luftdruck oder ein Öldruck, um den Auslösedruck höher festzusetzen als den Mindest-Auslösedruck.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Steuerung (50) ein Druckregulierventil (28) und eine Steuerungseinheit (51) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (51) ein elektrisches Signal zum Öffnen der Steuerung des Druckregulierventils (28) abgibt, so daß der Druckunterschied zwischen dem Druck der unteren Kammer und dem Druck der oberen Kammer des hydraulischen Zylinders (1) auf den Druckunterschied ausgeglichen wird, der den Puffervermögen entspricht, das von einem Signalerzeuger (52) für das Puffervermögen erzeugt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Signalerzeuger (52) für das Puffervermögen einen Speicher (53) für das Puffervermögen aufweist, um eine Vielzahl von Puffervermögendiagrammen zu speichern, mit einem Ausgang für das Puffervermögensignal, basierend auf dem Puffervermögendiagramm, ausgewählt durch Auswählmittel (54).

5. Einrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Signalerzeuger (52) für das Puffervermögen das Puffervermögenssignai abgibt welches schnell zu dem Standard-Puffervermögen ansteigt, wie dieses von einem Einstellgerät (55) für das Standard-Puffervermögen eingestellt wird, bis der Kolben (2) den speziellen Hub erreicht.