Überlastsicherung für eine mechanisch angetriebene Presse

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Überlastsicherung für eine mechanisch angetriebene Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik:

[0002] Hydraulische Überlastsicherungen für eine mechanisch angetriebene Presse sind beispielsweise aus der DE-PS 1 046 500 oder der DE-PS 1 577 202 bekannt. Bei derartigen Einrichtungen ist der Pressenantrieb, z. B. die exzentrisch umlaufende Pleuelstange mit einem Kolben verbunden, der gegen ein hydraulisches Kissen innerhalb des Pressenstößels verspannt ist. Solche sogenannte Antriebsgarnituren sind symmetrisch paarweise oder in den Ecken des Stößels oder aber auch des den Stößel umgebenden Blechhalters angeordnet. Jede Garnitur steht in Verbindung mit einem gemeinsamen Drucküberlastungsventil, das eine schlagartige Druckentlastung des Druckkissens in der Druckgarnitur dann ausführt, wenn bestimmte Toleranzgrenzen überschritten werden. Hierdurch kann eine Überbelastung der Presse vermieden werden, d. h. der Stößel wird beim Ansprechen des Überlastungsventils schlagartig um die Höhe der Druckkissen, z. B. 30 bis 70 mm angehoben, d. h. die hydraulische Vorspannung entfällt.

[0003] Bei den heute bekannten Überlastsicherungen wird die Höhe der Vorspannung des hydraulischen Kissens in den Antriebsgarnituren derart gewählt, daß sich eine möglichst starre Kraftübertragung ergibt. Je geringer der Vorspanndruck im hydraulischen Kissen, um so nachgiebiger verhält sich der Stößel, d. h. die Höhe der Vorspannung im hydraulischen Kissen bestimmt das elastische Verhalten des Stößels.

[0004] Im Normalfall wird die Vorspannung des hydraulischen Kissens derart gewählt, daß z. B. bei einer Drucküberschreitung von ca. 20 % das Überlastungsventil anspricht. Bei diesem Wert darf dann die Summe der Pressenkräfte auf alle Antriebsgarnituren die maximale Pressenkraft bzw. die Pressennennkraft nicht überschreiten.

[0005] Diese Regelung bzw. Steuerung des gleichen Vorspanndrucks in allen hydraulischen Kissen der Antriebsgarnituren mit gemeinsamen zugehörigen Drucküberlastungsventil ist unproblematisch, soweit die Belastung des Pressenstößels durch das Werkzeug bzw. des zu formenden Werkstücks eine entsprechend symmetrische, d. h. gleichmäßige Kraftbeaufschlagung auf den Pressenstößel bewirkt. Die Regel sind jedoch ungleichmäßig, d. h. asymmetrisch geformte Werkzeuge bzw. Werkstücke, was zur Folge hat, daß der Pressenstößel zum Teil sehr ungleichmäßig mit Gegenkräften beaufschlagt wird. Dies hat aber zur Folge, daß die Kraftsymmetrie auf die Antriebsgarnituren aufgehoben wird. Z. B. muß der Pressenstößel auf der einen Seite die Antriebsgarnitur mit 60 % und auf der anderen Seite mit nur 40 % seiner Pressenkraft beaufschlagen, um der Werkzeug- bzw. Werkstückformgebung gerecht zu werden. Bei einer starken einseitigen Kraft-bzw. Drucküberschreitung in einer Antriebsgarnitur in einer Größenordnung, die deutlich über dem Mittelwert aller Antriebsgarnituren liegt, wird jedoch das Überlastventil, d. h. die Überlastsicherung wirksam, obwohl die maximale Nennkraft der Presse noch nicht erreicht ist. Die maximale Pressenkraft kann damit nicht voll ausgeschöpft werden.

Vorteile der Erfindung:

[0006] Die erfindungsgemäße Überlastsicherung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei stark ungleichmäßiger Belastung der Antriebsgarnituren im Stößel die maximale Pressenkraft, d. h. die Pressennennkraft ausgeschöpft werden kann, ohne daß die Überlastsicherung vorher wirksam wird. Der Erfindung liegt hierfür der Kerngedanke zugrunde, daß die maximal zulässige Pressennennkraft nie überschritten wird, d. h. eine höhere Kraft auf eine Antriebsgarnitur muß durch eine entsprechende Kraftbeaufschlagung auf der anderen Antriebsgarnitur kompensiert werden, um auf das jeweilige hydraulische Druckkissen mit gleichem Druck einwirken zu können. Hierfür ist auf der Seite des Stößels mit verminderter Krafteinwirkung die Erzeugung einer entsprechenden Zusatzkraft durch Druckbeaufschlagung erforderlich. Dabei überschreitet die Summe der Gesamtkräfte der Pressenkraft auf die Garnituren nie die maximale Pressennennkraft.

[0007] Auf vorteilhafte Weise wird gemäß der Erfindung die zusätzliche Druckbeaufschlagung der "unterbelasteten" Antriebsgarnitur dadurch bewirkt, daß eine Druckbeaufschlagung auf eine zusätzliche Ringfläche in Richtung der Pressenkraft des Stößels erfolgt. Die Größe dieser Zusatzkraft wird derart gewählt, daß die Differenz der Kräfte in den Garnituren ausgeglichen wird, d. h. es wird in der "unterbelasteten" Garnitur eine Zusatzkraft so simuliert, daß alle Garnituren scheinbar gleichmäßig überlastet werden, obwohl in der Summe die Pressennennkraft nicht überschritten wird.

[0008] Der Druckübersetzer im Drucküberlastungsventil (Pressensicherheits-Ventil) wird auf eine an sich bekannte Toleranzgröße ausgelegt, die bei dessen Überschreitung eine Auslösung des Überlastungsventils, d. h. eine schlagartige Druckentlastung des hydraulischen Kissens bewirkt. Dies geschieht vorzugsweise durch einen Stufenkolben, dessen druckbeaufschlagte Gegenflächen sich so verhalten, wie dies der gewünschten Ansprechgröße entspricht. Die maximale Vorspannkraft auf die hydraulischen Garniturkissen wird normalerweise bei symmetrischer Stößelbelastung unter Berücksichtigung des entsprechenden Flächenverhältnisses des Drucküberlastungsventils eingestellt. Das Überlastungsventil wird dabei erst dann ausgelöst, wenn die Vorspannkraft um den Wert der Flächendifferenz des Stufenkolbens des Sicherheitsventils überschritten wird. Durch diesen Vorgang wird die Presse maximal entsprechend der Pressennennkraft belastet.

[0009] Im Falle der asymmetrischen Stößelbelastung mit einer einseitigen Garniturenbelastung, die größer als der symmetrische Mittelwert ist, wird jedoch mit einem insgesamt höheren Druckniveau gearbeitet, als dies bei einer symmetrischen Belastung der Garnituren der Fall ist. Die Höhe der Vorspannkraft richtet sich nach dem Wert, der der Asymmetrie der Werkzeugbelastung entspricht.

[0010] Die Erfindung wird vorteilhafterweise mit zwei oder vier symmetrisch im Pressenstößel oder auch in einem eventuell einen Ziehstößel umgebenden Blechhalter verwirklicht.

[0011] Die Regelung und Steuerung der hydraulischen Garniturkissen sowie der Zusatzdruckpolster in den unterbelasteten Antriebsgarnituren geschieht mittels Servoventilen oder Druckregelventilen mit entsprechender Regelung.

[0012] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

eine Anordnung einer Überlastsicherung mit zwei symmetrisch angeordneten Antriebsgarnituren mit einem Drucküberlastungsventil und

Fig. 2

eine entsprechende Anordnung mit vier Antriebsgarnituren.

Beschreibung der Erfindung:

[0013] Die in der Fig. 1 dargestellte schematische Anordnung einer Überlastsicherung dient dazu, um Presse und Werkzeug vor den schädlichen Folgen eines Bedienungsfehlers oder bei Überschreitung der maximalen Preßkraft zu schützen. Hierfür sind gemäß der Darstellung in Fig. 1 zwei Antriebsgarnituren 1, 2 symmetrisch in einem nicht näher dargestellten Pressenstößel oder auch einem den Pressenstößel umgebenden Blechhalter angeordnet. Die Fig. 2 zeigt eine entsprechende symmetrische Anordnung von vier Antriebsgarnituren 1 bis 4, die in Tandemschaltung prinzipiell gleichgeschaltet sind wie die Anordnung in Fig. 1. Jeder der vier Antriebsgarnituren kann selbstverständlich jeweils mit einer eigenen Regeleinheit versehen sein.

[0014] Die Antriebsgarnituren 1 bis 4 weisen einen Kraftübertragungskolben 5 auf, der über eine Kolbenstange 6 z. B. mit dem Exzenterpleuel des mechanischen Pressenantriebs verbunden ist. Der Kolben 5 ist in einem Zylindergehäuse 7 innerhalb des Pressenstößels angeordnet. Für die gewünschte hydraulische Kraftübertragung des Stößelantriebs über die Kolbenstange 6 und den Kolben 5 ist letzterer gegenüber dem Zylindergehäuse 7 über ein hydraulisches Kissen 8 verspannt. Jedes hydraulische Kissen 8 der Antriebsgarnituren 1 bis 4 gemäß den Darstellungen in Fig. 1 und 2 ist über eine Druckleitung 9 miteinander verbunden. Der Vorspanndruck P_v zur Erzeugung der auf den Kolben 5 wirkenden Vorspannkraft F_v wird über eine hydraulische Motorpumpe 10 erzeugt, die das Hydraulikmedium über ein Druckregelventil 11 und über die Druckleitungen 12 an die Druckleitung 9 zu den hydraulischen Kissen 8 weiterleitet. Ein Manometer 13 dient zur Druckerfassung.

[0015] Die hydraulischen Kissen 8 sind über die Druckleitung 9 und einer Zusatzleitung 14 mit einem Drucküberlastungsventil 15 verbunden. Gleichermaßen führt die Druckleitung 12 über eine Abzweigleitung 12' ebenfalls zum Drucküberlastungsventil 15. Wie der Figurendarstellung 1 und 2 zu entnehmen ist, besteht das Drucküberlastungsventil aus einem Stufenkolben 16 mit unterer, kleinerer Kolbenfläche 17 und oberer, größerer Kolbenfläche 18. An beiden Kolbenflächen 17, 18 liegt der gleiche Druck p_v an, wie er im hydraulischen Kissen 8 zunächst belastungsfrei ansteht. Das Flächenverhältnis zwischen der unteren Kolbenfläche 17 und der oberen Kolbenfläche 18 beträgt z. B. F₁₇ = 0,8 F₁₈, d. h. die Fläche 17 ist 20 % kleiner als die Fläche 18. Dies hat zur Folge, daß der Stufenkolben 16 über die Kolbenfläche 17 nur dann nach oben gedrückt wird, wenn der Druck p_v um 20 % überschritten wird, da die obere Druckfläche 18 eine 20 %ig höhere Druckkraft ausübt. Der Vorspanndruck p_v in den hydraulischen Kissen 8 wird demnach z. B. auf 80 % des maximal möglichen Druckes eingestellt, der der Nennkraft der Presse entspricht. Erst bei Überschreitung der maximalen Pressennennkraft erhöht sich der Vorspanndruck im hyraulischen Kissen 8 auf einen solchen Wert, der den Toleranzwert von z. B. 20 % überschreitet und den Stufenkolben 16 anhebt. In diesem Fall erfolgt eine schlagartige Druckentlastung der hydraulischen Kissen 8 über die Öffnungen 19 in die Überströmbehälter 20.

[0016] Die Rückschlagventile 21 verhindern eine Druckübertragung auf die Drückfläche 18 bei sich erhöhendem Druck im hydraulischen Kissen 8.

[0017] Die symmetrische Belastung der Anordnung nach Fig. 1 wird in einem Beispiel wie folgt beschrieben. Die Presse soll eine maximale Pressennennkraft von z. B. F_N = 2000 t Preßkraft besitzen. Dies entspricht 100 % Pressennennkraft, wobei bei einer symmetrischen Anordnung und Kraftverteilung in Fig. 1 jede der beiden Antriebsgarnituren 1, 2 mit einer gleichen Pressenkraft



maximal beaufschlagbar ist.

[0018] Zur Erzeugung einer Vorspannkraft F_v werden die hydraulischen Kissen 8 über die hydraulische Motorpumpe 10 mit einem Vorspanndruck p_v beaufschlagt, der eine Vorspannkraft F_v erzeugt, die z. B. 80 % von F₁ umfaßt (

;



). Die Vorspannkraft beträgt demnach z. B.



. Ein zugehöriger Vorspanndruck p_v wäre z. B. 80 bar.

[0019] Liegt ein Druck von z. B. 80 bar an der Druckfläche 17 des Überlastungsventils 15 an, so spricht dieses Ventil aufgrund des Flächenverhältnisses

erst dann an, wenn dieser Druck um 20 % erhöht ist, d. h. wenn sich der Druck im hydraulischen Kissen 8 auf einen Wert von p_v = 100 bar erhöht hat. Dieser Druck entspricht dann der anteiligen maximalen Preßkraft F₁ bzw. F₂ auf die jeweilige Antriebsgarnitur 1, 2. Die Summe der Kräfte F₁ + F₂ darf die Gesamtpressennennkraft F_N nicht überschreiten. Die Reaktionskraft des Werkzeugs ist mit F_w1 und F_w2 angegeben.

[0020] Dieses zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel berücksichtigt nicht eine ungleichmäßige Belastung der Antriebsgarnituren 1, 2 in Fig. 1. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Werkzeuge bzw. die Werkstücke sehr unterschiedlich bzw. asymmetrisch aufgebaut sind, so daß der Gegendruck auf den Pressenstößel sich sehr unterschiedlich auf der Gesamtfläche verteilt. Bei der zuvor beschriebenen Anordnung kann es deshalb vorkommen, daß eine stark einseitige Kraft bzw. Druckbeaufschlagung einer Antriebsgarnitur 1 über den anteiligen maximalen Mittelwert hinaus zu einer vorzeitigen Öffnung des Überlastventils 15 führt, noch bevor die maximale Nennkraft F_N der Presse erreicht ist. Hierdurch wird aber die maximale Nennkraft der Presse nicht mehr ausgenützt.

[0021] Um diesem Nachteil zu begegnen, wird gemäß der Erfindung ein Belastungsprofil des Pressenstößels oder auch des Blechhalters in Abhängigkeit des Werkzeugs oder des Werkstücks durch Versuche erfaßt. Z. B. soll in der Darstellung nach Fig. 1 die Krafteinwirkung auf die Antriebsgarnitur 1 z. B. größer sein als bei symmetrischer Belastung, während die Krafteinwirkung auf die Antriebsgarnitur 2 kleiner ist. Beläßt man in einem solchen Fall die Vorspannkraft p_v auf einen Wert der z. B. 20 % unterhalb der maximalen Vorspannkraft liegt, so kann bereits die über dem maximalen Mittelwert liegende einseitige Belastung der Antriebsgarnitur 1 zu einem Druckanstieg im zugehörigen hydraulischen Kissen 8 führen, der über der normalen maximalen Vorspannkraft bei symmetrischer Belastung liegt und zu einer Auslösung des Drucküberlastungsventils 15 führt. Eine höhere Garniturbelastung als 50 % erfordert deshalb eine Erhöhung der Vorspannkraft p_v auf einen Wert, der über dem zuvor beschriebenen maximalen Vorspanndruck bei symmetrischer Belastung liegt und dem vorher ermittelten Belastungsprofil des Pressenstößels entspricht. Die volle Ausnutzung dieser Vorspannkraft würde eine maximale Pressenbelastung hervorrufen, die über der Pressennennkraft liegt, was unzulässig ist.

[0022] Ein solcher erhöhter Vorspanndruck p_v, der durch die hydraulische Motorpumpe 10 erzeugt und am Druckeinstellventil 11 eingestellt wird, liegt dann auch an den Druckflächen F₁₇, F₁₈ an, d. h. das Drucküberlastungsventil würde erst bei einem Gesamtdruck von z. B. p_vü = 120 bar wirksam werden, d. h. bei Überschreitung der Pressennennkraft um 20 %. Diese Drucküberlastung würde durch eine einseitige über dem maximalen Mittelwert überhöhte Krafteinwirkung auf eine Antriebsgarnitur erfolgen, ohne daß eine Reduzierung einer anteiligen Preßkraft an einer anderen Antriebsgarnitur erfolgt, so daß eine Überschreitung der maximalen Pressennennkraft eintreten würde.

[0023] Um dies zu vermeiden, sieht die Erfindung ein zusätzliches Druckpolster 22 in einem Ringkanal 23 zur Erzeugung einer Zusatzkraft F_z an der Antriebsgarnitur vor, die gemäß dem Belastungsprofil des Pressenstößels "unterbelastet" ist. Dies ist in der Darstellung nach Fig. 1 z. B. die Antriebsgarnitur 2, was wie folgt erläutert wird.

[0024] Laut ermitteltem Belastungsprofil des Pressenstößels soll beispielsweise die Antriebsgarnitur 1 mit einer Kraft F_1' belastet werden, die 10 % über dem Mittelwert F₁ liegt, d. h. die Antriebsgarnitur 1 ist mit 60 % der maximalen Pressennennkraft F_N beaufschlagt. Um bei der Vorgabe zu bleiben, daß die erhöhte Kraft F₁' an der einen Antriebsgarnitur 1 eine verminderte Krafteinwirkung F₂' an der anderen Antriebsgarnitur 2 zur Folge haben muß, damit F₁' + F₂' maximal F_N beträgt, muß die Antriebsgarnitur 2 Maßnahmen aufweisen, daß F₂' auf jeden Fall einen verminderten nutzbaren Wert aufweist. Dies geschieht dadurch, daß man über eine zusätzliche Druckleitung 24 den Ringkanal 23 mit Druckmittel beaufschlagt, um ein Druckpolster 22 zu erzeugen, welches die Zusatzkraft F_z bewirkt. Diese Zusatzkraft F_z entgegen der Preßkraftrichtung muß so groß sein, daß sie zuzüglich der verminderten Werkzeugkraft F_w2' der Preßkraft F₂' entspricht (

). Die Zusatzkraft F_z simuliert demnach eine bereits vorliegende Werkzeuggegenkraft.

[0025] Beträgt demnach die Preßkraft F₁' an der Antriebsgarnitur 1 60 % der Pressennennkraft F_N so darf die nutzbare Preßkraft F₂' maximal nur noch 40 % von F_N betragen, um die Pressennennkraft insgesamt nicht zu überschreiten. Die Zusatzkraft F_z wird demnach so groß gewählt, daß die Preßkraft F₂' nur noch einen solchen Betrag erreichen kann. Wird dieser Betrag überschritten, so wird auch die maximale Druckkraft im hydraulischen Kissen 8 überschritten, was das Drucküberlastungsventil 15 auslöst.

[0026] Zur Erzeugung des Druckpolsters 22 im Ringkanal 23 sind in der Druckleitung 24 ein Servoventil 25 oder Druckregelventil 25 angeordnet mit einem Regler 26 zur Regelung des Drucks. Ein Manometer 27 dient zur Druckanzeige. Die Druckbeaufschlagung erfolgt über die gemeinsame hyraulische Motorpumpe 10. Ein Druckspeicher 28 dient zur eventuellen Nachförderung von Druckmedium in den Ringkanal 23, wenn eine Komprimierung des hydraulischen Kissens 8 stattfindet.

[0027] Der in Fig. 1 dargestellte Ringkanal 23' der überbelasteten Garnitur 1 bleibt bei dieser beispielhaft angegebenen Regelung drucklos. Eine Druckbeaufschlagung in diesem Ringkanal erfolgt nur dann, wenn eine unterdurchschnittliche Kraftbeaufschlagung dieser Antriebsgarnitur 1 erfolgt. Demzufolge wird die zugehörige Druckregelung 29 nur im Bedarfsfall gebraucht. Über ein zusätzlich vorgesehenes Wegeventil 30 in Leitung 24 kann die Regeleinrichtung 29' entfallen.

[0028] Der Kolben 5 der Antriebsgarnitur 14 ist als Stufenkolben mit oberer Anschlagsfläche 31 ausgebildet. Ist der Druckraum 22 nicht belastet, so wirkt die volle Vorspannkraft F_v auf diese Fläche. Die Druckentlastung der Fläche 31 erfolgt zum einen über die durch das Druckpolster 22 erzeugte Zusatzkraft F_z zuzüglich der nutzbaren Preßkraft F₂'. Wird die Zusatzkraft F_z Null gewählt, so kann die volle Preßkraft genutzt werden (Symmetriefall). Wird die Zusatzkraft F_z gleich groß wie die Vorspannkraft F_v gewählt, so steht keine weitere nutzbare Preßkraft F₂' zur Verfügung.

[0029] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 arbeitet prinzipiell gleich wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Anstelle der Antriebsgarnituren 1, 2 in Fig. 1 sind lediglich zwei weitere Antriebsgarnituren 3, 4 vorgesehen, die jeweils parallel zu den Antriebsgarnituren 1, 2 geschaltet sind. Demzufolge würden die beiden Antriebsgarnituren 2, 4 in Fig. 2 mit der Druckregelung 29 in gleicher Weise behandelt, wie die zusätzliche Druckregelung in Fig. 1. Rein schematisch ist deshalb lediglich der gemeinsam zu beaufschlagende Ringkanal 23 in Fig. 2 angedeutet. Selbstverständlich können sich die Verhältnisse bei anderer Werkzeuggestaltung derart ändern, daß die Antriebsgarnituren 2, 4 eine höhere und die Antriebsgarnituren 1,2 eine niedrigere Kraftbeaufschlagung aufweisen. In diesem Fall müßten die Ringkanäle 23' zusätzlich mit Druck über die Druckregelung 29' beaufschlagt werden. Die Garnituren 1 bis 4 können selbstverständlich auch einzeln geregelt werden.

[0030] Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens, wie beansprucht.

Ansprüche

1. Überlastsicherung für eine mechanisch angetriebene Presse, mit einer über wenigstens zwei Antriebsgarnituren (1 bis 4) erfolgenden, bei gleichmäßiger Stößelgegenbelastung symmetrischen Krafteinleitung in den Pressenstößel, wobei jede Antriebsgarnitur (1 bis 4) einen, mit dem mechanischen Pressenantrieb verbundenen Kolben (5) aufweist, der in einem, im Pressenstößel angeordneten Zylindergehäuse (7) gegen ein hydraulisches Druckkissen (8) mit einer Vorspannkraft (F_v) verspannt ist, wobei allen gemeinsam vorgespannten Druckkissen (8) ein gemeinsames Drucküberlastungsventil (15) mit Druckübersetzer (16) zugeordnet ist, das bei Überschreitung eines vorgegebenen Toleranzwertes den Druck in allen Druckkissen (8) schlagartig entspannt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer unsymmetrischen Belastung des Pressenstößels ein vom Werkzeug und/oder Werkstück abhängiges Belastungsprofil mit unterschiedlicher Kraftaufteilung der Antriebsgarnituren (1 bis 4) ermittelbar ist, welches eine über dem bei gleichmäßiger Belastung liegenden Mittelwert liegende Überbelastung und unter dem Mittelwert liegende Unterbelastung einer jeweiligen Antriebsgarnitur feststellt und daß die unterbelastete Antriebsgarnitur über ein zusätzliches regelbares Druckpolster (22) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der eine zusätzliche, der zugehörigen Preßkraft (F₂') entgegengerichtete Zusatzkraft (F_z) erzeugt, wobei die Zusatzkraft (F_z) derart bemessen ist, daß ein Überschreiten der maximal zulässigen Pressennennkraft das Drucküberlastungsventil (15) auslöst.

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkraft (F₁') der überbelasteten Antriebsgarnitur (1) zuzüglich der nutzbaren Preßkraft (F₂') der unterbelasteten Antriebsgarnitur (2) ihrem Wert nach maximal der Pressennennkraft entspricht.

3. Überlastsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft (F_v) in den hydraulischen Druckkissen (8) der Antriebsgarnituren (1 bis 4) auf einen Wert einstellbar sind, der der maximalen Druckbelastung (p_v) bei symmetrischer Stößelbelastung entspricht oder überschreitet.

4. Überlastsicherung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Kolbenkräfte (F₁ + F₂; F₁' + F₂') der überbelasteten (1) und der unterbelasteten (2) Antriebsgarnituren (1, 2) nach Überschreitung des maximal zulässigen Druckanstiegs in den Garnitur-Druckkissen (8) die Pressennennkraft (F_N) nicht überschreitet.

5. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung (p_v) zur Einstellung der Vorspannkraft in den Druckkissen (8) bei unbelasteten Pressenstößel gemeinsam mit dem Zusatz-Ringkanal (23) in der unterbelasteten Antriebsgarnitur (2) erfolgt, wobei die Größe der Zusatzkraft (F_z) auf die Ringfläche (23) in Abhängigkeit der sich im Betrieb einstellenden verminderten nutzbaren Preßkraft (F₂') derart einstellbar ist, daß die Summe beider Kräfte das Drucküberlastungsventil dann auslöst, wenn F₁' + F₂' größer F_N.

6. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucküberlastungsventil (15) einen Druckübersetzer (16), insbesondere einen Stufenkolben (16) aufweist, wobei die Druckkissen (8) mit einer um die Größe des Druckanstiegs D (z. B. 20 %) verbundenen kleineren Druckfläche (A₁₇) verbunden sind, deren Druckkraft gegen eine mit gleichem Druck beaufschlagte größere Gegendruckfläche (A₁₈) wirkt, wobei

; z. B.

.

7. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Drücke in den Druckkissen (8) sowie im Ringkanal (23) mittels Servoventilen oder Proportionalventilen (11, 25) erfolgt.

8. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Pressenstößel oder Ziehstößel oder in einem den Ziehstößel umgebenden Blechhalter zwei oder vier Antriebsgarnituren (1 bis 4) vorhanden sind, deren hydraulische Druckkissen (8) über ein gemeinsames Drucküberlastungsventil (15) gesteuert sind.

9. Überlastsicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise jeweils zwei Antriebsgarnituren (1, 3 sowie 2, 4) hinsichtlich der zusätzlichen Druckbeaufschlagung der Ringkanäle (23, 23') parallel geschaltet sind.

10. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) der Antriebsgarnituren (1 bis 4) als Stufenkolben ausgebildet ist, der im Garniturzylinder (7) einen Druckraum (22) und eine Anschlagsfläche (31) für eine Kraftabstützung (31) bildet, wobei die Größe der Abstützkraft (F₃₁) durch die Vorspannkraft (F_v) abzüglich der Zusatzkraft (F_z) bestimmt ist.

Claims

1. An overload safety device for a mechanically driven press where the force is initiated into the press ram symmetrically via at least two drive assemblies (1 to 4) and with an evem counter-loading on the ram, each drive assembly (1 to 4) comprising, connected to the mechanical press drive, a piston (5) which has an initial tensioning force (F_v) against a hydraulic pressure pad (8) with a cylinder housing (7) disposed in the press ram, there being associated with all jointly initially tensioned pressure pads (8) one common pressure overload valve (15) with a pressure intensifier (16) which, upon a predetermined tolerance being exceeded, abruptly relieves the pressure in all the pressure pads (8), characterised in that in the event of an asymmetrical loading of the press ram a loading profile dependent upon the tool and/or workpiece and having a varying force distribution over the drive assembly (1 to 4) can be ascertained, establishing an overload which is above the mean value for an even loading and an under-loading below the mean value, in either case in respect of a particular drive assembly and in that the under-loaded drive assembly can be exposed by an additional regulable pressure pad (22) to a pressure which generates an additional auxiliary force (F_z) directed against the associated pressing force (F₂'), the auxiliary force (F_z) being so dimensioned that any exceeding of the maximum admissible nominal press force triggers the pressure overload valve (15).

2. An overload safety device according to claim 1, characterised in that the press force (F₁') of the overloaded drive assembly (1) plus the usable press force (F₂') of the underloaded drive set (2) correspond in value to not more than the nominal force of the press.

3. An overload safety device according to claim 1 or 2, characterised in that the pretensioning force (F_v) in the hydraulic pressure pads (8) of the drive assemblies (1 to 4) can be adjusted to a level which corresponds to or exceeds the maximum pressure loading (p_v) for a symmetrical ram loading.

4. An overload safety device according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the sum of the piston forces (F₁ + F₂; F₁' + F₂') of the overloaded (1) and of the under-loaded (2) drive assembles (1, 2) after the maximum admissible pressure rise in the pressure pads (8) has been exceeded, does not exceed the normal press force (F_N).

5. An overload safety device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the application of pressure (p_v) to adjust the initial tensioning force in the pressure pad (8) takes place when the press ram is unladen and jointly with the auxiliary ring channel (23) in the underloaded drive assembly (2), whereby the magnitude of the auxiliary force (F_z) on the annular surface (23) can be so adjusted as a function of the diminished useful press force (F₂') which becomes established in operation in such a way that the sum of both forces triggers the pressure overload valve when F₁' + F₂' is greater than F_N.

6. An overload safety device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the pressure overload valve (15) comprises a pressure intensifier (16), particularly a stepped piston (16), the pressure pads (8) being connected to a thrust area (A₁₇) which is smaller by the amount of the pressure rise D (e.g. 20%) and the pressure force of which acts against a larger counter-pressure area (A₁₈) to which the same pressure is applied, whereby

; e.g.

.

7. An overload safety device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the pressures in the pressure pads (8) and in the annular channel (23) are controlled by servo-operated valves or proportional valves (11, 25).

8. An overload safety device according to one or more of the preceding claims, characterised in that in a press ram or drawing ram or in a sheet metal holder surrounding the drawing ram there are two or four drive assemblies (1 to 4) the hydraulic pressure pads (8) of which are controlled via a common pressure overload valve (15).

9. An overload safety device according to claim 8, characterised in that preferably in each case two drive assemblies (1, 3 and 2, 4) are connected in parallel in respect of the application of auxiliary pressure to the annular passages (23, 23').

10. An overload safety device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the piston (5) of the drive assemblies (1 to 4) is constructed as a stepped piston which, in the cylinder (7) of the assembly, forms a pressure space (22) and an abutment face (31) for a bracing (31) with force, the magnitude of the bracing force (F₃₁) being determined by the pretensioning force (F_v) less the auxiliary force (F_z).

Revendications

1. Sécurité de surcharge pour une presse entraînée de façon mécanique, comportant une amenée de force dans le coulisseau de presse, obtenue par l'intermédiaire d'au moins deux garnitures d'entraînement (1 à 4) et symétrique pour une contre-charge uniforme du coulisseau, chaque garniture d'entraînement (1 à 4) comportant un piston (5) relié à l'entraînement mécanique de la presse et tendu par une force de prétension (F_v) dans un boîtier cylindrique (7) agencé dans le coulisseau de presse contre un coussin de pression hydraulique (8), une soupape de surcharge de pression (15) commune comportant un dispositif démultiplicateur de pression (16) étant associée à tous les coussins de pression (8) prétendus en commun, la soupape de surcharge de pression détendant la pression de façon brusque dans tous les coussins de pression (8), lorsqu'une valeur de tolérance prédéfinie est dépassée,
caractérisée en ce que, lors d'une charge asymétrique du coulisseau de presse, un profil de charge dépendant de l'outil et/ou de la pièce et présentant une répartition de la charge différente des garnitures d'entraînement (1 à 4) peut être détecté, lequel profil détermine une surcharge située au-dessus de la valeur moyenne définie pour une charge uniforme et une sous-charge située au-dessous de la valeur moyenne de chacune des garnitures d'entraînement, et en ce que la garniture d'entraînement soumise à une sous-charge peut être alimentée par l'intermédiaire d'un coussinet de pression (22) supplémentaire réglable par une pression qui engendre une force supplémentaire (F_Z) en sens opposé à la force de pressage associée (F₂'), la force supplémentaire (F_Z) étant définie de sorte qu'un dépassement de la force de pressage maximale admissible déclenche la soupape de surcharge de pression (15).

2. Sécurité de surcharge selon la revendication 1,
caractérisée en ce que la force de pressage (F₁') de la garniture d'entraînement (1) soumise à une surcharge, après addition de la force de pressage utile (F₂') de la garniture d'entraînement (2) soumise à une sous-charge, correspond par sa valeur au maximum de la force nominale de pressage.

3. Sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisée en ce que la force de prétension (F_v) dans les coussins de pression hydrauliques (8) des garnitures d'entraînement (1 à 4) peut être réglée à une valeur qui correspond à ou dépasse la charge de pression maximale (p_v) pour une charge symétrique du coulisseau.

4. Sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1, 2 ou 3,
caractérisée en ce que la somme des forces de piston (F₁ + F₂ ; F₁' + F₂') des garnitures d'entraînement (1,2) soumises à une surcharge et à une sous-charge ne dépasse pas la force de pressage nominale (F_N) lorsque l'augmentation de pression maximale admise dans les coussins de pression de garniture (8) est dépassée.

5. Sécurité de surcharge selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisée en ce que l'alimentation en pression (p_v) pour le réglage de la force de prétension dans les coussins de pression (8) est effectuée, pour le coulisseau de presse non chargé, en commun avec le canal annulaire supplémentaire (23) dans la garniture d'entraînement (2) soumise à une sous-charge, la valeur de la force supplémentaire (F_Z) sur la surface annulaire (23) pouvant être réglée, en dépendance de la force de pressage utile réduite (F₂') réglée lors du fonctionnement, de sorte que la somme des deux forces déclenche la soupape de surcharge de pression lorsque F₁' + F₂' est supérieur à F_N.

6. Sécurité de surcharge selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la soupape de surcharge de pression (15) comporte un dispositif démultiplicateur de pression (16), en particulier un piston à paliers (16), les coussins de pression (8) étant reliés à une surface de pression (A₁₇) plus petite reliée à la valeur de l'augmentation de pression D (par exemple 20%), dont la force de pression agit contre une surface de contre-pression (A₁₈) plus grande alimentée par la même pression,

; par exemple

.

7. Sécurité de surcharge selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le réglage des pressions dans les coussins de pression (8), ainsi que dans le canal annulaire (23), est effectué au moyen de servosoupapes ou de soupapes proportionnelles (11,25).

8. Sécurité de surcharge selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisée en ce que dans un coulisseau de presse ou un coulisseau de tirage ou dans un élément de maintien en tôle entourant le coulisseau de tirage sont prévues deux ou quatre garnitures d'entraînement (1 à 4), dont les coussins de pression hydrauliques (8) sont commandés par l'intermédiaire d'une soupape de surcharge de pression commune (15).

9. Sécurité de surcharge selon la revendication 8,
caractérisée en ce que, de préférence, deux garnitures d'entraînement (1,3 ainsi que 2,4) sont à chaque fois montées de façon parallèle par rapport à l'alimentation en pression supplémentaire des canaux annulaires (23,23').

10. Sécurité de surcharge selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le piston (5) des garnitures d'entraînement (1 à 4) est réalisé sous forme d'un piston à paliers qui forme dans le cylindre de garniture (7) un espace de pression (22) et une surface de butée (31) pour un appui de force (31), la valeur de la force d'appui (F₃₁) étant déterminée par la force de prétension (F_v) après déduction de la force supplémentaire (F_Z).

Zeichnung