Ausgleichzylinder der Massen in Bewegung mit Sicherheitsvorrichtung für mechanische Pressen.

Abstract

 In einer mechanischen Presse werden die Massen in Bewegung ausgewuchtet, um die Spiele zwischen den Lagerbuchsen und den entsprechenden Bauteilen des kinematischen Systems aufzuheben.
Üblicherweise werden als Lösung am Stößel ein oder mehrere Druckluftzylinder mit Druckluft versorgten Speicherbehältern angebracht.
Zweck der Erfindung ist, einen Ausgleichzylinder mit einer Sicherheitsvorrichtung zu verwirklichen, der die Gefahrensituation bei Stangenbruch aufhebt, und die Ausgleichkraft auf grund der Schwungkräfte in der Nähe des Unteren Toten Punktes bei der Stößelbewegung zu erhöhen. Darüber hinaus über eine solche Kapazität an Druckluft zu verfügen, dass kein Einsatz von zusätzlichen Speicherbehältern vorzusehen ist und dass ein Luftaustausch garantiert ist, der einen guten Teil der vom Ausgleichkolben erzeugten Wärme ableitet.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft mechanische Pressen für das Warm- und Kaltschmieden von Metallen, an denen ein oder mehrere Stößelausgleichzylinder und eine Sicherheitsvorrichtung, die in der Lage ist, den austretendenden Kolben bei Kolbenstangenbruch zu dämpfen angebracht sind.

Stand der Technik

[0002] Bei mechanischen Pressen ist unentbehrlich auf ein Auswuchtsystem der Massen in Bewegung besitzen, mit Hilfe dessen die zwischen den Lagerbuchsen und den entsprechenden Bauteilen des kinematischen Systems auftretenden Spiele aufgehoben werden.

[0003] Die von den meisten Pressehersteller angewendete Lösung, am Stößel mit einem oder mehreren Druckluftzylindern versehen wird, die jeweils mit Druckluft versorgte Speicherbehälter haben.

[0004] Die häufigsten Betriebsstörungen beim Einsatz von Ausgleichzylindern sind:

○ Durch Hämmern auf die Oberfläche der Organe in Bewegung verursachte Lärmzunahme während der Schmiedephase, bedingt durch das Auftreten von Schwungkräften, die, zusammen mit ihren Massen, die durch die Ausgleichzylinder ausgeübte Kraft überschreiten.

○ Stangenbruch mit darauf folgendem Austritt des Kolbens aus dem Zylinder, was hohe Gefahrensituationen für die an den Pressen arbeitenden Menschen mit sich bringen kann.

○ Durch Auftreten von Rissen oder Brüchen durch Ermüdung in der Nähe der Schweissstellen bedingter Verlust von Druckluft aus den Speicherbehältern, die den Ausgleichzylinder, die Bremse und die Kupplung der Presse versorgen.

Quellennachweis

Patent-Nr.	Erfinder	Veröffentlicht am	Vergeben an
JP11156596	Imanishi Shozo	1999-06-15	AIDA ENG LTD

Detaillierte Darstellung der Erfindung

[0005] Zweck der Erfindung ist die Verwirklichung eines Ausgleichzylinders der Massen in Bewegung in einer Presse, der in der Lage ist:

• die von den Massen in Bewegung in der Nähe des Unteren Toten Punktes erzeugten Schwungkräfte auszuwuchten;
• durch Austritt des Ausgleichkolbens verursachte Unfallgefahr und Sachbeschädigungen bei Stangenbruch auszuschließen;
• die zusätzlichen Behälter für das Speichern der Druckluft überflüssig zu machen und die vom Ausgleichzylinder erzeugte Wärme abzuleiten.

[0006] Die Erfindung zeichnet sich durch die Konstruktion eines Ausgleichzylinders aus, der in einem zweiten perfekt konzentrischen und hermetischen Zylinder untergebracht ist; dieser zweite Zylinder fungiert als Speicherbehälter für die Versorgung der Bremse und der Kupplung der Presse.

[0007] In der unteren Kammer befindet sich der auf eine Stange aufgezogene und mit dem Stößel einteilig verbundene Ausgleichkolben.

[0008] Der Kolbendurchmesser ist so kalkuliert, dass der Kolben mit demselben Betriebsdruck der Kupplung und der Bremse arbeitet, wodurch ein integriertes System realisiert wird.

[0009] Um die Schwungkräfte beim Pressenbetrieb mit schneller Bewegung des Stößels auszuwuchten, gelangt nur ein Teil der in der unteren Kammer enthaltenen Druckluft durch eine Reihe von unteren Durchgangslöchern in die Ausgleichkammer. Die in der unteren Kammer des Ausgleichzylinders verbleibende Luft wird noch stärker auf einen vorbestimmtem Druck komprimiert, wobei eine Kraft erzeugt wird, die sowohl die Massen in Bewegung als auch die Schwungkräfte ausgleicht.

[0010] Während des Werkzeugwechsels bei langsamer Bewegung des Stößels, also in Abwesenheit von Schwungkräften, hat die in der unteren Kammer enthaltene Luft Zeit genug, leicht durch die unteren Durchgangslöcher in die Ausgleichkammer zu geraten, ohne dass dabei der Betriebsdruck in der unteren Kammer beträchtlich ansteigt.

[0011] Um in diesen beiden Phasen keinen Unterdruck in der Zwischenkammer während des Abstiegs des Ausgleichkolbens zu erzeugen, wird die Aussenluft zuerst angesaugt und dann durch eine Reihe von Zwischendurchgangslöchern ausgestoßen. In eines dieser Löcher wird auch das Schmiermittel für die Gleitflächen eingegeben.

[0012] Um die durch den Austritt des Ausgleichkolbens verursachte Unfallgefahr auszuschließen, ist im oberen Teil des Ausgleichzylinders ein Sicherheitskolben untergebracht, der im Fall von Stangenbruch angehoben wird und so die oberen Durchgangslöcher schließt. So wird die Luft in der oberen Kammer noch stärker komprimiert und nimmt die gesamte vom Ausgleichkolben abgegebene kinetische Energie auf.

[0013] Gleichzeitig wird die Druckluft in der unteren Kammer durch die Zwischendurchgangslöcher nach außen gestoßen und so wird die vom Ausgleichkolben ausgeübte Kraft reduziert. Der Druckanstieg in der oberen Kammer erzeugt eine Kraft auf den Sicherheitskolben, die den Ausgleichkolben wieder in seinen Sitz zurückbringt.

[0014] Sollte der in der oberen Kammer erzeugte Druck einen vorbestimmten Wert überschreiten, bricht die Membrane des Entlüftungsventils und so wird die Überluft freigesetzt und die gesamte vom Ausgleichkolben abgegebene kinetische Energie dissipiert.

[0015] Um die zusätzlichen Speicherbehälter abzuschaffen, ist die Kapazität der Ausgleichkammer so bemessen, dass sie die Bremse und die Kupplung der Presse versorgt. Dank dieser Vorkehrung erfolgt ein ständiger Austausch der Luft im Ausgleichzylinder und der Großteil der während des Pressebetriebs erzeugten Wärmemenge wird abgeführt.

Verwirklichung der Erfindung

[0016] Die Vorrichtung zum Ausgleich der Massen in Bewegung (Abb.1) betrifft eine mechanische Presse für das Warm- und Kaltschmieden und ist im oberen Teil des Pressengestells angebracht.

[0017] Der Ausgleichzylinder (14) ist in einem äußeren hermetischen Aussenzylinder (15) angebracht, der als Ausgleichstank dient und dazu, mittels eines Luftausganganschlusses für die ausgehende Luft (11) die Bremse und die Kupplung der Presse zu versorgen.

[0018] In der unteren Kammer (C1) befindet sich der Ausgleichkolben (10), der auf eine Stange (1) aufgezogen und mit dem Stößel einteilig verbunden ist.

[0019] Während des Prellschlags bei schneller Stößelbewegung stößt der Ausgleichkolben (10) nur einen Teil der in der unteren Kammer (C1) enthaltenen Druckluft durch die unteren Durchgangslöcher (2) in die Ausgleichkammer (C4) ab. Daher wird die verbleibende Luft noch stärker auf einen vorbestimmten Druck komprimiert und übt so eine Kraft aus, die sowohl die Massen in Bewegung als auch die erzeugten Schwungkräfte ausgleicht.

[0020] Zur Optimierung des Luftdurchgangs von einer Kammer zur anderen und des Drucks in der unteren Kammer (C1) werden in die unteren Durchgangslöcher (2) gelochte Stifte eingesetzt, die von außen nach Entfernen der Stöpsel (3) zugänglich sind.

[0021] Die aus der unteren Kammer (C1) ausgestoßene Luft wird durch die oberen Durchgangslöcher (6) auch in die obere Kammer (C3) geleitet. Dies hat als Folge eine Reduzierung des Drucks in der Ausgleichkammer (C4).

[0022] Beim langsamen Abstieg des Stößels in der Phase Werkzeugwechsel geht die in der unteren Kammer (C1) enthaltene Luft leicht über die unteren Durchgangslöcher (2) in die Ausgleich-kammer (C4) und über die oberen Durchgangslöcher (6) in die obere Kammer (C3), die Anstieg in der unteren Kammer (C1) der Druck beschränkt wird. Beim Abstieg des Ausgleich-kolbens (10) wird die Außenluft über die Zwischendurchgangslöcher (7) in die Zwischenkammer (C2) gesaugt.

[0023] Im oberen Teil des Ausgleichzylinders (14) ist ein Sicherheitskolben (9) angebracht, der im Fall eines Stangenbruchs (1) vom Ausgleichzylinder (10) nach oben gestoßen wird und die oberen Durchgangslöcher (6) schließt.

[0024] Die in der oberen Kammer (C3) enthaltene Luft wird noch stärker auf einen vorbestimmtem Druck komprimiert und nimmt die gesamte vom austretenden Ausgleichkolben (10) abgegebene kinetische Energie auf.

[0025] In dieser Lage kann die in der unteren Kammer (C1) enthaltene Druckluft über die Zwischen-durchgangslöcher (7) austreten, wodurch der Druck auf den Ausgleichkolben (10) verringert wird. Die vom Sicherheitskolben (9) gespeicherte Energie zwingt den Ausgleichkolben (10), sich in die untere Kammer (C1) zurückzubringen.

[0026] Wenn der in der oberen Kammer (C3) erzeugte Druck den festgesetzten Höchstdruck überschreitet, bricht die Membrane des Entlüftungsventils (8) und lässt die in der oberen Kammer (C3) enthaltene Luft frei, wobei die angesammelte Energie dissipiert wird.

[0027] Die Kühlung des Ausgleichzylinders (14) erfolgt mittels eines ständigen Luftaustauschs, Damit die Luft wird über einen Lufteingangsanschluss (12) eingelassen und über einen Luftausgangsanschluss (11) zur Versorgung der Bremse und der Kupplung der Presse abgelassen.

[0028] Am Zylinderfuß ist ein Kondensablassloch (16) für die Kammern (C1) (C3) und (C4) vorgesehen.

Ansprüche

1. Auswuchtsystem der Massen in Bewegung in einer mechanischen Presse mit schneller Stößelbewegung, gekennzeichnet durch einen Ausgleichzylinder (14), der in einer unteren Kammer (C1) einen Ausgleichkolben (10) mit einer an einem Stößel befestigten Stange (1) enthält und einen Sicherheitskolben (9) in einer oberen Kammer (C3) mit der Funktion einer Sicherheitsvorrichtung im Falle eines Bruchs der Stange (1) des Ausgleichkolbens (10); das Auswuchtsystem der Massen in Bewegung erhöht seine Kraft in der Nähe des Unteren Toten Punktes des Stößeis und ist in einem Außenzylinder (15) mit einer Ausgleichkammer (C4) untergebracht, die die Druckschwankung ohne zusätzliche Speicherbehälter reduziert.

2. Auswuchtsystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die untere Kammer (C1) und die obere Kammer (C3) über eine Reihe von unteren Durchgangslöchern (2) und oberen Durchgangslöchern (6) zu der Ausgleichkammer (C4) mit Druckluft versorgt werden; die Luft wird mittels eines Lufteingangsanschlusses (12) zugeführt.

3. Auswuchtsystem gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die unteren Durchgangslöcher (2) die untere Kammer (C1) mit der Ausgleichkammer (C4) verbinden; die unteren Durchgangslöcher sind gewindegeschnitten und im unteren Teil des Ausgleichzylinders (14) angebracht und können anhand einer Reihe von Aussparungen auf Höhe der Stöpsel (3) auf dem Außenzylinder (15) eingestellt werden, wodurch der Druck der Luft in der unteren Kammer (C1) erhöht wird, sodass die Zunahme der während der schnellen Stößelabstiegbewegung ausgeübten Schwungkraft ausgeglichen wird.

4. Auswuchtsystem gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass sich die oberen Durchgangslöcher (6), die die obere Kammer (C3) mit der Ausgleichkammer (C4) verbinden, über dem Sicherheitskolben (9) befinden, damit sie sich sofort schließen, wenn der Sicherheitskolben (9), gestoßen vom Ausgleichkolben (10), infolge des Bruchs der Stange (1) hochgeht.

5. Auswuchtsystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass eine Zwischenkammer (C2) zwischen der unteren Kammer (C1) und der oberen Kammer (C3) über Zwischendurchgangslöcher (7) mit der Umgebung kommuniziert; die Zwischendurchgangslöcher befinden sich auf einer Reihe von Dichtungsflanschen (5), die ihrerseits durch die Ausgleichkammer (C4) gehen.

6. Auswuchtsystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass in der oberen Kammer (C3) ein auf den Höchstbetriebsdruck der Sicherheitsvorrichtung eingestelltes Entlüftungsventil (8) angebracht ist.

7. Auswuchtsystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Ausgleichkammer (C4) als Speicherbehälter der Druckluft fungiert, die für die Druckluftversorgung einer für den Betrieb der Presse nötigen Bremse und Kupplung erforderlich ist.
Zeichnungen
Abbildung 1
zeigt den Ausgleichzylinder des im oberen Teil der Presse angebrachten Stößels mit der ihm einteiligen Stange im Schnitt.
Beschreibung der in der Zeichnung gezeigten Bauteile

C1 Untere Kammer

C2 Zwischenkammer

C3 obere Kammer

C4 Ausgleichkammer

1. Stange

2. untere Durchgangslöcher

3. Stöpsel

4. Geräuschdämpfer

5. Dichtungsflansche

6. obere Durchgangslöcher

7. Zwischendurchgangslöcher

8. Entlüftungsventil

9. Sicherheitskolben

10. Ausgleichkolben

11. Luftausgangsanschluss

12. Lufteingangsanschluss

13. Rückschlagventil

14. Ausgleichzylinder

15. Aussenzylinder

16. Kondensablassloch

Zeichnung