DE60020437T2

DE60020437T2 - Überlastungsschutz für mechanische Presse

Info

Publication number: DE60020437T2
Application number: DE60020437T
Authority: DE
Inventors: Keitaro Kobe-shi Yonezawa; Tsutomu Kobe-shi Shirakawa
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: EP1038660A2; JP4094165B2; KR20000063007A; KR100661865B1; EP1038660A3; JP2000271800A; TW476702B; DE60020437D1; US6457406B1; EP1038660B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse und insbesondere eine Überlastschutzeinrichtung, die in einer mechanischen Presse vom Mehrpunkttyp mit einem Schlitten, der über eine Vielzahl von Verbindungsstangen mit einer Kurbelwelle verbunden ist, verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt eine herkömmliche Überlastschutzeinrichtung, die in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 6-18720 angeführt ist, als Beispiel für die Überlastschutzschutzeinrichtung dieser Art. Die herkömmliche Überlastschutzeinrichtung ist folgendermaßen konstruiert.
Zwei eine Überlast aufnehmende hydraulische Kammern sind innerhalb eines Schlittens ausgebildet. Die jeweiligen hydraulischen Kammern weisen Druckaufnahmeelemente auf, die vertikal beweglich in diese eingesetzt sind. Die Druckaufnahmeelemente sind über Verbindungsstangen mit einer Kurbelwelle verbunden. Die Druckaufnahmeelemente weisen jeweils einen Schließkontaktteil an ihrer oberen Stirnfläche auf. Der Schließkontaktteil wird mit einer unteren Oberfläche einer oberen Wand der hydraulischen Kammer durch Drucköl, das in die hydraulische Kammer gefüllt wird, in Schließkontakt gebracht. Wenn sich das Druckaufnahmeelement in Bezug auf den Schlitten durch eine während einer Pressbearbeitung aufgebrachte Überlast absenkt, öffnet sich der Schließkontaktteil, um das Drucköl der hydraulischen Kammer in einen Ölbehälter abzulassen, wodurch die Überlast aufgenommen wird.
Um den Austritt des Drucköls aus dem Schließkontaktteil während eines normalen Betriebs ohne aufgebrachte Überlast zu verhindern, muss der Schließkontaktteil genau maschinell bearbeitet werden. Da er jedoch am Druckaufnahmeelement mit einem großen Durchmesser vorgesehen ist, führt der Schließkontaktteil zu einer Schwierigkeit bei der Handhabung und erfordert viel Arbeit für seine genaue maschinelle Bearbeitung. Außerdem muss der Schließkontaktteil für jedes einer Vielzahl von Druckaufnahmeelementen ausgebildet werden, die gemäß einer Punktzahl der mechanischen Presse vorgesehen sind. Dies verlängert die Zeit, die zur maschinellen Bearbeitung erforderlich ist, und erhöht daher die Produktionskosten der herkömmlichen Überlastschutzeinrichtung.
Mit der herkömmlichen Überlastschutzeinrichtung führt ferner, wenn auf eine hydraulische Kammer während der Pressbearbeitung eine Überlast aufgebracht wird, die eine hydraulische Kammer sofort einen Überlastvorgang durch, wie vorstehend erwähnt. Andererseits führt die andere hydraulische Kammer durch ein Entlastungsventil und eine Vielzahl von Rohren einen Überlastvorgang durch, was ihren Überlastvorgang verzögert. Folglich führen die zwei hydraulischen Kammern Überlastvorgänge mit einer zwischen diesen verursachten Zeitverzögerung durch, wodurch der Schlitten geneigt wird. Dies macht es wahrscheinlich, dass ein Führungsteil, ein Antriebssystem oder dergleichen des Schlittens beschädigt wird.
Eine weitere Überlastschutzvorrichtung für eine Presse ist im Dokument US-A-5 078 003 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Überlastschutzeinrichtung bereitzustellen, die einen zuverlässigen Betrieb sicherstellen und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Um die Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 eine Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse folgendermaßen ausgeführt, beispielsweise wie in 1 bis 5 gezeigt.
Die Überlastschutzeinrichtung umfasst eine Vielzahl von eine Überlast aufnehmenden hydraulischen Kammern 3a, 3b, die innerhalb eines Schlittens 2 einer mechanischen Presse 1 vorgesehen sind, und eine Vielzahl von Entlastungsdurchgängen 11a, 11b, die die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b mit einem Überlastschutzventil 12 in Verbindung setzen. Rückschlagventile 13a, 13b und Auslassventile 14a, 14b sind in Reihe miteinander in den jeweiligen Entlastungsdurchgängen 11a, 11b angeordnet. Die jeweiligen Rückschlagventile 13a, 13b verhindern eine Strömung von einem Vereinigungsteil (A) der Entlastungsdurchgänge 11a, 11b zu den jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b. Die jeweiligen Auslassventile 14a, 14b sind so angeordnet, dass sie in einen normalen Zustand, in dem sie die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b mit dem Überlastschutzventil 12 in Verbindung setzen, und in einen Auslasszustand, in dem sie die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b mit einer Auslassöffnung (R) in Verbindung setzen, umschalten können. Wenn jede der hydraulischen Kammern 3a, 3b einen Druck aufweist, der niedriger ist als ein festgelegter Überlastdruck, wird das Überlastschutzventil 12 geschlossen gehalten und die jeweiligen Auslassventile 14a, 14b werden im normalen Zustand gehalten. Wenn im Gegenteil irgendeine der hydraulischen Kammern 3a, 3b einen Druck aufweist, der nicht niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck, öffnet sich das Überlastschutzventil 12, um Drucköl innerhalb der überlasteten hydraulischen Kammer (3a, 3b) über ein Strömungswiderstand-Aufbringmittel 78 des entsprechenden Auslassventils (14a, 14b), den Vereinigungsteil (A) und das Überlastschutzventil 12 der Reihe nach in einen äußeren Bereich abzulassen. Die Auslassventile 14a, 14b schalten auf der Basis der Tatsache, dass der Vereinigungsteil (A) seinen Druck aufgrund des Strömungswiderstandes des durch das Strömungswiderstand-Aufbringmittel 78 strömenden Drucköls verringert, in den Auslasszustand um.
Die Erfindung nach Anspruch 1 arbeitet auf die folgende weise, beispielsweise wie in 1 sowie in 5(a) bis 5(c) dargestellt.
In einem Zustand, in dem der Schlitten 2 von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt zurückgekehrt ist, werden die hydraulischen Kammern 3a, 3b mit Drucköl mit einem festgelegten Fülldruck gefüllt.
Wenn sich der Schlitten 2 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt absenkt und eine Pressbearbeitung eines Werkstücks in der Nähe des unteren Totpunkts bewirkt, erhöht eine Bearbeitungsreaktionskraft den Druck der hydraulischen Kammern 3a, 3b.
Wenn während der Pressbearbeitung auf die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b keine Überlast aufgebracht wird, wie in 5(a) gezeigt, weisen die Drucköffnungen (Pa), (Pb) jeweils einen Druck auf, der dem normalen Betriebsdruck (P₀) entspricht, der niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck. Das Überlastschutzventil 12 wird geschlossen gehalten und die zwei Auslassventile 14a, 14b sind auch geschlossen.
Wenn während der Pressbearbeitung eine exzentrische Bearbeitungsreaktionskraft auf den Schlitten 2 wirkt, so dass der Druck einer hydraulischen Kammer 3a und der Drucköffnung (Pa) erhöht wird, öffnet das Drucköl mit dem so erhöhten Druck ein Rückschlagventil 13a, so dass es zum Vereinigungsteil (A) ausströmt. Das andere Rückschlagventil 13b verhindert jedoch seine Ausströmung aus dem Vereinigungsteil (A) zur anderen hydraulischen Kammer 3b. Wenn im Gegenteil die exzentrische Bearbeitungsreaktionskraft den Druck der anderen hydraulischen Kammer 3b und der Drucköffnung (Pb) erhöht, öffnet das Drucköl mit dem so erhöhten Druck das andere Rückschlagventil 13b, so dass es zum Vereinigungsteil (A) ausströmt. Das eine Rückschlagventil 13a verhindert jedoch seine Ausströmung vom Vereinigungsteil (A) zur einen hydraulischen Kammer 3a.
Wenn während der Pressbearbeitung aus irgendeinem Grund auf eine hydraulische Kammer 3a eine Überlast aufgebracht wird, wie in 5(b) gezeigt, wird der Druck einer Drucköffnung (Pa) auf einen anomalen Druck (P₁) erhöht, der nicht geringer ist als der festgelegte Überlastdruck. Dann öffnet der anomale Druck (P₁) das Überlastschutzventil 12, um das Drucköl innerhalb der einen Drucköffnung (Pa) durch das Strömungswiderstand-Aufbringmittel 78 des Auslassventils 14a, den Vereinigungsteil (A) und das Überlastschutzventil 12 in einen äußeren Bereich auszulassen. Dann verringert der Vereinigungsteil (A) schnell seinen Druck aufgrund des Strömungswiderstandes des durch das Strömungswiderstand-Aufbringmittel 78 strömenden Drucköls. Dies vergrößert eine Druckdifferenz zwischen den jeweiligen Drucköffnungen (Pa), (Pb) und dem Vereinigungsteil (A).
Wie in 5(c) gezeigt, schalten daher beide Auslassventile 14a und 14b im Wesentlichen gleichzeitig in den Auslasszustand um, wodurch das Drucköl innerhalb der jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b über die Drucköffnungen (Pa), (Pb) und die Auslassventile 14a, 14b zur Auslassöffnung (R) ausgelassen wird. Dies führt dazu, dass ermöglicht wird, dass sich die hydraulischen Kammern 3a, 3b vertikal zusammenziehen, und dadurch ihnen ermöglicht wird, dass sie die Überlast aufnehmen.
Im Fall, dass auf die andere hydraulische Kammer 3b ähnlich wie oben eine Überlast aufgebracht wird, schalten die Auslassventile 14b, 14a auch im Wesentlichen gleichzeitig in den Auslasszustand um, um das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern 3b, 3a unverzüglich auszulassen. Dies führt dazu, dass ihnen ermöglicht wird, die Überlast aufzunehmen.
Die Erfindung nach Anspruch 1 erzeugt die folgenden Effekte.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern durch Umschalten der Auslassventile in den Auslasszustand auf der Basis eines Entlastungsvorgangs des Überlastschutzventils im Wesentlichen gleichzeitig ausgelassen werden. Folglich ist es möglich, die Neigung des Schlittens zu verhindern, wenn auf diesen eine exzentrische Überlast aufgebracht wird. Folglich kann dies verhindern, dass ein Führungsteil, ein Antriebssystem oder dergleichen des Schlittens beschädigt wird.
Im Unterschied zum Schließkontaktteil der vorstehend erwähnten herkömmlichen Überlastschutzeinrichtung sind das Überlastschutzventil und das Auslassventil zufriedenstellend, wenn jedes von ihnen einen Bohrungsdurchmesser aufweist, um das Drucköl der hydraulischen Kammer schnell auszulassen. Dies kann sie kompakt und leicht zu handhaben machen und die Arbeit für ihre genaue maschinelle Bearbeitung verringern, was einen sicheren und sehr genauen Überlastvorgang gewährleistet. Da es ausreicht, wenn mindestens eines der Überlastschutzventile bereitgestellt wird, ist außerdem die Überlastschutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung kostengünstig im Vergleich zur herkömmlichen, die eine Vielzahl von Schließkontaktteilen erfordert.
Folglich kann die Überlastschutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung einen zuverlässigen Betrieb sicherstellen und mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Wenn sich der Schlitten geringfügig neigt, wenn auf diesen eine exzentrische Last aufgebracht wird, während sich die mechanische Presse im normalen Betrieb befindet, wie vorstehend erwähnt, kann das Rückschlagventil außerdem die Bewegung des Drucköls von einer hydraulischen Kammer, die einen hohen Druck aufweist, wenn ihr Druck durch die exzentrische Last erhöht wird, zu einer hydraulischen Kammer mit einem niedrigen Druck verhindern. Dies kann verhindern, dass sich der Schlitten aufgrund der Druckzunahme der hydraulischen Kammer mit dem niedrigen Druck weiter neigt.
Folglich erfährt der Schlitten nur eine geringfügige Neigung, wodurch die Positionierungsgenauigkeit am unteren Totpunkt des Schlittens verbessert wird. Dies führt zu einer Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit.
Wie durch die Erfindung nach Anspruch 2 angegeben, ist die Erfindung nach Anspruch 1 vorzugsweise auf die folgende Weise konstruiert, beispielsweise wie in 1 bis 5 gezeigt.
Jedes der Auslassventile 14a, 14b umfasst einen Auslassventilsitz 71, der mit irgendeiner der hydraulischen Kammern 3a, 3b in Verbindung steht, ein Umleitelement 73, das eine Öffnungs- und Schließbewegung am Auslassventilsitz 71 durchführt, ein elastisches Mittel 75 zum Drücken des Umleitelements 73 zum Auslassventilsitz 71, einen Drosseldurchgang 78, der innerhalb des Umleitelements 73 vorgesehen ist, um das Strömungswiderstand-Aufbringmittel zu bilden, und mit dem Auslassventilsitz 71 in Verbindung steht, und eine Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen, die mit einem Auslass des Drosseldurchgangs 78 in Verbindung steht und das Umleitelement 73 zum Schließen unter Druck setzt. Die Betätigungskammer 77 weist eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) auf, die auf einen Wert gesetzt ist, der größer ist als jener einer Dichtungsquerschnittsfläche (X) des Auslassventilsitzes 71.
Die Erfindung nach Anspruch 2 arbeitet auf die folgende Weise, beispielsweise wie in 4 sowie in 5(a) bis 5(c) gezeigt.
In einem Zustand, in dem die Drucköffnung (Pa) einen Druck aufweist, der der normale Betriebsdruck (P₀) ist, der niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck, erzeugt, wie in 4 und 5(a) gezeigt, das Drucköl innerhalb des Auslassventilsitzes 71 eine Ventilöffnungskraft, die durch eine Kraft überwunden wird, die sich aus einer Druckbeaufschlagungskraft zum Ventilschließen, die das Drucköl innerhalb der Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen des Auslassventils 14a erzeugt, und einer Druckkraft des elastischen Mittels 75 ergibt, um das Umleitelement 73 mit dem Auslassventilsitz 71 in Schließkontakt zu bringen.
Wenn der Druck der Drucköffnung (Pa) auf den anomalen Druck (P₁) erhöht wird, der nicht geringer ist als der festgelegte Überlastdruck, öffnet der anomale Druck (P₁), wie in 5(b) gezeigt, schnell das Überlastschutzventil 12, um das Drucköl innerhalb der Drucköffnung (Pa) über den Drosseldurchgang 78 innerhalb des Umleitelements 73, die Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen und das Überlastschutzventil 12 in den äußeren Bereich auszulassen. Gleichzeitig verringert die Betätigungskammer 77 schnell ihren Druck aufgrund des Strömungswiderstandes des durch den Drosseldurchgang 78 strömenden Drucköls. Folglich wird die durch das Drucköl innerhalb des Auslassventilsitzes 71 erzeugte Ventilöffnungskraft größer als die Kraft, die sich aus der Druckbeaufschlagungskraft zum Ventilschließen, die durch das Drucköl innerhalb der Betätigungskammer 77 erzeugt wird, und die Druckkraft des elastischen Mittels 75 ergibt.
Die obige Differenzkraft trennt das Umleitelement 73 vom Auslassventilsitz 71, um das Drucköl innerhalb des Auslassventilsitzes 71 zur Auslassöffnung (R) auszulassen, wie in 5(c) gezeigt.
Die Erfindung nach Anspruch 2 erzeugt den folgenden Effekt.
Die Betätigungskammer zum Ventilschließen verringert ihre Druckbeaufschlagungskraft zum Ventilschließen verkettet mit dem Entlastungsvorgang des Überlastschutzventils, wodurch das Umleitelement vom Auslassventilsitz sofort getrennt wird. Dies kann das Auslassventil sicher und unverzüglich in den Auslasszustand umschalten.
Ferner kann der Drosseldurchgang innerhalb des Umleitelements einen Strömungswiderstand aufbringen, was zur Möglichkeit führt, das Auslassventil kompakt zu machen.
Wie durch die Erfindung nach Anspruch 3 angegeben, ist die Erfindung nach Anspruch 2 vorzugsweise auf die folgende Weise konstruiert, beispielsweise wie in 4 gezeigt.
In einem radial äußeren Raum des Auslassventilsitzes 71 zwischen einem inneren Bereich des Auslassventilsitzes 71 und der Auslassöffnung (R) ist eine Passwand 80 angeordnet, in die das Umleitelement 73 um eine vorbestimmte Länge zu einem Endzeitpunkt seiner Schließbewegung passt. Ein Passteil 80a der Passwand 80 legt einen Innenraum fest, der eine Ventilöffnungs-Haltekammer 81 bildet. Die Ventilöffnungs-Haltekammer 81 weist eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Z) auf, die auf einen Wert festgelegt ist, der größer ist als jener der Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) der Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen.
Die Erfindung nach Anspruch 3 arbeitet auf die folgende Weise, beispielsweise wie in 5(c) und 5(d) gezeigt.
Wie in 5(c) gezeigt, verringert eine schnelle Trennung des Umleitelements 73 vom Auslassventilsitz 71 schnell den Druck der Drucköffnung (Pa), um dadurch das Schließen des Überlastschutzventils 12 zu beginnen. Dann wird der Innendruck der Betätigungskammer 77 auf einen Wert nahe jenem eines Innendrucks des Auslassventilsitzes 71 erhöht. Die so erhöhte Druckbeaufschlagungskraft zum Ventilschließen des Drucköls innerhalb der Betätigungskammer 77 schiebt das Umleitelement 73 in eine Schließrichtung.
Wie in 5(d) gezeigt, wird jedoch, direkt bevor ein Vorderende des Umleitelements 73 beginnt, in ein Vorderende der Passwand 80 zu passen, der Druck der Ventilöffnungs-Haltekammer 81 auf einen Wert nahe jenem des Innendrucks des Auslassventilsitzes 71 erhöht. Die so erhöhte innere Druckbeaufschlagungskraft der Ventilöffnungs-Haltekammer 81 hält das Umleitelement 73 vom Auslassventilsitz 71 getrennt. Und das Drucköl der Drucköffnung (Pa) wird über den inneren Bereich des Auslassventilsitzes 71, die Ventilöffnungs-Haltekammer 81 und den Trennspalt der Reihe nach zur Auslassöffnung (R) ausgelassen. Wenn der Druck an der Drucköffnung (Pa) fast abgefallen ist, bringt die Druckkraft des elastischen Mittels 75 das Umleitelement 73 mit dem Auslassventilsitz 71 in Schließkontakt.
Die Erfindung nach Anspruch 3 erzeugt den folgenden Effekt.
Das Umleitelement wird zum Öffnen durch den Druck der Ventilöffnungs-Haltekammer unter Druck gesetzt, sobald es sich öffnet, und wird daher ungeachtet dessen, ob das Überlastschutzventil geöffnet oder geschlossen ist, offen gehalten. Dies kann den anomalen Druck der hydraulischen Kammer ohne Instabilität sanft und schnell auslassen.
Wie durch die Erfindung nach Anspruch 4 angegeben, sind die jeweiligen Auslassventile 14a, 14b und die jeweiligen Rückschlagventile 13a, 13b vorzugsweise in der Reihenfolge von den jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b in Richtung des Vereinigungsteils (A) bei der Erfindung nach Anspruch 1 angeordnet.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 können eine Vielzahl von Rückschlagventilen den Vereinigungsteil zu einem schmalen Raum festlegen. Dies führt zur Verringerung der Menge an Drucköl, das auf einer Einlassseite des Überlastschutzventils übrig ist, und daher dazu, dass ermöglicht wird, dass das Überlastschutzventil seinen Vorgang schnell durchführt.
Wie durch die Erfindung nach Anspruch 5 angegeben, sind die jeweiligen Rückschlagventile 13a, 13b vorzugsweise innerhalb der Umleitelemente 73, 73 der Auslassventile 14a, 14b bei jeder der Erfindungen, wie in den Ansprüchen 1 bis 4 dargelegt, angebracht.
Die Erfindung nach Anspruch 5 verringert die restliche Menge an Drucköl, das zwischen dem Auslassventil und dem Rückschlagventil vorliegt, wodurch das Auslassventil unverzüglich umgeschaltet wird und daneben die Überlastschutzeinrichtung in ihrer Gesamtheit kompakt gemacht werden kann.
Wie durch die Erfindung nach Anspruch 6 angegeben, sind in jeder der in den Ansprüchen 1 bis 5 dargelegten Erfindungen das Überlastschutzventil 12, die Auslassventile 14a, 14b und die Rückschlagventile 13a, 13b vorzugsweise zu einem gemeinsamen Block 36 integriert.
Die Erfindung nach Anspruch 6 senkt die restliche Menge an Drucköl, das zwischen mehrere Arten von Ventilen vorhanden ist, wodurch die Betätigungszeit des Überlastschutzventils verkürzt und außerdem verhindert wird, dass eine Zeitverzögerung in der Betätigungszeitsteuerung des Auslassventils auftritt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 bis 4 und 5(a) bis 5(d) zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1 ist ein ganzes Systemdiagramm einer Überlastschutzeinrichtung;
2 ist eine Schnittansicht einer Überlastschutzeinheit, die wesentliche Bestandteile der Überlastschutzeinrichtung integral beinhaltet, in Draufsicht gesehen;
3 ist eine schematische Ansicht, die ein in 2 gezeigtes Überlastschutzventil darstellt, während es sich schließt;
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, die ein Auslassventil und ein Rückschlagventil zeigt, die in 2 dargestellt sind;
5(a) bis 5(d) sind schematische Ansichten, die zeigen, wie die Auslassventile arbeiten;
5(a) zeigt zwei Auslassventile, wenn sie geschlossen sind;
5(b) stellt eines der Auslassventile dar, das mit dem Ventilöffnen beginnt;
5(c) zeigt die zwei Auslassventile, wenn sie vollständig geöffnet sind; und
5(d) stellt die zwei Auslassventile dar, während sie sich schließen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 5 erläutert.
Zuerst wird ein Überblick über eine Überlastschutzeinrichtung durch Zurückgreifen auf ein ganzes Systemdiagramm von 1 gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht einen Fall, in dem zwei, eine linke und eine rechte, eine Überlast aufnehmende hydraulische Kammern 3a, 3b innerhalb eines Schlittens 2 einer mechanischen Presse 1 vom Kurbeltyp ausgebildet sind.
Die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b sind über Drucköl-Zuführungsdurchgänge 4a, 4b mit einer hydraulischen Pumpe 5 verbunden, die Drucköl mit einem festgelegten Fülldruck zu den hydraulischen Kammern 3a, 3b liefert.
Die mechanische Presse 1 weist Verbindungsstangen 6a, 6b auf, von denen eine Druckkraft auf Kolben 7a, 7b übertragen wird. Die so übertragene Druckkraft wird auf ein Werkstück (nicht dargestellt) über das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern 3a, 3b aufgebracht.
Eine vorbestimmte Anhebekraft wirkt immer auf den Schlitten 2 durch pneumatische Zylinder 8a, 8b zum Gegenausgleich.
Die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b stehen mit einem Überlastschutzventil 12 über Entlastungsdurchgänge 11a, 11b in Verbindung, die von mittleren Teilen der Drucköl-Zuführungsdurchgänge 4a, 4b abgezweigt sind. Das Zeichen (A) bezeichnet einen Teil, wo diese Entlastungsdurchgänge 11a, 11b aufeinander treffen.
Die jeweiligen Entlastungsdurchgänge 11a, 11b weisen Rückschlagventile 13a, 13b und Auslassventile 14a, 14b auf, die in Reihe miteinander angeordnet sind. Die Rückschlagventile 13a, 13b verhindern eine Strömung des Drucköls vom Vereinigungsteil (A) zu den jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b. Die Auslassventile 14a, 14b lassen das Drucköl innerhalb der jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b zu einer Auslassöffnung (R) aus. Hier sind die Auslassventile 14a, 14b und die Rückschlagventile 13a, 13b in der Reihenfolge von den hydraulischen Kammern 3a, 3b in Richtung des Vereinigungsteils (A) angeordnet.
Wenn ein Druck von mindestens einer der linken und der rechten hydraulischen Kammer 3a, 3b einen festgelegten Überlastdruck überschritten hat, wobei eine Überlast auf den Schlitten 2 aus irgendeinem Grund aufgebracht wird, führt zuerst das Überlastschutzventil 12 einen Entlastungsvorgang durch. Auf der Basis des Entlastungsvorgangs schalten die zwei Auslassventile 14a, 14b im Wesentlichen gleichzeitig in einen Auslasszustand um, um das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern 3a, 3b über die Auslassöffnung (R) zu einem Ölbehälter 16 auszulassen. Folglich wird eine Absenkkraft, die auf die Kolben 7a, 7b wirkt, durch einen Kompressionsvorgang der hydraulischen Kammern 3a, 3b aufgenommen, damit sie nicht auf den Schlitten 2 übertragen wird. Folglich wird eine Überlast verhindert.
Das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern 3a, 3b wird während einer Pressbearbeitung einer Druckkraft ausgesetzt, so dass seine Temperatur erhöht wird. Daher nimmt sein Druck aufgrund der Volumenexpansion mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit zu. Wenn der sehr langsam zunehmende Druck einen festgelegten Kompensationsdruck überschritten hat, führt ein Druckkompensationsmittel 18, das ein Drosselventil 19 und ein Entlastungsventil 20 umfasst, die in Reihe miteinander verbunden sind, einen Entlastungsvorgang durch, wodurch nur das Drucköl in einer Menge entsprechend der sehr langsamen Druckzunahme an den Ölbehälter 16 über die Auslassöffnung (R) ausgelassen wird. Dies kann verhindern, dass das Überlastschutzventil 12 versehentlich einen Überlastvorgang durchführt, und auch den Innendruck der hydraulischen Kammern 3a, 3b innerhalb eines vorbestimmten Bereichs halten.
Ein Absperrventil 21 zum Ablassen von Druck ist parallel zum Druckkompensationsmittel 18 zwischen dem Vereinigungsteil (A) und der Auslassöffnung (R) vorgesehen.
Hinsichtlich einer Schubkraft zum Ventilschließen des Entlastungsventils 20 werden zwei Fälle betrachtet. In einem Fall verwendet es eine Federkraft und im anderen Fall verwendet es einen Druck von Druckfluid wie z.B. Druckluft.
Ferner umfasst die hydraulische Pumpe 5 in diesem Ausführungsbeispiel eine pneumatische und hydraulische Druckverstärkerpumpe. Insbesondere ist ein pneumatischer Kolben (nicht dargestellt), der durch Druckluft einer pneumatischen Quelle 23 hin- und hergetrieben wird, mit einem hydraulischen Kolben 26 innerhalb eines Pumpenraums 25 (siehe 2 hinsichtlich beider von diesen) verbunden, so dass Öl innerhalb des Ölbehälters 16 seinen Druck gemäß einem Querschnittsflächenverhältnis zwischen beiden Kolben erhöht und mit seinem erhöhten Druck geliefert wird. Das vom Pumpenraum 25 gelieferte Drucköl wird über Abgabeventile 28a, 28b in die hydraulischen Kammern 3a, 3b gefüllt. Die Ziffer 29 gibt ein Saugventil an.
Der Lieferdruck der hydraulischen Pumpe 5 vom Druckverstärkertyp wird durch Regeln eines Zuführungsdrucks von Druckluft durch ein Druckverringerungsventil 32, das in einem pneumatischen Zuführungsdurchgang 31 vorgesehen ist, eingestellt.
Der festgelegte Fülldruck der hydraulischen Pumpe 5, der festgelegte Kompensationsdruck des Druckkompensationsmittels 18 und der festgelegte Überlastdruck des Überlastschutzventils 12 weisen Werte auf, die beispielsweise auf etwa 10 MPa (etwa 100 kgf/cm²), etwa 12 MPa (etwa 120 kgf/cm²) bzw. etwa 23 MPa (etwa 230 kgf/cm²) festgelegt sind, obwohl sie in Abhängigkeit von der Kapazität und Verwendung der mechanischen Presse 1 variieren.
Hinsichtlich der Überlastschutzeinrichtung dieses Ausführungsbeispiels sind die vorstehend erwähnten verschiedenen Baukomponenten einteilig zu einer Einheit 35 integriert. Nachstehend wird eine Erläuterung für einen konkreten Aufbau der Überlastschutzeinheit 35 durch Rückgriff auf 2 bis 4 mit Bezug auf 1 gegeben.
2 ist eine Schnittansicht der Einheit 35 in Draufsicht gesehen. 3 erläutert, wie das in 2 gezeigte Überlastschutzventil 12 arbeitet. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Auslassventil 14a und das Rückschlagventil 13a, die in 2 dargestellt sind, zeigt.
Das Überlastschutzventil 12, die Auslassventile 14a, 14b und der Pumpenraum 25 der hydraulischen Pumpe 5 sind in einem gemeinsamen Block 36 der Einheit 35 angeordnet. Die jeweiligen Rückschlagventile 13a, 13b sind innerhalb der jeweiligen Auslassventile 14a, 14b angebracht. Der gemeinsame Block 36 weist eine untere Oberfläche auf, die zur Bereitstellung der Auslassöffnung (R) geöffnet ist. Die Auslassöffnung (R) weist einen Kantenteil der Öffnung auf, an dem der Ölbehälter 16 befestigt ist (siehe 1). Die hydraulische Pumpe 5 weist das Saugventil 29 auf, das mit dem Ölbehälter 16 über ein Saugloch 37 in Verbindung steht.
Der gemeinsame Block 36 weist eine linke und eine rechte Seitenfläche auf, an der die Verbindungsblöcke 38a, 38b befestigt sind. Die jeweiligen Verbindungsblöcke 38a, 38b weisen innere Bereiche auf, die mit Drucköffnungen (Pa), (Pb) und Erfassungsöffnungen (Da), (Db) versehen sind, so dass sie miteinander in Verbindung stehen. Die jeweiligen Drucköffnungen (Pa), (Pb) stehen mit den Drucköl-Zuführungsdurchgängen 4a, 4b sowie mit den Entlastungsdurchgängen 11a, 11b in Verbindung. Der Vereinigungsteil (A) der zwei Entlastungsdurchgänge 11a, 11b steht mit einem Einlass des Überlastschutzventils 12 und mit einem Einlass 39 des Druckkompensationsmittels 18 in Verbindung (siehe 1).
Das Überlastschutzventil 12 weist ein Hauptventil 41 und ein Steuerventil 42 auf.
Das Hauptventil 41 ist folgendermaßen aufgebaut.
Ein erstes Schließelement 46 innerhalb eines Stützzylinders 45 führt eine Öffnungs- und Schließbewegung an einem ersten Ventilsitz 44 durch, der mit dem Vereinigungsteil (A) in Verbindung steht. Der erste Ventilsitz 44 weist einen inneren Bereich auf, der mit einem Drosseldurchgang 47 in Verbindung steht, der in einem zylindrischen Loch des ersten Schließelements 46 ausgebildet ist. Ferner ist ein Gleitzylinder 48 in das erste Schließelement 46 durch ein Dichtungselement 49 hermetisch eingesetzt. Das Dichtungselement 49 weist eine Dichtungsfläche auf, die einen Innenraum festlegt, der eine Betätigungskammer 50 zum Ventilschließen bildet.
Eine Druckfeder 51, die zwischen dem Gleitzylinder 48 und dem ersten Schließelement 46 angebracht ist, bringt das erste Schließelement 46 mit dem ersten Ventilsitz 44 in Kontakt und sie bringt einen abgestuften Teil 48a des Gleitzylinders 48 mit einem radial verkleinerten Teil des Stützzylinders 45 in Kontakt.
Eine Umfangswand des ersten Ventilsitzes 44 weist einen äußeren Teil auf, der relativ zu einer Dichtungsfläche des ersten Ventilsitzes 44 vorsteht. Der vorstehende Teil bildet eine ringförmige Passwand 52. Das erste Schließelement 46 passt um eine vorbestimmte Länge in einer Öffnungs- und Schließrichtung in die Passwand 52. Ein Passteil 52a der Passwand 52 legt einen Innenraum fest, der eine Ventilöffnungs-Haltekammer 53 bildet. Der erste Ventilsitz 44 weist den inneren Bereich auf, der mit der Auslassöffnung (R) über die Ventilöffnungs-Haltekammer 53 und einen Passzwischenraum des Passteils 52a der Reihe nach in Verbindung stehen kann.
Das Steuerventil 42 ist folgendermaßen konstruiert.
Der Gleitzylinder 48 weist ein Vorderende auf, das mit einem zweiten Ventilsitz 54 versehen ist, an dem ein zweites Schließelement 56, das hermetisch in eine Steuerventilkammer 55 eingesetzt ist, eine Öffnungs- und Schließbewegung durchführt. Eine Schubfeder 59 ist zwischen dem zweiten Schließelement 56 und einer Kopfschraube 58, die mit einem äußeren Gehäuse 57 in einem Schraubengewindesitz in Eingriff steht, angebracht.
Der Stützzylinder 45 weist eine Stirnfläche auf, die in die Steuerventilkammer 55 außerhalb des zweiten Ventilsitzes 54 und radial von diesem vorsteht. Der ringförmige vorstehende Teil 61 weist eine äußere Umfangsfläche auf, auf die das zweite Schließelement 56 um eine vorbestimmte Länge in einer Öffnungs- und Schließrichtung passt. Der Passteil legt einen Innenraum fest, der eine Beschleunigungskammer 62 zum Ventilöffnen bildet.
Im Hauptventil 41 und im Steuerventil 42 weisen ferner die vorstehend erwähnten jeweiligen Baukomponenten Dichtungsquerschnittsflächen auf, die folgendermaßen miteinander in Beziehung stehen.
Wie in einer schematischen Ansicht von 3 gezeigt, weisen eine Dichtungsquerschnittsfläche (K) entsprechend einem Dichtungsdurchmesser des zweiten Ventilsitzes 54, eine Dichtungsquerschnittsfläche (L) entsprechend einem Dichtungsdurchmesser des ersten Ventilsitzes 44, eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (M) entsprechend einem Dichtungsdurchmesser der Betätigungskammer 50 und eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (N) der Ventilöffnungs-Haltekammer 53 entsprechend einem Durchmesser des Passteils 52a Werte auf, die sich in der erwähnten Reihenfolge nacheinander vergrößern.
Wie das Überlastschutzventil 12 mit dem vorangehenden Aufbau arbeitet, wird im Wesentlichen durch Rückgriff auf 2 erläutert.
In einem Zustand, in dem das Drucköl am Vereinigungsteil (A) einen Druck aufweist, der niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck (z.B. etwa 23 MPa), weist die Schubfeder 59 eine Ventilschließkraft auf, die eine Ventilöffnungskraft überwindet, die durch das Drucköl innerhalb des zweiten Ventilsitzes 54 erzeugt wird, um das zweite Schließelement 56 mit dem zweiten Ventilsitz 54 in Schließkontakt zu bringen, und das Drucköl innerhalb des ersten Ventilsitzes 44 erzeugt eine Ventilöffnungskraft, die durch eine Kraft überwunden wird, die sich aus einer Ventilschließkraft, die das Drucköl innerhalb der Betätigungskammer 50 zum Ventilschließen erzeugt, und einer Ventilschließkraft der Druckfeder 51 ergibt, um das erste Schließelement 46 mit dem ersten Ventilsitz 44 in Schließkontakt zu bringen.
Wenn das Drucköl am Vereinigungsteil (A) einen Druck aufweist, der nicht geringer ist als der festgelegte Überlastdruck (z.B. etwa 23 MPa), wird das zweite Schließelement 56 vom zweiten Ventilsitz 54 getrennt, um das Drucköl am Vereinigungsteil (A) über den Drosseldurchgang 47, den zweiten Ventilsitz 54, die Beschleunigungskammer 62 zum Ventilöffnen und ein Verbindungsloch 45a des Stützzylinders 45 zur Auslassöffnung (R) auszulassen. Dann senkt die Betätigungskammer 50 zum Ventilschließen schnell ihren Innendruck aufgrund des Strömungswiderstandes des durch den Drosseldurchgang 47 strömenden Drucköls, um die Ventilöffnungskraft, die durch das Drucköl innerhalb des ersten Ventilsitzes 44 erzeugt wird, größer als die Kraft zu machen, die sich aus der Ventilschließkraft, die das Drucköl innerhalb der Betätigungskammer 50 erzeugt, und der Ventilschließkraft der Druckfeder 51 ergibt.
Die vorangehende Differenzkraft trennt das erste Schließelement 46 vom ersten Ventilsitz 44, um das Drucköl innerhalb des ersten Ventilsitzes 44 schnell über die Ventilöffnungs-Haltekammer 53 zur Auslassöffnung (R) auszulassen.
Das Auslassen des Drucköls verringert den Innendruck des Vereinigungsteils (A) schnell, was zum Senken des Innendrucks des zweiten Ventilsitzes 54 führt. Dann bringt zuerst eine Schubkraft der Schubfeder 59 das zweite Schließelement 56 mit dem zweiten Ventilsitz 54 in Schließkontakt, um einen Innendruck der Betätigungskammer 50 auf einen Wert nahe jenem des Innendrucks des ersten Ventilsitzes 44 zu verstärken, wodurch das erste Schließelement 46 durch die Ventilschließkraft des Drucköls innerhalb der Betätigungskammer 50 in eine Schließrichtung geschoben wird.
Wie durch die schematische Ansicht von 3 gezeigt, wird jedoch, direkt bevor ein Vorderende des ersten Schließelements 46 beginnt, in ein Vorderende der Passwand 52 zu passen, der Druck der Ventilöffnungs-Haltekammer 53 auf einen Wert nahe jenem des Innendrucks des ersten Ventilsitzes 44 erhöht. Die so erhöhte innere Druckbeaufschlagungskraft der Ventilöffnungs-Haltekammer 53 hält das erste Schließelement 46 vom ersten Ventilsitz 44 getrennt.
Und das Drucköl innerhalb des Vereinigungsteils (A) wird über den inneren Bereich des ersten Ventilsitzes 44, die Ventilöffnungs-Haltekammer 53 und den Trennspalt der Reihe nach zur Auslassöffnung (R) ausgelassen. Wenn der Vereinigungsteil (A) seinen Druck fast verloren hat, bringt die Druckkraft der Druckfeder 51 das erste Schließelement 46 mit dem ersten Ventilsitz 44 in Schließkontakt.
Wie das Überlastschutzventil 12 arbeitet, wird durch Erfassen eines Bewegungsausmaßes eines oberen Teils eines Arms 64, der am zweiten Schließelement 56 befestigt ist, durch einen Grenzschalter oder einen ähnlichen Sensor 65 (siehe 1) beurteilt.
Die zwei Auslassventile 14a, 14b, die jeweils in den Entlastungsdurchgängen 11a, 11b vorgesehen sind, sind ähnlich konstruiert ebenso wie die auch in diesen jeweils vorgesehenen zwei Rückschlagventile 13a, 13b. Daher wird eine konkrete Erläuterung für eines der Auslassventile 14a und eines der Rückschlagventile 13a auf der Basis der vergrößerten Ansicht von 4 gegeben.
Das Auslassventil 14a ist folgendermaßen aufgebaut.
Der Verbindungsblock 38a ist mit einem Auslassventilsitz 71 versehen, der mit der Drucköffnung (Pa) in Verbindung steht. Ein zylindrisches Umleitelement 73 ist in ein Stützloch 72 des gemeinsamen Blocks 36 durch ein Dichtungselement 74 hermetisch eingesetzt. Das Umleitelement 73 wird durch eine Schließfeder 75 eines elastischen Mittels zum Auslassventilsitz 71 gedrückt. Das Dichtungselement 74 weist eine Dichtungsfläche auf, die einen Innenraum festlegt, der mit einer Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen versehen ist. Die Betätigungskammer 77 weist eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) auf, die auf einen Wert festgelegt ist, der größer ist als jener einer Dichtungsquerschnittsfläche (X) entsprechend einem Dichtungsdurchmesser des Auslassventilsitzes 71. Der Auslassventilsitz 71 weist einen inneren Bereich auf, der mit der Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen über einen Drosseldurchgang 78 in Verbindung steht, der innerhalb eines zylindrischen Lochs des Umleitelements 73 vorgesehen ist. Der Drosseldurchgang 78 bildet ein Strömungswiderstand-Aufbringmittel.
Eine Umfangswand des Auslassventilsitzes 71 weist einen äußeren Teil auf, der relativ zu einer Dichtungsfläche des Auslassventilsitzes 71 vorsteht. Der vorstehende Teil bildet eine ringförmige Passwand 80, in die das Umleitelement 73 um eine vorbestimmte Länge in einer Öffnungs- und Schließrichtung passt. Ein Passteil 80a der Passwand 80 legt einen Innenraum fest, der eine Ventilöffnungs-Haltekammer 81 bildet. Der Auslassventilsitz 71 weist einen inneren Bereich auf, der mit der Auslassöffnung (R) über die Ventilöffnungs-Haltekammer 81 und einen Passzwischenraum des Passteils 80a der Reihe nach in Verbindung stehen kann. Die Ventilöffnungs-Haltekammer 81 weist eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Z) auf, die auf einen Wert festgelegt ist, der größer ist als jener der Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) der Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen.
Das Rückschlagventil 13a ist innerhalb des Umleitelements 73 angebracht. Insbesondere weist der Drosseldurchgang 78 einen mittleren Teil auf, der mit einem Rückschlagventilsitz 84 versehen ist. Eine Rückschlagventilfeder 86 bringt ein kugelartiges Rückschlagventilelement 85 mit dem Rückschlagventilsitz 84 in Schließkontakt. Das Rückschlagventilelement 85 kann in eine Umfangswand 88 einer Rückschlagventilkammer 87 passen, wie durch eine Zwei-Punkt-Strichlinie gezeigt, wenn es sich in einem vollständig geöffneten Zustand befindet. Wenn das Rückschlagventilelement 85 eine Ventilschließbewegung vom vollständig geöffneten Zustand durch die Rückschlagventilfeder 86 durchführt, weist die Rückschlagventilkammer 87 folglich einen inneren Unterdruck auf, um dadurch die Ventilschließbewegung zu verzögern.
Nachstehend wird eine Erläuterung hinsichtlich dessen, wie die Auslassventile 14a, 14b und die Rückschlagventile 13a, 13b arbeiten, durch Rückgriff auf die schematischen Ansichten von 5(a) bis 5(d) mit Bezug auf 1 gegeben.
In einem Zustand, in dem der Schlitten 2 von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt zurückgekehrt ist, füllt die hydraulische Pumpe 5 Drucköl mit einem festgelegten Fülldruck (z.B. etwa 10 MPa) in die hydraulischen Kammern 3a, 3b.
Wenn sich der Schlitten 2 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt absenkt und eine Pressbearbeitung eines Werkstücks in der Nähe des unteren Totpunkt durchführt, erhöht eine Bearbeitungsreaktionskraft den Druck der hydraulischen Kammern 3a, 3b.
Während der Pressbearbeitung weisen in einem Zustand, in dem auf beide der hydraulischen Kammern 3a, 3b keine Überlast aufgebracht wird, wie in 5(a) gezeigt, die Drucköffnungen (Pa), (Pb) jeweils einen Druck auf, der ein normaler Betriebsdruck (P₀) (z.B. etwa 15 MPa) ist, der niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck (z.B. etwa 23 MPa). Das Überlastschutzventil 12 wird geschlossen gehalten und die zwei Auslassventile 14a, 14b sind auch geschlossen. Genauer gesagt, das Drucköl innerhalb des Auslassventilsitzes 71 erzeugt eine Ventilöffnungskraft, die durch eine Kraft überwunden wird, die sich aus einer Ventilschließkraft, die das Drucköl innerhalb der Betätigungskammer 77 zum Ventilschließen von jedem der Auslassventile 14a, 14b erzeugt, und einer Ventilschließkraft der Schließfeder 75 ergibt, um das Umleitelement 73 mit dem Auslassventilsitz 71 in Schließkontakt zu bringen.
Wenn während der Pressbearbeitung eine exzentrische Bearbeitungsreaktionskraft auf den Schlitten 2 wirkt, um einen Innendruck einer hydraulischen Kammer 3a zu erhöhen, öffnet das Drucköl, dessen Druck so erhöht wird, ein Rückschlagventil 13a, damit es zum Vereinigungsteil (A) ausströmt, aber es wird durch das andere Rückschlagventil 13b am Ausströmen vom Vereinigungsteil (A) zur anderen hydraulischen Kammer 3b gehindert. An sich kann das andere Rückschlagventil 13b die Bewegung des Drucköls von einer hydraulischen Kammer 3a, deren Druck mit der auf diese aufgebrachten exzentrischen Last erhöht wird, zur anderen hydraulischen Kammer 3b verhindern. Daher ist es möglich, die Neigung des Schlittens 2 zusammen mit der Bewegung des Drucköls zu verhindern.
Der Druck von jeder der hydraulischen Kammern 3a, 3b kann durch Drucksensoren 90a, 90b (siehe 1), die jeweils mit den Erfassungsöffnungen (Da), (Db) verbunden sind, unabhängig erfasst werden.
Wenn der Schlitten 2 zum oberen Totpunkt ansteigt, nachdem er die Pressbearbeitung beendet hat, wird die eine hydraulische Kammer 3a vom Druck entlastet, um ihren Druck zu senken. Dann führt das eine Rückschlagventil 13a die Ventilschließbewegung aufgrund der vorstehend erwähnten Verzögerungswirkung mäßig durch und öffnet sich daher für einen längeren Zeitraum. Folglich bewegt sich das Drucköl innerhalb des Vereinigungsteils (A) zur einen hydraulischen Kammer 3a, um die eine hydraulische Kammer 3a sofort in einen Zustand zurückzubringen, in dem sie den festgelegten Fülldruck aufweist.
Selbst wenn der Druck der anderen hydraulischen Kammer 3b durch die exzentrische Bearbeitungsreaktionskraft, die auf den Schlitten 2 wirkt, erhöht wird, kann ein Rückschlagventil 13a die Bewegung des Drucköls von der anderen hydraulischen Kammer 3b zur einen hydraulischen Kammer 3a verhindern. Daher ist es möglich, die Neigung des Schlittens 2 zusammen mit der Bewegung des Drucköls zu verhindern. Wenn der Schlitten 2 zum oberen Totpunkt zurückkehrt, bewegt ferner die Verzögerungswirkung des anderen Rückschlagventils 13b das Drucköl innerhalb des Vereinigungsteils (A) zur anderen hydraulischen Kammer 3b, wodurch die andere hydraulische Kammer 3b sofort in den Zustand zurückgebracht wird, in dem sie den festgelegten Fülldruck aufweist.
In dem Fall, in dem der Druck des Vereinigungsteils (A) anomal erhöht wird, da er nicht ausreichend an der Verzögerungswirkung von jedem der Rückschlagventile 13a, 13b teilhaben kann, oder aus einem ähnlichen Grund, arbeitet das Druckkompensationsmittel 18, um den Druck des Vereinigungsteils (A) auf nicht mehr als den festgelegten Kompensationsdruck (z.B. 12 MPa) zu verringern. Dies kann eine fehlerhafte Funktion des Überlastschutzventils 12 verhindern.
In dem Fall, dass auf eine hydraulische Kammer 3a eine Überlast aufgebracht wird, während die Pressbearbeitung in der Nähe des unteren Totpunkts ausgeführt wird, wie in 5(b) gezeigt, wird der Druck der Drucköffnung (Pa) auf einen anomalen Druck (P₁) erhöht, der nicht geringer ist als der festgelegte Überlastdruck (z.B. etwa 23 MPa). Dann öffnet der anomale Druck (P₁) schnell das Überlastschutzventil 12, wie vorstehend erwähnt. Dies lässt das Drucköl innerhalb der Drucköffnung (Pa) über den Drosseldurchgang 78 innerhalb des Umleitelements 73, die Betätigungskammer 77, ein Rückschlagventil 13a und das Überlastschutzventil 12 zum Ölbehälter 16 (siehe 1) aus. Aufgrund des Strömungswiderstandes des durch den Drosseldurchgang 78 strömenden Drucköls wird gleichzeitig der Druck des Vereinigungsteils (A) schnell auf einen Druck innerhalb eines Bereichs von etwa 0,05 MPa bis 0,2 MPa verringert. Dies führt dazu, dass die Ventilöffnungskraft, die das Drucköl innerhalb der Auslassventilsitze 71, 71 erzeugt, größer gemacht wird als die resultierende Kraft von der Ventilschließkraft, die durch das Drucköl innerhalb der jeweiligen Betätigungskammern 77, 77 zum Ventilschließen der Auslassventile 14a, 14b erzeugt wird, und der Ventilschließkraft der Schließfedern 75, 75.
Die obige Differenzkraft schaltet die jeweiligen Auslassventile 14a, 14b im Wesentlichen gleichzeitig in einen Auslasszustand um, wie in 5(c) gezeigt. Insbesondere trennt die Differenzkraft die Umleitelemente 73, 73 von den jeweiligen Auslassventilsitzen 71, 71, um das Drucköl innerhalb der Auslassventilsitze 71, 71 schnell über die Ventilöffnungs-Haltekammern 81, 81 und die Auslassöffnung (R) zum Ölbehälter 16 (siehe 1) auszulassen. Gleichzeitig sinkt der Druck des Vereinigungsteils (A) weiter, um das Überlastschutzventil 12 zu schließen, wodurch ein Innendruck der jeweiligen Betätigungskammer 77, 77 der Auslassventile 14a, 14b auf einen Wert nahe jenem eines Innendrucks der jeweiligen Auslassventilsitze 71, 71 verstärkt wird, um die jeweiligen Umleitelemente 73, 73 durch die Ventilschließkraft des Drucköls innerhalb der Betätigungskammern 77, 77 in eine Schließrichtung zu schieben.
Wie in 5(d) gezeigt, wird jedoch, direkt bevor jedes der Umleitelemente 73, 73 seine Vorderendeinpassung in ein Vorderende von jeder der Passwände 80, 80 beginnt, der Druck von jeder der Ventilöffnungs-Haltekammern 81, 81 auf einen Wert nahe jenem des Innendrucks der Auslassventilsitze 71, 71 erhöht. Folglich halten die Ventilöffnungs-Haltekammern 81, 81 die Umleitelemente 73, 73 von den Auslassventilsitzen 71, 71 durch ihre erhöhte innere Druckbeaufschlagungskraft getrennt.
Das Drucköl innerhalb der jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b wird durch die Drucköffnungen (Pa), (Pb), die inneren Bereiche der Auslassventilsitze 71, 71 der jeweiligen Auslassventile 14a, 14b, die Ventilöffnungs-Haltekammern 81, 81 und die Trennspalte der Reihe nach zur Auslassöffnung (R) ausgelassen. Wenn die Drucköffnungen (Pa), (Pb) ihren Druck fast verloren haben, bringt eine Druckkraft der Schließfedern 75, 75 die jeweiligen Umleitelemente 73, 73 mit den jeweiligen Auslassventilsitzen 71, 71 in Schließkontakt.
Wenn auf die andere hydraulische Kammer 3b während der Pressbearbeitung ähnlich wie vorstehend erwähnt eine Überlast aufgebracht wird, schalten die zwei Auslassventile 14b, 14a außerdem im Wesentlichen gleichzeitig in den Auslasszustand um, um das Drucköl innerhalb der zwei hydraulischen Kammern 3b, 3a sofort an den Ölbehälter 16 auszulassen.
Zum Zeitpunkt des obigen Überlastvorgangs erfasst der Sensor 65 (siehe 1) durch den Arm 64 (siehe 2), dass das Steuerventil 42 des Überlastschutzventils 12 einen Entlastungsvorgang durchgeführt hat. Auf der Basis des erfassten Signals führt die mechanische Presse 1 einen Notstopp durch und die hydraulische Pumpe 5 hört zu arbeiten auf. Und auf der Basis eines Signals, das anzeigt, dass der Schlitten 2 zum oberen Totpunkt zurückgekehrt ist oder dergleichen, nimmt die hydraulische Pumpe 5 ihren Betrieb wieder auf und füllt das Drucköl in die jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b.
Das vorangehende Ausführungsbeispiel erzeugt die folgenden Vorteile.
Das erste Schließelement 46 des Überlastschutzventils 12 wird durch die Druckbeaufschlagungskraft der Ventilöffnungs-Haltekammer 53 offen gehalten, sobald es sich öffnet. Dies kann eine Instabilität des Überlastschutzventils 12 verhindern, wodurch es möglich gemacht wird, die Erzeugung einer anomalen Druckpulsierung am Vereinigungsteil (A) zu verhindern und die Auslassventile 14a, 14b sicher offen zu halten.
Wenn die Verbindungsstangen 6a, 6b der mechanischen Presse 1 am unteren Totpunkt feststecken (ein Zustand, in dem sie unbeweglich fixiert sind), reicht es aus, das in 1 gezeigte Absperrventil 21 zu öffnen. Dann wird das Drucköl innerhalb der jeweiligen hydraulischen Kammern 3a, 3b durch die Auslassventile 14a, 14b, die Rückschlagventile 13a, 13b, das Absperrventil 21 und die Auslassöffnung (R) zum Ölbehälter 16 ausgelassen. Als nächstes öffnen sich die Auslassventile 14a, 14b, um das Drucköl innerhalb der hydraulischen Kammern 3a, 3b direkt zum Ölbehälter 16 auszulassen. Dies hebt den Schlitten 2 in Bezug auf die Kolben 7a, 7b durch die pneumatischen Zylinder 8a, 8b an, um den vorangehenden Feststeckzustand aufzuheben.
Das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel kann folgendermaßen modifiziert werden.
In den Auslassventilen 14a, 14b kann als elastisches Mittel Kautschuk oder ein ähnliches elastisches Element anstelle der veranschaulichten Schließfeder 75 verwendet werden.
Ferner reicht die Passwand 80 aus, wenn sie zu einem Endzeitpunkt der Schließbewegung des Umleitelements 73 in das Umleitelement 73 passt. Folglich kann eine Vorderendfläche des Umleitelements 73 seinen äußeren Umfangsteil relativ zu seinem mittleren Teil vorstrecken, anstatt eine Stirnfläche der Passwand 80 relativ zu einer Dichtungsfläche des Auslassventilsitzes 71 vorzustrecken. Außerdem kann das Umleitelement 73 auf die Passwand 80 passen, anstatt in diese zu passen.
Überdies kann natürlich jedes der Strömungswiderstand-Aufbringmittel der jeweiligen Auslassventile 14a, 14b eine Öffnung, ein dünnes Rohr oder ein ähnliches Mittel anstelle des veranschaulichten Drosseldurchgangs 78 sein.
Die Rückschlagventile 13a, 13b können außerhalb der jeweiligen Einlässe der Auslassventile 14a, 14b oder deren jeweiliger Auslässe angeordnet sein, anstatt in den Auslassventilen 14a, 14b untergebracht zu sein. Außerdem ist in jedem der Rückschlagventile 13a, 13b die vorstehend erwähnte Verzögerungswirkung während ihrer Ventilschließbewegung nicht auf die veranschaulichte Struktur begrenzt. Das Rückschlagventilelement kann zu einem Endzeitpunkt seiner Ventilschließbewegung beispielsweise mit einer Umfangswand der Rückschlagventilkammer zusammenpassen.
Hinsichtlich des Überlastschutzventils 12, der Rückschlagventile 13a, 13b, der Auslassventile 14a, 14b, des Druckkompensationsmittels 18, der hydraulischen Pumpe 5 und des Ölbehälters 16 können mindestens zwei von ihnen zu einer Einheit kombiniert werden oder alle von ihnen können durch unabhängige Teile konstruiert und durch eine Rohrleitung miteinander verbunden werden, anstatt alle von ihnen zu einer Einheit zu integrieren.
Das Druckkompensationsmittel 18 kann für jeden der Entlastungsdurchgänge 11a, 11b oder jeden der Drucköl-Zuführungsdurchgänge 4a, 4b vorgesehen sein, anstatt mit dem Vereinigungsteil (A) in Verbindung zu stehen.
Das Überlastschutzventil 12 ist zufriedenstellend, wenn es mit dem Vereinigungsteil (A) der mehreren Entlastungsdurchgänge 11a, 11b in Verbindung steht. Daher können die Überlastschutzventile 12 in einer mehrfachen Anzahl vorgesehen sein, anstatt ein einzelnes vorzusehen, wie veranschaulicht.
Die Ventilschließkraft des Steuerventils 42 des Überlastschutzventils 12 kann Druckluft oder ein ähnliches Druckfluid anstelle der Schubfeder 59 verwenden. Wenn die mechanische Presse 1 am unteren Totpunkt feststeckt, öffnet sich das Steuerventil 42 in diesem Fall durch das Drucköl auf der Einlassseite durch Auslassen des Druckfluids zum Ventilschließen. Gleichzeitig mit dem Ventilöffnen öffnen sich daher die Vielzahl von Auslassventilen 14a, 14b, was zur Möglichkeit des Auslassens des Drucköls innerhalb der Vielzahl von hydraulischen Kammern 3a, 3b führt. Zu diesem Zeitpunkt heben die vorstehend genannten pneumatischen Zylinder 8a, 8b den Schlitten 2 an, wodurch es möglich gemacht wird, einen vorbestimmten minimalen Druck innerhalb von jeder der hydraulischen Kammern 3a, 3b sicherzustellen. Der minimale Druck hält die Auslassventile 14a, 14b offen.
Das Überlastschutzventil 12 kann verschiedene modifizierte anstatt des veranschaulichten hilfsgesteuerten verwenden.
Hinsichtlich der Anzahl der die Überlast aufnehmenden hydraulischen Kammern 3a, 3b, die innerhalb des Schlittens 2 installiert werden sollen, kann es sich um drei oder mindestens vier anstelle der veranschaulichten zwei handeln. In dem Fall, in dem beispielsweise vier hydraulische Kammern installiert sind, werden vier Auslassventile und vier Rückschlagventile entsprechend installiert.
Die hydraulische Pumpe 5 kann eine Tauchkolbenpumpe oder dergleichen, die von einem Elektromotor angetrieben werden soll, anstelle der dargestellten vom Druckverstärkertyp umfassen.

Claims

Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse mit: einer Vielzahl von eine Überlast aufnehmenden hydraulischen Kammern (3a), (3b), die innerhalb eines Schlittens (2) der mechanischen Presse (1) vorgesehen sind; einem Überlastschutzventil (12), das sich öffnet, wenn irgendeine der hydraulischen Kammern (3a), (3b) einen Druck aufweist, der nicht geringer ist als ein festgelegter Überlastdruck; einer Vielzahl von Entlastungsdurchgängen (11a), (11b), die einen Vereinigungsteil (A) aufweisen und die jeweiligen hydraulischen Kammern (3a), (3b) mit dem Überlastschutzventil (12) in Verbindung setzen; einer Vielzahl von Rückschlagventilen (13a), (13b), die in den jeweiligen Entlastungsdurchgängen (11a), (11b) angeordnet sind und eine Strömung vom Vereinigungsteil (A) zu den jeweiligen hydraulischen Kammern (3a), (3b) verhindern; und einer Vielzahl von Auslassventilen (14a), (14b) mit jeweils einem Strömungswiderstand-Aufbringmittel (78), (78), die in Reihe mit den jeweiligen Rückschlagventilen (13a), (13b) angeordnet sind, wobei die Auslassventile (14a), (14b) in einen normalen Zustand umschalten, wo sie die jeweiligen hydraulischen Kammern (3a), (3b) mit dem Überlastschutzventil (12) in Verbindung setzen, und in einen Auslasszustand umschalten, wo sie die jeweiligen hydraulischen Kammern (3a), (3b) mit einer Auslassöffnung (R) in Verbindung setzen, wobei, wenn jede der hydraulischen Kammern (3a), (3b) einen Druck aufweist, der niedriger ist als der festgelegte Überlastdruck, das Überlastschutzventil (12) geschlossen gehalten wird und die jeweiligen Auslassventile (14a), (14b) im normalen Zustand gehalten werden, und wenn irgendeine der hydraulischen Kammern (3a), (3b) einen Druck aufweist, der nicht geringer ist als der festgelegte Überlastdruck, das Überlastschutzventil (12) sich öffnet, um Drucköl innerhalb der überlasteten hydraulischen Kammer (3a, 3b) in einen äußeren Bereich über das Strömungswiderstand-Aufbringmittel (78) des entsprechenden Auslassventils (14a, 14b), den Vereinigungsteil (A) und das Überlastschutzventil (12) der Reihe nach abzulassen, wobei die Auslassventile (14a), (14b) in den Auslasszustand auf der Basis der Tatsache umschalten, dass der Vereinigungsteil (A) seinen Druck aufgrund des Strömungswiderstandes des Drucköls, das durch das Strömungswiderstand-Aufbringmittel (78) strömt, verringert.
Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse nach Anspruch 1, wobei jedes der Auslassventile (14a), (14b) einen Auslassventilsitz (71), der mit irgendeiner der hydraulischen Kammern (3a), (3b) in Verbindung steht, ein Umleitelement (73), das eine Öffnungs- und Schließbewegung am Auslassventilsitz (71) durchführt, ein elastisches Mittel (75) zum Drücken des Umleitelements (73) zum Auslassventilsitz (71), einen Drosseldurchgang (78), der innerhalb des Umleitelements (73) vorgesehen ist, um das Strömungswiderstand-Aufbringmittel zu bilden, und mit dem Auslassventilsitz (71) in Verbindung steht, und eine Betätigungskammer (77) zum Ventilschließen, die mit einem Auslass des Drosseldurchgangs (78) in Verbindung steht und das Umleitelement (73) zum Schließen unter Druck setzt, umfasst, wobei die Betätigungskammer (77) eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) aufweist, die auf einen Wert gesetzt ist, der größer ist als jener einer Dichtungsquerschnittsfläche (X) des Auslassventilsitzes (71).
Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse nach Anspruch 2, wobei in einem radial äußeren Raum des Auslassventilsitzes (71) zwischen einem inneren Bereich des Auslassventilsitzes (71) und der Auslassöffnung (R) eine Passwand (80) angeordnet ist, in die das Umleitelement (73) um eine vorbestimmte Länge zu einem Endzeitpunkt seiner Schließbewegung passt, wobei ein Passteil (80a) der Passwand (80) einen Innenraum festlegt, der eine Ventilöffnungs-Haltekammer (81) bildet, die Ventilöffnungs-Haltekammer (81) eine Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Z) aufweist, die auf einen Wert gesetzt ist, der größer ist als jener der Druckbeaufschlagungs-Querschnittsfläche (Y) der Betätigungskammer (77) zum Ventilschließen.
Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen Auslassventile (14a), (14b) und die jeweiligen Rückschlagventile (13a), (13b) der Reihe nach von den jeweiligen hydraulischen Kammern (3a), (3b) in Richtung des Vereinigungsteils (A) angeordnet sind.
Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die jeweiligen Rückschlagventile (13a), (13b) innerhalb der jeweiligen Umleitelemente (73), (73) der jeweiligen Auslassventile (14a), (14b) angebracht sind.
Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Überlastschutzventil (12), die Auslassventile (14a), (14b) und die Rückschlagventile (13a), (13b) in einen gemeinsamen Block (36) integriert sind.