[发明专利]用于做功机器的切割冲击衰减的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于做功机器、尤其是用于挤压机、冲压机或者步冲机的切割冲击衰减的装置，以及一种用于衰减切割冲击的方法。本发明使用在如下做功机器中：其具有机器框架和工作驱动装置，用于沿着工作方向移动工作工具，并且其中机器框架通过由工作驱动装置为了加工工件而施加的工作力而弹性变形，其中工作驱动装置设置控制量用于确定工作力。

在加工硬工件、例如在冲压硬工件时，在工作工具和机器框架之间出现随时间强烈变化的力，其尤其是也可以跳跃式地变化。在此，可以简化地在压力建立阶段和切割断裂阶段之间区分。在压力建立阶段期间，工作工具位于工件上，并且借助工作驱动装置建立增大的工作力。机器框架吸收由工作驱动装置施加到工件上的工作力，因为工件提供与工作力对应的反作用力。在此，机器框架在一定程度上弹性变形。特别地，机器框架的伸展沿着工作驱动装置的工作力的方向进行。在压力建立阶段期间，由此可以将比较大的能量存储在机器框架的弹性变形中。

在切割断裂的瞬间，工件突然屈服于工作工具。由此，通过工件提供的反作用力突然消失，这导致弹性变形的机器框架相应地突然松弛。在松弛时，由此相应地进行弹性反向变形，典型地在几分之一毫秒之内。所存储的能量部分地以声波的形式释放，这导致称为“切割冲击”的噪音产生。

通过突然的反向变形，做功机器、尤其是机器框架和所附加的功能元件承受特别增大的负荷。这一方面会缩短做功机器的寿命，并且另一方面对于工件加工的质量是不利的。

为了衰减不希望的切割冲击，尤其是公开了带有液压的衰减气缸的装置。于是，例如DE 10 2005 053 350 A1提出了一种可控的支持设备，用于在压力机的挤压台和冲杆之间产生可变的力。在此，支持设备根据冲杆的位置来被控制。该装置现在针对要加工的工件来设置，使得在切割断裂的瞬间，支持设备吸收冲杆的工作力。该解决方案要求技术上高成本的传感器装置来检测冲杆位置，并且需要将支持设备针对要加工的工件的不同几何尺寸和不同的材料来校正。

本发明所基于的任务是，为了减小尤其是机器框架的负荷，提供一种主动的切割冲击衰减装置，其能够以简单并且经济的方式来工作。

该任务通过根据权利要求1所述的装置以及根据权利要求15所述的方法来解决，其涉及开头所述类型的做功机器。

根据权利要求1所述的装置设置有支持气缸，其带有可沿着工作方向移动的支持活塞，该支持活塞形成支持压力室的边界，该支持压力室为了移动支持活塞而能够施加压力流体。在此，与上位概念的特征相结合，在此设计了，支持气缸设置在机器框架上，使得机器框架的弹性反向变形能够通过支持活塞在支持气缸中的移动来衰减，并且该装置具有能够被工作驱动装置的控制量控制的调节单元，其能够在节流状态和通过状态之间切换，用于可选的节流或者用于基本上无节流地将压力流体从支持压力室中的流出释放。调节单元在此构建为使得能够预先给定开关阈值，并且当控制量在开关阈值以下时，调节单元处于通过状态，并且其中当控制量超过开关阈值时，调节单元为了衰减弹性反向变形而切换到节流状态。

在根据本发明的装置中，支持气缸尤其是作用到机器框架的如下区段上：这些区段通过工作力而弹性变形并且在工件的切割断裂时相应地弹性反向变形。在切割断裂的瞬间，支持气缸至少短时地提供支持力，该支持力抵抗机器框架的突然的反向变形。该支持力由此至少短时地以类似于工作力在即将切割断裂之前或者切割断裂瞬间的作用的方式作用到机器框架上。弹性反向变形于是通过支持活塞在支持气缸中的移动来衰减，例如其方式是：支持活塞在弹性反向变形期间被压入。弹性反向变形由此与支持活塞在支持气缸中的移动关联。为此，支持活塞尤其可以直接或者间接地支撑在机器框架上。

在此，切割冲击衰减不是被动衰减，而是主动地根据工作驱动装置来被控制。与工作力关联的工作驱动装置的控制量用作控制标准。如从现有技术中已知的那样的、通过例如在工作过程中工作工具的位置或者时刻直接控制衰减，这在根据本发明的切割冲击衰减中并未进行。

通过控制量的开关阈值，确定了针对工作力的门限。如果在工作工具将压力建立到工件上期间(压力建立阶段)工作力超过该门限，则调节单元被从通过状态切换到节流状态。在处于节流状态的情况下，压力流体从支持压力室的流出仅仅能够缓慢地进行，即被节流地进行。

在工件的切割断裂情况下，弹性反向变形导致支持活塞在支持气缸中的移动。因为该移动与支持压力室的体积变化关联，所以在处于节流状态情况下支持气缸对抗机器框架的快速的反向变形。开头所描述的切割冲击以及与此关联的不利的作用由此被避免或者至少被减小。