VDI 3003 Blatt 1-2015 Nitrogen gas springs in large stamping and forming dies - Safety instructions for usage.pdf

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1、ICS 21.160, 25.120.10 VDI-RICHTLINIEN November 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Gasdruckfedern fr Schneid- und Umformwerkzeuge Sicherheitshinweise fr den Einsatz Nitrogen gas springs in large stamping and forming dies Safety instructions for usage VDI 3003 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deutsch/englisch Iss

2、ue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Produktionstechnik und Fertigu

3、ngsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fertigungsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: Betriebsmittel Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:11

4、.14Entwurf, deutschFormeredition:11/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 2 3 Formelze

5、ichen . 3 4 Sicherheitshinweis . 3 5 Einsatzbedingungen . 3 5.1 Einbau in Bohrungen und Taschen 4 5.2 Kolbenstangengeschwindigkeit . 5 5.3 Arbeitstemperatur 5 5.4 Maximaler Flldruck . 5 5.5 Krafteinleitung . 5 5.6 Maximaler Arbeitshub . 7 5.7 Kontakt mit Flssigkeiten und Verschmutzungen 7 6 Befestig

6、ungsmglichkeiten . 8 6.1 Befestigung mit Bundflansch . 8 6.2 Befestigung mit Haltestcken 8 6.3 Befestigung mit geteiltem Fuflansch . 8 6.4 Befestigung mit Klemmflansch 9 6.5 Befestigung bei Schlauchverbundanordnungen . 9 6.6 Alternative Befestigungen 10 7 Wartungsinformation 12 8 Verhalten bei Ausls

7、en von Sicherheitsmechanismen . 13 8.1 Rckhub der Gasdruckfeder ohne Gegenkraft . 14 8.2 berhub . 14 8.3 berdruck 15 8.4 Drucklosmachen der Gasdruckfeder 15 Schrifttum 16 Preliminary note . 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 2 3 Symbols . 3 4 Safety instructions . 3 5 Operating conditions 3 5.1

8、Installation in holes and pockets 4 5.2 Piston rod speed . 5 5.3 Operating temperature . 5 5.4 Maximum charging pressure . 5 5.5 Force transmission . 5 5.6 Maximum working stroke 7 5.7 Contact with fluids and contaminants 7 6 Mounting options 8 6.1 Lapped flange mounting 8 6.2 Bracket mounting . 8 6

9、.3 Bottom flange mounting, split . 8 6.4 Clamping flange mounting 9 6.5 Mounting hosed systems 9 6.6 Alternative mounting options 10 7 Maintenance information . 12 8 Response to triggering of safety mechanisms 13 8.1 Return stroke of nitrogen gas spring without counterforce 14 8.2 Overstroke . 14 8.

10、3 Overpressure 15 8.4 Depressurising gas springs . 15 Bibliography 16 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 2 VDI 3003 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseld

11、orf 2015 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehal

12、ten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der akt

13、uell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3003. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprin

14、t-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI No

15、tices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3003. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie beschreibt den richtigen Einbau und die Sicherheitsaspekte von

16、Gasdruckfedern zum Einsatz in Stanzerei- und Growerkzeugen in der Automobilindustrie. Die anderen Bltter der Richt-linienreihe VDI 3003 gehen ausfhrlich auf deren unterschiedliche Ausfhrungsformen ein und sind entsprechend zu beachten. Die in der Richtlinie beschriebenen Anweisungen und Einsatzbedin

17、-gungen tragen dazu bei, eine bestmgliche Le-bensdauer und Sicherheit der Gasdruckfedern im Betrieb zu gewhrleisten. 1 Scope This standard describes the correct installation and safety considerations for nitrogen gas springs for use in large stamping dies in the automotive indus-try. The other parts

18、 of the series of standards VDI 3003 describe the different designs in detail and are to be observed respectively. The instruc-tions and operating conditions described in this standard help to maximise spring life and ensure the safe operation of nitrogen gas springs. 2 Normative Verweise Die folgen

19、den zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: Richtlinie 97/23/EG des Europischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Anglei-chung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaa-ten ber Druckgerte Vierzehnte Verordnung zum Produktsicherheitsge-setz (Druckgerteveror

20、dnung 14. ProdSV) vom 13. Mai 2015 Verordnung ber Sicherheit und Gesundheits-schutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, ber Si-cherheit beim Betrieb berwachungsbedrftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieb-lichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheit

21、sver-ordnung BetrSichV) vom 27. September 2002 TRBS 2141:2007-01 Technische Regeln fr Be-triebssicherheit; Gefhrdungen durch Dampf und Druck; Allgemeine Anforderungen 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: Directive 97/23/EC

22、 of the European Parliament and of the Council of 29 May 1997 on the approxi-mation of the laws of the Member States con-cerning pressure equipment Vierzehnte Verordnung zum Produktsicherheitsge-setz (Druckgerteverordnung 14. ProdSV) vom 13. Mai 2015 Verordnung ber Sicherheit und Gesundheits-schutz

23、bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, ber Si-cherheit beim Betrieb berwachungsbedrftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieb-lichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsver-ordnung BetrSichV) vom 27. September 2002 TRBS 2141:2007-01 Technische Regeln f

24、r Be-triebssicherheit; Gefhrdungen durch Dampf und Druck; Allgemeine Anforderungen B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI 3003 Bl

25、att 1 / Part 1 3 VDI 3003:2010-07 Gasdruckfedern fr Schneid- und Umformwerkzeuge VDI 3003 Blatt 2:2004-03 Gasdruckfedern 19 mm und 25 mm fr Schneid- und Umformwerk-zeuge VDI 3003 Blatt 3:2013-10 Gasdruckfedern fr Schneid- und Umformwerkzeuge; Gasdruckfe-dern mit erhhten Federkrften und niedriger Bau

26、hhe VDI 3003 Blatt 4:2013-10 Gasdruckfedern fr Schneid- und Umformwerkzeuge; Gasdruckfe-dern mit erhhter Federkraft VDI 3003 Blatt 5:2013-10 Gasdruckfedern fr Schneid- und Umformwerkzeuge; Befesti-gungsvarianten VDI 3003:2010-07 Nitrogen gas springs in large stamping dies VDI 3003 Part 2:2004-03 Nit

27、rogen gas springs 19 mm and 25 mm in large stamping dies VDI 3003 Part 3:2013-10 Nitrogen gas springs in large stamping dies; Nitrogen gas springs with enhanced force and low height VDI 3003 Part 4:2013-10 Nitrogen gas springs in large stamping dies; Nitrogen gas springs with enhanced force VDI 3003

28、 Part 5:2013-10 Nitrogen gas springs for large stamping dies; Mounting versions 3 Formelzeichen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Formelzeichen verwendet: Formel-zeichen Bezeichnung Einheit d1Zylinderrohr-Auendurchmesser der Gasdruckfeder mm d2 Durchmesser der Aufnahmeboh-rung

29、 mm d3 Bohrerdurchmesser mm F Kraft N h1 Hubreserve mm l1Zylinderrohrlnge der Gasdruck-feder mm pmax maximaler Flldruck bar Tmax maximale Arbeitstemperatur C Tmin minimale Arbeitstemperatur C v Kolbenstangengeschwindigkeit m/s 3 Symbols The following symbols are used throughout this standard: Symbol

30、 Designation Unit d1cylinder body outside diameter of nitrogen gas spring mm d2 diameter of holes and pockets mm d3 drill diameter mm F force N h1 stroke reserve mm l1cylinder body length of nitrogen gas spring mm pmax maximum charging pressure bar Tmax maximum operating temperature C Tmin minimum o

31、perating temperature C v piston rod speed m/s 4 Sicherheitshinweis Um die Sicherheit bei Gasdruckfedern zu gewhr-leisten, mssen die Gasdruckfedern den Anforde-rungen der Druckgerterichtlinie (97/23/EG) ent-sprechen. Hierbei ist die Bedienungsanleitung der jeweiligen Gasdruckfedernhersteller zu befol

32、gen. 4 Safety instructions Nitrogen gas springs must comply with the re-quirements of the Pressure Equipment Directive (97/23/EC) to ensure their safe operation. As such, compliance with the operating instructions of the nitrogen gas spring manufacturer is also required. 5 Einsatzbedingungen Gasdruc

33、kfedern fr die Automobilindustrie mssen besondere Bedrfnisse erfllen. Das heit, dass Gasdruckfedern fr den Einbau in Schneid- und Umformwerkzeuge spezifiziert sein mssen fr mindestens zwei Millionen Vollhbe bei vollem Flldruck und maximaler Arbeitstemperatur. 5 Operating conditions Nitrogen gas spri

34、ngs for the automotive industry must meet specific needs. For instance, gas springs for installation in large stamping dies must be de-signed for at least two million full strokes at maximum charging pressure and maximum operating temperature. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1

35、CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 4 VDI 3003 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Sie mssen zudem fr alle in Abschnitt 6 angege-benen zulssigen Befestigungsvarianten eine Zu-lassung nach Druckgerteri

36、chtlinie (97/23/EG) haben. Vorzugsweise sind Gasdruckfedern im Werkzeug zu befestigen (siehe Abschnitt 6). VDI 3003, Abschnitt 4 Abmessungen und Befes-tigungsarten“ ist zu beachten. Vorsicht Der Ein- und Ausbau einer Gasdruckfeder darf nur im vllig entlasteten Zustand erfol-gen. Werkzeuge, die mit G

37、asdruckfedern ausgerstet sind, mssen mit einem entsprechenden Warn- und Hinweisschild versehen sein! Bild 1 zeigt ein Beispiel. Vorsicht Dieses Werkzeug ist mit _ Gasdruckfedern mit maximalen Flldrcken von 150 bar und/oder 180 bar ausgerstet. Nr. Anz. Federtyp Flldruck in bar Gesamtkraft in daN 1 _

38、_ _ _ 2 _ _ _ _ 3 _ _ _ _ 4 _ _ _ _ 5 _ _ _ _ Es sind die Sicherheitshinweise von VDI 3003 Blatt 1 und die Herstellerangaben fr Betrieb und Wartung zu beachten. Bild 1. Beispiel fr Hinweisschild auf Werkzeugen mit Gasdruckfeder Beim Einbau von Gasdruckfedern sind die entspre-chenden gesetzlichen Vor

39、schriften in der jeweils gltigen Fassung einzuhalten. Hierzu zhlen insbe-sondere die Druckgerteverordnung 14. ProdSV und die Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV. Weiterhin ist TRBS 2141 zu beachten. 5.1 Einbau in Bohrungen und Taschen Bei losem Einbau der Gasdruckfedern in Bohrun-gen oder Tasche

40、n ist auf eine gerade Auflageflche sowie auf die eingeschrnkten Einbautoleranzen von d2in Bild 2 (gegenber Bundflanschbefesti-gung, siehe Abschnitt 6.1) zu achten, um ein Ver-kippen zu vermeiden. Fr die Verschlauchung oder Verrohrung sind ausreichende Zugnglichkeiten zu bercksichtigen. Es sind zudem

41、 die Hinweise unter Abschnitt 6.5 zu beachten. Furthermore, they must be certified in accordance with the Pressure Equipment Directive (97/23/EC) for all permitted mounting options listed in Sec-tion 6. Ideally, nitrogen gas springs should be mounted within the die (see Section 6). VDI 3003, Section

42、 4 “Dimensions and types of attachment” is to be observed. Caution For mounting and demounting operations the gas spring rod must be fully extended and free of any outside load. Dies fitted with nitrogen gas springs must carry an appropriate warning and caution sign. Figure 1 shows an example. Cauti

43、on This die is fitted with _ nitrogen gas springs with a maximum charging pressure of 150 bar and/or 180 bar. No. Quan-tity Spring type Charging pressure in bar Total force in daN 1 _ _ _ _ 2 _ _ _ _ 3 _ _ _ _ 4 _ _ _ _ 5 _ _ _ _ The safety instructions in VDI 3003 Part 1 and the manufacturers opera

44、tion and maintenance instructions must be observed. Figure 1. Example of a caution sign to affix to dies containing nitrogen gas springs Nitrogen gas springs shall be installed in compli-ance with the current version of relevant statutory regulations. These include in particular the Druckgerteverord

45、nung 14. ProdSV (Ger-man Pressure Equipment Regulation 14thOrdi-nance to the German Product Safety Act) and the German Ordinance on Industrial Safety and Health (BetrSichV). TRBS 2141 needs also to be observed. 5.1 Installation in holes and pockets Nitrogen gas springs installed loose in holes or po

46、ckets require a flat bearing face and tight instal-lation tolerances for d2in Figure 2 (compared with lapped flange mounting, see Section 6.1) to prevent tilting. A sufficient number of access points must be pro-vided for hosing and pipework. Compliance with the instructions in Section 6.5 is also r

47、equired. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI 3003 Blatt 1 / Part 1 5 5.2 Kolbenstangengeschwindigkeit Zur Vermeidung von Absch

48、usseffekten und damit zur Verhinderung innerer Beschdigungen ist eine abrupte Entspannung der Kolbenstange aus einer gedrckten Position unbedingt zu unterbinden (siehe Abschnitt 8.1). Die spezifizierte maximal zu-lssige Kolbenstangengeschwindigkeit v muss min-destens 1,6 m/s betragen (Bild 3). 5.3 Arbeitstemperatur Der spezifizierte zulssige Arbeitstemperaturbe-reich muss das Intervall von 0 C bis 80 C umfas-sen. Die Arbeitstemperatur kann en