<Desc/Clms Page number 1>
Presse zum Verformen von Werkstücken aus Metall
Die Erfindung betrifft eine Pressenbauart, die gewöhnlich als Kaltstaucher verhältnismässig leichter Ausführung bezeichnet wird. Bei dieser Art von Pressen werden Greifbacken oder-gesenke verwendet, die in eine und aus einer Werkstlickhaltestellung hin-und herbeweglich sind, sowie hin-und herbewegliche
Werkzeuge, welche am Werkstück eine Arbeit ausführen, während dieses durch die Gesenke gehalten wird.
Gewöhnlich wird bei solchen Pressen eine einzige Kurbel in Verbindung mit einem grossen schweren und langsam laufenden Schwungrad verwendet, u. zw. sowohl für die Hin- und Herbewegung der Werkzeuge als auch für das Öffnen und Schliessen der Gesenke oder Backen, Ein verhältnismässig schweres, genau be- arbeitetes und teueres Hebelgestänge ist zur Kraftübertragung von der Kurbel um Ecken herum zur Hin- und Herbewegung der Gesenke erforderlich, die sich gewöhnlich in Bahnen bewegen, die zu den Bewe- gungsbahnen der Werkzeuge quer verlaufen. Dieses Gestänge und die zugehörigen Bauelemente erfordern eine kostspielige Wartung, um es in einem Zustand zur genauen Bewegungssteuerung der Gesenke zu halten.
Ziel der Erfindung ist'die Schaffung eines vereinfachten Pressenaufbaus, der verhältnismässig niedrige Kosten verursacht und über lange Zeiträume bei geringster Wartung betriebsfähig ist.
Die Presse zum Verformen von Werkstücken aus Metall weist gemäss der Erfindung in ihrem Gestell zum Halten eines Werkstückes zwei Backen auf, von welchen die eine Backe auf einer Bahn in bezug zur andern Backe von und zu einer Werkstückhaltestellung verschiebbar ist, und im Gestell zwei um parallele Wellen rotierende Kurbeltriebe gelagert sind, deren Kurbelarme quer zur Bewegungsrichtung der verschiebbaren Backe im zeitlichen Abstand bewegbar sind, wobei der eine Kurbelarm bei seiner Bewegung gegen die Backen im Zusammenwirken mit keilförmigen Elementen die bewegliche Backe in die Werk- stückhaltestellung verschiebt und in dieser während einer Zeit sichert, in der der andere mit einem Werkzeugträger verbundene Kurbelarm das Werkzeug zur Ausführung der Verformung gegen das Werkstück bewegt.
Diese Presse ist praktisch frei von einer exzentrischen Kräfteausübung, um ein Verziehen der Pressenbauteile in einem wesentlichen Ausmass zu vermeiden. Der Tragrahmen besteht gemäss der Erfindung lediglich aus zwei im Abstand angeordneten Blöcken aus Metall, welche an den Innenwänden ebene Flächen aufweisen, die im gleitenden Eingriff mit den Seitenflächen der verschiebbaren Backe stehen. Die Kurbeln, Kurbelarme, Werkzeuge und Gesenke sind zwischen den Blöcken gelagert und die Blöcke bilden Führungsflächen für das bewegliche Gesenk und den Werkzeughalter.
Die verschiebbare Backe ist in ihrer Werkstückhaltestellung durch einen elastischen Körper aus Gummi abgestützt und die Führungen für diese Backe und den Werkzeughalter haben ein geringfügiges seitliches Spiel, um die Selbsteinstellung der verschiebbaren Backe und der Werkzeuge in ihren richtigen Stellungen mit Bezug auf das Werkstück zu erleichtern.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 eine schaubildliche Gesamtansicht einer erfindungsgemässen Presse ; Fig. 2 in vergrössertem Massstab eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 ; Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 in einem etwas kleinerem Massstab ; Fig. 4 eine Teilansicht der Maschine von vorne ; Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4 ; Fig. 6 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche je-
<Desc/Clms Page number 2>
doch die Teile in einer andern Stellung zeigt ; Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6 ;
Fig. 8 eine Teilansicht von der Seite eines hinteren Teils der Presse, wobei Teile weggebrochen und in
Durchsicht dargestellt sind, um den Aufbau zu zeigen ;
Fig. 9 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 8 ; Fig. 10 einen Aufriss, welcher die auf den Kurbelwellen an der einen Seite der Maschinen ange- ordneten Steuernocken zeigt ; Fig. 11 einen Aufriss, welcher die auf den Kurbelwellen an der andern Seite der Maschine angeordneten Steuernocken zeigt.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Presse allgemein mit 20 bezeichnet, welche ein Unterge- stell 22 aufweist, an dem zwei Metallplatten oder -blöcke 24 und 26 durch verschraubte Nasen 28,29, 30 (Fig. 9) und 31 (Fig. 1) befestigt sind. Die Blöcke sind in einem im wesentlichen parallelen Abstand von- einander durch verschraubte Abstandsstücke 32,34 und 36 (Fig. 3,6, 9) am mittleren und am hinteren
Teil der Blöcke und durch T-förmige Platten 38 und 40 in der Nähe des vorderen Endes der Presse ge- sichert, welche mit den Blöcken bei 42 - 48 so verschraubt sind, dass ihre Schaftteile 50 und 52 sich so zwischen den Platten erstrecken, dass sie Abstandsstücke bilden. Die Blöcke 24 und 26 bilden den Rahmen für die arbeitenden Teile der Presse.
Zwischen den Blöcken 24 und 26 sind in der Nähe des vorderen Endes der Presse zwei Backen oder Ge- senke 54 und 56 angeordnet. Die Backe 54 ist am Abstandsstück 52 durch Bolzen 58 (Fig. 3) verankert und und gegen den Angriff eines Stempels oder Werkzeugs T durch eine Schiene 60 abgestützt, die eine be- arbeitete Fläche 61 aufweist und mit der Vorderseite. der Rahmenblöcke bei 62 verschraubt ist. Zwischen der Backe 54 und dem Abstandsstück 52 kann ein Abstandsstück 64 angeordnet werden.
Die Backe 56 ist in senkrechter Richtung zwischen den Blöcken 24 und 26 in die und aus der Werk- stückhaltestellung mit der feststehenden Backe 54 gleitend beweglich. Die untere Backe ist durch eine zusammengedrückte Feder 66 nach unten und vorne belastet, welche gegen einen durch eine Schraub- drehung verstellbaren Flansch 68 wirkt, der durch eine Mutter 70 abgestützt ist, welche auf einen Bolzen
72 aufgeschraubt ist, der gleitend durch einen Zapfen 74 an einem vorspringenden Teil 76 der T-förmigen
Platte 38 geführt ist, wobei der Bolzen ein Verlängerungsstück 78 aufweist, das in einer Ausnehmung in der Backe 56 durch einen Bolzen 80 gelenkig befestigt ist, welcher mit einem Kopf 81 (Fig. 4) ausgebil- det ist, der gegen eine Seitenfläche des Verlängerungsstückes für einen nachstehend noch näher beschriebenen Zweck anliegt.
Die Feder 66 stützt sich gegen ein Flanschelement 82 ab, das gegen den vorsprin- genden Teil bzw. die Halterung 76 anliegt. Eine angeschraubte Platte 84 hält die Backe 56 gegen die nach vorne gerichtete Belastung durch die Feder 60 und weist einen Schlitz 86 auf, durch welchen sich die Verlängerung 78 erstreckt.
Die Blöcke 24 und 26 haben nach innen gerichtete flache ebene Flächen 88 und 90, die bearbeitet sind, so dass sie Lagerflächen zur Führung der Bewegung der Backe 56 bilden. Die Backe 56 weist flache ebene bearbeitete seitliche Lagerflächen 91 und 92 auf und trägt einen Bronzeknopf 93, der gegen die Blockfläche 91 unter der Wirkung einer Schraubenfeder 95 anliegt, welche sich gegen den Bolzenkopf 81 abstützt und durch die aneinander anliegenden Flächen des Bolzenkopfes, des Verlängerungsstückes 78 und der Backe 56 letztere gegen die bearbeiteten Flächen 88 zur richtigen Einstellung mit Bezug auf die Backe 54 - und die Werkzeuge T hält. Ferner weist die Backe 56 eine bearbeitete Endfläche 94 auf, die gleitend gegen eine bearbeitete Lagerfläche 96 der Halteplatte 84 anliegt.
Die Führungsflächen 88,90 und 96 halten die Backe 56 auf einer geradlinigen Bahn bei ihrer Bewegung zur Backe 54 bzw. von dieser weg. Zwischen den Seitenflächen 92 der Backe und den Führungsflächen 88 und 90 ist ein geringes Spiel vorgesehen, um eine seitliche Selbsteinstellung der Backe beim Aufsetzen ihrer Gesenkausnehmungen 98 (Fig. 4) auf ein Werkstück W zu erleichtern.
Zwischen den Blöcken 24 und 26 arbeiten zwei Kurbeln 100 und 102 mit Wellenteilen 101 und 103, welche in Öffnungen 104,106, 108 und 110 in den Blöcken (Fig. 2) mittels geeigneten Lagern gelagert sind. Die Kurbeln werden durch einen Elektromotor 112 im Untergestell 22 über einen Riemen 114 angetrieben, der ein verhältnismässig kleines schnellaufendes Schwungrad 116 von geringem Gewicht antreibt, dessen Welle 118 in Öffnungen 120 und 122 in den Blöcken 24 und 26 gelagert ist. Die Welle 118 treibt die Kurbeln über ein Untersetzungsgetriebe an, das durch ein Ritzel 124 auf dieser Welle, welches mit grösseren Zahnrädern 126 und 128 auf den beiden Kurbelwellen in Eingriff steht, gebildet wird. Das Getriebe befindet sich an der Aussenseite des Blockes 26 und ist durch einen Deckel 129 geschützt.
Auf der Kurbel 100 ist ein Kurbelarm 130 befestigt, an dessen freiem Ende 132 zwei Rollen 134 und 136 gelagert sind, die für das Zusammenwirken mit konvergierenden Flächen 138 und 140 bestimmt sind, welche an einer Lastaufnahmeschiene 142 bzw. an der Backe 56 vorgesehen sind. Die Flächen 138 und 140 sind zur Bewegungsbahn der Backe 56 geneigt, so dass, wenn die Rollen zwischen sie eingeschoben werden, die Backe 56 in die Werkstückhaltestellung mit Bezug auf die Backe 54 bewegt wird. Die Backe und die
<Desc/Clms Page number 3>
Schiene weisen im wesentlichen ebene Flächen 144 und 146 auf, die sich annähernd senkrecht zur Bahn der Backe 56 erstrecken und gegen die die Rollen während einer Verweilperiode anliegen, während wel- cher das Werkzeug T auf das Werkstück W arbeitet.
Die Backe 56 ist ferner mit einem Flächenteil 147 anschliessend an die geneigte Fläche 140 ausgebildet, gegen die sich die Rolle 136 abstützt, wenn sich die Backen in der in Fig. 6 gezeigten Offenstellung befinden. Die Schiene 142 ist mit ihrem einen Ende
148 zwischen den Blöcken 24 und 26 schwenkbar gelagert, während ihr freies Ende 150, gegen das die
Rolle 134 anliegt, elastisch durch eine Feder 152 abgestützt ist, die zweckmässig aus einem Gummi- schichtkörper 154 besteht, welcher im vorgespannten zusammengedrückten Zustand zwischen zwei Plat- ten 155 und 156 durch Bolzen 157 gehalten wird, die an den Blöcken 24 und 26 verankert sind und auf die
Verstellmuttern 158 aufgeschraubt sind.
Das freie Schienenende 150 ist mit einer abgerundeten Fläche
160 versehen, die auf dem Ende 162 einer senkrecht verstellbaren Stange 164 aufliegt, welche in eine
Hülse 166 eingeschraubt ist, die von der Platte 156 nach unten absteht und sich durch Mittelöffnungen im
Gummikörper 154 und in der Platte 155 erstreckt.
Ein Kurbelarm 168 verbindet die Kurbel 102 mit einer Aufnahme 170 für das Werkzeug T. Die Werk- zeugaufnahme ruht gleitbar auf L-förmigen Führungen 172 auf, die mit den Blöcken 24 und 26 so ver- schraubt sind, dass ihre Schenkel in Ausnehmungen in den Blöcken, wie in Fig. 7 gezeigt, abgestützt sind.
Zwei weitere L-förmige Führungen 174 haben Gleitberührung mit der Oberseite 176 der Werkzeugaufnah- me 170, wobei die Schenkel 178 dieser Führungen sich in Längsrichtung komplementär zu den sich verjün- genden oberen Wänden 180 von Ausnehmungen in den Blöcken 24 und 26 verjüngen, in welche sich die
Schenkel 178 erstrecken. Die Führungen 174 werden durch Bolzen 182 verstellbar in ihrer Lage gehalten, die sich durch Klemmplatten 184 und Schlitze 186 in den Führungen erstrecken, welche parallel zu den
Flächen 180 der Ausnehmungen geneigt sind. Bei einer solchen Anordnung können die oberen Führungen
174 senkrecht in gleitender Auflage auf der Werkzeugaufnahme 170 dadurch verstellt werden, dass die obe- ren Führungen in Längsrichtung verschoben und dann die Bolzen 182 festgezogen werden.
Die Werkzeugaufnahme bzw. der Schlitten 170 weist flache ebene bearbeitete seitliche Lagerflächen
188 auf, welche gleitbar an nach innen gerichteten flachen ebenen bearbeiteten Flächen 190 und 192 der Blöcke 24 und 26 anliegen. Vorzugsweise ist ein geringes Spiel zwischen den Block- und Schlitten flächen und zwischen den Führungen und dem Schlitten vorgesehen, um eine geringfügige seitliche und senkrechte Selbsteinstellung des Werkzeuges T in Ausfluchtung mit dem Werkstück W während des Arbeitshubes des Werkzeuges zu erleichtern.
Die dargestellte besondere Presse ist zur Ausführung von Arbeit in zwei Stufen an den Enden von rohrförmigen Werkstücken geeignet, welche seitlich durch die Maschine durch Stirnöffnungen 194 in den Blöcken 24 und 26 zugeführt werden. Die Gesenke 54 und 56 weisen zwei Gesenköffnungen auf und die Werkzeugaufnahme 170 trägt zwei Werkzeuge T nebeneinander zur Ausführung der Arbeit, obwohl in den Aufrisszeichnungen nur ein einziges Werkzeug sichtbar ist. Die nicht gezeigte Werkstückzuführungseinrichtung kann vorteilhaft mit Hilfe von Nocken 196 - 202 gesteuert werden, welche unmittelbar auf den Kurbelwellen angeordnet sind und von denen einige Kippschalter 204 betätigen können, während andere mit mechanischen Steuerorganen, wie bei 206 gezeigt, zusammenwirken können.
Im Betrieb werden, wenn der Motor 112 in Betrieb gesetzt wird, die Kurbeln 100 und 102 in zeitlich gesteuertem Verhältnis in Drehung versetzt. Bei der dargestellten Maschine werden die Kurbeln gemeinsam durch das Getriebe 124 - 128 angetrieben, so dass sie gleichzeitig die Arme 130 und 168hinund herbewegen. Die Backe 56 wird zwischen der Werkstückhaltestellung der Fig. 3 und ihrer zurückgezogenen Stellung in Fig. 6 hin-und herbewegt, während die Werkzeuge T zwischen ihrer Arbeitsstellung in Fig. 3 und in ihrer zurückgezogenen Stellung in Fig. 6 hin-und herbewegt werden. Essei angenommen, dass sich die Kurbeln, gesehen in Fig. 3 und 6, im Gegenzeigersinn drehen.
In der in Fig. 6 gezeigten voll zurückgezogenen Stellung des Kurbelarms 130 liegt die Rolle 136 eng benachbart der geneigten Fläche 140 an der Backe 56 an und befindet sich die letztere in ihrer unteren Endstellung. Wenn sich die Kurbel 100 dreht, wird der Arm 130, gesehen in Fig. 6, nach links vorbewegt und läuft die Rolle 136 auf die Flächen 140 auf, so dass die Backe 56 durch eine Keilwirkung entgegen der Kraft der Feder 66 nach oben gedrückt wird. Die Rolle 134 rollt auf der Schiene 142 auf die geneigte Fläche 138, um die Backe 56 noch weiter anzuheben, welche ihre Werkstückhaltestellung in Fig. 3 erreicht, während sich die Rollen immer noch auf den geneigten Flächen abstützen, Schliesslich verlassen die Rollen die geneigten Flächen und kommen an den waagrechten Flächen 144 und 146 zur Anlage.
Im letzten Teil der Vorwärtsbewegung der Rollen zwischen den geneigten Flächen wird das freie Ende 150 der Schiene 142 entgegen der Wirkung der Gummifeder 154 nach unten gedrückt, wie in Fig. 3 durch die tiefere Lage der Platte 156 übertrieben dargestellt ist. Das freie Ende des Armes 130 wird durch den freien
<Desc/Clms Page number 4>
Endteil der Schiene 142 abgestützt, der seinerseits elastisch durch die Gummifeder 154 abgestützt ist.
Bei dieser Anordnung ist die Backe 56 elastisch durch die Gummifeder 154 abgestützt, so dass sie sich in senkrechter Richtung an die Durchmessertoleranzen der Werkstücke W anpassen kann. Jeder senkrechte
Verschleiss an den Teilen wird durch die Feder 154 aufgenommen. Falls die Zuführungseinrichtung für die
Werkstücke W insofern nicht einwandfrei arbeitet, dass eine mangelhafte Ausrichtung der Werkstücke mit den Gesenköffnungen 98 eintritt, wird die Backe 56 soweit es möglich ist gegen das eingeklemmte Werk- stück angehoben und sodann das freie Ende 150 der Schiene 142 einfach gegen die nachgiebige Feder 154 nach unten gedrückt. Auf diese Weise wird ein Bruch oder eine Beschädigung der Gesenke auf ein Mindest- mass herabgesetzt oder ausgeschaltet.
Wenn sich die Kurbel 100 um weitere 1800 dreht, werden der Arm 130 und die Rollen 134 und 136 zwischen die geneigten Flächen 138 und 140 zurückgezogen, so dass die Backe 56 durch die Feder 166 in die in Fig. 6 gezeigte : Offenstellung nach unten gezogen werden kann. Während der Hin- und Herbewe- gung der Backe 56 gleitet der Zugbolzen 72 in seiner Längsrichtung durch seine schwenkbare Lagerung 74 und wird er, wie durch die voll ausgezogen und strichpunktiert gezeichneten Stellungen der Teile in Fig. 5 angegeben, verschwenkt.
Das freie Ende des Arms 130 wird der Bewegung der Kurbel 100 folgend wechselweise, gesehen in
Fig. 3 und 6, im Uhrzeigersinn und im Gegenzeigersinn verschwenkt. Die Rollen 134 und 136 sind so ge- lagert, dass sie nicht aneinander anliegen, um eine Reibungssperrung zwischen den Rollen und den Flä- chen 144 und 146 auszuschliessen, die dazu führen kann, dass die Rollen 136 eine Hebelwirkung auf die Backe 56 ausübt, um sie von der Führungsfläche 96 wegzubewegen, wenn die Kurbel 100 aus der in Fig. 3 gezeigten in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gedreht wird.
Durch die Drehung der Kurbel 102 werden der Arm 168, der Schlitten 170 und die Werkzeuge T zwischen der in Fig. 6 gezeigten zurückgezogenen Stellung und der in Fig. 3 dargestellten vorgeschobenen
Arbeitsstellung hin-und herbewegt. Die Backe 56 erreicht ihre Schliessstellung, bevor das Werkzeug T seine Arbeitsstellung erreicht und die Rollen 134 und 136 bleiben in Anlage an den waagrechten Flächen 144 und 146 während einer Verweilperiode, während welcher das Werkzeug T über den Bereich bewegt wird, in welchem es Arbeit am Werkstück W ausführt.
Die Backe 56 ist zwischen den Blöcken 24 und 26 schwimmend befestigt, so dass keine Schwalbenschwanzführungen od. dgl. vorgesehen sind, welche sie in ihrer Stellung verankern oder ihre Bewegungbahn begrenzen. Die Backe arbeitet gegen breite flache Lagerflächen 88,90 und 96, hat mit den Blockflächen 88 und 90 ein Spiel und ist gegen die Flächen 88 und 96 durch die Federn 95 und 66 elastisch belastet. Bei dieser Anordnung findet ein geringstmöglicher Verschleiss an den Lagerflächen statt und kann sich die Backe zur Selbsteinstellung mit Bezug auf die Werkstücke W verschieben, so dass ein geringstmöglicher Verschleiss an den Gesenköffnungen 98 erhalten wird. Die Kraft der Kurbel 100 wird auf die Backe 56 durch Rollen und geneigte Flächen übertragen, die relativ frei von Verschleiss sind.
Die Werkzeugaufnahme 170 arbeitet mit Spiel zwischen relativ verschleissfreien, breiten, flachen Lagerflächen 190 und 192 an den Blöcken 24 und 26 sowie mit Spiel zwischen den verstellbaren waagrechten Führungen 172 und 174, so dass der Schlitten und die Werkzeuge T in Anpassung an die Toleranzen der Werkstücke W schwimmen oder sich seitlich verschieben können, wodurch der Verschleiss weiter auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Die Übergangsstelle der Backenflächen 140 und 146 ist der senkrechten Mittellinie der Backen 54 und 56 benachbart, so dass bei der endgültigen Schliessbewegung der Backe 56, bei welcher die grösste Kraft erforderlich ist, kein wesentliches Verwindungsmoment auf die Backe wirksam wird und für praktische Zwecke die Schliesskraft gleichmässig und symmetrisch ausgeübt wird. Der Arm 130 übt Kraft längs seiner eigenen Achse im wesentlichen symmetrisch auf die Backe 56 und auf das Ende 130 der Schiene 142 aus.
In ähnlicher Weise übt der Schlitten 170 Arbeitskräfte im wesentlichen symmetrisch zu den Gesenkbacken 54, 56 aus, welche durch die Blöcke 24 und 26 fest verankert und abgestützt sind. Die Gegenkräfte der Kurbeln 100 und 102 werden ebenfalls durch die Blöcke aufgenommen.
Daher ist, im Gegensatz zu einer Vorrichtung, bei welcher ein System von Hebeln, Winkelhebeln od. dgl. zur Kraftübertragung auf die Gesenke, Backen oder Werkzeuge verwendet wird, die erfindungsgemässe Presse frei von exzentrischer Kräfteausübung, welche eine Verwindung der Bauelemente der Presse (mit Ausnahme der verschiedenen Federn) in irgendeinem wesentlichen Ausmass verursachen könnte.
Für den Betrieb der-Presse ist eine verhältnismässig geringe Leistung erforderlich. Es wurde im tatsächlichen Betrieb festgestellt, dass ein Elektromotor 112 mit etwa 3 PS mehr als ausreichend ist. Die beweglichen Teile der Presse sind verhältnismässig einfach-und billig in der Herstellung. Im praktischen Gebrauch arbeitet die Presse über lange Zeiträume mit'geringer oder keiner Wartung.