CH654523A5

CH654523A5 - C-rahmen-presse.

Info

Publication number: CH654523A5
Application number: CH1290/82A
Authority: CH
Inventors: Nobuyoshi Maeda; Hideo Itakura; Takashi Yagi
Original assignee: Aida Eng Ltd
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1982-03-03
Publication date: 1986-02-28
Also published as: FR2518453B1; FR2518453A1; IT8220447A0; JPS58103996A; IT1151859B; DE3208018A1; US4434646A

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse, deren Rahmen eiförmig ausgebildet ist und deren Schieber mittels eines Kniehebelmechanismus angetrieben wird, insbesondere eine Presse, wie sie zum Kaltschmieden verwendbar ist.

Dadurch, dass eine C-Rahmen-Presse an ihrer Vorderseite offen ist, besitzt sie einen Vorteil gegenüber einer Presse mit geraden Seiten hinsichtlich ihres praktischen Betriebes, weist aber andererseits einen Nachteil auf, indem sie sich unter der Betriebsbelastung verformen kann. Diese Verformung kann in zweierlei Art auftreten: Einmal ist eine horizontale Verformung möglich, welche die Mitte zwischen dem Werkzeug und dem Gesenk verschiebt, welche vorher eingestellt ist, und ausserdem den ebenfalls vorher genau eingestellten Spielraum zwischen den beiden Teilen verändert. Diese Verformungsart wirkt sich nachteilig sowohl auf die Genauigkeit der Arbeitsausführung als auch auf die Haltbarkeit der Gesenke aus. Die andere Verformungsart erfolgt in vertikaler Richtung und bewirkt eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Werkzeug und dem Gesenk. Diese Verformung lässt das Werkzeug sehr rasch auf das Gesenk auftreffen durch die Rückbildung der Deformation, die in dem Rahmen und anderen Teilen erfolgt ist, sobald kein Arbeitsdruck auf das Werkzeug während des Prägevorganges ausgeübt wird, d.h. sobald der eigentliche Prägevorgang vorüber ist, obgleich das Werkzeug sich noch in dem Werkstückmaterial befindet. Diese Erscheinung wirkt sich sehr nachteilig auf die Verwendbarkeit der Gesenke aus.

Zur Vermeidung dieser Erscheinung, welche bei der Verformung des C-Rahmens auftritt, wurde bisher vorgeschlagen, Zugstangen an der Öffnung des Rahmens vorzusehen. Durch diese Massnahme wird die Öffnung des Rahmens von den Zugstangen stabilisiert, welche mittels Schrauben am

Oberteil und am Unterteil des Pressenrahmens verankert sind, so dass eine Verbiegung des Rahmens in entgegengesetzter Richtung zu einer Erweiterung der Öffnung begünstigt wird. Wenn der Rahmen jedoch in Schliessrichtung der Öffnung gezogen wird, treten erhebliche entgegengesetzte Spannungen auf, die ihrerseits weider eine merkliche Verformung in diese Richtung bewirken. Daher bilden diese Zugstangen kein geeignetes Mittel, um die Erscheinung einer Erweiterung der Rahmenöffnung zu vermeiden.

Seir kurzem hat sich die Bearbeitung durch Kaltschmieden weit verbreitet, weil sie hinsichtlich Produktivität und Werkzeugverwendung den Fräs- und Drehverfahren überlegen ist. Weiterhin sind die Fortschritte beim Kaltschmieden sowie den Gesenken hierzu beachtlich, so dass eine steigende Tendenz dahin besteht, Kaltschmieden zur Bearbeitung von Materialien anzuwenden, welche bisher üblicherweise nur durch Fräs- und Drehverfahren bearbeitet wurden.

Kniehebelpressen arbeiten zu Beginn der Hübe rasch, bevor die obere Prägeform an dem Schieber ein Werkstück erreicht, und vermindern ihre Arbeitsgeschwindigkeit während des eigentlichen Bearbeitungsvorganges, wobei die Pressverformung mit geringer Arbeitsgeschwindigkeit erfolgt. Deswegen arbeitet eine Kniehebelpresse wie eine Kurbelpresse, wobei die Motordrehung in geeigneter Weise herabgesetzt wird, und ihre hin- und hergehenden Arbeitsbewegungen erfolgen über einen Kurbelarm in Verbindung mit einem Kniehebelmechanismus, welcher einen Schieber zur Ausführung eines gradlinigen Pressvorganges antreibt.

Bei dieser Art von Pressen wird eine grosse Presskraft nahe des unteren Totpunktes des Kurbelarmes erzielt, wie es beim Schmieden erforderlich ist.

Zweck der Erfindung ist eine Verminderung der Tendenz zur Deformierung der Rahmenöffnung bei einer Presse, deren Schieber durch einen Kniehebelmechanismus angetrieben wird. Gleichzeitig soll hierbei die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert und die Verwendbarkeit der Gesenke verlängert werden, wobei die Vorteile eines C-Rahmens hinsichtlich des Betriebes einer solchen Presse beibehalten werden.

Hierzu ist eine C-Rahmen-Presse der vorstehend beschriebenen Art erfindungsgemäss gekennzeichnet durch in die Arbeitsöffnung des Rahmens zwischen einem Oberteil und einem Unterteil eingepresste Stempel zur Ausübung einer Belastung in vertikaler Richtung und durch einen zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Rahmens hin-und hergehenden Schieber, ferner durch eine Hauptdrehwelle, welche mit einem Schwungrad auf einer zweiten Welle hinter dem Schieber innerhalb des Rahmens in Drehverbindung steht, sowie durch etwa horizontal bis zum oberen Teil des Schiebers führende Kurbelstangen, welche von Exzenterscheiben auf der Hauptdreh welle angetrieben werden, und durch einen Kniehebelmechanismus zwischen dem Schieber und dem Rahmenoberteil, dessen Mittelgelenk über einen Zapfen an den Kurbelstangen angelenkt ist.

Zweckmässige Ausführungsformen einer derartigen C-Rahmen-Presse ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

In den beigefügten Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäss ausgebildeten C-Rahmen-Presse sowie in einem Diagramm die technische Auswirkung der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1A eine Seitenansicht einer erfindungsgemäss ausgebildeten Presse.

Figuren 1B und 1C vergrösserte Ausschnitte der Bereiche B und C in Figur 1A,

Figur 2 einen Vertikalschnitt durch die Presse,

Figur 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Figur 2.

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Figur 2,

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

654 523

Figur 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Figur 3, teilweise gebrochen im Bereich der Werkstückauflage, und

Figur 6 ein Diagramm über das Verhältnis zwischen der Arbeitsbelastung und der Rahmenverformung vor und nach dem Einsetzen von Stempeln in die Rahmenöffnung.

Figur 1 zeigt einen Rahmen 10 der Presse, deren Seitenansicht C-förmig ausgebildet ist. Die Presse ist von der Art, in welcher die Arbeitsöffnung von einem Unterteil 11 und einem Oberteil 12 gebildet wird. Zwischen die äusseren Enden des Unterteiles 11 und des Oberteiles 12 sind nun hohle Stempel 13, welche etwas länger sind als die Abmessung der Rahmenöffnung, mit Kraft parallel zu der Längsrichtung des Rahmens eingepresst. Weil hierbei Kräfte von 1,3 bis 1,5 mal der Pressenkapazität angewandt werden,

wenn die Stempel 13 in den Rahmen eingepresst werden, besteht praktisch keine Möglichkeit, dass diese Stempel während des Pressvorganges herausfallen. Um jedoch den Sitz der Stempel weiterhin zu sichern, sind an den unteren Enden der Stempel 13 äussere Ringschultern 13a vorgesehen und diese hiermit in entsprechende Ausnehmungen im Pressenunterteil 11 eingesetzt. Die oberen Stempelenden besitzen innere Ringschultern 13b und Keile 15 sind zwischen Ausnehmungen 14 am Pressenoberteil 12 und den Ausnehmungen der Stempel 13 eingesetzt.

Da der Rahmen 10 unter der Belastung von 1,3 bis 1,5 mal der Pressenkapazität verformt wird, werden die Stempel 13 durch die Rückbildungskraft des Rahmens frei zusammengedrückt, auch wenn die Presse nicht arbeitet. Trotzdem befindet sich der Rahmen in einem Zustand, in welchem eine Belastung in Dehnungsrichtung vorhanden ist, wenn die Presse nicht arbeitet.

Figur 6 zeigt die Rahmenverformung vor und nach dem Einpressen der Stempel in die Rahmenöffnung. Hierbei zeigt die horizontale Linie die Belastung an, während die vertikale Linie das Ausmass der Verformung des Rahmens angibt. Wenn keine Stempel eingesetzt sind, ist das Ausmass der Verformung bezüglich der Belastung grösser, als wenn diese Stempel eingesetzt sind. Gleichzeitig wird auch der Unterschied in dem Ausmass der Verformung zwischen dem Punkt A, welcher sich nahe dem Ende der Rahmenöffnung befindet, und dem Punkt B, welcher in der Mitte des Schiebers liegt, grösser. Die Folge hiervon ist, dass die eingangs geschilderten Betriebsschäden auftreten.

Wenn andererseits die Stempel vorgesehen sind, ist die Verformung des Rahmens geringer und es besteht auch eine geringere Differenz im Ausmass der Verformung an den Punkten A und B, selbst wenn die Betriebsbelastung erhöht wird. Das Zusammenspiel von Werkzeug und Gesenk sowie der genaue Abstand zwischen ihnen werden nicht verändert, so dass eine genaue Arbeitsweise möglich ist, wie sie beim Kaltschmieden mit C-Rahmen-Pressen erforderlich ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Presse mit einem C-Rahmen wird der Schieber durch einen Kniehebelmechanismus angetrieben. Auf dem Unterteil 11 des Rahmens 10 ist eine Werkstückauflage 20 angeordnet, während sich gegenüber dieser Auflage ein Schieber 21 befindet, der in vertikaler Richtung in Führungsschienen 22 (Figur 3) an dem Rahmen beweglich ist. Der vorerwähnte Mechanismus zum Antrieb des Schiebers 21 befindet sich in einer Maschinenkammer 10a an der Rückseite des Rahmens 10. In dieser Kammer ist der hauptsächlichste Raum hinter der oberen Arbeitsstellung des Schiebers vorgesehen, so dass die Entnahme der Werkstücke und die Inspektion der Maschine leicht durch eine Öffnung 23 erfolgen kann, die sich hinter der Werkstückauflage im unteren Raum der Kammer befindet.

In dem Rahmen 10 ist innerhalb der Maschinenkammer 10a eine Antriebswelle 24 gelagert und ein Schwungrad 25 auf dieser Antriebswelle 24 wird über einen Riemen 27 von einem Hauptantriebsmotor 26 angetrieben. Eine Kupplungsbremse 28 (Figur 3) ist zwischen der Antriebswelle 24 und dem Schwungrad 25 angeordnet und wird mittels Pressluft von einer nicht dargestellten Pressluftzufuhr betätigt.

In dem Rahmen 10 ist ferner eine Hauptdrehwelle 29 parallel zu der Antriebswelle 24 gelagert. Die Umdrehung der Antriebswelle 24 wird auf die Hauptdrehwelle 29 mittels eines Ritzels 30 auf der Antriebswelle 24 und einem Zahnrad 31 auf der Hauptdrehwelle 29 übertragen. Zwei Exzenterscheiben 32 sitzen auf der Hauptdrehwelle 29 beiderseits des Zahnrades 31. Kurbelstangen 33 gehen von der Maschinenkammer 10a bis über den oberen Teil des Schiebers 21 und werden von den beiden Exzenterscheiben 32 zu einer hin-und hergehenden Schwingbewegung angetrieben.

Im Oberteil 12 des Rahmens 10 ist eine weitere Welle 34 parallel zu der Hauptdrehwelle 29 angeordnet. Ein oberer Hebelarm 35 sitzt drehbar auf dieser oberen Welle 34, während ein unterer Hebelarm 36 in gleicher Weise an dem Schieber 21 an einem Verbindungszapfen 37 angelenkt ist. Diese beiden Hebelarme 35 und 36 sind nach Art eines Kniehebels an einem gemeinsamen Zapfen 38 angelenkt, an welchem seinerseits wieder die beiden Kurbelstangen 33 angreifen. Wenn die Exzenterscheiben 32 durch Drehung der Hauptdrehwelle 29 sich drehen, führen die Kurbelstangen 33 eine hin- und hergehende Bewegung in Längsrichtung aus und der Schieber 21 bewegt sich auf und ab durch die Bewegung des Kniehebelmechanismus, dessen oberer und unterer Hebelarm 35 und 36 an den Kurbelstangen 33 angelenkt sind.

Ein Schneckenrad 39 sitzt zwischen der oberen Welle 34 und dem oberen Hebelarm 35 und ein exzentrischer Abschnitt 40 an dem Schneckenrad 39 wirkt auf den oberen Hebelarm 35. Das Schneckenrad 39 sitzt konzentrisch auf der oberen Welle 34. Eine Gewindeschnecke 41 im Rahmenoberteil 11 steht in Eingriff mit dem Schneckenrad 39 und wird von einem Motor 42 auf dem Rahmen 10 verdreht, so dass die Lage des Drehpunktes des oberen Hebelarmes 35 durch Verdrehung der Gewindeschnecke 41 über den exzentrischen Abschnitt 40 verstellbar ist, womit die Lage des Schiebers 21 am unteren Totpunkt eingestellt werden kann.

Nach Figur 4 ist eine Ausgleichseinrichtung 43 vorgesehen, welche den Schieber 21 an beiden Seiten nach oben drückt. In der Zeichnung ist nur der linke Teil dieser Ausgleichseinrichtung dargestellt. Diese Ausgleichseinrichtung besteht aus einem Stössel 45, welcher von einer Feder 44 nach oben gedrückt wird und in einer hohlen Führungshülse 46 am Rahmen geführt ist. Eine Verbindungsplatte 47 des Schiebers 21 ist mit dem Stössel 45 durch eine Nut 48 verbunden, welche sich in Längsrichtung der Führungshülse 46 erstreckt.

Der Stössel 45 trifft nicht auf eine Auswerfstange 49 unter der Führungshülse 46, sondern wird über der Auswerfstange 49 gehalten, während die Führungshülse 46 gleichzeitig eine Berührung des Stössels 45 durch eine Bedienungsperson verhindert, denn dieser Stössel 45 bewegt sich mit dem Schieber 21 auf und ab.

Unter Verwendung des Hohlraumes innerhalb des Stempels in der Öffnung des Rahmens ist weiterhin eine Belastungsmesseinrichtung vorgesehen. Hierzu geht eine Taststange 50 durch den Rahmen 10 und den Stempel 13, deren unteres Ende am Rahmen befestigt ist, während sich ihr freies oberes Ende in Kontakt mit einem Fühlorgan eines Belastungsmesser 51 befindet. Dieses Messgerät dient zur Messung der Veränderung der Lage des Oberteiles des Rahmens gegenüber der oberen Fläche der Taststange 50, d.h. das Ausmass der Dehnung des Rahmens, wenn auf den Schieber 21 eine Belastung ausgeübt wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

654 523

4

Bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Presse ist ferner eine Auswerfeinrichtung vorgesehen. Hierzu ist eine Haltescheibe 52 (Figur 5) auf das eine Ende der Hauptdrehwelle 29 drehfest aufgesetzt und eine Nocke 53 wird von dieser Haltescheibe in der Weise gehalten, dass sie in ihrer Drehlage veränderbar ist. Ein Doppelhebel 55 mit einer Nockentastrolle 54 für die Nocke 53 sitzt drehbar auf der Antriebswelle 24. Das andere Ende des Doppelhebels 55 gegenüber der Nockentastrolle 54 erstreckt sich in dem Rahmen 10 nach unten und ist mittels eines Zapfens 57 an einer Schubstange 56 angelenkt, deren Ende bis in den unteren Teil des Rahmenunterteiles 11 reicht.

Das andere Ende dieser Schubstange 56 ist mit einem Druckluftzylinder 58 an dem Rahmen verbunden, während das Schubstangenende im unteren Teil des Rahmenunterteiles 11 mittels eines Zapfens 61 an einem Hebelarm 60 angelenkt ist. Dieser Hebelarm 60 sitzt auf einer Welle 59, die drehbar in dem Rahmen 10 gelagert ist. Ein weiterer Hebelarm 52 auf dieser Welle 59 ist mittels eines Zapfens 64 an einem Auswerfstössel 63 angelenkt. In zeitlicher Abstimmung mit der Drehung der Hauptantriebswelle 24 bewegt sich der Auswerfstössel 63 gegenüber dem Gesenk in der Werkstückauflage 20 auf und ab, so dass die Werkstücke ausgeworfen werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Presse gemäss der Erfindung wird die Lage des unteren Totpunktes des Schiebers 21 durch Antrieb des Motors 42 bestimmt. Der eigentliche Pressvorgang erfolgt durch Drehung des Schwungrades 25 mittels des Hauptantriebsmotors 26, dessen Drehung bei dem Signal zum Beginn des Arbeitsvorganges von dem Ritzel 30 auf das Zahnrad 31 und über die Kupplungsbremse 28 auf die Exzenterscheiben 32 übertragen wird, welche die Kurbelstangen 33 und schliesslich den Schieber 21 über den Kniehebelmechanismus mit dem oberen Hebelarm 35 und dem unteren Hebelarm 36 zu einer Auf- und Abbewegung antreiben.

Da der Rahmen in seiner Öffnung sich nur ganz gering weiten kann und gleichzeitig der Schieber durch einen Kniehebelmechanismus angetrieben wird, ist die erfindungsgemäss ausgebildete Presse besonders geeignet zum Kaltschmieden und Prägen usw., wobei die ausgezeichneten Arbeitseigenschaften beibehalten werden, wie sie für C-Rahmen-Pressen charakteristisch sind.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 Blatt Zeichnungen

Claims

654 523 PATENTANSPRÜCHE

1. C-'Rahmen-Presse, gekennzeichnet durch in die Arbeitsöffnung des Rahmens (10) zwischen einem Oberteil (12) und einem Unterteil (11) eingepresste Stempel (13) zur Ausübung einer Belastung in vertikaler Richtung und durch einen zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Rahmens hin-und hergehenden Schieber (21), ferner durch eine Hauptdrehwelle (29), welche mit einem Schwungrad (25) auf einer zweiten Welle (24) hinter dem Schieber innerhalb des Rahmens in Drehverbindung steht, sowie durch etwa horizontal bis zum oberen Teil des Schiebers führende Kurbelstangen (33), welche von Exzenterscheiben (32) auf der Hauptdrehwelle angetrieben werden, und durch einen Kniehebelmechanismus (34 bis 38) zwischen dem Schieber und dem Rahmenoberteil, dessen Mittelgelenk über einen Zapfen (38) an den Kurbelstangen angelenkt ist.

2. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch säulenförmige Stempel (13) mit etwas grösserer Länge als die Abmessung der Rahmenöffnung an ihren beiden Enden.

3. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch hohle Stempel (13), deren unteres Ende mit einer äusseren Ringschulter (13a) in einer Ausnehmung des Rahmenunterteiles (11) sitzt, während ihr oberes Ende mit einer inneren Ringschulter (13b) versehen und ein Keil (15) zwischen diesem oberen Stempelende und dem Rahmenoberteil (12) eingesetzt ist.

4. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10) mit einer Maschinenkammer (10a) hinter dem Schieber (21), deren Hauptteil sich hinter der oberen Arbeitsstellung des Schiebers befindet, und mit einer Öffnung (23) hinter der Werkstückauflage (20).