Anwendungsgebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine kompakte Feinschneidpresse zum Herstellen von Feinschneidteilen aus einem Metallstreifen.
Stand der Technik
[0002] Nach dem Stand der Technik besteht ein Feinschneidwerkzeug im Wesentlichen aus einem oberen Werkzeugteil und einem unteren Werkzeugteil. Das obere Werkzeugteil weist eine rückläufige Ringzackenplatte mit einer Ringzacke auf, welche einen feststehenden Schneidstempel umfängt. Dem Schneidstempel gegenüber ist im unteren Werkzeugteil ein nachgiebiger Auswerfer (Gegenhalter) zugeordnet, der wiederum von einer feststehenden Schneidplatte umfangen ist. Das Feinschneidwerkzeug mit oberem und unterem Werkzeugteil wird an den Werkzeugaufspannplatten befestigt.
[0003] Aus der DE 10 005 023 C2 ist eine Feinschneidpresse bekannt, bei der das verdrängte Druckmittel aus dem Ringzacken- und Gegenhalterzylinder in Kompensationszylinder umgeschichtet wird; diese sind, wie die Arbeitszylinder, zwischen Stössel und unterem Joch angeordnet und vergrössern die Wirkfläche der Arbeitszylinder um die Wirkflächen der Ringzacken- und Gegenhalterzylinder. Für den Ringzackenzylinder sind vier und für den Gegenhalterzylinder zwei Kompensationszylinder vorgesehen, das heisst, die Arbeitskraft wird von sechs Kompensationszylindern und zwei Arbeitszylindern aufgebracht. Nachteilig bei dieser Feinschneidpresse sind die vielen doppelt beaufschlagten Hydraulikzylinder. Ein weiterer Nachteil ergibt sich, wenn beim Zustellhub allen Kompensationszylindern Druckmittel zugeführt wird.
Um die Schneidkraft durch den Ringzacken- und Gegenhalterzylinder nicht zu mindern, werden in dieser Feinschneidpresse sechs zusätzliche Kompensationszylinder integriert. Der grosse mechanische und hydraulische Aufwand macht eine Feinschneidpresse dieser Bauart störanfällig und teuer.
[0004] Aus der DE 19 642 635 A1 ist eine weitere Feinschneidpresse bekannt, bei der der Stössel mit einer Traverse über Führungssäulen verbunden ist, die Traverse befindet sich oberhalb des Maschinenständers. In der Traverse ist ein vorgespannter doppeltbeaufschlagter Ringzackenzylinder integriert, der während des Zustellhubs Druckmittel vom unteren in den oberen Zylinderraum umschichtet. Nachteilig bei dieser Feinschneidpresse sind die beim Zustellhub zu bewegenden erheblichen Massen (Stössel und Traverse) und die Druckmittelumschichtung, zusätzlich muss der Ringzackenzylinderhub um den Zustellhub vergrössert werden.
Aufgabe der Erfindung
[0005] Angesichts der bisherigen Nachteile im Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache, energieeffiziente Feinschneidpresse zu schaffen, bei der die Schneidkraft nicht durch die Ringzacken- und Gegenhalterkraft gemindert wird.
Übersicht über die Erfindung
[0006] Das Wesen der erfindungsgemässen Feinschneidpresse ist in den Ansprüchen 1, 3 und 4 definiert.
[0007] Bei diesem Pressenkonzept wird nach dem Zustellhub der Stössel mit der Traverse verriegelt, die Arbeitszylinder, die in der Traverse integriert sind, bewegen beim Arbeitshub den Stössel mit der Traverse synchron nach oben, hierdurch kann der Ringzackenzylinder als Kurzhubzylinder ausgebildet werden, die Arbeitskraft des Arbeitszylinders wird durch die Ringzackenkraft nicht gemindert. Der Gegenhalterzylinder ist im unteren Maschinenständer integriert, nach dem Zustellhub drückt er das auszuschneidende Werkstück über Druckbolzen gegen den Obergurt und führt während des Arbeitshubs keinen Hub aus. Auch die Gegenhalterkraft mindert nicht die Arbeitskraft.
Feinschneidpressen dieser Bauart haben sehr geringe Kompressionsvolumen, vernichten keine Energie durch Druckmittelverdrängung beim Ringzacken- und Gegenhalterzylinder, der Gesamtwirkungsgrad verbessert sich gegenüber herkömmlichen Pressen.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
[0008] Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>Zwei Darstellungen einer Feinschneidpresse mit kippfreiem Stössel-keilantrieb, (A) in Ausgangsposition (UT) und (B) nach dem Arbeitshub in der oberen Position (OT);
<tb>Fig. 2<sep>wie Fig. 1, der Zustell- und Arbeitshub wird durch Spindelantriebe ausgeführt;
<tb>Fig. 3<sep>wie Fig. 1, der Arbeitshub wird durch druckmittelbetätigte Zylinder ausgeführt, die Verriegelungszylinder haben sehr geringe Kompressionsvolumen, die Ringzackenkraft wird durch einen Keilantrieb erzeugt; und
<tb>Fig. 4<sep>wie Fig. 1, Spindelantrieb für die Keilzustellung, statt Hydraulikzylinder.
Ausführungsbeispiel
[0009] Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.
[0010] Figur 1
Bei der Feinschneidpresse ist oberhalb des Obergurts 1 eine Traverse 40 angeordnet. In dieser Traverse 40 sind die Verriegelungs-, Arbeits-, Ringzacken-, Abstreif- und Entlastungszylinder 4, 8, 12, 11, 42 integriert sowie eine schräge Ebene für den Keil 41, der mit dem Arbeitszylinder 8 den Arbeitshub 10 ausführt. Somit wird der Arbeitshub durch einen kippfreien Keilantrieb ausgeführt. Vier synchron arbeitende Verriegelungszylinder 4 sind in der Traverse 40 angeordnet, ihre Zugstangen 5 durchdringen den Obergurt 1 und sind mit dem Stössel 2 verbunden.
[0011] Der Stössel 2 wird mit dem Anschlag 35 der Zugstangen 5 nach dem Zustellhub 34 mit der Kraft der Verriegelungszylinder 4 gegen die Traverse 40 gezogen und verspannt, sodass der Stössel 2 mit den Zugstangen 5 und der Traverse 40 eine vorgespannte Einheit bildet. Beim Arbeitshub 10 wird durch den Arbeitszylinder 8 der Keil 41 zwischen Traverse 40 und Obergurt 1 um den Hub 9 verschoben, dabei zieht die Traverse 40 über die Verriegelungszylinder 4 und Zugstangen 5 den Stössel 2 um den Arbeitshub 10 nach oben, aussermittige Belastungen können zu keiner Schrägstellung des Stössels 2 führen. Der Ringzackenzylinder 12 ist als Kurzhubzylinder ausgebildet, da beim Arbeitshub 10 sich der Ringzackenzylinder synchron mit dem Stössel 2 und der Traverse 40 bewegt.
Beim Arbeitshub 10 findet keine Druckmittelverdrängung des Ringzackenzylinders 12 statt, wie dies bei herkömmlich bekannten Feinschneidpressen üblich ist. Die Arbeitskraft wird nicht durch die Ringzackenkraft gemindert.
[0012] Der Gegenhalterzylinder 18 drückt während des Arbeitshubs 10 die Druckbolzen 28 und Druckplatte 27 gegen den feststehenden Schneidstempel. Der Gegenhalterzylinder 18 stützt sich während des Arbeitshubs 10 am Maschinenständer 3 ab und führt keine Verdrängerarbeit aus, wie dies bei herkömmlich bekannten Feinschneidpressen üblich ist. Die Arbeitskraft wird nicht durch die Gegenhalterkraft gemindert.
[0013] Der Gegenhalterzylinder 18 führt den Zustellhub 34 aus und hält bei verschlossenem unterem Druckmittelraum den Stössel 2 in der unteren Ausgangsposition (UT).
[0014] Beim Zustellhub 34 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stössel 2 über den Gegenhalterzylinder 18 zunächst im Eilgang und anschliessend mit Tastgeschwindigkeit nach oben gefahren, bis der Festanschlag 35 die Traverse 40 erreicht. Die Verriegelungszylinder 4 werden druckbeaufschlagt, der Stössel 2 mit Zugstangen 5 und Traverse 40 bilden eine vorgespannte Einheit, die auch bei aussermittigen Belastungen parallel bleibt.
[0015] Beim Arbeitshub 10 wird über die Kolbenfläche des Arbeitszylinders 8 ein Keil 41 zwischen Obergurt 1 und Traverse 40 waagerecht verschoben, dabei drückt der Keil 41 die Traverse 40 mit Stössel 2 synchron nach oben. Die Abstreifzylinder 11 sind ständig mit Druckraum 14 an einer Druckmittelquelle angeschlossen und drücken mit der Traverse 40 den Keil 41 gegen den Obergurt 1. Um die Flächen-Pressung zwischen Keil 41, Traverse 40 und Obergurt 1 zu mindern, sind mehrere Entlastungszylinder 42 in der Traverse 40 integriert. Die Entlastungszylinder 42 werden synchron mit den Arbeitszylindern 8 druckbeaufschlagt.
[0016] Mit Beginn des Arbeitshubs 10 dringt die Ringzacke des Werkzeugoberteils 21 in den Stanzstreifen 29 ein und umfängt das auszuschneidende Teil. Nach dem Eindringen der Ringzacke wird das auszuschneidende Werkstück zwischen Stempel und Auswerfer (Gegenhalter) eingespannt. In diesem eingespannten Zustand beginnt nun die Stösselkraft das Werkstück auszuschneiden. Der Ringzackenzylinder 12 ist als Kurzhubzylinder ausgebildet, beim Arbeitshub 10 bewegt sich der Ringzackenzylinder 12 synchron mit dem Stössel 2 und der Traverse 40 nach oben. Die vorgespannten Druckbolzen 23 stützen sich über den Ringzackenzylinder 12 an der Traverse 40 ab. Beim Arbeitshub 10 findet keine Druckmittel Verdrängung des Ringzackenzylinders statt, die Arbeitskraft des Stössels 2 wird nicht durch die Ringzackenkraft gemindert.
Der Arbeitshub 10 wird über den Keilhub 9 am Arbeitszylinder 8 eingestellt.
[0017] Der Gegenhalterzylinder 18 drückt beim Arbeitshub 10 über die Druckbolzen 28 und Druckplatte 27 gegen den feststehenden Schneidstempel. Der Gegenhalterzylinder 18 stützt sich während des Arbeitshubs 10 am Maschinenständer 3 ab und führt keine Verdrängerarbeit aus, die Gegenhalterkraft mindert nicht die Arbeitskraft.
[0018] Nach erfolgtem Schneidvorgang, bei welchem der Schneidstempel das auszuschneidende Werkstück aus dem Streifen ausschneidet und in die Schneidplatte eindrückt, werden die Verriegelungs-, Ringzacken- und Gegenhalterzylinder 4,12,18 druckentlastet. Der Stössel 2 wird über die Rückzugsfläche 20 des Gegenhalterzylinders 18 nach unten gefahren, das Werkzeug wird geöffnet, gleichzeitig wird die Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders 8 druckbeaufschlagt und zieht den Keil 41 um den Hub 9 zurück.
[0019] Während des Stössel- und Keilrückhubs 2,41 wird die Traverse 40 in ihrer oberen Position 10.1 durch den verschlossenen Druckraum 13 des Abstreifzylinders 11 gehalten.
[0020] Um den Stanzstreifen 29 vom Stempel abzustreifen, wird der Druckraum 14 des Abstreifzylinders 11 druckbeaufschlagt, dadurch wird die Traverse 40 nach unten gedrückt, bis sie auf der oberen Seite des Obergurts 1 aufliegt. Gleichzeitig schiebt der Kolben des Ringzackenzylinders 12 die Druckbolzen 23 und die Druckplatte 24 um den Hub 10.2 nach unten, bis die Druckplatte 24 an der Werkzeugaufspannplatte 22 anliegt.
[0021] Die Ausstosszylinder 19 schieben die Druckbolzen 28 mit der Druckplatte 27 um den Hub 10.3 gegen den oberen Festanschlag und drücken dabei das Werkstück aus dem Werkzeug.
[0022] Der Stössel 2 hat seinen unteren Umkehrpunkt (UT) erreicht, der Materialstreifen wurde abgestreift und das Werkstück ausgestossen. Das Werkstück wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt, und der Stanzstreifen 29 wird um einen Hub vorgefahren. Die Feinschneidpresse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
[0023] Figur 2
Gemäss dieser Ausführungsform führen Spindelantriebe 50, 55 die Zustell- 34 und Arbeitshübe 10 aus. Die Feinschneidpresse hat ebenfalls oberhalb des Obergurts 1 eine Traverse 40. In der Traverse 40 sind die Spindelantriebe für den Zustell-und Arbeitshub 50, 55 sowie die Abstreit-, Entlastungs- und Ringzackenzylinder 11, 42, 12 integriert. In der Traverse 40 ist beispielhaft ein Spindelantrieb 50 mit vier Gewindespindeln angeordnet. Die Gewindespindeln 52 durchdringen den Obergurt 1 und sind mit dem Stössel 2 verbunden.
[0024] Der Stössel 2 wird über den Spindelantrieb 50 mit den Verstellmuttern 51 und Gewindespindeln 52 um den Zustellhub 34 nach oben gefahren. Während des Zustellhubs wird der Druckraum 13 des Abstreifzylinders 11 druckbeaufschlagt und die Traverse 40 angehoben, sodass ein Spalt von ca. 2 mm zwischen Obergurt 1 und Traverse 40 entsteht. Trifft während des Zustell- oder Tasthubs das Werkzeug 21, 25 auf einen Gegenstand, so erhöht sich der Druck im Druckraum 13, der Druckschalter 58 wird betätigt und löst ein Signal aus. Der Zustellhub 34 wird abgebrochen, der Stössel fährt in UT. Der störende Gegenstand wird aus dem Werkzeug entfernt, und der Zustellhub 34 wird erneut gestartet.
[0025] Beim Arbeitshub 10 wird über mindestens zwei Spindelantriebe 55 die Traverse 40 synchron mit Stössel 2 um den Arbeitshub 10 nach oben bewegt. Die Ringzackenfunktion 12 entspricht der Beschreibung gemäss Fig. 1.
[0026] Der Gegenhalterzylinder 70 hat einen Aussen- und Innenkolben 71,72 mit unterschiedlich grossen Wirkflächen, die gemeinsam oder einzeln druckbeaufschlagt werden, dabei werden bei gleichem Systemdruck drei unterschiedliche Gegenhalterkräfte erzeugt. Die gemeinsamen Wirkflächen der Aussen- und Innenkolben 71 und 72 entsprechen der Gegenhaltergesamtkraft, die Wirkfläche des Innenkolbens 72 entspricht der Auswerferkraft. Das verdrängte Volumen des Gegenhalterzylinders 70 wird einem Druckspeicher zugeführt, die hydraulische Leistung bleibt erhalten und wird nicht über Druckventile in Wärme umgesetzt.
[0027] Beim Zustellhub 34 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stössel 2 durch den Spindelantrieb 50 zunächst im Eilgang und anschliessend mit Tastgeschwindigkeit nach oben gefahren. Mit Beginn des Zustellhubs 34 wird die Traverse 40 angehoben, sodass ein Spalt von ca. 2 mm zwischen Obergurt 1 und Traverse 40 entsteht. Der Zustellhub 34 endet mit dem Schliessen des Feinschneidwerkzeuges, am Ende des Zustellhubs 34 wird der Druckraum 13 des Abstreifzylinders 11 druckentlastet und der Druckraum 14 druckbeaufschlagt, die Traverse 40 wird gegen den Obergurt 1 gezogen.
[0028] Beim Arbeitshub 10 wird über Spindelantrieb 55 die Spindel 56 betätigt, diese zieht die Traverse 40 nach oben, über Verstellmutter 51 und Gewindespindel 52 wird der Stössel 2 synchron um den Arbeitshub 10 nach oben bewegt. Die Entlastungszylinder 42 stützen sich mit ihrem Kolben am Obergurt 1 ab und drücken die Traverse 40 nach oben, dadurch wird beim Arbeitshub 10 das Gewinde der Gewindespindel 56 druckentlastet.
[0029] Mit Beginn des Arbeitshubs 10 dringt die Ringzacke des Werkzeugoberteils 21 in den Stanzstreifen 29 ein und umfängt das auszuschneidende Teil. Nach dem Eindringen der Ringzacke wird das auszuschneidende Werkstück zwischen Stempel und Auswerfer (Gegenhalter) eingespannt. In diesem eingespannten Zustand beginnt nun die Stösselkraft das Werkstück auszuschneiden.
[0030] Die Ringzackenfunktion entspricht der Beschreibung gemäss Fig. 1. Die Arbeitskraft wird durch die Ringzackenkraft nicht gemindert.
[0031] Nach erfolgtem Schneidvorgang, bei welchem der Schneidstempel das auszuschneidende Werkstück aus dem Streifen ausschneidet und in die Schneidplatte eindrückt, werden die Ringzacken- und Gegenhalterzylinder 12,70 druckentlastet. Der Stössel 2 wird über den Spindelantrieb 50 nach unten gefahren, das Werkzeug wird geöffnet, gleichzeitig wird über Spindelantrieb 55 die Gewindespindel 56 in ihre obere Ausgangsposition zurück gefahren.
[0032] Während des Rückhubs des Stössels 2 wird die Traverse 40 in ihrer oberen Position 10.1 durch den verschlossenen Druckraum 13 des Abstreifzylinders 11 gehalten.
[0033] Um den Stanzstreifen 29 vom Stempel abzustreifen, wird Druckraum 14 des Abstreifzylinders 11 druckbeaufschlagt und die Traverse 40 nach unten gefahren, bis die Traverse 40 auf der oberen Seite des Obergurts 1 aufliegt. Gleichzeitig schiebt der Kolben des Ringzackenzylinders 12 die Druckbolzen 23 und die Druckplatte 24 um den Hub 10.2 nach unten, bis die Druckplatte 24 an der Werkzeugaufspannplatte 22 anliegt.
[0034] Der Innenkolben 72 des Gegenhalterzylinders 70 schiebt die Druckbolzen 28 mit der Druckplatte 27 um den Hub 10.3 gegen den oberen Festanschlag und drückt dabei das Werkstück aus dem Werkzeug.
[0035] Der Stössel 2 hat seinen unteren Umkehrpunkt (UT) erreicht, der Materialstreifen wurde abgestreift und das Werkstück ausgestossen. Das Werkstück wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt, und der Stanzstreifen 29 wird um einen Hub vorgefahren. Die Feinschneidpresse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
[0036] Figur 3
Gemäss dieser Ausführungsform wird der Arbeitshub durch mindestens zwei Arbeitszylinder ausgeführt. Die Feinschneidpresse hat wiederum oberhalb des Obergurts 1 eine Traverse 40. In dieser Traverse 40 sind die Verriegelungs-, Arbeits-, Ringzacken- und Abstreifzylinder 60, 15, 74, 11 integriert.
[0037] Vier synchron arbeitende Verriegelungszylinder 60 sind in der Traverse 40 angeordnet, ihre Zugstangen 5 durchdringen den Obergurt 1 und sind mit dem Stössel 2 verbunden.
[0038] Der Stössel 2 mit den Zugstangen 5 wird nach dem Zustellhub 34 mit der Kraft der Verriegelungszylinder 60 gegen die Traverse 40 gezogen und verspannt, sodass der Stössel 2 mit den Zugstangen 5 und der Traverse 40 eine vorgespannte Einheit bilden.
[0039] Beim Verriegelungszylinder 60 ist der Innendurchmesser des Zylindergehäuses um einen Ringspalt grösser als der Aussendurchmesser des Kolbens 61, der Druckraum 66 ist ständig druckbeaufschlagt. Der Durchmesser der Kolbenstange 63 ist kleiner als der Durchmesser der Kolbenstange 62, somit wird über die Verriegelungszylinder 60 eine ständig abwärts gerichtete Kraft ausgeübt, die auf den verschlossenen Druckraum des Gegenhalterzylinders 18 wirkt und den Stössel 2 in der Ausgangsposition (UT) hält (siehe Fig. 3A).
[0040] Der Verriegelungszylinder 60 hat in (UT) und beim Zustellhub 34 nur einen Druckraum 66. Beim Zustellhub 34 wird der Stössel 2 über den einfach wirkenden Gegenhalterzylinder 18 zunächst im Eilgang und anschliessend mit Tastgeschwindigkeit gegen die abwärts gerichtete Kraft der Verriegelungszylinder 60 nach oben gefahren, dabei wird das vorgespannte Druckmittel vom oberen Bereich des Druckraums 66 an den Aussenkanten des Kolbens 61 vorbei in den unteren Bereich des Druckraums 66 mit sehr geringem Widerstand umgeschichtet. Das verdrängte Druckmittel aus der Flächendifferenz der Stangen (62 minus 63) wird einem Druckspeicher zugeführt.
[0041] Nach dem Zustellhub 34 des Stössels 2, wenn der Gegenhalterzylinder 18 den Stössel 2 mit dem Festanschlag 35 gegen die Traverse 40 drückt, teilt die Dichtkante 65 des Kolbens 61 über Dichtung 64 den einen Druckraum 66 in zwei Druckräume 66,67. Nach Druckentlastung des Druckraums 67 zieht die Zugstange 5 mit der Kraft der druckbeaufschlagten Wirkfläche des Kolbens 61 im Druckraum 66 den Festanschlag 35 der Zugstangen 5 gegen die Traverse 40, sodass der Stössel 2 mit der Traverse 40 fest verbunden ist.
[0042] Der Verriegelungszylinder 60 kann in wenigen Millisekunden die Verriegelungskraft bereitstellen, da der Druckraum 67 nur wenige mm<3> Kompressionsvolumen benötigt, um seinen Druck ab- bzw. aufzubauen. Dieses Zylindersystem hat einen guten hydraulischen Wirkungsgrad mit geringsten Druckauf- und -abbauzeiten sowie mit geringem Strömungsverlust im Druckraum 66.
[0043] An der Traverse 40 ist im Bereich des Druckstücks 76 eine Schräge für den Keil 73 vorgesehen. Mit dem Ringzackenzylinder 74 wird der waagerechte Hub des Keils 73 in eine vertikale Bewegung umgesetzt. Die Kraft des Ringzackenzylinders 74 wird durch den Keil 73 verstärkt und über das Druckstück 76 und den Druckbolzen 23 zur Ringzacke des Werkzeugoberteils 21 geleitet.
[0044] Beim Zustellhub 34 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stössel 2 über die Gegenhalterzylinder 18 zunächst im Eilgang und anschliessend mit Tastgeschwindigkeit nach oben gefahren, bis der Festanschlag 35 die Traverse 40 erreicht, dabei teilt die Dichtkante 65 des Kolbens 61 über Dichtung 64 den einen Druckraum 66 in zwei Druckräume 66,67. Nach Druckentlastung des Druckraums 67 zieht die druckbeaufschlagte Wirkfläche des Kolbens 61 im Druckraum 66 den Festanschlag 35 der Zugstangen 5 gegen die Traverse 40, sodass der Stössel 2 mit der Traverse 40 eine feste, vorgespannte Einheit bildet.
[0045] Die Abstreifzylinder 11 sind ständig mit dem Druckraum 14 an einer Druckmittelquelle angeschlossen und ziehen die Traverse 40 gegen den Obergurt 1.
[0046] Beim Arbeitshub 10 werden die mindestens zwei Arbeitszylinder 15 druckbeaufschlagt und schieben die Traverse 40 synchron mit Stössel 2 nach oben, gegen die nach unten gerichtete Kraft der Abstreifzylinder 11.
[0047] Mit Beginn des Arbeitshubs 10 dringt die Ringzacke des Werkzeugoberteils 21 in den Stanzstreifen 29 ein und umfängt das auszuschneidende Teil. Der Ringzackenhub wird über einen Keil 73 als vertikaler Kurzhub umgeformt, beim Arbeitshub 10 bewegt sich der Keil 73 synchron mit dem Stössel 2 und der Traverse 40 nach oben. Die vorgespannten Druckbolzen 23 stützen sich über den Keil 73 an der Traverse 40 ab. Beim Arbeitshub 10 findet keine Druckmittel Verdrängung des Ringzackenzylinders 74 statt, die Arbeitskraft des Stössels 2 wird nicht durch die Ringzackenkraft gemindert. Der Arbeitshub 10 wird über den Hub am Arbeitszylinder 15 oder über eine Festanschlagverstellung 77 eingestellt.
[0048] Der Gegenhalterzylinder 18 drückt über die Druckbolzen 28 und Druckplatte 27 gegen den feststehenden Schneidstempel. Der Gegenhalterzylinder 18 stützt sich während des Arbeitshubs 10 am Maschinenständer 3 ab und führt keine Verdrängerarbeit aus, die Arbeitskraft des Stössels 2 wird nicht durch die Gegenhalterkraft gemindert.
[0049] Nach erfolgtem Schneidvorgang, bei welchem der Schneidstempel das auszuschneidende Werkstück aus dem Streifen ausschneidet und in die Schneidplatte eindrückt, werden die Arbeits-, Verriegelungs-, Ringzacken- und Gegenhalterzylinder 15, 60, 74, 18 druckentlastet. Der Stössel 2 wird über die Differenzfläche (62 minus 63) des Verriegelungszylinders 60 nach unten gefahren, das Werkzeug wird geöffnet.
[0050] Um den Stanzstreifen 29 vom Stempel abzustreifen, wird der Arbeitszylinder 15 druckentlastet und der Druckraum 14 des Abstreifzylinders 11 druckbeaufschlagt, die Traverse 40 wird nach unten gedrückt, bis diese auf der oberen Seite des Obergurts 1 aufliegt. Gleichzeitig schiebt der Keil 73 des Ringzackenzylinders 74 die Druckbolzen 23 und die Druckplatte 24 um den Hub 10.2 nach unten bis die Druckplatte 24 an der Werkzeugaufspannplatte 22 anliegt.
[0051] Die Ausstosszylinder 19 schieben die Druckbolzen 28 mit der Druckplatte 27 um den Hub 10.3 gegen den oberen Festanschlag und drücken dabei das Werkstück aus dem Werkzeug.
[0052] Der Stössel 2 hat seinen unteren Umkehrpunkt (UT) erreicht, der Materialstreifen wurde abgestreift und das Werkstück ausgestossen. Das Werkstück wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt und der Stanzstreifen 29 wird um einen Hub vorgefahren. Die Feinschneidpresse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
[0053] Figur 4
Bei dieser Ausführungsform kommt ein alternativer Antrieb für den Keil 41 zum Einsatz. Der Arbeitszylinder 8 ist durch einen Spindelantrieb 78 ersetzt.
[0054] Hinsichtlich Funktion der Feinschneidpresse wird auf die Beschreibung gemäss Fig. 1Bezug genommen.
Field of application of the invention
The invention relates to a compact fine blanking press for producing fine blanking parts of a metal strip.
State of the art
According to the prior art, a fine blanking tool consists essentially of an upper tool part and a lower tool part. The upper tool part has a retrograde annular serrated plate with a serration surrounding a fixed cutting die. Opposite the punch in the lower part of the tool a yielding ejector (counter-holder) is assigned, which in turn is surrounded by a fixed insert. The fineblanking tool with upper and lower tool part is attached to the mold clamping plates.
From DE 10 005 023 C2, a fine blanking press is known in which the displaced pressure medium from the Ringzacken- and counter-holding cylinder is redistributed in compensation cylinder; these are, like the working cylinder, arranged between plunger and lower yoke and increase the effective area of the working cylinder to the active surfaces of the Ringzacken- and counter-holding cylinder. For the ring-toothed cylinder four and for the counter-holding cylinder two compensation cylinders are provided, that is, the working force is applied by six compensation cylinders and two working cylinders. The disadvantage of this fineblanking press are the many double-acting hydraulic cylinder. A further disadvantage arises when pressure medium is supplied to all compensating cylinders during the delivery stroke.
In order not to reduce the cutting force by the Ringzacken- and counter-holding cylinder, six additional compensation cylinders are integrated in this fineblanking press. The great mechanical and hydraulic effort makes a fineblanking press of this type susceptible to failure and expensive.
From DE 19 642 635 A1 a further fine blanking press is known in which the plunger is connected to a traverse via guide columns, the traverse is located above the machine stand. The traverse incorporates a prestressed double-loaded ring-tooth cylinder, which redirects pressure medium from the lower to the upper cylinder space during the infeed stroke. The disadvantage of this fineblanking press are the substantial masses to be moved during the delivery stroke (plunger and crossbeam) and the pressure medium redeployment; in addition, the annular toothed cylinder stroke must be increased by the infeed stroke.
Object of the invention
In view of the previous drawbacks in the prior art, the present invention seeks to provide a simple, energy-efficient fine blanking press, in which the cutting force is not reduced by the Ringzacken- and counter-holding force.
Overview of the invention
The essence of the inventive fineblanking press is defined in claims 1, 3 and 4.
In this press concept is locked after the Zustellhub the plunger with the Traverse, the working cylinder, which are integrated in the Traverse, move the stroke synchronously with the crosshead at the working stroke, thus the ring-shaped cylinder can be designed as a short-stroke, the manpower of the working cylinder is not reduced by the ring-tooth force. The anvil cylinder is integrated in the lower machine stand. After the feed stroke, it pushes the workpiece to be cut out by means of pressure bolts against the upper belt and does not perform a stroke during the power stroke. The counter-force does not reduce the manpower.
Fineblanking presses of this type have very low compression volumes, do not destroy energy by pressure medium displacement in the ring-and counter-cylinder, the overall efficiency improves over conventional presses.
Brief description of the attached drawings
Show:
<Tb> FIG. 1 <sep> Two illustrations of a fine blanking press with non-tilting ram-wedge drive, (A) in starting position (UT) and (B) after working stroke in the upper position (TDC);
<Tb> FIG. 2 <sep> as shown in FIG. 1, the feed and working stroke is performed by spindle drives;
<Tb> FIG. 3 <sep> as in FIG. 1, the working stroke is carried out by pressure-medium-actuated cylinders, the locking cylinders have very small compression volumes, the serrated force is generated by a wedge drive; and
<Tb> FIG. 4 <sep> as in FIG. 1, spindle drive for wedge delivery, instead of hydraulic cylinder.
embodiment
The invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1
In the fineblanking press a crossmember 40 is arranged above the upper belt 1. In this Traverse 40, the locking, working, Ringzacken-, stripping and relief cylinders 4, 8, 12, 11, 42 are integrated and an inclined plane for the wedge 41, which carries out the working stroke 10 with the working cylinder 8. Thus, the working stroke is performed by a non-tilt wedge drive. Four synchronously operating locking cylinder 4 are arranged in the traverse 40, their tie rods 5 penetrate the upper flange 1 and are connected to the plunger 2.
The plunger 2 is pulled and braced with the stop 35 of the tie rods 5 after the feed stroke 34 with the force of the locking cylinder 4 against the crossbar 40, so that the plunger 2 forms a prestressed unit with the tie rods 5 and the crossbar 40. During the working stroke 10, the wedge 41 is displaced by the working cylinder 8 between the traverse 40 and the upper belt 1 around the stroke 9, while the cross member 40 pulls the plunger 2 about the working stroke 10 via the locking cylinders 4 and tie rods 5, eccentric loads can not be achieved Tilt the ram 2. The annular toothed cylinder 12 is designed as a short-stroke cylinder, since during the working stroke 10, the annular toothed cylinder moves synchronously with the plunger 2 and the traverse 40.
During working stroke 10 there is no pressure medium displacement of the annular toothed cylinder 12, as is customary in conventionally known fineblanking presses. The manpower is not diminished by the ring-tooth force.
The anvil cylinder 18 presses during the power stroke 10, the pressure pin 28 and pressure plate 27 against the fixed cutting punch. The anvil cylinder 18 is supported during the power stroke 10 on the machine stand 3 and performs no displacement work, as is customary in conventionally known fineblanking presses. The manpower is not diminished by the counter-force.
The anvil cylinder 18 performs the Zustellhub 34 and holds in closed lower pressure medium space the plunger 2 in the lower starting position (UT).
When Zustellhub 34 (beginning of the working cycle), the plunger 2 is first moved over the counter-holder cylinder 18 in rapid traverse and then with a scanning speed up until the fixed stop 35 reaches the traverse 40. The locking cylinder 4 are pressurized, the plunger 2 with tie rods 5 and Traverse 40 form a prestressed unit that remains parallel even in off-center loads.
When working 10 a wedge 41 between the upper flange 1 and crossbar 40 is horizontally displaced over the piston surface of the working cylinder 8, while the wedge 41 presses the crossbar 40 with plunger 2 synchronously upwards. The stripping cylinders 11 are constantly connected to the pressure chamber 14 to a source of pressure medium and press with the crossbar 40, the wedge 41 against the top flange 1. To reduce the surface pressure between wedge 41, crossmember 40 and upper flange 1, several relief cylinder 42 in the crossmember 40 integrated. The relief cylinder 42 are pressurized synchronously with the working cylinders 8.
With the beginning of the power stroke 10, the annular tooth of the tool upper part 21 penetrates into the punching strip 29 and surrounds the part to be cut out. After penetration of the ring point, the workpiece to be cut out is clamped between punch and ejector (counterholder). In this clamped state, the ram force now begins to cut the workpiece. The ring-shaped cylinder 12 is designed as a short-stroke, the working cylinder 10, the ring-shaped cylinder 12 moves synchronously with the plunger 2 and the crossbar 40 upwards. The prestressed pressure pins 23 are supported on the crosshead cylinder 12 on the traverse 40. During the working stroke 10, no pressure medium displacement of the ring-jaw cylinder takes place, the working force of the ram 2 is not reduced by the ring-tooth force.
The working stroke 10 is adjusted via the Keilhub 9 on the working cylinder 8.
The anvil cylinder 18 presses the working stroke 10 on the pressure pin 28 and pressure plate 27 against the fixed cutting punch. The anvil cylinder 18 is supported during the power stroke 10 on the machine frame 3 and performs no displacement work, the counterforce does not reduce the manpower.
After the cutting process in which the cutting punch cuts out the workpiece to be cut out of the strip and presses into the cutting plate, the locking, Ringzacken- and counter-holding cylinders 4,12,18 pressure relieved. The plunger 2 is moved down over the retraction surface 20 of the counter-holding cylinder 18, the tool is opened, at the same time the piston rod side of the working cylinder 8 is pressurized and pulls the wedge 41 back around the hub 9.
During the ram and Keilrückhubs 2.41, the cross member 40 is held in its upper position 10.1 through the closed pressure chamber 13 of the stripping cylinder 11.
To strip the punching strip 29 from the punch, the pressure chamber 14 of the stripping cylinder 11 is pressurized, thereby the cross member 40 is pressed down until it rests on the upper side of the upper belt 1. At the same time, the piston of the ring-jaw cylinder 12 pushes the pressure pins 23 and the pressure plate 24 downwards about the stroke 10. 2 until the pressure plate 24 rests against the tool clamping plate 22.
The ejection cylinder 19 push the pressure pin 28 with the pressure plate 27 to the hub 10.3 against the upper fixed stop and press while the workpiece from the tool.
The plunger 2 has reached its lower reversal point (UT), the strip of material was stripped and ejected the workpiece. The workpiece is removed from the tool room, and the punching strip 29 is advanced by one stroke. The fineblanking press is ready for a new work cycle.
FIG. 2
According to this embodiment, spindle drives 50, 55 perform the feed 34 and working strokes 10. The fineblanking press also has a traverse 40 above the upper belt 1. The traverse 40 incorporates the spindle drives for the infeed and working strokes 50, 55 as well as the stripping, relief and serrated cylinders 11, 42, 12. In the traverse 40, a spindle drive 50 with four threaded spindles is arranged by way of example. The threaded spindles 52 penetrate the upper flange 1 and are connected to the plunger 2.
The plunger 2 is driven via the spindle drive 50 with the adjusting nuts 51 and threaded spindles 52 about the feed stroke 34 upwards. During the Zustellhubs the pressure chamber 13 of the stripping cylinder 11 is pressurized and the crossbar 40 is raised so that a gap of about 2 mm between the top flange 1 and crossbar 40 is formed. If the tool 21, 25 encounters an object during the delivery or scanning stroke, the pressure in the pressure chamber 13 increases, the pressure switch 58 is actuated and triggers a signal. The delivery stroke 34 is aborted, the plunger moves in UT. The interfering object is removed from the tool, and the feed stroke 34 is restarted.
During the working stroke 10, the traverse 40 is moved synchronously with plunger 2 about the working stroke 10 via at least two spindle drives 55 upwards. The serrated function 12 corresponds to the description according to FIG. 1.
The anvil cylinder 70 has an outer and inner pistons 71,72 with different sized active surfaces, which are pressurized together or individually, while the same system pressure three different counterforce forces are generated. The common active surfaces of the outer and inner pistons 71 and 72 correspond to the counterforce total force, the effective area of the inner piston 72 corresponds to the Auswerferkraft. The displaced volume of the counter-holding cylinder 70 is supplied to a pressure accumulator, the hydraulic power is maintained and is not converted via pressure valves into heat.
When Zustellhub 34 (beginning of the work cycle) of the plunger 2 is first driven by the spindle drive 50 in rapid traverse and then with a scanning speed upwards. With the beginning of the feed stroke 34, the crossbar 40 is raised so that a gap of about 2 mm between the top flange 1 and crossbar 40 is formed. The feed stroke 34 ends with the closing of the fine cutting tool, at the end of the delivery stroke 34, the pressure chamber 13 of the stripping cylinder 11 is depressurized and the pressure chamber 14 pressurized, the crossbar 40 is pulled against the upper flange 1.
When working 10, the spindle 56 is actuated by spindle drive 55, this pulls the cross member 40 upwards, via adjusting nut 51 and threaded spindle 52, the plunger 2 is moved synchronously to the working stroke 10 upwards. The relief cylinder 42 are supported with their piston on the top flange 1 and press the crossbar 40 upwards, thereby the pressure of the threaded spindle 56 is depressurized during the working stroke 10.
With the beginning of the power stroke 10, the annular tooth of the tool upper part 21 penetrates into the punching strip 29 and surrounds the part to be cut out. After penetration of the ring point, the workpiece to be cut out is clamped between punch and ejector (counterholder). In this clamped state, the ram force now begins to cut the workpiece.
The serrated function corresponds to the description of FIG. 1. The worker is not reduced by the ring-tooth force.
After the cutting process in which the cutting punch cuts out the workpiece to be cut out of the strip and presses into the cutting plate, the Ringzacken- and counter-holding cylinder 12,70 pressure relieved. The plunger 2 is moved downwards via the spindle drive 50, the tool is opened, at the same time the threaded spindle 56 is moved back to its upper starting position via spindle drive 55.
During the return stroke of the plunger 2, the cross member 40 is held in its upper position 10.1 through the closed pressure chamber 13 of the stripping cylinder 11.
To strip the punching strip 29 from the punch, pressure chamber 14 of the stripping cylinder 11 is pressurized and the cross member 40 is moved down until the cross member 40 rests on the upper side of the upper belt 1. At the same time, the piston of the ring-jaw cylinder 12 pushes the pressure pins 23 and the pressure plate 24 downwards about the stroke 10. 2 until the pressure plate 24 rests against the tool clamping plate 22.
The inner piston 72 of the counter-holding cylinder 70 pushes the pressure pin 28 with the pressure plate 27 to the hub 10.3 against the upper fixed stop and presses the workpiece from the tool.
The plunger 2 has reached its lower reversal point (UT), the strip of material was stripped and ejected the workpiece. The workpiece is removed from the tool room, and the punching strip 29 is advanced by one stroke. The fineblanking press is ready for a new work cycle.
FIG. 3
According to this embodiment, the working stroke is performed by at least two working cylinders. The fineblanking press, in turn, has a traverse 40 above the upper belt 1. In this crossbar 40, the interlocking, working, serrated and stripping cylinders 60, 15, 74, 11 are integrated.
Four synchronously operating locking cylinder 60 are arranged in the cross member 40, their tie rods 5 penetrate the upper flange 1 and are connected to the plunger 2.
The plunger 2 with the tie rods 5 is pulled after the Zustellhub 34 with the force of the locking cylinder 60 against the crossbar 40 and braced so that the plunger 2 with the tie rods 5 and the cross member 40 form a prestressed unit.
When locking cylinder 60, the inner diameter of the cylinder housing is larger by an annular gap than the outer diameter of the piston 61, the pressure chamber 66 is constantly pressurized. The diameter of the piston rod 63 is smaller than the diameter of the piston rod 62, thus a permanently downward force is exerted on the locking cylinder 60, which acts on the closed pressure chamber of the counter-holding cylinder 18 and the plunger 2 in the starting position (UT) holds (see FIG 3A).
The locking cylinder 60 has in (UT) and the delivery stroke 34 only a pressure chamber 66. When Zustellhub 34, the plunger 2 via the single-acting anvil cylinder 18 is first in rapid traverse and then with Tastgeschwindigkeit against the downward force of the locking cylinder 60 upwards driven, while the biased pressure medium from the upper region of the pressure chamber 66 is rearranged at the outer edges of the piston 61 in the lower region of the pressure chamber 66 with very little resistance. The displaced pressure medium from the area difference of the rods (62 minus 63) is fed to a pressure accumulator.
After the feed stroke 34 of the plunger 2, when the counter-holding cylinder 18 pushes the plunger 2 with the fixed stop 35 against the crossbar 40, the sealing edge 65 of the piston 61 divides the one pressure chamber 66 via seal 64 into two pressure chambers 66,67. After pressure relief of the pressure chamber 67 pulls the pull rod 5 with the force of the pressurized effective surface of the piston 61 in the pressure chamber 66, the fixed stop 35 of the tie rods 5 against the cross member 40 so that the plunger 2 is firmly connected to the crossbar 40.
The locking cylinder 60 can provide the locking force in a few milliseconds, since the pressure chamber 67 requires only a few mm <3> compression volume to build up its pressure. This cylinder system has a good hydraulic efficiency with minimal pressure build-up and -abbauzeiten and low flow loss in the pressure chamber 66th
At the cross member 40, a slope for the wedge 73 is provided in the region of the pressure piece 76. With the annular toothed cylinder 74 of the horizontal stroke of the wedge 73 is converted into a vertical movement. The force of the annular toothed cylinder 74 is reinforced by the wedge 73 and passed over the pressure piece 76 and the pressure pin 23 to the annular point of the tool upper part 21.
When Zustellhub 34 (beginning of the working cycle), the plunger 2 is first moved over the counter-holder cylinder 18 in rapid traverse and then with Tastgeschwindigkeit up until the fixed stop 35 reaches the cross member 40, this shares the sealing edge 65 of the piston 61 via seal 64th the one pressure chamber 66 in two pressure chambers 66,67. After pressure relief of the pressure chamber 67, the pressurized active surface of the piston 61 in the pressure chamber 66 pulls the fixed stop 35 of the tie rods 5 against the crossbar 40, so that the plunger 2 forms a solid, prestressed unit with the crossbar 40.
The stripping cylinder 11 are constantly connected to the pressure chamber 14 to a pressure medium source and pull the crossbar 40 against the upper flange. 1
At the working stroke 10, the at least two working cylinders 15 are pressurized and push the crossbar 40 synchronously with plunger 2 upwards, against the downward force of the stripping cylinder eleventh
With the beginning of the power stroke 10, the annular tooth of the tool shell 21 penetrates into the punching strip 29 and surrounds the part to be cut out. The Ringzackenhub is converted via a wedge 73 as a vertical short stroke, the working shaft 10, the wedge 73 moves synchronously with the plunger 2 and the crossbar 40 upwards. The prestressed pressure pins 23 are supported via the wedge 73 on the traverse 40. During the working stroke 10, no pressure medium displacement of the annular toothed cylinder 74 takes place, the working force of the tappet 2 is not reduced by the annular tooth force. The working stroke 10 is adjusted via the stroke on the working cylinder 15 or via a fixed stop adjustment 77.
The anvil cylinder 18 presses over the pressure pin 28 and pressure plate 27 against the fixed cutting punch. The anvil cylinder 18 is supported during the power stroke 10 on the machine stand 3 and performs no displacement work, the working force of the plunger 2 is not reduced by the counter-holding force.
After the cutting process in which the cutting punch cuts out the workpiece to be cut out of the strip and presses into the cutting plate, the working, locking, Ringzacken- and counter-holding cylinders 15, 60, 74, 18 are depressurized. The plunger 2 is moved over the differential surface (62 minus 63) of the locking cylinder 60 down, the tool is opened.
To strip the punching strip 29 from the punch, the working cylinder 15 is depressurized and the pressure chamber 14 of the stripping cylinder 11 pressurized, the crossbar 40 is pressed down until it rests on the upper side of the upper belt 1. At the same time pushes the wedge 73 of the ring-jaw cylinder 74, the pressure pin 23 and the pressure plate 24 to the hub 10.2 down until the pressure plate 24 rests against the tool mounting plate 22.
The ejection cylinder 19 push the pressure pin 28 with the pressure plate 27 to the hub 10.3 against the upper fixed stop and press while the workpiece from the tool.
The plunger 2 has reached its lower reversal point (UT), the strip of material was stripped and ejected the workpiece. The workpiece is removed from the tool room and the punching strip 29 is advanced by one stroke. The fineblanking press is ready for a new work cycle.
FIG. 4
In this embodiment, an alternative drive for the wedge 41 is used. The working cylinder 8 is replaced by a spindle drive 78.
With regard to the function of the fineblanking press, reference is made to the description according to FIG. 1.