DE102018131166B4

DE102018131166B4 - Feinschneidpresse

Info

Publication number: DE102018131166B4
Application number: DE102018131166.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: EP3663079A1; EP3663079B1; DE102018131166A1

Abstract

Feinschneidpresse mit einem feststehenden Pressentisch (2) mit einem ersten Teilwerkzeug (3), einer dagegen bewegliche Gegenhalteebene (4) und einer dazwischen separat beweglichen Schneidebene (5) mit einem dem ersten Teilwerkzeug (3) gegenüberliegenden zweiten Teilwerkzeug (6), einer auf der dem ersten Teilwerkzeug (3) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) separat beweglichen Ringzackenebene (7) sowie mit Bewegungsantrieben (8;9;10) für diese Ebenen (5;4;7), dadurch gekennzeichnet, dass die Feinschneidpresse (1) als dreifach wirkende Spindelpresse ausgebildet ist und alle Bewegungsantriebe (8;9;10) der Ebenen (5;4;7) aus elektrischen Servomotoren bestehen, wobei die Feinschneidpresse Führungssäulen (15) aufweist, die auf einer Pressenbasis (16) mit Pressenfüßen (17) aufstehen und die den Pressentisch (2) tragen und sich durch die Gegenhalteebene (4), die Schneidebene (5) und die Ringzackenebene (7) erstrecken und die Gegenhalteebene (4) und die Schneidebene (5) unterhalb des Pressentisches (2) angeordnet sind und die Ringzackenebene (7) oberhalb des Pressentisches (2) und dass das erste Teilwerkzeug (3) ein oberes Werkzeug bildet und das zweite Teilwerkzeug (6) ein unteres Werkzeug und dass Gegenhaltekräfte aus der Gegenhalteebene (4), Schneidkräfte aus der Schneidebene (5) und Ringzackenkräfte aus der Ringzackenebene (7) unabhängig voneinander am feststehenden Pressentisch (2) abgestützt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feinschneidpresse gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Es ist eine Feinschneidpresse bekannt, EP 3 184 291 A1 , die einen feststehenden Pressentisch aufweist, dort „oberes Querhaupt“ genannt, mit einem oberen Werkzeug, einer dagegen beweglichen Gegenhalteebene und einer dazwischen separat beweglichen Schneidebene mit einem dem Oberwerkzeug entgegengesetzt angeordneten Unterwerkzeug sowie einer auf der dem Oberwerkzeug entgegengesetzten Seite des oberen Querhauptes separat beweglichen Ringzackenebene, wobei diese verschiedenen Ebenen mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten als Bewegungsantrieben ausgestattet sind.
Nachteilig an einer solchen bekannten Feinschneidpresse mit hydraulischen Antrieben ist insbesondere, dass diese hydraulischen Antriebe in der Pressenwelt als sog. „weiche Systeme“ gelten, da Rohre und Schläuche der hydraulischen Kraftübertragung kompressibel sind, wobei gerade beim Schneiden von Stahl innerhalb kürzester Zeit extreme Kraftschwankungen auftreten. Um jedoch den teilweise extremen Genauigkeitsanforderungen zu genügen, sind deswegen solche hydraulische Antriebe was die Positionierbarkeit und die Reproduzierbarkeit angeht, nur bedingt tauglich. Zudem gelten die hydraulischen Antriebe als ungünstige Energieverbraucher, ebenso wie das Hydrauliköl temperaturabhängige Volumenänderungen erfährt und zudem altert und somit einen hohen Wartungsaufwand der mit der Hydraulik ausgestatteten Feinschneidpresse erfordert.
Nachteilig an dieser bekannten und auch an anderen hydraulischen Feinschneidpressen ist, dass sich die Gegenhaltekraft an der Schneidebene abstützt. Dadurch reduziert sich die Schneidkraft um die Gegenhaltekraft.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Feinschneidpresse ist, dass sie sich durch einen nur sehr kleinen Werkzeugraum auszeichnet, wobei dies der Tatsache geschuldet ist, dass der Kraftangriff bei den hydraulischen Antriebssystemen immer mittig ist. Will man jedoch längere Pressentische realisieren, damit auch längere Werkzeuge in einer Feinschneidpresse Platz finden, kann daraus resultieren, dass weit außermittige Kräfte relativ zur Pressenmitte angreifen, was die bekannten Feinschneidpressen vor große Probleme stellt, da die dabei entstehenden großen Momente dann im Maschinenständer abgefangen werden müssen. Ein weiterer Nachteil solcher nach dem Stand der Technik bekannten Feinschneidpressen ist, dass sie nur kurze Wege für die einzelnen Bewegungsebenen aufweisen, ebenso wie es nachteilig ist, dass die Höhe des Werkzeugraumes für das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug relativ hoch über der Aufstellfläche einer Feinschneidpresse angeordnet ist, was der Ergonomie einer solchen Presse entgegenwirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Feinschneidpresse zur Verfügung zu stellen, deren Öffnungsbewegung des Werkzeuges üppig groß gestaltet werden kann, wobei die Ergonomie der Feinschneidpresse verbessert sein soll, ebenso wie deren Wirtschaftlichkeit bei der Konstruktion und im Betrieb. Eine weitere wesentliche Aufgabe besteht jedoch in der Erfüllung auch extrem hoher Genauigkeitsanforderungen, welche mit den bekannten hydraulischen Antrieben nicht erzielbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches dadurch, dass die Feinschneidpresse als dreifachwirkende Spindelpresse ausgebildet ist und alle Bewegungsantriebe der Ebenen aus elektrischen Servomotoren bestehen. Im Vergleich zur hydraulisch betriebenen Feinschneidpressen entfällt also zunächst die Hydraulikflüssigkeit und damit auch die verbundenen Umwelt- und Sicherheitsprobleme. Auch die Positions- und Geschwindigkeitsregelung ist aufgrund der hohen Steifigkeit solcher Spindelantriebe deutlich einfacher als bei hydraulischen Antriebssystemen. Weiterhin wird dadurch, dass sich die Gegenkraft nicht mehr an der Schneidebene abstützt, die Schneidkraft auch nicht mehr nachteilig reduziert.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass durch eine beliebig lange Gestaltung der Spindeln der Öffnungsweg eines Werkzeuges so groß gestaltet werden kann wie gewünscht, was den Maschinenbediener in die Lage versetzt, ein Werkzeug in der Presse weit zu öffnen, um z.B. Wartungsarbeiten erledigen zu können, ohne das Werkzeug dazu ausbauen zu müssen.
Die erfinderische Schneidpresse ist auf Führungssäulen aufgebaut, die auf einer Pressenbasis mit Pressenfüßen aufstehen, wobei die Führungssäulen den Pressentisch tragen und sich dabei durch die Gegenhalteebene, die Schneidebene und auch durch die Ringzackenebene erstrecken, die auf der den anderen Ebenen entgegengesetzten Seite des Pressentisches angeordnet ist. Diese Konstruktionsweise ohne einen massiven Pressenrahmen, erlaubt eine hohe Flexibilität in der Ausgestaltung der Feinschneidpresse, ebenso wie dadurch eine große Stabilität der Gesamtkonstruktion erreicht wird.
Die Gegenhalteebene und die Schneidebene sind erfindungsgemäß unterhalb des Pressentisches angeordnet und die Ringzackenebene oberhalb des Pressentisches, sodass das erste Teilwerkzeug ein oberes Werkzeug bildet und das zweite Teilwerkzeug ein unteres Werkzeug, wobei dies den Vorteil eines ergonomisch zugänglichen Werkzeugraumes mit sich bringt.
Beim Gegenstand der Erfindung stützen sich die Gegenhaltekräfte aus der Gegenhalteebene, die Schneidkräfte aus der Schneidebene und die Ringzackenkräfte aus der Ringzackenebene ganz besonders bevorzugt unabhängig voneinander am feststehenden Pressentisch der Feinschneidpresse ab, wodurch erreicht wird, dass sich in der Feinschneidpresse entgegengesetzt wirkende Kräfte nicht gegenseitig negativ beeinflussen können, wie dies etwa bei bekannten hydraulischen Feinschneidpressen des Standes der Technik der Fall ist, bei denen sich beispielsweise die Schneidkräfte um die Gegenhaltekräfte reduzieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hubspindeln der Feinschneidpresse mit Spindelmuttern ausgestattet, die als Planetenrollengewindetriebe ausgebildet sind, welche sich insbesondere für lineartechnische Antriebe hoher Lasten eignen, wobei bei einem solchen Planetenrollengewindetrieb weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit besteht, sehr kleine Gewindesteigerungen zu realisieren, sodass mit der damit ausgestatteten Feinschneidpresse jede geforderte Genauigkeitsanforderung beliebig oft wiederholgenau erfüllt werden kann.
Dadurch, dass die als Bewegungsantriebe der Gegenhalteebene ausgebildeten elektrischen Servomotoren auf der der Gegenhalteebene entgegengesetzten Seite des Pressentischen angeordnet sind und sich die Hubspindeln durch den Pressentisch bis in die Gegenhalteebene erstrecken und auch die als Bewegungsantriebe der Schneidebene ausgebildeten elektrischen Servomotoren auf der der Schneidebene entgegengesetzten Seite des Pressentisches angeordnet sind und sich die Hubspindeln durch den Pressentisch bis zur Schneidebene erstrecken und auch die als Bewegungsantriebe der Ringzackenebene ausgebildeten elektrischen Servomotoren über einem Portal auf der der Gegenhalteebene entgegengesetzten Seite des Pressentisches angeordnet sind und sich die deren Hubspindeln durch das Portal und die Ringzackenebene erstrecken und in dem Pressentisch drehgelagert sind, ergibt sich durch den unter der Gegenhalteebene frei bleibenden Bauraum die Möglichkeit, die Höhe des Werkzeugraumes abzusenken, sodass der Werkzeugraum in einer ergonomischen Höhe für das Bedienpersonal der Feinschneidpresse angeordnet werden kann.
An der Schneidebene sind dabei Vorschub-/Rückzugsgeräte angeordnet, die zusammen mit dieser vertikal verfahren werden.
Vorteilhafterweise weist die Feinschneidpresse vier Führungssäulen auf, die jeweils in den Eckbereichen einer in einer Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind, wobei die Führungssäulen seitlich beabstandet von den Werkzeugen verlaufend vorgesehen sind.
Eine umgekehrte Anordnung der Ebenen mit der Gegenhalteebene und der Schneidebene oberhalb des Pressentisches und der Ringzackenebene unterhalb des Pressentisches wäre ebenfalls denkbar, wobei dann der Vorteil eines ergonomisch zugänglichen Werkzeugraumes möglicherweise geringfügig leiden würde.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfinderischen Feinschneidpresse wird die Ringzackenebene von vier Bewegungsantrieben über vier Hubspindeln angetrieben, die jeweils in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind, die innerhalb der Grundfläche der Führungssäulen ausgebildet ist, wobei die Fortsetzung ihre gedachten Spindeldrehachsen seitlich außerhalb der Werkzeuge verlaufen. Hierdurch wird ein Verkanten der Ebene bei außermittigem Werkzeugangriff wirkungsvoll vermieden.
Bevorzugterweise wird auch die Gegenhalteebene von vier Bewegungsantrieben über vier Hubspindeln angetrieben, die jeweils in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind, die außerhalb der Grundfläche der Führungssäule ausgebildet ist. Auch die Schneidebene wird von vier Bewegungsantrieben über vier Hubspindeln angetrieben, wobei auch diese Hubspindeln in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.
Vorteilhaft an der erfinderischen Feinschneidpresse ist des Weiteren, dass das Größenmaß des Öffnungsabstandes der beiden Teilwerkzeuge durch eine Auswahl des Maßes der Länge der Führungssäulen, der Hubspindeln, der Gegenhalteebene und der Schneideebene frei auswählbar ist, ohne dass hierbei Rücksicht auf Anforderungen einer Hydraulikanlage genommen werden muss.
Bevorzugterweise weist die Feinschneidpresse dazu eine Maschinensteuerung auf, die als PC-Steuerung ausgebildet ist, sodass alle Produktionsparameter und Überwachungswerte der Feinschneidpresse übergeordneten Systemen, wie einer Maschinen- oder Betriebsdatenerfassung, zur Verfügung gestellt werden können, was die Wirtschaftlichkeit der Feinschneidpresse und Ihres Umfeldes wesentlich verbessert.
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil dieser Feinschneidpresse ergibt sich dadurch, dass die Bewegungsebenen unabhängig voneinander sowohl kraftabhängig als auch wegabhängig steuerbar ausgebildet sind, sodass jeweils das für einen feinzuschneidenden Gegenstand optimale Fertigungsverfahren angewandt werden kann.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine geschnittene Ansicht einer Feinschneidpresse entlang Linie 1-1 der 2,
2 eine Draufsicht auf die Feinschneidpresse gemäß 1,
3 eine verkleinerte Ansicht der Feinschneidpresse gemäß 1,
4 eine Seitenansicht der Feinschneidpresse gemäß 3.

Die Feinschneidpresse 1 besteht aus vier Führungssäulen 15, die auf einer Pressenbasis 16 mit Pressenfüßen 17 auf dem Boden aufstehen. An den Führungssäulen 15 ist ein Pressentisch 2 festgelegt sowie ein nach unten gerichtetes oberes erste Teilwerkzeug 3 angeordnet. Unterhalb des Pressentisches 2 ist eine Schneidebene 5 vorgesehen, mit einem nach oben gerichteten unteren zweiten Teilwerkzeug 6. Unterhalb der Schneidebene 5 ist die Gegenhalteebene 4 angeordnet, die über vier im Rechteck angeordnete Hubspindeln 12 über jeweils eigene Bewegungsantriebe 9 angetrieben ist.
Seitlich der Schneidebene 5 sind Vorschub-/Rückzuggeräte 14 daran gelagert. Mittig oberhalb der Teilwerkzeuge 3;6 ist ein Portal 20 angeordnet, auf dem vier im Quadrat angeordnete Bewegungsantriebe 10 von Hubspindeln 13 zur Bewegung der Ringzackenebene 7 angeordnet sind, sodass insgesamt alle Bewegungsantriebe 8;9; 10 der Ebenen 4;5;7 oberhalb des Pressentisches 2 angeordnet sind.
Die Oberseite der Schneidebene 5 weist im geöffneten Zustand der Feinschneidpresse 1 eine Höhe von nur etwa 110 cm auf, sodass ein Pressenbediener, wie in den 3, 4 dargestellt ist, eine ergonomische Zugangsmöglichkeit zu den Teilwerkzeugen 3;6 besitzt. Die Bewegungsantriebe 8; 9; 10 der Feinschneidpresse 1 sind dabei alle als elektrische Servomotoren ausgebildet und weisen Hubspindeln mit Spindelmuttern auf, die als Planetenrollengewindetriebe ausgebildet sind.
Die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe 9 der Gegenhalteebene 4 sind auf der der Gegenhalteebene 4 entgegengesetzten Seite des Pressentisches 2 angeordnet, wobei sich die Hubspindeln 12 durch den Pressentisch 2 und die Schneidebene 5 bis in die Gegenhalteebene 4 erstrecken. Die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe 8 der Schneidebene 5 sind ebenfalls auf der der Schneidebene 5 entgegengesetzten Seite des Pressentisches 2 angeordnet, wobei sich die Hubspindeln 11 durch den Pressentisch 2 durch die Schneidebene 5 hindurch erstrecken.
Auch die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe 10 der Ringzackenebene 7 sind über einem Portal 20 auf der der Gegenhalteebene 4 entgegengesetzten Seite des Pressentisches 2 angeordnet, wobei sich deren Hubspindeln 13 durch das Portal 20 und die Ringzackenebene 7 erstrecken und in dem Pressentisch 2 drehgelagert sind.
Die vier Führungssäulen 15 der Feinschneidpresse 1 erstrecken sich durch die Gegenhalteebene 4, die Schneidebene 5 und die Ringzackenebene 7, wobei die Führungssäulen 15 jeweils in den Eckbereichen in einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind und seitlich beabstandet von den Werkzeugen 3;6 vorgesehen sind, wie dies in 2 dargestellt ist. Auch die Ringzackenebene 7 wird ebenso wie die Gegenhalteebene 4 von vier Bewegungsantrieben 10 bzw. 9 über vier Hubspindeln 13 bzw. 12 angetrieben, die jeweils in den Eckbereichen der Grundfläche der Führungssäulen 15 bzw. außerhalb der Grundfläche der Führungssäulen 15 angeordnet sind.
Ebenfalls die vier Hubspindeln 11 der Schneidebene 5 werden von vier Bewegungsantrieben 8 angetrieben, die ihrerseits in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.

Claims

Feinschneidpresse mit einem feststehenden Pressentisch (2) mit einem ersten Teilwerkzeug (3), einer dagegen bewegliche Gegenhalteebene (4) und einer dazwischen separat beweglichen Schneidebene (5) mit einem dem ersten Teilwerkzeug (3) gegenüberliegenden zweiten Teilwerkzeug (6), einer auf der dem ersten Teilwerkzeug (3) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) separat beweglichen Ringzackenebene (7) sowie mit Bewegungsantrieben (8;9;10) für diese Ebenen (5;4;7), dadurch gekennzeichnet, dass die Feinschneidpresse (1) als dreifach wirkende Spindelpresse ausgebildet ist und alle Bewegungsantriebe (8;9;10) der Ebenen (5;4;7) aus elektrischen Servomotoren bestehen, wobei die Feinschneidpresse Führungssäulen (15) aufweist, die auf einer Pressenbasis (16) mit Pressenfüßen (17) aufstehen und die den Pressentisch (2) tragen und sich durch die Gegenhalteebene (4), die Schneidebene (5) und die Ringzackenebene (7) erstrecken und die Gegenhalteebene (4) und die Schneidebene (5) unterhalb des Pressentisches (2) angeordnet sind und die Ringzackenebene (7) oberhalb des Pressentisches (2) und dass das erste Teilwerkzeug (3) ein oberes Werkzeug bildet und das zweite Teilwerkzeug (6) ein unteres Werkzeug und dass Gegenhaltekräfte aus der Gegenhalteebene (4), Schneidkräfte aus der Schneidebene (5) und Ringzackenkräfte aus der Ringzackenebene (7) unabhängig voneinander am feststehenden Pressentisch (2) abgestützt sind.
Feinschneidpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Hubspindeln (11;12;13) mit Spindelmuttern aufweist, die als Planetenrollengewindetriebe ausgebildet sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsantriebe (9) der Gegenhalteebene (4) auf der der Gegenhalteebene (4) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) angeordnet sind und sich die Hubspindeln (12) durch den Pressentisch (2) und seitlich der Schneidebene (5) bis in die Gegenhalteebene (4) erstrecken.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsantriebe (8) der Schneideebene (5) auf der der Schneidebene (5) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) angeordnet sind und sich die Hubspindeln (11) durch den Pressentisch (2) bis in die Schneidebene (5) erstrecken.
Feinschneidpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schneidebene (5) Vorschub-/Rückzugsgeräte (14) angeordnet sind, die mit der Bewegung der Schneidebene (5) mitbewegt sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsantriebe (10) der Ringzackenebene (7) über einem Portal auf der der Gegenhalteebene (4) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) angeordnet sind und sich die Hubspindeln (13) durch das Portal und die Ringzackenebene (7) erstrecken und in dem Pressentisch (2) drehgelagert sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Führungssäulen (15) aufweist, die in den Eckbereichen einer in einer Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzackenebene (7) von vier Bewegungsantrieben (10) und vier Hubspindeln (13) angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind, die innerhalb der Grundfläche der Führungssäulen (15) ausgebildet ist.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalteebene (4) von vier Bewegungsantrieben (9) und vier Hubspindeln (12) angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichneten, dass die Schneidebene (5) von vier Bewegungsantrieben (8) und vier Hubspindeln (11) angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind, die innerhalb der Grundfläche der Hubspindeln (12) der Gegenhalteebene (4) ausgebildet ist.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenmaß des Öffnungsabstandes der beiden Teilwerkzeuge (3;6) durch eine Auswahl des Maßes der Länge der Führungssäulen (15) und der Hubspindeln (11;12) der Gegenhalteebene (4) und der Schneideebene (5) auswählbar ist.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Maschinensteuerung aufweist, die als PC-Steuerung ausgebildet ist und dass alle Produktionsparameter und Überwachungswerte der Feinschneidpresse (1) übergeordneten Systemen, wie einer Maschinen- und/ oder Betriebsdatenerfassung, zur Verfügung stellbar sind.
Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsebenen (5;4;7) unabhängig voneinander entweder kraftabhängig oder wegabhängig steuerbar ausgebildet sind.