DE1752920A1

DE1752920A1 - Stufenpresse

Info

Publication number: DE1752920A1
Application number: DE19681752920
Authority: DE
Inventors: Hachiro Saito; Masaru Saito; Masaya Saito; Tadashi Saito
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-11-16
Filing date: 1968-08-06
Publication date: 1971-10-07
Also published as: SE331268B; CH496541A; GB1220288A; DE6750312U; FR1585323A; BE721929A; US3557600A; AT282357B

Description

Tadashi Saito, Masaya Saito, flasaru Saito und Hachiro Saito in Takarazuka City / Japan

Stufenpresse

Die Erfindung betrifft eine Stufenpresse, bestehend aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten vertikalen Ständern, einem zwischen den oberen Abschnitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern versehene Hauptwelle für das Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen den mittleren Abschnitten der Ständer

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angeordneten mit Nuten versehenen Stempelführung sowie einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten Aufspanntisch.

Aufgrund von verschiedenen Vorteilen, wie höhere Arbeitsgeschwindigkeit und wirtschaftlichere Ausnützung von Material und Arbeitsaufwand besteht derzeit die Tendenz, plastische Verarbeitungsprozesse mit Hilfe von Pressen immer mehr zu verwenden .

Um Produkte mit gewünschter hoher Präzision zu erhalten.. ist es notwendig, die Verformung des Materials in den Preßwerkzeugen zu verbessern. Es ergibt sich somit die Notwendigkeit_} die von der Presse ausgeübte Preßkraft wesentlich größer als die für die Bearbeitung des Materials minimal notwendige Kraf⁴" zu machen. Erst dadurch ergeben sich bei der Herstellung von Preßkörpern glatte und angenehm anzugreifende Oberflächen.

Bei Pressen werden im allgemeinen je eine obere Werkzeughälfte und eine untere Werkzeughälfte verwendet, wobei das zu verformende Material in die untere Werkzeughälfte eingebracht und die obere Werkzeughälfte darauf gepreßt wird, so daß. innerhalb der geschlossenen Werkzeughälften ein hoher Druck entsteht. Dabei ist es notwendig, daß der dem zu verformenden Material auferlegte Druck bei Warmverarbeitung - d.h. bei einer

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Temperatur von 120Q C - Im Bereich von 50 bis 60 kg/m _f bei Kaltverarbeittmi? -d.h. bei einer Temperatur von 5 bis 20 C im Bereich von 250 bis 300 kg/mm liegt. Im Falle der Herstellung eines eine Größe von 50 mm aufweisenden Produktes liegt somit der erforderliche Preßdrück bei der Warmverarbeitung mit einer Temperatur von 1200⁰C im Bereich von 125 bis 150 t und bei· der Kalt verarbeitung im Bereich von 600 bis 750 t. Im

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Falle einer Herstellung von Produkten mit einer Größe von 100 mm liegt hingegen der erforderliche Preßdruck bei Warmverarbeitung zwischen 500 und 600 t und bei Kaltverarbeitung zwischen 2500 und 3000 t.

In Fällen, in welchen ein bestimmter Arbeitsvorgang nicht durch eine einzige Erwärmung- vollendet werden kann, müssen mehrere Arbeitsschritte für die Herstellung eines gewünschten Produktes durchgeführt werden. In diesem Fall ergeben sich zwei Arbeitsmethoden,' intern entweder mehrere Pressen zum Einsatz gebracht werden, von denen jede einen Arbeitsschritt durchführt, oder indem eine Kehrstufenpresse mit verschiedenen Werkzeugen für die einzelnen Arbeitsstufen vorgesehen wird, wobei die Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander zur Durchführung des Preßvorganges in Einsatz gelangen. Beide Verfahren sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Bei Verwendung von mehreren nebeneinander angeordneten Pressen sind sowohl die Anlagekosten als auch der

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Platzbedarf und die Transportwege sehr groß, so daß die Herstellungskosten pro itnheit entsprechend hoch sind» Bei dem schrittweise durchgeführten Arbeitsvorgang unter Verwendung einer Mehrstufenpresse muß eine verhältnismäßig große Presse verwendet werden',' die ausreichend breit ist, um eine Anzahl von Formen nebeneinander anbringen zu können.

™ Während bei einer mechanischen Presse die Preßkräft durch eine auf einer Hauptwelle angebrachte Kurbel oder einen Exzenter erzeugt wird, wird bei einer hydraulischen Presse die Preßkraft durch eine hydraulische Einrichtung - beispielsweise eine Öldruckeinrichtung - in Verbindung mit einem Zylinder und einem darin verschiebbar'angeordneten Kolben erzeugt. Beide Arten von Pressen benötigen einen oben angeordneten, seitlich unterstützten Querbalken, damit die xvährend des Preßvorgangs auftretende Druckkraft aufgefangen wird. Da diese Druckkräfte sehr

fc groß sind, müssen die Hauptwelle, der Querbalken, der Aufspanntisch und ähnliche oben beschriebene Einrichtungen eine ausreichend große Steifigkeit und Festigkeit aufweisen, um eine von der Preßkraft herrührende Durchbiegung zu verhindern.

Je langer jedoch die Spannweite der Hauptwelle und des Querbalkens ist, desto geringer wird natürlich die Festigkeit dieser Elemente. Je größer also die Spannweite einer Presse

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ist, desto kräftiger sollte dieselbe ausgebildet sein. Bei steigender Spannweite einer Presse erhöhen sich jedoch die Herstellungskosten im Verhältnis drei- bis viermal so schnell. Außerdem ist der durch eine Kurbel, einen Exzenter oder den Öldruck erzeugte Preßdruck auf einen mittleren Punkt konzentriert, so daß die einzelnen Bauteile der Presse beschädigt werden können und die Genauigkeit der erzeugten Fertigprodukte merklich ver- ' ^ schlechtert wird, sobald die von dem Werkstück während des Preßvorgangs erzeugte Gegenkraft von dem Angriffspunkt des Preßdruckes abweicht. Dieses Problem wurde bisher entweder durch eine doppelte^Kurbel, durch zwei hintereinander angeordnete Zylinder oder durch eine verlängerte oder quer zur Welle verlaufende Stempelführung zu lösen versucht. Diese Maßnahmen konnten jedoch die oben erwähnten Mangel nicht vollständig ausschließen, so daß entsprechend dem bisherigen Stand der Technik die Durchführung jeder Arbeitsstufe in einer getrennten Presse als das bestmögliche Verfahren angesehen wurde.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Stufenpresse zu schaffen, die die oben genannten Nachteile bekannter Stufenpressen nicht aufweist und die aufgrund ihrer sehr kompakten, starren und räumlich günstigen Konstruktion einerseits eine sehr hohe Lebensdauer der Preßwerkzeuge und eine hohe Meßgenauigkeit der Fertigprodukte gewährleistet, andererseits die

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Anbringung der Werkstückzufuhr-, -auswurf- un^ -tj'ansporteinrichtungen insehr starkem Maße erleichtert.

TCrfinflungsgemäß wird.dies dadurch erreicht, daß der Querbalken an seiner Unterseite mit mehreren im Abstand voneinander anrechneten Zwischenlagern für die Hauptwelle versehen ist, wobei jeweils ein Exzenter der Hauptwelle zwischen zwei benachbarten Lagern liest, und daß die Stempelführung jeden der Stempel verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig: aufnimmt. Durch diese Anordnung; ist es möglich,'daß die verschiedenen Stufen des PreßVorganges fortlaufend nacheinander ausgeführt werden, wobei das Auftreten von Beschädigungen an den Formwerkzeugen vermieden unfl eine sehr hohe Genaugikeit der erzeugten Fertigprodukte gewährleistet wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und erklärt, werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht eine-Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stufenpresse;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 1;

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Fig, 3 eine Seitenansicht des Seitenständers der erfindungsgemäßen Stufenpresse; ■

Fig.Λ einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 3;

"Fig, 5 eine Vorderansicht ei es Querbalkens der erfindungsgemäßen Stufenpresse;

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Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 (rezeigten Querbalkens der erfindungsgemaßen Stufenpresse; und

Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Teilschnittansicht durch die erfindungsgemäße Stufenpresse für die Darstellung der Durchführung eines Preß vor ganges.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind an gegenüberliegenden Seiten der erfindungsgemäßen* Stufenpresse Ständer 1 angeordnet, die zusammen mit einem Querbalken 2, einer Stempelführung 3 und einem Aufspanntisch 4 das Maschinengestell bilden. Der Querbalken 2 weist an seinen gegenüberliegenden Enden Vorsprünge 5 auf, die in die Ständer 1 passen und streng sitzend in seitliche Ausnehmungen 6 derselben eingesetzt sind. Der Querbalken ist dabei so ausgebildet, daß er durch die während des Preßvorganges an der Stufenpresse auftretenden komplizierten Beanspru-

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chungen - wie Durchbiegung·, Verdrehung od.dgl. - nicht verformt wird. In seinem unteren Bereich ist der Querbalken 2 mit einer Anzahl von Zwischenlagern 7 versehen, die zusammen mit den in den Vorsprüngen 5 angeordneten Lagern 8 eine die Auf- und Abbewegung einer Anzahl von Stempeln 9 bewirkende Hauptwelle 10 umfassen. Die mit Hilfe der einzelnen Lager 7, 8 in kurzen Abständen gelagerte Hauptwelle 10 weist jeweils zwischen benachbarten Lagern 7, 8 angeordnete Exzenter 11 auf. Aufgrund dieser P Konstruktion ist die Hauptwelle 10 vor dem durch den Preßwiderstand der Vielzahl von Stempeln 9 bedingten Knicken und Durchbiegen geschützt, so daß eine hohe Meßgenauigkeit im Hinblick auf die äußeren Abmessungen der erzeugten Produkte gewährleistet ist.

In Ausnehmungen 20 der Stempelführung 3 Find die Stempel vertikal

9/verschiebbar eingepaßt. Die oberen Flächen der Stempel 9 greifen über Schwalbenschwanzführungen 22 in längsverschiebbare fe durch die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 bewegbare Exzenterbüchsen 21 ein. Ein Abschnitt eines jeden Stempels 9 erstreckt sich nach oben und. ist mit jeweils einem Sekundärzylinder 23 verbunden, der an der Vorderseite des Querbalkens 2 angeordnet ist. Die Sekundärzylinder dienen zur Unterstützung der Vertikalbewegung der Stempel 9· -

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Der Aufspanntiach k x-ieist an seiner oberen Fläche Nuten 12 zur Befestigung von unteren'Formhälften 28 und darunter Stempel Ik auf, die mit Aus werfer stoße In 13 zum Auswerfen der bearbeiteten Produkte aus den unteren Formhälften zwecks Abführung derselben versehen sind. Die Stempel Ik sind über eine Pleuelstange 15 mit einer auf der Hauptwelle 10 gelagerten Kurbelscheibe 16 verbunden. Innerhalb der Ständer 1 sind Ausnehmungen 17, 18 und 19 angeordnet, in welchen der Aufspanntisch'4, der ' M Querbalken 2 sowie die Stempelführung 3 fest eingepaßt sind, wobei die Verbindung dieser Elemente beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißung erfolgan kann.

Ein Motor M treibt über ein Schwungrad 2k und ein .Ritzel 25 ein Zahnrad 26 an, welches ssinerseits über eine innerhalb des Zahnrades 2.6 angeordnete Kupplung die an der gegenüberliegenden Seite mit einer Bremse 27 versehenen Hauptwelle 10 antreibt. Bei Drehung der Hauptwelle 10 werden die Exzenter 11 in Rotation versetzt, wodurch die Exzenterbüehsen 21 gemäß Fig. ™ 2 nach unten und. oben bewegt werden. Die Stempel 9 werden somit zunächst nach unten bewegt, wodurch d.urch das Zusammenwirken der an den unteren Enden der Stempel 9 befestigten oberen Formhälften 29 und der an -der Oberfläche des Aufspanntisches 4 befestigten unteren Formhälften 28 die Werkstücke verformt werden. Nach einer weiteren halben Umdrehung der Hauptwelle 10 gelangen die

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Exzenter 11 wieder-in ihre Ausgangsstellung, worauf die Kupplung gelöst und die Bremse 27 eingelegt wird, so daß die Stufenpresse in Bereitschaftsstellung für den nächsten Arbeitsgang gelangt.

Fig. 7 zeigt in Form eines Beispiels die Durchführung des Preßvorganges mit einer Stufenpresse nach der Erfindung, wobei die Preßbearbeitung durch gleichzeitiges Abwärtsdrücken von vier Stempeln 9A, 9B, 9C und 9D erfolgt. Dabei wird ein Rundmaterial C in der ersten Stufe zu einem scheibenförmigen Preßstück C verformt. In einer zweiten Stufe wird dieses Preßstück C zu einem Werkstück D von gewünschter Form gepreßt. In der dritten Stufe wird dieses Werkstück D dann in ein oberes und ein unteres Element E bzw. E¹ geteilt, wobei das Element E ein die gewünschte Form eines Ringes aufweisendes Fertigprodukt darstellt In der vierten Stufe wird d.as verbleibende Element E¹ weiterbearbeitet, indem dessen Boden ausgestanzt wird, wodurch ein weiteres ringförmiges Fertigprodukt F hergestellt wird.

Die schrittweise Weiterbeförderung des Materials von der ersten Stufe zu den nächsten Stufen wird während der Zwischenintervalle der Preßvorgänge - d.h. während des Anhebens der Stempel 9 - durch mechanische Transporteinrichtungen, wie Greifarme od.dgl. autonEbisch bewerkstelligt. Da bei der erfindungsgemäßen Stufenpresse im Zwischenraum zwischen der Stempelführung

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3 und dem Aufspannt!sch k keinerlei Hindernisse" vorhanden sind, können" die die Durchführung der oben beschriebenen Weiterbefö'rderungsvorgänge bewirkenden Transporteinrichtungen leicht angebracht werfl en.

In der dritten und vierten der oben erwähnten Stufen sind für den Auswurf der gepreßten Prod/ukte aus d.en Stanzen Abstreiforgane 30 für die Arbeitsstücke angeordnet. Sobald die Stempel m 9C und 9D in ihrer oberen Stellung sich befinden, kommen diese Abstreiforgane 30 gegen von der Stempo!führung 3 nach unten sich erstreckende Anschläge 31 zur Anlage, wodurch die Fertigprodukte E₁-F von Dornen 32 abgestreift werden.

Anhand d.er vorhergehenden Beschreibung ist leicht zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Stufenpresse folgende Vorteile hat:

Gemäß der Erfindung ist die die vertikale Bewegung mehrerer \ Stempel 9 bewirkende Hauptwelle "10 in an der Unterseite des Querbalkens 2 zwischen den Ständern 1 vorgesehenen Zwischenlagern 7 und in in den vorspringenden Abschnitten der gegenüberliegenden Enden des Querbalkens Z angeordneten äußeren.Lagern 8 gelagert, wobei zwischen den einzelnen Lagern 7, 8 nur kurze Zwischenräume auftreten. Die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 sind so angeordnet,

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daß zwischen den Lagern 7, 8 jeweils ein Exzenter 11 vorhanden ist, so daß die Hauptwelle 10 vor Knickung, Biegung und dgl. während des mit mehreren Stempeln 9 durchgeführten Preßvorganges geschützt ist, wodurch eine ausgezeichnete Genauigkeit im Hinblick auf die Abmessungen der Fertigprodukte E, P gewährleistet ist. Durch das Vermeiden von Ständern 1 oder dgl. zwischen jedem Stempel 9 ergeben sich bei der an sich kompakt gebauten Stufenpresse relativ große Zwischenräume zwischen den jeweiligen Preßwerkzeugen, wodurch die Anbringung der Transporteinrichtungen zur Weiterbeförderung der Werkstücke von einem Formsatz zum anderen in der Reihenfolge der Arbeitsvorgänge erleichtert wird.

Darüberhinaus nimmt die Stempelführung 3 eine Anzahl von voneinander vollkommen unabhängigen Stempeln 9 auf, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Ähnlich wie bei einer unabhängigen Presse ist jeder Stempel 9 in der Lage, einen Preßvorganr vollkommen frei von Einflüssen - wie Neigung, Ablenkung, Schlupf oder Verschiebung - durch einen gleichzeitig durchgeführten Preßvorgang eines anderen Stempels auszuführen.

Da der die Hauptwelle 10 für die vertikale Auf- und Abbewegung mehrerer Stempel 9 tragende Querbalken 2 der erfindungsgemäßen Stufenpresse durch Einpassen der an seinen gegenüberliegenden Enden ausgebildeten Vorsprüngo 5 in die seitlichen

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Ausnehmungen 6 der Ständer 1 eingesetzt ist - d.h. da 6er Querbalken 2 und die Ständer 1 nicht einstückig aus demselben Material· gegossen sind, wie dies bisher üblich war - können Brüche oder irgendwelche anderen Beschädigungen, die an der oben erwähnten Verbindungsstelle infolge von komplizierten Beanspruchungen des Querbalkens 2 - wie Biegung, Verdrehung oder dgl. - beim Pressen hervorgerufen werden können, verhindert und die Festigkeit des Materials voll ausgenutzt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Stufenpresse weist somit der verstärkte Rahmen mehrere Stempel 9 auf, von denen jeder im Zentrum seines unteren End.es mit getrennten Formhälften ausgerüstet ist, als wenn jeder Stempel 9 eine unabhängige Presse wäre.. Die entlang der Mittellinie der Preßkraft angebrachten Formhälften sind ferner mit der Mittellinie der beim Betrieb hervorgerufenen Beanspruchungen ausgerichtet, was für den Preßvorgang wesentlich ist. Joder Stempel 9 ist somit vollkommen gegenüber unerwünschten Einflüssen - wie Neigung, Verschiebung oder durch die Bewegung von anderen gleichzeitig arbeitenden Stempeln 9 zurückzuführende Bewegung - geschützt. Es können somit Leistungen erzielt werden, die den erzielbaren Leistungen bei einer Anzahl von in Reihe nebeneinander angeordneten Pressen entsprechen. Außerdem kann durch das Vermeiden von Hind.ernissen zwischen den jeweiligen Stempeln 9 der Transport der Werkstücke zwischen d.en einzelnen Stufen erleiclfert werden.

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Es ist ein besonderer Vorteil, daß die orfindungsgemäße Stufenpresse, die - wie erwähnt - bei gleichzeitiger Erleichte- · rung des Transports der Werkstücke mehrere Stufen eines Preßvorganges durchzuführen, in der Lage ist, bei kompakter Bauweise mit einem sehr geringen Materialaufwand hergestellt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Stufenpresse, bestehend aus eir.ern Paar von im Abstand einander angeordneten, vertikalen Ständern, einem zwischen den oberen Abschnitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern versehene Hauptwelle für d.as Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen den mittleren Abschritten der Ständer angeordneten mit Nuten versehenen Stempelführung, sowie einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten Aufspanntisch, dadurch g e - V e Y: η ζ e i c h η e t , daß der Querbalken (2) an seiner Unterseite mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten ZwiRchrnlagern (.?) für die Hauptwelle (10) versehen ist, wobei jeweils ein Exzenter (11) der Hauptwelle (1.0) zwischen zwei benachbarten Lagern (7) liegt, und daß die Stempelführung (3) jeden dar Stempel (9) verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig' aufnimmt.
2. Stufenpresse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t , daß d.er Querbalken (2) an seinen gegenüberliegenden Enden mit VorsprünFen (5) für seinen Einbau in die Ständer (1) versehen ist,'und daß die Ständer (1) der Form der Vorsprünge (5) entsprechende seitliche Ausnehmungen (6) aufweisen, wodurch der Querbalken (2) in gesicherte Verbindung mit den seitlichen Ausnehmungen (6) fest in d.ie Ständer (1) einbaubar ist.

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3. Stufenpresse nach Anspruch 1 .or!er 2, dadurch ρ e" k G η η zeichnet, daß bei jedem ArbeitsVorgang, der durch die Zusammenwirkung ,iodcr am unteren Ende- jeden Stempels (9) angebrachten oberen Formhälfte (29), mit jeder gegenüber der oberen Pormhälfte (29) an der oberen Fläche des Aufspanntisches (k-) angebrachten unteren Pormhälfte (28) bewerkstelligt ist, die Stempel (9) so eingerichtet sind, daß ein Rundmaterial durch einm ersten Stempel (9A) zu einem scheibenförmigen Preßstück (C) gentaucht ist, welches durch einen zweiten Stempel (9B) zu einem Werkstück mit gewünschter Form (D) gepreßt ist, welches Werkstück durch einen dritten Stempel (9C) in zwei Elemente (E, K¹) auseinandergeschnitten bzw. -geschert ist, wobei ein eine gewünschte ringförmige Gestalt aufweisendes fertiges Produkt (E) sich erribt, worauf das bei dem AbscherVorgang entstandene andere Element (E') durch einen vierten Stempel (9D) zur Ausbildung nines weiteren ringförmigen Fertigproduktes (F) ausgestanzt ist.

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