DE19649063A1

DE19649063A1 - Presse, insbesondere Schneid- und Umformpresse

Info

Publication number: DE19649063A1
Application number: DE1996149063
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Hoerner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-05-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse

- mit einem hydraulischen Antrieb zur Betätigung eines biegesteifen Stößels, der in einem in Pressrichtung beweglichen, separaten Getriebekasten angelenkt ist,
- mit einem vom Hydraulikantrieb linear bewegten Kreuzkopf, an dem sich paarweise angeordnete Schub- Zugstangen befinden,
- mit zwei kämmenden Ternären-Wälzkurvengetriebegliedern, welche eine Kombination aus ternären Gliedern und dreigliedrigen Wälz kurvengetriebe darstellen,
- mit den Pleuels, welche exzentrisch zum Hauptlager, mittels Ternären-Wälzkurvengetriebegliedern, verbunden sind,
- wobei der Kreuzkopf über die exzentrischen Anlenkstellen der Ternären-Wälzkurvengetriebeglieder mit den Pleuels so aufeinander abgestimmt ist, daß mittels der Tauchkolben der Stößel jeweils den unteren Umkehrpunkt exakt erreicht.

Da die Umformverfahren Schneiden, Ziehen, Prägen oder Feinschneiden im spanlosen Herstellungsverfahren zum Teil nur durch Spezialmaschinen ermög licht werden können, stellt diese Erfindung ein breiteres Spektrum der Einsatz möglichkeiten der Maschine dar. Dieses erweiterte Einsatzspektrum wird erforderlich, da die Artikel im Teilespektrum immer größer und komplizierter werden. Zu dem veränderten Teilespektrum kommen die steigenden Quälitätsanforderungen.

Die rasante Marktentwicklung erfordert über neue Antriebskonzepte für Um formmaschinen nachzudenken und weiterzuentwickeln. Die bekannten Antriebskonzepte für Stanz-, Präge-, Zieh- und Biegepressen sind in der Ver gangenheit durch sogenannte Gelenkpressenantriebe realisiert worden. Dabei unterscheidet man, in Festhub bzw. in veränderliche Hubantriebe. Die Kon stanthubmaschinen sind für ein engbegrenztes Teilespektrum einsetzbar und somit nicht sehr flexibel. Die Gelenkpressenantriebe mit veränderlichem Hub umfassen ein größeres Teilespektrum. Ihr Nachteil jedoch ist, daß das Arbeitsvermögen dieser Antriebsanordnung nur gering ist, bedingt durch die geringen Einbaumöglichkeiten im Stößel, und daher größere Nennkraftwege vor dem unteren Umkehrpunkt nicht zuläßt. Dieser Nachteil ist aus der Kinematik des Antriebs bedingt und kann nicht entscheidend gesteigert werden. Somit ist der Antrieb hauptsächlich für kleine Schneid- und Präge arbeiten einsetzbar.

Bei der Entwicklung einer verbesserten Presse sind folgendes zu beachten:

1. Die Maschine soll ein breites Einsatzspektrum haben und somit die Einsatzgrenzen erhöhen.
2. Die Maschine muß in ihren Baugliedern wie Pressenrahmen, Stößel, Pleuel und Getriebe federungssteif konzipiert und in ihrem Einsatz verhalten robust sein.
3. Die Maschine muß in ihrem Umformverhalten an das zu erstellende Teilespektrum jederzeit und ohne großen Aufwand angepaßt werden können.
4. Die Maschine soll universell einsetzbar und in ihrer Handhabung einfach bedienbar sein.
5. Die Bauteile der Presse sollen den bereits bekannten Konstruktionen der mechanischen und hydraulischen Presse entsprechen.

Die nach diesen Zielvorstellungen bereits konzipierten Pressen gemäß der DE 40 18 493 und DE 43 19 289 erweisen sich in der Realisierung als zu aufwendig und daher liegt der Erfindung speziell die Aufgabe zugrunde, eine solche Presse hinsichtlich Optimierung der Bauhöhe, federungssteifer Kon struktion gegenüber den Umformkräften, geringe Verformung der Presse bei gleichzeitiger Steigerung der Umformqualität von spanlosen Umformteilen sowie wartungsarmer Getriebebauteile zu konzipieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Getriebe in einem separaten Getriebekasten gelagert ist und mittels eines Hydraulik zylinders, welcher ebenfalls am Getriebekasten befestigt ist, angetrieben wird.

Die Ternären-Wälzkurvengetriebeglieder sind ebenfalls innerhalb des Getriebe kastens in einem geschlossen Ölnebenraum angeordnet und damit optimal geschmiert. Durch die geschlossene Bauweise wird der Austritt des Ölnebels aus dem Getriebekasten verhindert. Diese Bauweise ist sehr umweltfreundlich da sie die Geräuschimmissionen aus offenen Getriebekästen mindert und keinen Ölnebel an die Umwelt abgibt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die neue Presse ermöglicht Umformverfahren, die auf den bisher bekannten Maschinen nicht zu realisieren waren, da das Arbeitsvermögen weitgehends eingeschränkt war. Der Antrieb der Presse ist eine Kombination einer Kraft- Weggebundenen Umformmaschine. Diese Maschine hat im weitesten Sinne das Arbeitsvermögen einer hydraulischen Presse und die Präzision einer mechanischen Umformmaschine. Die Wiederholgenauigkeiten der Hubbewe gungen in den unteren Endlagen entspricht bei gleichförmiger Last ± 0,01 mm. Damit werden dem Betreiber der neuen Presse Herstellungsverfahren ange boten, welche in dieser Form bisher nicht durchführbar waren.

Die neue Umformmaschine kann der Erfindung nach wahlweise druckabhängig, d. h. presskraftabhängig, vom Umformteil oder auf Wunsch wegabhängig bei genauer Endlagenbegrenzung in dem unteren Umkehrpunkt gefahren werden. Durch diese individuelle Arbeitsweise sind die unterschiedlichsten Herstellungs verfahren für Umformteile denkbar.

Die Maschine wurde mit Ternären-Wälzkurvengetriebegliedern ausgestattet und über Schub- Zugstangen mittels Kreuzkopf durch einen hydraulischen Zylinder mit Kolben betätigt. Somit ist es möglich, eine feinfühlige Steuerung und einen variablen Geschwindigkeitsverlauf während des Pressvorganges zu erzielen. Die flexible Herstellung unterschiedlichster Produktionsteile ist damit sichergestellt.

Ebenfalls verfügt die neue Presse über einen präzise geführten Stößel, welcher je nach Einsatzzweck mit vorgespannten Rollen ausgeführt werden kann.

Der Getriebekasten, in dem der Antrieb integriert ist, ist für vier Pleuel mit Tauchkolbenausführung konzipiert. Damit werden Verlagerungen des Stößels infolge außermittiger Belastung weitgehends kompensiert, und die Maschine erhält hierdurch einen ruhigen und gleichförmigen Lauf.

Die Verstellspindeln, welche die Anpassung an die Werkzeughöhe sicher stellen, werden nicht wie sonst üblich im Stößel integriert, sondern sind zwischen Maschinenrahmen und Getriebekasten vorgesehen. Diese Bauweise führt zu einer federungsarmen und steifen Konzeption. Der feinfühlige Antrieb der Stößelverstellung gewährleistet ein exaktes und sicheres Einstellen des Stößels auf die gewünschte Werkzeughöhe. Die Stößelverstellung kann in jeder gewünschten Lage eingestellt und fixiert werden. Somit wird ein unge wolltes Abweichen der Stößelverstellung von dem gewünschten Einstellwert verhindert.

Die Hubverstellung der neuen Presse ist problemlos, schnell und stufenlos ein stellbar. Mit Veränderung des Kolbenhubes im Hydraulikzylinder verändert sich der Stößelhub der Presse. Die untere Endlage des Stößels ist aufgrund der mechanischen Bauglieder jederzeit wieder reproduzierbar. Die Genauigkeit beträgt bei gleichförmiger Last ± 0,01 mm. Hiermit sind die aufwendigen Hub verstellungen von mechanischen Pressen eliminiert.

Die extrem steife Konzeption der neuen Presse und die präzise Führung des Stößels lassen große außermittige Belastungen unter Vollast zu.

Als Option kann im Gegensatz zu den bisherigen elektrischen Überlast sicherung eine hydraulische Überlastsicherung bzw. Deblockiereinrichtung ein gebaut werden. Diese Sicherung dient dem Schutz der Maschine und Werk zeuge vor Überlastung in Extremfällen.

Wie aus der Beschreibung der Maschine ersichtlich ist, sind die Konstruktions elemente mit den bekannten und bewährten Bauelementen des herkömmlichen Pressenbaues ausgestattet. Dies hat den Vorteil, daß die neue Presse zwar von ihrer Antriebsauslegung grundsätzlich anders gebaut ist als eine mecha nische bzw. hydraulische Presse jedoch in ihren Konstruktionselementen den bewährten, soliden mechanischen und hydraulischen Pressen entspricht. Somit stellt die neue Presse keine Risiken einer absoluten Neukonstruktion dar, sondern bietet dem Betreiber einer solchen Presse vielfältige Möglichkeiten moderner, effizienter Umformverfahren. Durch das neue Antriebskonzept werden die freien Vorschubzeiten der Vorschubgeräte vergrößert. Damit sind höhere Hubzahlen/min. und Steigerungen der Wirtschaftlichkeit möglich.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Presse nach der Erfindung, wobei sich der Pressenstößel am unteren Umkehrpunkt befindet,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und in einer Blickrichtung gemäß Schnitt A-B in Fig. 1 den Getriebekasten der Presse,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Presse, bei dem sich der Pressenstößel am oberen Endlagenpunkt befindet,

Fig. 4 in schematischer Darstellung und in einer Blickrichtung gemäß Schnitt C-D in Fig. 3 den Getriebekasten der Presse,

Fig. 5 die Presse nach Fig. 1 und 3 mit zusätzlichem Stößel gewichtsausgleicher.

In einem geschlossenen Pressengestell 1 ist ein biegesteifer Stößel 3 in Pressrichtung verschiebbar angeordnet, und in den Führungen 17 geführt. Bei den Führungen 17 handelt es sich um spielfrei eingestellte Rollenführungen, welche die hohe Präzision des Stößels 3 garantiert. In dem biegesteifen Stößel 3 können wahlweise Ausstoß- Niederhalte- bzw. Ringzackeneinrich tungen eingebaut werden. Diese optimieren die Einsatzmöglichkeiten der Presse ein Vielfaches.

Der Stößel 3 ist über die Tauchkolben 4 mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe befindet sich in dem Getriebekasten 2, welcher über die Verstell spindeln 12 und die Spindelmuttern 13 in Pressrichtung beweglich ist. Diese Bewegung ermöglicht eine Anpassung des Stößels 3 an die unterschied lichsten Werkzeughöhen. Damit ist sichergestellt, daß ein großes Spektrum an Werkzeugen in der Presse gefahren werden kann.

Das im Getriebekasten 2 integrierte Getriebe ist ein modifizierter Kreuzkopf antrieb bestehend aus dem Kolben 10 welcher im Zylinder 11 entsprechende Hubbewegungen ausführt. Der Kolben 10 ist mit dem Kreuzkopf 9 fest ver bunden. In dem Kreuzkopf 9 sind die Gelenke 22 für die Schub- Zugstangen 8 paarweise angeordnet. Die Schub- Zugstangen 8 sind mit den ternären Baugliedern der Wälzkurvengetriebeglieder 6, 7 in den Gelenken 21 verbunden. Die ternären Wälzkurvengetriebeglieder sind in den Gelenken 20 des Getriebekastens 2 gelagert. Die Ternären-Wälzkurvengetriebeglieder sind über die Gelenke 23, den Pleuels 5 und den Gelenken 24 mit den Tauch kolben 4 verbunden.

Durch die paarweise Anordnung der Ternären-Wälzkurvengetriebeglieder 6, 7 in Verbindung mit den Schub- Zugstangen 8 und dem Kreuzkopf 9 ist ein Parallellauf sichergestellt. Durch diese Anordnung entfällt die sonst notwendige Führung des Kreuzkopfes 9, die sich sonst bei außermittigen Belastungen oder anderen Krafteinleitungen nicht ohne größeren Aufwand stabilisieren ließe. Mit dieser Anordnung ist ein Gleichlauf der Pleuels 5 und der Tauch kolben 4 sichergestellt. Damit ist die Führungsparallelität des Stößels zur Tischplatte der Presse gewährleistet.

In dem geschlossenen Pressengestell 1 können im Tisch wahlweise Zieh kissen oder Gegenhalter eingebaut werden. Damit kann die neu konzipierte Presse als 2-fach-, bzw. 3-fach-wirkenden Presse umgebaut werden. Die Antriebe der einzelnen Bauteile erfolgen separat und können beliebig initialisiert werden.

Die vorab aufgezählten Vorteile wie

- verstellbar angeordneter Getriebekasten 2,
- präziser Getriebegleichlauf durch modifizierten Kreuzkopfantrieb,
- biegesteifen Stößel 3, mit spielfrei einstellbaren Rollenführungen,
- dem umweltfreundlich gekapselten Antrieb im Getriebekasten 2,

bieten ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten für komplizierteste Her stellungsverfahren durch zusätzlichen Einbau von Ziehkissen, Gegenhalter, Ausstoßer, Niederhalter, Ringzackeneinrichtungen etc.

Bezugszeichenliste

1

Pressengestell

2

Getriebekasten

3

Stößel

4

Tauchkolben

5

Pleuels

6

Ternäres-Wälzkurvengetriebeglied

7

Ternäres-Wälzkurvengetriebeglied

8

Schub-Zugstangen

9

Kreuzkopf

10

Kolbenstange

11

Antriebszylinder

12

Verstellspindeln

13

Spindelmuttern

14

Spindelführungen

15

Spindelführungen

16

Tauchkolbenführungen

17

Stößelführungen

18

Kolbenstangenführung

19

Ausgleichzylinder

20

Gelenk

21

Gelenk

22

Gelenk

23

Gelenk

24

Gelenk

Claims

1. Presse, insbesondere Schneid- und Umformpresse

- mit modifiziertem Kreuzkopfantrieb zur Betätigung eines über mehrere Getriebeglieder angetriebenen, biegesteifen Stößels (3) der an einem in Pressrichtung beweglichen, separaten Getriebe kasten (2) angelenkt ist,
- mit einem vom Hydraulikantrieb (10, 11) linear bewegtem Kreuz kopf (9), an dem sich paarweise angeordnete Schub-Zugstangen (8) befinden, die mit den sich abwälzenden Ternären-Wälzkurven getriebegliedern (6, 7) verbunden sind und über die Pleuels (5) und Tauchkolben (4) den Stößel (3) antreiben,
- mit Wälzkurvengetriebegliedern (6, 7), die zwei miteinander in linienförmiger Berührung stehende Wälzkurven, die ohne Gleiten aufeinander abrollen, aufweisen, stellen eine Kombination aus ternären Gliedern und dreigliedrigem Wälzkurvengetriebe dar,
- mit den Pleuels (5), die die Ternären-Wälzkurvengetriebeglieder (6, 7) und den Tauchkolben (4) miteinander verbinden, werden Rotationsbewegungen in geradlinige Bewegungen umgesetzt,
- mit dem Kreuzkopfhub und den exzentrisch angeordneten Gelenken der Schub-Zugstangen (8), den Pleuels (5) an den Ternären- Wälzkurvengetriebegliedern (6, 7) und den Tauchkolben (4) kann der Stößel (3) variabel im Hub gefahren werden und den unteren Umkehrpunkt exakt garantieren,
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichlauf des Pressenantriebes durch Verbindung des Kreuzkopfes (9), über die paarweise Anordnung der Schub- Zugstangen (8), und den Ternären-Wälzkurvengetriebe gliedern (6, 7) innerhalb des Getriebekastens (2) erzielt wird.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebe kasten (2) sich über die am Pressengestell befindlichen Verstellspindeln abstützt und parallel zur Pressrichtung durch die Spindelmuttern (13) verstell- und fixierbar ist.

3. Presse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Getriebekasten (2) herausgeführten Tauchkolben (4) gegen Geräuschimmission und Ölnebel abgedichtet sind und somit die Umwelt belastungen vermeidet.

4. Presse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshöhe des Stößels (3) minimiert werden kann, da die Parallel führung des Stößels (2) aus den Getriebegliedern, wie den Tauch kolben (4), den Pleuels (5), den Ternären-Wälzkurvengetriebe gliedern (6, 7), den Schub- Zugstangen (8), dem Kreuzkopf (9) und dem Hydraulikantrieb (10, 11) gewährleistet wird.

5. Presse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kompakte Stößel (3) zur Aufnahme von Ausstoß-, Niederhalte-, oder Ringzackeneinrichtungen voll genutzt werden kann.