DE19741879A1 - Hydraulische Hochdruckpresse zur Herstellung von flächenhaften Präzisionsprägeteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hochdruckpresse zur Herstel­ lung von flächenhaften Präzisionsprägeteilen, bestehend aus einem Ge­ stell mit einem Hydraulikzylinder mit Kolben, einem Pressenstößel, ei­ nem Werkzeug, einem Pressentisch und Antriebe zur Steuerung der Presse.

Aus der DE 44 09 029 A1 ist eine hydraulische Presse mit einem Druck­ zylinder bekannt, der einen Zylindermantel und einen im Zylindermantel verschiebbaren Kolben aufweist, welch er mit einer sich vom Kolben wegerstreckenden Kolbenstange versehen ist, die ein bewegbares Formteil einer Metallform betätigt, mit dem ein ortsfestes Formteil zu­ sammenwirkt. Der Zylindermantel ist länger als die Kolbenstange und am Ende seiner Verlängerung an einer Aufspannplatte befestigt. In der Verlängerung des Zylindermantels ist mindestens eine Öffnung zum Ein­ setzen der Metallformen in einen Einbauraum innerhalb der Verlänge­ rung des Zylindermantels vorgesehen. Durch diese wird das bewegliche Formteil am Ende der Kolbenstange und das ortsfeste Formteil auf der Aufspannplatte angebracht. Die Erfindung geht davon aus, daß die Be­ festigungsfläche der bekannten hydraulischen Pressen zu groß ist. Diese beeinflussen die mechanische Festigkeit der Pressen stark. Der Stand der Technik zeigt, daß Stützpunkte, an denen sich die Säulen des Rah­ mens auf dem Bett und der Traverse abstützen, weit von der Belastung entfernt sind, so daß der Rahmen stark deformiert wird. Bei der DE 44 09 029 A1 wird die Preßkraft durch die Schraubenverbindungen zwischen Zylinderdeckel und Zylindermantel sowie zwischen Zylinder­ mantel und der Aufspannplatte aufgenommen. Das bedeutet, die Pres­ sensteife ist durch die Schraubenverbindungen vorgegeben. Damit sind bei Preßkräften von mehreren 1000 Tonnen hohe Auffederungen zu er­ warten, wodurch es nicht möglich ist, flächenhafte Präzisionsteile zu fertigen. Weiterhin ist die genannte Presse nur für Werkzeuge mit sehr kleinen Querschnitten geeignet.

Die DE 41 23 317 A1 betrifft eine Tiefziehpresse mit einem das Unter­ werkzeug zumindest mittelbar aufnehmenden Pressentisch und einer Einrichtung zur hydraulischen Kompensation der Durchbiegung des Pressentisches oder eines anderen, von ihm getragenen biegeelastischen Teiles. Zu diesem Zweck ist unterhalb des biegeelastischen Teiles ein die Biegebelastung durch die Preßkraft bei zugelassener Durchbiegung aufnehmender Biegeträger angeordnet, auf dem wenigstens ein von ei­ nem definierten Flüssigkeitsdruck beaufschlagbarer Hydraulikkolben oder ein Hydraulikkissen abgestützt ist, welcher bzw. welches seiner­ seits das biegeelastische Teil unterseitig abstützt und die Durchbiegung des biegeelastischen Teiles gerade kompensiert und sie von dem Tief­ ziehwerkzeug fernhält. Damit sich der Kompensationsdruck selbsttätig, rasch und feinfühlig einstellen kann, ist parallel zur Tisch ebene eine von der Pressenbelastung unabhängige Geradheitsreferenz sowie eine stän­ dige, die Geradheitsreferenz antastende Durchbiegungsmessung mittels Weggeber vorgesehen. Diese Meßgröße wird in einen entsprechenden Fluiddruck umgewandelt, mit dem dann der Kompensationskolben be­ aufschlagt wird. Von Nachteil ist, daß die hydraulische Kompensation der Tischdurchbiegung mit großem Aufwand an Steuerungen und Bau­ teilen erreicht wird, der sich bei hohen spezifischen Prägedrücken wei­ ter steigert. Weiterhin ist nachteilige daß bei hohen Prägedrücken von mehreren 1000 Tonnen die Qualität der Werkstücke durch Seitendrücke von schrägen Werkzeugelementen, Fließvorgängen und anderen aus der Werkzeuggeometrie nicht genau vorauszuberechnenden Kraftwirkungen negativ beeinflußt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Hochdruckpresse zur Herstellung von flächenhaften Präzisionsprägeteilen eingangs genannt er Art zu entwickeln, bei der die Tischdurchbiegung so gering gehalten wird, daß keine hydraulische Kompensation dieser Durchbiegung not­ wendig ist und mit welcher, bei einer Preßkraft von mehreren 1000 Tonnen, flächenhafte Präzisionsteile in hoher Qualität geprägt werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptan­ spruches gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungen der Erfindung.

Von besonderem Vorteil ist es, daß das Pressengestell so gestaltet ist, daß die Stützweite des Pressentisches, als Voraussetzung für minimale Tischdurchbiegung, die Werkzeugabmessungen nicht überschreitet. Dies ist ein wesentlicher Grund dafür, daß flächenhafte Präzisionsprägeteile mit hoher Qualität auf dieser Hydraulikpresse hergestellt werden kön­ nen. Die Eilgangszylinder am Pressenstößel und die Entlastungseinrich­ tung am Zylinderraum garantieren eine hohe Effizienz und Betriebssi­ cherheit der Hydraulikpresse.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Hochdruck­ presse;

Fig. 2 eine Darstellung eines Tandemzylinders als Einzelheit aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt A-A nach Fig. 1 mit einer Vorrichtung zur La­ geoptimierung des Werkzeuges

Der Aufbau der hydraulischen Hochdruckpresse verdeutlicht Fig. 1. Im Pressengestell 12 sind ein Tandemzylinder 1 mit seinen beiden Kol­ ben 2; 3 aufgenommen. Am Boden des unteren Kolbens 3 ist über einen Durchmesser des Kolbens 3 ein Kamm 4 angebracht. Ein deckungsglei­ ches Gegenstück 5 das Kammes 4 ist auf einem Pressenstößel 6 ver­ schiebbar angeordnet. Zum Verschieben des Gegenstückes 6 ist am Pressengestell 12 eine Verschiebeeinrichtung 8 befestigt. Das Gegen­ stück 5 wird um eine Zahnbreite hin- und herverschoben. Die Zähne des Kammes 4 und das Gegenstück 5 weisen die gleiche Breite und den gleichen Abstand (Lücke) zueinander auf, so daß der Kamm 4 und das Gegenstück 5 deckungsgleich verschiebbar sind. Der Pressenstößel 6 wird über Eilgangszylinder 7 am Pressengestell 12 bis zum Aufsetzen des Werkzeuges 10 in Prägeposition gefahren. Dabei wurde das Gegen­ stück 5, das mit dem Kamm 4 Zahn auf Lücke stand, auseinandergefah­ ren. In dieser Stellung schiebt ein Zylinder der Verschiebeeinrichtung 8 das Gegenstück 5 auf den Pressenstößel 6 so, daß sich die Zähne und die Zahnlücken vom Kamm 4 und dem Gegenstück 5 gegenüberstehen. Es wird eine Zahn auf Zahnstellung erreicht. In dieser Stellung erfolgt die Kraftübertragung vom Tandemzylinder 1 direkt auf den Pressenstö­ ßel 6 für den Prägevorgang, wobei der Tandemzylinder 1 mit seiner schmalen Bauweise durch eine Entlastungsventil 13 bei gleichzeitiger Abschaltung des Förderstromes gegen Zerstörung bei fehlender Gegen­ kraft gesichert. Aus der Fig. 2 ist zu sehen, daß das Entlastungsventil 13 einen federbelasteten Ventilkörper aufweist, der einen Zugang zum Zylinderraum im Bereich des unteren Kolbens 3 schließt. Ein Stößel 15 am Kolben 3 drückt kurz vor Erreichen der Hubbegrenzung im Zylin­ derraum gegen den Ventilkörper und öffnet den Zugang zum Zylinder­ raum. Das Drucköl fließt aus dem Zylinderraum. Gleichzeitig betätigt ein Stößel 15 einen Endschalter 14, der den Druckölförderstrom ab­ schaltet oder die Druckkolbenpumpe wird auf Saugleitungsbetrieb um­ gesteuert. Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau des Tandemzylinders 1 mit seinen Kolben 2; 3, dem Zylinderdeckel 18, seine Ankerschrauben 17 und seinen Zwischenboden 16. Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-A durch die Hochdruckpresse mit einer Vorrichtung zur Lageoptimierung eines Werkzeuges 10. Diese Vorrichtung besteht aus einem Schiebezylinder 19 mit Schubstange 23, der einen Anschlag 20 am Werkzeug 10 gegen einen Stellkeil 21 eines Positionierzylinders 22 verfährt. Das Werkzeug 10 wird in eine für das Werkstück 11 optimale Lage gebracht.

An ausgewählten Meßpunkten des Pressengestelles sind Meßeinrichtun­ gen 24, wie aus Fig. 1 ersichtlich angeordnet. Diese Meßeinrichtun­ gen 24 ermitteln Größe und Lage der auf das Werkzeug 10 wirkenden Preßkraft. Größe und Lage der Preßkraft sowie die optimale Lage des Werkzeuges 10 auf dem Pressentisch 9 werden in einer Steuereinrich­ tung 25 angezeigt und wiederaufrufbar gespeichert.

Bezugszeichenliste

1

Tandemzylinder

2

,

3

Kolben

4

Kamm

5

Gegenstück

6

Pressenstößel

7

Eilgangszylinder

8

Verschiebeeinrichtung

9

Pressentisch

10

Werkzeug

11

Werkstück

12

Pressengestell

13

Entlastungsventil

14

Endschalter

15

Stößel

16

Zwischenboden

17

Ankerschraube

18

Zylinderdeckel

19

Schiebezylinder

20

Anschlag

21

Stellkeil

22

Positionierzylinder

23

Schubstange

24

Meßeinrichtung

25

Steuereinrichtung

Claims (4)

1. Hydraulische Hochdruckpresse zur Herstellung flächenhafter Präzisi­ onsprägeteile, bestehend aus einem Gestell mit einem Hydraulikzylin­ der mit Kolben, einem Pressenstößel, einem Werkzeug, einem Pres­ sentisch und Antriebe zur Steuerung der Presse, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hydraulikzylinder ein Tandemzylinder (1) ist, die größte Querschnittsfläche des unteren Kolbens (3) so groß ist wie die größte Querschnittsfläche des Tandemzylinders (1), an der Unterseite des Kolbens (3) über seinen Durchmesser ein Kamm (4) angeordnet ist, dessen deckungsgleiches Gegenstück (5) am Pressenstößel (6) angebracht und mittels einer Verschiebeinrichtung (8) auf dem Pres­ senstößel (6) in Kammlängsrichtung um eine Zahnbreite, die auch die Breite einer Zahnlücke ist, hin- und herverschiebbar angeordnet ist, die größte Querschnittsfläche des Pressenstößels (6) der größten Querschnittsfläche des Kolbens (3) entspricht, der Pressenstößel (6) mittels Eilgangszylinder (7) bis zum Aufsetzen des Werkzeuges (10) in Prägeposition verfahrbar ist, am Pressentisch (9) eine Vorrichtung zur Lageoptimierung des Werkzeuges (10) und am Tandemzylinder (1) ein Entlastungsventil (13) angeordnet ist, das mit dem Zylinder­ raum in Wirkverbindung steht.

2. Hydraulische Hochdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Entlastungsventil (13) so angeordnet ist, daß ein Stößel (15) des Kolbens (3) kurz vor dem Aufsetzen auf die Hubbe­ grenzung im Hydraulikzylinder, gegen einen unter Druckspannung schließenden Ventilkörper des Entlastungsventiles (13) anläuft, dabei einen Zugang zum Zylinderraum öffnet, wobei das Druckmedium ab­ fließt, und einen Endschalter (14) zum Abschalten des Hydrauliksy­ stems betätigt.

3. Hydraulische Hochdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung zur Lageoptimierung des Werkzeu­ ges (10) aus einem Schiebezylinder (19) besteht, der eine Schub­ stange (23) für das Werkzeug (10) betätigt und das Werkzeug (10) gegenüber vom Schiebezylinder (19) einen Anschlag (20) für einen Stellkeil (21) eines Positionierzylinders (22) aufweist.

4. Hydraulische Hochdruckpresse nach Anspruch 1 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Lageoptimierung des Werk­ zeuges (10) durch Meßeinrichtungen (24), die an Gestellpunkten an­ geordnet sind und Größe und Lage der auf dem Werkzeug (10) wir­ kenden Preßkraft ermitteln, sowie durch eine Steuereinrichtung (25), die diese Werte zusammen mit den Verschiebegrößen wiederaufrufbar speichert, ergänzt ist.