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Die
Erfindung betrifft eine Verstellplatte für eine Stufenpresse, insbesondere
eine Stufenpresse zur Massivumformung.
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Bei
der Massivumformung, bspw. mittels Schmiedepressen, wird das Werkstück mit einem Werkzeug
verformt, das in einen oberen und einen unteren Werkzeugteil geteilt
ist. Während
einer der Werkzeugteile in der Regel ruht und dazu auf dem Pressentisch
einer Presse angeordnet ist, wird der andere Werkzeugteil relativ
dazu bewegt und ist zu diesem Zweck mit dem Stößel der Presse verbunden. Der
Stößel bestimmt
mit seiner Bewegung die Relativbewegung zwischen den Werkzeugteilen.
Zur Erzielung eines gewünschten
Bearbeitungsergebnisses ist es dabei in der Regel erforderlich,
dass der gewünschte
untere Totpunkt des bewegten Werkzeugteils, d.h. der Punkt der maximalen
Annäherung beider
Werkzeugteile beim Betrieb der Presse präzise eingehalten wird.
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Dazu
sind Verstelleinrichtungen entwickelt worden, mit denen die Position
wenigstens eines der Werkzeugteile verstellbar ist. Bspw. ist aus
der DE-OS 2530400 eine als Keileinrichtung bezeichnete Einstelleinrichtung
für eine
Schmiedepresse bekannt. Zu der Keileinrichtung gehört ein ortsfest
angeordneter Keil, auf dessen Schrägfläche ein zweiter gegensinnig
gerichteter Keil aufliegt. Dieser ist von einem Elektromotor her über ein
Spindelgetriebe längs
verschiebbar. Eine Hydraulikeinrichtung dient der Sperrung und Freigabe
bei der Verstellung der Keileinrichtung.
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Diese
Keileinrichtung sorgt für
eine einstellbare Positionierung der festen Formen oder Gesenke in
der Presse. Die Keileinrichtung ist einstellbar, um die festen Formen
anzuheben und abzusenken, so dass sie in Bezug auf die von dem Stößel getragenen beweglichen
Werkzeugteile oder Werkzeuge passend angeordnet werden.
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Aus
der US-PS 2.979.975 hingegen ist eine Verstelleinrichtung bekannt,
die in den Pressenstößel integriert
ist. Die Verstelleinrichtung dient zur Verstellung von an dem Stößel vorgesehenen
Anlenkpunkten eines Kniehebelantriebs gegen den Stößelkörper. Den
Anlenkpunkten sind dazu Keilgetriebe zugeordnet, zu denen jeweils
ein quer zur Arbeitsrichtung des Stößels verstellbarer Keil gehört. Der
Keil stützt
sich an einer den Stößel zugehörigen sowie
einer dem Anlenkpunkt zugehörigen
Druckfläche
ab und ist über
eine Gewindespindel verstellbar. Diese ist über ein Getriebe von einem
Motor angetrieben. Zur Indikation der Einstellung dient eine Mutter,
die von einer an dem Stößel vorgesehenen
Gewindespindel verstellt wird. Die Gewindespindel ist mit dem Spindelantrieb
der Keilverstelleinrichtung verbunden. Zusätzlich sind Endschalter vorgesehen,
um den Motor der Verstelleinrichtung bei Erreichen des Endes des Verstellbereichs
stillzusetzen.
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Bei
Pressen mit mehreren Werkzeugstufen betrifft die Einstellung des
Stößels oder
des Tischs alle Werkzeugstufen gleichermaßen. Eine optimale Abstimmung
der Stufen untereinander ist deshalb nur schwer zu bewerkstelligen.
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Aus
der
DE 197 22 229
A1 ist eine Justiervorrichtung für Werkzeuge einer Schmiedemaschine bekannt.
Die Justiervorrichtung enthält
verschiedene, jeweils durch einen Hydraulikzylinder quer zur Bewegungsrichtung
des Werkzeugs verstellbare Keile, denen Verstellkeile zugeordnet
sind. Außerdem
ist jedem Keil eine Blockiereinrichtung zugeordnet, die eine Verschiebung
des Keils unter Last sperrt. Die Blockiervorrichtung wird durch
einen an der Endfläche
eines Keils angreifenden weiteren Keil gebildet, der durch einen
Hydraulikmotor längs
verstellbar ist.
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Des
Weiteren offenbart die
FR 2 671
758 A1 eine Keilverstelleinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugteils.
Zur Verstellung eines quer zu dem Werkzeugteil beweglichen Stellkeils
dient eine Schraubspindel.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung hier abzuhelfen und ein individuelles
Verstellen der Einzelstufen und das Blockieren der Verstelleinrichtung
in gewählten
Einstellpositionen zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Verstellplatte gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs
1 aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Verstellplatte
weist einen Grundkörper
auf, an dem mehrere Lagereinrichtungen vorgesehen sind. Diese dienen
der Einstellung jeweils eines Werkzeugteils, das sich mittel- oder
unmittelbar an der Lagereinrichtung abstützt. Die Lagereinrichtungen
sind vorzugsweise in einer Reihe nebeneinander angeordnet und ermöglichen die
individuelle Einstellung jedes angeschlossenen Werkzeugteils. Bspw.
sind mit dieser Verstellplatte die Stempel individuell einstellbar,
die zu mehreren Unterwerkzeugen oder einem mehrere Werkstückpositionen
aufweisenden Unterwerkzeug gehören.
Die Verstellplatte dient somit vorzugsweise der Werkzeugeinstellung
in Stufenpressen. Die Verstellplatte kann an dem Stößel oder
dem Pressentisch eingesetzt werden, je nachdem ob das Oberwerkzeug
oder das Unterwerkzeug in jeweils eine Werkzeugstufe repräsentierende
Einzelwerkzeuge aufgeteilt ist. Mit der Verstellplatte können die
Werkzeugteile nicht nur individuell, sondern auch übereinstimmend
um ein gleiches Maß verstellt
werden. Weitere Einstellvorrichtungen, etwa zur Stößel- oder
Tischverstellung sind nicht erforderlich und können entfallen. Die Mehrfachanschaffung
für Stößelverstellung
und Keilverstellung in jedem Werkzeug entfällt. Außerdem ist die Verstelleinrichtung
mit einer Feststelleinrichtung gekoppelt, um eingestellte Positionen
beim Be trieb der Presse zu halten. Die Feststelleinrichtung wirkt als
Klemmeinrichtung an einer Stelle einer Getriebeverbindung zwischen
dem Verstellantrieb und der Verstelleinrichtung auf ein Getriebeelement,
nämlich die
Gewindespindel ein.
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Die
Verstellplatte kann an dem Stößel angeschraubt
werden und kann beim Werkzeugwechsel in der Presse verbleiben. Sie
muss beim Werkzeugwechsel nicht getauscht werden. Bei Bedarf kann
sie jedoch entnommen werden, um z.B. einen höheren Einbauraum für ein 1-Stufenwerkzeug
zu realisieren.
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Jeder
Verstelleinrichtung ist eine Antriebseinrichtung zugeordnet, mit
der die Verstelleinrichtung individuell betätigt werden kann. Die Antriebseinrichtung
ermöglicht
die Betätigung
der Verstelleinrichtung ohne manuellen Zugriff zu der Verstelleinrichtung
und dem Arbeitsraum der Presse.
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Die
Verstellplatte ist zwischen Stößel und Werkzeug
oder zwischen Tisch und Werkzeug in dem Arbeitsraum der Presse unterzubringen.
Dabei wird angestrebt, den Arbeitsraum der Presse möglichst
wenig einzuschränken.
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Die
Verstellplatte ist mit Verbindungsmitteln zur lösbaren Befestigung an dem Pressenstößel oder dem
Pressentisch versehen. Sie kann deshalb zum nachträglichen
Nachrüsten
von Pressen dienen.
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Als
Verstelleinrichtung dient vorzugsweise ein Keilgetriebe, bei dem
der Keil quer zu der Arbeitsrichtung der Presse bewegbar ist. Eine
entsprechende, quer zur Arbeits richtung gerichtete Fläche des Keils
findet Anlage an einer Druckfläche
der Verstellplatte. Eine dazu im spitzen Winkel stehende und somit
schräg
zur Arbeitsrichtung des Stößels verlaufende
Druckfläche
des Keils dient als Lagerfläche
für einen
verstellbaren Werkzeugteil oder ein Zwischenstück.
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Die
Verstellplatte weist Halte- oder Befestigungseinrichtungen zur festen
Lagerung und Halterung von nicht verstellbaren Werkzeugteilen auf,
die als Führung
für verstellbare
Werkzeugteile dienen können.
Dabei weisen vorzugsweise alle Lagereinrichtungen derartige nicht
verstellbare Befestigungseinrichtungen auf. Damit wird es möglich, ein
Werkzeug mit nicht verstellbarem Führungsteil an der Verstellplatte
zu befestigen, wobei das Führungsteil dann
den verstellbaren Werkzeugteil führt.
Vorteilhafterweise ist mit dieser Aufgabenteilung von Führung und
Verstellung (die Verstellung übernimmt
die Verstellplatte, die Führung übernimmt
das Werkzeug) eine vielseitig verwendbare und für unterschiedliche Werkzeuge
geeignete Verstellplatte geschaffen.
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Die
Verstellantriebe der Verstellplatte sind vorzugsweise Hydraulikantriebe
oder alternativ Elektroantriebe. Zusätzlich ist vorzugsweise eine
Sensoranordnung vorgesehen, die nicht nur Endlagen des Verstellbereichs,
sondern darüber
hinaus auch Zwischenpositionen erkennt und signalisiert. Damit wird es
möglich,
die Werkzeugverstellung ferngesteuert, bspw. über eine zentrale Steuereinrichtung
oder über eine
Pressensteuerung vorzunehmen.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung oder der Beschreibung
sowie aus Unteransprüchen.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Stufenpresse in schematisierter Gesamtansicht,
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2 eine
Verstellplatte die an dem Stößel der
Stufenpressen nach 1 befestigt ist, in schematisierter
Längsschnittdarstellung,
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3 die
Verstellplatte nach 2, im Querschnitt, und
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4 die
Verstellplatte nach 3, in einer ausschnittsweisen
Querschnittsdarstellung, in einem anderen Maßstab.
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In 1 ist
eine Stufenpresse 1 veranschaulicht, die einen in einem
Pressengestell 2 über
einen nicht weiter veranschaulichten Antrieb in Richtung des Pfeils 3 auf-
und abbewegbaren Stößel 4 aufweist.
Unterhalb des Stößels 4 ist
an dem Pressengestell 2 ein Pressentisch 5 ausgebildet,
dessen Aufspannfläche 6 im
Wesentlichen parallel zu einer Aufspannfläche 7 des Stößels 4 ist.
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Auf
dem Pressentisch 6 ist ein Unterwerkzeug 9 angeordnet,
das mehrere Gesenke oder Werkstückaufnahmepositionen 11, 12, 13, 14 aufweist,
die in einer Reihe angeordnet sind. Ein Werkstück durchläuft diese Werkstückaufnahmepostionen 11,
bis 14 nacheinander. Zum Werkstücktransport ist ein nicht weiter
veranschaulichtes Transfersystem vorgesehen, das die Werkstücke taktweise
von Werkzeugstufe zu Werkzeugstufe fortbewegt.
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Den
Werkstückaufnahmepositionen 11 bis 14 ist
jeweils ein als Oberwerkzeug dienender Stempel 15, 16, 17, 18 zugeordnet,
der, wie durch jeweils eine strichpunktierte Linie angedeutet ist,
mit der jeweiligen Werkstückaufnahmeposition 11 bis 14 fluchtet.
Die Stempel 15 bis 18 sind an Werkzeugaufnahmepositionen 15a, 16a, 17a, 18a von
einer Verstellplatte 20 getragen, die lösbar mit der Werkzeugaufspannfläche 7 des
Stößels 4 verbunden
ist. Sie dient der individuellen Stempeleinstellung.
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Die
Verstellplatte 20 ist in den 2 und 3 etwas
detaillierter veranschaulicht. Sie weist einen mehrteiligen Grundköper 21 auf,
der über Passstifte 22 an
dem Stößel 4 bzw.
seiner Werkzeugaufspannfläche 7 ausgerichtet
ist. Zur Befestigung der Verstellplatte 20 an dem Stößel 4,
dienen Befestigungsbolzen 24.
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Die
Verstellplatte 20 weist für jeden Stempel 15, 16, 17, 18 jeweils
einen Keil 25 auf, der als Verstelleinrichtung dient und
eine Schrägfläche 26 hat. Die
Schrägfläche 26 dient
als Verstell- oder Keilfläche.
Jedem Keil 25 sind in 3 schematisch
anhand strichpunktierter Linien angedeutete Befestigungseinrichtungen 27 zugeordnet,
die der Befestigung des Werkzeuges an der Verstellplatte 20 bei den
Werkzeugaufnahmepositionen 15a bis 18a dienen.
Die Befestigungseinrichtung 27 sind bspw. Gewindebolzen.
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Der
Keil 25 weist eine quer zu der Arbeitsrichtung 3 des
Stößels 4 ausgerichtete
Anlagefläche 31 auf,
die an einer in dem Grundkörper 21 angeordneten
Druckplatte 32 Anlage findet. Die Druckplatte stützt sich
auf ihrer anderen Seite an dem Stößel 4 ab und ist im Übrigen mit
dem Grundkörper 21 verschraubt.
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Zur
Verstellung des Keils 25 ist eine Gewindespindel 33 vorgesehen,
die sich parallel zu der Druckplatte 32 erstreckt und endseitig
in einem Drucklager 34 gefasst und drehbar gelagert ist.
Das insbesondere aus 4 ersichtliche Drucklager 34 ist
in dem Grundköper 21 angeordnet
und verhindert eine axiale Verschiebung der Gewindespindel 33,
die mit ihrem gewindetragenden Ende mit einer entsprechenden Querbohrung
des Keils 25 in Eingriff steht. Das andere Ende der Gewindespindel 33 ist
nach außen
geführt
und mit dem Abtrieb eines Hydraulikmotors 35 verbunden.
Dieser ist über
nicht weiter veranschaulichte Leitungen mit einer Steuereinrichtung verbunden.
Der Hydraulikmotor 35 ist über seinen Abtrieb außerdem mit
einem Winkelgeber 36 verbunden, über den die Drehposition der
Gewindespindel 33 erfassbar ist. Der Positionssensor 36 ist ebenfalls mit
der Steuereinrichtung verbunden. Alternativ kann der Keil 25 als
Handbetätigungseinrichtung
ausgebildet sein. Dazu kann er direkt von Hand verschoben werden.
Es kann jedoch zur Verstellung desselben auch eine handbetätigte Gewindespindel
vorgesehen sein.
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Eine
Verstellung des Keils 25 wird durch eine spezielle Sperreinrichtung 51 unterbunden.
Zu dieser gehört
ein Ringkolben 52, der mit einem an der Gewindespindel 33 vorgesehenen
Ringflansch 53 zusammenwirkt. Der Ringflansch 53 stützt sich
an einer Innenschulter 54, einer Durchgangsbohrung in dem Grundköper 21 ab,
durch die sich die Gewindespindel 33 erstreckt. An der
Gegenseite des Flanschs 53 setzt sich die Gewindespindel 33 (ohne
Gewinde) fort. Dieser Bereich ist von dem Ringkolben 52 umgeben,
der in Nachbarschaft zu dem Flansch 53 einen sich radial
nach außen
erstreckenden und an seiner Umfangsfläche mit einer Dichtung 52a versehenen Abschnitt 55 aufweist.
Dieser definiert mit einer gestuften Buchse 56, in der
der Ringkolben 52 sitzt, einen mit Hydraulikfluid beaufschlagbaren
Arbeitsraum A. An der in Axialrichtung zu dem Abschnitt 55 entgegengesetzten
Seite ist der buchsenförmige
Ringkolben 52 mit einer weiteren Dichtung 57 versehen,
so dass der gebildete ringförmige
Arbeitsraum A in beiden Axialrichtungen abgedichtet ist. Bei Beaufschlagung
dieses Arbeitsraums mit Hydraulikfluid drückt der Ringkolben 52 mit
seiner ringförmigen
Stirnseite gegen den Flansch 53 und presst diesen gegen
die Ringschulter 54, wodurch die Gewindespindel 33 gezielt
blockierbar ist. Das Drucklager 31 wird von der axial fixierten
Buchse 56 und der Ringschulter 54 in Verbindung
mit dem Ringflansch 53 gebildet, der zwischen der Ringschulter 54 und
der Buchse 56 sitzt.
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Wird
der Arbeitsraum A druckentlastet, ist die Gewindespindel 33 frei
drehbar aber axial nicht verschiebbar.
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Die
Keile 25 bilden mit den Gewindespindeln 33 und
den Hydraulikmotoren jeweils eine Verstelleinrichtung mit eigener
Antriebseinrichtung, die durch den jeweiligen Hydraulikmotor 35 gebildet wird.
Dadurch sind alle Lagereinrichtungen bzw. Verstelleinrichtungen
und Feststelleinrichtungen individuell ansteuerbar.
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Das
an der Verstellplatte 20 befestigte Werkzeug 15 ist
aus 2 ersichtlich. Ein äußerer Werkzeugteil 41 ist
fest an der Verstellplatte 20 gehalten. Der äußere Werkzeugteil 41 ist
buchsenartig ausgebildet und dient als Führung für einen inneren Werkzeugteil 42,
der durch den Keil 25 verstellbar ist. Dies vorzugsweise über ein
Zwischenstück 43,
das von einer Trag- oder Abdeckplatte 45 der Verstellplatte 20 geführt ist.
Die Abdeckplatte 45 ist Teil des mehrteilig aufgebauten
Grundkörpers 21.
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Die
insoweit beschriebene Verstellplatte 20 arbeitet wie folgt:
Die
Presse 1 wird an ihrem Stößel 4 zunächst mit
der Verstellplatte 20 versehen, um eine für jede Werkzeugstufe
individuelle Einstellung des Werkzeugs zu ermöglichen.
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Sind
an den einzelnen Befestigungseinrichtungen 27 die Stempel 15 bis 18 befestigt,
kann durch entsprechende Betätigung
der Hydraulikantriebe 35 jeder Stempel 15 bis 18 auf
seine gewünschte Einstellposition
gebracht werden. Ist die Presse eingerichtet, werden die Hydraulikmotoren 35 (bspw. durch
entsprechende hydraulische Ansteuerung) blockiert, um die Einstellposition
beizubehalten und nicht zu verändern.
Dies ist über
die Positionssensoren 36 kontrollierbar. Eine Verstellung
des Keils 25 und somit eine Verstellung des betreffenden
Stempels 15 bis 18 ist jedoch jederzeit möglich.
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Werkzeugwechsel
erfolgt durch Lösen
von Bolzen, die die Befestigungseinrichtungen 27 bilden. Die
Verstellplatte 20 verbleibt in der Presse 1. Bedarfsweise
kann aber auch sie getauscht oder entfernt werden.
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Eine
Verstellplatte 20 für
eine Stufenpresse 1 weist mehrere individuell einstellbare
Werkzeugaufspannplätze
(Lagereinrichtungen) auf. Jedem Aufspannplatz 15a, 16a, 17a, 18a ist
eine individuell anstellbare Verstelleinrichtung 25 zugeordnet.
Sensoreinrichtungen 36 geben Rückmeldung über die eingestellte Verstellposition.
Ebenso sind die Verstelleinrichtungen 25 mit individuellen
Blockiereinrichtungen 51 verbunden. Die Verstellung und
Blockierung erfolgt über
entsprechende Hydraulikantriebe 35, 52, bzw. kann
von Hand erfolgen.