DE2165683C3 - Abkantpresse mit Einrichtungen zum Ausgleich der Durchbiegung - Google Patents

Description

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Gegenstand des Hauptpatentes 19 00 685 ist eine Abkantpresse mit Einrichtungen zum Ausgleich der Durchbiegung der Biegewangen, wobei eine oder beide Biegewangen eine Vorspannung erhalten, die durch Krafteinwirkung parallel und im Abstand zur Mullinie der Biegewangen aufgebracht wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der Abkantpresse nach dem Hauptpatent, zu dem Zweck, die Angleichung der gespannten Biegewange (Spannbiegewange) und der ungespannten Biegewange (Lastbiegewange) unter Preßkraft zu verbessern.

Die nach dem Hauptpatent dauernd oder nur während des Preßganges vorgespannten Biegewangen gleichen sich einer nicht vorgespannten Lastbiegewange mit einer geringen Ungenauigkeit an, die bei zwei vorgespannten Biege wangen auf das Doppelte steigt, weil bei jeder diese Ungenauigkeit an der gleichen Stelle auftritt, sich also addiert.

Die Ungenauigkeit in der Durchbiegung ergibt die Form zweier Wulste, die ihre Maxima in etwa '/β der Biegewangenlänge von beiden Auflagern entfernt aufweisen, während sie bei den Auflagern und in der Mitte der Biegewangen zu Null wird. Das Maximum kann je nach der Länge einer Biegewange mehrere Hundertstel Millimeter und mehr betragen und wird bei Verwendung von zwei Spannbiegewangen doppelt so groß, also bis zu einem Zehntel Millimeter und darüber.

Der Einfachheit halber werden im Folgenden die vorzuspannenden oder vorgespannten Biegewangen als Spannbiegewangen und die niehl vorgespannten, der Last ausgesetzten Biegewangen als Lastbiegewangen bezeichnet.

Aufgabe der Erfindung ist es die Wulste und andere Ungenauigkeiten zu beseitigen oder mindestens zu verkleinern und die Biegewangen möglichst genau einander anzugleichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeweils einer im Längsschnitt rechteckigen Biegewange eine im Längsschnitt gekrümmte bzw. abgestufte Biegewange zugeordnet ist.

Vorteilhaft ist einer rechteckigen Spannbieg^wange eine zur Mitte hin stärker werdende Lastbicgewange

zugeordnet.

Umgekehrt ist nach einer weiteren vorteilhaften Maßnahme einer rechteckigen Lastbiegewange eine zur Mitte hin schwächer werdende Spannbiegewange zugeordnet.

Auf diese Weise ist eine einfach oder mehrfach abgestufte oder gekrümmte Lastbiegewange einer sich etwa ebenfalls kreisbogenförmig krümmenden Spannbiegewange mit rechteckigem Längsschnitt und eine etwa parabelförmig ausgehöhlte Spannbiegewange einer rechteckigen sich etwa parabelförmig krümmenden !.astbiegewange angleichbar.

Auf die gleiche Weise sind auch zwei Spannbiegewangen einander angleichbar.

ESei Verwendung einer oberen und einer unteren Spannbiegewange, also zweier Spannbiegewangen, braucht die durcn das Spannmoment vor der Pressung zu erzeugende Aufwölbung für jede Biegewange nur halb so groß zu sein wie die Biegung plus Senkung durch Scherkraft der betreffenden Wange bei Last, wenn die Vorspannung dauernd aufrechterhalten also der Spannhebel unverrückbar festgestellt wird. Das ganze Spannmoment tritt dann automatisch beim Abkanten während des Preßganges auf.

Bei Verwendung nur einer Spannbiegewange, beispielsweise einer unteren, muß dagegen die durch das Spannmoment zu erzeugende Aufwölbung so groß sein wie die Biegung plus Senkung der Lastbiegewange unter Last plus der Biegung und Senkung der nicht gespannten Spannbiegewange unter der Last, wobei die Last dem beim Abkanten zu erwartendem Preßdruck entspricht. Die Aufwölbung wird daher annähernd doppelt so groß zu bemessen sein, wie bei zwei Spannbiegewangen, und damit auch das Spannmoment. Das doppelte Spannmoment erfordert aber bei gleicher zulässiger Beanspruchung des Materials eine stärkere und damit teuere Spannbiegewange.

Vorteilhaft werden die Druck- und/oder Zug-Stangen oder Rohre mit Köpfen oder Gabelköpfen in, an den Spannhebeln angeordneten, Bolzen gelagert.

Weiter ist es vorteilhaft den Hub für die hydraulischen Preßzylinder für die Spannhebel durch Druckscheiben oder Keile regel- und begrenzbar einzustellen.

Nunmehr sei der Erfindungsgegenstand an Hand einiger der zahlreichen Ausführungsmöglichkeiten näher erläutert.

In den nachfolgenden Figuren sind jeweils die halben Längen der Biegewangen dargestellt. Es zeigt schematisch

F i g. 1 die gerade Unterkante 1 einer Oberwange, die beim Abkanten gerade bleibt und die Unterkante 2 einer unteren Spannbiegewange mit rechteckigem Profil und einer Aufwölbung gleich der Biegung plus Senkung durch Scherkraft der noch nicht vorgespannten Biegewange bei Last,

F i g. 2 die Oberkante ? einer unteren Spannbiegewange und die Oberkante 1 einer oberen Spannbiegewange, die je eine Aufwölbung gleich der Biegung und Senkung durch Scherkraft bei Last haben,

F i g. 3 die Oberkante 2 einer unteren Spannbiegewange und die Unterkante 1 einer oberen Lastbiegewange mit einer Aufwölbung der Spannbiegewange gleich der Summe der Biegung und Senkung beider Biegewangen bei Last,

F i g. 4 die Oberkante 2 einer Spannbiegewange mit nach innen verlegtem Spannhebel c und einer Aufwöl bung wie bei F i g. 3,

F i g. 5 die Oberkante 2 einer unteren Spannbiege-

wange mit einem etwas nach innen verlegten Spannhebel c und einem einfach abgestuften Profil BCDEFG. Die Aufwölbung ist wie bei F i g. 3,

F i g.-6 die Oberkante 2 einer unteren Spannbiegewange mit einem rechteckigen Profil und die Unterkante 1 einer oberen Lastbiegewa nge mit einem kreisbogenförmigen Profil a,

F i g. 7 die Oberkante 2 einer unteren Spannbiegewange mit rechteckigem Profil, das durch eLe etwa parabelförmige Aushöhlung b ausgespart ist, und die Unterkan.e 1 einer oberen Lastbiegewange mit einem rechteckigen Profil,

F8 eine Spannbiegewange in der Vorderansicht mit am Auflager angesetztem Spannhebel dessen Zugstange durch eine Mutter mit Rechts- und Linksgewinde gespannt wird,

F i g. 9 die Stirnansicht der Spannbiegewange nach F ig. 8,

Fig. 10 eine weitere Spannbiegewa.ige in der Vorderansicht, bei der die Spannhebel innerhalb der Auflager angesetzt sind und die Spannkraft durch einen hydraulischen Preßzylinder erzeugt wird,

F i g. 11 eine Spannbiegewange nach F i g. 10 in der Stirnansicht,

F i g. 12 eine weitere Spannbiegewange bei der die Spannhebel innerhalb der Auflager angeordnet sind und die Spannkraft durch einen hydraulischen Preßzylinder mit Hubbegrenzung aufgebracht wird,

F i g. 13 eine andere Ausführung eines hydraulischen Preßzylinders mit Hubbegrenzung.

In F i g. 1 ist eine weitere Spannbiegewange mit einem von vorn gesehen rechteckigen Profil durch ihre Oberkante 2 dargestellt Sie ist durch das Spannmoment vor der Pressung beim Abkanten kreisbogenförmig gekrümmt. Die Unterkante 1 der oberen Biegewange ist als Gerade gezeichnet. Wie zu sehen ist, würde die Unterkante 1 der oberen Biegewange am Auflager und in der Mitte an der Oberkante 2 der unteren Biegewange, wenn nicht die Wulste wären, die bei etwa '/β der Biegewangenlänge von den Auflagern entfernt ihre Maxima erreichen und an den Auflagern und zur Mitte hin zu Null werden.

F i g. 2 zeigt nicht nur eine untere, sondern auch eine obere Spannbiegewange. Die Wulste bilden genau so wie bei F i g. 1 bei 1/6 der Biegewangenlänge ihre Maxima an der Unterkante der oberen und Oberkante der unteren Spannbiegewange. Sie erreichen bei einer Länge von etwa drei Metern eine Stärke von 0,06 Millimetern (Im Diagramm sind die Ordinaten im Maßstab 100 :1 gezeichnet), also für beide Biegewangen zusammen von etwa 0,12 Mülimetern.

Wie aus den Schemazeichnungen weiter hervorgeht, können nach F i g. 2 die Spannhebel c senkrecht nach unten oder oben stehen und/oder als waagerechte Biegewangenverlängerungen angeordnet sein, so daß die Spannkraft oder ein Teil von ihr durch die senkrechten und ein anderer Teil durch die waagerechten Spannhebel bewirkt werden kann. Wenn, wie im Hauptpatent 19 00 685 gezeigt, die Spannhebel außerhalb der Auflager angeordnet sind, dann wird entsprechend der größeren Biegewangenlänge das Spannmoment und die dadurch hervorgerufene Aufwölbung entsprechend größer. Durch Anordnung der Spannhebel an den Auflagern wird sie kleiner und durch Anordnung zwischen den Auflagern am kleinsten. Durch Anordnung der Spannhebel an verschiedenen Biegewangenlängen hat man es also in der Hand bei gleichen Spannmomenten verschieden große Aufwölbungen zu bewirken. Die Spannkraftkomponente kann von der Preßkrafi der Abkantpresse oder von dem die horizontale oder vertikale Spannkraft erzeugenden Preßzylindern abgeleitet werden. Auf diese Weise hat man es in der Hand auf einfache Weise verschieden große Krümmungen der Biegewangen zu erzeugen und ihre Durchbiegung einander anzugleichen.

In F i g. 3 ist die Unterkante 1 eines von vorn gesehen rechteckigen Profils einer oberen Lastbiegewange

ίο gezeichnet. Sie ist entsprechend der Durchbiegung und Senkung durch die Scherkraft bei der Last etwa parabelförmig gekrümmt Die Oberkante 2 der unteren Spannbiegewange ist durch das Spannmoment kreisbogenförmig gekrümmt. Dadurch entstehen auch hier bei etwa 1/6 der Biegewangenlänge von den Auflagern entfernt die Maxima der Wulste, die zu den Auflagern und zur Mitte hin auf Null abnehmen. Die Spannhebel haben ihren Angriffspunkt an den Auflagern. Die untere Spannbiegewange besitzt ein, von vorn gesehen,

zo genau rechteckiges Profil.

Die Fig.4 zeigt eine Verringerung des Wulstes auf etwa 0,04 Millimeter, die dadurch erreicht wird, daß die Spannhebel c mit dem Horizontalzug H nicht an den Auflagern angreifen, sondern etwa zehn Zentimeter zur Mitte hin versetzt angelegt sind. Die Länge ci^r Biegewangen beträgt etwa drei Meter.

In F i g. 5 sind die Spannhebel c mit dem Hcrizontalzug H ebenfalls zehn Zentimeter von den Auflagern entfernt nach innen verlegt und noch dazu ist das Profil BCDEFG der unteren Spannbiegewange, wie gezeichnet, abgestuft. Das Trägheitsmoment in der Mitte ist 1,25 mal größer als das an den Auflagern. Dadurch biegt sich die Spannbiegewange an den Auflagern etwas mehr durch, so daß die Wulste kleiner werden. Die Wuiststärke beträgt nur noch 0,02 Millimeter, sie hat also durch die Abstufung der Spannbiegewange weiter abgenommen. An Stelle der Verminderung der Protilstärke der Spannbiegewange an den Auflagern könnte man auch das Profil der Lastbiegewange an den Auflagern vermindern und würde dann zu einem ähnlichen Ergebnis kommen.

Die F i g. 6 zeigt eine untere Spannbiegewange mit rechteckigem Profil bei der die Spannhebel c mit dem Horizontalzug H an den Auflagern angelegt sind.

Durch das Spannmoment wird die Biegewange kreisbogenförmig gekrümmt. Eine obere Lastbiegewange ist mit einem etwa kreisbogenförmigen Profil nach der Linie a versehen, damit sie sich in gleichem Maße kreisbogenförmig krümmt wie die untere Spannbiegewange.

Die Biegelinien der unteren Spannbiegewange und der oberen Lastbiegewange können genau gleich gemacht werden.

In F i g. 7 ist eine untere Spannbiegewange durch eine etwa parabelförmige Aushöhlung nach der Linie b so profiliert, daß sie sich unter dem Spannmoment nicht mehr kreisbogenförmig, sondern parabelförmig krümmt. Sie krümmt sich also etwa so wie eine Lastbiegewange mit rechteckigem Profil, wie sie als obere Lastbiegewange in F i g. 7 verwendet wird. Die Biegeli-

Co nien gleichen sich, wie die F i g. 7 zeigt, genau an.

Bei den F i g. 1 bis 7 berühren die Spannbiegewangen eine waagerechte Lastbiegewange zuerst in der Mitte, wenn sie einander genähert werden. Nur dann, wenn das Spannmoment init der Pressung einsetzt und wächst, bleiben beide Biegewangen immer gerade, weil sie sich gleichzeitig an allen Punkten berühren. Damit bleiben auch alle Werkzeuge immer gerade.

Im übrigen könnte die erste Berührung in der Mitte

auch vorteilhaft sein, weil dann bei der Abkantung der Berührungspunkt nach außen wandert. Dadurch kann das Profil auf keinen Fall gestaucht werden; auch könnte ein geringerer Preßdruck die Folge sein. Dies gilt sowohl bei Verwendung einer Spannbiegewange wie auch bei Verwendung zweier Spannbiegewangen.

Die F i g. 8 zeigt eine untere Spannbiegewange 2 mit einem rechteckigen Profil. Sie ist in Auflagern 3 durch Bolzen abgestützt. Eine Zugstange 4 ist in zwei Hälften unterteilt. Ihre Köpfe 5 sind durch Bolzen 6 in Spannhebeln 7 gelenkig gelagert, die an den Auflagern 3 angesetzt sind. Die beiden Zugstangenhälften sind durch eine Gewindemuffe 8 mit einem Rechts- und einem Linksgewinde miteinander verbunden. Durch Drehen der Gewindemuffe kann die aus zwei Hälften bestehende Zugstange verlängert und verkürzt, also mehr oder weniger gespannt werden. Das Drehen der Gewindemuffe kann durch einen nicht gezeichneten Schlüssel, eine Ratsche oder einen Getriebemotor erfolgen.

F i g. 9 stellt eine Stirnansicht der Spannbiegewange 2 nach F i g. 8 dar, mit einem Querschnitt durch den Zugstangenkopf 5.

Die Fig. 10 zeigt eine untere Spannbiegewange 2, die an ihren Enden etwa halbzylinderförmige Auflager 9 besitzt, die auf Träger 10 abgestützt sind. Der Spannhebel 11 ist innerhalb der Auflager angebracht. Der Spannhebel 11 und ein Druckstück 12 zeigen etwa halbzylinderförmige Ausnehmungen in denen sich ein zylindrischer Bolzen 13 zur Übertragung des Druckes befindet. Auf das Druckstück 12 wirkt eine hydraulische Presse 14 zur Aufbringung der Spannkraft. Auf der anderen Seite stützt sich die Presse 14 auf einen Querträger 15 ab. der durch zwei mit Gewinde und Muttern 16 versehene Zugstangen 17, 18 gehalten wird. Der Querträger 15 trägt außerdem Gewinde für zwei Druckschrauben 19 und 20. die dazu dienen, die durch die Presse aufgebrachte Spannkraft aufrechtzuerhalten, wenn auf die Presse kein Öldruck mehr ausgeübt wird. Die Presse dient in diesem Falle dazu eine neue Spannkraft einzustellen.

In F i g. 11 ist eine Stirnansicht der unteren Spannbiegewange nach F i g. 10 dargestellt.

Die in den Fig. 10 und 11 verwendete Presse kann aber auch dazu dienen, nur während des Preßganges eine Spannkraft auf die Biegewange auszuüben und wird in diesem Falle an die Pumpe der Abkantpresse angeschlossen. Sowohl die Presse 14 als auch die beiden Druckschrauben 19 und 20 sind bei dieser Anordnung nur einmal vorhanden.

Die Fi g. 12 bringt eine untere Spannbiegewange 2. die Auflager 21 und innerhalb der Auflager angeordnete Spannhebel 22 besitzt In dem Spannhebel 22 ist eine Zugstangenhälfte 23 mit Gewinde gelagert und Mutter 24. Die zur Mutter gehörende Beilagscheibe ist was nicht gezeichnet ist gelenkig, beispielsweise auf einer Kugel- oder Zylinderschale und die Zugstangenhälfte mit Spiel im Spannhebel 22 gelagert Am anderen Ende der Zugstangenhälfte ist ein hydraulischer Preßzylinder 25 angeordnet der aus einem Gehäuse 26 und einem durch Stiftschrauben 27 am Gehäuse gehaltenen Flansch 28 besteht Mit dem Flansch ist die andere Zugstangenhälfte verbunden, die am entgegengesetzten Ende mit Gewinde und Mutter im anderen Spannhebel gelagert ist. Das innere Ende der Zugstangenhälfte 23 ist mit einem im Pressengehäuse 26 befindlichen KoI-

* ben 29 versehen, auf den der Öldruck aus dem Räume 30 wirkt. Die:ser kann dein Raum 30 und den Kolben 29 ständig oder nur während des Preßganges belasten. Die Bohrung für die Druckölzuführung ist mit 31 bezeichnet. Der Flansch 28 weist: zwei oder mehr Druckschrauben 32 auf, durch die der Hub des Kolbens 29 einstell- und begrenzbar ist.

In der Fig. 13 ist eine andere Ausführung des hydraulischen Preßzylinders dargestellt. Er besteht aus einem Gehäuse 33, das mit Stifuxhrauben 34 versehen

•5 ist, die einen Flansch 35 halten, der mit der zweiten Zugstangenhälfte 36 verbunden ist. Die erste am linken Spannhebel 22 gelagerte: Zugstangenhälfte 23 trägt am inneren Ende einen im Giehäuse 33 befindlichen Kolben 37 auf den der Öldruck aus dem Raum 38 wirkt, der durch die Bohrung 39 zugeführt wird. Der Hub des Kolbens wird durch einen Keilschieber mit abgestumpften Ende 40 eingestellt und begrenzt, der zwischen den Druckstücken 41 und 42 angeordnet ist. Durch eine an ihm befestigte Stange kann er von oben bedient werden.

Sowohl beim Preßzylinder in Fig. 10 als auch in Fig. 12 weiden durch die Zugsiangenhälften die Spannhebel innerhalb der Auflager nach innen bewegt und so der Balken gespannt. Nachdem die wirksame Gehäusefläche gleich groß wie die wirksame Kolbenfläche ist, werden auf beide und damit auch auf die beiden Zugstangenhälften gleiche Kräfte ausgeübt.

Mit dem Erfindungsgegenstand können zahlreiche Vorteile erzielt werden. Die Abkantungen sind von höchster Genauigkeit sei es, daß es sich um solche über die ganze Länge der Biegewangen oder nur über eine Teillänge handelt. Die unteren Spannbiegewangen benötigen zwar noch Gruben, doch brauchen sie nicht mehr so tief wie früher zu sein. In den Gruben werden die Spannhebel und die Zugstangen mit Preßzyiinder untergebracht, so daß sie der Bedienungsmannschaft nicht im Wege stehen. In diesem Falle kann Stahl mit einer zulässigen Beanspruchung von 1000 oder 1500 kg/cm³ verwendet werden.

Die Einstellung des Hubes der Spannzylinder kann von oben, also schnell erfolgen, so daß die Abkantpresse leicht und rasch auf andere Arbeitsbedingungen umgestellt werden kann. Die Biegewangen können so bemessen werden, daß der volle Preßdruck auch beirr Abkanten kürzeren Materials verwendet werden kann.

Bei einer entsprechenden Profilierung und Kraftein Wirkungen parallel und im Abstand zur Nullinie kam

eine genaue Deckung der Biegelinien erreicht werden

Es kann vorteilhaft sein, diese Krafteinwirkung mi

einer Krafteinwirkung vertikal zur Nullinie zu kombi nieren und kleine Änderungen an den Biegelinien wi< eine Erhöhung oder Senkung des Scheitelpunktes um der Biegelinien an den Auflagern zu erreichen. Ein« Senkung des Scheitelpunktes kann vorteilhafterweisi auch durch Ansetzen der Angriffspunkte der Spannhe bei zwischen den Auflagern erzielt werden.

Hierzu 3 Bla*t Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Abkantpresse mit Einrichtungen zum Ausgleich der Durchbiegung der Biegewangen, wobei eine oder beide Biegewangen eine Vorspannung erhalten, die durch Krafteinwirkung parallel und im Abstand zur Nullinie der 3iegewangen aufgebracht wird nach Patent 1900685, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer im Längsschnitt rechteckigen Biegewange eine im Längsschnitt gekrümmte bzw. abgestufte Biegewange zugeordnet ist

2. Abkantpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer rechteckigen Spannbiegewange eine zur Mitte hin stärker werdende Lastbiegewange zugeordnet ist.

3. Abkantpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer rechteckigen Lastbiegewange eine zur Mitte hin schwächer werdende Spannbiegewange zugeordnet ist.