DE2441945A1 - Hydraulische presse - Google Patents

Description

Hydraulische Presse

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1_O Dabei betrifft die Erfindung insbesondere eine Werkzeughalter-Anordnung zur Verwendung in Verbindung mit einer hydraulischen Presse zum Bearbeiten großer Werkstücke. Der Begriff "groß" soll sich in diesem Zusammenhang insbesondere auf Werkstücke von beachtlichem Ausmaß hinsichtlich zweier Dimensionen beziehen, d.ho auf Werkstücke aus Blech oder einem beliebigen anderen relativ dünnen Material ο Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar, wenn es zwischen den Maßen des Werkstückes in den drei Dimensionen keinen bedeutsamen Unterschied gibto Um einen technischen Bereich als Beispiel zu nennen, innerhalb dem mit dieser Erfindung erreichbare Vorteile besonders hervorstehen, kann man beispielsweise solche Teile von Kraftfahrzeug-Karosserien nennen, wie Türen, Dächer, Motorraumhauben usw _o Wenn solche Werkstücke einer plastischen Deformation, wie beispielsweise dem Tiefziehen, Biegen usw, unterzogen werden und auch, wenn sie mit Hilfe von Pressen geschnitten oder gestanzt werden,

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möchte man hydraulische Pressen verwenden, weil sie im Gegensatz zu mechanischen Pressen auch während des Ablaufs des Pressenhubs gesteuert werden können, Der Hauptgrund für diesen Wunsch besteht darin, daß es wesentlich ist, dem Pressenstempel eine solche Geschwindigkeits - Charakteristik zu geben, daß die Hubbewegung der Presse langsam beginnt und sanft endet. Bei den obengenannten und in ähnlichen Anwendungsfällen war es jedoch bisher regelmäßig niclrc möglichjhydraulische Pressen zu verwenden. Statt dessen war man in solchen Fällen gezwungen, die oben beschriebenen Nachteile der mechanischen Pressen in Kauf zu nehmen» Der Grund für diese Beschränkung liegt in folgendem. Damit die Presse mit hoher Produktivität und niedrigen Betriebskosten arbeiten kann, ist es notwendig, daß der Wechsel des Werkstückes automatisch ausgeführt werden kann, d„h. mit Hilfe einer Art Bedienungsvorrichtung oder Roboter. Solch eine Vorrichtung enthält im allgemeinen eine Anzahl Arme, die an ihren freien Enden Saugnäpfe, Elektromagnete oder andere Mittel zum Greifen und zum Halten des Werkstückes tragen. Wenn es jedoch möglich sein soll, mit Hilfe einer Bedienungsvorrichtung das Werk-stück im Zwischenraum, der vom Pressenspalt bestimmt ist, auszuwechseln, muß der Hub der Presse beträchtlich größer sein als dies für den eigentlichen Pressvorgang erforderlich wäre ο Zur Erläuterung dieser Aussage sei erwähnt, daß eine übliche Presse einen wirksamen Hub von beispielsweise 152,4 cm (60 Inch), während die Verwendung einer Bedienungsvorrichtung eine Erhöhung des Hubes auf wenigstens 762 cm (300 Inch) erfordert» Die horizontalen Dimensionen der Pressenwerkzeuge, ihr großes Gewicht und die Notwendigkeit einer hohen Presskraft setzen jedoch eine untere Grenze in bezug auf die Querschnittsflache des BearbeitungsZylinders in einer Hydraulikpresse. Wenn es aus dem o«g. Grunde notwendig ist, auf

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diese Weise den Hub beträchtlich zu vergrößern, so wird das unvermeidliche Ergebnis sein, daß der Bearbeitung^ zylinder der Presse ein sehr großes Volumen erhält. Das entsprechende Anwachsen der Pressenabmessungen ergibt naturgemäß höhere Herstellungskosten, wobei andere Nachteile immer noch ernsterer Natur sind. Es ist nicht möglich, bei einer wesentlich erhöhten Geschwindigkeit, die einen langsamen Arbeitstakt vermeiden soll, den Pressenstempel um einen Weg zu verschieben, der der Differenz zwischen dem effektiven, und dem notwendigen maximalen Hub entspricht, weil hohe Stempel-•geschwindigkeiten eine beschleunigte Abnutzung der Dichtungen mit sich bringen. Dies kann man jedoch wegen der entsprechenden Betriebsunterbrechungen und der vermehrten Wartungskosten nicht zulassen. Zusätzlich dazu bedeutet das Vorhandensein großer Hydraulikflüssigkeits-Volumina, daß die Kompressibilität der Flüssigkeit nicht mehr vernachlässigbar ist, was eine genaue Steuerung des Pressvorganges schwieriger macht. Ein weiterer Nachteil, der durch das große Flüssigkeitsvolumen verursacht wird, besteht in der Schwierigkeit, solche Volumina schnell durch das hydraulische System, insbesondere, die Ventile und Rohre zu fördern. Es kann leicht gezeigt werden, daß solche Teile, um der zuletzt genannten Bedingung zu genügen, weit überdimensioniert werden müssen«, \

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der es möglich ist, auf der einen Seite eine Hydraulikpresse zu verwenden, deren Hub nur durch die vertikale Dimension des Werkstückes begrenzt ist, und die auf der anderen Seite gleichzeitig einen beträchtlichen vertikalen Abstand zwischen den Werkzeugen in ihrer getrennten Stellung besitzen, sodaß das Werkstück mit Hilfe einer automatischen Bedienungsvorrichtung ausgewechselt werden kann.

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Diese Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst_o

Mit der Erfindung ist es also möglich, diesen zwei anscheinend widersprechenden Bedingungen gleichzeitig zu genügen. Das Hauptmerkmal der Erfindung ist also darin zu sehen, daß Werkzeughalter verwendet werden, die zwei Werkzeuge der Presse tragen und die außerhalb der Presse relativ zueinander zwischen einer ersten Stellung, in der der vertikale Abstand zwischen ihnen so groß ist, daß das Werkstück leicht ausgewechselt werden kann, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der die Werkzeuge nahe am Werkstück, vorzugsweise in direkte» Kontakt mit ihm sind» Die Anordnung enthält ferner Mittel, um die Relativbewegung zwischen den Werkzeughaltern außerhalb der Presse zu bewirken und Mittel, die, wenn die Werkzeughalter in ihrer letztgenannten geschlossenen Stellung sind, diese in die Presse hinein und aus ihr heraus bewegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Presse eine einseitig offene Presse (gap press) und es kann eine Vielzahl von Werkzeughaltern nacheinander in den Pressenspalt mit Hilfe eines Revolvertischos, der die Werkzeuge trägt, eingeführt werden₀ Aus dem o.g. ist jedoch ersichtlich, daß es auch im Rahmen der Erfindung liegt, Pressen anderer Arten als einseitig offene Pressen zu verwenden, und die Werkzeughalter nach anderen Verfahren als nach dem Revolverprinzip in die Presse hinein und aus ihr herauszubewegen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird_o Die einzige Figur zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer einseitig

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offenen Hydraulikpresse, die mit einem externen Werkzeughalter versehen ist.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Presse die Form einer einseitig offenen Hydraulikpresse 7« Die Presse arbeitet mit sehr hohen Drücken und ist mit einem äußeren Verstärkungsrahmen 8 versehen, der auf Zug vorgespannte Drähte enthalt. Die Presse 7 ist hier 'so ausgebildet, daß sie einen ·■ kompletten Bearbeitungsvorgang ausführen kann, der sich aus vier verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritten zusammensetzt. Zu diesem Zweck sind vier Werkzeugsätze 9, 10, 11 und 12 vorgesehen, von denen jeder ein unteres Werkzeug a und ein oberes Werkzeug b aufweist« Die vier Werkzeugsätze 9-12 werden von einem Revolvertisch 5 getragen, der um eine vertikale Achse 6 drehbar ist und der vier kreuzweise angeordnete Arme 1-4- besitzt»

Die Arme 1-4- bilden Werkzeughalter und da sie alle identisch sind, wird im folgenden lediglich einer von ihnen, nämlich der Arm 1 detailliert beschrieben. Der Arm 1 weist einen unteren Rahmen 15, der mit einem Hauptteil 14 des Revolvertisches 5 fest verbunden ist, und einen oberen Rahmen 15 auf. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, trägt der Rahmen 15 das untere Werkzeug 9a, während der Rahmen 15 das obere Werkzeug 9t> trägt. Mit Hilfe eines hydraulischen Steuerzylinders 16 kann der vertikale Abstand zwischen den Rahmen 15 und 15 zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Werkzeuge 9a, 9t> sehr nahe beieinander liegen, vorzugsweise mit dem nicht dargestellten Werkstück in direktem Kontakt sind, und einer geöffneten Stellung verändert werden, in welcher der vertikale Abstand zwischen den zwei Werkzeugen so groß ist, daß eine Bedienungsvorrichtung den Werkstückwechsel ohne weiteres vornehmen kann ο

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Wenn der obere Rahmen 15 zwischen diesen zwei extremen Stellungen sich bewegt, wird er von vier vertikalen Stangen 17 geführt. Die von den ßevolverarmen 1 und 4 getragenen Werkzeuge sind in ihrer gechlossenen Position, da sie gerade sich dem Pressenspalt nähern bzw. ihn verlassen, während die von den Armen 2 und 3 getragenen .Werkzeuge im Hinblick auf einen Werkzeugwechsel geöffnet sind» Wie oben ausgeführt, erfordert dieses Auswechseln eine automatisch arbeitende Bedienungsvorrichtung. Da jedoch diese nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ist sie in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der Steuerzylinder 16 ist als einfach beaufschlagter Zylinder dargestellt, dessen Gehäuse am oberen Rahmen befestigt ist, während das Ende seiner Kolbenstange mit dem unteren '.Nahmen fest verbunden ist. Dies bedeutet naturgemäß, daß die Gravitationskraft die Schließbewegung der Werkzeuge bewirkt. Es können aber in vielen Anwendungsfällen doppelt beaufschlagte Steuerzylinder verwendet werden, sodaß ein schnellerer und ausgeprägterer Betrieb erreicht wird. Der Zylinder 16 ist über einen Schlauch 18 mit einer zentralen Ventilvorrichtung verbunden, mit der die entsprechenden Schläuche von den Ste"uerzylindern der anderen Arme verbunden sind. Die zentrale Ventilvorrichtung 19 ist in solcher Weise ferngesteuert oder programmiert, daß Jedes Werkzeughälftenpaar in Abhängigkeit vom automatischen Werkzeugwechsel automatisch geöffnet und geschlossen wird.

Es ist aus der obigen Beschreibung ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine sehr rationelle Lösung der in der Beschreibungseinleitung erörterten Probleme darstellt. So ist es auf der einen Seite möglich, eine Hydraulikpresse mit mäßigem Hub zu verwenden und auf diese Weise die Vorteile

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der Hydraulikpressen auszunutzen» Auf der anderen Seite schafft die Anordnung gemäß der Erfindung einen maximalen vertikalen Abstand zwischen den Pressenwerkzeugen, der "beträchtlich größer ist als der Pressenhub, sodaß eine Bedienungsvorrichtung für den Werkstückwechsel verwendet werden kann.

Die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollten mehr im funktionellen als im wörtlichen Sinne ausgelegt werden» Beispielsweise wird hier angenommen, dal: jeder Werkzeugsatz aus zwei Werkzeugen oder Werkzeughälften besteht, weil dies den normalen Fall darstellt« Es ist jedoch klar, daß dieser Begriff nicht nur übliche Pressenwerkzeuge deckt, sondern auch beliebige entsprechende Mittel, die mit einem Werkzeug zusammenarbeiten, wie beispielsweise ein Stempel. Die Hauptvorteile der Erfindung sind immer dann gegeben, wenn die Presse nicht selbst die Werkzeuge enthält., sondern mit einem externen Werkzeughalter zusammenarbeitet, sodaß die Werkzeuge außerhalb der Presse auf einen vertikalen Abstand auseinandergefahren werden können, der wesentlich größer ist als der effektive Hub der Presse. Es ist ebenso klar, daß der in einem bestimmten Pressvorgang Verwendete Hub nicht notwendigerweise mit dem maximalen Pressenhub zusammenfällt. Wie sich aus dem eingangs genannten .BeispJbL ' ergibt, ist der solche Hubveränderungen umfassende Bereich wesentlich kleiner als das Erhöhen des Hubs, das dann notwendig wird, wenn ein Werkzeugwechsel innerhalb der Presse stattfindet. Mit anderen Worten, die sich aus dem verringerten Hubvolumen ergebenden Vorteile werden ungeachtet des Vorhandenseins eines ebengenannten Hubbereichs erreicht.

■509810/0363 Patentansprüche:

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Hydraulische Presse zum Bearbeiten großer Werkstücke, insbesondere von Rohlingen aus Blech, dadurch gekennzeichnet, daß sie Pressenwerkzeuge (9a» ΐ> - 12a, b) aufweist, die an einem außerhalb der Presse (7) angeordneten Werkzeughalter (1-4) befestigt sind und die zwischen einer offenen Stellung, in der ein von einer Bedienungsvorrichtung gesteuerter Werkstückwechsel möglich ist, und einer geschlossenen Stellung relativ zu einander bewegbar sind, in der sie im Spalt der Presse (7) aufgenommen werden können, und daß Mittel (16; 6) vorgesehen sind, die die Werkzeuge zwischen den offenen und den geschlossenen Stellungen und in den Pressenspalt hinein und aus ihm heraus bewegen.
2. 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Werkzeughaltern (1 - 4 ) aufweist, von denen jeder einem von mehreren nacheinander von der Presse

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   ausgeführten Bearbeitungsschritten zugeordnet ist und die einen Werkzeugsatz (9 - 12) tragen»

   3ο Presse nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkzeughalter durch einen von einem Revolvertisch (5) abstehenden Arm (1 - 4) gebildet ist«,

   Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Steuerzylinder (16) vorgesehen sind, die die Bewegung der Werkzeuge (9a, b - 12a, b) zwischen ihren offenen und geschlossenen Stellungen ausführen,

   5« Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einseitig offene Presse (gap press) (7) ausgebildet ist. -

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