DE2449256A1

DE2449256A1 - Maschinenrahmen

Info

Publication number: DE2449256A1
Application number: DE19742449256
Authority: DE
Inventors: Rune Adolfsson
Original assignee: Carbox AB
Current assignee: Carbox AB
Priority date: 1973-10-18
Filing date: 1974-10-16
Publication date: 1975-04-24
Also published as: SE7314161L; FR2248151A1; JPS50112868A; SE377071B; SU548440A1; FR2248151B3; US3911811A

Description

Ma s chineni'· ahmen

DiG "Erfindung bezieht sich auf einen Maschinenrahmen, inbesondere für Pressen nach dem Oberbegriff des Anspruchs Io

Bei einer mit einem solchen Maschinenrahmen ausgestatteten faschine wird beim Betrieb der Träger direkt oder indirekt rät einem Werkstück in Kontakt gebracht, wobei auf das werkstück zu dessen Verformung ein gewisser Druck ausgeübt wird» Dioser Druck erzeugt natürlich auf den Träger einwirkende xiealctionskräfte „ XJerm die Länge des Trägers im Vergleich zu dessen Querschnitt groß ist, können die Iiealccionskräf"Dö die dam Werkstück gegenüberliegende Oberfläche des Trägers konkav verformen» Dies gilt ganz allgemein, «jodocji sji liier, um die folgende Beschreibung der Erfindung zusa;ainon:;uziehen, angenommen, daß die kontaktierenden Oberflächen von 'Werkstück und Träger in Längsrichtung des Trägers geradlinig sind..

Das o.go Problem der Verformung· tritt insbesondere dann auf, wenn es aus irgend einem Grunde nicht möglich ist > den Querschnitt des Trägers zu vergrößern, um den Träger gegenüber Biegekräften ausreichend widerstandsfähig zu machen. Eine solche Situation ist beispielsweise typischerweise dann

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ge job viii., wenn Rohlinge aus Metallblech in eine rohri'örmige Fü^ni je preßt v/erden, welciicr Vorgang normalerweise in mehreren getrennten Schritten ausgeführt v/ird« 'während dor letzten öci;riT/c3 , in denen zwischen don beiden zur Bildung eines rohrförmigen Querschnitts durch eine Naht zu verbindenden Kanten ein Spalt besteht, passiert es oft, daß das fiohr den Pressenträger vollständig umgibt» Wie leicht einsehbar, bestimmt die Ouerabmessung des Träp;ers den minimalen Durchmesser des Rohres, welches in der Maschine hergestellt v/erden kann» Mit anderen Worten, wenn die Breite des Trägers begrenzt werden kann, kann aer Arbeitsbereich der Maschine entsprechend vergrößert werden» U^ ioO bislang jedoch nicht möglich, auf diese V/eise das be- \,j\izende Problem anzugehen, da ein verringerter Querschnitt :.ü Trägers notwendigerweise verminderte Festigkeitseigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die V/iderStandsfähigkeit gegenüber Biegekräften zur Folge hat» In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, daß selbst wenn das Werkstück keinerlei Beschränkung der Querschnittsabmessungen des Trägers vor- _jüben würde, sodaß es von,diesem Standpunkt aus möglich wäre, c!ine ausreichende Steifigkeit dadurch zu erreichen, daß der Träger mit einem großen Querschnitt versehen wird, so würde eine solche Lösung des Problems immer noch mehrere wichtige Nachteile aufweisen» Der wesentlichste Nachteil besteht darin, daß, wenn die Festigkeit des Trägers in dieser Weise erhöht wird, das vergrößerte^ Gewicht und die größeren Abmessungen des Trägers ein Anwachsen der Herstellungskosten für jeden entsprechenden Träger zur Folge haben. Zv/eitens wird er ...assiger und drittens haben die größeren Abmessungen und das größere Gewicht des Trägers zur Folge, daß die Abmessungen auch der anderen Teile des Maschinenrahmens entsprechend größer gemacht werden müssen» Dies gilt im Hinblick auf die Hydraulikzylinder oder ein anderes für das Bewegen des Trägers zum und vom Werkstück verwendetes Mittel» Darüber hinaus wird in einer solchen Situation der-Energieverbrauch der Maschine größer«,

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_:Ine Aufgäbe dor Erfindung ist es, einen r.iaschinenruhmcii se schaffen, der die o.g» Nachteile vermeidet bzw. bei dem diese Nachteile wesentlich, verringert werden und dessen Träger gegenüber Verformungskräften sehr widerstandsfähig ist, ohne daß er wesentlich größere Abmessungen besitzt»

Diese scheinbar gegensätzliche Erfordernisse beinhaltende Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst«

V/eitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird_o Es zeigen: Figo Λ eine perspektivische Ansicht einer Portalpresse gemäß der Erfindung, die einen mit einer vorspannbaren Bewicklung versehenen, beweglichen, oberen Träger aufweist,

Figo 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten, in der der Träger eine einzige Bewicklung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist, Fig« 3 eine perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten ähnlich der in Fig„2, jedoch gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Träger zwei vorspannbare Bewicklungen besitzt, und Fig» 4 eine Ansicht, teilweise geschnitten, eines Trägers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welcher mehrere untereinander schwenkbar verbundene Abschnitte aufweist, die in Längsrichtung des Trägers durch zwei vorspannbare Bewicklungen zusammengehalten sind_o

Die in Fig» 1 dargestellte Portalpresse v/eist eine RahmenvorrichtuEg aus zwei Endrahmen auf, die von einem unteren stationären Träger und einem oberen bewegbaren Träger brückenartig verbunden sind* Jeder Endrahmen weist ein oberes, im

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·.. jsontlichen halbkreisförmiges Joch 1 und Gin gleiches unte res Joch 2 aiii, eiie mittels einem Paar vertikaler Säulen ρ und ^r VOi¹UUHdOiI oii'id_o 'Der im wesentlichen rechteckförmige₅ v_.ü?ci dose 'I'eilo gebildete Rahmen ist von einer vorspannb^ren Bewicklung ρ umgeben, die beliebigen goeigno"cen odor bokar.rrüen Aufbaus sein kann und normalerweise einen Wickel— ..irper aufweist;, dor von einer großen Anzahl "./indungen aus ^..iter Zug vorgespannter Stahldrähtc uiagebon ist« Der './ork-■jiGch 6 der „lUiciiine ist vom schweren unteren Träger gebildet, der einen rechteckigen Querschnitt besitzt und dessen Linder, an Boden der im wesentlichen halbmondförmigen Joche ^odos aer Seitonralnaen getragen sind_o Die Bezugszii'i'er 7 be zeichne "c den oberen 1'räger, dex¹ mit Hilfe zv/eier doppelt wirkender Hydraulikzylinder 8 una y relativ zum stationären l^:.odcnträgor angehoben und abgesenkt v/erden kann, wobei aie ..yarauiikzylinder δ, V zwischen der oberen fläche des ooercn trägers 7 und den Bodenflächen aer den Endrahmen mitbildenden oberen Joche 1 wirken.

1/ie bisher beschriebene iiascnine entspricht insoweit dem ^)Oand der Techniko lilrfindungsgemäB trägt jedoch der obere L'räger 7 zwei nach oben gerichtete Vorsprünge 10 und 1I₅ v-ie mit dem zugeordneten Träger 7 vorzugsweise einstückig cind und die von einer vorspannbaren Bewicklung 12 umgeben sind, wobei die Bewicklung 12 in derselben V/eise ausgebildet sein kann wie die Bewicklung p'_e Die Bezugsziffer I L.Jzeichnet einen Hydraulikzylinder, der sich längs der kloi ::>:ren Achse der im v.escntlichen ovalen Bewicklung 12 erstreckte Der Betrieb und die IVix'kungsweise dieses Zylinaors u'ird weiter unten aufgeführt und behandelte

..us Figo 1 ergibt sich, daß der Abstand zwischen den beiden -r.drahmen der Presse groß ist, was boaoutet, daß, wenn die Presse zur Bearbeitung eines Werkstücks verwendet wird, das im Spalt zwischen den beiden Trägern angeordnet ist, die

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„■rager* rieaktionslccäx ten ausgesetzt werden, ciio ih.ro den "./orkstücken gegenüberliegenden Oberflächen konkav au vcrformen versuchen« Dieses Bestreben ist insoweit kein großes Problem, als es den unteren Träger 6 betrifft, v/eil die sein._} da ei" nicht bewegbar sondern stationär ist, in einfacher ■..■vjise große Abmessungen gegeben werden können_o Darüber hinaus ist es möglich, diesen Träger von unten mittels einer Anzahl Zwischenoeinen 14 - 16 zu stützen,, Wie Jedoch oben ausgeführt wurde, ist es nicht möglich, dasselbe IConstruktionspi'inzip insoweit anzuwenden, als es den oberen Träger 7 betrifft, aa eine solche Lösung des Problems eine Vielzahl von Nachteilen zur Folge hat» Mit Hilfe der Bewicklung 12 ist es je .loch gemäß dem Grundgedanken vorliegender Erfindung möglich, den Träger 7 in unbelastetem Zustand so zu verformen, daß seine Bodenfläche eine konvexe Gestalt aniii.i:;o_a wenn dann..während des Betriebs der Presse der '!rager 7 ^l-°-i aurch das ".,erkstück erzeugten und demgemäß in die entgegengesetzte Sichtung gerichteten Hcaktionskräften ausgesetzt vird, ergibt dies im Endeffekt, daß die beiden eine Verformung erzeugenden Kräftesysteme einander aufheben, socaß die Bodenfläche des Trägers in einer nicht gebogenen ₅ horizontalen Ebene angeordnet ist» Es versteht sich, da^i 'Lediglich zur Klarstellung der Wirkungsweise auf die Bodenfläche des oberen Trägers 7 Bezug genommen wurde und daß es in vMen Anwendungsfällen zweckmäßig ist, sich auf die Kontaktoberfläche eines Stempels oder eines anderen von Träger 7 gehaltenen Werkzeugs zu "beziehen» Der Hydraulikzylinder 13 bietet die Möglichkeit, die gewünschte Vorspannung der Bewicklung 12 kontinuierlich einzustellen, üodaß die notwendige Kompensation an verschiedene Belastungsjödingungen angepaßt werden kann»

Pigο 2 zeigt den detaillierten Aufbau des oben beschriebenen Trägers 7» Di-^e Bezugsziffer 17 bezieht sich auf die unter Zug vorgespannten Drähte, aus denen die Bewicklung 12 gebildet ist, während sich die Bezugsziffer18 auf einen nach

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^ei: \^ror springenden, vom Träger 7 gehaltenen Flansch xlih einem Aus rühr un-: übe i spiel der Erfindung bezieht, j ciuü aktive obere Werkzeug der Presse bildete

DIo Teile der Figo 3> die ein direktes Gegenstück in I^?-jc > besitzen, sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet» Der Unterschied gegenüber Figo 2 besteht darin, -a-:· cer Träger '"/ mit zwei vorspannbaren Bewicklungen durch Zufügen einer unteren solchen Bewicklung 19 vorsehen ist_o Die folgenden Vorteile dieser Ausbildung bestehen insbejor.dere darin, daß, ausgehend von einer gegebenen Anfangsverforx.rang des Trägers, dieser größeren Gesamt—Druckkräften in seiner Längsrichtung ausgesetzt werden kann» Dies resul-"jiart aus der bekannten Tatsache, daß die Druckfestigkeit ce-3 Materials wesentlich größer ist als dessen Biegefestigkeit ο Der praktische Vorteil besteht darin, daß der Quer-3chni"üt des Trägers vermindert werden kann, was eine i/o la "ei ν schmale und leichtgewichtige Trägeranordnung zur !■'oige hat ο Ein anderer Vorteil im Zusammenhang mit der Verwendung doppelt vorspannbarer Bewicklungen bestehe darin, i.~L· es zusätzliche Möglichkeiten zur Steuerung der Verformung cos Trägers bietet₀ Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung besteht die Wahl darin, entweder beide Bewicklungen ":i"o einem Steuermittel gemäß dem Hydraulikzylinder 13 vorzusehen, oder, wenn a.ie Belastungsbodingungen sich während u.ex· Lebensdauer der Presse nicht ändern werden, eine stärkere Vorspannung der Drähte in der oberen Bewicklung 12 zu verwenden, als sie bei den Drähten der unteren Bewicklung ai: ;ewandt wird_o Wenn der Träger dann der vom Werkstück erzeugten Belastung unterworfen wird, ist es möglich, wie es auch im Falle des beschriebenen ersten Ausführuiigsbeispiels war, innerhalb des Prägers eine Schicht Έ anzuordnen, die als neutral betrachtet werden kann, wenn auch möglicherweise nicht von einem streng wissenschaftlichen Standpunkt aus, so doch im Hinblick auf die Verformung»

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_J;3 sei "bemerkt, daß die Tatsache, daß ein eino obere und eine untere unter Vorspannung stehende Bewicklung aufweisender Träger, wie er in Fig» 3 dargestellt ist, dauernd den Druckbelastungen i_n seiner Längsrichtung unterworfen ist, zusätzliche Vorteile zur Folge hat«, So zeigt Fig. 4-, v/ie cü diese Bedingung ermöglicht, den Träger in eine Vielzahl axial im Abstand angeordneter, benachbarter Abschnitte 20_s 21, 22 und 23 zu unterteilen_o Die beiden Endabschnitte 20 und 23 sind identisch und ebenso alle.der Zwischenabschnitte 21, 22, etc ο untereinanderο Die Endfläche jedes Abschnitts, der einem angrenzenden Abschnitt gegenüberliegt, besitzt οinen bogenförmigen Einschnitt 2A-_o Zwei solche einander gegenüberliegende Abschnitte bilden demgemäß eine Hohlkehle , die einen Drehzapfen 25 aufnimmt_o Wie unmittelbar aas Fig« 4 ersichtlich, besitzen dieeinzelnen Abschnitte •öir.e begrenzte Bewegungsfreiheit um diese Drehzapfen 25° Jiiie solche Schwenkbewegung ergibt sich beim Verformen des (Trägers 7° Dies erfolgt in zwei Stufen,, Die erste Stufe iiYüspricht der Anfangsverformung des Trägers je nach Einfluß eier vorgespannten Bewicklungen_o Die zweite Verformung findet entsprechend der Belastung statt, der der Träger während des Betriebs der Maschine ausgesetzt ist» Wie oben· erklärt, macht es die vorliegende Erfindung möglich, daß ..Uhrend dieser zweiten Stufe die durch die Belastung erzeugte Verformung die Anfangsverformung kompensiert^ sodaß das resultierende Ergebnis darin besteht, daß die Längsachse des Trägers während des aktiven Zyklus dor ' -..aschine geradlinig ist_o Die betreffenden Vorteile im Hinblick auf eine verbesserte Maßgenauigkeit der Werkstücke etc ο sollte einem Fachmann deutlich vor Augen stehen,. Eine andere positive Wirkung, die aus der in Abschnitte unterteilten Anordnung des Trägers resultiert, besteht darin, daß es mit Hilfe von nur zwei Normteilen, nämlich den End- und Zwischenabschnitten, möglich wird, willkürliche Trägerlängen Zusammenzustellen, sodaß sie an verschiedene Anwendungsfälle angepaßt werden können,, Vom FestigkeitügeSichtspunkt aus -wird das Material bei den Zwischenabschnitten dann in

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-,: iimcler Melee vc-znverxdet _s wenn diese Abschnitte einen rohrförmigen ,>aor schnitt erhaltene

3ci der 'übertragung dor vorliegenden Erfindung in die Pra;:is i:j"j es in mancher Hinsicht möglich, von den hier zur Ex¹ILLutoj-ontj der Grundidee beschriebenen Ausiührungsbeispielenab- ^uv\eichen₀ Beispielsweise kann der bewegbare Träger mitinehr i~Lz zwei vorgespannten Bewicklungen versehen v/erden, die in unserer als hier dargestellter Weise angeordnet sindo Des v.eitereii kann die obere Fläche des Trägers bei einem v/eiteren Ausführurigsbeispiel der Erfindung VorSprünge besitzen, die Lw verschiedenen Höhen stufenweise angeordnet sind und die l^\.lcl:lungen vorspannen, von denen jede in einer solchen Höhe befestigt ict_o Man kann ferner auch andere Mittel als eld Hydraulikzylinder zur Steuerung des Vorspannung-Effektes c.e:· Bewicklungen verwenden, bspw. Stellkeile _o Auch die anderen 'reue des Rahnens können innerhalb des Erfindungsgedankens geändert werden_o Schließlich sei hervorgehoben, daß der Begriff "Träger", wie er in dieser Beschreibung verwendet ist, in beschreibendem und nicht in einschränkenden Sinne aufgelegt werden sollte_o Das einzige wesentliche Erfordernis beim Betrieb der Erfindung ist es, daß mittels wenigstens einer vorgespannten Bewicklung die durch die Reaktionskräfte, velche vom Werkstück erteilt werden, verursachte Verformung -:o..ipeiisiert werden kann,, Wenn, wie oben beschrieben, wenigstens eine solche Bewicklung an gegenüberliegenden Seiten der neutralen Schicht des Trägers befestigt ist, kann der ■jräger vor internen Zugkräften vollständig geschützt weraor-o _^ies hat zwei wesentliche Vorteile zur Folge., auf der einer: Seite eine vergrößerte Festigkeit im Hinblick auf Ermüdungserscheinungen und auf der anderen Seite die Möglichkeit, Träger schmalerer und leichterer Bauweise zu verwenden,, Ge/.::L: einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der Träger mit eineζ Mittel zum Erfassen seiner Verformung versehen, welches eino -übertragungsvorrichtung enthält« Sobald eine messbare

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Abweichung von der geradlinigen Fora des Trägers erfaßt v.-aräe, gibt die Übertragungsvorrichtung ein Steuersignal ab, das auf das Mittel zur Steuerung der Höhe eier vorspannenden Zugkraft zurückgeführt wird* Mit anderen Worten, die Vorspannung in einer oder mehrerer der Eewicklungen kannjauf diese Weise dein. Steursignal folgend verändert werden, sodaß der Verformung entgegengewirkt werden kamu Auf diese Weise karxrJman erreichen., daß die aktive Bodenfläche des Trägers oder dessen Werkzeugs automatisch und kontinuierlich ihre gewünschte Form erhalt.

Die Erfindung ist im allgemeinen an Maschinen anwendbar, die Träger oder ähnliche Teile enthalten, welche hohen Verf oriaungskräften ausgesetzt sind» Sie ist jedoch von besonderem Interesse bei Pressen, die zum Biegen von Metallblechen verwendet v/erden, weil in solchen Maschinen der Abstand zwischen den beiden Endrahiaen sehr groß sein kann» Dank der Erfindung kann die Presse eher nach dem Falzprinzip als nach dem Walz-Biegeprinzip arbeiten, das bei der Bearbeitung von Metallblechen oder -platten großer Dicke oder großer Steifigkeit besonders nachteilig ist« Da es mit" der Erfindung möglich ist, bei der Herstellung von Rohren aus Blech das Falzen des Rohr-Rohlings bis zu einem Zustand fortzuführen, an dem der Spalt zwischen denbeiden Längskanten sich in einem solchen ΙΙί,ίίΒ verringert hat, daß das Wegnehmen des Werkstücks mittels einer senkrecht zur Längsachse des Trägers verlaufenden Bev/e^ung nicht mehr möglich isb, iriuß nan bei solchen Anwenuungsfällen häufig das werkstück aus seiner den Träger umgebenden Lage herauszienen» Dies kann dadurch erreicht werden, daß einer der beiden Endrahmeη der iüaschine kippbar ausgeführt wird ο

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Maschinenrahmen, insbesondere für Pressen, mit mindestens einen sich längs erstreckenden und bei der Bearbeitung eines Werkstücks in der Maschine Reaktionskräften ausgesetzten Träger, dadurch gekennzeichne

daß

der Träger (7) mit mindestens einer vorspannbaren Bewicklung (12) versehen ist, die derart angeordnet ist, daß sie den auf Druck beanspruchten Träger (7) in seiner Längsrichtung haltende Kräfte erzeugt,,

.Maschinenrahmen nach Anspruch 1, dadurch g ©kennzeichnet , daß zwei voropannbare Bewicklungen (12,19) vorgesehen sind, die um die Längsachse des Trägers (7) i Abstand voneinander angeordnet sind.

Maschinenrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (7) aus mehreren in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Abschnitten (20 - 25 ) gebildet ist»

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4. Maschinenrahmen nach Anspruch 3 j dadurch gekennzeichnet , daß die Abschnitte (20 - 23) miteinander schwenkbar verbunden sind.

5>. Maschinenrahmen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschnitte (20 - 23) einen rohrförmigen Querschnitt besitzen.

6. Maschinenrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede Bewicklung (12, 19) derart vorspannbar ist, daß der Träger (7) in unbelastetem Zustand eine diejenige Verformung kompensierende Verformung aufweist, der er unter Einwirkung der durch das Werkstück während des Arbeitsganges der Maschine ausgeübten Reaktionskräfte ausgeserzt ist«,

7. Maschinenrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel, vorzugsweise ein oder mehrere Hydraulikzylinder (13) zur Steuerung der Größe der Vorspannung der Bewicklung (12,19) durch Änderung ihrer wirksamen Querabmessung vorgesehen sind.

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