DE2717755A1

DE2717755A1 - Staenderpresse

Info

Publication number: DE2717755A1
Application number: DE19772717755
Authority: DE
Inventors: Alexander Borzym; John J Borzym
Original assignee: Alpha Industries Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1978-01-19
Also published as: GB1532201A; JPS538889A; DE2717755C3; JPS61148519U; US4031792A; DE2717755B2; CA1047390A; JPS6225300Y2

Description

KARL-HEINZ SCHAUMBURG Z/ I / /00

PATENTANWALT

8OOO MÜNCHEN

Alpha Industries, Inc. maubhkihcubhstr.31

TELBFON O89-HS 1070

9281 Freeland Avenue 987531

TELBX 022019 Ε8ΡΛΤ

Detroit, Mich. 48228

^USA 21.April 1977 3A7 1177

Ständerpresse

Die Erfindung betrifft eine Ständerpresse mit einem starren Gestell und einem Tisch zur Halterung eines Teils eines Werkzeugs und einem relativ dazu bewegbaren, einen zweiten Teil des Werkzeugs tragenden Stößel, der an dem Gestell bewegbar gelagert und mit einem Exzenterantrieb gekoppelt ist.

Schneidesysteme zum Schneiden bzw. Beschneiden von Metallrohren, Walzstücken und gespritzten oder gepreßten Werkstücken umfassen meist eine Einspann- und eine Schneideanordnung, die auch als Schnittwerkzeug bezeichnet werden. Das Schnittwerkzeug besteht oft aus oberen und unteren Einsätzen oder Platten, die durch Führungsstäbe und Führungshülsen zur gegenseitigen Relativbewegung miteinander verbunden sind. Die Betätigung erfolgt mit einer mechanischen Presse, die einen hin und her bewegbaren Stößel aufweist.

Schnittwerkzeuge können in hydraulische Pressen eingebaut sein. Diese sind Jedoch sehr groß und kost-

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spielig, weshalb meist eine mechanische Presse vorgezogen wird. Eine relativ einfache mechanische Stößelpresse mit einer rein vertikalen Stößelbewegung kann beispielsweise einen an einer vertikalen Schiebeführung befestigten Stößel aufweisen, der über eine Kabelanordnung mit einem Schwungrad gekoppelt ist. Dieses weitläufig verwirklichte Konstruktionsprinzip einer kompakten Ständerpresse weist jedoch einige Nachteile auf. Durch die Schiebeführung bestehen Kontakte zwischen Metallflächen über die gesamte Hublänge der Presse, wodurch eine starke Abnutzung auftritt. Die Abnutzung wird noch dadurch vergrößert, daß der Kurbelarm ein Drehmoment auf den Stößel ausübt, wodurch eine Schüttelwirkung auftreten kann, durch die der Stößel leichte Winkelversetzungen und nachfolgende entsprechende Ausgleichsbewegungen erfährt, die sich während seines Abwärtshubes wiederholen. Deshalb kann bei einer solchen Presse der größte Teil der zugeführten Antriebsenergie bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Stößels verbraucht werden, der die zum Antrieb des Schnittwerkzeugs und zur Einwirkung auf das Werkstück erforderliche Energie übersteigt.

Ein demgegenüber besseres Konstruktionsprinzip ergibt sich, wenn die vertikale Schiebeführung durch eine Anordnung von Radiallagern ersetzt wird. Eine mit einem auf Radiallagern oder Schwenkgelenken angeordneten Stößel arbeitende Presse ist durch die US-PS 3 288 011 bekannt. Diese Presse hat einen langen, relativ schweren Stößel, der zur weitgehend geradlinigen Bewegung des Schnittwerkzeugs und Durchführung einer Schwingbewegung an Parallelogrammarmen befestigt ist. Dies ermöglicht einen sogenannten fliegenden Schnitt, bei dem das Schnittwerkzeug bis zur Geschwindigkeit eines bewegten Werkstücks unmittelbar vor jedem Schnitt beschleunigt wird. Die Hori zontalbewegung des Stößels bedeutet für den fliegenden

Schnitt einen Vorteil, da sie in Richtung der Werkzeugbe-

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wegung erfolgt. Bei Verwendung eines stationär angeordneten Werkzeugs ist eine horizontale Stößelbewegung jedoch nachteilig.

Die bisher bekannten Schneidepressen haben keine kompakte und leichte Konstruktion mit leichtem Stößel, der sich zur Betätigung eines stationären Schnittwerkzeugs eignet, auch vermeiden sie nicht die Nachteile des hydraulischen Antriebs und der Schiebeführungen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte, billig herzustellende mechanische Presse zu schaffen, die sich besonders zur Betätigung stationärer Schnittwerkzeuge eignet und einen leichten, schnell bewegbaren Stößel aufweist, so daß eine geringe Antriebsleistung bei extrem kleiner Abnutzung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird für eine Ständerpresse eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stößel mit dem Exzenterantrieb über ein in einer vertikalen Ebene angeordnetes Parallelogrammgestänge gekoppelt ist, das den Stößel am Gestell beweglich hält.

Bei dieser Presse kann ein kleiner und relativ leichter Stößel geringen Trägheitsmoments in vertikaler Richtung bewegbar an zwei Parallelogrammarmen befestigt sein, die Radiallager aufweisen, in denen die Oberflächengeschwindigkeit der relativ zueinander bewegten Elemente sehr niedrig ist und die Relativbewegung über einen nur geringen Winkelbereich erfolgt. Die Befestigung an Parallelogrammarmen ermöglicht den Aufbau einer Vollhubpresse, bei der die Kontaktfläche des Stößels stets in einer vorgegebenen Ebene liegt und ein Schütteleffekt, wie er bei Schiebeführungen auftritt, völlig vermieden wird. Ferner kann das Parallelogrammgestänge mit solcher Armlänge verwirklicht werden, daß eine nur kleine seitliche Bewegungskomponente entsteht. Dieses Prinzip hält die in Reibungsberührung stehenden Flächen zwischen dem Stößel und dem Schnittwerkzeug minimal, wodurch die Abnut7im." und der Leistungsbedarf weiter reduziert werden.

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Da der Stößel eine geringe Massenträgheit hat und die Lagerbelastungen sehr gering sind, kann der Stößel schnell stillgesetzt werden, ohne die zugeordnete Bremsmechanik zu überlasten. Ferner ist ein schneller Start der Stößelbewegung ohne Überlastung der Kupplungsanordnung des mechanischen Antriebs möglich.

Ein Ausführungsbeispiel einer Ständerpresse nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Ständerpresse nach der

Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Ständerpresse,
Fig. 3 den Schnitt 3-3 aus Fig. 1,

Fig. 4 den Schnitt 4-4 aus Fig. 1,

Fig. 5 den Schnitt 5-5 aus Fig. 1 und Fig. 6 den Schnitt 6-6 aus Fig. 4.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Presse hat ein rechteckförmig-kastenartiges Gestell 7, das aus entsprechend geformten und miteinander verschweißten Stahlplatten besteht. Das Gestell hat Seitenplatten 8, eine Deckplatte 11, eine obere Frontplatte 12, eine untere Frontplatte 14 und vier Standfüße 15, die an den Seitenplatten 8 verschweißt sind. Das untere Element eines stationären Einzelschnittwerkzeugs 100 ist auf Halterungen 16 befestigt, die an den Seitenplatten 8 montiert sind. Diese Halterungen 16 liegen unter einem Stößel 18, der in einer praktisch reinen vertikalen Richtung bei Betätigung der Presse eine Hubbewegung ausführt. Das obere EIement des Schnittwerkzeugs 100 ist mit dem Stößel 18 über eine obere Werkzeughalterung 19 verbunden. Diese ist mit Flanschen 20 versehen, welche eine Einschubverbindung mit dem oberen Werkzeugelement ermöglichen, das wiederum zur vertikalen Linearbewegung an dem unteren Werkzeugelement in bekannter Weise geführt ist. Werkzeugsätze, die auf

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diese Art in Pressen eingesetzt werden können, sind bekannt.

Der Stößel 18 ist zur vertikalen Hin- und Herbewegung an einem Parallelogrammgestänge 22 gehalten, das einen Kipphebel 23 und eine Schwinge 24 aufweist. Der Kipphebel 23 ist an dem Gestell an einer Achse 26 gelagert, die Schwinge 24 ist an einer dazu parallelen Achse 27 gelagert. Der Kipphebel 23 und die Schwinge 24 sind mit dem Stößel an Achsen 28 und 30 verbunden, die zu den Achsen 26 und parallel angeordnet sind. Dadurch wird ein Parallelogrammgestänge gebildet,da alle Achsen an den Ecken eines Parallelogramms liegen. Anders ausgedruckt, stimmt der Abstand zwischen den Achsen 27 und 30 mit dem Abstand zwischen den Achsen 26 und 28 überein, und der Abstand zwischen den Achsen 30 und 28 entspricht dem Abstand zwischen den Achsen 27 und 26.

. Die Anordnung der Achsen und Lagerungen zur Halterung des Kipphebels 23 und der Schwinge 24 sowie zu deren Kopplung mit dem Stößel 18 wird im folgenden genauer beschrieben.

Der Kipphebel 23 hat einen aufwärts gerichteten Hebelarm 31, über den er mit einem Antriebsmechanismus gekoppelt ist. Dieser Antriebsmechanismus umfaßt eine Kurbelwelle 32 (Ii¹Ig. 3) mit einer Kurbelkröpfung 34. Diese ist mit dem hinteren oberen Ende 35 des Kipphebels über eine Pleuelstange 36 verbunden.

Die Kurbelwelle 32 ist mit einem zu ihr koaxialen Schwungrad 37 über eine Kupplung und mit dem Gestell 7 über eine Bremse verbunden. Die Kupplungs- und Bremsan-Ordnung 38 ist zur mechanischen Antriebsverbindung zwischen dem Schwungrad 37 und der Kurbelwelle 32 bzw. zur Stillsetzung der Kurbelwelle 32 in bekannter Weise ausgebildet. Jeder Arbeitszyklus umfaßt einen Abwärtshub und einen Aufwärtshub, bei dem der Stößel 18 in seinen oberen Totpunkt zurückgeführt wird. Ein Werkstück

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in dem Schnittwerkzeug 100 kann somit in bekannter Weise geschnitten bzw. beschnitten werden. Das Schwungrad wird über einen oder mehrere V-Riemen 39 von einer Antriebsscheibe 40 auf der Welle eines Elektromotors 41 her angetrieben. Der Elektromotor 41 ist an dem Gestell 7 mit einer Plattform 42 montiert, die am Gestell 7 einstellbar gehalten ist, so daß die Spannung des bzw. der Riemen 39 eingestellt werden kann. Die Kurbelwelle 32 und ihre Lagerungen werden über einen üblichen Achsansatz 43 geschmiert.

Nach dieser allgemeinen Erläuterung des Antriebsmechanismus werden seine Teile im folgenden,beginnend mit der Kurbelwelle 32, bis zum Stößel 18 genauer beschrieben.

Die Kurbelwelle 32 ist in zwei Radiallagern 44 gelagert. Eines dieser Lager ist in einer an einer Seitenplatte 18 des Gestells 7 verschweißten Halterung eingepreßt, das andere ist in einer lösbaren Lagerplatte 47 befestigt, die an der anderen Seitenplatte 8 verschraubt ist. Die lösbare Lagerplatte 47 ermöglicht die Einführung der Kurbelwelle 32 in das Gestell 7. Ein Ritzel ist auf dem angetriebenen Ende der Kurbelwelle 32 befestigt.

Die Pleuelstange 36 ist ein Bronze-Gußstück mit einem gegabelten oberen Ende 50, das mit Bohrungen für einen Querbolzen 51 versehen ist. Dieser wird durch eine Scheibe 52 gehalten, die an seinem kleineren Ende befestigt ist. Eine Lagerverbindung zwischen dem Querbolzen 51 und dem Ende 35 des Kipphebels 23 erfolgt durch ein Lager 54. Das untere Ende der Pleuelstange ist mit der Kurbelkröpfung 34 durch einen Lagerbügel verbunden, der an der Pleuelstange 36 verschraubt ist. Diese Konstruktion ermöglicht die leichte Montage bzw. Demontage der Pleuelstange 36.

Wie bereits beschrieben, ist der Kipphebel 23 um

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die Achse 26 schwenkbar. Diese Achse 26 wird durch ein Achselement 56 (Fig. 4) gebildet, welches in inneren und äußeren Lagerbüchsen 58 und 59 drehbar angeordnet ist, die im Gestell 7 befestigt sind. Diese Lagerbüchsen 58 und 59 sind in zylindrischen Halterungen 60 angeordnet, welche in öffnungen der Seitenplatten 8 und von Innenwänden 62 verschweißt sind, die wiederum an der Deckplatte 11, der Frontplatte 12 und einer Querwand 63 (Fig.1) verschweißt sind.

Die Schwinge 24 ist in ähnlicher Weise in einer Konstruktion bewegbar angeordnet, die vorteilhaft entsprechend der Lagerung des Kipphebels 23 ausgebildet sein kann. Diese Konstruktion umfaßt ein Achselement 70 und Lagerbüchsen 58 und 59, wie sie bereits beschrieben wurden.

Das auf dem Achselement 70 angeordnete Ende der Schwinge 24 ist bei 71 geteilt und auf dem Achselement 70 durch Schrauben 72 festgeklemmt (Fig. 6). Das Achselement 56 ist mit dem Kipphebel 23 durch eine Rastschraube (nicht dargestellt) oder anderweitig verbunden.

In Fig. 5 ist der Stößel 18 als ein hohles Gußstück aus einer hochfesten Aluminiumlegierung dargestellt. Er ist mit Ausnahme der Seite, die der Frontplatte 12 des Gestells 7 zugewandt ist, geschlossen.

Der Kipphebel 23 und die Schwinge 24 sind durch diese Seite hindurch in den Stößel 18 eingeführt. Der Kipphebel 23 und die Schwinge 24 sind mit dem Stößel 18 über vorzugsweise identisch ausgebildete Zapfen 74 verbunden, die eine Abstufung an der Stelle aufweisen, wo sie durch eine Seite des Stößels 18 hindurchgeführt sind, und durch an ihnen befestigte Kappen 75 gehalten werden. Die Zapfen 74 sind durch geflanschte Lager 76 geführt, die von der gegenüberliegenden Seite des Kipphebels 23 bzw. der Schwinge 24 her eingeführt sind. Die Schwinge 24 kann wesentlich schwächer bzw. mit kleinerem

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Querschnitt als der Kipphebel 23 ausgeführt sein, da dieser die Antriebskraft auf den Stößel 18 überträgt.

Vorteilhaft ist die Kurbelwelle 32 mit der Kupplungsund Bremsanordnung 38 in einer solchen Höhe über dem Boden angeordnet, daß ein leichter Zugang zur Maschine möglich ist. Diese Höhe entspricht etwa der Höhe des Schnittwerkzeugs 100 im Gegensatz zu der üblichen Anordnung oben auf der Maschine.

Eine Schütte 80 ermöglicht die Abführung von Schnittabfall, der beim Schneidevorgang entsteht.

Die Presse 6 ist im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel mit einem Schnittwerkzeug 100 versehen, das obere und untere Elemente 102 und 104 aufweist, die über Führungselemente 106 relativ miteinander bewegbar verbunden sind. Das obere Werkzeugelement 102 ist mechanisch mit dem Stößel 18 so verbunden, daß eine relative Verschiebung senkrecht zur Achse des Werkstücks möglich ist, d.h. in der Zeichenebene. Das Werkzeugelement 102 hat eine Schneide 108, die ein Werkstück schneidet, welches in Klemmbacken 110 und 112 gehalten wird, wenn sich das Schnittwerkzeug 100 schließt. Das untere Werkzeugelement 102 ist mit den Halterungen 16 verbunden. Die Schiebebewegung des Stößels 18 am Werkzeugelement 102 ist sehr geringfügig und erzeugt somit eine nur geringe Abnutzung an den relativ zueinander verschobenen und sich berührenden Flächen.

Die vorstehend beschriebene Presse hat einen sehr kompakten Aufbau und ein kleines Gestell sowie leichte bewegbare Teile. Der Einsatz von Radiallagern an Stelle von Schiebeführungen führt zu minimaler Reibung, wodurch die Lebensdauer der Einzelelemente verlängert wird. Ferner wird durch die leichte Konstruktion der Energieverbrauch minimal gehalten, und es ergibt sich ein wesentlich geräuschärmeres Arbeiten als bei bisher bekannten Maschinen.

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Das Parallelogrammgestänge führt zu sehr geringen Lagergeschwindigkeiten und geringer Lagerreibung, und die verwendeten Radiallager können relativ leicht ausgewechselt werden. Sie haben kleinere Lagertoleranzen und ermöglichen dadurch eine genauere Arbeitsweise als Schiebeführungen. Diese Genauigkeit der Arbeitsweise bleibt bei einer Presse nach der Erfindung somit langer erhalten als bei einer Presse, die mit Schiebeführungen arbeitet.

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Αλ

Leerseite

Claims

Alpha Industries, Inc. 21.April 1977

ΧΔ.7 1177 Freeland Avenue

Detroit, Mich. 48228
USA

Patentansprüche

ι 1.J Ständerpresse mit einem starren Gestell und einem — Tisch zur Halterung eines Teils eines Werkzeugs und einem relativ dazu bewegbaren, einen zweiten Teil des Werkzeugs tragenden Stößel, der an dem Gestell bewegbar gelagert und mit einem Exzenterantrieb gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (18) mit dem Exzenterantrieb (32, 41) über ein in einer vertikalen Ebene angeordnetes Parallelogrammgestänge (23, 24) gekoppelt ist, das den Stößel (18) am Gestell (7) beweglich hält.
2. Ständerpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Parallelogrammgestänge (23, 24) durch zwei zueinander parallele, am Gestell (7) gelagerte Schwenkelemente durch die Längsachse des Stößels (18) und durch den zwischen den Lagerstellen der Schwenkelemente liegenden Teil des Gestells (7) gebildet ist.
3. Ständerpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Parallelogrammgestänge (23, 24) einen Kipphebel (23) und eine dazu parallele Schwinge (24) aufweist, die beide am Gestell (7) gelagert sind, und daß der Kipphebel (23) mit dem Exzenterantrieb (32, 41) gekoppelt ist.
4. Ständerpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (24) über dem Kipphebel (23) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Ständerpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (23) und die Schwinge (24) an vertikal übereinander liegenden Stellen (26, 27) am Gestell (7) gelagert sind.
6. Ständerpresse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Stößel (18) abgewandter Arm des Kipphebels (23) mit dem Exzenterantrieb (32, 41) gekoppelt ist.
7. Ständerpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb (32, 41) eine Kurbelwelle (32) umfaßt, die etwa in Höhe des unteren Stößelendes angeordnet ist.
8. Ständerpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Gestell (7) angeordnete Kurbelkröpfung (34) der Kurbelwelle (32) über eine Pleuelstange (36) mit dem Kipphebel (23) verbunden ist.
9. Ständerpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (102) des Werkzeugs (100) mit dem ersten (104) durch Vertikalführungen (106) verbunden und am Stößel horizontal in Richtung der Parallelogrammebene verschieblich gehalten ist.

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