DE2717755B2 - Stanze bzw. Presse für kleine Schneid- bzw. PreBwege - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanze bzw. Presse für kleine Schneid- bzw. Preßwege des senkrecht bewegbaren Pressenstößels, mit Exzenterantrieb, Führung des Stößels relativ zum Ständer der Presse und Verwendung eines selbstgeführten Werkzeugsatzes (Säulenführungsgestell).

Eine relativ einfache mechanische Presse mit einer rein vertikalen Stößelbewegung kann beispielsweise einen an einer vertikalen Schiebeführung gleitenden Stößel aufweisen, der über eine Kurbelanordnung 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 Abnutzung auftritt. Die Abnutzung wird noch dadurch vergrößert, daß der Kurbelarm ein Drehmoment auf den Stößel ausübt, wodurch eine Schütteltwirkung 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 ein Teil der zugeführten Antriebsenergie bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Stößels verbraucht werden, der der zum Antrieb des Schnittwerkzeugs und zur Einwirkung auf das Werkstück erforderlichen Energie verlorengeht. Solche Kurbelpressen mit mindestens zweiseitiger Führung des Stößels erfordern einen verhältnismäßig massigen Aufbau von Pressenständer und Stößel.

Ein demgegenüber besseres Konstruktionsprinzip ergibt sich, wenn die vertikale Schiebeführung durch eine Anordnung von Radiallagern ersetzt wird. Eine mit einem auf Radiallagern oder Schwenkgelenken

"i angeordneten Stößel arbeitende Schneidpresse ist durch die US-PS 3288011 bekannt. Diese Presse hat einen iangen, 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 Schritt beschleunigt wird. Die Horizontalbewegung des Stößels bedeutet für den fliegenden Schnitt einen Vorteil, da sie in Richtung der Werkzeugbewegung erfolgt. Bei Verwendung eines stationär angeordneten Werkzeugs ist eine horizontale Stößelbewegung jedoch nachteilig.

Soweit Parallelogrammführungen für den Stößel von Pressen eingesetzt werden, ergibt sich ein komplizierter Aufbau, wenn Seitenbewegungen des Stößels zu vermeiden sind (siehe z. B. US-PS 2197391, GBPS 1341687).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte, billig herzustellende mechanische Stanze bzw. Presse zu schaffen, die sich besonders zur Betätigung stationärer (d. h. nicht mit dem zu schneidenden Gut milaufender) Schnititwerkzeuge eignei und einen leichten, schnell bewegbaren Stößel aufweist, so daß

j» eine geringe Antriebsleistung bei extrem kleiner Abnutzung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird für eine Stanze bzw. Presse

eingangs genannter Art e:rf indungsgemäß gelöst durch

a) ein an sich bekanntes Parallelogrammgestänge,

j dessen beide einander parallelen, übereinanderliegend angeordneten Gestänge-Schwinghebel jeweils mit ihrem einen Ende am Pressengestell und mit ihrem anderen Ende am Stößel angelenkt sind, als alleinige Führung des Stößels,

b) eine waagerechte - Ausgleichsbewegungen ermöglichende - Schiebefläche zwischen Oberseite Werkzeugsatz und Unterseite Pressenstößel.
Maßgebend für die Erfindung ist die Erkenntnis, daß bei kleinem Arbeitshub eine einfache Parallelogrammführung in Verbindung mit einem Säulengestell-Werkzeugsatz eingesetzt werden kann, weil dann die Seitenbewegungen des Stößels vergleichsweise gering sind. Die erforderlichen Ausgleichsbewegungen können dann sehr einfach an der Schiebefläche erfolgen, die keinen großen Raumbedarf verursacht.

Es kann ein kleiner, 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 Parallelograimmarmen ermöglicht den Aufbau einer Vollhubpresse, bei der die Kontaktflä-

too ehe 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 Bewe-

t,5 gungskomponente entsteht. Dieses Prinzip hält die in Reibungsberührung stehenden Flächen zwischen dem Stößel und dem Schnittwerkzeug minimal, wodurch die Abnutzung und der Leistungsbedarf weiter redu-

ziert werden.

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 Alisführungsbeispiel einer Ständerpresse nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuien beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 du. 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 Fig. 1 und 2 dargestellte Presse hat ein rechteckförmig-kastenartiges Gestell 7, das aus miteinander verschweißten Stahlplatten 8,11,12,14,15 besteht. 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 bei Betätigung der Presse in einer praktisch vertikalen Richtungeine Hubbewegung ausführt. Das obere Element 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.

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 18 an Achsen 28 und 30 verbunden, die zu den Achsen 26 und 27 parallel angeordnet sind. Dadurch wird ein Parallelogrammgestänge gebildet, da alle Achsen an den Ecken eines Parallelogramms liegen. Anders ausgedrückt, 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 (Fig. 3) mit einer Kurbelkröpfung 34. Diese ist mit dem hinteren oberen Ende 35 des Kipphebels 23 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 Bremsanordnung 38 ist zur mechanischen Antriebsverbindung zwischen dem Schwungrad 37 und der Kurbelwelle 32 bzw. zur Stillsetzung der Kurbel

welle 32 in bekannter Weise ausgebildet. Jeder Arbeitszyklus umfaßt einen Abwärtshub und einen Aufwärtshub, bei dem der Stößel 18 in seinen oberer. Totpunkt zurückgeführt wird. Ein Werkstück in dem Schnittwerkzeug 100 kann somit in bekannter Weise geschnitten bzw. beschnitten werden. Das Schwungrad 37 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 eingeteilt 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 8 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 48 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 36 ist mit der Kurbel kröpf ung 34 durch einen Lagerbügel 55 verbunden, der an der Pleuelstange 36 verschraubt ist. Diese Konstruktion ermöglicht die leichte Montage bzw. Demontage der Pleuelstange 36.

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

Vorteilhaft ist die Kurbelwelle 32 mit der Kupplungs- und Bremsanordnung 38 in einer solchen Höhe über dem Boden angeordnet, daß ein leichter Zugang zur Maschine möglich ist. Diese Höhne 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 hai 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 Getsell sowie leicht 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.

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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stanze bzw. Presse für kleine Schneid- bzw. Preßwege des senkrecht bewegbaren Pressenstößels, mit Exzenterantrieb, Führung des Stößels relativ zum Ständer der Presse und Verwendung eines selbstgeführten Werkzeugsatzes (Säulenführungsgestell), gekennzeichnet durch

a) ein an sich bekanntes Parallelogrammgestänge, dessen beide einander parallelen, übereinanderliegend angeordneten Gestänge-Schwinghebel (23,24) jeweils mit ihrem einen Ende am Pressengestell (7) und mit ihrem anderen Ende am Stößel (18) angelenkt sind, als alleinige Führung des Stößels (18),

b) eine waagerechte - Ausgleichsbewegungen ermöglichende — Schiebefläche zwischen Oberseite Werkzeugsatz (100) und Unterseite Pressenstößel (18).

2. Stanze bzw. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebefläche an einer mit dem Stößel (18) verbundenen Werkzeughalterung (19) vorgesehen ist, die seitliche Führungsflansche (20) für ein oberes Werkzeugelement (102) des Werkzeugsatzes (100) aufweist.

3. Stanze bzw. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Gestänge-Schwinghebel (23) an einem dem Stößel (18) abgewandten Arm mit dem Exzenterantrieb (32, 41) gekoppelt ist.