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1. Roman Mikhailovich ADENIN, Saratov
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2. Sergei Petrovich BELYAEV, Saratov 3. Vyacheslav Vyacheslavovich
MIKHAILOV, Saratov 4. Pavel Petrovich SEMIVRAZHNOV, Saratov UdSSR UdSSR Mechanische
Presse mit Untertischantrieb Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Pressen
mit Untertischantrieb der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung und kann besonders
wirksam zum Kaltpressen von Blechen verwendet werden.
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Beim Kaltpressen von Werkstücken aus Blech werden Preßwerkzeuge eingesetzt,
die Arbeitsorgane in Form eines Stempels und einer Matrize enthalten, die mit einem
kleinen Luftspalt (einige Hundertstel Millimeter) relativ zueinander konjugieren.
Für die Herstellung von qualitätsgerechten Werkstücken ist es wichtig, daß dieser
Luftspalt auf dem gesamten Umfang gleichmäßig ist. Dazu werden Preßwerkzeuge in
Form von Blöcken gebaut, die aus einer Ober- und einer
Unterplatte
bestehen, die durch Säulen miteinander verbunden.sind,an denen Arbeitsorgane des
Preßwerkzeugs befestigt werden. Diese aufwendige Konstruktion verlangt einen hohen
Herstellungs--und Unterhaltungsåufwand.
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Beim Stanzen von Werkstücken wird der Pressenstempel durch die Kräfte
des Kurbeltriebs sowie durch die Längs- und Querkräfte und Biegemomente der Stanzkraft
belastet.
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Unter Einwirkung dieser Belastungen wird der Pressenstempel und die
damit verbundene obere Werkzeughälfte relativ zur Tischplatte und der damit verbundenen
unteren Werkzeughälfte in Längs- und Querrichtung versetzt und unter Einwirkung
des Biegemoments um einen Winkel gedreht. Durch die Versetzung des Stempels in Längsrichtung
wird die Standzeit des Werkzeugs nicht wesentlich beeinflußt, während durch seine
Verschiebung in Querrichtung und Verdrehung unter einem Winkel die Standzeit des
Werkzeugs stark verkürzt und die Qualität der Werkstücke verschlechtert werden.
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Gegenwärtig werden zum Kaltpressen offene Kurbelpressen mit Ständer
eingesetzt. In diese Pressen sind der Stempel und der Kurbeltrieb im Oberteil des
Ständers und die Tischplatte in seinem Unterteil angeordnet. Unter Belastungen strebt
der Ständer zum Auseinanderbiegen, wodurch eine bedeutende Versetzung des Stempels
und des mit diesem verbundenen Oberteils des Werkzeugs relativ zur Tischplatte hervorgerufen
wird.
Um diese Versetzung des Stempels zu verringern, wird die Steifigkeit des Ständers
durch eine Vergrößerung seiner Abmessungen und seines Metallaufwandes erhöht, wodurch
die Abmessungen, das Gewicht und die Kosten von Pressen vergrößert werden. Um die
Versetzung des Oberteils des Werkzeugs zu verringern, werden auch die Steifigkeit
und die Abmessungen von Werkzeugblöcken vergrößert. Deswegen werden derartige Pressen
und Werkzeuge vorwiegend bei der Massen- und Großserienproduktion eingesetzt. Gegenwärtig
zeichnen sich zwei Trends ab - Verringerung der Abmessungen und der Masse von Pressen
durch den Einsatz von Pressen mit Untertischantrieb sowie Einsatz von vereinfachten
und blockfreien Werkzeugen, wodurch die Kosten für die Ausrüstung wesentlich verringert
werden und das Pressen von Werkstücken bei Klein- und Mittelserienproduktion ermöglicht
wird.
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Dadurch, daß die vereinfachten und blockfreien Werkzeuge keine Blöcke
mit Säulen besitzen, ist das Fehlen einer Versetzung des Pressenstempels in Querrichtung
unter Einwirkung der Arbeitsbelastung für deren Einsatz ausschlaggebend.
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Bekannt sind Pressen mit Untertischantrieb beispielsweise aus dem
SU-Erfinderschein Nr. 424735 und aus Prospekten der Schweizer Firma "ESSA" (Pressen
EC-1,St und EC-6t) , deren Stempel in Form einer Traverse ausgebildet sind, die
mit der unteren Antriebstraverse mittels Zugstangen verbunden ist, die sich in Führungsbuchsen
relativ zum Ständer bewegen. Die Zugstangen
dienen gleichzeitig
als Führungen für den Stempel. Unter der Arbeitsbelastung werden die Zugstangen
verformt, wodurch der Stempel in Längs- und Querrichtung versetzt und der Einsatz
von vereinfachten und blockfreien Werkzeugen ausgeschlossen wird.
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Um diese Stempel versetzung zu verringern, wird der Querschnitt der
Zugstangen vergrößert, sie werden mit einem minimalen Luftspalt in den Führungsbuchsen
eingepaßt usw. Dadurch wird jedoch die Stempelversetzung in Querrichtung nicht ausreichend
beseitigt, aber die Arbeitsintensität beim Bau sowie der Preis der Maschinen erhöht.
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Eine der Voraussetzungen für die Verwendung des Preßvorgangs zur
Herstellung von Werkstücken in Kleinserienproduktion ist die Möglichkeit eines schnellen
Auswechselns von Werkzeugen. Eines der Verfahren zum schnellen Werkzeugwechsel ist
der Einsatz von Werkzeugen mit T-Schaft an der Oberplatte. Zur Befestigung derartiger
Werkzeuge wird ein Gehäuse mit T-Nut verwendet, die durch eine zylindrische Stufenfläche
begrenzt ist. Das Gehäuse wird in den Pressenstempel eingebaut und der auf der oberen
Werkzeugplatte befestigte Schaft wird in-die T-Nut des Gehäuses eingesetzt. Eine
ähnliche Befestigungsart für Werkzeuge mit T-Schaft wird in Pressen EC-1,Stund EC-6t
der Firma "ESSA", Schweiz, verwendet.
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Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist die unzuverlässige Positionierung
und Befestigung des Werkzeugs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Presse
mit Untertischantrieb zu schaffen, durch deren Konstruktion die Versetzung des Pressenstempels
in Querrichtung verringert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Bei einer derartigen Ausführung wird die seitliche Versetzung des
Stempels mit der daran befestigten oberen Werkzeughälfte dadurch beseitigt, daß
die seitlichen Belastungen vom Kurbeltrieb durch die Führungen der unteren Traverse
aufgenommen und weiter nicht übertragen werden. Die axiale Belastung wird durch
die Zugstangen aufgenommen, die die untere Traverse mit dem Stempel verbinden, wobei
die Führungen des ersten Stempelteils entlastet sind.
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Um den Bau und die Montage der Presse zu erleichtern, sind beide
Stempelteile durch ein Gelenk verbunden. Eine derartige konstruktive Ausführung
gestattet die Herstellung der Pressenbauteile mit geringerer Genauigkeit, da sie
Ungenauigkeiten bei der Montage der Zugstangen und Traversen sowie die Schrägstellung
der Bauteile bei der Stempelbewegung ausgleichen können.
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Um die Befestigung der mit T-Schaft versehenen Werkzeuge zu vereinfachen,
kann die Presse mit einem Werkzeughalter für die. Oberhälften der Werkzeuge ausgerüstet
werden. Ein Gehäuse weist eine T-Nut auf, an
dessen Außenfläche
eine Drehbuchse angeordnet ist. Auf der Außenfläche der Buchse ist eine Nut ausgebildet,
deren Abmessungen mit dem Durchmesser und der Höhe des Schaftabschnitts übereinstimmen,
der in das Gehäuse hineingeführt wird; auf ihrer Stirnfläche ist ein Anschlag angebracht,
der einen Teil der Schaftoberfläche umgibt. Die Buchse ist mit einer Feststelleinrichtung
versehen, durch die ihre Drehung relativ zu dem Gehäuse verhindert wird. Eine derartige
Werkzeugaufnahme beschleunigt das Auswechseln der Werkzeuge, sichert ihre genaue
Fixierung in der Arbeitsposition der Presse und beseitigt die Seitenbelastungen
des Werkzeugs infolge einer Versetzung des Stempelssim Betrieb.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1: eine vereinfachte Gesamtansicht der Presse; Fig.
2: eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1; Fig. 3: einen Schnitt lit-Ill
in Fig. 1; Fig. 4: einen Schnitt IV-IV in Fig. 1; Fig. 5: eine Werkzeugaufnahme
für die obere Werkzeughälfte mit T-Schaft; Fig. 6: eine Ansicht A in Fig. 5.
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Bei der dargestellten Presse ist ein Ständer 1 mit einer Kragstütze
2 verbunden, die aus einem Körper
3 und Säulen 4, 5 besteht. Die
Säulen 4,5 sind diagonal relativ zu einer Tischplatte 6 angeordnet. Mit der Kragstützen
2 sind Führungen 7, 8 verbunden, in denen ein Stempel bewegbar angeordnet ist, der
aus zwei miteinander verbundenen Teilen 9 und 10 besteht. Mit seiner Seitenfläche
wirkt der erste Stempelteil 9 mit den Führungen 7, 8 zusammen.
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Der zweite Stempelteil 10 ist in Form einer Traverse ausgebildet
und mittels Zugstangen 11, 12 und Muttern 13 mit einer Traverse 14 verbunden, die
im Unterteil des Ständers 1 angeordnet ist. Die beiden Stempelteile 9, 10 sind durch
ein Gelenk miteinander verbunden, das aus einer Spindel 15 mit Kugelende und einer
Mutter 16 besteht. Die Traverse 14 ist mittels in Form von Säulen 17 und 18 mit
Kugelkäfigen 19 und 20 ausgebildeter Führungen mit dem Ständer 1 und mittels eines
Fingers 21 und einer Pleuelstange 22 mit einer Kurbeltriebwelle 23 verbunden, die
über eine Riemenscheibe 24 und einen Riementrieb 25 von einem Elektromotor 26 angetrieben
wird.
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Die Presse funktioniert in folgender Weise.
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Die Drehung des Elektromotors 26 wird über den Riementrieb 25 und
die Riemenscheibe 24 auf die Kurbeltriebwelle 23 übertragen, die die Traverse 14
über die Pleuelstange 22 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt.
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Von der Traverse 14 wird die Bewegung über die Zugstangen 11 und 12
sowie die Muttern 13 auf den zweiten Stempelteil 10 und dann über die Spindel 15
mit der Mutter 16 auf den ersten Stempelteil 9 übertragen.
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Da die seitliche Bewegung der Traverse 14 durch die Führungen begrenztist,
die aus den Säulen 17, 18, Öffnungen in der Traverse 14 und den Kugelkäfigen 19,
20 bestehen, werden die seitlichen Belastungen, die vom Kurbeltrieb erzeugt werden,
durch die nur axial belasteten Zugstangen 11, 12 nicht übertragen. Die Schließhöhe
der Presse wird durch die Spindel 15 und Mutter 16 eingestellt.
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Beim Betrieb der Presse können die Zugstangen 11, 12 unter Einwirkung
der Arbeitsbelastung unterschiedlich verformt werden, wodurch auf dem Stempel seitliche
Belastungen entstehen können. Durch das Vorhandensein des Gelenks, das aus der Spindel
15 mit Kugelende, der Mutter 16 und der Öffnung im ersten Stempelteil 9 besteht,
wird dieser Einfluß behoben. Gleichzeitig vereinfacin sich durch das Gelenk die
Herstellung von Bauteilen und die Montage der Presse. Da der erste Stempelteil 9
den seitlichen Belastungen nicht ausgesetzt wird, kann durch den Einsatz von Wälzkörpern
in Form von Kugeln und Rollen in den Führungen 7, 8 eine genaue Bewegung des ersten
Stempel-teils 9 gewährleistet werden. Durch Fehlen von seitlichen Belastungen an
diesem wird die Verformung- der Kragstütze 2 ausgeschlossen und eine genaue Stellung
des Stempels während seiner Bewegung beibehalten.
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Konstruktiv kann die Kragstütze 2 verschiedentlich ausgebildet werden.
Um die Befestigung der Werkzeuge mit T-Schaft zu ermöglichen, kann mit dem Stempelteil
9 eine Werkzeugaufnahme für das Oberwerkzeug verbunden werden (Fig. 5, 6).
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Diese Werkzeugaufnahme besteht aus einem Gehäuse 27, das im ersten
Stempelteil 9 angeordnet und befestigt ist.
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An der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 27 ist eine Drehbuchse
28 mit einer Feststelleinrichtung 29 angeordnet, die einen Anschlag 30 an der Stirnfläche
aufweist.
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Das Gehäuse 27 und die Drehbuchse 28 besitzen T-Nuten zum Einsetzen
und Befestigen eines T-Schaftes 31 mit kugelförmiger Stützfläche der an der oberen
Werkzeugplatte befestigt ist. Das Gehäuse 27 besitzt eine zusätzliche. Nut 32 zur
Zentrierung des Werkzeugs längs der Stempelachse mittels eines Stiftes 33. In dem
Gehäus 27 ist ein stufenförmiger Auswerfer 34 angeordnet, der zum Auswerfen von
Werkstücken aus der Matrize dient.
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Die Vorrichtung funktioniert in folgender Weise.
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Das Gehäuse 27 mit der Drehbuchse 28, der Feststelleinrichtung 29
und dem Anschlag 30 wird im ersten Teil 9 des Pressenstempels angeordnet. Der auf
der oberen Werkzeugplatte befestigte Schaft 31 wird in die T-Nut des Gehäuses 27
eingesetzt, längs der Stempelachse mittels des Stiftes 33 zentriert und mit dem
Anschlag 30 bei der Drehung der Buchse 28 in einer Stellung fixiert, die durch die
Feststelleinrichtung 29 begrenzt ist.
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Der Einsatz der beschriebenen Werkzeugaufnahme gestattet es, die
Zuverlässigkeit der Befestigung und Fixierung von Werkzeugen zu erhöhen, die Umrüstung
und Bedienung der Pressen zu erleichtern sowie den Werkzeugbruch zu verhindern.