DE3602884C2

DE3602884C2 - Kniehebelpresse für die Massivumformung

Info

Publication number: DE3602884C2
Application number: DE19863602884
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Riediser
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2006-02-01
Also published as: DE3602884A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelpresse für die Massivumformung, mit einem Kniehebelantrieb für einen Pressenschlitten aus von einer Kurbelwelle über eine Schub stange bewegten Kniehebeln, mit einer Anzahl Matrizen im Pressengestell gegenüber befindlichen Patrizen an dem Pressenschlitten, wobei den Patrizen Auswerfer zugeordnet sind, die im Takt des Pressenschlittens und über ein Hebel- und Lenkersystem von der den Pressenschlitten bewegenden Schubstange über einen im Pressenschlitten drehbe weglich gelagerten Auswerferhebel angetrieben sind.

Eine solche Presse ist in der DE 16 27 977 B2 beschrieben worden. Die Auswerfer werden bei dieser Presse aktiviert, wenn der Pressenschlitten den unteren Totpunkt durchläuft. Das setzt bei der hier gezeigten Auswerfereinrichtung voraus, daß die Trans portebene der Werkstücke nur unwesentlich oberhalb der gestellseitigen Matrize vorzu sehen ist. Die Auswerfer folgen zumindest während des Auswerfzeitraumes der gleichen Bewegungscharakteristik, die auch der Anlenkpunkt der Schubstange an den Kniehebeln aufweist. Darüber hinaus ist aus der DE 24 07 438 B2 die Verwendung eines Dreieck lenkers im Kniegelenkantrieb für Stößel von Schnitt- oder Umformpressen bekannt, ohne daß ein Auswerferbetrieb vorgesehen ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kniehebelpresse gattungsgemäßer Art derart weiterzubilden, daß der maximale Auswerferweg bei dem Durchlaufen der Transportebene der Werkstücke erreicht wird.

Diese Aufgabe ist für eine Kniehebelpresse gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1 dadurch gelöst, daß die Schubstange ein Dreiecklenker ist, und daß die Aus werfer über den Auswerferhebel und eine Auswerferdruckstange mit dem Dreiecklenker in Drehlagern wirkverbunden sind, und durch eine solche Auslegung des Kniehebelan triebes und der Anlenkmittel der Auswerfer, daß der Auswerferhebel in seinem Drehlager im Pressenschlitten nach dem Durchfahren des Umformbereiches mit dem Pressenschlit ten in einen den Matrizen fernen Bereich zurückbewegt wird, während das Drehlager der Auswerferdruckstange an dem Auswerferhebel und somit die Auswerfer zunächst noch in Richtung auf die Matrizen zu bewegt werden.

Die Aufgabe eines Kniehebelantriebes mit Dreiecklenker besteht in der Erzeugung einer für den Umformvorgang günstigen Bewegung des Pressenschlittens vor und wäh rend eines Durchganges durch den unteren Totpunkt. Auswerfer dienen dem Lösen des Werkstückes aus bzw. von dem Werkzeug und ggf. dem Verbringen des Werkstückes in die Transportebene. Darüber hinaus bewirkt die Erfindung in vorteilhafter Weise, daß sich die Auswerferbewegung vergrößert, obwohl der Pressenschlitten seinen unteren Totpunkt überfahren hat. Es treten keine hohen Kraft spitzen bei dem Aufsetzen der Patrize auf dem Werkstück auf. Demzufol ge werden hohe Werkzeugstandzeiten erreicht. Die Massivumformung wie Prägen, Stauchen, Warm-, Halbwarm- und Kaltfließpressen von Stahl und NE-Metallen kann in vertikaler und in horizontaler Bewegung des Pres senschlittens erfolgen.

Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen bevorzugte Aus gestaltungsformen einer Kniehebelpresse nach der Erfindung.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen ersten Kniehebelantrieb mit Auswerferantrieb nach der Erfindung in einer vereinfachten und stark verklei nerten Darstellung,

Fig. 2 ein Schaubild über den Bewegungsablauf von Pressen schlitten und Auswerfer der Kniehebelpresse mit einem Kniehebelantrieb nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt im Bereich von Auswerfern entsprechend dem Schnittverlauf III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Kniehebelantrieb mit Auswerferantrieb nach der Er findung in einer zweiten möglichen Ausgestaltung,

Fig. 5 ein Schaubild über den Bewegungsablauf von Pressen schlitten und Auswerfer der Kniehebelpresse mit einem Kniehebelantrieb nach Fig. 4

Fig. 6 einen dritten Kniehebelantrieb mit Auswerferantrieb nach der Erfindung,

Fig. 7 ein Schaubild über den Bewegungsablauf von Pressen schlitten und Auswerfer der Kniehebelpresse mit einem Kniehebelantrieb nach Fig. 6,

Fig. 8 einen weiteren Kniehebelantrieb mit Auswerferantrieb nach der Erfindung und

Fig. 9 ein Schaubild über den Bewegungsablauf von Pressen schlitten und Auswerfer der Kniehebelpresse mit einem Kniehebelantrieb nach Fig. 8.

In Fig. 1 ist ein Pressenschlitten 11 hin- und herbewegbar in einer Kniehebelpresse gelagert. Das Pressengestell ist allgemein mit 1 angedeutet. Der Antrieb des Pressenschlittens 11 in seinen hin- und hergehenden bzw. auf- und abgehenden Bewegungen erfolgt über einen Kniehebelantrieb mit einer im Gestell bei 1 gelagerten, von einem Motor (nicht dargestellt) angetriebenen Kurbelwelle 2, einem Dreieck lenker 3 und Kniehebeln 7 und 9. Der Dreiecklenker 3, der einteilig ausgeführt sein kann und die Dreieckseiten 10, 14 und 20 aufweist, ist über einen Kurbelzapfen 5 bzw. ein dementsprechendes Lager mit der Kurbelwelle 2 drehbeweglich verbunden. An dem hinteren oder obe ren, dem Pressenschlitten 11 fernen Schwingenlager 4 ist der Kniehe bel 7 drehbeweglich befestigt. Anderenendes ist der Kniehebel 7 in einem Drehlager 8 im Pressengestell bei 1 als schwingbarer Lenker drehbeweglich gelagert. An dem dem Pressenschlitten 11 nahen, vorde ren oder unteren Schwingenlager 6 ist der als Druckstange ausgebilde te Kniehebel 9 drehbeweglich befestigt. Anderenendes ist der Kniehe bel 9 in einem Drehlager 12 an dem Pressenschlitten 11 drehbeweglich gelagert. Der Pressenschlitten 11 weist ein weiteres Drehlager 30 auf zur drehbeweglichen Lagerung eines Auswerferhebels 18. Das dem Drehla ger 30 ferne Ende des Auswerferhebels 18 ist über ein Drehlager 17 mit einer Auswerferdruckstange 15 verbunden, die anderenendes in einem Drehlager 16 an der Dreieckseite 14 des Dreiecklenkers 3 drehbe wegbar befestigt ist, die dem Pressenschlitten 11 zugewandt ist. In den Pressenschlitten 11 sind Auswerfer 19, 33 eingesetzt, deren Anordnung in Fig. 3 näher erkennbar ist. Der in Fig. 1 gezeigte Auswerfer 19 ist mit dem Auswerferhebel 18 derart verbunden, ohne daß dieses näher dar gestellt worden ist, daß er die Bewegungen des Auswerferhebels 18 mit ausführt. In dem Bereich unterhalb des Pressenschlittens 11 ist ein Werkzeug bzw. ein Werkzeugsatz angedeutet mit Werkzeugunterteilen, Ma trizen 35, und Werkzeugoberteilen, Patrizen 36. Die Auswerfer 19, 33 sind hierbei den Patrizen 36 zugeordnet. Eine Mittenlinie 13 kenn zeichnet die Mitte der Patrizen 36 bzw. der Auswerfer 19, 33.

Das vordere Schwingenlager 6 bewegt sich als Folge einer Drehbewe gung der Kurbelwelle 2 und der geometrischen Auslegung des Kniehebel antriebes aus den Teilen 3, 10, 14, 20 und 7 und dem Kurbelkreisdurch messer, Bewegungsbahn des Kurbelzapfens 5, auf einer Koppelkurve 31, deren Verlauf zum größten Teil auf der Seite der Mittenlinie 13 liegt, die der Kurbelwelle 2 abgewandt ist. Das Drehlager 8 des Knie hebels 7 befindet sich, bezogen auf die Mittenlinie 13, auf der der Kurbelwelle 2 zugewandten Seite. Das Drehlager 16 der Auswerferdruck stange 15 durchläuft eine Koppelkurve 32, deren Kurvenform im wesent lichen von der Lage des Drehlagers 16 auf der Dreieckseite 14 oder einseitig zu dieser, dem Abstand des Drehlagers 10 von dem Kurbelzapfen 5 und dem Weg, Kurbelkreis, des Kurbelzapfens 5, geprägt ist. Als Folge der Bewegung des Schwingenlagers 6 auf der Koppelkurve 31 bewegt sich das Drehlager 12 des Kniehebels 9 und somit der Pressenschlitten 11 in einer Bewegungscharakteristik, wie sie durch die Vollinie 26 in Fig. 2 angedeutet ist. Als Folge der Bewegung des Drehlagers 16 auf der Koppelkurve 32 bewegen sich die Auswerfer 19, 33 in einer Bewegungscharakteristik, wie sie durch die Strichlinie 27 in Fig. 2 angedeutet ist.

In dem Schaubild in Fig. 2 ist der Hub des Pressenschlittens 11 und der Hub der Auswerfer 19, 33 in Millimetern in der Senkrechten, der Drehwinkel der Kurbelwelle 2 in Winkelgraden in der Waagerechten eingetragen. Die Strichpunktlinie 22 kennzeichnet in etwa den Drehwinkel, in dem die Umformarbeit durch den Pressenschlitten 11 beginnt. Die Kurve 26 zeigt in diesem Bereich einen flachen Verlauf und deutet auf eine geringe Geschwindigkeit des Pressenschlittens 11 hin. Der Pressenschlitten 11 erreicht bei 180 Winkelgrad, angedeutet durch die Strichpunktlinie 23, seinen unteren Totpunkt entspre chend der Stellung des Kurbelzapfens 5 auf dem Kurbelkreis bei Tu (11) in Fig. 1. In diesem Punkt ist die wesentliche Umformarbeit beendet. Die Kurve 27 deutet bei 29 an, daß die Auswerfer 19, 33, bei etwa 200 Winkelgrad und dementpsrechend bei Tu (19) auf dem Kurbelkreis des Kurbelzapfens 5 in Fig. 1 den unteren Totpunkt erreichen. Da von ausgehend bedeutet das, daß sich, bezogen auf diesen Bereich, die Auswerfer 19, 33 noch auf den Werkzeugunterteil, Matrize 35, zubewegen, während sich der Pressen schlitten 11 und mit diesem das Drehlager 30 der Auswerferhebel 18, 34 bereits von dem Werkzeugunterteil 35 wegbewegen. Die Strichpunktlinie 24 deutet den Drehwinkel der Kurbelwelle an, in dem die Auswerfer 19, 33 aus dem Pressenschlitten 11 bzw. der Patrize 36 austreten, um das Werkstück von dieser beispielsweise abzustreifen. Während der Verlauf der Kurve 27 in dem Winkelbereich bis etwa 180 Winkelgrad unbeachtlich ist, gilt für den Bereich nach dem Sichschneiden der Kurven 26 und 27, Strichpunktlinie 24 bei etwa 190 Winkelgrad, daß die Kurve 27 der Kurve 26 nachläuft und sich der Austritt der Auswerfer 19, 33 aus den Patrizen 36 bis zu einem Maximum bei 25 ver größert. Das Maximum, größter Nachlauf bei 25, wird im Bereich und oberhalb der Transportebene für die Werkstücke erreicht, die durch eine Strichpunktlinie 21 angedeu tet ist.

Die Transportebene wird für die Werkstücke bei etwa 280 (bis 320) Win kelgrad erreicht. Die Strichpunktlinie 28 kennzeichnet die Differenz zwischen der Bewegung des Pressenschlittens 11, Kurve 26, und der Be wegung der Auswerfer 19, 33, Kurve 27. Die jeweils unteren Totpunkte von Pressenschlitten 11 und Auswerfern 19, 33 sind in Fig. 1 mit 23 für den Pressenschlitten 11, 11' und mit 29 für die Auswerfer 19, 33 bzw. 19' angedeutet.

Bei dem in Fig. 1 gewählten Ausführungsbeispiel wurden für die Längen der einzelnen Bauteile und Abstände folgende Baumaße gewählt:
Abstand L1 = 780 mm
Abstand L2 = 400 mm
Abstand L3 = 790 mm
Abstand L4 = 820 mm
Abstand L5 = 310 mm
Abstand L6 = 232 mm
Exzentrizität der Kurbelwelle 2 = 125 mm
Länge des Kniehebels 7, Abstand der Drehlager 4 und 8 voneinander = 420 mm
Länge des Kniehebels 9, Abstand der Drehlager 6 und 12 voneinander = 500 mm
Länge der Dreieckseite 10, Abstand der Lagerstellen 4 und 5 voneinander = 986 mm
Länge der Dreieckseite 14, Abstand der Lagerstellen 6 und 5 voneinander = 1005 mm
Länge der Auswerferdruck stange 15, Abstand der Drehlager 16 und 17 voneinander = 785 mm
Länge des Auswerferhebels 18, Abstand der Drehlager 30 und 17 voneinander = 396,5 mm
und Länge der Dreieckseite 20, Abstand der Schwingenlager 4 und 6 voneinander = 400 mm.

Die Auswerferhebel 18 und 34 sind entsprechend Fig. 3 an einer Drehachse 37 drehfest und im Abstand der Patrizen 36 (Fig. 1) angebracht. Die Drehachse 37 ist in dem Pressenschlitten 11 drehbar gelagert. Mit 19 und 33 sind die unter den Auswerferhebeln 18, 34 befindlichen Auswerfer gekennzeichnet, Positionszahl 17 deutet auf das Drehlager hin, in dem die Auswerferdruckstange 15 (Fig. 1) an dem zu diesem Zweck im Vergleich zu den Auswerferhebeln 34 längeren Auswerferhebel 18 angelenkt ist.

Bei dem in Fig. 4 gewählten Ausführungsbeispiel wurde der Abstand L1 mit 860 mm gewählt. Die anderen Werte der Ausführungsform nach Fig. 1 wurden beibehalten. Für Bewegungen von Pressenschlitten 11 und Auswerfern 19, 33 ergibt sich nach den Kur ven 26 und 27 in Fig. 5 ein gleichfalls günstiger, wie zu Fig. 2 beschriebener Verlauf. Ersichtlich ist, daß durch Veränderung des Abstandsmaßes L1, wodurch das Drehlager 8 ggf. auch über die Mittenlinie 13 hinaus verlagert wird, sich der Hub des Pressenschlit tens 11 verringert, die Kurve 26 für den Bewegungsverlauf des Pressenschlittens 11 im Bereich des Umformens ab der Strichpunktlinie aber noch flacher verläuft. Der untere Totpunkt der Auswerfer 19, 33 fällt mit dem Schnittpunkt der Kurven 26, 27 zusammen, der durch die Strichpunktlinie 24 gekennzeichnet ist.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde der Abstand L1 mit 820 mm und die Größe der Exzentrizität der Kurbelwelle 2 mit 100 mm festgelegt. Das Drehlager 8 (Fig. 1) befindet sich auf der Mittenlinie 13. Die anderen Werte der Ausführungsform nach Fig. 1 wurden beibehalten. Neben dem an sich bereits zu den Fig. 2 und 5 beschrie benen günstigen Verlauf der Kurven 26 und 27 deutet sich in Fig. 7 jedoch die Abhän gigkeit der Bewegung der Auswerfer 19, 33 von dem Durchmesser des Kurbelkreises für den Kurbelzapfen 5 an. Die Koppelkurve 32 (Fig. 6) verläuft flacher und der Nachlauf der Kurve 27 wird mit abnehmendem Kurbelkreisdurchmesser geringer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wurden im Unterschied zu dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 die Länge der Dreieckseite 14 auf 900 mm und der Abstand L3 des Drehlagers 16 für die Auswerferdruckstange 15 zu dem Kurbelzapfen 5 auf 700 mm verringert. Das Drehlager 8 befindet sich auf der Mittenlinie 13 der Patrize 36 (Fig. 1). Die Verkürzung der Dreieckseite 14 auf 900 mm als einzige Veränderung würde bewir ken, daß sich die Kurven 26 und 27 nicht schneiden. Mit der Maßnahme der Verlagerung des Drehlagers 16 auf den Kurbelzapfen 5 zu konnte wiederum ein Nachlauf für die Kurve 27, wie es in Fig. 9 ange deutet ist, erzielt werden. Da in den Figuren gleiche Teile und Kur ven gleich positioniert sind, ist in jedem Fall ein direkter Ver gleich der Figuren zu den Fig. 1 und 2 gegeben. Mit 3' ist die La ge des Dreiecklenkers 3 in den Fig. 2, 5, 7 und 9 eingezeichnet für den Augenblick des Durchganges des Pressenstößels 11 durch den unte ren Totpunkt.

Claims

1. Kniehebelpresse für die Massivumformung, mit einem Kniehebelan trieb für einen Pressenschlitten (11) aus von einer Kurbelwelle (2) über eine Schubstange (3) bewegten Kniehebeln (7, 9), mit einer An zahl Matrizen (35) im Pressengestell (1) gegenüber befindlichen Patri zen (36) an dem Pressenschlitten (11), wobei den Patrizen (36) Auswer fer (19, 33) zugeordnet sind, die im Takt des Pressenschlittens (11) und über ein Hebel- und Lenkersystem von der den Pressenschlitten (11) bewegenden Schubstange (3) über einen im Pressenschlitten (11) drehbeweglich gelagerten Auswerferhebel (18) angetrieben sind, da durch gekennzeichnet, daß die Schubstange (3) ein Dreiecklenker ist, und daß die Auswerfer (19, 33) über den Auswerferhebel (18) und eine Auswerferdruckstange (15) mit dem Dreiecklenker (3) in Drehla gern (16, 17) wirkverbunden sind, und gekennzeichnet durch eine solche Auslegung des Kniehebelantriebes (2, 3, 7, 9) und der An lenkmittel (3, 15, 18) der Auswerfer (19, 33), daß der Auswerferhebel (18) in seinem Drehlager (30) im Pressenschlitten (11) nach dem Durch fahren des Umformbereiches (22 bis 23) mit dem Pressenschlitten (11) in einen den Matrizen (35) fernen Bereich zurückbewegt wird, während das Drehlager (17) der Auswerferdruckstange (15) an dem Auswerferhe bel (18) und somit die Auswerfer (19, 33) zunächst noch in Richtung auf die Matrizen (35) zu bewegt werden.

2. Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem hinteren Schwingenlager (4) des Dreiecklenkers (3) ein erster Kniehebel (7) als schwingbarer Lenker angelenkt ist, der in einem gestellfesten Drehlager (8) gelagert ist, wobei die Lage des Drehlagers (8) auf der Mittenlinie (13) der Patrize (36) und auch bei derseits der Mittenlinie (13) der Patrize (36) vorsehbar ist, daß an dem vorderen Schwingenlager (6) des Dreiecklenkers (3) ein zweiter Kniehebel (9) als Druckstange angelenkt ist, die mit dem dem vorderen Schwingenlager (6) entgegengesetzten Endteil an dem Pressenschlitten (11) angelenkt ist, daß die Dreieckseiten (10, 14, 20) des Dreiecklen kers (3) eine solche Länge aufweisen, daß die zumindest größere Länge des Linienzuges der Koppelkurve (31) des vorderen Schwingenlagers (6) auf der der Kurbelwelle (2) des Kniehebelantriebes (2, 3, 7, 9) gegen überliegenden Seite der Mittenlinie (13) der Patrize (36) verläuft, und daß der Auswerferhebel (18) mit seinem dem Drehlager (30) im Pres senschlitten (11) fernen Bereich über die Auswerferdruckstange (15) an die dein Pressenschlitten (11) zugewandte Dreieckseite (14) des Dreiecklenkers (3) angelenkt ist.

3. Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferhebel (18) an einer im Pressenschlitten (11) drehbeweglich gelagerten Drehachse (37) starr befestigt ist, die sich über den Bereich der Patrizen (36) erstreckt, und daß im wesentlichen im Abstand der Patrizen (36) weitere Auswerferhebel (34) an der Dreh achse (37) starr befestigt sind, die mit Auswerfern (33) in weiteren Patrizen (36) zusammenwirken.