DE3813235A1 - Stoesselfuehrung fuer eine stanzmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stößelführung
für eine Stanzmaschine, die einen über mindestens einen
Pleuel getriebenen Stößel, eine den Stanzraum unten
abschließende Grundplatte und Führungssäulen zur Führung
des Stößels aufweist.
Bei Stanzmaschinen, die Führungssäulen zur
Stößelführung aufweisen, sind verschiedene Anordnungen
der Befestigung der Führungssäulen bekannt. Es gibt
Ausführungen, bei denen die Führungssäulen in bezug auf
den Stanzraum oben und unten im Maschinengehäuse befe
stigt sind, bei denen die Führungssäulen am Stößel
selbst befestigt sind, und dabei oben und unten oder nur
unten im Maschinengehäuse geführt sind. Bei schnellau
fenden Stanzmaschinen, bei denen am Stößel hohe Be
schleunigungen auftreten, ist es sehr schwierig, das von
der Schmierung stammende Lecköl derart abzuführen, daß
kein ausgelecktes Schmieröl in den Stanzraum eindringt.
Für viele Stanzarbeiten ist jedoch ein trockener Stanz
raum nötig. Weiter, wenn im Werkzeug mit Schneidöl
gefahren wird, muß insbesondere darauf geachtet werden,
daß das aus den Führungen leckende Schmieröl, also das
Lecköl, in äußerst geringen Mengen auftritt, einerseits
daß das Schmieröl nicht mit Schneidöl vermischt und
damit beeinträchtigt wird, andererseits daß
grundsätzlich kein zu großer Schmierölverlust entsteht.
Ziel der Erfindung ist, eine Stößelführung
zu zeigen, mittels welcher die erwähnten nachteiligen
Zustände nicht auftreten.
Die erfindungsgemäße Stößelführung ist
durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.
Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand
beispielsweise näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 vereinfacht einen Schnitt durch
einen Teil einer Stanzmaschine;
Fig. 2 horizontale Schnitte durch ver
schiedene Ausführungen Stößelführungen, und
Fig. 3-6 Vertikalschnitte durch die
jeweiligen in der Fig. 2 gezeichneten Ausführungen.
In der Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1
einen Pleuel einer Stanzmaschine, welcher in bekannter
Weise über eine Kurbelwelle oder eine Exzenteranordnung
betrieben ist. Dieser Pleuel 1 treibt den Stößel 2.
Über dem Stößel 2 ist der Stanzraum 3, der unten durch
die Grundplatte 4, auch Stanztisch genannt, abgeschlossen
ist. In Fig. 1 ist weiter ein oberer Teil 24 des Maschi
nengehäuses sowie eine obere Führung 25 und obere Dich
tung 26 gezeichnet. In der bzw. unter der Grundplatte 4
ist ein Oelsammelraum 9 angeordnet. Auf dem Stößel 2
sitzt ein in bekannter Weise ausgebildeter Ölfangring
10, in welchem das Leckageöl aufgefangen wird.
Mit dem Stößel 2 sind Führungshülsen 6
verbunden, die gegen die Grundplatte 4 hin ragen. Diese
Führungshülsen 6 sind lösbar mit dem Stößel 2 verbunden,
wobei diese lösbare Verbindung mit der Bezugsziffer 27
angedeutet ist. Gezeichnet ist eine Flanschverbindung; es
ist jedoch offensichtlich, daß irgendwelche bekannte
lösbare Verbindungskonstruktionen möglich sind. Die mit
der Bezugsziffer 5 bezeichneten Führungssäulen sind
lösbar mit der Grundplatte 4 verbunden. Die auf der
Grundplatte 4 sitzenden Ölfangringe sind mit der Be
zugsziffer 28 bezeichnet, wobei das hier gesammelte
Leckagelöl durch Durchtritte 39 in den Ölsammelraum 9
abfließt. Die Stößelführung zwischen den Führungssäulen
5 und Führungshülsen 6 ist in der Fig. 1 allgemein mit
der Bezugsziffer 29 angedeutet, wobei Einzelheiten
derselben anhand der Fig. 2 bis 6 näher erklärt werden.
Als Dichtung zwischen den jeweiligen
Führungssäulen 5 und Führungshülsen 6 sind Kolbenringe 7
eingesetzt. Bis anhin wurden ausnahmslos an den entspre
chenden Stellen Dichtungspackungen verwendet, da die
Überlegenheit von Kolbenringen an dieser Stelle nicht
erkannt worden ist. Die Schlösser der jeweiligen Kolben
ringe 7 sind versetzt zueinander angeordnet. Obwohl diese
gezeichnete Ausführung zwei Kolbenringe zeigt, ist es
offensichtlich, daß die Anzahl der Kolbenringe je nach
Anforderungen wählbar ist.
Jede Führungssäule 5 ist von einem Lecka
geölkanal 8 durchsetzt, der beim oberen Ende der jewei
ligen Führungssäule 5 mit dem Innenraum 12 der Führungs
hülse 6 über dem Ende der Führungssäule 5 in Verbindung
steht und unten mit dem Ölsammelraum 9 in Verbindung
steht.
Es ist bereits erwähnt worden, daß auf dem
Stößel 2 ein in bekannter Weise ausgebildeter
Ölfangring 10 zur Aufnahme vom Leckageöl angeordnet ist.
Im Stößel 2 ist nun ein Überführkanal 11 ausgebildet.
Dieser erstreckt sich vom Ölfangring 10 durch den
Stößel 2 hindurch zum genannten Innenraum 12 einer der
Führungshülsen. Somit kann das im Ölfangring 10 gesam
melte Leckageöl durch den Überführkanal 11 in den
Innenraum 12 der Führungshülse 6 strömen und von diesem
weiter durch den Leckageölkanal 8 hindurch zum
Ölsammelraum 9 abfließen.
Im Überführkanal 11 ist ein Rückschlag
ventil 13 angeordnet. Das Rückschlagventil 13 kann in
irgendwelcher bekannter Weise ausgebildet sein, wesent
lich ist jedoch, daß der Schließkörper 14 des Rück
schlagventils 13 in horizontaler Richtung bewegbar
angeordnet ist. Damit ist der Schließkörper 14 keinen
Beschleunigungskräften ausgesetzt, die seine Funktion
beeinträchtigen bzw. erschweren würden. Die Aufgabe des
Rückschlagventils 13 ist, eine Abförderung des im
Ölfangring 10 gefangenen Öles zu bewirken. Es wird
insbesondere auf die rechte Seite der Fig. 1 hingewiesen.
In Betrieb bewegt sich der Stößel 2 und somit die
jeweiligen Führungshülsen 6 relativ zu den Führungssäulen
5. Damit entsteht eine dauernde Volumenänderung des
Innenraumes 12 des Führungshülse 6. Diese Volumenänderung
wird nun zur Abförderung des Lekageöls ausgenützt. Bewegt
sich der Stößel 2 relativ zu den Führungshülsen 6 nach
oben, erfolgt eine Volumenvergrößerung des Innenraumes
12 und damit wird ein Unterdruck aufgebaut, der im
Überführkanal 11 einen Saugzug bewirkt. Das Rückschlag
ventil 13, bzw. der Schließkörper 14 sind derart ausge
bildet, daß beim Auftreten des Saugzuges der
Schließkörper 14 von seinem Sitz abhebt (z. B. gegen eine
Federkraft), d. h. daß sich der Schließkörper 14 in der
Fig. 1 nach rechts bewegt und damit den Überführkanal 11
entsperrt. Der Unterdruck im Innenraum 12 der Führungs
hülse 6, bzw. der Saugzug im Überführkanal 11 wirkt nun
im Ölfangring 10, so daß eine Förderung des Leckageöles
durch den Überführkanal 11 bewirkt wird. Das Leckageöl
strömt somit in den Innenraum 12.
Bei der nachfolgenden Abwärtsbewegung des
Stößels 2 bzw. der Führungshülse 6 wird das Volumen des
Innenraumes 12 verkleinert und somit der Druck erhöht mit
der Folge, daß das Rückschlagventil 13 schließt. Das
Schließen des Ventils verhindert, daß Luft ausgeblasen
und damit Lecköl mitgerissen wird. Der Innenraum 12 steht
über den Leckageölkanal 8 mit dem Sammelraum 9 in Ver
bindung. Aufgrund des sich nun im Innenraum 12 aufbauen
den Druckes entsteht eine gegen den Ölsammelkanal 9
gerichtete Luftströmung im Leckageölkanal 8, so daß das
Leckageöl nicht nur durch Gravitation sondern zusätzlich
zwangsweise in den Ölsammelraum 9 gefördert wird.
Es läßt sich als sagen, daß in einer
noch nie bekannten Weise das von der oberen Führung 25
durch die obere Dichtung 26 der Stanzmaschine stammende
Leckageöl abgepumpt bzw. abgesaugt wird, so daß das
Abfördern des Leckageöles zwangsweise und nicht lediglich
durch Schwerkraft erfolgt. Da im Raum 9 ebenfalls
Druckschwankungen auftreten, sind im Ablauf 39 (nicht
gezeichnete) Ventile mit der gleichen Funktion eingebaut.
Jede Führungshülse 6 ist lösbar mit dem
Stößel 2 verbunden, wie dies mit der Bezugsziffer 27 in
der Fig. 1 angedeutet ist. Auch ist jede Führungssäule 5
lösbar mit der Grundplatte 4 verbunden. Die Verbindung
ist in der Fig. 1 nicht angedeutet, da auch diese in
irgendwelche bekannte Weise ausgebildet sein kann. Rein
beispielsweise ist hierzu in den Fig. 3-6 ein Verbin
dungsflansch 30 angedeutet. Dadurch, daß sowohl die
Führungshülsen 6 als auch die Führungssäulen 5 lösbar mit
ihrem jeweiligen Träger verbunden sind, kann jede Füh
rungshülse 6 zusammen mit ihrer Führungssäule 5 als
Einheit ausgewechselt werden, ohne daß eine Demontage
der Stanzmaschine notwendig ist.
Die gezeigte Konstruktion weist noch einen
weiteren beträchtlichen Vorteil auf. Es ist möglich, daß
allgemein die Führungssäulen von Stanzmaschinen durch
z. B. auftreffende Metallteilchen des Stanzgutes verletzt
werden können. Solche Verletzungen können zu Beschädi
dungen von Dichtungen und Führungen führen. Bei der
gezeigten Anordnung schützt nur eine jeweilige Führungs
hülse 6 ihre Führungssäule 5. Insbesondere ist zu bemer
ken, daß in der Stellung des oberen Totpunktes des
Stößels 2 sich sowohl die die Dichtung bildende Kolben
ringe 7 als auch die Führungen 29 vollständig von der
jeweiligen Führungshülse 6 umschlossen sind. Eine Ver
letzung der Führungssäulen 5 an den Dichtungs- und
Führungsabschnitten ist somit vollständig ausgeschlossen.
Dies in Gegensatz zu allen bekannten Konstruktionen, bei
denen in Betrieb Abschnitte der Führungssäulen, welche
mit Dichtungen oder Führungsgliedern zusammenwirken,
Verletzungen ausgesetzt sind.
Es gibt nun Stanzmaschinen, bzw. Einsatz
arten, bei denen trotz entsprechender Konstruktion
nennenswerte unterschiedliche Wärmedehnungen, d. h.
Relativdehnungen, zwischen dem Stößel und der Grund
platte auftreten. Obwohl diese Dehnungsdifferenzen
äußerst klein im Bereich von 1/100 mm sind, könnten
diese die Genauigkeit und Güte des mit der Stanzmaschine
bzw. dem Werkzeug erzeugten Produktes beeinträchtigen.
Die Fig. 2 zeigt Horizontalabschnitte durch
vier Ausführungen zur Aufnahme von relativen Dehnungs
differenzen zwischen Stößel und Grundplatte. Gezeigt ist
ein Schnitt durch eine Stanzmaschine mit vier Führungs
säulen, welcher Schnitt entlang der Linie II-II der
Fig. 1 verläuft. Dabei zeigt jedoch jede der vier Schnittfi
guren der Fig. 2 eine eigene Ausbildung zur Aufnahme von
Relativdehnungen zwischen Stößel und Grundplatte.
Grundsätzlich sind nun Ausbildungen von Führungshülse 6
und Führungssäule 5 gezeigt, die eine horizontale Rela
tivverschiebung erlauben, wobei die Verschiebungsrichtung
mindestens annähern mit einer Geraden 15 bzw. 16 zusam
menfällt, die die Längsachsen 18 der relativ zum Mittel
punkt 17 der Grundplatte 4 diametral gegenüberliegenden
Führungssäulen 5 verbindet.
Es wird nun vorerst auf die Ausbildung in
der Fig. 2 im linken oberen Quadranten und Fig. 3 ver
wiesen. Die Fig. 2 zeigt oben links einen Schnitt entlang
der Linie A-A der Fig. 3, und die Fig. 3 zeigt ihrerseits
einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2. Die
Fig. 3 zeigt eine Führungssäule 5 mit ihrem
Leckageölkanal 8 und Schmierölzufuhrkanal 31. In der
Führungssäule 5 sind zwei Kolbenringe 7 eingesetzt,
welche gegen die Führungshülse 6 dichten. Nur der Ordnung
halber ist mit der Bezugsziffer 27 die lösbare Verbindung
ohne Konstruktionseinzelheiten zu illustrieren, zwischen
der Führungshülse 6 und dem Stößel 2 angedeutet. Die
Führungssäule 5 ist oval, mindestens annähernd elliptisch
ausgebildet. Dabei verläuft die Hauptachse 21 der ge
zeichneten Ellipse rechtwinklig zur Verbindungsgeraden 16
zwischen den von vorher angesprochenen Achsen 28 der
Führungssäulen 5. Der freie Raum zwischen der Außenseite
der Führungssäule 5 und der Innenseite der Führungshülse
6 ist der Deutlichkeit halber übertrieben groß gezeich
net. Die Relativverschiebung aufgrund unterschiedlicher
Wärmedehnungen bewegt sich im Bereich von 1/100 mm. Es
ist nun offensichtlich, daß eine in Richtung der Ver
bindungsgeraden 16 erfolgende Relativverschiebung zwi
schen Führungshülse 6 und Führungssäule 5 erfolgen kann.
Im Quadranten oben rechts der Fig. 2 ist
eine weitere Ausführung gezeichnet. Dabei zeigt die
Fig. 2 an der genannten Stelle einen Schnitt entlang der Linie
B-B der Fig. 4 und entsprechend zeigt die Fig. 4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2. Gezeichnet
ist wiederum die Führungssäule 5 mit dem beispielsweisen
Verbindungsflansch 30 zur Grundplatte und dem Leckageöl
kanal 8 und Schmierölzufuhrkanal 31 und den dichtenden
Kolbenringen 7. Weiter ist wieder die Führungshülse 6
gezeichnet und die lösbare Verbindung 27 angedeutet. Die
Führungssäule 5 ist mit einem Kopfabschnitt 20 ausgerü
stet, der zwei ebenflächige Seitenwangen 32 aufweist, wie
dies in der Fig. 2 gezeichnet ist. Dieser im Schnitt nun
langgestreckte Kopfabschnitt 20 ist in einem Führungs
glied 19 eingesetzt, welches hier beispielsweise auch
zweiteilig ausgeführt werden kann. Dieses Führungsglied
19 liegt an der Innenwand der Führungshülse 6 an. Der
Spielraum zwischen den bogenförmigen Stirnseiten des
Kopfabschnittes 20 und den entsprechenden Innenwandab
schnitten der Führungshülse 6 ist wieder der Deutlichkeit
halber übertrieben groß gezeichnet. Es ist nun ersicht
lich, daß eine Relativbewegung in Richtung der Verbin
dungsgeraden 15 zwischen der Führungshülse 6 mit dem
Führungsgliedern 19 und dem Kopfabschnitt 20 und der
Führungssäule 5 ermöglicht ist.
Der Quadrant rechts unten der Fig. 2 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie D-D der Fig. 6, die
ihrerseits den Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 2
zeigt. Diese Ausführung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit
derjenigen der Fig. 4. Der Unterschied hier ist, daß der
Kopfabschnitt 20 der Führungssäule 5 kürzer gehalten ist
und das Führungsglied 19 einstückig ausgebildet ist. Auch
hier ist die Relativverschiebung in Richtung der Verbin
dungsgeraden 16 ermöglicht.
Eine weitere Ausführung ist im Quadranten
unten links der Fig. 2 sowie der Fig. 5 gezeigt. Die
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 2,
und die dortige Darstellung zeigt einen Schnitt entlang
der Linie C-C der Fig. 5. Bei dieser Ausführung, die dem
grundsätzlichen Aufbau nach den vorgängigen gleicht, ist
auf der Führungssäule 5 ein exzentrisch angeordneter
Zapfen 22 aufgesetzt. Dieser Zapfen ragt in das Füh
rungsglied 23 mit einer entsprechend exzentrisch ange
ordneten Aufnahmeöffnung. Dabei bestimmt die Achse 18,
also die Mittelachse der Säule 5 oder Hülse 6 und die
Achslinie 33 des Zapfens 22 eine Gerade 34, die
rechtwinklig zur Verbindungsgeraden 15 verläuft. Eine
annähernd parallel zur Verbindungsgeraden 15 erfolgende
Relativbewegung zwischen der Führungssäule 5 und der
Führungshülse 6 bewirkt eine entsprechende Drehbewegung
des Führungsgliedes 23 in der Führungshülse 6.
Claims (8)
1. Stößelführung für eine Stanzmaschine,
die einen über mindestens einen Pleuel (1) getriebenen
Stößel (2), eine den Stanzraum (3) unten abschließende
Grundplatte (4) und Führungssäulen (5) zur Führung des
Stößels (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vom
Stößel (2) gegen die Grundplatte (4) weisende Führungs
hülsen (6) abstehen, daß jede Führungssäule (5) mit der
Grundplatte (4) verbunden ist und geführt in eine jewei
lige Führungshülse (6) hineinragt, und daß jede Füh
rungssäule (5) mit gegen die jeweilige Führungshülse (6)
dichtenden Kolbenringen (7) ausgerüstet ist, deren
Schlösser zueinander versetzt angeordnet sind.
2. Stößelführung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Führungssäule (5) von einem in
Längsrichtung derselben verlaufenden Leckageölkanal (8)
durchsetzt ist, der mit einem in der Grundplatte (4)
angeordneten Ölsammelraum (9) in Verbindung steht.
3. Stößelführung nach Anspruch 2, wobei
auf dem Stößel (2) ein Ölfangring (10) zur Aufnahme von
Leckageöl angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im
Stößel (2) ein Überführungskanal (11) angeordnet ist,
der einerends beim Ölfangring (10) und anderenends beim
Innenraum (12) der Führungshülse (6) über der Führungs
säule (5) endet, so daß der Ölfangring (10)
leckageölseitig mit dem Leckageölkanal (8) der Führungs
säule (5) in Verbindung steht, und daß im Überführkanal
(11) ein Rückschlagventil (13) mit einem in horizontaler
Richtung bewegbaren Schließkörper (14) angeordnet ist.
4. Stößelführung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Führungshülse (6) lösbar mit
dem Stößel (2) und jede Führungssäule (5) lösbar mit der
Grundplatte (4) verbunden ist, so daß jede Führungshülse
(6) mit ihrer Führungssäule (5) als Einheit und ohne
Demontage der Stanzmaschine auswechselbar ist.
5. Stößelführung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Wärmedehnungen jede
Führungshülse (6) relativ zu ihrer Führungssäule (5) in
einer horizontalen Richtung verschiebbar ist, die minde
stens annähernd durch die Verbindungsgerade (15, 16) der
einander relativ zum Mittelpunkt (17) der Grundplatte (4)
diametral gegenüberliegenden Achsen (18) der Führungs
säulen (5) bestimmt ist.
6. Stößelführung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Führungssäule (5) einen in
einem Führungsglied (19) eingesetzten Kopfabschnitt (20)
aufweist, welches Führungsglied (19) relativ zur jewei
ligen Führungshülse (6) horizontal unverschiebbar und
relativ zum Kopfabschnitt (20) in Richtung der Verbin
dungsgeraden (15, 16) verschiebbar ist.
7. Stößelführung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Führungssäule (5) mindestens
annähernd elliptisch ist, wobei die Hauptachse (21) der
mindestens angenäherten Ellipse rechtwinklig zur Verbin
dungsgeraden (16) verläuft.
8. Stößelführung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Führungssäule (5) stirnseitig
einen exzentrisch angeordneten Zapfen (22) aufweist, der
in ein in der Führungshülse (5) drehbares Führungsglied
(23) hineinragt.
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