DE4135014A1 - Presse mit schnittschlagdaempfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse mit einem Maschinentisch, einem auf- und abbewegbaren Pressenstößel, und einer Schnittschlagdämpfung, welche einen an den Maschinentisch und/oder einen an den Pressenstößel montierten Schnittschlagdämpfer hat, der mit Hilfe einer beim Preßvorgang auftreffenden Aufschlagfläche durch Verschieben eines Dämpferstößels relativ zum Maschinentisch und/oder zum Pressenstößel betätigt wird.

Bei hydraulischen Pressen ist es bereits bekannt, die eingangs erwähnte Schnittschlagdämpfung einzusetzen. Der Schnittschlag wird dadurch hervorgerufen, daß das Werkstück beim Stanzen nur über eine gewisse Eindringtiefe des Stanzwerkzeugs in das Werkstück einen deutlichen Widerstand leistet, d. h. beispielsweise bis zu einer Eindringtiefe von einem Drittel der Blechdicke. In diesem Bereich wird das Werkstück geschnitten und eine dabei auftretende relativ große Schneidkraft wirkt auf den Pressenstößel ein, was eine elastische Stauchung der gesamten Pressenstößelkonstruktion verursacht. Wenn das Stanzwerkzeug die Eindringtiefe von einem Drittel der Blechdicke überwunden hat, wird der restliche Werkstoff unter relativ geringem Widerstand abgeschert. Aufgrund des geringen Widerstands tritt eine Entspannung der elastisch gestauchten Pressenstößelkonstruktion ein, was den sogenannten Schnittschlag verursacht. Der Schnittschlag ist nachteilig hinsichtlich der Geräuschentwicklung, der Standzeit des Preßwerkzeugs und hinsichtlich der Schnittqualität.

Um den Schnittschlag zu dämpfen, ist es bekannt, an dem Maschinentisch und/oder an dem Pressenstößel Schnittschlagdämpfer vorzusehen, welche teleskopisch einfedern können. Dabei wird ein zunächst vor dem Beginn des Preßvorgangs unbelasteter Schnittschlagdämpfer durch die Bewegung des Pressenstößels der Presse in Richtung Maschinentisch beim Preßvorgang mit seiner Aufschlagfläche gegen eine entsprechende Gegenfläche zur Anlage gebracht und durch die weitere Bewegung des Pressenstößels wird ein Dämpferstößel in dessen Längsrichtung verschoben.

Bei relativ großen Hubzahlen, dh. bei Hubzahlen über 100/min, verursachen derartige Schnittschlagdämpfer jedoch selbst eine erhebliche Geräuschbelastung, so daß die bekannten Schnittschlagdämpfer für hohe Hubzahlen ungeeignet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Presse mit Schnittschlagdämpfung zur Verfügung zu stellen, bei der die Schnittschlagdämpfung auch bei Hubzahlen über 100/min wirksam die Geräuschbelastung verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Luftkanal vorgesehen ist, dessen erstes Ende durch die Aufschlagfläche und dessen zweites Ende in das Freie austritt.

Diese Lösung führt zu einer erheblichen Verringerung der Geräuschbelastung auch und gerade bei hohen Hubzahlen. Das liegt vermutlich daran, daß durch die Luftbohrung die zwischen der Aufschlagfläche und der entsprechenden Gegenfläche befindliche Luft nicht abrupt durch den Ringspalt rings der Aufschlagfläche unmittelbar vor deren Aufschlagen verdrängt wird, sondern zum großen Teil durch den Luftkanal. Nur ein geringer Teil der Luft wird durch den vorerwähnten Ringspalt verdrängt. Darüberhinaus schiebt die Aufschlagfläche des Schnittschlagdämpfers keinen Luftstau vor sich her, da bereits vor dem Aufschlagen während der Abwärtbewegung des Stößels die Luft durch den Luftkanal ausweichen kann. Mit dieser erfindungsgemäßen baulich einfachen Maßnahme kann der Luftknall auf für hohe Hubzahlen von über 100/min wirksam beseitigt werden, womit zusätzliche Schallschutzmaßnahmen entfallen können und die Standzeit der Presse und der Werkzeuge aufgrund der kontinuierlicheren Lastwechsel erhöht wird. Für eine noch bessere Luftabfuhr können auch mehrere Luftbohrungen vorgesehen sein.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bzw. sind der/die Schnittschlagdämpfer unter jeweiliger Zwischenschaltung einer Adapterplatte an den Pressenstößel bzw. den Maschinentisch montiert. An die jeweilige Adapterplatte kann die entsprechende Preßwerkzeughälfte sowie der entsprechende Schnittschlagdämpfer montiert sein, die so gemeinsam einfacher an den Maschinentisch bzw. an den Pressenstößel montierbar sind. Es ist jedoch auch möglich, separate Adapterplatten für die Schnittschlagdämpfer am Pressenstößel sowie die Schnittschlagdämpfer am Maschinentisch vorzusehen, die separat, d. h. unabhängig von dem jeweiligen Werkzeug, in den Arbeitsraum der Presse einbringbar ist. So kann die Presse wahlweise mit oder ohne Schnittschlagdämpfung gefahren werden, ohne daß dazu ein großer Montageaufwand erforderlich ist.

Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Aufschlagfläche an einem Aufschlagkopf ausgebildet, und der Luftkanal erstreckt sich zentrisch in Längsrichtung des Aufschlagkopfs und des sich daran anschließenden Dämpferstößels und mündet mit seinem ersten Ende senkrecht zur und zentrisch durch die Aufschlagfläche aus. Obgleich es auch möglich ist, keinen speziell ausgebildeten Aufschlagkopf vorzusehen und den Dämpferstößel beispielsweise direkt aufschlagen zu lassen, hat die Gestaltung eines Aufschlagkopfs den Vorteil, daß dieser sowohl hinsichtlich seiner Form, als auch hinsichtlich seines Werkstoffs in bezug auf Geräuschentwicklung und Verschleiß optimiert werden kann. Vorteilhaft kann der Aufschlagkopf aus Kunststoff hergestellt sein. Es ist aber auch möglich, die Aufschlagfläche des Aufschlagkopfs aus einem weicheren Metall wie Kupfer, Bronze oder Messing herzustellen.

Nach einer alternativen bevorzugten Ausführungsform weist der Schnittschlagdämpfer eine Dämpferhülse mit einer Mehrzahl von in dieser Dämpferhülse in Reihe geschalteten Tellerfedern auf und der Dämpferstößel ist längsverschieblich in der Dämpferhülse derart geführt, daß er die Tellerfedern um einen vorbestimmten Federweg zusammenpressen kann, bis der Aufschlagkopf mit einer Ringschulter gegen eine Stirnfläche der Dämpferhülse zur Anlage kommt. Durch diese Ausführungsform wird eine relativ einfach zu verwirklichende Dämpfung mit Hilfe von Tellerfedern verwirklicht, wobei der Federweg des Dämpfers durch die Ringschulter begrenzt ist und damit die Tellerfedern nicht übermäßig belastet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Dämpferstößel auf eine hydraulische Dämpfungseinheit einwirken zu lassen, bei welcher Hydraulikflüssigkeit durch eine Drosselbohrung aus einem Zylinder verdrängt wird. Auch ist es möglich, eine entsprechende pneumatische Dämpfung oder eine Dämpfung mittels einer Stickstoff-Gasfeder zu verwirklichen. Der Vorteil bei der Lösung mit den Tellerfedern liegt darin, daß der Luftkanal durch die ohnehin vorhandenen Öffnungen im Zentrum der Tellerfedern geführt werden kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl an den Maschinentisch als auch an den Pressenstößel jeweils ein Schnittschlagdämpfer montiert und die Aufschlagköpfe der jeweiligen Schnittschlagdämpfer schlagen gegen eine längsverschiebliche Zwischenbüchse auf, die mit einem sich zentrisch und in Längsrichtung erstreckenden Luftkanal versehen ist. Dies hat den Vorteil, daß die Dämpfung auf zwei Dämpfer verteilt wird und damit ein längerer Gesamtfederweg realisiert werden kann, da die Federwege der beiden Schnittschlagdämpfer sich summieren. Durch Austauschen der Zwischenbüchse gegen eine andere Zwischenbüchse anderer Länge kann die Presse an einen anderen Dämpfer angepaßt werden. Durch Entfernen der Zwischenbüchse kann die Dämpfung auf einfache Weise ausgeschaltet werden, ohne daß einer oder beide der Schnittschlagdämpfer ausgebaut werden müssen. Es ist auch möglich, die Zwischenbüchse längenverstellbar zu gestalten. Die Zwischenbüchse kann vorteilhaft von der mit dem Maschinentisch zusammenwirkenden Adapterplatte getragen werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung setzt sich der Luftkanal ausgehend von dem Dämpferstößel weiter durch mittig in den Tellerfedern angeordnete Bohrungen längs des Inneren der Dämpferhülse fort und tritt aus der Dämpferhülse im Bereich ihres dem Aufschlagkopf abgewandten Endes durch eine Drosselbohrung in das Freie aus. Durch die Drosselbohrung wird in einfacher Weise der Luftknall auch am Austritt des Luftkanals in das Freie verhindert. Die Drosselbohrung muß dazu keine besondere Gestaltung haben, sondern kann beispielsweise eine einfache kreisrunde Bohrung von geeignetem Durchmesser oder eine Öffnung beliebiger anderer Form sein. Durch den Verlauf des Luftkanals durch Zentralbohrungen der Tellerfedern und die relative große Länge des Luftkanals ist ebenfalls bereits eine Dämpfung des Luftstroms in dem Luftkanal vorhanden. Es ist jedoch auch möglich, den Luftkanal direkt aus dem Aufschlagkopf oder in dessen Nähe aus dem Dämpferstößel herauszuleiten. Dazu muß der Luftkanal auch nicht zentrisch in Längsrichtung des Aufschlagkopfs und des sich daran anschließenden Dämpferstößels verlaufen, sondern kann zu deren Längsachse geneigt verlaufen und in einem zur Aufschlagfläche geneigten Winkel aus dieser mit seinem ersten Ende austreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die gesamte Presse in perspektivischer Darstellung; und

Fig. 2 eine Teil-Vorderansicht, teilweise in geschnittener Darstellung.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer mechanischen Exzenterpresse in ihrem prinzipiellen Aufbau gezeigt. In einem Gehäuse 1 ist ein Arbeitsraum 2 ausgebildet. Auf einem an dem Maschinenfundament 3 ausgebildeten Maschinentisch 4 ist eine Adapterplatte 5 lösbar befestigt. Die Adapterplatte 5 ist mit Aufspanneinrichtungen versehen, wovon beispielhaft eine Nut 6 zum Aufnehmen von nicht dargestellten Spannelementen gezeigt ist. Auf die Adapterplatte S ist eine untere Werkzeughälfte 7 des Preß- und/oder Stanzwerkzeugs aufgespannt.

Die Presse hat einen Pressenstößel 8, welcher über eine Pleuelstange 9 mit einer Exzenterwelle 10 verbunden ist, die über die schematisch dargestellten Lager 11 in dem Gehäuse 1 gelagert ist. Durch Antreiben der Exzenterwelle mit einem nicht dargestellten Motor, der an der Außenseite des Gehäuses 1 angebracht sein kann, wird die Exzenterwelle 10 in Rotation versetzt und bewegt so über die Pleuelstange 9 den Pressenstößel 8 nach oben und unten. An der Stößelunterseite ist eine obere Werkzeughälfte 12 in ähnlicher Weise aufgespannt, wie die untere Werkzeughälfte 7 auf die Adapterplatte 5. Wenn der Pressenstößel 8 seine unterste Stellung erreicht hat, sind die beiden Werkzeughälften 7, 12 fest aufeinandergepreßt und ein vor dem Aufeinanderpressen der beiden Werkzeughälften 7, 12 zwischen diese eingebrachtes Blech ist gestanzt und/oder umgeformt.

Beim Stanzen leistet das Werkstück nur über eine gewisse Eindringtiefe des Stanzwerkzeugs in das Werkstück einen deutlichen Widerstand, d.i. in der Regel bis zu einem Drittel der Blechdicke. In diesem Bereich wird das Werkstück geschnitten und eine dabei auftretende relativ große Schneidkraft wirkt auf den Pressenstößel 8 ein, was eine elastische Stauchung des Pressenstößels 8 verursacht. Hat das Stanzwerkzeug 7, 12 die Eindringtiefe von einem Drittel der Blechdicke überwunden, wird der restliche Werkstoff unter relativ geringem Widerstand abgeschert. Aufgrund des geringen Widerstands tritt eine Entspannung des elastisch gestauchten Pressenstößels 8 ein, was den sogenannten Schnittschlag verursacht. Um den Schnittschlag zu dämpfen, sind Schnittschlagdämpfer vorgesehen.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, gemäß welcher ein oberer Schnittschlagdämpfer 13 vorgesehen ist, welcher beim Preßvorgang auf eine Zwischenbüchse 14 einwirkt. Die Zwischenbüchse 14 ist in der Adapterplatte 5 längsverschieblich gehalten. In den Maschinentisch 4 versenkt ist ein weiterer, in Fig. 2 dargestellter Schnittschlagdämpfer 15 angeordnet, welcher von der Zwischenbüchse 14 betätigt wird.

Fig. 2 zeigt eine datailliertere Darstellung eine Teilansicht der Presse, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht auf den Arbeitsraum 2, teilweise im Schnitt. Schematisch dargestellt sind jeweils ein Teil des Pressenstößels 8, einer oberen Adapterplatte 5, einer oberen Werkzeughälfte 12 des Pressenwerkzeugs, einer unteren Werkzeughälfte 7 des Pressenwerkzeugs, der unteren Adapterplatte 5 und des Maschinentischs 4. Im Schnitt dargestellt ist der obere Schnittschlagdämpfer 13, der beim Preßvorgang auf die im Schnitt dargestellte Zwischenbüchse 14 einwirkt, die ihrerseits auf den unteren Dämpfer 15 einwirkt.

Der obere und untere Schnittschlagdämpfer 13, 15 sind gemäß dieser Ausführungsform identisch gestaltet, obgleich der untere Schnittschlagdämpfer 15 nur teilweise in Vorderansicht dargestellt ist. Nachfolgend wird die Konstruktion der Schnittschlagdämpfer 13, 15 anhand des oberen Schnittschlagdämfers 13 erläutert. Der Schnittschlagdämpfer 13 hat eine Dämpferhülse 16, in welcher eine Mehrzahl von Tellerfedern 17 aufgereiht sind, die auf diese Weise in Reihe geschaltet sind. Die am oberen Ende des oberen Schnittschlagdämpfers 13 angeordnete Tellerfeder 17 ist mit einer Ringschulter 18 der Dämpferhülse 16 in Kontakt, während die am unterste Ende des oberen Schnittschlagdämpfers 13 angeordnete Tellerfeder 17 mit einem Dämpferstößel 19 in Kontakt ist. Der Dämpferstößel 19 ist an seinem untersten Ende mit einem Aufschlagkopf 20 versehen, welcher beim Preßvorgang mit seiner Aufschlagfläche 21 gegen eine entsprechende Gegenfläche 22 der längsverschieblichen Zwischenbüchse 14 aufschlägt. Die Zwischenbüchse 14 wird so gegen den entsprechenden unteren Schnittschlagdämpfer 15 getrieben, womit der obere und untere Aufschlagkopf sowie damit die jeweiligen Dämpferstößel 19 jeweils gegenüber der Dämpferhülse 16 einfedern und durch Zusammenpressen der Tellerfedern 17 eine Gegenkraft erzeugen. Zu diesem Zweck ist die obere Dämpferhülse 16 gegenüber dem Pressenstößel 8 starr befestigt und die Dämpferhülse des unteren Dämpfers 15 gegenüber dem Maschinentisch 4 starr befestigt. Der Aufschlagkopf 20 kann gegenüber der Dämpferhülse 16 maximal um den Federweg F einfedern. Nach Einfedern um den Federweg F liegt eine Ringschulter 23 gegen die Dämpferhülse 16 an, wodurch eine weitere Belastung der Tellerfedern 17 verhindert wird. Die Dämpfer sind jedoch in der Regel so ausgelegt, daß der Federweg F nicht vollständig ausgenutzt werden muß.

Um ein Auseinanderfallen der Dämpfer zu verhindern, ist der Dämpferstößel 19 mit einem Langloch 28 versehen, und die Dämpferhülse 16 mit einer radialen Bohrung. Ein Zylinderstift 24 ist durch die radiale Bohrung und das Langloch 28 gesteckt und verhindert so ein Auseinanderfallen der Schnittschlagdämpfer.

Wesentlich ist, daß ein Luftkanal 25 vorgesehen ist, der mit seinem ersten Ende durch die Aufschlagfläche 21 austritt und mit seinem zweiten Ende durch eine Drosselbohrung 27 ins Freie austritt. Der Luftkanal 25 verläuft zentrisch entlang des Aufschlagkopfes 20 und des Dämpferstößels 19 durch zentrische Bohrungen 26 in den Tellerfedern 17 hindurch bis hin zur Drosselbohrung 27, durch welche der Luftkanal 25 ins Freie austritt. In seiner anderen Richtung erstreckt sich der Luftkanal 25 durch die Zwischenbüchse 14 durch den Aufschlagkopf, Dämpferstößel und die zentrischen Bohrungen der Tellerfedern des unteren Dämpfers 15 und wie nicht dargestellt unterhalb des Maschinentischs durch eine entsprechende Drosselbohrung ins Freie. Die Drosselbohrung 27 ist eine einfache Bohrung von geeignetem Durchmesser. Durch den Luftkanal 25 kann die beim Preßvorgang aus dem Spalt zwischen der Zwischenbüchse 14 und dem Aufschlagkopf 20 verdrängte Luft entweichen, wodurch ein Luftknall verhindert wird.

Durch Demontieren der Zwischenbüchse 14 kann die Dämpfung ausgeschaltet werden, ohne daß der obere und der untere Dämpfer 13, 15 demontiert werden müssen. Die Zwischenbüchse 14 kann auch durch einen Bolzen aus Vollmaterial ersetzt werden, so daß nur in dem oberen und dem unteren Dämpfer ein Luftkanal 25 ausgebildet ist. Es ist auch möglich, die Presse nur mit einem Dämpfer, beispielsweise dem oberen Dämpfer 13, zu fahren. Die Adapterplatte 5 kann dann eine geschlossene Platte sein und der Aufschlagkopf 20 gegen die geschlossene Adapterplatte aufschlagen. In einem solchen Fall kann der Luftkanal 25 auch in der Adapterplatte 5 ausgebildet sein und der Aufschlagkopf 20 sowie der Dämpferstößel 19 können aus Vollmaterial bestehen. In ähnlicher Weise kann auch lediglich ein unterer Dämpfer 15 vorhanden sein und anstatt der Zwischenbüchse 14 und dem oberen Dämpfer 13 kann ein starrer Stempel vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Presse mit einem Maschinentisch, einem auf- und abbewegbaren Pressenstößel, und einer Schnittschlagdämpfung, welche einen an den Maschinentisch und/oder einen an den Pressenstößel montierten Schnittschlagdämpfer hat, der mit Hilfe einer beim Preßvorgang auftreffenden Aufschlagfläche durch Verschieben eines Dämpferstößels relativ zum Maschinentisch und/oder zum Pressenstößel betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftkanal (25) vorgesehen ist, dessen erstes Ende durch die Aufschlagfläche (21) und dessen zweites Ende in das Freie austritt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Schnittschlagdämpfer (13, 15) unter jeweiliger Zwischenschaltung einer Adapterplatte (5) an den Pressenstößel (8) bzw. den Maschinentisch (4) montiert sind.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlagfläche (21) an einem Aufschlagkopf (20) ausgebildet ist und der Luftkanal (25) sich zentrisch in Längsrichtung des Aufschlagkopfs (20) und des sich daran anschließenden Dämpferstößels (19) erstreckt und mit seinem ersten Ende senkrecht zur und zentrisch durch die Aufschlagfläche (21) ausmündet.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittschlagdämpfer (13, 15) eine Dämpferhülse (16) mit einer Mehrzahl von in dieser Dämpferhülse (16) in Reihe geschalteten Tellerfedern (17) aufweist und der Dämpferstößel (19) längsverschieblich in der Dämpferhülse (16) derart geführt ist, daß er die Tellerfedern (17) um einen vorbestimmten Federweg (F) zusammenpressen kann, bis der Aufschlagkopf (20) mit einer Ringschulter (23) gegen eine Stirnfläche der Dämpferhülse (16) zur Anlage kommt.

5. Presse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an den Maschinentisch (4), als auch an den Pressenstößel (8) jeweils ein Schnittschlagdämpfer (13, 15) montiert ist und die Aufschlagköpfe (20) der jeweiligen Schnittschlagdämpfer (13, 15) gegeneinander aufschlagen.

6. Presse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an den Maschinentisch (4), als auch an den Pressenstößel (8) jeweils ein Schnittschlagdämpfer (13, 15) montiert ist und die Aufschlagköpfe (20) der jeweiligen Schnittschlagdämpfer (13, 15) gegen eine längsverschiebliche Zwischenbüchse (14) aufschlagen, die mit einem sich zentrisch und in Längsrichtung erstreckenden Luftkanal (25) versehen ist.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Maschinentisch (4) zusammenwirkende Adapterplatte (5) die Zwischenbüchse (14) trägt.

8. Presse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (25) sich ausgehend von dem Dämpferstößel (19) weiter durch mittig in den Tellerfedern (17) angeordnete Bohrungen (26) längs des Inneren der Dämpferhülse (16) fortsetzt und aus der Dämpferhülse (16) im Bereich ihres dem Aufschlagkopf (20) abgewandten Endes durch eine Drosselbohrung (27) in das Freie austritt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlagkopf (20) aus Kunststoff hergestellt ist.