DE4138285C2 - Hydraulische Abkantpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Abkantpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Abkantpressen dieser Art sind die Stoßverbin­ dungen als einfache Stoßgelenke ausgebildet und durch Trag­ organe überbrückt, welche je mit den Kolbenstangen und dem Stößel gelenkig verbunden sind. Diese Tragorgane nehmen im Leergang des Stößels das Stößelgewicht auf und halten die Elemente der Stoßgelenke bzw. -verbindungen zusammen. Im Arbeitsgang des Stö­ ßels übernehmen die höher belastbaren Stoßgelenke die Kraft­ übertragung, während die Tragorgane mit ihren weniger belast­ baren Gelenklagern dabei weitgehend entlastet sind.

Bei einer solchen Anordnung eines linear beweglichen Stößels mit zweipunktiger Krafteinleitung besteht das Problem, eine genaue Parallelität der beiden Kraftvektoren bzw. der beiden Kolbenstangenführungen zu erreichen. Ungenauigkeiten in die­ ser Beziehung wirken sich beim Arbeitsgang des Stößels in übermäßig hohen Führungskräften in den Führungslagern sowie an den Elementen der Stoßgelenke aus, welche die Lebensdauer dieser Teile herabsetzen und z. B. zum Verklemmen der Kolben­ stangen führen können. Zur Vermeidung solcher betrieblicher Mängel ist eine sehr hohe Maßgenauigkeit der zusammenwirken­ den Teile und insbesondere auch der Montageflächen für die Kraftzylinder erforderlich. Gerade die genaue Bearbeitung dieser Montageflächen ist jedoch mit einem sehr hohen Aufwand verbunden. Insbesondere bei großen Abkantpressen mit mehrere Meter breitem Durchgang ist es hingegen praktisch nicht mög­ lich, mit wirtschaftlich tragbarem Bearbeitungsaufwand die erwünschte hohe Genauigkeit der Parallelität hinsichtlich der Kraftwirkung zu erreichen. Man hat deshalb versucht, die ge­ nannten Ungenauigkeiten wenigstens in gewissen Grenzen zu halten und durch ein entsprechend großes Spiel in den Ge­ lenkverbindungen zwischen Kolbenstangen und Stößel und in den Kolbenstangenführungen auszugleichen. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der spielbehafteten Ver­ bindungen und Führungen sich der Stößel bei ungleichmäßiger Belastung im Arbeitsgang schrägstellen kann, wodurch nicht tolerierbare Ungenauigkeiten am bearbeiteten Werkstück auf­ treten können. Zudem besteht die Gefahr, daß bei einer Schrägstellung des Stößels im Arbeitsgang die Führungskräfte nach Aufhebung des Spiels wiederum zu stark ansteigen.

Andererseits besteht das Bedürfnis, für gewisse Arbeitsgänge die Möglichkeit einer bestimmten Schräglage des Stößels vor­ zusehen. Durch spielbehaftete Verbindungen zwischen Kolben­ stangen und Stößel wäre zwar diese Möglichkeit grundsätzlich gegeben. Der unter solchen Umständen erzielbare Winkel der Schrägstellung ist jedoch meist ungenügend groß. Außerdem müßte man dabei die mit dem Spiel verbundenen, oben erwähn­ ten Nachteile in Kauf nehmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine hydraulische Abkantpresse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich insbeson­ dere dadurch auszeichnet, daß sie in jedem Betriebsfall mit spielfreiem Stößelantrieb arbeitet und trotzdem sogar einen einfacheren Gestellaufbau mit geringerem Bearbeitungsaufwand ermöglicht und daß sie zudem eine betriebsmäßige Schräg­ stellung des Stößels mit verhältnismäßig großem Neigungs­ winkel erlaubt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Doppelgelenke lassen im Gegensatz zu einfachen gelenkar­ tigen Stoßverbindungen eine spielfreie Verbindung zwischen Kolbenstangen und Stößel zu, so daß eine ungewollte Schräg­ stellung des Stößels im Arbeitshub vermieden wird. Ferner ist eine größere Toleranz in bezug auf die Parallelität der Kraftvektoren zulässig, was bedeutet, daß in bezug auf die Positionierung der Kraftzylinder hinsichtlich der Paralleli­ tät ihrer Wirkungslinien eine weniger hohe Genauigkeit aus­ reicht und auf eine teure Nachbearbeitung der betreffenden Montageflächen unter Umständen sogar verzichtet werden kann. Außerdem werden durch das Vorhandensein der Doppelgelenke auch übermäßig hohe Führungskräfte vermieden. Schließlich läßt sich eine betriebliche Schrägstellung des Stößels mit verhältnismäßig großem Neigungswinkel ohne wesentliche Er­ höhung der Führungskräfte erzielen, wobei aufgrund der Spiel­ freiheit der Führungen eine einmal eingestellte Schrägstel­ lung im Arbeitshub des Stößels unabhängig vom Gleichmäßig­ keitsgrad der Belastung erhalten bleibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht jedes Doppelge­ lenk aus einer zwischen zwei Gelenk­ köpfen frei beweglich angeordneten, zweiseitigen Gelenkpfanne; vorzugsweise bestehen dabei die Gelenkköpfe aus Messing und besteht die Ge­ lenkpfanne aus Stahl, insbesondere aus Stahlguß.

Im weiteren kann das Doppelgelenk so gestaltet sein, daß die Gelenkköpfe und die Kolbenstange bzw. der Stößel mit quer zur Bewegungsrichtung des Stößels verlaufenden ebenen Flächen aneinan­ derstoßen und durch Paßbolzen in ihrer gegenseitigen Quer­ lage fixiert sind.

Das Doppelgelenk besteht vorzugsweise aus Zylindergelenken; es kann aber auch aus Kugelgelenken bestehen.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht weiterhin darin, daß das Zentrum der Gelenkköpfe mit dem jeweiligen Zentrum der an den Kolbenstangen bzw. am Stößel befindlichen Gelenkachsen der Tragorgane zusammen­ fällt. Dies steht im Gegensatz zu dem bekannten einfachen Stoßge­ lenk, dessen Zentrum zu den Gelenkachsen der Tragorgane in keiner funktionellen Beziehung steht.

Vorzugsweise weisen die Tragorgane einen beim Preßhub des Stößels wirksamen Freilauf auf; so werden die Tragorgane beim Ar­ beitsgang des Stößels von Stoßkräften entlastet. Ferner können die Tragorgane in den Kraftschluß derselben einge­ schaltete Federelemente enthalten, unter deren Wirkung die Gelenkköpfe und die Gelenkpfanne beim Leerhub des Stößels zusammengehalten werden; diese Elemente können zu Beginn des Leerhubs des Stößels auf die Tragorgane einwirkende Kraft­ spitzen dämpfen.

Der Freilauf kann vorzugsweise darin bestehen, daß jedes Tragor­ gan in Kraftrichtung unterteilt und die Teile durch Tragbol­ zen mit Spiel miteinander verbunden sind. Eine praktische Ausführung kann beispielsweise auch darin bestehen, daß jedes Tragorgan aus einem Bolzen besteht, welcher mit der einen Gelenkachse in Kraft­ richtung fest verbunden ist und welcher die andere Gelenk­ achse in einer Bohrung mit Spiel durchsetzt und endseitig ein Tragelement aufweist.

Damit bei der Schrägstellung des Stößels die seitliche Aus­ lenkung desselben im Raum zwischen den beiden Kraftzylindern möglichst gering ist und sich auf beide Seiten gleichmäßig verteilt, kann der Stößel auf der Höhe der Kraftzylinder ein zentrales Drehgelenk aufweisen, welches in einer Geradführung vertikal bewegbar ist. Außerdem wird durch diese Geradfüh­ rung erreicht, daß der Stößel trotz der durch die Doppelge­ lenke an sich ermöglichten Horizontalverschiebung stets eine definierte Lage einnimmt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Abkant­ presse;

Fig. 2 eine auf die beiden Seitenenden beschränkte Frontan­ sicht der Abkantpresse nach Fig. 1;

Fig. 3 Ansicht eines Doppelgelenkes in größerem Maßstab, im Schnitt;

Fig. 4 Ansicht einer ersten Ausführung des Tragorgans in größerem Maßstab;

Fig. 5 Ansicht einer zweiten Ausführung des Tragorgans in größerem Maßstab; und

Fig. 6 schematische Darstellung der Abkantpresse mit schräggestelltem Stößel.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist das Gestell der Abkantpresse im wesentlichen aus zwei vertikalen Seitenwangen 1 und einem die Seitenwangen 1 oberseitig miteinander verbindenden Jochbalken 2 aufgebaut. Der Jochbalken ist kastenförmig ausgebildet und besteht aus zwei vertikalen Längsplatten 3 und 4, welche end­ seitig durch je eine vertikale Querplatte 5 miteinander ver­ bunden sind. Die Seitenwangen 1 sind aus je zwei hochstehen­ den Platten 6 und 7 gebildet, welche mit einem einen Zwi­ schenraum 8 freilassenden Abstand voneinander angeordnet sind und oberseitig durch den Jochbalken 2 und unterseitig je durch ein Zwischenstück 9 miteinander verbunden sind.

Die aktiven Teile der Abkantpresse bilden eine feststehende Unterwange 10 und eine den vertikal beweglichen Stößel bil­ dende Oberwange 11, welche beide sich in horizontaler Rich­ tung zwischen den beiden Seitenwangen 1 des Gestells bis in den jeweiligen Zwischenraum 8 derselben erstrecken und an denen die Abkantwerkzeuge in nicht dargestellter Weise be­ festigbar sind.

Das Zwischenstück 9 ruht je auf einer durch einen Ansatz 12 verdickten Schulter 13 der Platten 6 und 7 und dient zugleich als Lagerbock für die als freiaufliegender Balken konzipierte Unterwange 10. Zu diesem Zweck weist jedes Zwischenstück 9 zwei voneinander distanzierte Stützen 14 auf, welche je mit einer halbzylindrischen Pfanne 15 versehen sind. An beiden, jeweils zwischen die Stützen 14 reichenden, abgesetzten Enden der Unterwange 10 ist ein zylindrischer Zapfen 16 verankert, welcher mit seinen vorstehenden Enden in den betreffenden Pfannen 15 der Stützen 14 ruht.

Die Oberwange 11 hängt an ihren beiden abgesetzten Enden je an zwei Tragorganen 17, welche einerseits mit der Oberwange bzw. dem Stößel 11 und andererseits mit der Kolbenstange 18 eines Kraftzylin­ ders 19 gelenkig verbunden sind, wobei auch die an der Oberwange 11 befindliche Gelenkachse 20 und die an der Kolbenstange 18 befindliche Gelenkachse 21 gezeigt ist. Jeder Kraftzylinder 19 ist mit einem Montageflansch 22 an der be­ nachbarten Querplatte 5 des Jochbalkens 2 befestigt. Zur Übertragung der Preßkraft von den Kolbenstangen 18 auf die Oberwange 11 ist je eine gelenkartige Stoßverbindung in Form eines Doppelgelenkes 23 vorgesehen. Einzelheiten in bezug auf die Ausbildung der Doppelgelenke 23 und der Tragorgane 17 gehen aus den Fig. 3 und 4 hervor.

Die Fig. 3 zeigt eine der Stoßverbindungen im Schnitt, wobei die Schnittebene parallel zur Bewegungsebene der Oberwange 11 verläuft. Das die Stoßverbindung bildende Doppelgelenk 23 besteht aus zwei wirkungsmäßig in Reihe liegenden Stoßge­ lenken und ist aus einem mit der Kolbenstange 18 verbundenen Gelenkkopf 24, einem mit der Oberwange 11 verbundenen Gelenk­ kopf 25 und einer zwischen den beiden Gelenkköpfen 24 und 25 angeordneten, zweiseitigen Gelenkpfanne 26 aufgebaut. Auf­ grund der gewählten Lage der Schnittebene gilt die Fig. 3 so­ wohl für Zylindergelenke mit senkrecht zur Bewegungsebene der Oberwange 11 verlaufenden Gelenkachsen als auch für Kugelge­ lenke. Die Stoßflächen sind also entweder zylinderförmig oder kugelförmig ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführung der Doppelgelenke 23 bestehen die Gelenkköpfe 24, 25 vorzugsweise aus Messing und die Gelenkpfannen 26 aus Stahl, insbesondere aus Stahlguß. Die Gelenkköpfe 24 und 25 stoßen an quer zur Stoßrichtung verlaufenden ebenen Flächen 27 bzw. 28 lose an der Kolbenstange 18 bzw. an der Oberwange 11 an und sind durch Paßbolzen 29 bzw. 30 gegen seitliche Verschiebung ge­ sichert.

Die Anlagefläche 28 ist durch eine an der Verbindungsstelle vorgesehene Verdickung 31 der Oberwange 11 dem Umfang des Ge­ lenkkopfs 25 angepaßt. Die Zentren der Stoßgelenke bzw. -verbindungen fallen mit den jeweils zugeordneten Gelenkachsen der Tragorgane 17 zusammen, d. h. das Zentrum des Gelenkkopfs 24 und der an die­ ser anliegenden Pfannenseite der zweiseitigen Gelenkpfanne 26 fällt mit dem Zentrum der Gelenkachse 21 an der Kolbenstange 18 zusammen, und das Zentrum der Gelenkkopfs 25 mit der an dieser anliegenden Pfannenseite der Gelenkpfanne 26 fällt mit dem Zentrum der Gelenkachse 20 an der Oberwange 11 zusammen. Dadurch wird erreicht, daß der Abstand zwischen den Gelenk­ achsen 20 und 21 bei jeder Verstellung des Doppelgelenkes konstant bleibt. Demzufolge werden bei einer Verstellung des Doppelgelenkes die demselben zugeordneten Tragorgane 17 nicht zusätzlichen Zug- oder Druckkräften ausgesetzt, wie dies ohne den festen Abstand der Gelenkachsen der Fall wäre.

Eine erste Ausführung der die Stoßverbindungen überbrücken­ den Tragorgane 17 ist in Fig. 4 dargestellt. Gemäß dieser Ausführung ist das Tragorgan 17 in Kraftrichtung unterteilt in einen mit der Gelenkachse 21 verbundenen Oberteil 32 und einen mit der Gelenkachse 20 verbundenen Unterteil 33. Der Oberteil 32 und der Unterteil 33 sind durch Tragbolzen in Form von Schrauben 34 lose miteinander verbunden, welche die seitwärts gerichteten Schenkel 35 des Oberteils 32 freilau­ fend durchsetzen und in den Unterteil 33 eingeschraubt sind. Zwischen den Schraubenköpfen 36 und den Schenkeln 35 des Oberteils 32 sind Federelemente 37, z. B. Tellerfedern, einge­ setzt, welche so dimensioniert sind, daß im Leergang des Stößels, d. h. der Oberwange 11, die Elemente 24, 25, 26 der Stoßgelenke lose zusammenhalten. Durch den Freilauf der Tragorgane 17 wird erreicht, daß im Arbeitsgang des Stößels die Preßkraft ausschließlich durch die die Stoßverbindun­ gen bildenden Doppelgelenke 23 übertragen wird und infolge­ dessen die Tragorgane 17 und deren Gelenkverbindungen durch die Preßkraft nicht zusätzlich beansprucht werden.

Gemäß einer anderen Ausführung nach Fig. 5 besteht jedes Tragorgan 40 aus einem Bolzen 41, welcher mit einer die Ge­ lenkachse 21 umschließenden Muffe 42 fest verbunden, z. B. verschraubt und verschweißt ist und welcher die andere Ge­ lenkachse 43 in einer Bohrung 44 freilaufend durchsetzt und endseitig ein Tragelement in Form einer auf das Bolzenende aufgeschraubten Mutter 45 aufweist. Die Federelemente 46 sind auf dem Bolzen 41 zwischen der Mutter 45 und einem an der Verbindungsstelle abgeflachten Teil 47 der Gelenkachse 43 an­ geordnet. Bei dieser Ausführung ist die Gelenkachse 43 in der Oberwange 11 drehbar angeordnet, während sich bei den Gelenk­ achsen 20 und 21 das Drehlager wahlweise an der Oberwange 11 oder an den Tragorganen 17 bzw. an der Muffe 42 des Tragor­ gans 40 befinden kann.

Die durch je ein Doppelgelenk 23 und die diesen jeweils zuge­ ordneten Tragorgane 17 bzw. 40 gebildeten Gelenkverbindungen lassen sich absolut spielfrei gestalten. Dadurch wird eine hohe Arbeitsgenauigkeit der Abkantpresse erreicht. Dabei ist eine hohe Herstellungsgenauigkeit nur für diese Gelenkverbin­ dungen und für die hier nicht dargestellten Mittel für die Parallelführung der Oberwange 11 erforderlich. Für die Posi­ tionierung der Kraftzylinder 19 ist dagegen keine so hohe Ge­ nauigkeit notwendig, da diesbezügliche Ungenauigkeiten der Montagemittel sich nicht zwangsläufig auf die Lage der Ober­ wange 11 auswirken, sondern von den Doppelgelenken 23 ausge­ glichen werden. Dadurch wird der Gestellaufbau erheblich ver­ einfacht. Die Führungsmittel für die Oberwange 11 lassen sich an der fertig montierten Abkantpresse dank der Doppelgelenke 23 problemlos verstellen, bis die Oberwange 11 auf die Unter­ wange 10 genau ausgerichtet ist. In dieser Beziehung erweist sich die sphärische Ausbildung der Stoßverbindung im Gegen­ satz zu einer ebenfalls möglichen zylindrischen Gelenkausfüh­ rung besonders vorteilhaft, weil dadurch die Ebene der Ober­ wange 11 aufgrund des zusätzlichen Freiheitsgrades in allen Richtungen verstellbar ist und unabhängig von der Genauigkeit der Lage der Kraftzylinder 19 durch Justierung der für die Bahn der Oberwange 11 maßgebenden Führungen mit hoher Ge­ nauigkeit in die gewünschte Betriebslage gebracht werden kann.

Ferner ist aufgrund der Doppelgelenke 23 unter Wahrung der Spielfreiheit in den Gelenkverbindungen eine betriebsmäßge Schrägstellung der Oberwange 11 in größerem Umfang möglich. An einem Prototyp konnte die Oberwange 11 bis zu einem Winkel von 15° geneigt werden. Die Fig. 6 zeigt schematisch die ge­ genseitige Verschiebung der Elemente 24, 25 und 26 jedes Dop­ pelgelenks 23 bei schräggestellter Oberwange 11. In dieser Figur sind die beweglichen Teile bei Horizontallage der Ober­ wange 11 mit strichpunktierten und bei Schräglage derselben mit ausgezogenen Linien dargestellt; die Bezeichnungen dieser Teile beziehen sich auf die Schräglage. In Fig. 6 ist außerdem ein an der Oberwange 11 vorgesehenes Drehgelenk 38 angedeutet, welches auf der Höhe der Kraftzylinder 19 ange­ ordnet und in einer nicht dargestellten Geradführung vertikal bewegbar ist. Mit dieser Maßnahme wird eine von den Doppel­ gelenken 23 an sich ermöglichte Horizontalverschiebung der Oberwange 11 längs der Unterwange 10 vermieden, so daß die Oberwange 11 sowohl in ihrer Horizontallage als auch in jeder Neigungslage diesbezüglich eine definierte Stellung einnimmt. Im übrigen wird durch die Geradführung die seitliche Auslen­ kung der schräggestellten Oberwange 11 im Raum zwischen den beiden Kraftzylindern 19 in Grenzen gehalten und auf beide Seiten gleichmäßig verteilt.

Claims (12)

1. Hydraulische Abkantpresse, mit einem wangenförmigen Stößel, der an seinen beiden Enden Tragorgane aufweist, die jeweils mit dem Stößel und mit der Kolbenstange eines Kraftzylinders gelenkig verbunden sind, wobei dort jeweils zusätzlich eine gelenkige Stoßverbindung vorgesehen ist und wobei die Achsen sämtlicher Gelenkverbindungen zumindest senkrecht zur Bewegungsebene des Stößels verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßverbindung aus einem Doppelgelenk (23) besteht, wobei dessen Einzelgelenke wirkungsmäßig hintereinander liegen.

2. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Doppelgelenk (23) aus einer zwischen zwei Gelenkköpfen (24, 25) frei beweglich angeordneten, zweiseitigen Gelenkpfanne (26) besteht.

3. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (24, 25) aus Messing bestehen und die Gelenkpfanne (26) aus Stahl, insbesondere aus Stahlguß besteht.

4. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (24, 25) und die Kolbenstange (18) bzw. der Stößel (11) mit quer zur Bewegungsrichtung des Stößels verlaufenden ebenen Flächen (27, 28) aneinanderstoßen und durch Paßbolzen (29, 30) in ihrer gegenseitigen Querlage fixiert sind.

5. Hydraulische Abkantpresse nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelgelenk (23) aus Zylindergelenken besteht.

6. Hydraulische Abkantpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelgelenk (23) aus Kugelgelenken besteht.

7. Hydraulische Abkantpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum der Gelenkköpfe (24, 25) mit dem jeweiligen Zentrum der an den Kolbenstangen (18) bzw. am Stößel (11) befindlichen Gelenkachsen (21, 20) der Tragorgane (17; 40) zusammenfällt.

8. Hydraulische Abkantpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragorgane (17; 40) einen beim Preßhub des Stößels (11) wirksamen Freilauf aufweisen.

9. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragorgane (17; 40) in den Kraftschluß derselben eingeschaltete Federelemente (37; 46) enthalten, unter deren Wirkung die Gelenkköpfe (24, 25) und die Gelenkpfanne (26) beim Leerhub des Stößels (11) zusammengehalten werden.

10. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf darin besteht, daß jedes Tragorgan (23) in Kraftrichtung unterteilt und die Teile (32, 33) durch Tragbolzen (34) mit Spiel miteinander verbunden sind.

11. Hydraulische Abkantpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tragorgan (40) aus einem Bolzen (41) besteht, welcher mit der einen Gelenkachse (21) in Kraftrichtung fest verbunden ist und welcher die andere Gelenkachse (43) in einer Bohrung (44) mit Spiel durchsetzt und endseitig ein Tragelement (45) aufweist.

12. Hydraulische Abkantpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (11) auf der Höhe der Kraftzylinder (19) ein zentrales Drehgelenk (38) aufweist, welches in einer Geradführung vertikal bewegbar ist.