DE4138286A1 - Presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse mit wenigstens zwei paral­ lelen Preßbalken, welche an der Arbeitsstelle längsseits einander gegenüberliegen und unter dem Einfluß von Preß­ kräften quer zu ihrer Längsausdehnung gegeneinander bewegbar sind, wobei die Preßkräfte jeweils im Bereich der beiden Längsenden der Preßbalken punktuell angreifen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine besondere Ausführungsform der­ artiger Pressen, nämlich eine Abkantpresse mit übereinander angeordneten Preßbalken z. B. in Form einer vertikal beweg­ lichen Oberwange, an deren beiden Enden die Preßkräfte ein­ geleitet werden, und einer an den beiden Enden frei auflie­ genden Unterwange.

Abkantpressen dieser Art haben bekanntlich den Nachteil, daß ohne besonderen Maßnahmen die Oberwange und die Unterwange sich unter Belastung gegensinnig durchbiegen und daher einen ungleichmäßigen Arbeitsspalt zwischen Ober- und Unterwerk­ zeug bilden. Besonders stark wirkt sich dieser Nachteil aus bei großen Abkantpressen mit mehrere Meter breitem Durchgang zwischen den Ständern und vor allem beim Bearbeiten von Werk­ stücken, deren Breite wesentlich geringer ist als die gesamte Arbeitsbreite der Wangen.

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, die zum Ziel haben, durch Korrektur der Durchbiegungslinie wenigstens einer Wange bzw. durch Kompensation der Abweichun­ gen der Durchbiegungslinien von Ober- und Unterwange bezüg­ lich eines parallelen Verlaufs derselben einen über die ge­ samte Arbeitsbreite konstanten Arbeitsspalt zu erreichen. Die gemeinsame Grundidee dieser Maßnahmen besteht darin, durch die Erzeugung von belastungsabhängigen Gegenkräften z. B. in der Oberwange den Verlauf der Durchbiegungslinie der Ober­ wange demjenigen der Unterwange anzugleichen.

Gemäß einer der bekannten Lösungen ist der untere Teil der Oberwange horizontal in mehrere Wangenteile unterteilt, wel­ che mit je einem Kraftzylinder in Verbindung stehen, dessen Gegenkraft nach Maßgabe der Belastung des jeweiligen Wangen­ teils steuerbar ist. Auch sogenannte Hydrokissen zur Änderung der Lastverteilung auf die verschiedenen Wangenteile sind für diesen Zweck vorgeschlagen worden. Allen diesen bekannten Lösungen haftet der Nachteil an, daß die Mittel zur Erzeu­ gung der Gegenkräfte und zur Steuerung dieser Gegenkräfte aufgrund ständig wechselnder Lastverteilungen enorm aufwendig sind und die Herstellung und den Betrieb solcher Abkant­ pressen erheblich verteuern.

Die Erfindung zeigt nun einen anderen Weg, um mit einfacheren und weniger aufwendigen Mitteln das angestrebte Ziel zu er­ reichen, nämlich einen über die gesamte Wangenbreite gleich­ mäßigen Krafteinfluß auf das Werkstück auszuüben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß we­ nigstens einer der beiden Preßbalken zweigeteilt ist, wobei die Teilung quer zum Verlauf der Preßkräfte verläuft, und wobei die beiden Balkenteile in der Balkenmitte an einer Stoßstelle aneinander anliegen und beidseits der Stoßstelle durch je einen Spalt mit bis zum Balkenende hin stetig zuneh­ mender Spaltbreite voneinander getrennt sind, und daß sich die Kraftangriffspunkte des zweigeteilten Preßbalkens an dem der Arbeitsstelle abgewandten Balkenteil befinden.

Auf diese Weise erreicht man, daß sich die Preßbalken unter Last an den an der Arbeitsstelle einander gegenüberliegenden Kanten gleichsinnig durchbiegen, indem die Nachgiebigkeit des an die Arbeitsstelle angrenzende Balkenteils des zweige­ teilten Preßbalkens nach seinen Seiten hin derart erhöht ist, daß dieser Balkenteil unter Last zwangsläufig eine kon­ vexe Form annimmt, im Gegensatz zu einem einteiligen Preß­ balken, welcher unter den gleichen Umständen stets konkav ge­ bogen wird.

Durch geeignete Wahl des Querschnittsverlaufs der an die Ar­ beitsstelle angrenzenden Preßbalken bzw. Balkenteile in Funktion der Balkenlänge lassen sich deren Widerstandsmomente in ihrer Funktion längs der Arbeitsstelle derart aufeinander abstimmen, daß die Durchbiegungslinien der beiden Preßbal­ ken in deren Arbeitsbereich bei jedem Belastungszustand we­ nigstens annähernd parallel verlaufen.

Die vorgeschlagene Maßnahme ist sowohl an einem beweglichen als auch an einem feststehenden Preßbalken anwendbar und kann sowohl nur einen als auch beide Preßbalken betreffen. Im letzteren Fall ist es sogar möglich, den Verlauf des Ar­ beitsspaltes zwischen den beiden belasteten Preßbalken zu linearisieren.

Ferner ist die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme im wesentlichen unabhängig davon, ob die Bewegungsebene der Preßbalken vertikal oder horizontal oder schräg verläuft. Bei Abkantpressen steht diese Bewegungsebene normalerweise senkrecht, wobei entweder die Oberwange oder die Unterwange beweglich und die Gegenwange festehend ist. Selbstverständ­ lich ist bei der vertikalen Anordnung ausser den Preßkräften auch das Gewicht der Wangen bzw. Wangenteile in die Berech­ nung der Durchbiegungslinien mit einzubeziehen.

Da sich die Spaltbreite bei zunehmender Last infolge zuneh­ mender Durchbiegung des an die Arbeitsstelle angrenzenden Balkenteils vermindert, ist die Breite der Spalten (19) an den Balkenenden (20) im unbelasteten Zustand des geteilten Preßbalkens zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie größen­ ordnungsmäßig der unter den gleichen Bedingungen am unge­ teilten Preßbalken unter Last auftretenden maximalen Durch­ biegung entspricht. Vorzugsweise ist die Spaltbreite an den Balkenenden mindestens so groß wie die bei maximaler Preß­ kraft auftretende maximale Durchbiegung eines dem geteilten Preßbalken gegenüberliegenden ungeteilten Preßbalkens. So­ fern beide Preßbalken zweigeteilt sind, ist es dagegen vor­ teilhafter, wenn die Breite der Spalten an den Balkenenden höchstens so groß ist wie die unter den gleichen Bedingungen an ungeteilten Preßbalken auftretende maximale Durchbiegung.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die beiden Balken­ teile des geteilten Preßbalkens durch Kopplungsglieder mit­ einander zu verbinden. Im Falle einer Abkantpresse mit ge­ teilter Oberwange können diese Kopplungsglieder dazu dienen, die beiden Balkenteile an der Stoßstelle lose zusammenzuhal­ ten und das Gewicht des unteren Wangenteils aufzunehmen. Vor­ zugsweise werden diese Kopplungsglieder im Bereich der Bal­ kenenden angeordnet, wo sie zusätzlich als Mittel zur Stabi­ lisierung des an die Arbeitsstelle angrenzenden Balkenteils ausgebildet sein können, um beispielsweise ein Kippen dieses Balkenteils um eine im Bereich der Stoßstelle liegende Achse zu verhindern.

Eine bevorzugte Ausführungsform der genannten Kopplungsglie­ der besteht darin, daß sie mit beiden Balkenteilen gelenkig verbunden sind und daß sie einen beim Preßvorgang wirksamen Freilauf aufweisen, um die Kopplungsglieder beim Preßvorgang zu entlasten.

Ferner können die Kopplungsglieder in den Kraftschluß der­ selben eingeschaltete Federelemente enthalten. Zweckmäßiger­ weise sind diese Federelemente so dimensioniert, daß sie bei unbelastetem Preßbalken dessen beide Balkenteile lose zusam­ menhalten und im Falle einer Abkantpresse mit geteilter Ober­ wange das Gewicht des unteren Balkenteils aufnehmen. Eine zu­ sätzliche Funktion dieser Federelemente kann darin bestehen, die zu Beginn des Leerhubs der Oberwange auf die Kopplungs­ glieder einwirkenden Kraftspitzen zu dämpfen.

Die erwähnten Kopplungsglieder können entfallen, wenn die beiden Balkenteile des zweigeteilten Preßbalkens an der Stoßstelle miteinander fest verbunden, z. B. verschraubt sind. Insbesondere in diesem Fall, aber auch beim Vorhanden­ sein von Kopplungsgliedern, sind mit Vorteil im Bereich der Balkenenden des zweigeteilten Preßbalkens Mittel vorgesehen, welche die beiden Balkenteile gegenseitig führen.

Bei der praktischen Anwendung des Erfindungsgedankens an einer üblichen Abkantpresse, also an einer Presse mit über­ einander angeordneten Preßbalken, welche durch eine vertikal bewegliche Oberwange, an deren beiden Enden die Preßkraft eingeleitet wird, und eine an den beiden Enden frei auflie­ gende Unterwange gebildet sind, hat sich eine Anordnung als vorteilhaft erwiesen, bei der die Oberwange vertikal zweige­ teilt ist und die Spalten von der Stoßstelle bis zur seit­ lichen Begrenzung der Oberwange hin geradlinig verlaufen und in einem bestimmten Winkel nach unten geneigt sind. Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der Neigungswinkel der Spal­ ten in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment der Oberwange in Funktion der Wangenlänge gewählt ist und wenigstens annähernd der Hälfte der mittleren Steigung dieser Funktion entspricht. In erster Annäherung führt dies zu einer Konstruktion, bei welcher die Oberwange bei gerader Unterkante des unteren Bal­ kenteils eine Gesamthöhe hat, welche von der Wangenmitte zu den Wangenenden hin abnimmt, und bei welcher der Neigungs­ winkel der Spalten etwa der Hälfte des mittleren Neigungs­ winkels der Oberkante des oberen Balkenteils beträgt.

In der Zeichnung sind an einer Abkantpresse Ausführungsbei­ spiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht der Abkantpresse gemäß einer er­ sten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Seitenansicht derselben;

Fig. 3 eine Ansicht eines Kopplungsgliedes in größerem Maßstab;

Fig. 4 eine Ansicht der beiden Wangen der Abkantpresse mit dem Verlauf der Durchbiegungslinien unter Belastung.

Fig. 5 eine Frontansicht der Abkantpresse gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Mittel zur gegenseitigen Führung der beiden Wangenteile.

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 einen Steg 9 miteinander verbunden sind. Die aktiven Teile der Abkantpresse bilden eine feststehende Unterwange 10 und eine Oberwange 11, an denen die Abkantwerkzeuge in nicht dargestellter Weise befestigbar sind.

An der Innenseite der beiden Seitenwangen 1 befinden sich je zwei Stützen 12, welche den Lagerbock für die als freiauflie­ gender Balken konzipierte Unterwange 10 bilden. Zu diesem Zweck sind die Stützen 12 je mit einer halbzylindrischen Pfanne 13 versehen. An beiden, jeweils zwischen die Stützen 12 reichenden, abgesetzten Enden der Unterwange 10 ist ein zylindrischer Zapfen 14 verankert, welcher mit seinen vor­ stehenden Enden in den betreffenden Pfannen 13 der Stützen 12 ruht.

Die Oberwange 10 ist in Kraftrichtung zweigeteilt, wobei der obere Wangenteil 15 und der untere, an die Arbeitsstelle 16 angrenzende Wangenteil 17 in der Wangenmitte aufeinander­ stossen und beidseits der als Stoßfläche 18 ausgebildeten Stoßstelle durch je einen Spalt 19 mit bis zum Wangenende 20 hin zunehmender Spaltbreite voneinander getrennt sind. Der obere Wangenteil 15 der Oberwange 10 hängt an seinen beiden abgesetzten Enden je an zwei Tragorganen 21, welche einer­ seits mit dem oberen Wangenteil 15 und andererseits mit der Kolbenstange 22 eines Kraftzylinders 23 gelenkig verbunden sind, wobei die am Wangenteil 15 befindliche Gelenkachse mit 24 und die an der Kolbenstange 18 befindliche Gelenkachse mit 25 bezeichnet ist. Jeder Kraftzylinder 23 ist an der benach­ barten Querplatte 5 des Jochbalkens 2 befestigt. Zur Übertra­ gung der Preßkraft von den Kolbenstangen 22 auf den oberen Wangenteil 15 der Oberwange 10 und zur punktuellen Kraftein­ leitung in diesen Wangenteil 15 ist je eine sphärische Stoß­ verbindung 26 vorgesehen. Auf Einzelheiten dieser Stoßver­ bindung wird hier nicht näher eingegangen.

Die beiden Wangenteile 15 und 17 der Oberwange 10 sind durch Kopplungsglieder 27 miteinander verbunden, welche nahe der Wangenenden 20 angeordnet sind und die beiden Wangenteile 15, 17 an der Stoßfläche 18 lose zusammenhalten. Die gegensei­ tige Lage der beiden Wangenteile 15, 17 ist zudem durch einen im Bereich der Stoßfläche 18 beidseits eingelassenen Paß­ bolzen 28 gesichert. Die Kopplungsglieder 27 sind ähnlich ausgebildet wie die Tragorgane 21 und mit den Wangenteilen 15, 17 ebenfalls gelenkig verbunden, wobei die Gelenkachsen mit 29 und 30 bezeichnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kopplungsglieder 27 ist in Fig. 3 dargestellt. Gemäß dieser Ausführung ist das Kopp­ lungsglied 27 in Kraftrichtung unterteilt in einen mit der Gelenkachse 29 verbundenen Oberteil 31 und einen mit der Ge­ lenkachse 30 verbundenen Unterteil 32. Der Oberteil 31 und der Unterteil 32 sind durch Schrauben 33 miteinander ver­ bunden, welche die seitwärts gerichteten Schenkel 35 des Oberteils 31 freilaufend durchsetzen und in den Unterteil 32 eingeschraubt sind. Zwischen den Schraubenköpfen 34 und den Schenkeln 35 des Oberteils 31 sind Federelemente 36, z. B. Tellerfedern, eingesetzt, welche so dimensioniert sind, daß sie im Leergang der Oberwange 10 das Gewicht des unteren Wan­ genteils 17 aufnehmen und die beiden Wangenteile 15, 17 lose zusammenhalten. Auf diese Weise wird erreicht, daß der un­ tere Wangelteil 17 eine stabile Lage einnimmt, d. h. im Ar­ beitsgang der Oberwange 10 auf Biegung beansprucht wird und bei einseitiger Belastung nicht ohne Widerstand gegen den oberen Wangenteil 15 kippt.

In Fig. 4 sind für die beiden Wangen 10 und 11 der Abkant­ presse die an der Arbeitsstelle 16 auftretenden Durchbie­ gungslinien 37 bzw. 38 im Falle einer gleichmäßigen Bela­ stung über die ganze Länge der Wangen eingezeichnet, wobei das Maß der Durchbiegung übermäßig vergrößert dargestellt ist. Wie ersichtlich, biegen sich die beiden Wangen 10 und 11 unter dem Einfluß der Preßkräfte F_p, der Auflagekräfte F_a und der Wangengewichte G_o und G_u gleichsinnig durch, und die Durchbiegungslinien 37 und 38 verlaufen annähernd pa­ rallel.

Die Abkantpresse gemäß der zweiten Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur durch die Mittel für den Zusammenhalt der beiden Wangenteile 15 und 17 der Oberwange 10. Unter Wegfall der Kopplungsglieder 27 sind in diesem Ausführungsbeispiel die beiden Wangenteile 15 und 17 an der hier etwas breiteren Stoßfläche fest miteinander verbunden, und zwar durch Schrauben 37, welche hier in beidseits der Wangenteile 15, 17 vorgesehenen Flanschen 38, 39 angeordnet sind. Unter Um­ ständen können die Flanschen 38, 39 auch weggelassen und ent­ sprechende Verbindungsschrauben innerhalb der Wangenteile 15, 17 angeordnet werden, wobei für die Zugänglichkeit der Schraubenköpfe entsprechende Ausnehmungen z. B. im oberen Wan­ genteil 15 vorzusehen wären.

Ferner sind bei der Ausführungsform nach Fig. 5 im Bereich der Wangenenden 20 Vorrichtungen 40 zur gegenseitigen Führung der beiden Wangenteile 15, 17 vorgesehen. Jede dieser Vor­ richtungen 40 besteht z. B. gemäß Fig. 6 aus zwei den Spalt 19 zwischen den beiden Wangenteilen 15, 17 überbrückenden Platten 41, welche am oberen Wangenteil 15 mit Schrauben 42 befestigt sind und an den Seiten des unteren Wangenteils 17 wirksame Führungskörper 43 tragen, wobei diese Führungskörper 43 durch Stellschrauben 44 achsial verstellbar sind.

Claims (16)

1. Presse mit wenigstens zwei parallelen Preßbalken (10, 11), welche an der Arbeitsstelle (16) längsseits ein­ ander gegenüberliegen und unter dem Einfluß von Preßkräften (F_p) quer zu ihrer Längsausdehnung gegeneinander bewegbar sind, wobei die Preßkräfte jeweils im Bereich der beiden Längsenden der Preßbalken (10, 11) punktuell angreifen, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Preß­ balken (10) zweigeteilt ist, wobei die Teilung quer zum Ver­ lauf der Preßkräfte (F_P) verläuft, und wobei die beiden Balkenteile (15, 17) in der Balkenmitte an einer Stoßstelle (18) aneinander anliegen und beidseits der Stoßstelle (18) durch je einen Spalt (19) mit bis zum Balkenende (20) hin stetig zunehmender Spaltbreite voneinander getrennt sind, und daß sich die Kraftangriffspunkte des zweigeteilten Preßbal­ kens (10) an dem der Arbeitsstelle (16) abgewandten Balken­ teil (15) befinden.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnittsverlauf der an die Arbeitsstelle (16) angren­ zenden Preßbalken (11) bzw. Balkenteile (17) in Funktion der Balkenlänge derart gewählt und damit deren Widerstandsmomente in ihrer Funktion längs der Arbeitsstelle (16) derart aufein­ ander abgestimmt sind, daß die Durchbiegungslinien (37, 38) der beiden Preßbalken (10, 11) in deren Arbeitsbereich bei jedem Belastungszustand wenigstens annähernd parallel ver­ laufen.

3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalten (19) an den Balkenenden (20) im unbe­ lasteten Zustand des geteilten Preßbalkens (10) größenord­ nungsmäßig der unter den gleichen Bedingungen am ungeteilten Preßbalken unter Last auftretenden maximalen Durchbiegung entspricht.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalten (19) an den Balkenenden (20) minde­ stens so groß ist wie die bei maximaler Preßkraft (F_p) auftretende maximale Durchbiegung eines dem geteilten Preß­ balken (10) gegenüberliegenden ungeteilten Preßbalkens (11).

5. Presse nach Anspruch 1, wobei beide Preßbalken zweigeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalten an den Balkenenden höchstens so groß ist wie die unter den gleichen Bedingungen an ungeteilten Preßbalken auftretende maximale Durchbiegung.

6. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Balkenteile (15, 17) des zweigeteilten Preßbalk­ ens (10) durch Kopplungsglieder (27) miteinander verbunden sind.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsglieder (27) im Bereich der Balkenenden (20) an­ geordnet sind.

8. Presse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kopplungsglieder (27) mit beiden Balkenteilen (15, 17) gelenkig verbunden sind.

9. Presse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kopplungsglieder (27) einen beim Preßvorgang wirksamen Freilauf aufweisen.

10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsglieder (27) in den Kraftschluß derselben ein­ geschaltete Federelemente (36) enthalten.

11. Presse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (36) so dimensioniert sind, daß sie bei unbelastetem Preßbalken (10) dessen beide Balkenteile (15, 17) lose zusammenhalten.

12. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Balkenteile (15, 17) des zweigeteilten Preßbal­ kens (10) an der Stoßstelle (18) miteinander fest verbunden, z. B. verschraubt sind.

13. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich der Balkenenden (20) des zweigeteilten Preßbalkens (10) Mittel (40) vorgesehen sind, welche die beiden Balkenteile (15, 17) gegenseitig führen.

14. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit übereinander angeordneten Preßbalken, welche durch eine ver­ tikal beweglich Oberwange (10), an deren beiden Enden die Preßkräfte (F ) eingeleitet werden, und eine an den beiden Enden frei aufliegende Unterwange (11) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwange (10) vertikal zweigeteilt ist und daß die Spalten (19) von der Stoßstelle (18) bis zur seitlichen Begrenzung (20) der Oberwange (10) hin gerad­ linig verlaufen und in einem bestimmten Winkel nach unten ge­ neigt sind.

15. Presse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Spalten (19) in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment der Oberwange (10) in Funktion der Wangen­ länge gewählt ist und wenigstens annähernd der Hälfte der mittleren Steigung dieser Funktion entspricht.

16. Presse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwange (10) bei gerader Unterkante des unteren Balkenteils (17) eine Gesamthöhe hat, welche von der Wangen­ mitte zu den Wangenenden hin abnimmt, und daß der Neigungs­ winkel der Spalten (19) etwa der Hälfte des mittleren Nei­ gungswinkels der Oberkante des oberen Balkenteils (15) be­ trägt.