DE4138286A1 - Presse - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B30B—PRESSES IN GENERAL
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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 Fp, der Auflagekräfte
Fa und der Wangengewichte Go und Gu 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
(Fp) 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 (FP) 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 (Fp)
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.
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