DE4230620C1 - Liegende Metallstrangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine liegende Metallstrangpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei zwischen einem durch Zuganker verbundenen Zylinderholm und einem Gegenholm ein Aufnehmerhalter und ein Laufholm horizontal beweglich geführt sind. Der Gegenholm, der die Matrize beim direkten Strangpressen über einen Matrizenhalter und beim indirekten Strangpressen über einen Hohlstempel - den Matrizenstempel - abstützt, der mit dem Preßkolben verbundene Laufholm, der den Preßstempel oder ein Verschlußstück beim indirekten Strangpressen trägt und führt, und der Aufnehmerhalter müssen auf die Preßachse ausgerichtet und so geführt sein, daß sie ihre fluchtende Ausrichtung während der Produktion, insbesondere über den Preßvorgang beibehalten, wofür Stell- und Meßeinrichtungen vorgesehen sind. Diese Stell- und Meßeinrichtungen sollten geeignet sein, die fluchtende Ausrichtung von Aufnehmer und Preßwerkzeugen (Matrize, Stempel und - beim Hohlstrangpressen - Dorn) bei jedem Preßzyklus zu überprüfen und bei Abweichungen infolge geänderter Betriebsbedingungen nachzustellen. Entsprechend der entscheidenden Bedeutung, die die fluchtende Ausrichtung von Aufnehmer und Preßwerkzeugen für den störungsfreien Preßbetrieb und für die Produktqualität im allgemeinen und beim Mehr- sowie Hohlstrangpressen im besonderen hat, fehlt es nicht an Lösungsvorschlägen hierzu.

So ist es durch die DE-OS 22 38 509 = US-PS 3 808 859 bekannt, den Aufnehmer bzw. Aufnehmerhalter an seiner dem Laufholm mit Preßstempel zugekehrten Stirnfläche mit die radiale Lage des Preßstempels zum Aufnehmer in zueinander rechtwinkeligen Ebenen erfassenden Meßgeräten zu versehen, so daß es möglich ist, den Preßstempel zum Aufnehmer an dessen einer Stirnfläche zu zentrieren, während die Zentrierung der Matrize zur anderen Stirnfläche des Aufnehmers durch eine zentrische Ausnehmung im Aufnehmer als Sitzfläche für den Matrizenhalter gegeben ist. Die Zentrierung des Preßstempels zur einen und der Matrize zur anderen Stirnfläche des Aufnehmers bedeutet aber nicht, daß die Achsen von Preßstempel, Aufnehmer und Matrize fluchten, so daß zusätzliche Messungen, wie die der Neigung des Aufnehmers gegenüber dem Gegenholm, erforderlichenfalls verbunden mit einer Überwachung der Ausrichtung des Preßstempels in bezug auf die Bettplatte der Presse nötig sind bei entsprechendem baulichen Aufwand und Fehlerquellen.

Durch die DE-OS 28 50 576 und die DE-OS 30 20 156 ist eine Meßeinrichtung bekannt, bei welcher ein mit dem Preßstempel verbundener Träger zwei Sender trägt, die untereinander und zur Preßachse parallele kohärente Strahlen elektromagnetischer Schwingungen aussenden, während dem Aufnehmerhalter und dem Matrizenhalter an mit diesen verbundenen Trägern Empfänger in gleichem Abstand zueinander und zur Preßachse wie die Sender zugeordnet sind. Diese Lösung hat sich unter Betriebsbedingungen nicht bewährt, da sie sich als störanfällig und hinderlich erwiesen hat und somit den hohen baulichen Aufwand nicht rechtfertigt.

Den Betriebsbedingungen besser angepaßt ist die Vorrichtung nach der EP-A2-0 379 937, bei der der Aufnehmerhalter und der Laufholm zwischen den den Zylinderholm und den Gegenholm zum Pressenrahmen verbindenden Zugankern mit unteren, das Gewicht auffangenden und oberen, niederhaltenden Führungen versehen sind, denen Meßfühler zugeordnet sind, die die Lage des Aufnehmerhalters und des Laufholms relativ zu den Zugankern messen und anzeigen. Zur Eichung der Meßfühler ist die vorherige fluchtende Ausrichtung von Aufnehmer und Aufnehmerhalter und Preßwerkzeugen erforderlich, die für jede Werkzeugzusammenstellung erneut vorzunehmen ist, was sich insbesondere dann nachteilig auswirkt, wenn Preßprogramme kleiner Losgrößen zu fahren sind.

Hiervon ausgehend ist die Aufgabe der Erfindung, eine direkte Messung der Ausrichtung der Werkzeuge, des Laufholms und des Aufnehmerhalters in bezug zur Pressenachse zu ermöglichen, so daß zusätzliche indirekte Messungen und Vorauseinstellungen zur Eichung der Meßgeräte entfallen können. Die Lösung der Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen Metallstrangpresse durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Um die Messungen ohne Betriebsunterbrechungen durchführen zu können, ist es vorteilhaft, berührungslos arbeitende Abstandmeßtaster vorzusehen, die als solche, beispielsweise auf Wirbelstrom-, Laser- oder Ultraschallbasis messend bekannt sind.

Voraussetzung für die erfindungsgemäße Anordnung der Meßeinrichtungen an den Zugankern des Pressenrahmens ist ein Pressenrahmen hoher Formstabilität. Da Verformungen des Pressenrahmens das Meßergebnis unmittelbar beeinflussen, müssen diese im Toleranzbereich der Fluchtgenauigkeit liegen. Pressenrahmen, die diese Bedingung erfüllen, sind seit langem bekannt (u. a. "Aluminium" 50 (1974) 7, Seiten 456 bis 461, F.J. Zilges; "Fachberichte Hüttenpraxis Metallverarbeitung" 18 (1980) 10, Seiten 951 bis 958, Dieter Veltjens; DE 23 31 318 C3) und deren Formstabilität ist auch genutzt worden bei der Lösung nach der EP-0 379 937 A2. Als Pressenrahmen hoher Formstabilität werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise vorgespannte Pressenrahmen mit aus Zuglamellen und diese umgebenden Vierkant- Drucksäulen gebildeten Schrumpfankern zur Verbindung der Holme (Zylinderholm und Gegenholm) des Pressenrahmens verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt die

Fig. 1 eine Seitenansicht einer liegenden Metallstrangpresse, wozu Schnitte quer zur Pressenachse in

Fig. 2 in der Ebene A-A in Richtung der Pfeile II-II, in

Fig. 3 in der Ebene A-A in Richtung der Pfeile III-III und in

Fig. 4 in der Ebene B-B in Richtung der Pfeile IV-IV gesehen dargestellt sind.

Die in den Zeichnungen dargestellte Metallstrangpresse besteht aus einem Zylinderholm 1, einem Gegenholm 2 und diese zum Pressenrahmen 3 verbindenden Zugankern 4. Die Zuganker 4 sind als Schrumpfanker ausgebildet und zusammengesetzt aus Zuglamellen 5, die mit Hammerköpfen 6 die Holme (Zylinderholm 1 und Gegenholm 2) übergreifen, und aus Vierkant-Drucksäulen 7, die zwischen den Holmen angeordnet sind. Die Vierkant-Drucksäulen 7 sind hohl ausgebildet und aus zwei miteinander verbundenen U-förmigen Hälften 7a und 7b zusammengesetzt. Beim Zusammenbau des Pressenrahmens 3 werden die Zuglamellen 5 gegen die Vierkant-Drucksäulen 7 vorgespannt. Diese aus der DE 23 31 318 C3 bekannte Ausbildung verleiht dem Pressenrahmen eine besonders hohe Formstabilität.

Verbunden mit dem Zylinderholm 1 ist ein Zylinder 8, in dem ein mit einem Laufholm 9 verbundener Kolben zum Preßvorgang beaufschlagbar ist, wobei sich der Laufholm 9 mit einem an ihm befestigten Preßstempel 10 in Richtung der Pressenachse X-X bewegt. Zur rückläufigen Bewegung des Laufholms 9 sind Rückzüge 11 vorgesehen. Ebenfalls in Richtung der Pressenachse X-X beweglich ist ein Aufnehmerhalter 12 eines Aufnehmers 13 für zur Verpressung kommende Blöcke. Der Aufnehmerhalter 12 wird von Kolben-Zylinder-Einheiten 14 bewegt. Bei ihrer Bewegung in Richtung der Pressenachse X-X sind der Laufholm 9 und der Aufnehmerhalter 12 von den Zugankern 4 geführt, von denen zumindest die unteren mit Führungsleisten 15 versehen sind, um den Laufholm 9 und den Aufnehmerhalter 12 abzustützen. Aber auch die oberen Zuganker 4 können mit Führungsleisten 16 - wie im Ausführungsbeispiel - versehen sein, um den Laufholm 9 und den Aufnehmerhalter 12 niederzuhalten.

Der Laufholm 9 ist mit Auslegerarmen 17 und der Aufnehmerhalter 12 ist mit Auslegerarmen 18 versehen. An den Auslegerarmen 17 des Laufholms 9 sind in einer Querschnittsebene vier Führungsschuhe 19 und an den Auslegerarmen 18 des Aufnehmerhalters 12 sind in einer ersten, dem Zylinderholm 1 näher gelegenen Querschnittsebene und in einer zweiten, dem Gegenholm 2 näher gelegenen Ebene je vier Führungsschuhe 19 angeordnet, die entlang den unteren Führungsleisten 15 bzw. entlang den oberen Führungsleisten 16 gleiten. Gegenüber den Auslegerarmen 17 bzw. 18 sind die Führungsschuhe 19 mittels manuell oder motorisch zu betätigender Stellmittel bekannter Ausbildung verstellbar und damit der Laufholm 9 und der Aufnehmerhalter 12 auf die Pressenachse X-X ausrichtbar.

Am Gegenholm 2 ist in Führungsschienen 20, 21 eine Kassette 22 zur Aufnahme einer Matrize mit Matrizenhalter 23 quer zur Pressenachse X-X verschiebbar. Die Matrize stützt sich über den Matrizenhalter 23 und einen oder mehrere Druckringe in Preßrichtung am Gegenholm 2 ab, und es sind Stellmittel an den Führungsschienen 20, 21 vorgesehen, über die die Kassette 22 mit Matrizenhalter 23 und Matrize zentrisch zur Pressenachse X-X ausgerichtet werden kann.

Bei der Montage der Metallstrangpresse werden der Zylinderholm 1 und der Gegenholm 2 auf dem Fundament 24 der Metallstrangpresse so ausgerichtet, daß deren Mitten sich in der Waage und achsgleich mit der Pressenachse X-X befinden. Sodann werden die aus den Zuglamellen 5 und den Vierkant-Drucksäulen 7 zusammengesetzten Zuganker 4 in die zur Pressenachse X-X radial gerichteten, nach außen geöffneten Schlitze der Holme (Zylinderholm 1, Gegenholm 2) eingebracht und in diesen Schlitzen abstandsgleich zur Pressenachse X-X festgelegt. In dieser Lage werden die Zuglamellen 5 und die Vierkant-Drucksäulen 7 gegeneinander vorgespannt.

In Radialebenen R1, R2, R3 und R4 sind an den Zuganker 4 Meßsonden 25 in Haltern 26 radial auf die Pressenachse X-X gerichtet angeordnet. Diese Meßsonden 25 bilden berührungslos arbeitende Abstandsmeßtaster und sind in ihren Radialebenen R1, R2, R3, R4 auf jeweils einen zur Pressenachse X-X zentrischen Referenzabstand justierbar. Mit aus dem Aufnehmerhalter 12 vorstehenden, zur Aufnehmerbohrung zentrischen Flächen 27 und 28 in den Ebenen R2 und R3, mit einer aus der Kassette 22 vorstehenden, zur Matrizenöffnung zentrischen Fläche 29 am Matrizenhalter 23 in der Ebene R4 und mit der Mantelfläche 30 des Preßstempels 10 in der Ebene R1 sind Meßflächen gegeben, die von den Abstandsmeßtastern (Meßsonden 25) abgetastet werden, wobei gleiche Abstände in den jeweiligen Ebenen R1, R2, R3, R4 die zentrische und fluchtende Ausrichtung von Aufnehmer und Preßwerkzeugen anzeigt, während Abweichungen in diesen Abständen den Fehler unmittelbar anzeigen und die manuelle oder automatisch gesteuerte, motorische Korrektur über die Stellmittel ermöglichen bzw. einleiten. Die Abstandsmessungen können vor und während des Preßvorgangs in bestimmten, ausgewählten Positionen des Aufnehmerhalters 12 und der Werkzeuge (Stempel 10, Matrizenhalter 23) oder gegebenenfalls - beispielsweise die Lage des Preßstempels 10 in der Radialebene R1 im Ausführungsbeispiel und/oder in einer näher dem Aufnehmerhalter 12 in der Arbeitsstellung gelegenen Radialebene R1′ - über einen Abschnitt der Hilfs- oder Arbeitsbewegung erfolgen. Es ist auch möglich in bestimmten Radialebenen Abstandsmessungen an verschiedenen Meßflächen vorzunehmen, beispielsweise in den Radialebenen R1 und R2 (wenn diese gleich weit voneinander entfernt sind wie die Radialebenen R2 und R3) Abstandsmessungen an den Meßflächen 27 und 28 zum Aufnehmerhalter 12, wenn dieser aus seiner Arbeitsstellung entsprechend zurückgefahren ist.

Die Zahl und Anordnung der Radialebenen R mit den Meßsonden 25 richtet sich nach der Ausgestaltung der Metallstrangpresse für das anzuwendende Preßverfahren. So kann bei einer für das Hohlstrangpressen eingerichteten, mit einem Dorn versehenen Metallstrangpresse eine weitere Radialebene mit Meßsonden zur Überprüfung der fluchtenden Ausrichtung des Dorns vorgesehen sein. Bei für das indirekte Strangpressen eingerichteten Metallstrangpressen können zur Überprüfung der fluchtenden Ausrichtung des Matrizenstempels Meßsonden in zwei Radialebenen, nämlich im Bereich der Matrize und im Bereich des Stempelfußes, vorgesehen sein.

Claims (4)

1. Liegende Metallstrangpresse,

• - mit einem Pressenrahmen (3) hoher Formstabilität, der einen Zylinderholm (1) und einen Gegenholm (2) verbindende Zuganker (4) aufweist,
• - mit einem Aufnehmerhalter (12) und mit einem, einen Preßstempel (10) tragenden Laufholm (9), die Führungsschuhe (19) aufweisen und auf Führungsschienen (15, 16) längs der Pressenachse (X-X) verschiebbar sind, wobei die Führungsschuhe (19) Stellmittel aufweisen, über die der Aufnehmerhalter (12) und der Laufholm (9) gegenüber der Pressenachse (X-X) ausrichtbar ist,
• - mit einer am Gegenholm (2) in Führungsschienen (20, 21) verschiebbar angeordneten Kassette (22) zur Aufnahme einer Matrize mit Matrizenhalter (23), wobei die Führungsschienen (20, 21) Stellmittel aufweisen, über die die Kassette (22) mit Matrizenhalter (23) und Matrize gegenüber der Pressenachse (X-X) ausrichtbar ist,
• - mit mehreren Meßeinrichtungen, mittels derer die zentrische Ausrichtung von Pressenbauteilen gegenüber der Pressenachse (X-X) überprüf- und einstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßeinrichtung mindestens drei, eine Radialebene (R1, R2 . . . ) bildende, justierbare Abstandsmeßtaster (25) aufweist, die untereinander im Winkel von 120° oder weniger zentrisch zur Pressenachse (X-X) an den Zugankern (4) angeordnet sind und in Arbeitsstellung und/oder in ausgewählten Positionen radial den Abstand zu am Aufnehmerhalter (12), am Preßstempel (10) und am Matrizenhalter (23) vorgesehenen, zentrisch zur Pressenachse (X-X) ausrichtbaren Meßflächen (27, 28, 29, 30) abtasten.

2. Metallstrangpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung berührungslos arbeitender Abstandsmeßtaster (25) (Wirbelstrom-, Laser-, Ultraschallbasis).

3. Metallstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen vorgespannten Pressenrahmen (3) mit aus Zuglamellen (5) und diese umgebende Vierkant-Drucksäulen (7) gebildeten Schrumpfankern zur Verbindung der Holme (Zylinderholm 1 und Gegenholm 2) des Pressenrahmens (3).