DE4412367C2 - Schließhöhen-Justiereinrichtung für eine Presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließhöhen-Justiereinrichtung einer mechanischen Presse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Presse ist aus US 3 858 432 bekanntgeworden.

Ein Problem, das bei Schließhöhen-Justiereinrichtungen auftritt, welche in Pressenbetten angeordnet sind, besteht im sogenannten Rückprallen. Rückprallen ist eine Bewegung der oberen Fläche des Bettes, verursacht durch eine reflektierte Druckwelle, die durch die Pressenarbeit erzeugt wird. Ein Pressen-Rückprallen ist ähnlich dem Durchschlagen oder Durchschnappen wobei jedoch das Bett eine plötzliche Beschleunigung erfährt, was zu Veränderungen der Schließhöhe führt.

Ein besonderes Problem, das mit dem Kontrollieren der Pressen-Schließhöhe verbunden ist, besteht in den Toleranzen und den Zwischenräumen zwischen den miteinander verbundenen Teilen der Presse, insbesondere mit den Verbindungen zwischen Schließhöhen-Justiereinrichtung und Schlitten oder Bett. Die Schließhöhen-Justiereinrichtungen bedingen, daß zwischen den Einzelteilen gewisse Zwischenräume verbleiben, und zwar während des Herstellens, Montierens und Justierens, so daß der Schneckentrieb, die Justiermuttern und die Verbindungsschrauben sich noch drehen und bewegen können, um überhaupt ein Arbeiten zu ermöglichen. Dieselben Zwischenräume zwischen den Einzelteilen führen während des Pressenbetriebes zu einem Problem, da diese Zwischenräume die möglichen Schließhöhenbereiche während des Pressenbetriebes vergrößern.

Die Zwischenräume verhindern auch die gleichförmige Übertragung der Preßkräfte durch die Presse hindurch. Diese Ungleichmäßigkeit der Kräfte kann dazu führen, daß auf gewisse Einzelteile konzentrierte Stoßkräfte einwirken, was zu Beschädigungen oder gar Ausfall führen kann. Dabei führen die Zwischenräume zwischen den Einzelteilen wiederum dazu, daß sich die Schließhöhe während des Pressenbetriebes in variabler Weise verändert, was dazu führt, daß bei den Werkstücken die Konstruktionsabmessungen nicht eingehalten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei mechanischen Pressen die Schließhöhen-Justiereinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß erweitert sich der Gewindeschaft im Durchmesser unterhalb der Mutter und bildet hierdurch den Kolben für die Vorbelastung; der zugehörige Zylinder ist durch einen Gegenbohrungsabschnitt im Betteil gebildet, und der Zylinderraum oberhalb des Kolbens ist zwischen Kolben und Deckenfläche des Gegenbohrungsabschnittes mit dem Druck zur Vorbelastung belastbar; weiterhin steht der Zylinderraum sowohl mit einem Spaltraum unterhalb der Mutter als auch mit dem Gewindespiel-Raum in Verbindung; die genannten Räume sind gemeinsam nach außen abgedichtet; die Fläche des Spaltraumes unterhalb der Mutter ist kleiner, als die Fläche des Zylinderraumes.

Damit wird das genannte Rückprallen vermieden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 ist eine Aufrißansicht einer mechanischen Presse mit einer Schließhöhen-Justiereinrichtung, von vorn gesehen.

Fig. 2 ist eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht einer Justiereinrichtung für ein Bett.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Feedback-Einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte mechanische Presse 10 weist ein Querhaupt 12 auf, ein Sockel 14 mit einem Bett 16, das hieran befestigt ist, sowie Ständer 18, die das Querhaupt 12 mit dem Sockel 14 verbinden. Die Ständer 18 sind mit der Unterseite des Querhauptes 12 verbunden oder hiermit einteilig, und sie sind mit der oberen Seite von Sockel 14 verbunden. Zugstangen 20 erstrecken sich durch das Querhaupt 12 hindurch, durch die Ständer 18 sowie durch den Sockel 14. Sie sind an jedem Ende jeweils mit einer Spannmutter 22 versehen. Sockel 14 weist nach unten weisende Schenkel 24 auf, die ihrerseits - unter Zwischenschaltung von Stoßdämpfplatten 28 - am Fußboden 26 fixiert sind.

Aus Fig. 2 erkennt man, auf welche Art und Weise die Justiereinrichtung in Bett 16 eingebettet ist. Eine Deckplatte 70 des Bettes 16 ist mittels Schrauben 72 an einem Gewindeschaft 74 befestigt. Am Bett 14 ist das Pressenbett 76 befestigt. Das Pressenbett 76 weist eine Zylinderbohrung 78 auf, in welcher der Gewindeschaft 74 gleitet.

Eine Justiermutter 80 mit Gewinde 82 ist mit einem Gewinde 75 des Gewindeschafts verschraubt. Die Justiermutter 80 greift in eine Aussparung 84 ein, die konzentrisch zur Zylinderbohrung 78 vorgesehen ist, derart, daß ein Raum geschaffen wird, in welchem die Mutter 80 dichtend verdrehbar ist. Zwischen dem Gewinde 82 der Mutter 80 und dem Gewinde 75 des Gewindeschafts 74 verbleibt ein Zwischenraum. Beim Betrieb wird dieser Zwischenraum mit einer Flüssigkeit gefüllt, normalerweise mit Öl. Durch Anfüllen des Zwischenraumes mit Flüssigkeit bedarf es zum Verdrehen und zu der daraus resultierenden Schließhöhen-Justierung eines geringeren Drehmomentes. Auch wird die Gefahr des Fressens oder des Verschleißes der Gewinde verringert. Der Zwischenraum kann sich über die Justiermutter 80 hinwegerstrecken, so daß er zwischen Pressenbett 76 und Justiermutter 80 liegt - siehe Fig. 2. Der Zwischenraum kann Öl, beispielsweise von einer Ölkammer 93 oder einem Ölkanal 94 erhalten.

Die Schließhöhen-Justiereinrichtung gemäß Fig. 2 nutzt den Effekt einer Ölfeder-Kammer zwischen Gewindeschaft 74 und Pressenbett 76 aus. Die Zylinderbohrung 78 weist einen Abschnitt 77 einer im Durchmesser größeren Gegenbohrung auf, in welchen ein erweiterter Teil 79 des Kolbens 74 dichtend eingreift. Der erweiterte Teil 79 des Kolbens 74 weist eine Fläche 83 auf, die der Bodenfläche 81 des Gegenbohrungsabschnittes 77 gegenüberliegt. Zwischen der Fläche 83 und der Fläche 81 ist eine dichtungsfähige Kammer 93 gebildet.

Kammer 93 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, am besten mit Öl, und zwar aus einem Ölzufuhrkanal 94. Kanal 94 ist an eine Öleinspritzeinrichtung wie eine Pumpe 164 angeschlossen, siehe Fig. 3.

Während des normalen Betriebes beträgt der Abstand zwischen der Fläche 83 und der Fläche 81 etwa 0,75 bis 6,35 mm. Dieser geringe Abstand ist geeignet für einen Ölvorrat, um die Bewegung des Gewindeschafts 74 während des Pressenbetriebes entscheidend zu dämpfen. Alternativ hierzu können andere Ölfilmstärken verwendet werden, je nach dem Umfang der Kammer 93, der Viskosität sowie anderer Eigenschaften der in die Kammer 93 eingespritzten Flüssigkeit.

Die Dichtung 86 auf der Justiermutter 80 dichtet die Kammer 93 zwischen Justiermutter 80 und Kolben 74 ab. Eine weitere Dichtung 88 sorgt für eine Dichtung zwischen Justiermutter 80 und Pressenbett 76 innerhalb der Aussparung 84. Der Gewindeschaft 74 weist eine in der Seitenwand befindliche Dichtung 90 auf, die eine Abdichtung gegen die Zylinderbohrung 78 erbringt. Die Dichtungen 86, 88 und 90 dichten die Kammer 93 ab, die zwischen Justiermutter 80, Gewindeschaft 74 und Pressenbett 76 gebildet ist.

Ein Ölkanal 94 verläuft durch das Pressenbett 76, um mit einer hier nicht dargestellten, druckfreien oder unter Druck stehenden Ölquelle zu kommunizieren. Dabei bedeutet die Ausdrucksweise "druckfrei", daß die Ölquelle unter Atmosphärendruck steht. Andererseits bedeutet die Ausdrucksweise "unter Druck", daß das Öl unter einem Druck steht, der größer als Atmosphärendruck ist. Das Öl füllt die Kammer 93 zwischen der Justiermutter 80 und dem Gewindeschaft 74 sowie dem Pressenbett 76. Die Justiermutter 80 kann einen Entlüftungsfitting 95 aufweisen, um in Kammer 93 eingesperrte Luft entweichen zu lassen.

Während des Betriebes verringert die in Fig. 2 gezeigt Schließhöhen- Justiereinrichtung das Bett-Rückprallen. In der Kammer 93 enthaltenes Öl erzeugt eine Kraft, um Kolben 74 zusammen mit Justiermutter 80 und Bolster 70 in Richtung nach unten zu drücken und damit die ganze Einheit zu jedem Zeitpunkt näher an das Pressenbett 76 heranzubringen. Dies verringert den Zwischenraum zwischen den Teilen und der Vor-Belastung vor dem Pressenbetrieb. Der Anti-Prall-Effekt wird durch Druckbeaufschlagen des Öles in Kammer 93 noch verstärkt.

In Fig. 2 ist zwar nur eine einzige Justiereinrichtung dargestellt. Normalerweise wird man jedoch in einer Presse 10 eine Mehrzahl derartiger Vorrichtungen vorsehen. Jede Justiermutter 80 weist ein Zahnrad 96 auf, das mit einem Antriebszahnrad 98 in Triebverbindung steht. Zahnrad 98 wird von einem hydraulischen Motor 160 angetrieben - siehe Fig. 3. Motor 160 ist ein stark untersetzter Motor, wie aus dem Stande der Technik bekannt; hiermit läßt sich ein sehr genaues Winkelpositionieren von Zahnrad 96 vornehmen. Alternativ hierzu kann Zahnrad 96 von Zahnrad 98 mittels eines Kettentriebes angetrieben werden.

Die Justierung der Pressen-Schließhöhe während des Pressenbetriebes wird durch Verdrehen der Justiermutter 80 mittels des Motors 160 vorgenommen.

In Kammer 93 enthaltenes Öl erzeugt eine Vorspannung oder Vorlast, die dazu führt, daß die Bettfläche 70 strammer und dichter an das Pressenbett 76 herangezogen wird. Die Vorlast verringert die Schließhöhenabweichung und Bewegung der Schließhöhen-Justierung während des Pressenbetriebes.

Die Feedback-Einrichtung zum automatischen Kontrollieren der Schließhöhe soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 diskutiert werden. Es versteht sich jedoch, daß auch alternative Regelanordnungen verwendet werden könnten.

Die automatische Kontrolle der Schließhöhe wird mittels einer Kontroll- oder Feedback-Einrichtung 150 durchgeführt. Vor dem Betrieb gibt die Bedienungsperson einen gewünschten Schließhöhenwert 152 durch Leiter 151 einem Comparator 154 ein. Die Feedback-Einrichtung 150 und der Comparator 154 können einen Mikroprozessor bekannter Bauart aufweisen. Comparator 154 nimmt Eingangssignale auf und gibt Ausgangs- oder Kontrollsignale als Funktion der Eingänge ab.

Die Schließhöhen-Meßvorrichtung 21 von Fig. 1 überträgt den gemessenen Schließhöhenwert 156 während des Pressenbetriebes. Comparator 154 vergleicht die Differenz zwischen dem vorgegebenen Schließhöhenwert 152 und dem gemessenen Schließhöhenwert 156 und bildet ein Regelsignal, das über Leiter 158 dem Regelmotor 160 eingespeist wird, sowie ein weiteres Regelsignal, das über Leiter 162 einer Ölpumpe 164 eingespeist wird. Pumpe 164 steht mit Kammer 93 über eine Ölleitung 94 in leitender Verbindung, um in diese unter Druck stehendes Öl einzuspritzen. Die Ergebnisse des Vergleichs zwischen dem gewünschten Schließhöhenwert 152 und dem gemessenen Schließhöhenwert 156 veranlaßt Comparator 154 dazu, das über Leiter 158 dem Regelmotor 160 eingespeiste Regelsignal entsprechend zu ändern, damit dieser in der einen oder anderen Richtung umläuft. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine Triebverbindung zwischen Regelmotor 160, Welle 54, Zahnrad 98 und Zahnrad 96 bis zur Justiermutter 80 geschaffen. Aus Fig. 3 erkennt man ferner, daß Comparator 154 über eine manuelle Regelschaltung 166 auf einer Leitung 165 umgangen werden kann, damit die Bedienungsperson direkt auf Regelmotor 160 und Pumpe 164 Einfluß nehmen kann.

Comparator 154 kann je nach seinen Eingängen das Regelsignal über Leitung 162 zur Pumpe 164 entsprechend dem Volumen und dem Druck des von Pumpe 164 geförderten Öles verändern. Auf diese Weise lassen sich während des Pressenbetriebes und/oder während der Schließhöhen-Justierung Druck und Durchsatz des Öles, das durch Kammer 93 durchströmt, verändern.

Comparator 154 braucht nicht aus einem Mikroprozessor aufgebaut zu sein, sondern es kann auch ein an sich bekannter programmierbarer logischer Regler vorgesehen werden.

Claims (9)

1. Schließhöhen-Justiereinrichtung einer mechanischen Presse (10) mit einem unter einer Deckplatte (70), die sich auf dem Pressenbett (76) befindet, befestigten Gewindeschaft und einer auf diesem aufgeschraubten, drehantreibbaren Gewindemutter (80), wobei der Gewindeschaft oder die Gewindemutter mit einer Stirnfläche dem Pressenbett (76) gegenüberliegt, und mit einer Kolben-Zylinderanordnung zur hydraulischen Vorbelastung des Gewindes, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschaft sich auf einer Seite der Mutter (80) im Durchmesser erweitert und dadurch einen Kolben (79) für die Vorbelastung bildet und daß der zugehörige Zylinder durch einen Gegenbohrungsabschnitt in dem Pressenbett (76) gebildet ist, wobei ein Zylinderraum (93) zwischen dem Kolben (79) und dem Gegenbohrungsabschnitt mit dem Druck zur Vorbelastung belastbar ist, und daß der genannte Zylinderraum sowohl mit einem Spaltraum unterhalb der Mutter zwischen der Stirnfläche des Gewindeschafts und der Mutter (80) und ihrer Gegenfläche zum Pressenbett (76) als auch mit dem Gewindespiel-Raum unmittelbar in Verbindung steht, wobei die Räume bzw. Spalträume insgesamt gemeinsam nach außen abgedichtet sind, und wobei die Fläche des Spaltraumes in der Nachbarschaft der Mutter (80) bzw. des Gewindeschafts eine geringere Größe als die Fläche des genannten Zylinderraumes hat.

2. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Gewindeteil (75) aufweist, der mit der Mutter (80) verschraubt ist, unter belassen eines Zwischenraumes zwischen diesen beiden, und daß der Zwischenraum mit Flüssigkeit gefüllt ist, so daß das für eine relative Verdrehung der Justiermutter um den Kolben erforderliche Drehmoment verringert wird.

3. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum und die im Zylinderraum enthaltene Flüssigkeit in leitender Verbindung miteinander stehen.

4. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und der Justiervorrichtung angeordnet ist.

5. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Flüssigkeit in den Zylinderraum vorgesehen ist.

6. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit den Zylinderraum vollständig ausfüllt.

7. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiervorrichtung eine Mehrzahl von Dichtungen (86, 88, 90) umfaßt, die den Zylinderraum gegen Austritt von Flüssigkeit absperren.

8. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Flüssigkeit im Zylinderraum während des Pressenbetriebes verändert werden kann.

9. Schließhöhen-Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feedback-Einrichtung (150) zum Messen und automatischen Verändern der Schließhöhe auf einen gewünschten Wert aufweist.