EP0353479A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Pressenbelastung einer mit Festanschlägen ausgerüsteten Schnittpresse - Google Patents
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- EP0353479A1 EP0353479A1 EP89112232A EP89112232A EP0353479A1 EP 0353479 A1 EP0353479 A1 EP 0353479A1 EP 89112232 A EP89112232 A EP 89112232A EP 89112232 A EP89112232 A EP 89112232A EP 0353479 A1 EP0353479 A1 EP 0353479A1
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Definitions
- the present invention relates to a method for reducing the press load on a cutting press, in which a relative position between the upper and lower tool is limited by at least one fixed stop. It further relates to a device for carrying out the method according to claim 1, wherein the cutting press has at least one fixed stop used in the upper and / or lower tool part and is equipped with a control device containing an actuator for changing the ram height during operation.
- the height of the ram must be given special attention. For example, a very precise bottom dead center position of the ram is required in the entire operating stroke range if very precise bends, embossing, cutting open tear-open covers, etc. is required. If the dead center is inaccurate, scrap is produced.
- fixed stops are generally provided on the lower and upper tool parts. These fixed stops keep the relative end position of the upper and lower parts of the tool constant over the entire stroke rate range of a given cutting press. however, the minimum collision forces required with a small number of strokes increase sharply with an increasing number of strokes and therefore put additional strain on the cutting press.
- the invention seeks to remedy this.
- the invention as characterized in the claims, achieves the object of providing a method and a device for carrying out the same, in which the force exerted on the mechanical impact is measured and the height position of the ram is changed as a function of the measured impact force, that it stays within a specified range.
- the cutting press is generally designated by the reference number 1.
- the plunger 2 is also shown, which is articulated via pivot pins 14 to crank arms 16, which in turn are drive-connected to a crankshaft, eccentric shaft or other type of drive, not shown.
- crank arms 16 which in turn are drive-connected to a crankshaft, eccentric shaft or other type of drive, not shown.
- these components are only to be regarded as an example of the drive of the plunger 2.
- An upper tool part 3 is connected to the plunger 2, which upper tool part 3 interacts with a lower tool part 4, for example with cutting plates.
- the height of the ram can be adjusted during operation of the high-speed cutting press, for which purpose there is a schematically represented servomotor 9, which acts on the ram 2 via a gear train 10.
- the position indicator of the ram height adjustment is indicated by reference number 11.
- Cutting punches 8 are inserted in the upper part 3 of the tool.
- two fixed stops 5 are arranged in the upper part 3 of the tool.
- the lower part 4 there are also two Fixed stops 6 shown. It should be noted here that this representation is purely for example. Basically, only a fixed stop in one of the two tool parts, in particular in the lower tool part 4, is necessary. There can be more than two fixed stops per tool part or, in the case of follow-up cutting tools, only one work station can be provided with at least one fixed stop.
- These fixed stops can be, for example, a steel block, a steel cylinder, etc. Due to the fact that the lifting movement of the upper tool part 3 in the lower dead center area relative to the lower tool part 4 is limited by at least one fixed stop, there is certainly no or only the minimally required immersion of the upper tool part 3 in the lower tool part 4 with associated wear, so that the immersion depth 0 or the desired size.
- This immersion depth e.g. when embossing, also accept negative values, i.e. the cutting punch then does not reach the die.
- a certain immersion depth can be made possible by appropriate selection of the height of the fixed stops, depending on the prevailing conditions with regard to the tools.
- At least one fixed stop with one or more sensors in the embodiment shown it is the two fixed stops 6 in the lower tool part 4, equipped with a sensor.
- the impact of the upper part 3 of the tool on a respective fixed stop 6 causes the latter to move in the direction of the ram hubs deformed elastically, since a collision force is exerted on them.
- this elastic deformation is extremely small, but can still be detected with a suitable component.
- a strain gauge which is connected in a known manner via a Wheatstone bridge, can be arranged on the respective fixed stop, or a piezo element could be present.
- FIG. 2 The plunger 2, a fixed stop 5 in the upper tool part 3 and a fixed stop 6 in the lower tool part 4 are shown in this. A number of cutting punches 8 are also shown.
- the fixed stop 6 is now equipped with a component 15 as described above, which, depending on the respective collision force, emits an electrical signal by registering the elastic deformation of the fixed stop 6.
- This signal is fed to a signal amplifier 12 and the output of this signal amplifier 12 is fed to a control part 13 for adjusting the ram height.
- the control part 13 is connected to the servomotor 9 for adjusting the ram height and to the position transmitter 11 for adjusting the ram height.
- the servomotor 9 drives the gear train 10 for the ram height adjustment.
- the units 9-11 and 13 are of a known type, as is also the case with the signal amplifier 12, and a detailed description of these devices is therefore unnecessary.
- the corresponding signal lies below a predetermined limit, which state is determined in the control part 13, and which, in accordance with the servomotor 9 for the ram height adjustment, transmits a signal which causes the height of the ram to be changed until the collision force specified for the correct operation occurs.
- the servomotor 9 is controlled in such a way that the height of the plunger is increased until a predetermined drive-up force prevails and the press is thus relieved.
- This control of the height of the ram is used in particular at different speeds or strokes in high-speed cutting presses, e.g. when starting up or changing the number of strokes in normal operation.
- the immersion depth of an upper tool takes on uncontrolled cutting presses an associated lower tool with increasing working speed, ie higher number of strokes.
- the fixed stops ensure that the immersion depth is absolutely limited, or even 0 if necessary.
- the height of the ram can now be controlled in operation, depending on the prevailing conditions, the basis of the control not being based on a measurement, for example the speed, but on the actually occurring collision force.
- the collision force is determined directly on the part affected, namely the fixed stop, whereby an elastic deformation is sensed. No measurement is therefore carried out at a point distant from the point of impact with the fixed stop, which measurement becomes inaccurate due to deformations of machine parts and changes in bearings during operation.
- the load on the fixed stops ie the collision force that occurs on them
- a selectable basic correction can be set with respect to the ram height, as a function of the number of strokes, when retracting a newly equipped machine, and after engagement, control can then be carried out, depending on the predetermined collision force, in accordance with that of the sensor or sensors , delivered values, can be switched.
- the tappet height correction which is dependent on the number of strokes, in the control part 13, the values supplied by the sensors then overriding the previously set values.
- the control of the height of the ram also comes into play when the temperature changes, for example when the cold press starts up and when the ambient temperature changes.
- the speed (number of strokes) of each cut press is marked with "n", and the press load generally with "F".
- a punch press is generally designed for a nominal pressing force F N. This design therefore determines the size of the machine and thus crucially the purchase price for the user of a particular machine.
- the cutting force or embossing force is designated F St. This is the force generated in the tool and to be applied by the cutting press for a particular work step, eg punching, embossing, bending, etc., in accordance with the product to be manufactured.
- the impact force on the fixed stop, or the fixed stops, which is also to be absorbed by the cutting press is designated F A.
- the sum F St + F A thus determines the force to be exerted by the cutting press (apart from the internal losses of the machine resulting from, for example, bearing friction), that is to say determines the design or size, and thus ultimately the costs thereof.
- a number of strokes n1 is now assumed, purely for example 100 strokes per minute.
- the press load F is therefore composed of F St + F A. It is assumed that a tool with fixed stops is available. It should also be assumed that the ram height remains the same, i.e. there are no precautions to change the ram height (e.g. depending on the number of strokes or impact force), so that the force to be applied by the cutting press increases with an increasing number of strokes.
- the press force F increases with increasing n according to the solid curve line.
- the number of strokes n2 for example 1000 strokes per minute, is the maximum number of strokes of this cutting press.
- the nominal pressing force F N of this cutting press i.e. the design size and ultimately the cost of the same.
- the dashed curve line now gives the pressing force F to be used in the case of the invention Cutting press equipped with height adjustment. It should be noted in particular that the collision force on the fixed stop, or the fixed stops, is kept constant in the entire stroke rate range due to the ram height correction that is now taking place.
- the dashed curve line runs below the solid line again up to the maximum number of strokes n2. This results in a decisive reduction in the press force to be exerted by the press, which reduction is marked with F R. If the cutting press is designed the same, the load on the cutting press is reduced by 20 to 30%! This means that in the case of fixed stops, combined with ram height adjustment, the cutting press to be purchased does not have to be designed for the same work output for F N , but for F N - F R. The result is a "smaller" machine, which leads to decisive cost savings when purchasing the same.
- FIG. 4 in which all designations correspond to those in FIG. 3.
- the diagram is based on a cutting press which is identical to that of FIG. 3 with the nominal pressing force F N , that is to say the press load without ram height correction increases with an increasing number of strokes along the solid curve line (FIG. 3).
- the ram height correction and the stroke limitation by means of fixed stops are present.
- the value F A that is the impact force on a respective fixed stop, is equal to that of FIG. 3 at the number of strokes n 1 and is kept constant as the number of strokes increases.
- F St can now be correspondingly and noticeably larger. It means that With a given cutting press, which is equipped with fixed stops and ram height control, the available manpower is significantly greater. The difference can be up to 40%. And this obviously results in significant savings when purchasing a punch press, because the punch press equipped accordingly has a much higher workforce available for machining workpieces.
- FIGS. 5-7 The course of the tappet path in the lower dead center area is shown schematically in these.
- t means the passage of time and h the ram path.
- the lowest ram position corresponds to point B, with the specific ram path being drawn without a fixed stop and without cutting or embossing as a dashed line. If there are fixed stops, the ram path (including cutting or embossing) follows the solid curve line, with the lowest ram position at A now. In particular, attention is drawn to the fact that the ram path at the lowest ram position is drawn as a straight line due to the fixed stop. There is no further downward movement. There is therefore a precisely defined lowest relative position with respect to the lower part of the tool through the fixed stops.
- FIG. 6 shows the course of the ram path in the bottom dead center area during operation. Without fixed stops, without ram height control or correction and without cutting or embossing work, the ram path runs according to the dashed curve line, corresponding to the lowest ram position to reach the position of the letter B.
- the ram path runs along the solid line with fixed stops and cutting or embossing work, with the lowest ram position at A.
- the large difference ⁇ h from A to B indicates a high impact pressure on the fixed stops.
- Figure 7 shows the same operating state of the cutting press as Figure 6.
- the lowest ram position is again designated with A.
- the duration of this lowest tappet position according to the horizontal distance at A is now considerably shorter than the tappet travel according to Figure 6.
- the dashed line from which the bottom tappet position B can be seen represents the same without fixed stops, but with tappet height control.
- the sensor or sensors can also form a structural unit separate from the relevant fixed stop and can be installed next to or directly under the fixed stop.
- the fixed stop could also be designed in the form of a frame.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Pressenbelastung einer Schnittpresse, bei der eine Relativstellung zwischen Ober- und Unterwerkzeug durch mindestens einen Festanschlag begrenzt wird. Sie betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, wobei die Schnittpresse mindestens einen im Werkzeugoberteil und/oder Werkzeugunterteil eingesetzten Festanschlag aufweist und mit einer einen Stellmotor enthaltenden Steuereinrichtung zur Veränderung der Stösselhöhe im Betrieb ausgerüstet ist.
- Insbesondere bei schnellaufenden Schnittpressen muss der Höhe des Stössels besondere Beachtung geschenkt werden. Beispielsweise ist eine sehr genaue untere Totpunktlage des Stössels im ganzen Betriebshubzahlbereich erforderlich, wenn sehr genaue Biegungen, Prägungen, ein Anschneiden von Aufreissdeckeln, etc. erforderlich ist. Bei einer ungenauen Totpunktlage wird Ausschuss produziert. Weiter besteht das Bestreben, das Eintauchen der Stempel des Werkzeugoberteils in das Werkzeugunterteil auf einem minimalen Wert zu halten, so dass beim jeweiligen Nachschärfen des Werkzeuges möglichst wenig von den Stempeln und der Schnittplatte weggeschliffen werden muss. Bei einer grossen Eintauch tiefe muss beim jeweiligen Nachschärfen mehr Material von Stempel und Matrize abgetragen werden, als bei einer kleinen Eintauchtiefe. Das entsprechende Werkzeug kann daher weniger oft nachgeschärft werden, bis ein Ersatz derselben erforderlich wird.
- Das heisst, dass die Gesamtzahl mit einem jeweiligen Werkzeug gefestigter Teile folglich geringer ist und die entsprechenden Produktionskosten entsprechend höher sind.
- Zur Vermeidung dieser unerwünschten Erscheinungen werden in der Regel Festanschläge am Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil vorgesehen. Diese Festanschläge halten die relative Endlage von Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil im gesamten Hubzahlbereich einer gegebenen Schnittpresse konstant. jedoch wachsen die bei kleiner Hubzahl minimal erforderlichen Auffahrkräfte mit zunehmender Hubzahl stark an und belasten demnach die Schnittpresse zusätzlich.
- Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen derselben zu schaffen, bei dem die auf den mechanischen Aufschlag ausgeübte Kraft gemessen und die Höhenstellung des Stössels abhängig von der gemessenen Aufschlagkraft derart geändert wird, dass dieselbe innerhalb eines festgelegten Bereiches bleibt.
- Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Aufschlagkraft dort gemessen wird, wo sie tatsächlich entsteht, so dass eine genaue Korrektur der Stösselhöhenstellung durchgeführt werden kann. Das bedeutet eine erhöhte Güte eines erzeugten Produktes und eine kleinere Abnützung eines jeweiligen Werkzeuges.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einer einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigt:
- Fig. 1 schematisch eine Ansicht einer Schnittpresse, zur Erklärung einer Ausführung der Erfindung,
- Fig. 2 teilweise einen Schaltkreis zur Höhenverstellung des Stössels,
- Fig. 3 und 4 Diagramme, in denen der Verlauf der pressenbelastung mit steigender Hubzahl dargestellt ist, und
- Fig. 5 bis 7 Diagramme, in denen der Verlauf des Stösselweges im unteren Totpunktbereich dargestellt ist.
- In der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist die Schnittpresse allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Weiter ist der Stössel 2 eingezeichnet, welcher über Anlenkbolzen 14 an Kurbelarmen 16 angelenkt ist, die ihrerseits mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle, Exzenterwelle oder andersartigem Antrieb antriebsverbunden sind. Offensichtlich sind diese genannten Bauteile nur als ein Beispiel des Antriebs des Stössels 2 zu betrachten.
- Ein Werkzeugoberteil 3 ist mit dem Stössel 2 verbunden, welches Werkzeugoberteil 3 mit einem Werkzeugunterteil 4, beispielsweise mit Schnittplatten zusammenwirkt.
- Die Höhenstellung des Stössels ist im Betrieb der schnell laufenden Schnittpresse verstellbar, wozu ein schematisch dargestellter Stellmotor 9 vorhanden ist, der über einen Getriebezug 10 auf den Stössel 2 einwirkt. Der Positionsgeber der Stösselhöhenverstellung ist mit der Bezugsziffer 11 angedeutet. Im Werkzeugoberteil 3 sind Schnittstempel 8 eingesetzt.
- Gemäss der schematischen Darstellung der Fig. 1, sind im Werkzeugoberteil 3 zwei Festanschläge 5 angeordnet. Im Werkzeugunterteil 4 sind ebenfalls zwei Festanschläge 6 eingezeichnet. Es muss hier bemerkt werden, dass diese Darstellung rein beispielsweise ist. Grundsätzlich ist lediglich ein Festanschlag in einem der zwei Werkzeugteile, insbesondere im unteren Werkzeugteil 4 notwendig. Es können je Werkzeugteil mehr als zwei Festanschläge vorhanden sein oder bei Folgeschnittwerkzeugen kann auch nur eine Arbeitsstation mit mindestens einem Festanschlag versehen sein.
- Diese Festanschläge können beispielsweise ein Stahlklotz, ein Stahlzylinder etc. sein. Dadurch, dass die Hubbewegung des Werkzeugoberteils 3 im unteren Totpunktbereich relativ zum Werkzeugunterteil 4 durch mindestens einen Festanschlag begrenzt ist, erfolgt mit Sicherheit kein bzw. nur das minimal erforderliche Eintauchen des Werkzeugoberteils 3 in den Werkzeugunterteil 4 mit damit verbundener Abnützung, so dass die Eintauchtiefe 0 bzw. das gewünschte Mass ist. Diese Eintauchtiefe kann, wie z.B. beim Prägen, auch negative Werte annehmen, d.h. der Schneidstempel erreicht dann die Matrize nicht. Offensichtlich kann eine gewisse Eintauchtiefe durch entsprechende Wahl der Höhenlage der Festanschläge, abhängig von den vorherrschenden Bedingungen in bezug auf die Werkzeuge, möglich gemacht werden.
- Wenn die Höhenstellung des Stössels zu tief ist oder aufgrund der hohen Drehzahlen der schnellaufenden Schnittpresse zu tief wird, wäre eine deutlich höhere Auffahrkraft auf einen jeweiligen Festanschlag die Folge. Entsprechend ist mindestens ein Festanschlag mit einem oder mehreren Sensoren, in der gezeichneten Ausführung sind es die zwei Festanschläge 6 im Werkzeugunterteil 4, mit einem Sensor ausgerüstet.
- Offensichtlich bewirkt das Aufschlagen des z.B. Werkzeugoberteils 3 auf einen jeweiligen Festanschlag 6, dass letzterer sich in Richtung des Stössel hubs elastisch verformt, da auf diesen eine Auffahrkraft ausgeübt wird. Selbstredend ist diese elastische Verformung äusserst klein, kann jedoch dennoch mit einem geeigneten Bauteil erfasst werden. Beispielsweise kann ein Dehnmessstreifen, der in bekannter Weise über eine Wheatstonesche Brücke geschaltet ist, am jeweiligen Festanschlag angeordnet sein, oder es könnte ein Piezo-Element vorhanden sein.
- Es wird nun Bezug auf die Figur 2 genommen. In dieser sind der Stössel 2, ein Festanschlag 5 im Werkzeugoberteil 3 und ein Festanschlag 6 im Werkzeugunterteil 4 dargestellt. Weiter sind auch einige Schnittstempel 8 eingezeichnet.
- Der Festanschlag 6 ist nun mit einem wie oben beschriebenen Bauteil 15 ausgerüstet, der abhängig von der jeweiligen Auffahrkraft die elastische Verformung des Festanschlages 6 registrierend ein elektrisches Signal abgibt.
- Dieses Signal ist einem Signalverstärker 12 zugeführt und der Ausgang dieses Signalverstärkers 12 ist einem Steuerteil 13 zur Stösselhöhenverstellung zugeführt. Der Steuerteil 13 steht in Verbindung mit dem Stellmotor 9 zur Stösselhöhenverstellung und mit dem Positionsgeber 11 der Stösselhöhenverstellung. Der Stellmotor 9 treibt den Getriebezug 10 für die Stösselhöhenverstellung an. Die Baueinheiten 9 - 11 und 13 sind bekannter Bauart, wie dies auch der Fall beim Signalverstärker 12 ist, und damit erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung dieser Geräte.
- Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ausführung ist wie folgt. Es sei davon ausgegangen, dass im Betrieb der Schnittpresse bei jedem Hub ein Aufschlagen auf einen Festanschlag erfolgt. Wie bereits erwähnt, wird die damit erfolgende kleine elastische Verformung des Festanschlages in ein elektrisches Signal umgesetzt. Offensichtlich entspricht nun eine genau bestimmbare Aufschlagskraft und damit elektrisches Signal einem einwandfreien Betrieb mit einer Soll-Höhenstellung des Stössels. Dabei muss nicht notwendigerweise ein einziger Wert festgelegt sein, sondern ein Wertbereich, bzw. ein Wert mit Toleranzgrenzen.
- Wenn nun die Höhenstellung des Stössels zu gross ist, so dass kein oder ein zu schwaches Auftreffen auf den Festanschlag erfolgt, könnte Ausschuss produziert werden, da ein entsprechendes Werkzeugteil, z.B. ein Stempel, bei einem Prägen nicht tief genug in ein Werkstück eindringt oder beim Schneiden nicht vollständig durch das Werkstück dringt.
- Das entsprechende Signal liegt unterhalb einer vorgegebenen Grenze, welcher Zustand im Steuerteil 13 festgestellt wird, und der entsprechend dem Stellmotor 9 zur Stösselhöhenverstellung ein Signal übermittelt, welches bewirkt, dass die Höhenstellung des Stempels bis zum Auftreten der für den einwandfreien Betrieb vorgegebenen Auffahrkraft geändert wird.
- Wird eine im Vergleich zum vorgegebenen Wert, bzw. Wertbereich, zu grosse Auffahrkraft ermittelt, ist dies ein Zeichen einer zu tiefen Stösselendlage, was eine unerwünschte zusätzliche Pressenbelastung ergibt. Entsprechend wird der Stellmotor 9 derart gesteuert, dass die Höhenstellung des Stempels erhöht wird, bis wiederum eine vorgegebene Auffahrkraft herrscht und die Presse somit entlastet wird.
- Diese Steuerung der Höhenstellung des Stössels kommt insbesondere bei unterschiedlichen Drehzahlen, bzw. Hubzahlen, bei schnell laufenden Schnittpressen zum Einsatz, z.B. beim Hochfahren oder bei Aenderungen der Hubzahlen im normalen Betrieb.
- Bekanntlicherweise nimmt bei ungesteuerten Schnittpressen die Eintauchtiefe eines Oberwerkzeuges in ein dazugehöriges Unterwerkzeug bei zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. höhere Hubzahl, zu. Bei der vorliegenden Ausbildung ist durch die Festanschläge sichergestellt, dass die Eintauchtiefe absolut begrenzt ist, oder im Bedarfsfall sogar 0 ist. Die Höhenstellung des Stössels lässt sich nun im Betrieb, abhängig von den vorherrschenden Gegebenheiten steuern, wobei die Basis der Steuerung nicht auf einer Messung z.B. der Drehzahl basiert, sondern von der tatsächlich erfolgenden Auffahrkraft. Die Auffahrkraft wird dabei unmittelbar am davon betroffenen Teil, nämlich dem Festanschlag, ermittelt, wobei eine elastische verformung abgetastet wird. Es wird also keine Messung an einem vom Ort des Auftreffens auf den Festanschlag entfernten Stelle durchgeführt, welche Messung durch Verformungen von Maschinenteilen, Aenderungen in Lagern im Betrieb ungenau wird. Somit lässt sich also die Belastung der Festanschläge, d.h. die darauf erfolgende Auffahrkraft, bei sich ändernder Hubzahl konstant halten. Im Steuerteil 13 lässt sich beim Einfahren einer neu eingerüsteten Maschine bezüglich der Stösselhöhe, in Abhängigkeit der Hubzahl, eine wählbare Grundkorrektur einstellen, und nach dem Einkuppeln kann dann auf ein Steuern, abhängig von der vorgegebenen Auffahrkraft, entsprechend der vom Sensor, bzw. den Sensoren, gelieferten Werten, umgeschaltet werden. Auch ist es möglich, im Steuerteil 13 die von der Hubzahl abhängige Stösselhöhenkorrektur einzustellen, wobei dann die von den Sensoren gelieferten Werte die vorgängig eingestellten Werte übergeordnet korrigieren. Die Steuerung der Höhenstellung des Stössels kommt aber auch bei ändernden Temperaturverhältnissen, z.B. beim Anfahren der kalten Presse und sowie bei ändernden Umgebungstemperaturen zum Tragen.
- Es wird nun auf die Figuren 3 und 4 hingewiesen. Die Drehzahl (Hubzahl) einer jeweiligen Schnitt presse ist mit "n" bezeichnet, und die Pressenbelastung allgemein mit "F". Grundsätzlich wird eine Stanzpresse für eine Nennpresskraft FN ausgelegt. Diese Auslegung bestimmt also die Grösse der Maschine und damit entscheidend den kaufpreis für den Benützer einer jeweiligen Maschine. Die Schnittkraft, bzw. Prägekraft, ist mit FSt bezeichnet. Dies ist die im Werkzeug entstehende und von der Schnittpresse aufzubringende Kraft für einen jeweiligen Arbeitsgang, z.B. Stanzen, Prägen, Biegen, etc. entsprechend dem herzustellenden Erzeugnis. Die von der Schnittpresse ebenfalls aufzunehmende Aufschalgkraft auf den Festanschlag, bzw. die Festanschläge, ist mit FA bezeichnet. Die Summe FSt + FA bestimmt somit die von der Schnittpresse (abgesehen von durch z.B. Lagerreibungen entstehenden inneren Verluste der Maschine) aufzubringende Kraft, bestimmt also die Auslegung, bzw. Grösse, und somit schlussendlich Kosten derselben.
- In der Figur 3 ist nun von einer Hubzahl n₁ ausgegangen, rein beispielsweise 100 Hübe pro Minute. Die Pressenbelastung F setzt sich also zusammen aus FSt + FA. Es wird also davon ausgegangen, dass ein Werkzeug mit Festanschlägen vorhanden ist. Weiter sei davon ausgegangen, dass die Stösselhöhe gleich bleibt, also keine Vorkehrungen zur Aenderung der Stösselhöhe (z.B. abhängig von Hubzahl oder Aufschlagkraft) erfolgt, somit die von der Schnittpresse aufzubringende Kraft bei zunehmender Hubzahl zunimmt. Die Pressenkraft F nimmt bei steigendem n entsprechend der ausgezogenen Kurvenlinie zu. Die Hubzahl n2, rein beispielsweise 1000 Hübe pro Minute, sei die maximale Hubzahl dieser Schnittpresse. Bei n₂ ergibt sich nun die Nennpresskraft FN dieser Schnittpresse, also die Auslegungsgrösse und schliesslich Kosten derselben.
- Die gestrichelte Kurvenlinie gibt nun die aufzuwendende Presskraft F bei der erfindungsgemäss mit Stesselhöhenkorrektur ausgerüsteten Schnittpresse. Insbesondere zu bemerken ist, dass die Auffahrkraft auf den Festanschlag, bzw. die Festanschläge, aufgrund der nun erfolgenden Stösselhöhenkorrektur im gesamten Hubzahlbereich konstant gehalten wird. Die gestrichelte Kurvenlinie verläuft unterhalb der ausgezogenen Linie wieder bis zur maximalen Hubzahl n₂. Es ergibt sich somit eine entscheidende Verminderung der von der Presse aufzubringenden Pressenkraft, welche Reduktion mit FR eingezeichnet ist. Bei gleich ausgelegter Schnittpresse ergibt sich eine Reduktion der Belastung derselben, die 20 bis 30 % beträgt! Das heisst somit, dass im Falle von Festanschlägen, kombiniert mit Stösselhöhenverstellung, die anzuschaffende Schnittpresse für dieselbe Arbeitsleistung nicht für FN ausgelegt werden muss, sondern für FN - FR. Es ergibt sich also eine "kleinere" Maschine, was zu entscheidenden Kosteneinsparungen bei der Anschaffung derselben führt.
- Es wird nun auf Figur 4 hingewiesen, in der sämtliche Bezeichnungen denjenigen der Figur 3 entsprechen. Das Diagramm beruht auf einer Schnittpresse, die identisch zu derjenigen der Figur 3 mit der Nennpresskraft FN ist, also die Pressenbelastung ohne Stösselhöhenkorrektur mit zunehmender Hubzahl entlang der ausgezogenen Kurvenlinie (der Figur 3) zunimmt.
- Bei der Presse, die dem Diagramm der Figur 4 zugrunde liegt, ist die Stösselhöhenkorrektur sowie die Hubbegrenzung mittels Festanschlägen vorhanden. Der Wert FA, also die Aufschlagkraft auf einen jeweiligen Festanschlag ist bei der Hubzahl n₁ gleich demjenigen der Fig. 3 und wird bei steigender Hubzahl konstant gehalten. Da jedoch die Pressenbelastung bei zunehmender Hubzahl bis zu n₂ wieder zum selben Wert FN gemäss der Nennpresskraft ansteigen darf, kann nun FSt entsprechend und spürbar grösser sein. Das heisst, dass bei einer vorgegebenen Schnittpresse, welche mit Festanschlägen und Stösselhöhensteuerung ausgerüstet ist, die verfügbare Arbeitskraft deutlich grösser ist. Der Unterschied kann bis zu 40 % betragen. Und dies ergibt offensichtlich bedeutende Einsparungen beim Anschaffen einer Stanzpresse, weil auf der entsprechend ausgerüsteten Stanzpresse eine viel höhere Arbeitskraft zur Bearbeitung von Werkstücken zur Verfügung steht.
- Es wird nun auf die Figuren 5 - 7 Bezug genommen. In diesen ist schematisch der Verlauf des Stösselweges im unteren Totpunktbereich gezeichnet. Dabei bedeutet t den Zeitablauf und h den Stösselweg.
- In der Figur 5 ist der Verlauf des Stösselweges bei einer niedrigen Hubzahl gezeichnet, beispielsweise beim Einrichten der Schnittpresse. Wenn keine Festanschläge vorhanden sind, entspricht die unterste Stössellage der Stelle B, wobei der spezifische Stösselweg ohne Festanschlag und ohne Schnitt-, bzw. Prägearbeit als strichlinierte Teilstrecke gezeichnet ist. Sind Festanschläge vorhanden, folgt der Stösselweg (einschliesslich Schnitt-, bzw. Prägearbeit) der ausgezogenen Kurvenlinie, wobei nun die unterste Stössellage bei A vorhanden ist. Insbesondere wird darauf aufmerksam gemacht, dass der Stösselweg bei der untersten Stössellage als geradlinige Strecke aufgrund des Festanschlages gezeichnet ist. Ein weiteres Abwärtsbewegen erfolgt nicht. Es ist also eine exakt definierte unterste relative Lage bezüglich des Werkzeugunterteils durch die Festanschläge vorhanden.
- In der Figur 6 ist der Verlauf des Stösselweges im unteren Totpunktbereich bei Arbeitsbetrieb gezeichnet. Ohne Festanschläge, ohne Stösselhöhensteuerung, bzw. -korrektur und ohne Schnitt-, bzw. Prägearbeit verläuft der Stösselweg gemäss der strichlinierten Kurvenlinie, um die unterste Stössellage entsprechend der Stellung des Buchstabens B zu erreichen.
- Mit Festanschlägen und Schnitt- bzw. Prägearbeit verläuft der Stösselweg entlang der ausgezogenen Linie, wobei die unterste Stössellage bei A vorhanden ist. Zu beachten ist die relativ lange horizontale Strecke, also relativ lange Zeitdauer, während welcher folglich die Auflagekraft auf den Festanschlag wirkt. Der grosse Unterschied Δ h von A nach B weist auf einen hohen Auffahrdruck auf die Festanschläge hin.
- Figur 7 zeigt denselben Betriebszustand der Schnittpresse wie Figur 6. Der Verlauf des Stösselweges mit Festanschlägen und mit Stösselhöhensteuerung, die aufgrund der Anschlagauffahrtkraft geregelt ist, erfolgt entlang der ausgezogenen Linie der Figur 7. Die unterste Stössellage ist wieder mit A bezeichnet. Die Zeitdauer dieser untersten Stössellage gemäss der horizontal verlaufenden Strecke bei A ist nun wesentlich kürzer als beim Stösselweg nach Figur 6. Die gestrichelte Linie, aus welcher die unterste Stössellage B ersichtlich ist, stellt dieselbe ohne Festanschläge, jedoch mit Stösselhöhensteuerung dar.
- Der geringe Unterschied Δ h′ von A nach B bestätigt den geringen Auffahrdruck auf die Festanschläge.
- Der bzw. die Sensoren können auch eine vom betreffenden Festanschlag getrennte Baueinheit bilden und dabei neben oder direkt unter dem Festanschlag eingebaut sein. Der Festanschlag könnte auch in Form eines Rahmens ausgebildet sein.
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