EP0605698B1

EP0605698B1 - Gelenkhebelpresse

Info

Publication number: EP0605698B1
Application number: EP93915968A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Müller
Original assignee: LENHAUSER HAMMERWERK GmbH
Current assignee: LENHAUSER HAMMERWERK GmbH
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2013-07-21
Also published as: DE4224277A1; EP0605698A1; WO1994002308A3; US5477725A; WO1994002308A2; DE59305540D1; JPH06511203A

Abstract

Die Presse hat ein im Prinzip C-förmiges Gestell mit Bodenplatte (10), Tisch (13), zwei Seitenwangen (11) und einer Kopfplatte (12). Zur Führung des kastenförmigen Stößels (30) ist ein Führungskörper (20) vorgesehen, der zwischen den beiden Seitenwänden auf dem Tisch angeordnet ist ohne Verbindung mit den durch die Presskraft belasteten Ständerwangen und dem Pressenoberteil. Die Presskraft wird ausgelöst durch einen Druckmittelzylinder auf der Kopfplatte, dessen Kolbenstange (47) an zwei Antriebshebeln (60) angekoppelt, die ihrerseits jeweils über Lenker (43) an einer Seitenwange (11) angeschlossen sind. Die beiden Antriebshebel (60) sind über zwei Pleuel (40) mit dem Stößel verbunden. Es ist eine Ständerdämpfung vorgesehen mit zwei Säulen (50) bestehend jeweils aus einem mit der Deckenplatte verbundenen Oberteil (52) und einem mit dem Tisch verbundenen Unterteil, dazwischen eingeschaltet ein die Dämpfung bewirkender Zylinderkolben (51). Bei außermittiger Belastung in Stößellängsrichtung wird durch Verlagerung des Pressenoberteils eine einseitige Aufweitung des Werkzeugraumes komponsiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkhebelpresse mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Gelenkhebelpresse (Kniehebelpresse) dieser Art (US-A 2 204 413) steht sowohl das Kniehebelsystem als auch die Führungseinrichtung für den Stößel mit dem Gestell der Presse in Verbindung. Bei einer solchen bekannten Presse besteht die Gefahr, daß außermittige Belastungen des Stößels und die damit verbundene Reaktion am Gestell zur Verlagerung des Stößels und somit zu minderwertigen Preßergebnissen führen.
Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Gelenkhebelpresse der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß außermittige Belastungen beim Pressen im wesentlichen keine Verlagerung des Stößels zur Folge haben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Unteranspruch hat eine bevorzugte Ausführungsform dieser Lösung im Hinblick auf die bestehende Aufgabe zum Inhalt.
Außer den vorgenannten Stand der Technik ist eine Presse bekannt (US-A 2 916 987) bei der versucht wird die Führungselemente für den Stößel vor einem Reaktionskräfte aufnehmenden Grundrahmen freizuhalten. Es handelt sich dabei jedoch nicht um eine Gelenkhebelpresse sondern um eine Presse bei der der Stößel unmittelbar am Preßzylinder befestigt ist. Die bei dieser bekannten Presse getroffenen Maßnahmen können keine Anregungen für Lösungen bei einer Kniehebelpresse geben.
Eine Gelenkhebelpresse nach der Erfindung ist auf dem Gebiet der spanlosen Umformtechnik vielseitig anwendbar. Sie hat ein an sich bekanntes Gestell C-Ausführung.
Sie hat ein an sich bekanntes Gestell in C-Ausführung, Bauart Doppelständer. Es ist ein Führungskörper vorgesehen, der zwischen den beiden Ständerwangen angeordnet ist und mit dem Pressenfuß eine Einheit bildet. Im übrigen besteht jedoch zwischen dem Führungskörper keinerlei Verbindung mit den durch die Preßkraft belasteten Ständerwangen und dem Pressenoberteil. Wird der Ständer durch die Preßkraft und die Reaktionskräfte verlagert, so bleibt die vom Ständer getrennte Führung unberührt.
Man kann die Führung als eine sechsfache Flachführung mit Umgriff ausbilden, bei der jede Führungsbahn den Stößel nur in einer Richtung führt, während die Führungsbahn in die jeweils andere Richtung Freiheit hat. Dadurch wird, z.B. durch Erwärmung und der damit verbundenen Vergrößerung, der Stößel immer exakt geführt ohne zu klemmen.
Die Führungsbahnen der Stößelführung sind so gestaltet, daß der Raum über dem Pressentisch nicht durch vorstehende Führungsteile begrenzt ist. Dies hat den Vorteil, daß Werkzeugteile, die über die Stößelfläche hervorragen, den Stößelhub nicht einschränken oder die Führungsbahnen wesentlich verkürzen und damit die Führungseigenschaften ungünstig beeinflussen. Erfindungsgemäß wird der Stößel in Höhe der Stößelfläche in jedem Fall voll geführt.
Darüberhinaus kann die Stößelführung auch noch unterhalb der Stößelfläche fortgeführt werden.
Der Stößelantrieb ist eine Kombination aus Kniehebel- und Hebelfunktion, wobei die beiden Funktionen zeitlich hintereinander ablaufen. Bei der Schließbewegung wirkt sich zunächst die Kniehebelfunktion aus. Kommt der Kniehebel in eine angenäherte gestreckte Lage, so erzeugt er keinen Weg mehr, denn das Übersetzungsverhältnis geht gegen unendlich. In dieser Situation übernimmt der Hebel den Rest des Nennkraftweges. Dieser wird mit gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis durchfahren und wird bestimmt durch die Stellung des Hebels um die Horizontale. Der mögliche Schwenkwinkel liegt bei etwa 20° vor und hinter der waagerechten Stellung. Dabei wird die Winkelstellung durch die Arbeitsaufgabe festgelegt. Bei kleinen Nennkraftwegen kann anstelle eines Hebels auch ein Exzenterhebel eingesetzt werden.
Eine Überlastsicherung, wie sie bei mechanischen Pressen mit wechselndem Übersetzungsverhältnis nach dem Stand der Technik vielfach erforderlich ist, braucht im allgemeinen bei einer Presse nach der Erfindung nicht eingebaut zu werden. Bei einer solchen ist das Übersetzungverhältnis im Nennkraftbereich gleichbleibend. Die Maximalkraft wird durch die Kraft des Druckmittelzylinders bestimmt. Das Druckmittel wird mittels eines Druckbegrenzungsventil auf den höchsten Systemdruck eingestellt. Damit ist gleichfalls die größte Stößelkraft bestimmt. Durch das Fehlen einer Bruchsicherung ist somit dem Stößelantrieb eine Schwachstelle genommen. Durch die Anordnung eines vertikalen Druckmittelzylinders in Verbindung mit der Kinematik des Gelenkhebelantriebs ist auf engstem Raum ein mechanischer Antrieb möglich, der Hubwege über 300 mm zuläßt bei gleichzeitig großem Nennkraftweg bis ca. 100 mm.
Die erfindungsgemäße Ständerdämpfung besteht aus einem Druckstempel und einem Druckmittelzylinder mit den zugehörigen Ventilen und Speichern. Die Funktion der Ständerdämpfung wird eingeleitet durch das Auffedern des Ständers unter Last. Der Druckstempel ist zu diesem Zeitpunkt noch unbelastet. Zwischen dem belasteten Ständer und dem unbelasteten Druckstempel entsteht eine Bewegung, welche in den aufgesetzten Zylinder Druckmittel einströmen läßt, das in einem Speicher zur Verfügung steht. Wird z.B. nach einem Schneidvorgang der Ständer schlagartig entlastet, so kann das unter Druck stehende Druckmittel wegen der Schaltung nur über eine Drossel entweichen. Der Ständer baut die gespeicherte Spannung kontrolliert ab.
Die Dämpfung des Ständers erfordert keine zusätzliche Energie. Es besteht sogar die Möglichkeit, von Fall zu Fall die Auffederungsenergie zurückzugewinnen. Der ausschließlich am Pressenfuß orientierte Führungsgrundkörper in Verbindung mit dem beschriebenen Gelenkhebelantrieb kompensiert bei außermittiger Belastung in Stößellängsrichtung durch die Verlägerung des Pressenoberteils die einseitige Aufweitung des Werkzeugraumes.
Bei einer Gelenkhebelpresse nach der Erfindung (C-Gestell-Presse) ergibt sich durch eine Zweipunktlagerung beziehungsweise eine Mehrpunktlagerung des Stößels in Verbindung mit einer vom Ständer getrennten Stößelführung und in Verbindung mit einem spezifischen Antriebssystem ein zwangsläufiger, aktiver Ausgleich der Kippung und der Verlagerung des Stößels. Durch die damit verbundene Führungsverlagerung und Ständerverlagerung bleibt der Werkzeugraum selbstständig aktiv und ausschließlich durch Eigenkinematik parallel erhalten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.

Fig. 1: zeigt eine Seitenansicht einer Gelenkhebelpresse nach der Erfindung;
Fig. 2: ist eine Ansicht von vorne;
Fig. 3: stellt einen Schnitt nach III-III von Fig. 2 dar;
Fig. 4: ist ein lotrechter Schnitt nach IV-IV von Fig. 2;
Fig. 5: ist ein Detailschnitt nach V-V von Fig. 4;
Fig. 6: ist ein Schnitt nach VI-VI von Fig. 4;
Fig. 7: ist eine Ansicht nach VII von Fig. 4.

Zunächst wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die Gelenkhebelpresse nach der Erfindung hat ein Gestell bestehend auch einer Bodenplatte 10, zwei Seitenwänden 11 (Wangen), einer Kopfplatte 12 und einem Tisch 13. Oben auf der Kopfplatte befindet sich ein Druckmittelzylinder 16, durch den ein kastenförmiger Stößel 30 zur Durchführung eines Preßvorgangs nach unter gegen den Tisch 13 zubewegt wird und wieder zurückbewegt wird. Im Bereich des Tisches 13 und des Stößels 30 sind die Seitenwände 11 ausgenommen, so daß sich ein von drei Seiten zugänglicher Arbeitsraum 15 ergibt. Der Tisch ist stabil auf Füßen 17 abgestützt. Das Gestell hat über dem Arbeitsraum eine Abdeckung 14 und ist insgesamt als C-Ständer ausgebildet.
Die konstruktive Ausbildung des kastenförmigen Stößels als Träger des Preßwerkzeuges ergibt sich aus Fig. 3 und 4. Es ist eine untere Platte 31 vorgesehen, eine vordere Platte 32 sowie Seitenwände 33 und Zwischenwände 34. Zur Auf- und Abführung des Stößels ist fest auf dem Tisch 13 ein Führungskörper 20 vorgesehen, mit zwei Führungsbahnen 21, nämlich zwei seitlichen Führungsbahnen 21a und einer mittigen Führungsbahn 21b, an denen der Stößel mit Hilfe eines Schlittens 22 geführt ist. Der Führungskörper 20 hat lediglich eine Führungsaufgabe. Er bleibt frei von Kräften, die bei Preßvorgängen auf herkömmlichen Pressenständern mit herkömmlichen Führungsbahnen vielfach Verformungen hervorrufen und eine präzise Führung verhindern. Auf Fig. 7 rechte Seite ist bei 70 ein Werkzeug angedeutet.
Im Stößel 30, nämlich in den Seitenwänden 33 und in der Zwischenwand 34 ist, wie sich aus Fig. 3 ergibt, eine Achse 35 gelagert, an welcher zwei gleiche untere Lenker 40 (Pleuel) in lotrechter Anordnung gehalten sind. Jeder dieser unteren Lenker hat oben eine Gabel 41 und nimmt darin in einer prinzipiell horizontalen Stellung einen Antriebshebel 60 auf. Dabei ist die Verbindung zwischen der Gabel und dem Antriebshebel in der Mitte derselben durch jeweils einen Achsbolzen 42 hergestellt.
Die beiden Antriebshebel 60 sind an einem Ende mittels eines Achsbolzens 46 (Fig. 5) an einen Kopf 48 gelenkig angeschlossen wobei dieser Kopf an eine Kolbenstange 47 des Druckmittelzylinders 16 angeschlossen ist. Bei der Auf- und Abbewegung der Kolbenstange 47 und somit des Kopfes 48 werden die beiden Antriebshebel 60 im Bereich des Achsbolzens 46 lotrecht geführt.
Die anderen Enden der Antriebshebel 60 sind durch eine untere Welle 45 verbunden (Fig. 6). Auf dieser Welle sind zwei obere Lenker 43 (Fig. 6) gelagert, die jeweils einem Antriebshebel zugeordnet sind. Diese oberen Lenker sind von den Antriebshebeln aus nach oben gerichtet (Fig. 4) und an einer oberen Welle 44 angelenkt, die (Fig. 5) in den Seitenwänden 11 mit Flanschen 44a gelagert ist.
Jeder Ständerwange 12 ist zur Dämpfung eine Säule zugeordnet, in der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4. Jede Säule besteht aus einem Unterteil 50, das fest mit der Bodenplatte 10 verbunden ist, und einem Oberteil 52, das fest mit der Kopfplatte 12 verbunden ist. Zwischen den beiden Bauteilen ist ein hydraulisches Element (Druckmittelelement) angeordnet, dessen Zylinder mit dem Oberteil und dessen Kolben mit dem Unterteil verbunden ist.

Claims

Gelenkhebelpresse mit den Merkmalen:
- sie hat ein Gestellt bestehend aus einer Bodenplatte (10), zwei Seitenwänden (11), einer Kopfplatte (12) und einem auf der Bodenplatte abgestützten Tisch (13);

- mittels eines auf der Kopfplatte mittig angeordneten Druckmittelzylinders (16) wird ein kastenförmiger Stößel (30) über dem Tisch auf und ab bewegt;

- die Bewegung einer Kolbenstange (47) auf den Stößel (30) wird durch ein Gelenkhebelsystem übertragen, das aus folgenden Einzelteilen besteht:

- zwei untere Lenker (40) (Pleuel) sind in lotrechter Anordnung am Stößel (30) angelenkt und nehmen jeweils oben an einer Gabel (41) in der Mitte in horizontaler Anordnung einen Antriebshebel (60) gelenkig auf;

- die beiden Antriebshebel sind am einen Ende an einem Kopf (48) der Kolbenstange angelenkt;

- gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale.
- die beiden anderen Enden der Antriebshebel sind durch eine gemeinsame untere Welle (45) oder durch je einen Bolzen mit oberen Lenkern (43) verbunden, die jeweils mit ihrem oberen Ende an einer Seitenwand (11) angelenkt sind.

- der Stößel (30) ist an einem Führungskörper (20) geführt, der zwischen den beiden Seitenwänden (Ständerwangen 11) angeordnet ist und ohne Verbindung mit dem durch die Preßkraft belasteten Ständerwangen und dem Pressenoberteil mit dem Pressentisch (13) eine Einheit bildet.
Gelenkhebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ständerwange (11) eine Säule zugeordnet ist, die im Grundriß im Bereich der Führungsbahn (21) angeordnet ist und jeweils aus einem Unterteil (50) besteht, das fest mit der Bodenplatte (10) verbunden ist, und aus einem Oberteil (52), das fest mit der Kopfplatte (12) verbunden ist, und daß zwischen die genannten Teile zur Dämpfung der Stöße ein Druckmittelelement eingesetzt ist, dessen Zylinder mit dem einen und dessen Kolben mit dem anderen Teil der Säule verbunden ist.