EP0605698B1 - Articulated lever press - Google Patents
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- B30B15/04—Frames; Guides
Definitions
- the invention relates to an articulated lever press with the features according to the preamble of claim 1.
- the object of the invention is to be seen in designing an articulated lever press of the type in question in such a way that eccentric loads during pressing essentially result in no displacement of the ram.
- the subclaim has a preferred embodiment of this solution with regard to the existing task.
- An articulated lever press according to the invention is versatile in the field of non-cutting forming technology. It has a known C-frame.
- a guide body is provided which is arranged between the two upright cheeks and with which Press foot forms a unit. Otherwise, however, there is no connection whatsoever between the guide cheeks, which are loaded by the pressing force, and the upper press part. If the stand is displaced by the pressing force and the reaction forces, the guide which is separate from the stand remains unaffected.
- the guide can be designed as a sixfold flat guide with a wrap-around, in which each guideway only guides the plunger in one direction, while the guideway has freedom in the other direction. This will e.g. due to heating and the associated enlargement, the plunger is always guided exactly without jamming.
- the guideways of the ram guide are designed so that the space above the press table is not limited by the protruding guide parts. This has the advantage that tool parts that protrude beyond the plunger surface Do not restrict the ram stroke or significantly shorten the guideways and thus adversely affect the guiding properties. According to the invention, the plunger is fully guided in each case at the level of the plunger surface.
- the ram guidance can also be continued below the ram surface.
- the tappet drive is a combination of toggle lever and lever function, the two functions taking place in succession.
- the toggle lever function first has an effect on the closing movement. If the toggle lever comes into an approximate stretched position, it no longer creates a path, because the transmission ratio goes towards infinity. In this situation, the lever takes over the rest of the nominal force range. This is traversed with a constant transmission ratio and is determined by the position of the lever around the horizontal. The possible swivel angle is around 20 ° in front of and behind the horizontal position. The angular position is determined by the work task. With small nominal force paths, an eccentric lever can also be used instead of a lever.
- An overload safety device as is often required in mechanical presses with a changing transmission ratio according to the prior art, generally does not need to be installed in a press according to the invention.
- the maximum force is determined by the force of the pressure medium cylinder.
- the pressure medium is set to the highest system pressure by means of a pressure relief valve. This also determines the greatest ram force. Due to the lack of breakage protection, a weak point has been removed from the ram drive. Due to the arrangement of a vertical pressure medium cylinder in connection with the kinematics of the articulated lever drive is on A mechanical drive is possible in a confined space, which allows strokes over 300 mm with a large nominal force travel up to approx. 100 mm.
- the stator damping according to the invention consists of a pressure stamp and a pressure medium cylinder with the associated valves and accumulators.
- the stand damping function is initiated by the spring opening of the stand under load.
- the printing stamp is still unloaded at this time.
- a movement occurs between the loaded stand and the unloaded pressure stamp, which allows pressure medium to flow into the mounted cylinder, which is available in a memory.
- the pressurized pressure medium can only escape via a throttle due to the circuit.
- the stand releases the stored voltage in a controlled manner.
- Damping the stand does not require additional energy. It is even possible to recover the spring energy on a case-by-case basis.
- the guide body which is oriented exclusively on the press foot in conjunction with the articulated lever drive described, compensates for the unilateral expansion of the tool space in the event of eccentric loading in the longitudinal direction of the ram by the displacement of the upper press part.
- a two-point bearing or a multi-point bearing of the ram in connection with a ram guide separate from the stand and in connection with a specific drive system results in an inevitable, active compensation of the tilting and the displacement of the ram . Due to the associated guide shifting and stand shifting, the tool room remains active independently and is maintained in parallel solely through its own kinematics.
- the articulated lever press also has a frame consisting of a base plate 10, two side walls 11 (cheeks), a head plate 12 and a table 13 is moved under against the table 13 and is moved back again. In the area of the table 13 and the plunger 30, the side walls 11 are excluded, so that there is a work space 15 accessible from three sides.
- the table is stably supported on feet 17.
- the frame has a cover 14 above the work area and is designed as a C-stand.
- FIGS. 3 and 4 The structural design of the box-shaped tappet as a carrier of the pressing tool results from FIGS. 3 and 4.
- a lower plate 31 is provided, a front plate 32 and side walls 33 and intermediate walls 34.
- a guide body 20 is provided on the table 13, with two guideways 21, namely two lateral guideways 21a and a central guideway 21b, on which the plunger is supported by means of a slide 22 is led.
- the guide body 20 has only one management task. It remains free of forces that often cause deformation during pressing operations on conventional press stands with conventional guideways and prevent precise guidance.
- a tool is indicated at 70 on the right-hand side of FIG. 7.
- an axis 35 is mounted, as can be seen in FIG. 3, on which two identical lower links 40 (connecting rods) are held in a vertical arrangement.
- Each of these lower links has a fork 41 at the top and receives a drive lever 60 in a basically horizontal position.
- the connection between the fork and the drive lever in the middle of the same is made by an axle bolt 42.
- the two drive levers 60 are articulated at one end by means of an axle bolt 46 (FIG. 5) to a head 48, this head being connected to a piston rod 47 of the pressure medium cylinder 16.
- the two drive levers 60 are guided perpendicularly in the region of the axle bolt 46.
- the other ends of the drive levers 60 are connected by a lower shaft 45 (Fig. 6).
- Two upper links 43 (FIG. 6) are mounted on this shaft, each of which is assigned to a drive lever. These upper links are directed upwards from the drive levers (FIG. 4) and articulated on an upper shaft 44 which (FIG. 5) is mounted in the side walls 11 with flanges 44a.
- Each stand cheek 12 is assigned a column for damping, in the arrangement according to FIGS. 3 and 4.
- Each column consists of a lower part 50, which is firmly connected to the base plate 10, and an upper part 52, which is firmly connected to the head plate 12 .
- a hydraulic element pressure medium element is arranged between the two components, the cylinder of which is connected to the upper part and the piston of which is connected to the lower part.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkhebelpresse mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an articulated lever press with the features according to the preamble of claim 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.In an articulated lever press (toggle press) of this type (US-A 2 204 413), both the toggle lever system and the guide device for the ram are connected to the frame of the press. In such a known press there is a risk that eccentric loads on the ram and the associated reaction on the frame lead to the displacement of the ram and thus to inferior pressing results.
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.The object of the invention is to be seen in designing an articulated lever press of the type in question in such a way that eccentric loads during pressing essentially result in no displacement of the ram.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Der Unteranspruch hat eine bevorzugte Ausführungsform dieser Lösung im Hinblick auf die bestehende Aufgabe zum Inhalt.The subclaim has a preferred embodiment of this solution with regard to the existing task.
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.In addition to the aforementioned prior art, a press is known (US Pat. No. 2,916,987) in which an attempt is made to keep the guide elements for the plunger clear of a base frame that absorbs reaction forces. However, it is not an articulated lever press but a press in which the ram is attached directly to the press cylinder. The measures taken in this known press can give no suggestions for solutions in a toggle press.
Eine Gelenkhebelpresse nach der Erfindung ist auf dem Gebiet der spanlosen Umformtechnik vielseitig anwendbar. Sie hat ein an sich bekanntes Gestell C-Ausführung.An articulated lever press according to the invention is versatile in the field of non-cutting forming technology. It has a known C-frame.
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.It has a known C-frame, double-column type. A guide body is provided which is arranged between the two upright cheeks and with which Press foot forms a unit. Otherwise, however, there is no connection whatsoever between the guide cheeks, which are loaded by the pressing force, and the upper press part. If the stand is displaced by the pressing force and the reaction forces, the guide which is separate from the stand remains unaffected.
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.The guide can be designed as a sixfold flat guide with a wrap-around, in which each guideway only guides the plunger in one direction, while the guideway has freedom in the other direction. This will e.g. due to heating and the associated enlargement, the plunger is always guided exactly without jamming.
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.The guideways of the ram guide are designed so that the space above the press table is not limited by the protruding guide parts. This has the advantage that tool parts that protrude beyond the plunger surface Do not restrict the ram stroke or significantly shorten the guideways and thus adversely affect the guiding properties. According to the invention, the plunger is fully guided in each case at the level of the plunger surface.
Darüberhinaus kann die Stößelführung auch noch unterhalb der Stößelfläche fortgeführt werden.In addition, the ram guidance can also be continued below the ram surface.
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.The tappet drive is a combination of toggle lever and lever function, the two functions taking place in succession. The toggle lever function first has an effect on the closing movement. If the toggle lever comes into an approximate stretched position, it no longer creates a path, because the transmission ratio goes towards infinity. In this situation, the lever takes over the rest of the nominal force range. This is traversed with a constant transmission ratio and is determined by the position of the lever around the horizontal. The possible swivel angle is around 20 ° in front of and behind the horizontal position. The angular position is determined by the work task. With small nominal force paths, an eccentric lever can also be used instead of a lever.
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.An overload safety device, as is often required in mechanical presses with a changing transmission ratio according to the prior art, generally does not need to be installed in a press according to the invention. With such a gear ratio is constant in the nominal force range. The maximum force is determined by the force of the pressure medium cylinder. The pressure medium is set to the highest system pressure by means of a pressure relief valve. This also determines the greatest ram force. Due to the lack of breakage protection, a weak point has been removed from the ram drive. Due to the arrangement of a vertical pressure medium cylinder in connection with the kinematics of the articulated lever drive is on A mechanical drive is possible in a confined space, which allows strokes over 300 mm with a large nominal force travel up to approx. 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.The stator damping according to the invention consists of a pressure stamp and a pressure medium cylinder with the associated valves and accumulators. The stand damping function is initiated by the spring opening of the stand under load. The printing stamp is still unloaded at this time. A movement occurs between the loaded stand and the unloaded pressure stamp, which allows pressure medium to flow into the mounted cylinder, which is available in a memory. E.g. suddenly relieved after a cutting process of the stand, the pressurized pressure medium can only escape via a throttle due to the circuit. The stand releases the stored voltage in a controlled manner.
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.Damping the stand does not require additional energy. It is even possible to recover the spring energy on a case-by-case basis. The guide body, which is oriented exclusively on the press foot in conjunction with the articulated lever drive described, compensates for the unilateral expansion of the tool space in the event of eccentric loading in the longitudinal direction of the ram by the displacement of the upper press part.
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.In an articulated lever press according to the invention (C-frame press), a two-point bearing or a multi-point bearing of the ram in connection with a ram guide separate from the stand and in connection with a specific drive system results in an inevitable, active compensation of the tilting and the displacement of the ram . Due to the associated guide shifting and stand shifting, the tool room remains active independently and is maintained in parallel solely through its own kinematics.
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.
- Fig. 1
- shows a side view of an articulated lever press according to the invention;
- Fig. 2
- is a front view;
- Fig. 3
- represents a section along III-III of Fig. 2;
- Fig. 4
- is a vertical section according to IV-IV of Fig. 2;
- Fig. 5
- is a detailed section according to VV of Fig. 4;
- Fig. 6
- is a section along VI-VI of Fig. 4;
- Fig. 7
- is a view according to VII of 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.First, reference is made to FIGS. 1 and 2. The articulated lever press according to the invention also has a frame consisting of a
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.The structural design of the box-shaped tappet as a carrier of the pressing tool results from FIGS. 3 and 4. A
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.In the
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.The two drive
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.The other ends of the drive levers 60 are connected by a lower shaft 45 (Fig. 6). Two upper links 43 (FIG. 6) are mounted on this shaft, each of which is assigned to a drive lever. These upper links are directed upwards from the drive levers (FIG. 4) and articulated on an
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.Each stand
Claims (2)
- Articulated lever press having the following features:- it comprises a frame consisting of a bottom plate (10), two side walls (11), a head plate (12) and a table (13) supported on the bottom plate;- by means of a hydraulic medium cylinder (16) arranged centrally on the head plate a box-shaped slide (30) is moved upwardly and downwardly above the table;- the movement of a piston rod (47) is transferred to the slide (30) by an articulated lever system which comprises the following individual parts:- two lower guide rods (40) (connecting rods) are linked to the slide (30) in a vertical arrangement and each of them receives at the top at a fork (41) in the centre a driving lever (60) in a horizontal arrangement;- the two driving levers are linked to one end at a head (48) of the piston rod;- characterised by the further following features:- the two other ends of the driving levers are connected by a common lower shaft (45) or each by a bolt to upper guide rods (43) which are each linked with their upper end to a side wall (11);- the slide (30) is guided at a guiding body (20) arranged between the two side walls (support cheeks 11) and forming a unit with the table (13) of the press while being neither connected to the support cheeks loaded by the compression force nor to the upper part of the press.
- Articulated lever press as claimed in claim 1, characterised in that a column is associated to each of the support cheeks (11) which is arranged in the floor plan in the region of the guide path (21), said columns each consisting of a lower part (50) fixed to the bottom plate (10) and of an upper part (52) fixed to the head plate (12), and that between the aforementioned parts there is inserted a pressure medium element for damping the impacts, the cylinder of which is connected to the one part of the column, whereas the piston thereof is connected to the other part.
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