EP0741000A2 - Einrichtung zur Parallelführung des Stössels einer hydraulischen Presse - Google Patents

Einrichtung zur Parallelführung des Stössels einer hydraulischen Presse Download PDF

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EP0741000A2
EP0741000A2 EP95113202A EP95113202A EP0741000A2 EP 0741000 A2 EP0741000 A2 EP 0741000A2 EP 95113202 A EP95113202 A EP 95113202A EP 95113202 A EP95113202 A EP 95113202A EP 0741000 A2 EP0741000 A2 EP 0741000A2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/041—Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/007—Means for maintaining the press table, the press platen or the press ram against tilting or deflection

Definitions

  • the invention relates to a device for parallel guidance of the ram of a hydraulic press, for. B. a punch press, according to the preamble of claim 1.
  • the lifting movement of the press ram is effected either with a single pressure medium cylinder or with a plurality of pressure medium cylinders working in parallel.
  • the parallel guidance of the press ram plays an important role during the work movement.
  • the causes of deviations from the parallel guidance can be asymmetrical loads and / or deviations in the mode of operation of the pressure medium cylinders acting in parallel.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for parallel guidance of the press ram of a hydraulic press, which effects a reliable parallel movement of the press ram with simple, reliable mechanical means and which also works without delay.
  • This new device is essentially based on a gear mechanism consisting of gears and Racks that force the press ram to move parallel to the press table and work without delay. Tilting of the press ram as a result of asymmetrical workpiece loading and / or non-uniformly operating pressure medium cylinders cannot occur here.
  • a second group of gearwheels and associated shafts on the press ram in a second, parallel plane.
  • two further parallel shafts can be added to the press ram in a further plane, each of which carries a gear wheel at its ends, which each engage in a toothed rack.
  • intermeshing gearwheels For spatial reasons, it may be appropriate to design the intermeshing gearwheels of different sizes. It is advantageous to choose a larger diameter for the pair of intermeshing internal gears than for the external gears.
  • the bearings of the shafts are designed so that they ensure a play-free pivot bearing.
  • the device according to the invention offers, for example for a fineblanking press, the possibility of pressing the ram instead of a single one by, for. B. to move four smaller hydraulic cylinders that can be easily arranged in the press top.
  • This has the further advantage that no foundation with a pit is required and the press does not have to be dismantled for transport.
  • the hydraulic press shown consists essentially of a lower yoke 1, two side parts 2, 3 and an upper yoke 4.
  • Lower yoke 1 and upper yoke 4 are clamped together via the side parts 2, 3 by tie rods, not shown.
  • the press ram 5 is guided between the side parts 2, 3 with the help of two pressure medium cylinders 6, 7 arranged in the upper yoke 4 and working in parallel and can be stored.
  • the piston rods 8, 9 of the pressure medium cylinders 6, 7 engage the top cover 10 of the box-like tappet 5 and cause its working and return stroke.
  • the processing tool is exchangeably attached to the underside of the plunger 5.
  • the counter tool is arranged on the table support 11, which rests on the lower yoke 1.
  • the box-like tappet 5 contains parallel side walls 12, 13. In these side walls, a total of ten shafts can be freely rotated in recesses in three superimposed levels in play-free pivot bearings, but is axially immovable.
  • Four waves are arranged in a lower and in a middle level and two waves in an upper level. All shafts protrude laterally opposite the plunger 5 and each have a spur gear on their projecting ends in a rotationally fixed connection with the respective shaft.
  • the waves of the superimposed levels are designated 14, 15 and 16.
  • the gears are like this in the two lower levels dimensioned that all four gears of the shafts 14 are in engagement with each other on each tappet side.
  • the toothed wheels of each shaft located on opposite sides of the tappet 5 are of the same size.
  • the two inner gear wheels 17 have a larger diameter than the outer gear wheels 18.
  • gear wheels 19, 20 In the plane above, in which the shafts 15 lie, the gear wheels 19, 20 have the same size as the gear wheels 17, 18 in the lower plane. In the upper level, in which the shafts 16 run, only outer gearwheels 21 are provided which correspond in size to the gearwheels 18, 20.
  • Rectangular windows 22, 23 are embedded in the side parts 2, 3 of the press frame, which form free spaces for the gears on the press ram 5 during the entire stroke.
  • a rack 24 and 25 is arranged parallel to the movement path of the plunger 5 on the side cheeks such that the corresponding external gears 18, 20 and 21 are in engagement with the adjacent rack 24 and 25, respectively.
  • This gear system causes a positively guided parallel movement of the plunger 5 during the stroke movement of the plunger 5. Because the four shafts 14 and 15 of one plane are connected to one another in the lower two planes, the external gears 18 and 20 can be inserted into the racks Intervene 24 or 25, only perform synchronous movements. Thanks to this forced parallel guidance, tilting of the press ram 5 is reliably avoided.
  • sliding surfaces 26, 27 are formed on the side parts 2, 3 along the stroke path, on which the press ram 5 is slidably guided with corresponding sliding surfaces 28, 29 during the downward and upward movement.
  • gears and shafts are arranged in three superimposed horizontal planes on the press ram. It should be noted that even with a gear arrangement in a single plane corresponding to the lower or middle level of the embodiment, the press ram 5 is forcibly guided in parallel. Such an arrangement can be quite suitable for hydraulic presses of lower output. For hydraulic presses for particularly high working pressures or high cutting accuracies, however, it is advantageous to provide gear arrangements in two or three levels one above the other in order to limit the specific loads on the gear parts.

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Abstract

Bei hydraulischen Pressen besteht während der Arbeitsbewegung des Pressenstößels die Gefahr von Verkantungen. Hauptursachen hierfür sind unsymmetrische Belastungen und/oder Ungleichförmigkeiten in der Arbeitsweise der Druckmittelzylinder, soweit zwei oder mehr Druckmittelzylinder als Antrieb vorgesehen sind. Es ist bekannt, zur Parallelhaltung des Pressenstößels hydraulisch-elektronische Steuerungen einzusetzen, die jedoch erst bei Feststellung eines Fehlers wirken können. Die neue Einrichtung zur Parallelführung basiert auf einem Getriebesystem, mittels dessen der Pressenstößel im Pressengestell an Zahnstangen zwangsgeführt ist. Dabei ist an den vier Ecken des Pressenstößels (5) je eine Zahnstange (24 bzw. 25) angeordnet. Weiter sind am Pressenstößel (5) in übereinander liegenden Horizontalebenen frei drehbare Wellen (14, 15 bzw. 16) gelagert, deren überstehende Enden je ein Stirnzahnrad (17, 18 bzw. 19, 20 bzw. 21) tragen. Die Stirnzahnräder einer Ebene sind miteinander verzahnt und greifen mit den jeweils äußeren Zahnrädern (18, 20 bzw. 21) in die benachbarte Zahnstange (24 bzw. 25) ein. Durch dieses Getriebesystem wird der Pressenstößel (5) über die gesamte Hublänge zwangsweise parallel gehalten. Durch zusätzliche Gleitführungen an den Stirnseiten des Pressenstößels (5) werden seitliche Verschiebungen verhindert. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Parallelführung des Stößels einer hydraulischen Presse, z. B. einer Stanzpresse, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei den in unterschiedlichen Ausführungen bekannten hydraulischen Pressen wird die Hubbewegung des Pressenstößels entweder mit einem einzigen Druckmittelzylinder oder mit mehreren, parallel arbeitenden Druckmittelzylindern bewirkt. In allen Fällen spielt die Parallelführung des Pressenstößels während der Arbeitsbewegung eine wichtige Rolle. Ursachen für Abweichungen von der Parallelführung können unsymmetrische Belastungen und/oder Abweichungen in der Arbeitsweise der parallel angreifenden Druckmittelzylinder sein.
  • Sind zum Antrieb des Pressenstößels zwei oder mehr Druckmittelzylinder eingesetzt, sind Vorkehrungen zu treffen, die einen absoluten Gleichlauf der Druckmittelzylinder untereinander sicherstellen, so daß Verkantungen vermieden werden. Bekannte Einrichtungen zur Gleichlaufsicherung zwecks Parallelhaltung des Pressenstößels arbeiten in der Regel mit einer hydraulisch-elektronischen Steuerung. Solche Einrichtungen sind kompliziert und kostenaufwendig. Außerdem arbeiten sie nicht verzögerungsfrei, da sie erst ansprechen können, nachdem zumindest die Tendenz für eine beginnende Verkantung des Pressenstößels festgestellt wurde.
  • Die vorgenannten Probleme sind ein Hauptgrund dafür, daß man es bislang auch bei hydraulischen Pressen für verhältnismäßig hohe Arbeitsdrücke vorgezogen hat, zum Antrieb des Pressenstößels einen einzigen Druckmittelzylinder vorzusehen. Dieser einzige Druckmittelzylinder ist beispielsweise bei einer Feinschneidpresse mit hoher Schnittgenauigkeit in der Regel unterhalb des auf- und abbewegbaren Pressenstößels angeordnet. Bei Pressen für sehr hohe Arbeitsdrücke wie beispielsweise 10.000 kN ist für die Unterbringung des relativ großen Druckmittelzylinders ein Fundament mit entsprechend tiefer Grube vorzusehen. Dies erfordert bei der Aufstellung einer solchen hydraulischen Feinschneidpresse zusätzliche bauliche Maßnahmen, die mit beachtlichen Mehrkosten verbunden sind.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Einrichtung zur Parallelführung des Pressenstößels einer hydraulischen Presse bereitzustellen, die mit einfachen, betriebssicheren mechanischen Mitteln eine zuverlässige Parallelbewegung des Pressenstößels bewirkt und die darüber hinaus verzögerungsfrei arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Diese neue Einrichtung basiert im wesentlichen auf einer Getriebemechanik, bestehend aus Zahnrädern und Zahnstangen, die den Pressenstößel zwingt, sich parallel zum Pressentisch zu bewegen, und verzögerungsfrei arbeitet. Verkantungen des Pressenstößels infolge unsymmetrischer Werkstückbelastung oder/und ungleichförmig arbeitender Druckmittelzylinder können hierbei nicht auftreten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Zur Verbesserung der Parallelführung und zur Verringerung der spezifischen Belastung der Getriebeteile ist es zweckmäßig, am Pressenstößel in einer zweiten, parallelen Ebene eine zweite, mit der ersten übereinstimmende Gruppe von Zahnrädern und zugehörigen Wellen anzuordnen. Dabei können am Pressenstößel in einer weiteren Ebene zwei weitere parallele Wellen hinzugefügt werden, die an ihren Enden je ein Zahnrad tragen, die in je eine Zahnstange eingreifen.
  • Aus räumlichen Gründen kann es zweckmäßig sein, die ineinandergreifenden Zahnräder unterschiedlich groß auszubilden. Dabei ist es vorteilhaft, für die paarweise ineinandergreifenden Innenzahnräder einen größeren Durchmesser als für die Außenzahnräder zu wählen. Die Lager der Wellen sind so ausgebildet, daß sie eine spielfreie Drehlagerung gewährleisten.
  • Um den Pressenstößel auch gegen eventuelle Verschiebungen parallel zu den Drehachsen der Wellen zu sichern, ist es zweckmäßig, den Pressenstößel mittels Gleitflächen an seinen Stirnseiten an korrespondierenden Gleitflächen im Pressengestell während der Hubbewegung zu führen.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet beispielsweise für eine Feinschneidpresse die Möglichkeit, den Pressenstößel statt durch einen einzigen durch z. B. vier kleinere Hydraulikzylinder zu bewegen, die ohne weiteres im Pressenoberteil angeordnet werden können. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß kein Fundament mit Grube erforderlich ist und die Presse zum Transport nicht demontiert werden muß.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Vorderansicht einer hydraulischen Presse mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Parallelführung des Stößels, teilweise im Schnitt in der Ebene I-I der Fig. 2, und
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der hydraulischen Presse.
  • Die abgebildete hydraulische Presse besteht im wesentlichen aus einem Unterjoch 1, zwei Seitenteilen 2, 3 und einem Oberjoch 4. Unterjoch 1 und Oberjoch 4 sind über die Seitenteile 2, 3 durch nicht dargestellte Zuganker miteinander verspannt.
  • Der Pressenstößel 5 ist zwischen den Seitenteilen 2, 3 mit Hilfe von zwei im Oberjoch 4 angeordneten, parallel arbeitenden Druckmittelzylindern 6, 7 ab- und aufbewegbar geführt.
  • Die Kolbenstangen 8, 9 der Druckmittelzylinder 6, 7 greifen an der oberen Abdeckung 10 des kastenartigen Stößels 5 an und bewirken seinen Arbeits- und Rückhub. Das Bearbeitungswerkzeug ist an der Unterseite des Stößels 5 auswechselbar befestigt. Das Gegenwerkzeug ist auf der Tischauflage 11 angeordnet, die auf dem Unterjoch 1 ruht.
  • Das insoweit beschriebene Konstruktionsprinzip einer hydraulischen Presse ist grundsätzlich bekannt. Es kommt nun darauf an, den Pressenstößel 5 über den gesamten Hubbereich absolut parallel zur Tischauflage 11 zu führen, wobei diese Parallelführung weder durch außermittige Belastungen im Kraftbereich und/oder durch Ungleichförmigkeiten in der Arbeitsweise der parallel wirkenden Durckmittelzylinder 6, 7 beeinträchtigt werden darf. Dies wird durch die nachfolgend beschriebene Einrichtung zur Parallelführung des Stößels 5 bewirkt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel enthält der kastenartige Stößel 5 parallele Seitenwände 12, 13. In diesen Seitenwänden sind in Ausnehmungen in drei übereinander liegenden Ebenen insgesamt zehn Wellen in spielfreien Drehlagern frei drehbar, jedoch axial unbeweglich gelagert. Dabei sind in einer unteren und in einer mittleren Ebene je vier Wellen und in einer oberen Ebene zwei Wellen angeordnet. Alle Wellen stehen gegenüber dem Stößel 5 seitlich vor und tragen auf ihren überstehenden Enden je ein Stirnzahnrad in drehfester Verbindung mit der jeweiligen Welle. Die Wellen der übereinander liegenden Ebenen sind mit 14, 15 und 16 bezeichnet.
  • In den beiden unteren Ebenen sind die Zahnräder so bemessen, daß auf jeder Stößelseite alle vier Zahnräder der Wellen 14 miteinander in Eingriff stehen. Die auf entgegengesetzten Seiten des Stößels 5 befindlichen Zahnräder jeder Welle sind gleich groß ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel haben die beiden inneren Zahnräder 17 einen größeren Durchmesser als die äußeren Zahnräder 18.
  • In der darüber liegenden Ebene, in der die Wellen 15 liegen, haben die Zahnräder 19, 20 die gleiche Größe wie die Zahnräder 17, 18 in der unteren Ebene. In der oberen Ebene, in der die Wellen 16 verlaufen, sind nur äußere Zahnräder 21 vorgesehen, die in ihrer Größe mit den Zahnrädern 18, 20 übereinstimmen.
  • In den Seitenteilen 2, 3 des Pressengestells sind rechteckige Fenster 22, 23 eingelassen, die Freiräume für die Zahnräder am Pressenstößel 5 während des gesamten Hubweges bilden. In jedem Fenster 22 bzw. 23 ist an den Seitenwangen je eine Zahnstange 24 bzw. 25 parallel zur Bewegungsbahn des Stößels 5 derart angeordnet, daß die entsprechenden Außenzahnräder 18, 20 bzw. 21 mit der jeweils benachbarten Zahnstange 24 bzw. 25 in Eingriff stehen.
  • Dieses Getriebesystem bewirkt während der Hubbewegung des Stößels 5 eine zwangsgeführte Parallelbewegung des Stößels 5. Dadurch, daß in den beiden unteren Ebenen die vier Wellen 14 bzw. 15 einer Ebene getrieblich miteinander verbunden sind, können die Außenzahnräder 18 bzw. 20, die in die Zahnstangen 24 bzw. 25 eingreifen, nur synchrone Bewegungen ausführen. Dank dieser Zwangsparallelführung werden Verkantungen des Pressenstößels 5 zuverlässig vermieden.
  • Um auch Querbewegungen des Pressenstößels 5, d. h. Bewegungen parallel zu den Drehachsen der Wellen 14, 15 und 16 auszuschließen, ist an den Schmalseiten des Pressenstößels 5 eine zusätzliche Gleitführung vorgesehen. Zu diesem Zweck sind entlang des Hubweges an den Seitenteilen 2, 3 Gleitflächen 26, 27 ausgebildet, an denen der Pressenstößel 5 mit korrespondierenden Gleitflächen 28, 29 während der Ab- und Aufbewegung gleitend geführt ist.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Pressenstößel 5 Zahnräder und Wellen in drei übereinander liegenden Horizontalebenen angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch mit einer Getriebeanordnung in einer einzigen Ebene entsprechend der unteren oder mittleren Ebene des Ausführungsbeispiels der Pressenstößel 5 zwangsweise parallel geführt wird. Eine solche Anordnung kann für hydraulische Pressen kleinerer Leistung durchaus geeignet sein. Für hydraulische Pressen für besonders hohe Arbeitsdrücke oder große Schnittgenauigkeiten ist es jedoch vorteilhaft, Getriebeanordnungen in zwei oder drei übereinander liegenden Ebenen vorzusehen, um so vor allem die spezifischen Belastungen der Getriebeteile zu begrenzen.

Claims (7)

  1. Einrichtung zur Parallelführung des Stößels einer hydraulischen Presse, z. B. einer Stanzpresse, bei der für das Auf- und Abbewegen des Stößels ein Antrieb mittels Hydraulikzylinder vorgesehen ist und der Stößel im Grundriß im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) am Stößel (5) sind an entgegengesetzten Außenseiten wenigstens je zwei miteinander verzahnte Zahnräder (17) (Innenzahnräder) gleicher Größe nebeneinander angeordnet, deren Drehachsen in einer gemeinsamen Horizontalebene verlaufen,
    b) an den entgegengesetzten Außenseiten der Zahnräder (17) eines Paares ist je ein in das benachbarte Zahnrad eingreifendes Außenzahnrad (18) gelagert, wobei alle Außenzahnräder (18) gleich groß sind,
    c) jeweils zwei auf entgegengesetzten Stößelseiten befindliche deckungsgleiche Zahnräder (17 bzw. 18) sind durch je eine am Stößel (5) frei drehbar gelagerte Welle (14) drehfest miteinander verbunden, und
    d) jedes Außenzahnrad (18) steht mit je einer parallel und entlang der Bewegungsbahn des Stößels (5) am Seitenteil (2, 3) des Pressengestells befestigten Zahnstange (24 bzw. 25) in Eingriff.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Stößel (5) in einer zweiten, parallelen Ebene eine zweite, mit der ersten übereinstimmende Gruppe von Zahnrädern (19 bzw. 20) und zugehörigen Wellen (15) angeordnet ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Stößel (5) in einer weiteren, parallelen Ebene zwei parallele Wellen (16) frei drehbar gelagert sind, die an ihren Enden je ein Zahnrad (21) tragen, die in je eine Zahnstange (24 bzw. 25) eingreifen.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (17, 18 bzw. 19, 20 bzw. 21) an den Schmalseiten des Stößels (5) angeordnet sind.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzahnräder (18, 20) einen kleineren Durchmesser haben als die paarweise ineinandergreifenden Innenzahnräder (17, 19).
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (14, 15 und 16) am Stößel (5) in spielfreien Drehlagern gelagert sind.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (5) an den Seiten, an denen die Zahnräder (17, 18 bzw. 19, 20 bzw. 21) angeordnet sind, mittels Gleitflächen (28, 29) an am Pressengestell vorgesehenen korrespondierenden Gleitflächen (26, 27) während der Auf- und Abbewegung geführt ist.
EP95113202A 1995-05-04 1995-08-23 Einrichtung zur Parallelführung des Stössels einer hydraulischen Presse Withdrawn EP0741000A3 (de)

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