EP2258495A1

EP2258495A1 - Hydraulischer Feinschneidkopf für eine Presse und Verfahren zu dessen Zustellung

Info

Publication number: EP2258495A1
Application number: EP20090007352
Authority: EP
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Schaltegger; Alfio M-Ing. Cristofaro; Jürg M-Ing. Ochsenbein
Original assignee: Feintool Intellectual Property AG
Current assignee: Feintool Intellectual Property AG
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: US20110000349A1; JP5715769B2; KR20100130565A; EP2258495B1; CA2705666A1; US8141482B2; JP2010280000A; ATE533574T1; KR101722782B1; CA2705666C; CN101905264A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Feinschneidkopf in einer Presse mit einem Stellmechanismus (11), der aus einer mit einem inneren Bewegungsgewinde (12) versehenen um die Hubachse (HU) drehbaren Stellmutter (6), einem an einer Stirnseite (34) der Stellmutter (6) kraftschlüssig befestigten, senkrecht zur Hubachse (HU) angeordneten Zahnkranz (7), einem am Kopfstück (2) gehaltenen Hydraulikmotor (8) mit Antriebswelle, einer die Antriebswelle des Motors (8) und den Zahnkranz (7) umschlingenden Antriebskette (9), einer auf die Antriebswelle zustellbaren Bremse (59) und einem am Kopf (41) des Hauptzylinders (10) angeordneten äußeren Bewegungsgewinde (13) zusammengesetzt ist, das vom Bewegungsgewinde (12) der Stellmutter (6) mit axialem Spiel geführt ist, wobei die Bewegungsgewinde (12;13) mit einem Kanal (56) zum Zuführen eines auf einen Stelldruck eingestelltes Fluid des Hydrauliksystems zwecks axialer Spielaufhebung bzw. Freigabe des Spiels der Gewinde in Verbindung stehen, und dass die Zustellung des Hauptzylinders (10) in Bezug auf den Stößel (1) durch Zu- und Abschalten des Motors (8) und der Bremse (59) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Feinschneidkopf für eine mechanische Presse, insbesondere Feinschneidpresse, der auf einem Maschinengestell der Presse aufgesetzten Kopfstück oberhalb eines eine Tischplatte tragenden, eine Hubbewegung ausführenden Stößels axial fluchtend zu dessen Hubachse gehalten ist, mit einem im Kopfstück eingesetzten rohrartig ausgebildeten Teil eines Flansches, dessen Bund durch Schraubverbindungen auf der zum Stößel zugewandten Seite des Kopfstücks verdrehsicher befestigt ist, mit einem im rohrartigen Teil konzentrisch eingeschobenen Hauptzylinder, mit innerhalb des Hauptzylinders angeordneten Kolben und Bolzen, wobei der Hauptzylinder mit einem Deckel druckdicht bzw. einer Halteplatte verschlossen ist, und einem Hydrauliksystem zur Versorgung des Hauptzylinders mit einem auf einen vorgegebenen Druck eingestellten Fluid.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Zustellen eines hydraulischen Feinschneidkopfes in einer Presse, insbesondere Feinschneidpresse, bei dem die im Hauptzylinder des Feinschneidkopfes geführten Kolben und Bolzen zum Erzeugen einer Druck- und oder Verformungskraft mit einem einstellbaren Druck eines hydraulisches Fluides aus einer Hochdruckquelle eines hydraulischen Systems beaufschlagt werden und der Pressenstößel mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird.

Stand der Technik

Aus der DE 1 279 622 A1 ist eine Feinstanzpresse mit einem Schnittkolben, einem das Blechwerkstück auf dem Pressentisch andrückenden Presskolben und einem den auszustanzenden Teil des Werkstückes unterstützenden Gegendruckkolben bekannt, bei der im Pressenkopf eine Verstellspindel für die Verstellung eines Anschlagflansches sitzt, der den Hub des beweglichen Joches nach oben begrenzt. Der untere Hubbegrenzungsanschlag des beweglichen Joches wird durch Verdrehen von ineinandergehenden Gewindezylindern eingestellt. Die Feinverstellung der Gewindeverstellung erfolgt mittels eines Handrades über eine Schnecke auf ein unten am äußeren Gewindezylinder direkt angebrachtes Zahnrad, während für die Schnellverstellung ein Elektromotor vorgesehen ist, der die Schnecke über zwei Kegelräder antreibt.
Diese bekannte Höhenverstellung des Schneidkopfes erlaubt bedingt durch die Handbedienung keine hinreichende Verstell- und Zustellgenauigkeit in Bezug auf die Höhenlage des Kopfes. Außerdem ist von Nachteil, dass die Wiederholgenauigkeit der Einstellung gering ist, wodurch die Qualität der Feinschneidteile leidet.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass während des Schneidbetriebs eine Spindelverdrehung durch das naturgemäß vorhandene axiale Spiel zwischen den Zylindern nicht ausgeschlossen werden kann.
Andere bekannte Lösungen setzen zum Einstellen des Abstandes zwischen einem am Stößel einer Presse befestigten, mit einem auf dem Pressentisch befestigten Unterwerkzeug zusammenarbeitenden Oberwerkzeug und dem Stößel Druckkeilanordnungen ( DE 2 039 644 A1 ) oder hydraulisch betätigte Zylinder ( DE 198 22 436 A1 ) ein. Diese bekannten Lösungen sind jedoch für Feinschneidpressen wegen des Zusammenwirkens von Schneidkolben, Ringzackenkolben, und Ringzackenbolzen ungeeignet.

Aufgabenstellung

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Feinschneidkopf für Pressen und ein Verfahren zum Zustellen eines Feinschneidkopfes der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, der bzw. das geeignet ist, das Axialspiel zwischen den Verstellelementen während des Schneidbetriebs sicher zu verhindern, eine hohe Zustell- und Wiederholgenauigkeit untergleichzeitiger Verbesserung der Betriebssicherheit im Dauerbetrieb zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch einen Feinschneidkopf der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes und Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar
Die erfindungsgemäßen Lösung geht von Erkenntnis aus, die Verstellfunktion für die Zustellung des Feinschneidkopfes in vorhandene Funktionselemente des Kopfes zu integrieren, d.h. einen Stellmechanismus aus einer mit einem inneren Bewegungsgewinde versehenen, um die Hubachse des Stößels drehbaren Stellmutter, einem an einer Stirnseite der Stellmutter kraftschlüssig befestigten, senkrecht zur Hubachse angeordneten Zahnkranz, einem am Kopfstück gehaltenen Hydraulikmotor mit Antriebswelle, einer die Antriebswelle des Motors und den Zahnkranz umschlingenden Antriebskette, einer auf die Antriebswelle zustellbaren Bremse und einem am Kopf des Hauptzylinders angebrachten äußeren Bewegungsgewinde vorzusehen. Das äußere Bewegungsgewinde des Hauptzylinders wird vom inneren Bewegungsgewinde der Stellmutter mit axialen Spiel geführt, wobei die Bewegungsgewinde über einen gemeinsamen Kanal zum Zu- und Abführen des auf einen Verriegelungs- bzw. Entriegelungsdruck eingestellten Fluides des Hydrauliksystems zwecks axialer Spielaufhebung bzw. Freigabe des Spiels zwischen den Gewinden in Verbindung stehen. Die Zustellung des Hauptzylinders in Bezug auf den Stößel erfolgt durch Abschalten des Motors und Zuschalten der Bremse, sobald die Kolben und Bolzen druckentlastet sind.
Von besonderer Bedeutung ist, dass die Stellmutter an einem einen Absatz aufweisenden, dem Stößel abgewandten Wandbereich des Kopfstückes axial festliegt und durch den rohrartigen Teil des Flansches entgegen der Hubbewegung des Stößels gehalten ist. Dies ermöglicht, die Anzahl der Teile und die Masse des Feinschneidkopfes zu reduzieren.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes ist der Kanal zum Zuführen des Fluides zu den Bewegungsgewinden durch eine Leitung mit einem Niederdruck-Hydrauliksystem über ein schaltbares Wegeventil zum Öffnen und Schließen der Leitung verbunden. Dadurch ist es möglich, die Bewegungsgewinde des Stellmechanismus in Abhängigkeit des Anliegens des Druck- oder Verformungsdruckes auf den Kolben und Bolzen entsprechend zu verriegeln und bei Wegfall des Druckes die Bewegungsgewinde wieder freizugeben. Mit anderen Worten das Hydraulikfluid wird immer dann dem Hydraulikmotor zugeführt, wenn das Spiel zwischen den Bewegungsgewinden freigegeben und eine Zustellung durch den Feinschneid- oder Umformvorgang erwünscht ist.
Der auf den Stellmechanismus wirksame Verriegelungsdruck lässt sich beispielsweise durch die Vorsteuerung des Wegeventils auf einen Niederdruck von beispielsweise 65 bar einstellen.
Vorteilhaft ist ferner, dass das Kopfstück und die Stellmutter mit mindestens einem Kanal versehen ist, der in das Bewegungsgewinde zum Versorgen der Gewinde mit Schmiermittel mündet, wodurch die Leichtgängigkeit der Stellmutter gewährleistet bleibt. Im rohrartigen Teil des Flansches ist mindestens ein weiterer Kanal zum Abführen von Schmiermittel aus den Bewegungsgewinden vorgesehen, so dass eine kontinuierliche Schmierung der Bewegungsgewinde über jeweils eine mit den Kanälen verbundene, an einen Schmiermittelreservoir angeschlossene Leitung ermöglicht wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Bewegungsgewinde von Stellmutter und Hauptzylinder als Sägegewinde ausgeführt, die eine einseitige statische Belastung beim axialen Beaufschlagen mit der unter Verriegelungsdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit zulassen, wodurch das Bewegungsgewinde des Hauptzylinders gegen das Bewegungsgewinde der Stellmutter und letzere gegen den Absatz am Kopfstück drückt. Sämtliche Passungsspiele sind dann aufgehoben und der Stellmechanismus ist bei Anliegen des Verdränger- bzw. Arbeitsdruckes verriegelt.
Eine vorteilhafte weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes sieht vor, dass der Hydraulikmotor mit einer an ein Hochdruck-Hydrauliksystem angeschlossene Zuführ- und eine Abführleitung über ein vorgesteuertes Proportionalventil verbunden ist, mit dem die Drehzahl des Motors über die Einstellung auf einen bestimmten vorwählbaren Stelldruck entsprechend regelbar ist.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die mit dem Motor in Wirkbeziehung stehende Bremse durch eine Leitung mit dem Hochdruck-Hydrauliksystem über ein schaltbares Wegeventil zum Zu- und Abschalten der Bremse verbunden ist, wodurch eine exakte lagegenaue Zustellung des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes ermöglicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebskette eine Hohlbolzenkette, die zweckmäßigerweise in den Zahnkranz auf der Stellmutter eingreift, wobei dem Zahnkranz mindestens einen weiterer Zahnkranz zugeordnet sein kann, dessen Drehachse parallel versetzt zum Zahnkranz der Stellmutter auf einer an am Kopfstück abgestützten Platte angeordnet ist. Die Zahnkränze liegen horizontal fluchtend zueinander in einer Ebene, so dass ein torsionsfreier Antrieb der Hohlbolzenkette sichergestellt ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes ist an der dem Stößel zugewandten Halteplatte ein Tasttisch angeordnet, der durch im rohrförmigen Teil des Flansches achsparallel zur Hubachse in Bohrungen des rohrartigen Teils geführte Sicherungsbolzen verdrehsicher angeordnet ist.
Eine insbesondere für Feinschneidvorgänge bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes sieht vor, dass im Hauptzylinder ein Ringzackenkolben zum Andrücken der Ringzacke in ein zu bearbeitendes Werkstück, mehrere den Ringzackenkolben koaxial abstützende Ringzackenbolzen und ein Tastkolben zum Erfassen eines zwischen der Halteplatte und dem Tasttisch vorgesehenen Hubweges zueinander auf der Hubachse liegend aufgenommen sind.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes ist in der Halteplatte eine die Ringzackenbolzen koaxial zur Hubachse abstützende Druckplatte angeordnet ist, in welche eine Mittelabstützung in Flucht der Hubachse vorgesehen ist, wobei die Druckplatte von einem Haltering am Tasttisch gehalten ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:

a Verriegeln eines aus Bewegungsgewinden einer im Kopfstück des Feinschneidkopfes um die Hubachse drehbaren Stellmutter und einem Hauptzylinder zusammengesetzten Stellmechanismus während des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch permanentes axiales Zuführen des auf einen Verriegelungsdruck eingestellten Fluides über einen zum Stellmechanismus führenden Kanal zwecks Aufhebung eines axialen Spiels zwischen den Bewegungsgewinden,
b Entriegeln der beiden Bewegungsgewinde nach Beendigung des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch Abschalten des Verriegelungsdruckes mittels Absperren des Kanals,
c Zuführen eines auf einen Stelldruck eingestellten Fluides zu einem hydraulischen Motor zum Betätigen des Stellmechanismus durch Drehen eines an der Stellmutter festgelegten Zahnkranzes über eine vom Motor angetriebene Kette bis der Hauptzylinder seine Position in Bezug auf eine vorbestimmte Zustelllage erreicht hat,
d Abschalten des Motors durch Absperren der Zufuhr des auf Antriebsdruck eingestellten Fluides und Zuschalten des vom Stelldruck auf einen Bremsdruck eingestellten Fluides zum Festhalten der eingestellten Position des Feinschneidkopfes sowie
e erneutes Zuschalten des Verriegelungsdruckes auf den Stellmechanismus zum Verriegeln der Bewegungsgewinde gemäß Schritt a.

Der erfindungsgemäße Feinschneidkopf ist nicht nur für mechanisch angetriebene Pressen, sondern auch für hydraulische Pressen geeignet. Durch die Integration der Verstellmittel in den Feinschneidkopf gelingt es, das Axialspiel zwischen den Verstellelementen während des Schneidbetriebs sicher zu verhindern, eine hohe Zustell- und Wiederholgenauigkeit unter gleichzeitiger Verbesserung der Betriebssicherheit im Dauerbetrieb zu gewährleisten.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Presse mit im Kopfstück der Presse montiertem erfindungsgemäßen Feinschneidkopf,
Fig. 2 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes im eingefahrenen Zustand,
Fig. 3 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes im ausgefahrenen Zustand,
Fig. 4 eine Draufsicht der Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes,
Fig. 5 eine Darstellung des Kanales zum Zuführen von Hydraulikfluid in die Bewegungsgewinde des Stellmechanismus als Schnitt A-A der Fig. 4
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Stellmechanismus mit Hydraulikmotor und Hohlbolzenkette
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Hydraulikmotor mit Zahnkränzen und
Fig. 8 ein hydraulisches Schaltschema der Kpfverstellung.
Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einer mechanisch angetriebenen Feinschneidpresse der Kniehebelbauart. Der eine Tischplatte tragende Stößel 1 dieser Presse führt eine Hubbewegung in Richtung Hubachse HU und in Richtung Kopfstück 2 der Presse aus. Im Kopfstück 2 der Presse ist der erfindungsgemäße Feinschneidkopf 3 in Flucht zur Hubachse HU angeordnet.
Die Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Feinschneidkopf 3 in Schnittdarstellung. Der Feinschneidkopf 3 ist als kompakte Baueinheit in einer Aufnahme im Kopfstück 2 eingesetzt und dort formschlüssig fixiert. Der erfindungsgemäße Feinschneidkopf 3 umfasst einen aus Stellmutter 6, Zahnkranz 7, Hydraulikmotor 8, Drehgeber 4, Antriebskette 9 und Hauptzylinder 10 zusammengesetzten Stellmechanismus 11 (siehe Fig. 6). Die um die Hubachse HU drehbare Stellmutter 6 und der entlang der Hubachse HU verschiebbare Hauptzylinder 10 sind mit Bewegungsgewinden 12 und 13 in Form von aufeinander im Flankenwinkel abgestimmten Sägegewinden versehen, die miteinander koaxial zur Hubachse HU im Eingriff sind, so dass bei Drehung der Stellmutter 6 der Hauptzylinder 10 von einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Position (siehe Fig.3) in Bezug auf den Stößel 1 bringbar ist. Mit anderen Worten der Hauptzylinder ist zum Stößel 1 in seiner Höhe einstellbar.
Das Kopfstück 2 weist einen in Richtung Hubachse HU vorspringenden stufenartigen Absatz 15 auf, der kopfseitig und stößelabgewandt an der Innenwand 14 des Kopfstückes 2 ausgebildet ist. An diesem Absatz 15 stützt sich axial die Stellmutter 6 ab, deren Außenkontur an den stufenartigen Absatz 15 angepasst ist. Die nach unten, d.h. in Richtung Stößel 1 liegende Stirnseite 16 der Stellmutter 6 lagert auf der Stirnseite 17 eines in das Kopfstück 2 eingeführten rohrartigen Teils 18 eines Flansches 19 auf, wodurch die Stellmutter 6 sowohl stößelabgewandt als auch stößelzugewandt axial gesichert ist.
Der Bund 20 des Flansches 19 ist wie Fig. 3 zeigt auf der stößelzugewandten Seite durch Schraubverbindungen 21 stirnseitig am Kopfstück 2 befestigt.
In den Bund 20 des Flansches 19 sind zwei diametral gegenüber liegende Bohrungen 22 vorgesehen, die parallel zur Hubachse HU in das Innere des rohrartigen Teils 18 eingebracht sind. Diese Bohrungen 22 dienen zur Aufnahme von bolzenartigen Verdrehsicherungen 23, die eine den Hauptzylinder 10 verschließende Hauptplatte 24 axial führen. Die Stirnseite 25 der Verdrehsicherungen 23 ist durch eine Verschraubung fixiert.
Im Hauptzylinder 10 sind ein Ringzackenkolben 27 und ein Tastkolben 28 axial zueinander fluchtend aufgenommen. Der Ringzackenkolben 27 befindet sich im mechanischen Anschlag mit dem Hauptzylinder 10. Der Tastkolben 28 wird hydraulisch in Formschluss mit dem Ringzackenbolzen 27 gebracht. Die Ringzackenbolzen 29 durchgreifen die Hauptplatte 24 und lagern auf einer Ringzackendruckplatte 30 auf, die von einem am Tasttisch 26 befestigten Ringzackenhaltering 31 gesichert ist. An der Hauptplatte 24 wird die Mittelabstützung 32 gehalten, die das Werkzeug während der Technologiephase abstützt.
Der Hauptzylinder 10 ist kopfseitig mit einem Ringzackendeckel 33 druckdicht verschlossen. An der oberen Stirnseite 34 der Stellmutter 6 ist der Zahnkranz 7 kraftschlüssig befestigt, der über die Antriebskette 9, beispielsweise Hohlbolzenkette, und den hydraulischen Motor 8 die Stellmutter 6 um ihre mit der Hubachse HU zusammenfallende Achse dreht. Der Aufbau dieses Antriebs wird in Abschnitt [0043] beschrieben.
Der rohrartige Teil 18 des Flansches 19 besitzt an seiner der Hubachse HU zugewandten Innenwand 38 einen in Richtung Hubachse HU vorspringenden stufenartigen oberen Absatz 39 und einen weiteren unterhalb des Absatzes 39 angeordneten in Richtung Hubachse HU vorspringenden Absatz 40. Der obere Absatz 39 hat dabei gegenüber dem Absatz 40 eine deutlich größere Absatzhöhe H, so dass die Innenwand 38 des rohrartigen Teils 18 in zwei gegeneinander höhenversetzte axiale Stützflächen M1 und M2 zum gleitverschieblichen Abstützen eines entsprechend ausgebildeten Hauptzylinders 10 aufgeteilt ist.
Das äußere Bewegungsgewinde 13 am Kopf 41 des Hauptzylinders 10 erstreckt sich über die gesamte Länge des inneren Bewegungsgewindes 12 der Stellmutter 6, wobei das äußere Bewegungsgewindes 13 am Kopf 41 des Hauptzylinders 10 an einem oberen in Richtung Hubachse HU zurückversetzten Absatz 43 der Außenwand 42 des Hauptzylinders 10 endet. Die Außenwand 42 besitzt einen weiteren gegenüber dem Bewegungsgewinde 13 in Richtung Hubachse HU zurückversetzten unteren Absatz 44, so dass an der Außenwand 42 des Hauptzylinders 10 zwei zueinander höhenversetzte Stützflächen M3 und M4 zum gleitverschieblichen Abstützen an den Mantelflächen M1 und M2 des rohrartigen Teils 18 entstehen.
Die Bewegungsgewinde 12 und 13 des Stellmechanismus 11 sind -wie Fig. 2 zeigt- eingefahren, so dass unterhalb der Bewegungsgewinde 12 und 13 ein Freiraum 45 entsteht, der von dem oberen Absatz 39 des rohrartigen Teils 18, dem Bewegungsgewinde 13 zugeordneten oberen Absatz 43 an der Außenwand 42 des Hauptzylinders 10 und den entsprechenden Bereichen von Innenwand 38 bzw. Außenwand 42 begrenzt ist. Dieser Freiraum 45 ist über einen Kanal 46 in der Wandung der rohrartigen Teils 18 und einen Kanal 47 in der Wandung des Kopfstückes 2 an eine Leitung 48 zum Ableiten von Schmiermittel in ein Reservoir eines nicht weiter dargestellten Schmiersystems angeschlossen. Oberhalb der Kanäle 46 und 47 ist ein weiterer Kanal 49 durch die Wandung des Kopfstückes 2 und ein Kanal 50 durch die Wandung der Stellmutter 6 geführt, wobei der Kanal 50 in das Bewegungsgewinde 12 der Stellmutter 6 zum Zuführen von Schmiermittel mündet. Der Kanal 49 ist an eine Leitung 51 angeschlossen, in der über eine Pumpe Schmiermittel in die Bewegungsgewinde 12 und 13 zuführbar ist.
Der Hauptzylinder 10 stützt sich mit seinen axialen Stützflächen M3 und M4 an den axialen Stützenflächen M1 und M2 des rohrförmigen Teils 18 ab. Zwischen dem unteren Absatz 44 der Außenwand 42 des Hauptzylinders 10 und dem unteren Absatz 40 der Innenwand 38 des rohrartigen Teils 18 entsteht ein axial verlaufender schmaler Freiraum 52. In den Freiraum 52 führt ein Zuführkanal 54, der über eine Zuführleitung 61 mit einer Druckleitung 53 eines Niederdruck-Hydrauliksystems verbunden ist. Der Zuführkanal 54 durchdringt dabei die Wand des Ko 5 und die Wand des rohrartigen Teils 18. Die Druckleitung 53 ist an ein Hydrauliksystem über ein Wegeventil 55 (siehe Fig. 8) angeschlossen, das den Druck des Hydrauliksystems auf eine hinreichende Größenordnung zum Verriegeln der Bewegungsgewinde 12 und 13 reduziert.
In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Feinschneidkopf 3 im ausgefahrenden Zustand der Bewegungsgewinde 12 und 13 gezeigt. Der Hauptzylinder 10 hat sich durch die Drehung der Stellmutter 6 mit seinem oberen Absatz 43 an der Außenwand 42 bis zum oberen Absatz 39 an der Innenwand 38 des rohrartigen Teils 18 bewegt und wird in einem definierten Abstand zum Absatz 39 gehalten. Die maximale Zustellhöhe des Feinschneidkopfes 3 in bezug auf den Stößel 1 der Presse wird mittels eines Drehgebers 4 am Hydraulikmotor 8 bestimmt. Der Hauptzylinder 10 hat dann die Feinschneidplatte 24 zusammen mit dem Tasttisch 26 um einen entsprechenden Betrag zum Stößel 1 hin verstellt.
Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen die Lage des Zuführkanals 56. Über den Freiraum 52 werden die Flächen 40 und 44 hydraulisch in entgegengesetzter Richtung gedrückt, so dass der vom Wegeventil 55 eingestellte Verriegelungsdruck der Hydraulikflüssigkeit das Bewegungsgewinde 13 des Hauptzylinders 10 gegen das Bewegungsgewinde 12 der Stellmutter 6 drücken kann, was zur Verriegelung der Bewegungsgewinde führt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen den Stellmechanismus am Kopf des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes mit am Kopfstück 2 festgelegten Hydraulikmotor 8, Antriebskette 9, beispielsweise Hohlbolzenkette, und den Drehgeber 4. Auf einer Platte 57, die in der Ebene des auf der Stirnseite 34 der Stellmutter 6 liegenden Zahnkranzes 7 im Kopfstück 2 der Presse angeordnet ist, sind zwei Zahnkränze 35 nebeneinander angeordnet um zueinander parallel liegende Achsen B drehbar gelagert. Die
Antriebskette 9 umschlingt die Zahnkränze 7 und 35 torsionsfrei.
Der Hydraulikmotor 8 ist über eine Zuführleitung 62 und einem Proportionalventil 37 mit dem unter Hochdruck stehenden Hydrauliksystem verbunden. Eine Abführleitung 58 verbindet den hydraulischen Motor 8 über das Proportionalventil 37 mit einer Tankleitung 53. Auf der Achse des Zahnkranzes 35 wirkt eine Bremse 59, die mit einer Zuführleitung 60 über das Wegeventil 55 mit dem Hydrauliksystem verbunden ist.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Bezug auf die Fig. 8 näher erläutert.
Das Hydrauliksystem besteht aus einer Druckleitung 62, die von einer nicht dargestellten Druckquelle auf einen Druck von 65 bar gespannt ist, und der Tankleitung 53.
Die Druckleitung 62 führt über das Proportionalventil 37 zum hydraulischen Motor 8. Das Proportionalventil 37 ist auf einen voreinstellbaren Solldruck vorgesteuert und regelt den anliegenden Druck der hydraulischen Flüssigkeit auf einen Stelldruck in Bereich von 0 bis 250 bar, vorzugsweise auf 220 bar für die Stellmutter 6 ein. Das Proportionalventil 37 ist als 4/3-Wegeventil mit Sperr-Mittelstellung ausgeführt, so dass der hydraulische Motor 8 immer dann aus der Sperrfunktion in die Offenfunktion umschaltbar ist, wenn die nachfolgend näher beschriebene Verriegelung der Bewegungsgewinde 12 und 13 aufgehoben und eine erneute Zustellung des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes 3 in Bezug auf den Stößel 1 vorgenommen werden soll.
Sobald die vorbestimmte Position der Zustellung des erfindungsgemäßen Feinschneidkopfes 3 erreicht ist, schaltet das Proportionalventil 37 wieder in die Schließstellung und die Bremse 59 hält somit die neue Position fest. Das geschieht durch das Öffnen des Wegeventils 55, das die Bremse 59 betätigt.
Von der Druckleitung 60 des Hydrauliksystems zweigt die Zuführleitung 53 ab, die die Hydraulikflüssigkeit über das Wegeventil 55 durch die Kanäle 54 in der Wand des Flansches 19 und des rohrartigen Teils 18 über den Kanal 56 in den Freiraum 52 leitet, der das Hydraulikfluid dem Stellmechanismus 11 zuführt. Das Wegeventil 55 lässt das Hydraulikfluid passieren, so dass ein sicheres Verriegeln der Bewegungsgewinde 12 und 13 gewährleistet ist. Während des Anliegens des Ringzacken- und/oder Umformdruckes bleiben die Bewegungsgewinde verriegelt, so dass eine Verstellung der Zustellhöhe des Feinschneidkopfes 3 in Bezug auf den Stößel nicht möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab: Das Bewegungsgewinde 12 der Gewindemutter 6 und das Bewegungsgewinde 13 des Hauptzylinders 10 werden während des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch ein permanentes Zuführen eines auf Verriegelungsdruck eingestellten Fluides in axialer Richtung hydraulisch verriegelt.
Die beiden Bewegungsgewinde werden nach Beendigung des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch ein Abschalten bzw. Absperren der Hydraulikflüssigkeit entriegelt, so dass die Bewegungsgewinde des Stellmechanismus ein Bewegungsspiel aufweisen.
Sobald die Bewegungsfreiheit eines der Bewegungsgewinde, d.h. der des Hauptzylinders vorliegt, wird ein hydraulischer Motor 8 in Betrieb gesetzt, der über einen Zahnkranz 7 und eine Antriebskette 9, das Bewegungsgewinde 12 der Stellmutter 6 solange dreht bis der Hauptzylinder 10 seine vorbestimmte Lage in Bezug auf den Stößel 1 mittels dem Drehgeber 4 erreicht hat.
Der hydraulische Motor 8 wird durch Absperren der Hydraulikflüssigkeit abgeschaltet und die Antriebswelle des Motors 8 mit der Bremse 59 zum Stillstand gebracht. Der Verriegelungsdruck für die Bewegungsgewinde 12 und 13 wird erneut zugeschaltet, so dass beim Anliegen des Rangzacken- und/oder Umformdrucks die Bewegungsgewinde auf der Kraftkennlinie vollkommen spielfrei sind.

Bezugszeichenliste

Stößel	1
Kopfstück der Presse	2
Feinschneidkopf	3
Drehgeber an 8	4
Stellmutter	6
Zahnkranz	7
Hydraulikmotor	8
Antriebskette	9
Hauptzylinder	10
Stellmechanismus	11
Bewegungsgewinde der Stellmutter	12
Bewegungsgewinde am Hauptzylinder	13
Innenwand des Kopfstückes	14
Stufenartiger Absatz an 14	15
Stirnseite von 6	16
Stirnseite von 18	17
Rohrartiger Teil von 19	18
Flansch	19
Bund von 19	20
Schraubverbindungen	21
Bohrungen in 19	22
Verdrehsicherungen	23
Hauptplatte	24
Stirnseite von 23	25
Tasttisch	26
Ringzackenkolben	27
Tastkolben	28
Ringzackenbolzen	29
Ringzackendruckplatte	30
Ringzackenhaltering	31
Mittelabstützung	32
Ringzackendeckel	33
Obere Stirnseite der Stellmutter 6	34
Weitere Zahnkränze	35
Proportionalventil	37
Innenwand von 18	38
Stufenartiger oberer Absatz der Innenwand	39
Stufenartiger unterer Absatz der Innenwand	40
Kopf des Hauptzylinders 10	41
Außenwand des Hauptzylinders 10	42
Oberer Absatz der Außenwand 42	43
Unterer Absatz der Außenwand 42	44
Freiraum	45
Kanal in der Wand des rohrartigen Teil 18	46
Kanal in der Wand des Kopftsückes	47
Leitung zum Ableiten von Schmiermittel	48
Kanäle zur Schmierung	49, 50
Leitung für Kanal 49	51
Freiraum	52
Tankleitung bzw. Zuführleitung	53
Zuführkanal zum Freiraum 52	54
Wegeventil	55
Kanal zum Bewegungsgewinde	56
Platte	57
Abführleitung	58
Bremse	59
Zuführleitung für Bremse	60
Zuführleitung	61
Druckleitung des hochdruckseitigen Hydrauliksystems und Zuführleitung für Motor	62
Höhe des Absatzes von 39	H
Hubachse von 1	HU
Axiale Stützflächen	M1-M4

Claims

Hydraulischer Feinschneidkopf für eine mechanische Presse, insbesondere Feinschneidpresse, der auf einem Maschinengestell der Presse aufgesetzten Kopfstück (2) oberhalb eines eine Tischplatte tragenden, eine Hubbewegung ausführenden Stößels (1) axial fluchtend zu dessen Hubachse (HU) gehalten ist, mit einem im Kopfstück (2) eingesetzten rohrartig ausgebildeten Teil (18) eines Flansches (19), dessen Bund (20) durch Schraubverbindungen (21) auf der zum Stößel zugewandten Seite des Kopfstücks (2) verdrehsicher befestigt ist, mit einem im rohrartigen Teil (18) konzentrisch eingeschobenen Hauptzylinder (10), mit innerhalb des Hauptzylinders (10) angeordneten Kolben (27,28) und Bolzen (29), wobei der Hauptzylinder (10) mit einem Deckel (33) druckdicht bzw. einer Halteplatte (24) verschlossen ist, und einem Hydrauliksystem zur Versorgung des Hauptzylinders (10) mit einem auf einen vorgegebenen Druck eingestellten Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmechanismus (11) aus einer mit einem inneren Bewegungsgewinde (12) versehenen um die Hubachse (HU) drehbaren Stellmutter (6), einem an einer Stirnseite (34) der Stellmutter (6) kraftschlüssig befestigten, senkrecht zur Hubachse (HU) angeordneten Zahnkranz (7), einem am Kopfstück (2) gehaltenen Hydraulikmotor (8) mit Antriebswelle, einer die Antriebswelle des Motors (8) und den Zahnkranz (7) umschlingenden Antriebskette (9), einer auf der Antriebswelle zustellbaren Bremse (59) und einem am Kopf (41) des Hauptzylinders (10) angeordneten äußeren Bewegungsgewinde (13) vorgesehen ist, das vom Bewegungsgewinde (12) der Stellmutter (6) mit axialem Spiel geführt ist, wobei die Bewegungsgewinde (12;13) mit einem Kanal (56) zum Zuführen des auf einen Stelldruck eingeregelten Fluides des Hydrauliksystems zwecks axialer Spielaufhebung bzw. Freigabe des Spiels der Gewinde in Verbindung stehen, und dass die Zustellung des Hauptzylinders (10) in Bezug auf den Stößel (1) durch Zu- und Abschalten des Motors (8) und der Bremse (59) einstellbar ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmutter (6) an einem einen Absatz (15) aufweisenden, dem Stößel (1) abgewandten Wandbereich des Kopfstückes (2) axial festliegt und durch den rohrartigen Teil (18) des Flansches (19) entgegen der Hubbewegung des Stößels gehalten ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmutter (6) und das Kopftsück (2) mit mindestens einem Kanal (50) versehen ist, der in das Bewegungsgewinde zum Versorgen der Gewinde mit Schmiermittel mündet.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im rohrartigen Teil (18) des Flansches (19) mindestens ein Kanal (46) zum Abführen von Schmiermittel aus den Bewegungsgewinden (12;13) vorgesehen ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (46,47) mit je einer Leitung (48) an ein Schmiermittelreservoir angeschlossen sind.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgewinde (12;13) von Stellmutter (6) und Hauptzylinder (10) Sägegewinde sind.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (8) mit einer Zuführleitung (62) an ein Hochdruck-Hydrauliksystem über ein vorgesteuertes Proportionalventil (37) zur Einstellung eines vorwählbaren Stelldruckes verbunden ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Motor (8) in Wirkbeziehung stehende Bremse (59) durch eine Leitung (59) mit einem Niederdruck-Hydrauliksystem über ein schaltbares Wegeventil (55) zum Zu- und Abschalten der Bremse (59) verbunden ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (54, 56) zum Zuführen des Fluides durch eine Leitung (61) mit dem Niederdruck-Hydrauliksystem über ein schaltbares Wegeventil (55) zum Öffnen und Schließen der Leitung verbunden ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskette (9) eine Hohlbolzenkette ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zahnkranz (7) mindestens ein weiterer Zahnkranz (35) zugeordnet ist, dessen Drehachse parallel versetzt zum Zahnkranz (7) auf einer Platte (57) angeordnet ist, wobei die Zahnkränze (7,35) horizontal fluchtend zueinander in einer Ebene liegend ausgerichtet sind.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Stößel (1) zugewandten Halteplatte (24) ein Tasttisch (26) durch im rohrförmigen Teil (18) des Flansches (19) achsparallel zur Hubachse (HU) in Bohrungen (22) geführte Sicherungsbolzen (23) verdrehsicher angeordnet ist.
Feinschneidkopf nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptzylinder (10) ein Ringzackenkolben (27) zum Bewegen der Ringzacke, mehrere Ringzackenbolzen (29) und ein Tastkolben (28) zum Erfassen eines zwischen Halteplatte (24) und Tasttisch (26) definierten Hubweges zueinander auf der Hubachse (HU) liegend aufgenommen sind.
Feinschneidkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptplatte (24) mehrere Ringzackenbolzen (29) koaxial zur Hubachse (HU) abstützende Druckplatte (30) angeordnet sind, in welcher eine Mittelabstützung (32) für die Druckplatte (30) in Flucht des Hubachse (HU) vorgesehen ist, wobei die Druckplatte (30) von einem Haltering (31) am Tasttisch (26) gehalten ist.
Verfahren zum Zustellen eines hydraulischen Feinschneidkopfes in einer Presse, insbesondere Feinschneidpresse, bei dem die im Hauptzylinder des Feinschneidkopfes geführte Kolben und Bolzen zum Erzeugen einer Druck- und/oder Verformungskraft mit einem einstellbaren Verdränger- bzw. Arbeitsdruck eines hydraulisches Fluides aus einer Hochdruckquelle eines hydraulischen Systems beaufschlagt werden und der Pressenstößel mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a Verriegeln eines aus Bewegungsgewinden (12;13) einer im Kopfstücke des Feinschneidkopfes um die Hubachse (HU) drehbaren Stellmutter (6) und einem Hauptzylinder (10) zusammengesetzten Stellmechanismus (11) während des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch permanentes axiales Zuführen des Fluides über einen zum Stellmechanismus führenden Kanal zwecks Aufhebung eines axialen Spiels zwischen den Bewegungsgewinden,

b Entriegeln der beiden Bewegungsgewinde nach Beendigung des Aufbringens der Druck- und Verformungskraft durch Abschalten des Verriegelungsdruckes mittels Absperren des Kanals,

c Zuführen eines auf einen Antriebsdruck eingestellten Fluides zu einem hydraulischen Motor zum Betätigen des Stellmechanismus durch Drehen eines an der Gewindemutter festgelegten Zahnkranzes über eine vom Motor angetriebene Kette bis der Hauptzylinder eine vorbestimmte Position in Bezug auf eine vorgewählte Zustelllage erreicht hat,

d Abschalten des Motors durch Absperren der Zufuhr des auf Antriebsdruck eingestellten Fluides und Zuschalten des vom Stelldruck auf einen Bremsdruck eingestellten Fluides zum Festhalten der eingestellten Position des Feinschneidkopfes und

e Erneutes Zuschalten des Verriegelungsdruckes auf den Stellmechanismus zum Verriegeln der Bewegungsgewinde gemäß Schritt a.