EP3206812B1 - Presse zum hauptzeitparallelen arbeiten - Google Patents

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EP3206812B1
EP3206812B1 EP15777664.2A EP15777664A EP3206812B1 EP 3206812 B1 EP3206812 B1 EP 3206812B1 EP 15777664 A EP15777664 A EP 15777664A EP 3206812 B1 EP3206812 B1 EP 3206812B1
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EP
European Patent Office
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press
tool
stroke
holding means
control element
Prior art date
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EP15777664.2A
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English (en)
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EP3206812A1 (de
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Stefan Andreas KRUCK
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Sk-Technologies GmbH
Original Assignee
Sk-Technologies GmbH
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Publication date
Application filed by Sk-Technologies GmbH filed Critical Sk-Technologies GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/02—Special design or construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21J3/00—Lubricating during forging or pressing
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    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/02—Special design or construction
    • B21J9/022—Special design or construction multi-stage forging presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/18—Drives for forging presses operated by making use of gearing mechanisms, e.g. levers, spindles, crankshafts, eccentrics, toggle-levers, rack bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/028—Loading or unloading of dies, platens or press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/08—Accessory tools, e.g. knives; Mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/146—Control arrangements for mechanically-driven presses for synchronising a line of presses

Definitions

  • the invention relates to a press according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention relates to a press, which is used in particular in a forging process.
  • Forging processes are known in which several forming stages are used. Different forming stages are forged in successively switched workstations with gradual approach to the final contour. To be able to produce economically, all forming stages are preferably mounted in a single press. Depending on the force of the press or other parameters of the forging process, all forming stages can be occupied at the same time. This assignment is referred to as a multiple document method. If the force of the press is insufficient or if other parameters of the forging process are not allowed for all the forming stages to be occupied at the same time, the process is transferred from one forming stage to the next.
  • the main time is the machining time of workpieces.
  • the time for the press advancement and return stroke is referred to as the main time.
  • the object of the invention is to provide a press in which secondary activities can be carried out during the execution of a forming stage at the other forming stages parallel to the main time, in particular to shorten the cycle time.
  • the press according to the invention is provided with at least one press ram, with which a press stroke is executable upon actuation of the press, with at least a first workstation and a second workstation, wherein the first and the second workstation each have a lower tool part and a tool upper part a first forming step is formed by the lower part of the tool and the upper part of the tool of the first work station, and a second forming step is formed by the lower part of the tool and the upper part of the tool of the second work station.
  • Such multi-stage presses are for example off FR 871 397 A known.
  • the press has a mechanical element for transferring the press stroke to alternately one of the forming stages, whereby the press stroke is alternately and independently transferable to the first and the second forming stage.
  • the press has a number of n forming steps, wherein the mechanical element of the press stroke can be transferred to a number of 1 to n-1 forming stages simultaneously. At the remaining forming stage then a secondary activity can be performed, which is particularly advantageous in rotary transfer machines.
  • the mechanical element is controlled by at least one control element, preferably hydraulically or pneumatically.
  • a hydraulic or pneumatic control can be adjusted particularly sensitive, uniform and infinitely variable.
  • the at least one control element is arranged on the at least one press ram. This results in a favorable space-optimized design for the press.
  • the at least one control element is arranged on a housing of the press and / or on a press table of the press. This provides an advantageous alternative for the arrangement of the control element.
  • the at least one control element of the at least one press ram preferably in parallel to the press stroke, extendable, wherein the control with little effort, preferably by a spindle drive, is retractable and positively locked in the extended position, preferably by a spindle pitch with self-locking.
  • the at least one control element can be extended substantially perpendicular to the press stroke. This is particularly advantageous if the at least one control element is arranged laterally on the housing of the press.
  • control is a control cylinder.
  • a control cylinder is particularly easy to control hydraulically or pneumatically.
  • the mechanical element is a control plate or spool suitably shaped and dimensioned to transmit the force of the press from the press ram to the respective tool.
  • Plate-shaped elements or pistons are easily interchangeable.
  • the press stroke can be controlled manually and / or automatically.
  • the manual operation of the press can be very cumbersome in presses where the design limits the space within the tools, and depending on safety regulations also not be approved.
  • An automated control is then particularly advantageous.
  • the press stroke can be controlled by a robot.
  • the loading and unloading and ancillary activities can be performed by a robot.
  • the press stroke can be transmitted by the mechanical element to the tool upper part of the respective forming stage.
  • the executed movement of the press ram acts on the upper tool part of a forming stage, that the respective work station is closed and the at least one other workstation is opened, wherein with the closed workstation, a forging operation is performed.
  • a robot is preferably used in the transmission of the press stroke.
  • the tool upper part to which no press stroke is transferred, held by holding means in an open position.
  • the tool upper part is advantageously held in the open position until force is introduced via the press ram and the mechanical element and closing of the tool upper part and tool lower part is brought about.
  • the holding means are preferably arranged between the lower part of the tool and the upper part of the tool. This arrangement results in a particularly advantageous space-saving design of the press.
  • the holding means between the tool upper part and the press table are arranged. This arrangement is an advantageous alternative to the aforementioned arrangement of the holding means.
  • the holding means preferably have at least one compression spring.
  • a compression spring can be used from the engineering known spring elements, which may be designed in a simple design as a spiral spring, plate spring or gas spring.
  • the holding means have at least one tension spring.
  • tension springs By tension springs a better loading and unloading of the press can be provided.
  • tension springs which are arranged between the tool upper part and the press table, sufficient space can be provided between a tool upper part and a tool lower part.
  • the press has communication means for controlling a robot and a lubrication device.
  • the robot and the lubricator can be controlled in response to the control of the press stroke.
  • lubrication devices such as spray manipulators, a friction between forging tool surfaces and workpieces can be reduced and a mold release can be ensured.
  • the press is a forging press or a trimming press.
  • forging components have circumferentially surplus material which can be removed in separate trimming operations by means of a trimming press.
  • FIG. 1 shows in side view an embodiment of a press 1 according to the invention.
  • the press 1 is arranged in a housing 4.
  • the press 1 of the FIG. 1 is a forging press, which is driven by a spindle drive 3.
  • a press 1 with a spindle drive 3 is also referred to as a screw press.
  • Spindle presses can be equipped with a large stroke due to the design, since a rotational movement of a spindle into a vertically acting translation whose size depends on the length of the spindle can be converted in the axial direction of the spindle.
  • a size of the stroke of a screw press has little effect on the purchase price. Especially with large workpieces, a large stroke is advantageous.
  • a press ram 2 is arranged at one end of the spindle drive 3.
  • the press ram 2 performs a press stroke h, that is, the press ram 2 sets a path h in the axial direction of the spindle back.
  • a first workstation 10 which comprises a tool lower part 12 and a tool upper part 14, and a second workstation 20, which comprises a tool lower part 22 and a tool upper part 24, are arranged in the present case.
  • the tool lower parts 12, 22 and the tool tops 14, 24 each form a first forming stage 16 and a second forming stage 26.
  • a mechanical element 30 is arranged in the form of a control plate.
  • the mechanical element 30 is movable via a control element 40, which in the present case is designed as a control cylinder and is arranged on the press ram 2, in the orthogonal direction to the press stroke h.
  • the press stroke h can be transferred to one of the forming steps 16, 26 independently of one another.
  • the first workstation 10 and the second workstation 20 each have a holding means 50.
  • the holding means 50 are formed as compression springs, of which two are each arranged between the lower tool part 12 and the upper tool part 14 of the first workstation 10 and the lower tool part 22 and the upper tool part 24 of the second workstation 20.
  • the holding means 50 are in the present case designed as helical springs. With the spring action of the holding means 50, the tool tops 14 and 24 are held in an open position until 30 force is applied via the press ram 2 and the mechanical element and closure of one of the at least two workstations 10, 20 is brought about.
  • the holding means 50 may also be arranged between the tool upper part 14, 24 and the at least one press ram 2.
  • FIG. 2 shows a cut-out enlargement of the forging press FIG. 1 ,
  • the press ram 2 is in the open position, ie, none of the at least two workstations 10, 20 is a force introduced.
  • the holding means 50 are not claimed by the press stroke h.
  • the control 40 is so far in orthogonal Direction to the press stroke h extended that the mechanical element 30 between the press ram 2 and the tool upper part 14 of the first workstation 10 is arranged.
  • FIG. 3 shows a cut-out enlargement of the forging press FIG. 1 with the press ram 2 shown in a closed position.
  • a force is introduced into at least one of the at least two workstations 10, 20.
  • the control element 40 is extended in such a way that the mechanical element 30 is arranged between the press ram 2 and the tool upper part 14 of the first workstation, so that upon actuation of the press ram 2, a force transfer can take place at the first workstation 10, at the first workstation 10 to be able to carry out a forging process.
  • the holding means 50 are compressed between the upper tool part 14 and the lower tool part 12 of the first workstation 10 by the force of the press 1.
  • the compression springs of the first workstation 10 are compressed by the mechanical element 30, which transfers the press stroke h of the press ram 2 to the first workstation 10, so that a forging process can be carried out on the first workstation 10.
  • the second forming stage 26 is held by the holding means 50 in an open position.
  • FIG. 4 shows a further cut-out enlargement of a forging press FIG. 1 wherein the press ram 2 as in FIG. 3 is shown in a closed position.
  • the control element 40 is different from FIG. 3 extended so that the mechanical element 30 between the tool top 24 of the second workstation 20 and the press ram 2 is arranged is.
  • the first forming stage 16 is held by the holding means 50 in an open position.
  • a robot 60 can be used, cf.
  • the robot 60 can be controlled, the robot 60 being controllable in dependence on the control of the press stroke h.
  • Lubrication device 70 shown is a so-called spray manipulator with a Verfahrarm 72, at one end of a spray head 74 is arranged.
  • the Verfahrarm 72 can be rotated about an axis of rotation to reach the forming stages 16 and 26. But there are also linear movements of the Verfahrarms 72 possible.
  • the spray heads 74 can be adapted to different contours of the different forming stages 16 and 26. Via communication means of the press 1, the lubricating device 70 can be controlled, wherein the lubricating device 70 is controllable in dependence on the control of the press stroke h.
  • FIG. 5 shows a side view of an embodiment of a press 1, wherein the control element 40 is arranged laterally on the press ram 2 on the housing 4.
  • the mechanical element 30 is arranged in the housing 4, between the press ram 2 and the tool upper parts 14, 24.
  • the press may be a forging press, a trimming press or another press.
  • control member 40 from the press ram 2 can be extended, wherein the control member 40 can be positively locked or held by self-locking.
  • the control member 40 can be positively locked or held by self-locking.
  • a control can be ensured.
  • Cylinder or spindle thus form the controls 40.
  • the mechanical element 30 omitted. The force is then transmitted from the press ram 2 via these elements on the tool tops 14, 24. The positive locking or the self-locking effect that the controls 40 do not require much effort for the extension and still be able to transfer the great force of the press ram 2 on the tool tops 14, 24.
  • the holding means 50 between the press table 5 and the tool upper parts 14, 24 are arranged, so that the holding means 50 in the form of spring elements could apply a spring force between the press table and tool tops 14, 24. In this case, sufficient space is provided between the tool upper parts 14, 24 and the tool lower parts 12, 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Presse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse, die in insbesondere in einem Schmiedeverfahren verwendet wird. Es sind Schmiedeverfahren bekannt, bei denen mehrere Umformstufen zur Anwendung kommen. Unterschiedliche Umformstufen werden in nacheinander geschalteten Arbeitsstationen unter schrittweiser Annäherung an die Endkontur geschmiedet. Um wirtschaftlich fertigen zu können, werden alle Umformstufen möglichst in einer einzigen Presse angebracht.
    Je nach Kraft der Presse oder sonstigen Parametern des Schmiedeprozesses können alle Umformstufen gleichzeitig belegt werden. Diese Belegung wird folgend Mehrfachbelegverfahren genannt. Reicht die Kraft der Presse nicht aus oder lassen es andere Parameter des Schmiedeprozesses nicht zu, dass alle Umformstufen gleichzeitig belegt sind, so wird von einer Umformstufe zur nächsten umgelegt. In diesem Fall ist jeweils nur eine Umformstufe belegt. Diese Belegung wird folgend Einzelbelegverfahren genannt.
    Das Schmieden mit mehreren Umformstufen erfolgt mit Schmiedewerkzeugen. Tragen diese Werkzeuge keine Formkontur, so wird vom Freiformschmieden gesprochen. Ist in den Schmiedewerkzeugen eine Negativform des Werkstücks eingebracht, so wird vom Gesenkschmieden gesprochen.
    Beim Freiform- sowie beim Gesenkschmieden ist eine Benetzung der Schmiedegesenke mit einem Trennmittel nötig. Dieses Benetzverfahren wird Schmieren genannt. Das Schmieren muss zumeist nach jedem geschmiedeten Bauteil in dem jeweiligen Werkzeug durchgeführt werden. Außer dem Schmieren kann auch ein Ausblasen der Formen erfolgen, was hier und im Folgenden zum Schmierprozess der Schmiedewerkzeuge gerechnet wird.
  • Beim Mehrfachbelegverfahren wirkt sich die Schmierung dahingehend nachteilig aus, dass alle Werkstücke der verschiedenen Umformstufen aus den Schmiedewerkzeugen entnommen werden, zumeist gleichzeitig, und alle Schmiedewerkzeuge benetzt werden müssen. Bei bekannten Transferbalkensystemen erfordert dies ausreichenden Platz zwischen den Schmiedewerkzeugen, da die entnommenen Bauteile mit dem Transferbalkensystem zwischen die Schmiedewerkzeuge gefahren werden, um dann den Raum über beziehungsweise unter dem Schmiedewerkzeug für entsprechende Schmierwerkzeuge freizugeben. Ebenfalls verlängert der Schmierzyklus die Taktzeit.
  • Beim Einzelbelegverfahren ergibt sich eine schlechtere Produktivität durch das Verfahren an sich, da die Umformstufen nacheinander durchlaufen werden. Bei gleichzeitiger Taktzeit je Umformstufe ergibt sich dann beispielsweise eine entsprechende Taktzeitverdoppelung. Zusätzlich wirkt sich als nachteilig aus, dass während des Schmiedezyklus nicht geschmiert werden kann, da die Schmierwerkzeuge innerhalb des Wirkweges der Schmiedewerkzeuge stehen.
  • Als Hauptzeit wird die Bearbeitungszeit von Werkstücken bezeichnet. Bei hauptzeitparallelen, auch hauptzeitneutral genannten, Tätigkeiten dürfen diese keinen Einfluss auf die Bearbeitungszeit der Werkstücke haben. Bei Schmiedevorgängen auf Pressen wird die Zeit für den Pressenvor- und -rückhub als Hauptzeit bezeichnet.
  • Bei den bekannten Pressen stellt sich das Problem, dass anfallende Nebentätigkeiten, wie zum Beispiel das Schmieren, das Be- und Entladen sowie das Reinigen der Schmiedewerkzeuge, nicht hauptzeitparallel durchgeführt werden können. Hier setzt die Erfindung an.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Presse bereitzustellen, bei der während der Ausführung einer Umformstufe an den anderen Umformstufen hauptzeitparallel Nebentätigkeiten ausgeführt werden können, um insbesondere die Taktzeit zu verkürzen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Presse ist mit wenigstens einem Pressenstößel, mit dem bei Betätigung der Presse ein Pressenhub ausführbar ist, mit wenigstens einer ersten Arbeitsstation und einer zweiten Arbeitsstation, wobei die erste und die zweite Arbeitsstation jeweils ein Werkzeug-Unterteil und ein Werkzeug-Oberteil aufweisen, wobei durch das Werkzeug-Unterteil und das Werkzeug-Oberteil der ersten Arbeitsstation eine erste Umformstufe und durch das Werkzeug-Unterteil und das Werkzeug-Oberteil der zweiten Arbeitsstation eine zweite Umformstufe gebildet ist, ausgestattet. Solche Mehrstufenpressen sind beispielsweise aus FR 871 397 A bekannt. Erfindungsgemäß weist die Presse ein mechanisches Element zur Übertragung des Pressenhubs auf wechselweise eine der Umformstufen auf, wodurch der Pressenhub auf die erste und die zweite Umformstufe wechselweise und voneinander unabhängig übertragbar ist.
  • Durch die voneinander unabhängige Übertragung des Pressenhubs auf die erste und die zweite Umformstufe wird erreicht, dass während der Ausführung eines Pressenhubs und der Übertragung auf eine der Umformstufen an der anderen Umformstufe hauptzeitparallel Nebentätigkeiten durchgeführt werden können.
  • Vorzugsweise weist die Presse eine Anzahl von n Umformstufen auf, wobei durch das mechanische Element der Pressenhub auf eine Anzahl von 1 bis n-1 Umformstufen gleichzeitig übertragbar ist. An der verbleibenden Umformstufe kann dann eine Nebentätigkeit ausgeführt werden, was insbesondere bei Rundtaktmaschinen von Vorteil ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das mechanische Element durch wenigstens ein Steuerelement, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch, ansteuerbar. Eine hydraulische oder pneumatische Steuerung kann jeweils besonders feinfühlig, gleichförmig und stufenlos eingestellt werden.
  • Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Steuerelement an dem wenigstens einen Pressenstößel angeordnet. Damit ergibt sich eine vorteilhafte platzoptimierte Bauweise für die Presse.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Steuerelement an einem Gehäuse der Presse und/oder an einem Pressentisch der Presse angeordnet. Damit wird eine vorteilhafte Alternative für die Anordnung des Steuerelements bereitgestellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Steuerelement aus dem wenigstens einen Pressenstößel, vorzugsweise parallel zu dem Pressenhub, ausfahrbar, wobei das Steuerelement mit geringem Kraftaufwand, vorzugsweise durch einen Spindelantrieb, ausfahrbar ist und in ausgefahrener Stellung formschlüssig, vorzugsweise durch eine Spindelsteigung mit Selbsthemmung, blockiert ist.
  • Damit kann über die aus dem Pressenstößel in Richtung Schmiedewerkzeuge ausfahrende selbsthemmende Spindeln eine Ansteuerung gewährleistet werden. Auch ausfahrende Zylinder, die in Ausfahrstellung blockiert werden können, erfüllen diesen Zweck. Durch diese Elemente kann das mechanische Element entfallen. Der Pressenhub wird dann vom Pressenstößel über diese Elemente auf die Werkzeuge übertragen. Das formschlüssige Blockieren oder die Selbsthemmung bewirken, dass die Steuerelemente keinen großen Kraftaufwand für das Ausfahren benötigen und trotzdem die große Kraft vom Pressenstößel auf die Schmiedewerkzeuge übertragen können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Steuerelement im Wesentlichen senkrecht zu dem Pressenhub ausfahrbar. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das wenigstens eine Steuerelement seitlich an dem Gehäuse der Presse angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist das Steuerelement ein Steuerzylinder. Ein Steuerzylinder ist besonders einfach hydraulisch oder pneumatisch anzusteuern.
  • Vorteilhafterweise ist das mechanische Element eine Steuerplatte oder ein Steuerkolben, die bzw. der geeignet geformt und dimensioniert ist, die Kraft der Presse von dem Pressenstößel auf das jeweilige Werkzeug zu übertragen. Plattenförmige Elemente oder Kolben sind leicht austauschbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Pressenhub manuell und/oder automatisiert ansteuerbar. Das Bedienen der Presse von Hand kann bei Pressen, bei denen durch die Bauart die Platzverhältnisse innerhalb der Werkzeuge eingeschränkt sind, sehr umständlich und je nach Sicherheitsvorschriften auch nicht zugelassen sein. Eine automatisierte Ansteuerung ist dann besonders vorteilhaft. Beispielsweise kann der Pressenhub mit einem Roboter angesteuert werden. Auch kann das Be- und Entladen sowie Nebentätigkeiten von einem Roboter ausgeführt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Pressenhub durch das mechanische Element auf das Werkzeug-Oberteil der jeweiligen Umformstufe übertragbar. Die ausgeführte Bewegung des Pressenstößels wirkt so auf das Werkzeug-Oberteil einer Umformstufe, dass die jeweilige Arbeitsstation geschlossen und die wenigstens eine andere Arbeitsstation geöffnet wird, wobei mit der geschlossenen Arbeitsstation ein Schmiedevorgang ausgeführt wird. Somit können parallel zur Hauptzeit des Arbeitsganges an der ersten Arbeitsstation Nebentätigkeiten an der zweiten Arbeitsstation durchgeführt werden. Aus sicherheitsrelevanten Gründen wird bei der Übertragung des Pressenhubs vorzugsweise ein Roboter eingesetzt.
  • In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist das Werkzeug-Oberteil, auf das kein Pressenhub übertragen ist, durch Haltemittel in einer geöffneten Stellung gehalten. Durch die Haltemittel wird das Werkzeug-Oberteil vorteilhafterweise in der geöffneten Stellung gehalten, bis über den Pressenstößel und das mechanische Element Kraft eingeleitet und ein Schließen des Werkzeug-Oberteils und Werkzeug-Unterteils herbeigeführt wird.
  • Vorzugsweise sind die Haltemittel zwischen dem Werkzeug-Unterteil und dem Werkzeug-Oberteil angeordnet. Diese Anordnung ergibt eine besonders vorteilhafte platzsparende Ausführung der Presse.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Haltemittel zwischen dem Werkzeug-Oberteil und dem Pressentisch angeordnet. Diese Anordnung ist eine vorteilhafte Alternative zu der zuvor genannten Anordnung der Haltemittel.
  • Bevorzugt weisen die Haltemittel wenigstens eine Druckfeder auf. Als Druckfeder können aus dem Maschinenbau bekannte Federelemente verwendet werden, welche in einfacher Bauart als Spiralfeder, Tellerfeder oder Gasdruckfeder ausgebildet sein können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Haltemittel wenigstens eine Zugfeder auf. Durch Zugfedern kann ein besseres Be- und Entladen der Presse bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch Zugfedern, die zwischen dem Werkzeug-Oberteil und dem Pressentisch angeordnet sind, genügend Platz zwischen einem Werkzeug-Oberteilen und einem Werkzeug-Unteranteil bereitgestellt werden.
  • Vorteilhafterweise weist die Presse Kommunikationsmittel zur Steuerung eines Roboters und einer Schmiereinrichtung auf. Mittels den Kommunikationsmitteln kann der Roboter und die Schmiereinrichtung in Abhängigkeit von der Steuerung des Pressenhubs gesteuert werden. Mit Schmiereinrichtungen, beispielsweise Sprühmanipulatoren, kann eine Reibung zwischen Schmiedewerkzeugoberflächen und Werkstücken reduziert und eine Entformbarkeit sicher gestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Presse eine Schmiedepresse oder eine Abgratpresse. Schmiedebauteile weisen je nach Schmiedeverfahren umlaufend überschüssiges Material auf, welches in separaten Abgratvorgängen mittels einer Abgratpresse entfernt werden kann.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Presse,
    Figur 2
    ein Ausschnitt der Presse nach Figur 1 in geöffneter Stellung,
    Figur 3
    ein Ausschnitt der Presse nach Figur 1 in geschlossener Stellung,
    Figur 4
    ein Ausschnitt der Presse nach Figur 1 in einer weiteren geschlossenen Stellung,
    Figur 5
    eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Presse,
    Figur 6
    eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Presse mit einem Roboter, und
    Figur 7
    eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schmiereinrichtung.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern, soweit nicht anders angegeben, gleiche Bezugsteile mit der gleichen Bedeutung.
  • Figur 1 zeigt in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presse 1. Die Presse 1 ist in einem Gehäuse 4 angeordnet. Die Presse 1 der Figur 1 ist eine Schmiedepresse, die über einen Spindelantrieb 3 angetrieben wird.
  • Eine Presse 1 mit einem Spindelantrieb 3 wird auch als Spindelpresse bezeichnet. Spindelpressen können bauartbedingt mit großem Hub ausgestattet sein, da eine Drehbewegung einer Spindel in eine senkrecht wirkende Translation, deren Größe von der Länge der Spindel abhängig ist, in Achsrichtung der Spindel umgewandelt werden kann. Eine Größe des Hubs einer Spindelpresse hat kaum Auswirkungen auf den Anschaffungspreis. Insbesondere bei großen Werkstücken ist ein großer Hub vorteilhaft.
  • An einem Ende des Spindelantriebs 3 ist ein Pressenstößel 2 angeordnet. Bei Betätigung der Presse 1 führt der Pressenstößel 2 einen Pressenhub h aus, das heißt der Pressenstößel 2 legt einen Weg h in Achsrichtung der Spindel zurück.
  • Auf einem Pressentisch 5 der Presse 1 sind vorliegend eine erste Arbeitsstation 10, die ein Werkzeug-Unterteil 12 und ein Werkzeug-Oberteil 14 umfasst, und eine zweite Arbeitsstation 20, die ein Werkzeug-Unterteil 22 und ein Werkzeug-Oberteil 24 umfasst, angeordnet. Die Werkzeug-Unterteile 12, 22, über denen die Werkzeug-Oberteile 14, 24 angeordnet sind, sind unmittelbar auf dem Pressentisch 5 angeordnet. Die Werkzeug-Unterteile 12, 22 und die Werkzeug-Oberteile 14, 24 bilden jeweils eine erste Umformstufe 16 und eine zweite Umformstufe 26.
  • Zwischen den Werkzeug-Oberteilen 14, 24 und dem Pressenstößel 2 ist ein mechanisches Element 30 in Form einer Steuerplatte angeordnet. Das mechanische Element 30 ist über ein Steuerelement 40, das vorliegend als Steuerzylinder ausgebildet und an dem Pressenstößel 2 angeordnet ist, in orthogonaler Richtung zu dem Pressenhub h bewegbar. Durch das mechanische Element 30 ist damit in Abhängigkeit von der Bewegung des Steuerelements 40 der Pressenhub h auf eine der Umformstufen 16, 26 voneinander unabhängig übertragbar.
  • Die erste Arbeitsstation 10 und die zweite Arbeitsstation 20 weisen jeweils ein Haltemittel 50 auf. In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Haltemittel 50 als Druckfedern ausgebildet, von denen jeweils zwei zwischen dem Werkzeug-Unterteil 12 und dem Werkzeug-Oberteil 14 der ersten Arbeitsstation 10 und dem Werkzeug-Unterteil 22 und dem Werkzeug-Oberteil 24 der zweiten Arbeitsstation 20 angeordnet sind. Die Haltemittel 50 sind vorliegend als Schraubenfedern ausgebildet. Mit der Federwirkung der Haltemittel 50 werden die Werkzeug-Oberteile 14 und 24 in einer geöffneten Stellung gehalten, bis über den Pressenstößel 2 und das mechanische Element 30 Kraft eingeleitet und ein Schließen einer der wenigstens zwei Arbeitsstationen 10, 20 herbeigeführt wird. Alternativ können die Haltemittel 50 auch zwischen dem Werkzeug-Oberteil 14, 24 und dem wenigstens einen Pressenstößel 2 angeordnet sein.
  • Figur 2 zeigt eine Ausschnittvergrößerung der Schmiedepresse aus Figur 1. Der Pressenstößel 2 ist dabei in geöffneter Stellung, d.h., auf keine der wenigstens zwei Arbeitsstationen 10, 20 ist eine Kraft eingeleitet. In geöffneter Stellung des Pressenstößels 2 sind die Haltemittel 50 nicht durch den Pressenhub h beansprucht. Das Steuerelement 40 ist soweit in orthogonaler Richtung zu dem Pressenhub h ausgefahren, dass das mechanische Element 30 zwischen dem Pressenstößel 2 und dem Werkzeug-Oberteil 14 der ersten Arbeitsstation 10 angeordnet ist.
  • Figur 3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung der Schmiedepresse aus Figur 1, wobei der Pressenstößel 2 in einer geschlossenen Stellung gezeigt ist. In der geschlossenen Stellung ist in wenigstens eine der wenigstens zwei Arbeitsstationen 10, 20 eine Kraft eingeleitet. Das Steuerelement 40 ist derart ausgefahren, dass das mechanische Element 30 zwischen dem Pressenstößel 2 und dem Werkzeug-Oberteil 14 der ersten Arbeitsstation angeordnet ist, damit bei Betätigung des Pressenstößels 2 ein Kraftübertrag bei der ersten Arbeitsstation 10 stattfinden kann, um bei der ersten Arbeitsstation 10 ein Schmiedevorgang ausführen zu können. In der geschlossenen Stellung des Pressenstößels 2 werden die Haltemittel 50 zwischen dem Werkzeug-Oberteil 14 und dem Werkzeug-Unterteil 12 der ersten Arbeitsstation 10 durch die Kraft der Presse 1 zusammengedrückt. Im Falle von Druckfedern werden die Druckfedern der ersten Arbeitsstation 10 durch das mechanische Element 30, das den Pressenhub h des Pressenstößels 2 auf die erste Arbeitsstation 10 überträgt, zusammengedrückt, sodass an der ersten Arbeitsstation 10 ein Schmiedevorgang ausgeführt werden kann. Die zweite Umformstufe 26 wird durch die Haltemittel 50 in einer geöffneten Stellung gehalten.
  • Figur 4 zeigt eine weitere Ausschnittvergrößerung einer Schmiedepresse aus Figur 1, wobei der Pressenstößel 2 wie in Figur 3 in einer geschlossenen Stellung gezeigt ist. Das Steuerelement 40 ist im Unterschied zu Figur 3 derart ausgefahren, dass das mechanische Element 30 zwischen dem Werkzeug-Oberteil 24 der zweiten Arbeitsstation 20 und dem Pressenstößel 2 angeordnet ist. In diesem Fall werden die Haltemittel 50 zwischen dem Werkzeug-Oberteil 24 und dem Werkzeug-Unterteil 22 der zweiten Arbeitsstation 20, die beispielsweise als Druckfedern ausgebildet sind, durch das mechanische Element 30, dass den Pressenhub h des Pressenstößels 2 auf das Werkzeug-Oberteil 24 der zweiten Arbeitsstation 20 überträgt, zusammengedrückt, sodass an der zweiten Arbeitsstation 20 ein Schmiedevorgang ausgeführt werden kann. Die erste Umformstufe 16 wird durch die Haltemittel 50 in einer geöffneten Stellung gehalten.
  • In den Figuren 3 und 4 ist gezeigt, wie der Pressenhub h des Pressenstößels 2 auf die erste und die zweite Umformstufe 16, 26 voneinander unabhängig übertragen werden kann. Dabei kann an einer der Umformstufen 16, 26, die sich gerade in einer geöffneten Stellung befindet, eine Nebentätigkeit, beispielsweise Schmieren, an den jeweiligen Werkzeug-Unterteilen 12, 22 und Werkzeug-Oberteilen 14, 24 ausgeführt werden. Somit können parallel zur Hauptzeit des Arbeitsganges an einer geschlossenen Umformstufe 16, 26 Nebentätigkeiten an einer jeweils geöffneten Umformstufe 16, 26 durchgeführt werden. Aufgrund von Sicherheitsvorschriften sind solche Nebentätigkeiten durch menschlichen Eingriff kaum erlaubt. Ein Fehler bei der Steuerung des Steuerelements könnte lebensgefährliche Folgen haben. Daher wird zur Ausführung der Nebentätigkeiten vorteilhafterweise automatisierte Ausstattung verwendet, die in den Steuerungsablauf integriert ist.
  • Beispielsweise kann ein Roboter 60 eingesetzt werden, vgl. Figur 6. Über Kommunikationsmittel der Presse 1 kann der Roboter 60 angesteuert werden, wobei der Roboter 60 in Abhängigkeit von der Steuerung des Pressenhubs h steuerbar ist.
  • Die in Figur 7 gezeigte Schmiereinrichtung 70 ist ein sogenannter Sprühmanipulator mit einem Verfahrarm 72, an dessen einen Ende ein Sprühkopf 74 angeordnet ist. Der Verfahrarm 72 kann um eine Rotationsachse rotiert werden, um die Umformstufen 16 und 26 zu erreichen. Es sind aber auch lineare Bewegungen des Verfahrarms 72 möglich. Die Sprühköpfe 74 können auf unterschiedliche Konturen der verschiedenen Umformstufen 16 und 26 angepasst werden. Über Kommunikationsmittel der Presse 1 kann die Schmiereinrichtung 70 angesteuert werden, wobei die Schmiereinrichtung 70 in Abhängigkeit von der Steuerung des Pressenhubs h steuerbar ist.
  • Figur 5 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Presse 1, bei der das Steuerelement 40 seitlich an dem Pressenstößel 2 an dem Gehäuse 4 angeordnet ist. Das mechanische Element 30 ist in dem Gehäuse 4, zwischen dem Pressenstößel 2 und den Werkzeug-Oberteilen 14, 24 angeordnet.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Presse eine Schmiedepresse, eine Abgratpresse oder eine sonstige Presse sein kann.
  • Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, dass das Steuerelement 40 aus dem Pressenstößel 2, vorzugsweise in einer Richtung parallel zu dem Pressenhub h, ausgefahren werden kann, wobei das Steuerelement 40 formschlüssig blockiert oder mittels Selbsthemmung gehalten werden kann. So kann beispielsweise über aus dem Pressenstößel 2 in Richtung Werkzeug-Oberteil 14, 24 ausfahrende selbsthemmende Spindeln eine Ansteuerung gewährleistet werden. Auch ausfahrende Zylinder, die formschlüssig in Ausfahrstellung blockiert werden können, erfüllen diesen Zweck. Zylinder oder Spindel bilden somit die Steuerelemente 40. Durch diese Elemente kann das mechanische Element 30 entfallen. Die Kraft wird dann vom Pressenstößel 2 über diese Elemente auf die Werkzeug-Oberteile 14, 24 übertragen. Das formschlüssige Blockieren oder die Selbsthemmung bewirken, dass die Steuerelemente 40 keinen großen Kraftaufwand für das Ausfahren benötigen und trotzdem die große Kraft vom Pressenstößel 2 auf die Werkzeug-Oberteile 14, 24 übertragen können.
  • Ebenfalls liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Haltemittel 50 zwischen dem Pressentisch 5 und den Werkzeug-Oberteilen 14, 24 angeordnet sind, sodass die Haltemittel 50 in Form von Federelementen eine Federkraft zwischen Pressentisch und Werkzeug-Oberteilen 14, 24 aufbringen könne. Dabei wird genügend Platz zwischen den Werkzeug-Oberteilen 14, 24 und den Werkzeug-Unterteilen 12, 22 bereitgestellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Presse
    2
    Pressenstößel
    3
    Spindelantrieb
    4
    Gehäuse
    5
    Pressentisch
    10
    Arbeitsstation
    12
    Werkzeug-Unterteil
    14
    Werkzeug-Oberteil
    16
    Umformstufe
    20
    Arbeitsstation
    22
    Werkzeug-Unterteil
    24
    Werkzeug-Oberteil
    26
    Umformstufe
    30
    Mechanisches Element
    40
    Steuerelement
    50
    Haltemittel
    60
    Roboter
    70
    Schmiereinrichtung
    72
    Verfahrarm
    74
    Sprühkopf
    h
    Pressenhub

Claims (18)

  1. Presse (1) mit
    - wenigstens einem Pressenstößel (2), mit dem bei Betätigung der Presse (1) ein Pressenhub (h) ausführbar ist,
    - wenigstens einer ersten Arbeitsstation (10) und einer zweiten Arbeitsstation (20), wobei die erste und die zweite Arbeitsstation (10, 20) jeweils ein Werkzeug-Unterteil (12, 22) und ein Werkzeug-Oberteil (14, 24) aufweist, wobei durch das Werkzeug-Unterteil (12) und das Werkzeug-Oberteil (14) der ersten Arbeitsstation (10) eine erste Umformstufe (16) und durch das Werkzeug-Unterteil (22) und das Werkzeug-Oberteil (24) der zweiten Arbeitsstation (20) eine zweite Umformstufe (26) gebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) ein mechanisches Element (30) zur Übertragung des Pressenhubs (h) auf eine der ersten oder der zweiten Umformstufe (16, 26) aufweist, wodurch der Pressenhub (h) entweder auf die erste oder die zweite Umformstufe (16, 26) und voneinander unabhängig übertragbar ist.
  2. Presse (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) eine Anzahl von n Umformstufen aufweist, wobei durch das mechanische Element (30) der Pressenhub (h) auf eine Anzahl von 1 bis n-1 Umformstufen gleichzeitig übertragbar ist.
  3. Presse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Element (30) durch wenigstens ein Steuerelement (40), vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch, ansteuerbar ist.
  4. Presse (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Steuerelement (40) an dem wenigstens einen Pressenstößel (2) angeordnet ist.
  5. Presse (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Steuerelement (40) an einem Gehäuse (4) der Presse (1) und/oder an einem Pressentisch (5) der Presse angeordnet ist.
  6. Presse (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Steuerelement (40) aus dem wenigstens einen Pressenstößel (2), vorzugsweise parallel zu dem Pressenhub (h), ausfahrbahr ist, wobei das Steuerelement (40) mit geringem Kraftaufwand, vorzugsweise durch einen Spindelantrieb, ausfahrbar ist und in ausgefahrener Stellung formschlüssig, vorzugsweise durch eine Spindelsteigung mit Selbsthemmung, blockiert ist.
  7. Presse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Steuerelement (40) im Wesentlichen senkrecht zu dem Pressenhub (h) ausfahrbar ist.
  8. Presse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (40) ein Steuerzylinder ist.
  9. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Element (30) eine Steuerplatte oder ein Steuerkolben ist.
  10. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pressenhub (h) manuell und/oder automatisiert ansteuerbar ist.
  11. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pressenhub (h) durch das mechanische Element (30) auf das Werkzeug-Oberteil (14, 24) der jeweiligen Umformstufe (16, 26) übertragbar ist.
  12. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug-Oberteil (14, 24), auf das kein Pressenhub (h) übertragen ist, durch Haltemittel (50) in einer geöffneten Stellung gehalten ist.
  13. Presse (1) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (50) zwischen dem Werkzeug-Unterteil (12, 22) und dem Werkzeug-Oberteil (14, 24) angeordnet sind.
  14. Presse (1) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (50) zwischen dem Werkzeug-Oberteil (14, 24) und dem Pressentisch (5) angeordnet sind.
  15. Presse (1) nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (50) wenigstens eine Druckfeder aufweisen.
  16. Presse (1) nach Anspruch 12 und Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (50) wenigstens eine Zugfeder aufweisen.
  17. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) Kommunikationsmittel zur Steuerung eines Roboters (60) und einer Schmiereinrichtung (70) aufweist.
  18. Presse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) eine Schmiedepresse oder eine Abgratpresse ist.
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