WO2001056776A1 - Presse - Google Patents

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WO2001056776A1
WO2001056776A1 PCT/EP2001/000256 EP0100256W WO0156776A1 WO 2001056776 A1 WO2001056776 A1 WO 2001056776A1 EP 0100256 W EP0100256 W EP 0100256W WO 0156776 A1 WO0156776 A1 WO 0156776A1
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WO
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press according
cylinder unit
press
force
counter
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/000256
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Rudolf Gubler
Johannes Haack
Ernst Rytz
Original Assignee
Feintool International Holding Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Feintool International Holding Ag filed Critical Feintool International Holding Ag
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Priority to JP2001556651A priority patent/JP2003521379A/ja
Priority to EP01905662A priority patent/EP1252010B1/de
Priority to US10/203,063 priority patent/US6964225B2/en
Publication of WO2001056776A1 publication Critical patent/WO2001056776A1/de

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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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8821—With simple rectilinear reciprocating motion only
    • Y10T83/8824—With provision for dynamic balance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8821—With simple rectilinear reciprocating motion only
    • Y10T83/8858—Fluid pressure actuated
    • Y10T83/8864—Plural cylinders

Definitions

  • the invention relates to a press, in particular
  • Fineblanking press for producing fineblanked parts from a metal strip or preforms, by means of a tool which is fastened to an upper platen and a lower platen, a plunger being assigned to each of the platen.
  • Such a press is known for example from DE 196 42 635 AI.
  • the tappet is connected to the guide columns with little play and is supported by one of them
  • the present invention has for its object to provide a press of the above. To develop a way in which the stiffness-forming elements of the press and the guide of the ram are decoupled and no transverse forces or moments act on the guide.
  • the plunger is supported via at least one plunger drive piston unit against a machine-fixed element which is fixedly connected via at least two guide columns to an opposite, likewise machine-fixed element, on which the other platen is arranged, the plunger being along the guide column is movable.
  • Two synchronously operating ram drive piston units are preferably provided, by means of which the four movements "quick closing, keying, cutting / forming, snift return" are carried out. These are clamped, double-acting cylinders. Rapid traverse cylinders, as used in known presses are no longer necessary.
  • the slide guide is preferably effected with two to four guide columns in the corner areas of the press. The guide columns serve primarily to guide the ram and only absorb tilting moments from tool stress. In the border areas of the press load, the guide pillars take over tie rod functions if necessary.
  • the actual press body is formed from an upper and lower yoke and by machine frame plates, with four machine frame plates generally being provided, each of which has openings for punching strip supply and removal, tool room operation and parts removal or assembly openings.
  • the ram guidance itself takes place via at least two spaced guide bushes.
  • the walls of the ram are preferably pulled up laterally, so that the actual working area of the tool lies between the two guide bushes. This ensures that a movement-neutral zone is created in the working area of the tool, so that tilting of the ram has no negative effects on the active elements of the tool.
  • annular yoke cylinder unit should be assigned to the one yoke.
  • This ring-toothed cylinder unit normally sits in or at the top of the upper yoke, which in turn is a double-acting cylinder with purging.
  • the pressure force that acts on a corresponding piston is transmitted to the tool space via pressure bolts and pressure plates that are also located in the yoke.
  • pressure fluid is displaced from the corresponding pressure chamber of the ring-toothed cylinder unit by means of the pressure bolts and the pressure plate.
  • This pressure fluid is preferably transferred to four compensation pistons, which stand on the lower yoke and whose piston rods act on the underside of the plunger. This supports the ram driving force and the displacement work of the ring-spike function is compensated for and no longer has to be subtracted from the total force as in the known presses. Presses of this type therefore have about 30% higher usable press force with the same size.
  • the displacement volume of the ring-toothed cylinder unit preferably corresponds to the volume of the compensation pistons.
  • a counter-force cylinder unit is assigned to the plunger itself, which in turn is a double-acting cylinder with purging.
  • the counter-force cylinder unit or its cylinder sit in or under the plunger.
  • the force of the piston is transmitted to the tool room via pressure pins and pressure plates.
  • the displaced pressurized fluid is preferably supplied in an analogous manner to that of the ring-toothed cylinder unit, two to three compensation pistons, which are preferably integrated in the cylinder of the counter-force cylinder unit and whose piston rods are supported against the lower yoke.
  • the displacement work of the counter function is compensated and the tappet driving force is supported.
  • the displacement volume corresponds approximately to the volume of the compensation pistons.
  • Presses of this type therefore have a usable press force that is approximately 40% higher than presses of known type.
  • the ring-toothed cylinder unit and the counter-force cylinder unit should preferably be adjustable independently of one another, both with regard to the pressure and thus the force and with regard to the path.
  • This also guarantees a freely selectable, controlled and / or regulated ram speed at each operating point and thus guarantees optimum part quality with an optimum service life of the active elements of the tools.
  • the press P according to the invention has a rigid upper yoke 1 and a rigid lower yoke 2.
  • Upper yoke 1 and lower yoke 2 are firmly connected to the outside by machine frame plates 3.1 and 3.2 and form the press stand.
  • the upper yoke 1 and the lower yoke 2 are connected to one another via guide columns 4.1 and 4.2, four guide columns preferably being provided in the corner regions of the press.
  • the connection with the guide columns 4.1 and 4.2 can be fixed or articulated as a tie rod.
  • a plunger 5 is guided on the guide columns 4.1 and 4.2, this plunger 5 having two spaced-apart guide bushes 6.1 and 6.2 per guide column.
  • parts 7 of the plunger 5 are also designed to be longer, so that a greater spacing of the guide bushes 6.1 and 6.2 is ensured.
  • the tappet 5 is driven by a tappet drive piston unit 8.
  • Two tappet drive piston units 8 are preferably provided, which attack the tappet 5 as symmetrically as possible. In the exemplary embodiment, however, only one tappet drive piston unit 8 is shown.
  • the tappet drive piston unit 8 is a double-acting preloaded cylinder 9 with purging, in which a piston 10 separates two pressure chambers 11 and 12 from one another.
  • a piston rod 13 leads from the cylinder 9 and is connected to the plunger 5.
  • a counter force cylinder unit 20 is also assigned to the plunger 5.
  • the counter-force cylinder unit 20 has a cylinder 21 which is seated on an underside 22 of the plunger 5.
  • a piston 23 in turn separates two pressure spaces 24 and 25 from one another, while a piston rod 26 leads from the piston 20 out of the cylinder 21 and is connected to pressure bolts 28.1 and 28.2 via pressure plates 27.
  • These pressure bolts 28.1 and 28.2 pass through the plunger 5 and also a tool clamping plate 29 and engage in a lower tool, not shown in more detail, where they support a counter-holder, as is known in a fineblanking tool.
  • the counter-force cylinder unit 20 is connected to a compensation piston 14 via a fluid connection (not shown in more detail). Its piston 15 is located in the cylinder 21 and again separates two pressure chambers 17 and 18 from each other. Due to the integration in the cylinder 21, hose connections can be dispensed with. A push rod 19 is connected to the piston 15, which supports the cylinder 21 of the counter-force cylinder unit 20 and is supported against the lower yoke 2.
  • a ring-toothed cylinder unit 30 is seated on the upper yoke 1.
  • a piston 32 separates two working spaces 33 and 34 from one another.
  • a piston rod 35 leads to a pressure plate 36, which in turn is connected via pressure bolts 37.1, 37.2 and 37.3 after passing through a tool mounting plate 38 with an annular toothed plate of a tool, not shown, as is also known from the prior art.
  • the ring-toothed cylinder unit 30 is in fluid communication with at least one additional compensation piston 39, which is seated on the lower yoke 2 with a corresponding cylinder housing 40.
  • a piston 41 in turn separates two working spaces 42 and 43, a piston rod 44 connected to the piston 41 leading out of the cylinder 40 and connected to the underside 22 of the plunger 5.
  • a tool as shown for example in “Fineblanking”, Handbook for Practice, 2nd edition, 1977, page 85 ff. Essentially consists of an upper tool part and a lower tool part.
  • the upper tool part has a recessed ring serrated plate with an annular serration which surrounds a stationary cutting punch.
  • Opposite the cutting punch is a flexible ejector in the lower part of the tool (Counterholder) assigned, which in turn is surrounded by a fixed cutting plate.
  • the ring spike penetrates into the material of a punched strip and encircles the part to be cut out.
  • the workpiece to be cut out is clamped between the punch and the ejector (counterholder).
  • the ram force begins to cut out the workpiece, at the same time the ring spike plate is pushed back against the ring spike force, and the ejector is pushed into the die against the counterforce by the material thickness of the workpiece.
  • the ring-jagging force and the counterforce are released.
  • Such a tool is preferably assembled outside the press on tool change plates 29, 38 and inserted into the machine via cantilever beams. This is shown for example in WO97 / 35710.
  • the cantilevers are usually part of the machine.
  • the tool change plates 29, 38 are positioned via hydraulically operated centering bolts and clamped hydraulically via tension or swivel tension clamps. This process can can be started semi or fully automatically via the press control.
  • the semi or fully automatic punching operation After inserting the tool package and entering all tool and workpiece-dependent process parameters semi or fully automatically, the semi or fully automatic punching operation can be started.
  • ring-pronged cylinders and walking holder cylinders are set to the desired force by means of a process medium using a pressure medium and the plunger is pressed shortly before the material comes into contact with the quick-closing piston Stamped strip brought.
  • a pressure medium is sucked into or pushed into the main working cylinder. After closing the inlet valve, the pressure medium is compressed to the desired working pressure, thus generating the required total force with the main working cylinder and cutting out the workpiece in accordance with the workflow described above.
  • the pressure chambers 11, 12 are at the beginning of a ram stroke; 17, 18; 24, 25; 33, 34; 42, 43 under a process-related working pressure.
  • Closing movement of the plunger 5 is now initiated in the sense that, for example, the valve to the pressure chamber 11 is opened. Because the pressure chamber 12 is still below the closing movement starts immediately.
  • any path / time or speed diagram within the scope of the installed capacity can be driven via the valve positions to the pressure rooms 11 or 12.
  • the pressure medium is not brought to the required pressure according to the invention, but the pressure chamber (for example 11) is relieved in a targeted manner and the pressure medium is flushed into the pressure chamber 12 as the useful pressure medium.
  • the ring spike is pressed into the punched strip material.
  • the ring-serrated plate runs back and displaces the pressure bolts 37.1 to 37.3 and the pressure plate 36 upwards.
  • the piston 32 is also pushed upward, and the pressure medium in the pressure chamber 33 is displaced at a constant pressure.
  • the displacement of the pressure medium from the pressure chamber 33 takes place in the pressure chamber 42 of the compensation pistons 39, so that the piston rod 44 is pressed against the underside 22 of the plunger 5 and supports the plunger drive force.
  • the pressure pins 28.1 and 28.2 and the pressure plate 27 are pressed down by the material thickness, likewise the piston 23 of the counter-force cylinder unit 20.
  • This causes pressure medium from which the pressure chamber 25 is kept constant in pressure Pressure chamber 18 displaces the compensation piston 14, so that the push rod 19 presses against the lower yoke 2 and also supports the tappet driving force.
  • the displacer volume of the ring-toothed cylinder unit and the counterforce cylinder unit 20 corresponds to the volume of the respective compensation pistons 14 and 39.
  • a press P according to the invention can thus finely cut an analog workpiece with approximately 40% of the output.
  • the machine is equipped with all possible automation components, such as infeed feed and outfeed feed for a punching strip, lubrication device, parts feeder, parts transfer device, waste removal device, etc.
  • the machine can be set up on the corridor level and does not need a foundation pit.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
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Abstract

Bei einer Presse, insbesondere Feinschneidpresse zum Herstellen von Feinschneidteilen eines Teils aus einem Metallstreifen oder Vorformen mittels eines Werkzeuges, welches an einer oberen Werkzeugaufspannplatte (38) und einer unteren Werkzeugaufspannplatte (29) befestigt ist, wobei jeweils einer der Werkzeugaufspannplatte (29) ein Stössel (5) zugeordnet. Der Stössel (5) soll sich über zumindest eine Stösselantriebskolbeneinheit (8) gegen ein maschinenfestes Element (2) abstützen, welches über zumindest zwei Führungssäulen (4.1, 4.2) fest mit einem gegenüberliegenden, ebenfalls mschinenfesten Element (1) verbunden ist, an dem die andere Werkzeugaufspannplatte (38) angeordnet ist, wobei der Stössel (5) entlang der Führungssäule (4.1, 4.2) verschiebbar ist.

Description

P r e s s e
Die Erfindung betrifft eine Presse, insbesondere
Feinschneidpresse zum Herstellen von Feinschneidteilen aus einem Metallstreifen oder Vorformen, mittels eines Werkzeuges, welches an einer oberen Werkzeugaufspannplatte und einer unteren Werkzeugaufspannplatte befestigt ist, wobei jeweils einer der Werkzeugaufspannplatte ein Stossel zugeordnet ist.
Eine derartige Presse ist beispielsweise aus der DE 196 42 635 AI bekannt. Dort ist der Stossel spielarm mit den Führungssäulen verbunden und wird durch diesen von einer
Öffnungslage in eine Schliesslage bewegt. Hierbei sind erhebliche Massen zu bewegen, ferner kann es zu einem Verkippen des Stossels kommen, was die Lebensdauer der Presse und Werkzeuge vermindert .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der o.g. Art zu entwickeln, bei der die Steifigkeit bildende Elemente der Presse und die Führung des Stössels entkoppelt sind und keine Querkräfte oder Momente auf die Führung wirken.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass sich der Stossel über zumindest eine Stösselantriebskolbeneinheit gegen ein maschinenfestes Element abstützt, welches über zumindest zwei Führungssäulen fest mit einem gegenüberliegenden, ebenfalls maschinenfesten Element verbunden ist, an dem die andere Werkzeugaufspannplatte angeordnet ist, wobei der Stossel entlang der Führungssäule verschiebbar ist.
Bei diesem Pressenkonzept übernimmt der äussere Pressenrahmen die statischen und dynamischen Kräfte des Systems, jedoch keine Stösselfuhrungsaufgabe. Dies ergibt ein äusserst starres System, bei dem auch bei extrem zentrischen und aussermittiger Belastung keine Einwirkung der Querkräfte und Momente vom Pressenrahmen auf die Stosselführung stattfindet, was sich äusserst positiv auf die Stosselführung und die Werkzeuglebensdauer auswirkt.
Bevorzugt sind zwei synchron arbeitende Stösselantriebs- kolbeneinheiten vorgesehen, durch welche die vier Bewegungen „Schnellschliessen, Tasten, Schneiden/Umformen, Schneilrücklauf" durchgeführt werden. Dabei handelt es sich um eingespannte, doppelt wirkende Zylinder. Eilgang- Zylinder, wie sie bei bekannten Pressen Anwendung findet, sind nicht mehr notwendig . Die Stösselführung wird bevorzugt mit zwei bis vier Führungssäulen in den Eckbereichen der Presse bewirkt. Die Führungssäulen dienen in erster Linie der Stösselführung und nehmen nur Kippmomente aus der Werkzeugbeanspruchung auf . In den Grenzbereichen der Pressenbelastung übernehmen die Führungssäulen nötigenfalls Zugankerfun tion. Der eigentliche Pressenkörper wird aus einem oberen und unterem Joch und durch Maschinenrahmenplatten gebildet, wobei in der Regel vier Maschinenrahmenplatten vorgesehen sind, die jeweils noch Öffnungen für eine Stanzstreifenzu- und - abfuhr, Werkzeugraumbedienung und Teileabtransport bzw. Montageöffnungen aufweisen. Damit entsteht eine kompakte Presse, bei der dem Pressenkörper die Beherrschung der statischen und dynamischen Beanspruchungen und den Führungssäulen die Stösselführungsaufgaben zugeordnet sind.
Die Stösselführung selbst erfolgt über zumindest zwei beabstandete Führungsbuchsen. Zu ihrer Anordnung sind bevorzugt die Wände des Stossels seitlich hochgezogen, so dass der eigentliche Arbeitsbereich des Werkzeuges zwischen den beiden Führungsbuchsen liegt. Hierdurch wird erreicht, dass im Arbeitsbereich des Werkzeuges eine bewegungsneutrale Zone entsteht, so dass Kippungen des Stossels keine negativen Auswirkungen auf die Aktivelemente des Werkzeuges haben.
Sofern es sich um eine Feinschneidpresse handelt, soll dem einen Joch eine Ringzackenzylindereinheit zugeordnet sein. Diese Ringzackenzylindereinheit sitzt nornalerweise im oder oben auf dem oberen Joch, wobei es sich wiederum um einen doppelt wirkenden Zylinder mit Umspülung handelt. Die Druckkraft, die auf einen entsprechenden Kolben einwirkt, wird über Druckbolzen und Druckplatten die ebenfalls in dem Joch sitzen, in den Werkzeugraum übertragen.
Während des Arbeitsweges wird mittels den Druckbolzen und der Druckplatte Druckfluid aus dem entsprechenden Druckraum der Ringzackenzylindereinheit verdrängt. Dieses Druckfluid wird zu bevorzugt vier Kompensationskolben übertragen, die auf dem unteren Joch stehen und deren Kolbenstangen auf die Unterseite des Stossels wirken. Hierdurch wird die Stösselantriebskraft unterstützt und die Verdrängungsarbeit der Ringzackenfunktion wird kompensiert und muss nicht mehr wie bei den bekannten Pressen von der Gesamtkraft subtrahiert werden. Pressen dieser Bauart verfügen somit um ca 30% höhere nutzbare Pressenkraft bei gleicher Baugrösse. Bevorzugt entspricht das Verdrängervolumen der Ringzackenzylindereinheit dem Volumen der Kompensationskolben.
Dem Stossel selbst ist eine Gegenhaltekraftzylindereinheit zugeordnet, bei der es sich wiederum um einen doppelt wirkenden Zylinder mit Umspülung handelt. Die Gegenhaltekraftzylindereinheit bzw. deren Zylinder sitzen im oder unter dem Stossel . Auch hier wird die Kraft des Kolbens über Druckbolzen und Druckplatten durch den Stossel in den Werkzeugraum übertragen.
Bei der Arbeit der Gegenhaltekraftzylindereinheit wird in analoger Weise wie bei der Ringzackenzylindereinheit das verdrängte Druckfluid bevorzugt zwei bis drei Kompensationskolben zugeleitet, die bevorzugt im Zylinder der Gegenhaltekraftzylindereinheit integriert sind und deren Kolbenstangen sich gegen das untere Joch abstützen. Dadurch wird die Verdrängungsarbeit der Gegenhaltefunktion kompensiert und die Stösselantriebskraft unterstützt. Auch hier entspricht das Verdrängervolumen in etwa dem Volumen der Kompensationskolben. Die Verdrängungsarbeit der Gegenhaltefunktion muss somit auch in dieser Anwendung nicht mehr von der Gesamtkraft der Presse subtrahiert werden. Pressen diese Bauart verfügen somit gesamthaft über eine um ca. 40% höhere nutzbare Pressenkraft als Pressen bekannter Bauart .
Bevorzugt sollen die Ringzackenzylindereinheit und die Gegenkraftzylindereinheit, sowohl was den Druck und damit die Kraft anbelangt, als auch bezüglich des Weges, unabhängig voneinander einstellbar sein.
Dies gewährleistet auch eine in jedem Betriebspunkt frei wählbare, gesteuerte und/oder geregelte Stösselgeschwin- digkeit und garantiert damit eine optimale Teilequalität bei gleichzeitiger optimaler Lebensdauer der Aktivelemente der Werkzeuge.
Da die Stosselbewegungen der erfindungsgemässen Presse nur noch mittels der Stösselantriebskolbeneinheiten durchgeführt werden, womit die Eilschliess- und Eilrücklaufzylinder entfallen, kann über einen Hub (Stösselzyklus UT-OT-UT) jeder beliebige Weg/Zeit Verlauf, welcher dem Leistungsvermögen der Stösselantriebskolbeneinheiten entspricht, gefahren werden. Weil dadurch die steuerungstechnisch bedingten „shakehands,, zwischen den Aktoren und Sensoren des Stösselantriebes und der
Eilgangzylinderfunktionen in der Steuerung entfallen, kann die Stösselzykluszeit zeitlich verbessert werden, was zu höheren Produktionsstückzahlen und optimalen Werkzeugstandmengen führt .
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Presse, wobei linksseitig zur Hälfte eine Öffnungslage und rechtsseitig zur Hälfte eine Schliesslage dargestellt ist.
Die erfindungsgemässe Presse P besitzt ein biegesteifes oberes Joch 1 und ein biegesteifes unteres Joch 2. Oberes Joch 1 und unteres Joch 2 sind nach aussen hin durch Maschinenrahmenplatten 3.1 und 3.2 fest verbunden und bilden den Pressenständer.
Ferner sind das obere Joch 1 und das untere Joch 2 über Führungssäulen 4.1 und 4.2 miteinander verbunden, wobei bevorzugt vier Führungssäulen in den Eckbereichen der Presse vorgesehen sind. Die Verbindung mit den Führungssäulen 4.1 und 4.2 kann fest oder als Zuganker gelenkig gelagert sein.
An den Führungssäulen 4.1 und 4.2 wird ein Stossel 5 geführt, wobei dieser Stossel 5 je Führungssäule zwei beabstandete Führungsbuchsen 6.1 und 6.2 aufweisen. Zu diesem Zweck sind Teile 7 des Stossels 5 auch verlängert ausgebildet, so dass eine grössere Beabstandung der Führungsbuchsen 6.1 und 6.2 gewährleistet ist.
Der Stossel 5 wird von einer Stösselantriebskolbeneinheit 8 angetrieben. Bevorzugt sind zwei Stösselantriebskolben- einheiten 8 vorgesehen, die möglichst symmetrisch den Stossel 5 angreifen. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch nur eine Stösselantriebskolbeneinheit 8 gezeigt. Bei der Stösselantriebskolbeneinheit 8 handelt es sich um einen doppelt wirkenden vorgespannten Zylinder 9 mit Umspülung, in dem ein Kolben 10 zwei Druckräume 11 und 12 voneinander trennt. Aus dem Zylinder 9 führt eine Kolbenstange 13, welche mit dem Stossel 5 verbunden ist.
Dem Stossel 5 ist ferner eine Gegenhaltekraftzylindereinheit 20 zugeordnet.
Die Gegenhaltekraftzylindereinheit 20 besitzt einen Zylinder 21, der auf einer Unterseite 22 des Stossels 5 aufsitzt. In dem Zylinder 21 trennt wiederum ein Kolben 23 zwei Druckräume 24 und 25 voneinander, während vom Kolben 20 eine Kolbenstange 26 aus dem Zylinder 21 führt und über Druckplatten 27 mit Druckbolzen 28.1 und 28.2 in Verbindung steht. Diese Druckbolzen 28.1 und 28.2 durchsetzen den Stossel 5 und auch eine Werkzeugaufspannplatte 29 und greifen in ein nicht näher gezeigtes unteres Werkzeug ein, wobei sie dort einen Gegenhalter unterstützen, wie er bei einem Feinschneidwerkzeug bekannt ist .
Die Gegenhaltekraftzylindereinheit 20 steht über eine nicht näher gezeigte Fluidverbindung mit einem Kompensationskolben 14 in Verbindung. Dessen Kolben 15 sitzt im Zylinder 21 und trennt auch hier wiederum zwei Druckräume 17 und 18 voneinander. Durch die Integration in dem Zylinder 21 kann auf Schlauchverbindungen verzichtet werden. Mit dem Kolben 15 ist eine Druckstange 19 verbunden, welche den Zylinder 21 der Gegenhaltekraftzylindereinheit 20 unterstützt und sich gegen das untere Joch 2 abstützt.
Auf dem oberen Joch 1 sitzt eine Ringzackenzylindereinheit 30 auf. In dem entsprechenden Zylinder 31 trennt ein Kolben 32 zwei Arbeitsräume 33 und 34 voneinander.
Von dem Kolben 32 führt eine Kolbenstange 35 zu einer Druckplatte 36, die wiederum über Druckbolzen 37.1, 37.2 und 37.3 nach Durchsetzen einer Werkzeugaufspannplatte 38 mit einer Ringzackenplatte eines nicht näher gezeigten Werkzeuges in Verbindung steht, wie sie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Ringzackenzylindereinheit 30 steht in Fluidverbindung mit zumindest einem weiteren Kompensationskolben 39, der auf dem unteren Joch 2 mit einem entsprechenden Zylindergehäuse 40 aufsitzt. Ein Kolben 41 trennt wiederum zwei Arbeitsräume 42 und 43, wobei eine mit dem Kolben 41 verbundene Kolbenstange 44 aus dem Zylinder 40 herausführt und mit der Unterseite 22 des Stossels 5 verbunden ist.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Ein Werkzeug, wie es beispielsweise in „Feinschneiden,, Handbuch für die Praxis, 2. Auflage, 1977, Seite 85 ff. gezeigt ist, besteht im wesentlichen aus einem oberen Werkzeugteil und einem unteren Werkzeugteil . Das obere Werkzeugteil weist eine rückläufige Ringzackenplatte mit einer Ringzacke auf, welche einen feststehenden Schneidstempel umfängt. Dem Schneidstempel gegenüberliegend ist im unteren Werkzeugteil ein nachgiebiger Auswerfer (Gegenhalter) zugeordnet, der wiederum von einer feststehenden Schneidplatte umfangen ist.
Bei einem Stösselhub (Arbeitszyklus) , wobei das obere oder das untere Werkzeugteil mit dem Stossel verbunden sein kann, dringt die Ringzacke in das Material eines Stanzstreifens ein und umfängt das auszuschneidende Teil. Nach dem Eindringen wird das auszuschneidende Werkstück zwischen Stempel und Auswerfer (Gegenhalter) eingespannt . In diesem eingespannten Zustand beginnt nun die Stösselkraft das Werkstück auszuschneiden, wobei gleichzeitig die Ringzackenplatte gegen die Ringzackenkraft zurück verdrängt wird, und der Auswerfer gegen die Gegenhaltekraft um die Materialstärke des Werkstückes in die Matrize verdrängt wird. Nach erfolgtem Schneidvorgang, bei welchem der Schneidstempel das auszuschneidende Werkstück aus dem Stanzstreifen ausschneidet und in die Schneidplatte eindrückt, werden Ringzackenkraft und Gegenhaltekraft weggeschaltet. Die Gesamtkraft der Presse, um das Werkstück auszuschneiden, setzt sich somit wie folgt zusammen: Gesamt = ^ Scheiden ' ^ Ringzacke ' ^ Gehenhalter
Ein derartiges Werkzeug wird bevorzugt ausserhalb der Presse an Werkzeugwechselplatten 29, 38 zusammengebaut und über Kragträger in die Maschine eingeschoben. Dies ist beispielsweise in der WO97/35710 gezeigt. Die Kragträger sind üblicherweise Bestandteil der Maschine.
Die Werkzeugwechselplatten 29, 38 werden über hydraulisch betätigte Zentrierbolzen positioniert und hydraulisch über Zug- oder Schwenkzugspanner geklemmt. Dieser Vorgang kann halb- oder vollautomatisch über die Pressensteuerung in Gang gesetzt werden.
Eine Möglichkeit der Befestigung eines Werkzeuges an den beiden Werkzeugwechselplatten 29 und 38 ist beispielsweise in der US 4 718 339 gezeigt.
Nach dem Einsetzen des Werkzeugpaketes und der halb- oder vollautomatisch Eingabe aller Werkzeug- und werkstückabhängigen Prozessparameter kann der halb- oder vollautomatisch Stanzbetrieb aufgenommen werden.
Für einen Stösselhub werden heute gemäss Stand der Technik, wie beispielsweise in „Feinschneiden,, Handbuch für die Praxis, 2. Auflage S 192 gezeigt, Ringzackenzylinder und Gehenhalterzylinder prozessbedingt mittels einem Druckmedium auf die gewünschte Kraft eingestellt und mittels Schnellschliesskolben der Stossel kurz vor Materialberührung des Stanzstreifens gebracht. Bei diesem Vorgang wird ein Druckmedium in den Hauptarbeitszylinder angesaugt oder eingeschoben. Nach Schliessung des Einlassventiles wird das Druckmedium auf den gewünschten Arbeitsdruck verdichtet und somit mit dem Hauptarbeitszylinder die erforderliche Gesamtkraft erzeugt und das Werkstück gemäss dem oben beschriebenen Arbeitsablauf ausgeschnitten.
Bei der erfindergemässen Presse P stehen zu Beginn eines Stösselhubes die Druckräume 11, 12; 17, 18; 24, 25; 33, 34; 42, 43 unter einem prozessbedingten Arbeitsdruck. Die
Schliessbewegung des Stossels 5 wird nun in dem Sinne eingeleitet, dass zum Beispiel das Ventil zum Druckraum 11 geöffnet wird. Dadurch dass Druckraum 12 nach wie vor unter dem prozessbedingten Arbeitsdruck steht, setzt unverzüglich die Schliessbewegung ein. Mittels bekannter physikalischer Gesetzmässigkeiten kann über die Ventilstellungen zu den Druckräumen 11 bzw. 12 jedes beliebige Weg/Zeit- bzw. Geschwindigkeitsdiagramm im Rahmen der installierten Leistung gefahren werden. Für die erforderliche Stösselbewegung und die erforderliche Stösselkraft wird somit erfindungsgemäss nicht das Druckmedium auf den erforderlichen Druck gebracht, sondern der Druckraum (z.B. 11) gezielt entlastet und das Druckmedium in den Druckraum 12 als Nutz-Druckmedium umgespült.
Der Stossel 5, geführt an den Führungssäulen 4.1, 4.2 fährt gemäss Darstellung nach oben. Sobald beispielsweise ein Stanzstreifen zwischen unterem und oberem Werkzeug vorhanden ist, wird die Ringzacke in das Stanzstreifenmaterial eingedrückt. In Verlauf des nun beginnenden Schneidvorganges läuft die Ringzackenplatte zurück und verdrängt die Druckbolzen 37.1 bis 37.3 und die Druckplatte 36 nach oben. Hierdurch wird ebenfalls der Kolben 32 nach oben gedrückt, und das Druckmedium im Druckraum 33 wird druckkonstant verdrängt. Die Verdrängung des Druckmediums aus dem Druckraum 33 findet in den Druckraum 42 der Kompensationskolben 39 statt, so dass die Kolbenstange 44 gegen die Unterseite 22 des Stossels 5 gepresst wird und die Stösselantriebskraft unterstützt.
Beim Zurückweichen des Auswerfers bzw. des Gegenhalters während des Schneidvorganges werden die Druckbolzen 28.1 und 28.2 sowie die Druckplatte 27 um die Werkstoffdicke nach unten gedrückt, ebenfalls der Kolben 23 der Gegenhaltekraftzylindereinheit 20. Hierdurch wird Druckmedium aus dem der Druckraum 25 druckkonstant in den Druckraum 18 der Kompensationskolben 14 verdrängt, so dass die Druckstange 19 gegen das untere Joch 2 drückt und ebenfalls die Stösselantriebskraft unterstützt. Dabei entspricht jeweils das Verdrängervolumen der Ringzackenzylindereinheit und der Gegenkraftzylinderheit 20 dem Volumen der jeweiligen Kompensationskolben 14 bzw. 39.
Dadurch werden die Kräfte für die Ringzacken- und Gegenhalterfunktion über die hydraulische Druckumsetzung kompensiert. Die Presse hat somit lediglich die Schneidkraft und wenige Verlust-Prozente als Gesamtkraft aufzubringen.
'Gesamt = -c Schneiden "•" Verluste
Eine erfindungsgemässe Presse P kann somit mit ca 40% der Leistung ein analoges Werkstück feinschneiden.
Selbstverständlich ist die Maschine mit allen möglichen Automatisationskomponenten bestückt, wie beispielsweise Einlaufvorschub und Auslaufvorschub für einen Stanzstreifen, Schmiergerät, Teilezufuhrgerät, Teiletransfergerät, Abfall-Entnahmegerät usw..
Die Maschine ist auf Flurebene aufstellbar und braucht keine Fundamentgrube. Durch die erfindungsgemässen
Kompensationskolben 14 und 39 ist der Energiehaushalt insgesamt optimal. Positionszahlenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Presse, insbesondere Feinschneidpresse zum Herstellen von Feinschneidteilen eines Teils aus einem Metallstreifen oder Vorformen mittels eines Werkzeuges, welches an einer oberen Werkzeugaufspannplatte (38) und einer unteren Werkzeugaufspannplatte (29) befestigt ist, wobei jeweils einer der Werkzeugaufspannplatte (29) ein Stossel (5) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Stossel (5) über zumindest eine Stösselantriebskolbeneinheit (8) gegen ein maschinenfestes Element (2) abstützt, welches über zumindest zwei Führungssäulen (4.1, 4.2) fest mit einem gegenüberliegenden, ebenfalls maschinenfesten Element (1) verbunden ist, an dem die andere Werkzeugaufspannplatte (38) angeordnet ist, wobei der Stossel (5) entlang der Führungssäule (4.1, 4.2) verschiebbar ist.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei synchron arbeitende Stösselantriebskolben- einheiten (8) den Stossel (5) angreifen.
3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Führungssäulen (4.1, 4.2) in den Eckbereichen der Presse (P) vorgesehen sind.
4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stossel (5) mit zwei beabstandeten Führungsbuchsen (6.1, 6.2) die Führungssäule/n (4.1, 4.2) umfasst .
5. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine
Führungssäule (4.1, 4.2) ein oberes und ein unteres Joch (1, 2) miteinander verbindet.
6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und das untere Joch (1, 2) durch Maschinenrahmenplatten (3.1, 3.2) miteinander verbunden sind.
7. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem gegenüberliegenden maschinenfesten Element bzw. dem oberen Joch (1) eine Ringzackenzylindereinheit (30) zugeordnet ist.
8. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzackenzylindereinheit (30) auf dem oberen Joch (1) aufsitzt.
9. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stossel (5) von zumindest einem Kompensationskolben (39) abgestützt ist.
10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vier Kompensationskolben (39) vorgesehen sind, die auf dem unteren Joch (2) aufstehen und sich gegen den Stossel (5) abstützen.
11. Presse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Kompensationskolben (39) in Fluidverbindung mit der Ringzackenzylindereinheit (30) stehen.
12. Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsvolumen der Ringzackenzylindereinheit (30) dem Volumen der Kompensationskolben (39) entspricht.
13. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stossel (5) mindestens eine Gegenhaltekraftzylindereinheit (20) zugeordnet ist.
14. Presse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhaltekraftzylindereinheit (20) an dem Stossel (5) auf der gleichen Seite angeordnet ist, an der auch die Stösselantriebskolbeneinheit (8) und die Kompensationskolben (39) angreifen.
15. Presse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gegenhaltekraftzylindereinheit (20) über zumindest einen Kompensationskolben (14) gegen das untere Joch (2) abstützt .
16. Presse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhaltekraftzylinderheinheit (20) in Fluidverbindung mit dem/den Kompensationskolben (14) steht.
17. Presse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängervolumen der Gegenhaltekraftzylindereinheit (20) dem Volumen der Kompensationskolben (14) entspricht.
18. Presse nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsarbeit der Ringzacken- und Gegenhaltekrafteinheiten in KompensationsZylindern als Nutzkraft zum Schneiden der Feinschneidteile genutzt wird.
19. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzackenzylindereinheit
(30) und die Gegenhaltekraftzylindereinheit (20) im Druck und damit in der Kraft und bevorzugt auch im Weg unabhängig voneinander einstellbar sind.
20. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselantriebskolben- einheiten als doppelwirkende Zylindereinheiten mit Umspülung des Druckmediums ausgebildet sind.
21. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit- und Wegverluste infolge Kompressibilität des Druckmediums entfallen.
22. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdynamischen Stösselantriebskolbeneinheiten (8) keine zusätzlichen Schnellschliesszylinder benötigen.
23. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der synchronen Gleichlauf einer oder mehrerer Stösselantriebskolbeneinheiten (8) dadurch gewährleistet ist, dass die hydromechanischen Regelkreise der hydraulischen Verstärker der Stösselantriebskolbeneinheiten (8) über eine drehstarre Verbindung von einem gemeinsamen Servomotor angetrieben werden.
24. Presse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass durch die hydromechanischen Regelkreise der hydraulischen Verstärker der Stösselantriebskolbeneinheiten (8) auch bei variabler Kraft und Geschwindigkeit eine lagegeregelte Bewegung des Stossel (5) gewährleisten.
25. Presse nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch die hydromechanischen Regelkreise der hydraulischen Verstärker der Stösselantriebskolbeneinheiten (8) auf zusätzliche elektronische absolut Wegmessysteme verzichtet werden kann.
26. Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkräfte und Momente von aussermittigen Belastungen durch die Maschinenrahmenplatten (3.1, 3.2) aufgenommen werden und die Deformation der Führungssäulen (4.1, 4.2) dadurch Querkräfte und Momente weitgehends verhindert werden kann.
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