DE19706656A1 - Pressen, Schließhöhensteuerung mittels hydraulischen Druckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft mechanische Pressen, insbesondere eine Einrichtung zum Justieren der Schließhöhe während des Betriebes der Presse.

Mechanische Pressen, insbesondere Stanzpressen und Zugpressen, umfassen einen Rahmen mit einem Querhaupt und einem Bett sowie mit einem Schlitten, der innerhalb des Rahmens hin- und herläuft. Der Schlitten ist von einer Kurbelwelle über eine Pleuelstange angetrieben.

Pressen dieser Art sind für Stanz- und Ziehoperationen weit verbreitet und haben unterschiedliche Größen und Tonnagen, je nach dem vorgesehenen Anwendungsfall.

Die genannte Pleuelstange ist längenverstellbar. Sie kann auch an ein anderes Element wie an eine Verbindungsschraube angeschlossen sein, die ihrerseits relativ zum Schlitten justierbar ist, so daß die Schließhöhe zwischen Schlitten und Bett justiert werden kann, entsprechend den Anforderungen unterschiedlicher Gesenksätze. Alternativ kann das Bett oder das sogenannte Bolster der Presse relativ zum Schlitten in der Position justiert werden, womit gleichzeitig die Schließhöhe justiert wird. Siehe US 3 858 432. Ungeachtet der Art und Weise der Schließhöhenjustierung ist der Schlitten an Säulen des Pressrahmens geführt. Die Säulen erstrecken sich zwischen Querhaupt und Bett, so daß die Teile des Gesenks beim Hin- und Herlaufen des Schlittens in zueinander genau fluchtenden Positionen verbleiben.

Die Genauigkeit der Schließhöheneinstellung hat bei bekannten Einstellvorrichtungen nicht voll befriedigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schließhöhen-Justiervorrichtung zu schaffen, die die Schließhöhe genau und reproduzierbar einstellt.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schließhöhen-Justiervorrichtung besteht darin, daß das innerhalb der unter Druck stehenden Kammer eingeschlossene Öl dazu beiträgt, die Stanzpenedration (punch penetration) zu verringern und damit zu einem dynamisch steiferen Pressengesenksatz zu gelangen, was die Lebensdauer entsprechend vergrößert. Durch genaueres Kontrollieren der Schließhöhe werden zufällige und ungewollte Stöße zwischen den Gesenken (dies) verringert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Vorspannen der Zugstange sowohl das Dehnen als auch das Zusammenziehen für die Zwecke der Schließhöhen-Justierung erlaubt. Außerdem bedarf die erfindungsgemäße Schließhöhenvorrichtung keiner bewegten Teile, im Gegensatz zu vorbekannten Vorrichtungen zum dynamischen Verändern der Schließhöhe. Der hydraulische Druck wird dazu ausgenutzt, die Zugstange, die an eine übliche Schließhöhen-Justiervorrichtung angeschlossen ist, zu expandieren oder zusammenzuziehen, und damit bei geringsten Kosten eine zuverlässige Kontrolle der Schließhöhe zu ermöglichen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im einzelnen Folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine mechanische Presse mit einer Schließhöhen- Justiervorrichtung im Aufriß.

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht einer Presse gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Presse.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile.

Die in Fig. 1 gezeigte mechanische Presse 10 weist ein Querhaupt 12 auf, ein Bett 14 mit einem Bolster 16, das am Bett befestigt ist, ferner mit Säulen 18, die das Querhaupt 12 mit dem Bett 14 verbinden. Die Säulen 18 sind an der Unterseite des Querhauptes 12 angeschlossen oder mit diesem einteilig, desgleichen an der Oberseite des Bettes 14. Nicht dargestellte Zugstangen erstrecken sich durch das Querhaupt 12, durch die Säulen 18 sowie durch das Bett 14 und sind an jedem ihrer Enden mit Muttern befestigt die ebenfalls nicht dargestellt sind. Dem Bett 14 sind Füße 22 angeformt, die unter Zwischenfügung von Stoßdämpfern 26 auf dem Boden 24 ruhen.

Man erkennt ferner einen Pressenantriebsmotor 28. Dieser ist am Querhaupt 12 der Presse befestigt. Er steht über eine nicht dargestellte Kupplungs-Brems-Einheit mit einer ebenfalls nicht dargestellten Kurbelwelle in Triebverbindung. An der Kurbelwelle greifen Pleuelstangen 32 an.

Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, steht ein Schlitten 20 über Schlittenkolben 34 mit Pleuelstangen 32 in Triebverbindung. Der Motor 28 treibt die Kurbelwelle an, die ihrerseits exzentrisch an den Pleuelstangen 32 angreift, so daß der Schlitten 20 in bezug auf das Bett 14 hin- und hergeht.

Aus Fig. 2 erkennt man ferner die hydraulische Schließhöhen- Justiervorrichtung 30.

Der Schlittenkolben greift, wie erwähnt, an der Pleuelstange 32 an. Am Schlittenkolben 34 greift eine Zugstange 36 an. Im vorliegenden Fall weist die Zugstange in diesem Falle ein Außengewinde 38 auf, und der Schlittenkolben 34 ein Innengewinde 40. Die Zugstange 36 weist ein erstes Ende 42 und ein zweites Ende 44 auf; das zweite Ende 44 befindet sich in einer Kammer 45 innerhalb des Schlittens 20.

Aus Fig. 2 erkennt man weiterhin eine Buchse 46, die auf der Zugstange 36 angeordnet ist. Zum Verhindern einer relativen Drehbewegung zwischen der Buchse 46 und dem Schlittenkolben 34 dient ein Stift 48 - siehe Fig. 2. An der Grenzfläche zwischen Buchse 46 und Zugstange 36 sind Dichtungen 50 und 52 angeordnet, desgleichen zwischen Buchse 46 und Schlittenkolben 34. Der Zwischenraum an dieser Grenzfläche bildet eine Dehnungskammer 54, die über eine hydraulische Leitung 56 mit einer hydraulischen Druckquelle 58 in leitender Verbindung steht. Die hydraulische Druckquelle dient zum Druckbeaufschlagen von Kammer 54.

Als hydraulische Druckwelle kommen zahlreiche Aggregate in Betracht, beispielsweise hydraulische Pumpen, Verteiler sowie hydraulische Ventile. Wird der Dehnungskammer 54 Druck eingespeist oder hieraus entlassen, 50 nimmt der Abstand zwischen dem zweiten Ende 44 der Zugstange 36 und dem Schlittenkolben entweder zu oder ab, und zwar aufgrund der Längung oder Verkürzung der Zugstange 36.

Die Länge der Zugstange 36 wird durch die Wirkung der Unterkante 64 der Buchse 46 verändert; die Unterkante 64 wirkt nämlich auf eine Fläche 66 der Zugstange 36. Dies läßt sich wie folgt genauer erklären: Füllt der hydraulische Druck die Dehnungskammer 54 (das heißt den Raum zwischen einer Bodenfläche 60 des Schlittenkolbens 34 und einem oberen Bereich 62 der Buchse 46), so drückt die Buchse 46 das Zugstangenende 44 vom ersten Ende 42 hinweg. Hierdurch wird die Zugstange 36 gedehnt. Wird umgekehrt der Druck aus der Dehnungskammer entlassen, nachdem er zuvor in diese eingespeist worden war, so schrumpft die Zugstange 36 zurück auf ihre Ausgangslänge, das heißt auf jene Länge, die sie hatte vor Aufgeben des Druckes.

Die Presse 10 weist eine große Schließhöhen-Justiervorrichtung 70 auf. Die Buchse 46 ist mit einer Justierschraube 72 fest verbunden, und zwar mittels eines Antirotationskeils 74. Eine der Justierung dienende Schneckenwelle 78 greift in das Außengewinde eines Außenflansches 80 einer Justiermutter 76 ein. Die gesamte Justiermuttereinheit ist abgedeckt durch einen Deckel 82, der am Schlitten 20 mittels Schrauben 84 befestigt ist. Hierdurch wird die gesamte grobe Schließhöhen-Justiervorrichtung 70 gegen den Eintritt von Fremdstoffen sowie gegen den Austritt hydraulischen Mediums abgedichtet. Von Zeit zu Zeit kann es notwendig sein, die Justierschraubeneinheit 70 unterhalb des Deckels 82 mit Druck zu beaufschlagen, um die Drehmoment- Anforderungen zu verringern, die notwendig sind für die grobe Schließhöhenjustierung. Die Schließhöhen-Justiervorrichtung 70 arbeitet auf herkömmliche Weise.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Buchse 46 geteilt. Man erkennt ein oberes Teil 94 und ein unteres Teil 96. Beide Teile umgeben die Zugstange 36. An den Grenzflächen zwischen oberem Teil 94 und unterem Teil 96 ist eine Dehnungskammer 97 gebildet, ähnlich der zuvor genannten Dehnungskammer 54. Das obere Teil 94 und das untere Teil 96 sind mittels der Zugstange 36 miteinander verbunden. Es sind Stifte 98, 100 vorgesehen, um eine relative Verdrehung zwischen einem aufgeschraubten Teil 90, dem oberen Teil 94 und dem unteren Teil 96 der Buchse 46 zu verhindern. Zwischen der Zugstange 36 und sowohl dem oberen Teil 94 als auch dem unteren Teil 96 sind Dichtungen 102 vorgesehen, um den Innenraum der Dehnungskammer 97 abzudichten. Zwischen dem oberen Teil 94 und dem unteren Teil 96 ist außerdem eine Ringdichtung 104 vorgesehen, um den radial äußeren Teil der Dehnungskammer 97 abzudichten. Falls notwendig, kann die Dehnungskammer 97 einen Entlüftungsöffnung 106 aufweisen, um eingefangene Luft zu entlassen. Eine hydraulische Druckquelle 58 ist über eine Hydraulikleitung 56 an die Dehnungskammer 97 angeschlossen.

Während des Pressenbetriebes läßt sich der von der hydraulischen Druckquelle 58 der Dehnungskammer 54 beziehungsweise 97 eingespeiste Druck verändern, und zwar durch einen Regler oder durch eine Bedienungsperson. Der Druck in der Kammer 54, 97 führt dazu, daß sich die Zugstange 36 entweder dehnt oder zusammenzieht, je nach dem aufgebrachten Druck. Diese Expansion oder Kontraktion der Zugstange führt gleichzeitig zu einer Änderung der Position des Schlittens 20 und damit der Schließhöhen-Justiervorrichtung, da die Zugstange an Kolbenschlitten 34 sowie an Justierschraube 72 befestigt ist.

Die in den Dehnungskammern 54, 97 aufgebrachten Drücke liegen beispielsweise zwischen 140 und 350 kp/cm². Bei den meisten Pressen reicht ein Druck von 200 kp/cm² aus.

Durch Veränderung des auf die Dehnungskammer 54, 97 aufgebrachten Druckes läßt sich die Schließhöhe auf bequeme, genaue und zuverlässige Weise verändern. Hierdurch lassen sich beispielsweise auch Pressenveränderungen justieren, die auf Temperatur- oder Trägheitseinflüsse zurückgehen.

Außerdem ist es möglich, die Zugstange 36 vorzulängen. Dies dient dem folgenden Zweck: Kommt es während des Preßbetriebes aufgrund der Temperatur- und Trägheitseinflüsse zu einer Längung des Hubes des Schlittens 20, so läßt sich der der Dehnungskammer 54, 97 eingespeiste Druck verringern. Die Zugstange 36 zieht sich daraufhin zusammen, so daß die Schließhöhe ungeachtet dieser genannten unerwünschten Einflüsse konstant gehalten werden kann.

Claims (13)

1. Mechanische Presse, umfassend:

• 1.1 einen Rahmen;
• 1.2 ein am Rahmen befestigtes Bett (14);
• 1.3 einen Schlitten (20), der mit dem Rahmen verbunden ist, um eine in bezug auf das Bett hin- und hergehende Bewegung auszuführen;
• 1.4 Schlitten (20) und Bett (14) definieren die Schließhöhe der Presse, wenn sich der Schlitten (20) im unteren Totpunkt befindet;
• 1.5 zum Antrieb des Schlittens (20) ist eine Antriebseinheit (28) vorgesehen, mit einem Antriebskolben (34) und einer Zugstange (36);
• 1.6 es ist eine Schließhöhen-Justiervorrichtung vorgesehen, mit einer Kammer (54, 97);
• 1.7 die Schließhöhen-Justiervorrichtung umfaßt eine Druckquelle (58), die mit der Kammer (54, 97) in leitender Verbindung steht, und deren Druck beliebig einstellbar ist;
• 1.8 durch das Beaufschlagen der Kammer (54, 97) mit Medium aus der Druckquelle 58 wird die Zugstange (36) zum Zwecke der Justierung der Schließhöhe verlängert oder verkürzt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium in der Kammer einen Druck von 140 bis 350 kp/cm² erzeugt (2000 bis 5000 pounds per square inch).

3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Dehnungskammer (54, 97) etwa 200 kp/cm² beträgt (3000 pounds per square inch).

4. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (58) eine hydraulische Pumpe ist.

5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Pumpe den auf die Dehnungskammer (54, 97) aufgebrachten Druck verändert.

6. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugstange (36) in Richtung ihrer Längsachse verlängert beziehungsweise verkürzt.

7. Schließhöhen-Justiervorrichtung, umfassend:

• 7.1 einen Antriebskolben (34);
• 7.2 eine Zugstange (36), die mit ihrem einen Ende am Antriebskolben (34) angreift und deren anderes Ende einen Flansch aufweist;
• 7.3 es ist eine Buchse (46) vorgesehen, die die Zugstange (36) umgibt und die einen abgeschlossenen Raum mit dem Antriebskolben (34) bildet.
• 7.4 es ist eine Druckwelle (58) an den Antriebskolben (34) angeschlossen, um auf variable Weise den abgeschlossenen Raum mit Druck zu beaufschlagen und um damit die Länge der Zugstange (36) zu beeinflussen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Raum mit einem Druck zwischen 140 und 300 kp/cm² beaufschlagt wird (2000 bis 5000 pounds per square inch).

9. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem abgeschlossenen Raum enthaltene Druck 200 kp/cm² beträgt (3000 pounds per square inch).

10. Verfahren zum Verändern der Schließhöhe einer Presse, mit den folgenden Verfahrensschritten:

• 10.1 es wird ein Antriebskolben (34) vorgesehen, der an eine Zugstange (36) angeschlossen ist;
• 10.2 es wird eine Buchse (46) im Bereich der Zugstange (36) vorgesehen;
• 10.3 die Buchse (46) steht mit dem Antriebskolben (34) und der Zugstange (36) in Kontakt, wobei Buchse und Antriebskolben eine Kammer zwischen sich bilden;
• 10.4 die Kammer wird mit Druck beaufschlagt, damit sich die Zugstange (36) zwecks Veränderung der Schließhöhe dehnt beziehungsweise verkürzt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Druckbeaufschlagen der Druck in der Kammer verändert wird, um die Schließhöhe zu steuern.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse betrieben wird, und daß der Druck in der Kammer während des Pressenbetriebes verändert wird, um die Schließhöhe zu verändern.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einem Druck zwischen 140 und 350 kp/cm² beaufschlagt wird (2000 bis 5000 pounds per square inch).