DE10041397C2 - Stößelverstellung an Pressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stößelverstellung an Pressen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus Heinrich Mäkelt "Die mechanischen Pressen", Carl Hanser Verlag München, 1961, Seiten 66-71 und aus Schuler GmbH, Handbuch der Umformtechnik, Springer Verlag, 1996, Seiten 66 f sind Stößelverstellungen für Einzelpressen bekannt, um den Werkzeugeinbauraum den verschiedenen Werkzeughöhen anpassen zu können. Dafür werden Spindel- und Topfdruckpunkte eingesetzt, die zwischen dem jeweiligen unteren Pleuelanlenkpunkt und dem Stößel angeordnet sind. Die Verstellung bei Spindel- und Topfdruckpunkten erfolgt über eine Verstellmutter, die mittels einer Verstelleinrichtung angetrieben wird, wodurch die Längenänderung, d. h., die Anpassung an die jeweilige Werkzeughöhe erreicht wird.

Diese vorgenannten Lösungen sind in der Verstellung sehr aufwendig, was sich besonders bei häufigen Werkzeugwechsel nachteilig bemerkbar macht.

Bei hydraulischen Pressen wird üblicherweise keine Stößelverstellung eingesetzt, da die Hubverstellung über eine veränderte Lagepositionierung des Kolbens des Arbeitszylinders realisiert wird. Allerdings tritt bei Pressen mit höheren Hubzahlen im Arbeitszylinder ein sogenannter Federeffekt auf, der eine ungünstige Öldynamik hervorruft und somit die zuvor eingestellten Stößelendlagen nicht sicher realisieren lässt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die jeweilige Stößelendlage, insbesondere die Endlage im Arbeitsbereich des Stößels bei hydraulischen Pressen mit hohen Hubzahlen schnell und stufenlos bei hoher Funktionssicherheit zu realisieren sowie gleichzeitig eine Anwendbarkeit bei mechanischen Pressen mit einer schnellen Verstellung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine detaillierte Ausgestaltung ist im Anspruch 2 beschrieben. Durch das Herauslösen der Stößelverstellfunktion aus dem Arbeitszylinder hydraulischer Pressen wird der Einsatz von kleineren Arbeitszylindern mit weniger Ölvolumen möglich, wodurch auch eine günstige Stößelparallelhaltung realisiert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend durch zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Prinzipieller Aufbau einer Stößelverstellung bei hydraulischen Pressen

Fig. 2: Detaildarstellung der Klemmeinrichtung aus Fig. 1

Fig. 3: Prinzipieller Aufbau einer Stößelverstellung bei mechanischen Pressen

Im Kopfstückbereich des Pressenkörpers 1 befinden sich ein oder mehrere doppeltwirkende Arbeitszylinder 2 einer hydraulischen Presse, die über eine Druckölversorgung 3 und der dazugehörigen Steuer- und Regeltechnik 4 in bekannter Weise angetrieben werden. Die äußeren, zueinander stehenden Kolbenstangenenden der Kolben des jeweiligen Arbeitszylinders 2 und eines jeweiligen Verstellzylinders 6 sind über ein Verbindungsgelenk 5 gekoppelt. Die Kolbenstange 9 des doppeltwirkenden Verstellzylinders 6 ist am anderen, dem unteren Ende mit einem Klemmprofil 7 versehen. Der Verstellzylinder 6 ist im Pressenstößel 8 angeordnet. In Höhe der Klemmprofile 7 sitzen vorzugsweise gegenüberliegend zwei im Pressenstößel 8 gelagerte Verriegelungs­ einrichtungen. Jede Verriegelungseinrichtung besteht aus einem fest im Pressenstößel 8 angeordnetem Druckpunktstuhl 15 mit Klemmkasten 14, in dem der mit dem Klemmprofil 7 in Wirkverbindung stehende und durch die Kolbenstange eines doppeltwirkenden Arretierzylinders 12 verschiebliche Klemmbacken 10 angeordnet ist, wobei der Arretierzylinder 12 mit dem Pressenstößel 8 verbunden ist. Im Klemmkasten 14 ist weiterhin als Spannelement für den Klemmbacken 10 ein lösbarer Klemmkeil 11 angeordnet, der mittels eines Klemmzylinders 13 betätigbar ist. Die Verstellzylinder 6, die Arretierzylinder 12 und die Klemmzylinder 13 sind mit der dazu gehörigen Ventiltechnik einschließlich Druckölversorgung 16 verbunden. Weiterhin ist der Verstellzylinder 6 zwecks Steuerung an Proportionaltechnik 24 angeschlossen. Das Klemmprofil 7 ist in seiner Profilgestaltung so ausgelegt, dass über keilförmig gestaltete Formelemente im Klemmprofil 7 und den Gegenstücken an den Klemmbacken 10 ein nahezu spielfreier Formschluß zwischen beiden Bauteilen besteht. Die Formelemente des Klemmprofils 7 und des Klemm­ backens 10 sind so gestaltet, dass für den Arbeitshub des Pressenstößels 8 die oberen Klemmflächen 19 mit einer flachen Neigung ausgebildet sind. Diese Gestaltung ist darin begründet, dass die sich aus der Keilneigung ergebenden Horizontalkräfte so gering wie möglich zu halten sind. Für den Rückhub des Pressenstößels 8 sind die unteren Klemmflächen 20 gegenüber den Klemmflächen 19 mit einer steileren Neigung versehen, um den Gesamt­ öffnungswinkel 21 der Keilflächen 19 und 20 derart zu vergrößern, dass keine Selbsthemmung zwischen Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 entsteht und die Horizontalkräfte in vertretbarer Größe anliegen. Der Kopf 22 und der Grund 23 der Formelemente vom Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 sind jeweils um einen definierten Betrag freigemacht. Für die Erfassung der Hublage des Pressenstößels 8 sind Längenmessaufnehmer 17 am Pressenkörper 1 angebracht.

Beim Umrüsten der Presse mit einem neuen Werkzeugsatz ist eine Stößelverstellung erforderlich, um den Werkzeugeinbauraum der neuen Werkzeughöhe anzupassen. Dazu wird der Pressenstößel 8 über die Verstellzylinder 6 in seiner Hublage in dem erforderlichen Rastermaß verstellt und das Klemmprofil 7 der Kolbenstange 9 mittels der Verriegelungseinrichtung formschlüssig geklemmt.

Die Verstellung erfolgt, indem die Verstellzylinder 6 entsprechend ihrer zu bewegenden Masse (Stößel- und Werkzeugmasse) mit einem Druckmittel beaufschlagt werden. Die Klemmbacken 10 der Verriegelungseinrichtung werden durch Lösen der Klemmkeile 11 entlastet. Nach dem Öffnen der Verriegelungseinrichtung liegt der Pressenstößel 8 auf den Ölsäulen der Verstellzylinder 6 auf. Die Verstellzylinder 6 werden über die Proportional­ technik 24 ausgeregelt. Der Pressenstößel 8 befindet sich in der ausgeregelten Stellung in einer Schwebestellung, d. h., er wird über die Proportionaltechnik 24 infolge der Vergleichsmessung über die Längenmeßaufnehmer 17 auf einem definierten Maß gehalten. Der Pressenstößel 8 kann nun entsprechend seiner Vorgabe in die neue Hublage verfahren werden. Dies geschieht, in dem der Pressenstößel 8 in eine Rastposition des Klemmprofils 7 fährt und die Verriegelungseinrichtung schließt. Die Arretierzylinder 12 werden mit Druckmittel beaufschlagt und die Klemmbacken 10 fahren in das Klemmprofil 7 ein, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Klemmprofil 7 und Klemmbacken 10 hergestellt wird. Anschließend werden die Klemmkeile 11 in den jeweiligen Klemmkasten 14 eingefahren. Parallel zum Einfahren der Klemmkeile 11 werden die Verstellzylinder 6 drucklos geschaltet. Die keilförmige Gestaltung und das Freimachen am Kopf 22 und Grund 23 der Formelemente sowie die ständige Beaufschlagung der Klemmzylinder 13 mit einem Druckmittel garantieren eine sichere und spielfreie Verbindung zwischen der Kolbenstange 9 und dem Pressenstößel 8.

Ist das Verstellmaß ungleich des Rastmaßes, ist die Differenzstrecke aus dem Zylinderhub des Arbeitszylinders 2 zu kompensieren, d. h., der Zylinderhub des Arbeitszylinders 2 ist mindestens so groß wie das Rastmaß der Verstellung plus Arbeitshub. Man kann somit von einer indirekt stufenlosen Stößelverstellung sprechen.

Die Verriegelungseinrichtung ist folglich gekennzeichnet durch:

• - Die formschlüssige Klemmung auf dem Klemmprofil 7 der Kolbenstange 9 des Verstellzylinders 6 erfolgt über ein oder mehrere Klemmbacken 10.
• - Die formschlüssige Arretierung jedes Klemmbacken 10 erfolgt über einen zugeordneten druckbeaufschlagbaren Klemmkeil 11 gegen den Klemm­ kasten 14, der als Widerlager für den Klemmkeil 11 wirkt.
• - Die ständige Beaufschlagung der Verriegelungselemente erfolgt mit einem Druckmittel während des Arbeitshubes des Pressenstößels 8,
• - Die verbleibende formschlüssige Verriegelung bei Energieausfall während des Arbeitshubes des Stößels sowie bei der Stillsetzung der Presse erfolgt, indem die Klemmkeile 7 und Klemmbacken 11 ein parallel ausgebildetes Formelement 18 aufweisen, das ein Öffnen der Verriegelungseinrichtung durch äußere Einflüsse verhindert.

Diese Stößelverstellung garantiert ein schnelles wie auch fast spielfreies Verstellen des Pressenstößels 8 in eine neue Hublage.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich in bekannter Weise ein Hubgetriebe im Kopfstückbereich des Pressenkörpers 1 einer mechanischen Presse, wobei das Pleuel die rotatorische Bewegung in eine translatorische wandelt und den Pressenstößel 8 antreibt. Zwischen jedem unteren Pleuelanlenkpunkt und dem Pressenstößel 8 ist die Stößelverstellung angeordnet.

Dazu steht dieser Pleuelanlenkpunkt mit einem äußeren, dem Pleuelanlenkpunkt zugewandtem Ende einer Kolbenstange 9 eines Verstellzylinders 6 über ein Verbindungsgelenk 5 in Wirkverbindung.

Der restliche Aufbau und die prinzipielle Wirkungsweise der Stößelverstellung entspricht analog dem ersten Ausführungsbeispiel.

Das Klemmprofil 9 der Verriegelungseinrichtung ist hierbei vorzugsweise feingliedrig ausgeführt, wodurch eine quasi stufenlose Stößelverstellung erreichbar ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Verrieglungseinrichtung ohne ein stufiges Klemmprofil auszuführen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Pressenkörper

2

Arbeitszylinder

3

Druckölversorgung

4

Steuer- und Regeltechnik

5

Verbindungsgelenk

6

Verstellzylinder

7

Klemmprofil

8

Pressenstößel

9

Kolbenstange

10

Klemmbacken

11

Klemmkeil

12

Arretierzylinder

13

Klemmzylinder

14

Klemmkasten

15

Druckpunktstuhl

16

Druckölversorgung

17

Längenmessaufnehmer

18

Formelement

19

Klemmfläche

20

Klemmfläche

21

Gesamtöffnungswinkel

22

Kopf

23

Grund

24

Proportionaltechnik

Claims (2)

1. Stößelverstellung an Pressen, die zwischen dem jeweiligen unteren Anlenkpunkt des Antriebes und dem Stößel angeordnet ist, wobei im Pressenstößel (8) mindestens ein doppeltwirkender Verstellzylinder (6) mit einer durchgehenden Kolbenstange (9) angeordnet ist, deren eine Seite über ein Verbindungsgelenk (5) mit dem unteren Anlenkpunkt des Antriebes gekoppelt ist und das andere untere Ende der Kolbenstange (9) mit einer im Pressenstößel (8) gelagerten Verspanneinrichtung in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
dass das untere Ende der Kolbenstange (9) mit einem Klemmprofil (7) versehen und die Verspanneinrichtung derart als eine formschlüssige Verriegelungseinrichtung ausgebildet ist,
dass die Verriegelungseinrichtung aus einem fest im Pressenstößel (8) angeordnetem Druckpunktstuhl (15) und einem daran festverbundenen Klemmkasten (14) besteht, in dem mindestens ein mit dem Klemmprofil (7) in Wirkverbindung stehender und durch die Kolbenstange eines doppeltwirkenden Arretierzylinders (12) verschieblicher Klemmbacken (10) angeordnet ist, wobei der Arretierzylinder (12) mit dem Pressenstößel (8) verbunden ist, sowie im Klemmkasten (14) als Spannelement für den Klemmbacken (10) ein lösbarer Klemmkeil (11) angeordnet ist, der mittels eines Klemmzylinders (13) betätigbar ist.

2. Stößelverstellung an Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmprofil (7) in seiner Profilgestaltung derartig ausgebildet ist, dass über keilförmig gestaltete Formelemente im Klemmprofil (7) und den Gegenstücken am Klemmbacken (10) ein nahezu spielfreier Formschluß zwischen beiden Bauteilen besteht und bei den Formelementen für den Arbeitshub des Pressenstößels (8) die oberen Klemmflächen (19) mit einer flachen Neigung und für den Rückhub des Pressenstößels (8) die unteren Klemmflächen (20) gegenüber den Klemmflächen (19) mit einer steileren Neigung versehen sind.