DE4224277A1 - Gelenkhebelpresse - Google Patents

Description

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der konstruktiven Ausbildung einer Gelenkhebelpresse, die im Prinzip auf dem Gebiet der spanlosen Umformtechnik möglichst vielseitig angewandt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Gelenkhebelpresse mit den Merkmalen nach dem Hauptanspruch gelöst. Die Unteransprüche haben bevorzugte konstruktive Ausführungen und alternative Lösungen zum Inhalt.

Die Gelenkhebelpresse nach der Erfindung hat ein an sich bekanntes Gestell in C-Ausführung, Bauart Doppelständer. Es ist ein Führungsgrundkörper vorgesehen, der zwischen den beiden Ständerwangen angeordnet ist und mit dem Pressenfuß eine Einheit bildet. Im übrigen besteht jedoch zwischen dem Führungskörper keinerlei Verbindung mit den durch die Preßkraft belasteten Ständerwangen und dem Pressenoberteil. Wird der Ständer durch die Preßkraft und Reaktionskräfte verlagert, so bleibt die vom Ständer getrennte Führung unberührt.

Man kann die Führung als eine sechsfache Flachführung mit Umgriff ausbilden, bei der jede Führungsbahn den Stößel nur in eine Richtung führt, während die Führungsbahn in die jeweils andere Richtung Freiheit hat. Dadurch wird, z. B. bei Erwärmung und der damit verbundenen Vergrößerung, der Stößel immer exakt geführt ohne zu klemmen.

Die Führungsbahnen der Stößelführung sind so gestaltet, daß der Raum über dem Pressentisch nicht durch vorstehende Führungsteile begrenzt ist. Dies hat den Vorteil, daß Werkzeugteile, die über die Stößelfläche hervorragen, den Stößelhub nicht einschränken oder die Führungsbahnen wesentlich verkürzen und damit die Führungseigenschaften ungünstig beeinflussen. Erfindungsgemäß wird der Stößel in Höhe der Stößelfläche in jedem Fall voll geführt.

Darüberhinaus kann die Stößelführung auch noch unterhalb der Stößelfläche fortgeführt werden.

Der Stößelantrieb ist eine Kombination aus Kniehebel- und Hebelfunktion, wobei die beiden Funktionen zeitlich hintereinander ablaufen. Bei der Schließbewegung wirkt sich zunächst die Kniehebelfunktion aus. Kommt der Kniehebel in eine angenäherte gestreckte Lage, so erzeugt er keinen Weg mehr, denn das Übersetzungsverhältnis geht gegen unendlich. In dieser Situation übernimmt der Hebel den Rest des Nennkraftweges. Dieser wird mit gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis durchfahren und wird bestimmt durch die Stellung des Hebels um die Horizontale. Der mögliche Schwenkwinkel liegt bei etwa 20° vor und hinter der waagerechten Stellung. Dabei wird die Winkelstellung durch die Arbeitsaufgabe festgelegt. Bei kleinen Nennkraftwegen kann anstelle eines Hebels auch ein Exzenterhebel eingesetzt werden.

Eine Überlastsicherung, wie sie bei mechanischen Pressen mit wechselndem Übersetzungsverhältnis nach dem Stand der Technik vielfach erforderlich ist, braucht im allgemeinen bei einer Presse nach der Erfindung nicht eingebaut zu werden. Bei einer solchen ist das Übersetzungsverhältnis im Nennkraftbereich gleichbleibend. Die Maximalkraft wird durch die Kraft des Druckmittelzylinders bestimmt. Das Druckmittel wird mittels eines Druckbegrenzungsventil auf den höchsten Systemdruck eingestellt. Damit ist gleichfalls die größte Stößelkraft bestimmt. Durch das Fehlen einer Bruchsicherung ist somit dem Stößelantrieb eine Schwachstelle genommen. Durch die Anordnung eines vertikalen Druckmittelzylinders in Verbindung mit der Kinematik des Gelenkhebelantriebs ist auf engstem Raum ein mechanischer Antrieb möglich, der Hubwege über 300 mm zuläßt bei gleichzeitig großem Nennkraftweg bis ca. 100 mm.

Die erfindungsgemäße Ständerdämpfung besteht aus einem Druckstempel und einem Druckmittelzylinder mit den zugehörigen Ventilen und Speichern. Die Funktion der Ständerdämpfung wird eingeleitet durch das Auffedern des Ständers unter Last. Der Druckstempel ist zu diesem Zeitpunkt noch unbelastet. Zwischen dem belasteten Ständer und dem unbelasteten Druckstempel entsteht eine Bewegung, welche in den aufgesetzten Zylinder Druckmittel einströmen läßt, das in einem Speicher zur Verfügung steht. Wird z. B. nach einem Schneidvorgang der Ständer schlagartig entlastet, so kann das unter Druck stehende Druckmittel wegen der Schaltung nur über eine Drossel entweichen. Der Ständer baut die gespeicherte Spannung kontrolliert ab.

Die Dämpfung des Ständers erfordert keine zusätzliche Energie. Es besteht sogar die Möglichkeit, von Fall zu Fall die Auffederungsenergie zurückzugewinnen. Der ausschließlich am Pressenfuß orientierte Führungsgrundkörper in Verbindung mit dem beschriebenen Gelenkhebelantrieb kompensiert bei außermittiger Belastung in Stößellängsrichtung durch die Verlagerung des Pressenoberteils die einseitige Aufweitung des Werkzeugraumes.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Gelenkhebelpresse nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht von vorne;

Fig. 3 stellt einen Schnitt nach III-III von Fig. 2 dar;

Fig. 4 ist ein lotrechter Schnitt nach IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Detailschnitt nach V-V von Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Schnitt nach VI-VI von Fig. 4;

Fig. 7 ist eine Ansicht nach VII von Fig. 4.

Zunächst wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die Gelenkhebelpresse nach der Erfindung hat ein Gestell bestehend aus einer Bodenplatte 10, zwei Seitenwänden 11 (Wangen), einer Kopfplatte 12 und einem Tisch 13. Oben auf der Kopfplatte befindet sich ein Druckmittelzylinder 16, durch den ein kastenförmiger Stößel 30 zur Durchführung eines Preßvorgangs nach unten gegen den Tisch 13 zubewegt wird und wieder zurückbewegt wird. Im Bereich des Tisches 13 und des Stößels 30 sind die Seitenwände 11 ausgenommen, so daß sich ein von drei Seiten zugänglicher Arbeitsraum 15 ergibt. Der Tisch ist stabil auf Fügen 17 abgestützt. Das Gestell hat über dem Arbeitsraum eine Abdeckung 14 und ist insgesamt als C-Ständer ausgebildet.

Die konstruktive Ausbildung des kastenförmigen Stößels als Träger des Preßwerkzeuges ergibt sich aus Fig. 3 und 4. Es ist eine untere Platte 31 vorgesehen, eine vordere Platte 32 sowie Seitenwände 33 und Zwischenwände 34. Zur Auf- und Abführung des Stößels ist fest auf dem Tisch 13 ein Führungskörper 20 vorgesehen, mit zwei Führungsbahnen 21, nämlich zwei seitlichen Führungsbahnen 21a und einer mittigen Führungsbahn 21b, an denen der Stößel mit Hilfe eines Schlittens 22 geführt ist. Der Führungskörper 20 hat lediglich eine Führungsaufgabe. Er bleibt frei von Kräften, die bei Preßvorgängen auf herkömmlichen Pressenständern mit herkömmlichen Führungsbahnen vielfach Verformungen hervorrufen und eine präzise Führung verhindern. Auf Fig. 7 rechte Seite ist bei 70 ein Werkzeug angedeutet.

Im Stößel 30, nämlich in den Seitenwänden 33 und in der Zwischenwand 34 ist, wie sich aus Fig. 3 ergibt, eine Achse 35 gelagert, an welcher zwei gleiche untere Lenker 40 (Pleuel) in lotrechter Anordnung gehalten sind. Jeder dieser unteren Lenker hat oben eine Gabel 41 und nimmt darin in einer prinzipiell horizontalen Stellung einen Antriebshebel 60 auf. Dabei ist die Verbindung zwischen der Gabel und dem Antriebshebel in der Mitte derselben durch jeweils einen Achsbolzen 42 hergestellt.

Die beiden Antriebshebel 60 sind an einem Ende mittels eines Achsbolzens 46 (Fig. 5) an einen Kopf 48 gelenkig angeschlossen wobei dieser Kopf an eine Kolbenstange 47 des Druckmittelzylinders 16 angeschlossen ist. Bei der Auf- und Abbewegung der Kolbenstange 47 und somit des Kopfes 48 werden die beiden Antriebshebel 60 im Bereich des Achsbolzens 46 lotrecht geführt.

Die anderen Enden der Antriebshebel 60 sind durch eine untere Welle 45 verbunden (Fig. 6). Auf dieser Welle sind zwei obere Lenker 43 (Fig. 6) gelagert, die jeweils einem Antriebshebel zugeordnet sind. Diese oberen Lenker sind von den Antriebshebeln aus nach oben gerichtet (Fig. 4) und an einer oberen Welle 44 angelenkt, die (Fig. 5) in den Seitenwänden 11 mit Flanschen 44a gelagert ist.

Jeder Ständerwange 12 ist zur Dämpfung eine Säule zugeordnet, in der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4. Jede Säule besteht aus einem Unterteil 50, das fest mit der Bodenplatte 10 verbunden ist, und einem Oberteil 52, das fest mit der Kopfplatte 12 verbunden ist. Zwischen den beiden Bauteilen ist ein hydraulisches Element (Druckmittelelement) angeordnet, dessen Zylinder mit dem Oberteil und dessen Kolben mit dem Unterteil verbunden ist.

Claims (3)

1. Gelenkhebelpresse gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:

• - sie hat ein Gestell bestehend aus einer Bodenplatte (10), zwei Seitenwänden (11) , einer Kopfplatte (12) und einem auf der Bodenplatte abgestützten Tisch (13);
• - mittels eines auf der Kopfplatte mittig angeordneten Druckmittelzylinders (16) wird ein kastenförmiger Stößel (30) über dem Tisch auf und ab bewegt;
• - die Bewegung einer Kolbenstange (47) auf den Stößel (30) wird durch ein Gelenkhebelsystem übertragen, das aus folgenden Einzelteilen besteht:
• - zwei untere Lenker (40) (Pleuel) sind in lotrechter Anordnung am Stößel (30) angelenkt und nehmen jeweils oben an einer Gabel (41) in der Mitte in horizontaler Anordnung einen Antriebshebel (60) gelenkig auf;
• - die beiden Antriebshebel sind am einen Ende an einem Kopf (48) der Kolbenstange angelenkt;
• - die beiden anderen Enden der Antriebshebel sind durch eine gemeinsame untere Welle (45) oder durch je einen Bolzen mit oberen Lenkern (43) verbunden, die jeweils mit ihrem oberen Ende an einer Seitenwand (11) angelenkt sind.

2. Gelenkhebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ständerwange (11) eine Säule zugeordnet ist, die im Grundriß im Bereich der Führungsbahn (41) angeordnet ist und jeweils aus einem Unterteil (50) besteht, das fest mit der Bodenplatte (10) verbunden ist, und aus einem Oberteil (52), das fest mit der Kopfplatte (12) verbunden ist, und daß zwischen die genannten Teile zur Dämpfung der Stöße ein Druckmittelelement eingesetzt ist, dessen Zylinder mit dem einen und dessen Kolben mit dem anderen Teil der Säule verbunden ist.

3. Gelenkhebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (30) an einem Führungskörper (20) geführt ist, der zwischen den beiden Seitenwänden (Ständerwangen 11) angeordnet ist und ohne Verbindung mit dem durch die Preßkraft belasteten Ständerwangen und dem Pressenoberteil mit dem Pressentisch (13) eine Einheit bildet.