DE6750312U - Stufenpresse - Google Patents

Description

Ρ.Α.ΐ»6166Ί*-δ.Β.6β

Taäashi Saite, Masaya Salto, "asaru Saito -and Hachiro Saito in Takarazuka f-ity / Japan

Stufenpresse

Die Erfindung betrifft eine Stufenpresse, bestehend aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten vertikalen Ständern, einem zwischen den oberen Abschnitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern versehene Hauptwelle für das Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen d.en mittleren Abschnitten der Ständer

angeordneten mit Nuten versehenen Stempelführung sov/ie einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten Aufspanntisch.

Aufgrund von verschiedenen Vorteilen, wie höhere Arbeitsgeschwindigkeit und wirtschaftlichere Ausnutzung von Material und Arbeitsaufwand besteht derzeit die Tendenz, plastische Verarbeitungsprozesse mit Hilfe von Pressen immer mehr zu verwenden .

Um Produkte mit gewünschter hoher Präzision zu erhalten_} ist es notwendig, die Verformung des Materials in den Preßwerkzeugen zu verbessern. Es ergibt sich somit die Notwendigkeit, die von der Presse ausgeübte Preßkraft wesentlich größer als die für die Bearbeitung des Materials minimal notwendige Kraft zu machen. Erst dadurch ergeben sich bei der Herstellung von Preßkörpern glatte und angenehm anzugreifende Oberflächen,

Bei Pressen werden im allgemeinen je eine obere Werkzeusrhälfte und eine untere Werkzeughälfte verwendet, wobei das zu verformenäe Material in die untere Werkzeughälfte eingebracht und die obere Werkzeughälfte darauf gepreßt virö, so daß. innerhalb der geschlossenen Werkzeughälften ein hoher Druck entsteht. Dabei ist es notwendig, daß der dem zu verformenden Material auferlegte Druck bei Warmverarbeitung- - d.h. bei einer

Temperatur von 1200⁰C - im Bereich von $0 bis 60 kg/mm , bei Kalt Verarbeitung - d.h. bei einer Temperatur von 5 "bis 20⁰C im Bereich von 250 bis 300 kpc/rnm liegt. Im Falle der Herstel-

lung eines eine Größe von $0 mm aufweisenden Produktes liegt somit der erforderliche Preßdruck bei der Warmverarbeitung mit einer Temperatur von 1200⁰C im Bereich von 125 bis 150 t und bei der Kaitverarbeitung im Bereich von 600 bis 750 t. Im

2 Falle einer Herstellung von Produkten mit einer Größe von 100 mm liegt hingegen der erforderliche Preßdruck bei Warmverarbeitung zwischen 500 und 600 t und bei Kaltverarbeitung zwischen 2500 und 3000 t.

In Fällen, in welchen ein bestimmter Arbeitsvorgang nicht durch eine einzige Erwärmung vollendet werden kann, müssen mehrere Arbeitsschritte für die Herstellung eines gewünschten Produktes durchgeführt werden. In diesem Fall ergeben sich zwei Arbeitsmethoden, indem entweder mehrere Pressen zum Einsatz gebracht v/erden, von denen jede einen Arbeitsschritt durchführt, oder indem eine Mehrstufenpresse mit verschiedenen Werkzeugen für die einzelnen Arbeitsstufen vorgesehen viird, wobei die Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander zur Durchführung des Preßvorganges in Einsatz gelangen. Beide Verfahren sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Bei Verwendung von mehreren nebeneinander angeordneten Pressen sind sowohl die Anlagekosten als auch der

Platzbedarf und die Transportwege sehr groß, so daß die Herstellungskosten pro Einheit entsprechend hoch sind. Bei dem schrittweise durchgeführten Arbeitsvorgang unter Verwendung einer Mehrstufenpresse muß eine verhältnismäßig große Presse verwendet werden, die ausreichend breit ist, um eine Anzahl von Formen nebeneinander anbringen zu können.

Während bei einer mechanischen Presse die Preßkraft durch ei>ie auf einer Hauptwelle angebrachte Kurbel oder einen Exzenter erzeugt wird, wird bei einer hydraulischen Presse die Preßkraft durch eine hydraulische Einrichtung - beispielsweise eine Öldrucke inrichtung - in Verbindung mit einem Zylinder und einem darin verschiebbar*angeordneten kolben erzeugt. Beide Arten von Pressen benötigen einen oben angeordneten, seitlich unterstützten Querbalken, damit die während des i'^eß¹ vor gangs auftretende Druckkraft aufgefangen wird. Da diese Druckkräfte sehr groß sind, müssen die Hauptwelle, der Querbalken, der Aufspanntisch und ähnliche oben beschriebene Einrichtungen eine ausreichend große Steifigkeit und. Festigkeit aufweisen, um eine von der Preßkraft herrührende Durchbiegung zu verhindern.

Je langer jedoch die Spannweite der Hauptwelle und. des Querbalkens ist, desto geringer wird natürlich die Festigkeit dieser Elemente. Je größer also die Spannweite einer Presse

ist, desto kräftiger sollte dieselbe ausgebildet sein. Bei steigender Spannweite einer Presse erhöhen sich jedoch die Herstellungskosten im Verhältnis drei- bis viermal So schnell. Außerdem ist der durch eine Kurbel, einen Exzenter oder den Öldruck erzeugte Preßdruck auf einen mittleren Funkt konzentriert, so daß die einzelnen Bauteile der Presse beschädigt werden können und die Genauigkeit der erzeugten Fertigprodukte merklich verschlecntert wird, sobald die von dem Werkstück während des Preßvorgangs erzeugte Gegenkraft von dem Angriffspunkt des Preßdruckes abweicht. Dieses Problem wurde bisher entweder durch eine doppelte Kurbel, durch zwei hintereinander angeordnete Zylinder oder durch eine verlängerte oder quer zur Welle verlaufende Stempelführung zu lösen versucht. Diese Maßnahmen konnten jedoch die oben erwähnten Mängel nicht vollständig ausschließen, so daß entsprechend dem bisherigen Stand der Technik die Durchführung jeder Arbeitsstufe in einer getrennten Presse als das bestmögliche Verfahren angesehen wurde.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Stufenprasse zu schaffen, die die oben genannten Nachteile bekannter Stu-fenpressen nicht aufweist und die aufgrund ihrer sehr kompakten, stnrren und räumlich günstigen Konstruktion einerseits eir.e sehr hohe Lebensdauer der Preßwerkzeuge und eine hohe Moßgenaulgkeit der Fertigprodukte gewährleistet, andererseits die

Anbringung &er Werk st ückzuf uhr-, -auswurf- un^ -transt>orteinrichtungen in sehr starkem T%ße erleichtert.

Erfindungsgemäß wird ^ies dadurch erreicht, daß o'er Qu^r-"balken an seiner Unterseite ?nit mehreren im Abstand voneinander

anpeordneten Zwischenlagern, für die Hauptwelle versehen ist, wobei jeweils ein Exzenter der Hauptwelle zwischen swei benaehbar= ten Laeern liegt, unfl daß die Stempelfühi^in^ jeden der Stempel verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig aufnimmt. Durch diese Anordnung ist es möglich, daß die verschiedenen Stufen des Preßvoreranges fortlaufend nacheinander ausgeführt werden, wobei das Auftreten von Beschädigungen an. den Formwerkzeugen vermieden ur-d eine sehr hohe Gonaugikeit der erzeugten Fertigprodukts gewährleistfit wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführunp-sbeispiols näher erläutert und erklärt, werden, wobei auf die beir^irkfü>te Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht cinor Ausführungsform dor erfindunrsgp-mäßen Stufenpresse;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A von Fi/r. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Sei tens tänd.ers der erfindungsgemäßen Stufenpresse;

Fig. h einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorderansicht des Querbalkens der erfindungsgemäßen Stufenpresse;

Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Querbalkens der erfindungsgemäße Stufenpresse; und

Fig. ° eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Teilschnittansicht durch die erfindungsgemäße Stufenpresse für die Darstellung der Durchführung eines PreßVorganges.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind an gegenüberliegenden Seiten der erfindunpsgemäßen Stufenpresse Ständer 1 angeordnet, die zusammen mit einem Querbalken 2, einer Stempelführung 3 und einem Aufspanntisch 4 das Maschinengestell bilden. Der Querbalken 2 v/eist an seinen gegenüberliegenden Enden Vorsprünge 5 auf, die in die Ständer 1 passen und streng sitzend in seitliche Ausnehmungen 6 derselben eingesetzt sind. Der Querbalken ist dabei so ausgebildet, daß er durch die während des Preßvorganges an der Stufenpres auftretenden komplizierten Beanspru-

chungen - wie Durchbiegung, Verdrehung od.dgl. - nicht verferrat wird. In seinem unteren Bereich ist der Querbalken 2 mit einer Anzahl von Zwischenlagern 7 versehen, die zusammen mit den in den Vorsprüngen 5 angeordneten Lagern 8 eine die ' if- und Abbewegung einer Anzahl von Stempeln 9 bewirkende Hauptwelle 10 umfassen. Die mit Hilfe der einzelnen Lager 7, 8 in kurzen Abständen gelagerte Hauptwelle 10 weist jeweils zwischen benachbarten Lagern 7, 8 angeordnete Exzenter 11 auf. Aufgrund dieser Konstruktion ist die Hauptwelle 10 vor dem d.urch den Praßviderstand der Vielzahl von Stempeln 9 bedingten Knicken und Durchbiegen geschützt, so daß eine hohe Meßgenauigkeit im Hinblick auf die äußeren Abmessungen der erzeugten Produkte gewährleistet ist.

In Ausnehmungen 20 der Stempelführung 3 sind die Stempel vertikal

9/verschiebbar eingepaßt. Die oberen Flächen der Stempel 9 greifen über Schwalbenschwanzführungen 22 in längsverschiebbare durch die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 bewegbare Exzenterbüchsen 21 ein. Ein Abschnitt eines jeden Stempels 9 erstreckt sich nach oben und ist mit jevieils einem Sekundärzylinder 23 verbunden, der an der Vorderseite des Querbalkens 2 angeordnet ist. Die Sekundärzylinder dienen zur Unterstützung der Vertikalbewegung der Stempel 9·

Der Aufspanntisch k v/eist an seiner oberen Fläche Nuten 12 zur Befestigung vow unteren Formhälften 28 und darunter Stempel 14 auf. die mit Auswerforstößein 13 zum Auswerfen der bearbeiteten Produkte aus den unteren Pormhälften zwecks Abführung derselben versehen sind= Piß Stempel l*l· gind über eine Pleuelstange 15 mit einer auf der Hauptwelle 10 gelagerten Kurbelscheibe 16 verbunden. Innerhalb der Ständer 1 sind Ausnehmungen 17, 18 und 19 angeordnet, in welchen der Aufspanntisch k, der Querbalken 2 sowie die Siampelführung 3 fest eingepaßt sind, wobei die Verbindung dieser Elemente beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißung erfolgan kann.

Ein Motor H treibt über ein Schwungrad 2^ und ein Ritzel 25 ein Zahnrad 26 an, welches seinerseits über eine innerhalb des Zahnrades 26 angeordnete Kupplung die an der gegenüberliegenden Seite mit einer Bremse 2? versehenen Hauptwelle 10 antreibt. Bei Drehung der Hauptwelle 10 werden die Exzenter 11 in Rotation versetzt, wodurch die Exzenterbüchsen 21 gemäß Fig. 2 nach unten und oben bewegt werden. Die Stempel 9 werden somit zunächst nach unten bewegt, wodurch durch das Zusammenwirken der an den unteren Enden der Stempel 9 befestigten oberen Formhälften 29 und der an d.er Oberfläche des Aufspanntisches H- befestigten unteren Formhälften 28 die Werkstücke verformt werden. Nach einer weiteren halben Umdrehung der Hauptwelle 10 gelangen die

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Exzenter 11 wieder in ihre Ausgangsstellung, worauf die Kupplung gelöst und die Bremse 27 eingelegt wird, so daß die Stufenpresse in Bereitschaftsstellung für den nächsten Arbeitsgang gelangt.

Fig. 7 zeigt in Form eines Beispiels ei ie Durchführung des Preßvorgan/res mit einer Stufenpresse nach der Erfindung, wobei die Preßbearbeitung durch gleichzeitiges Abwärtsdrücken von vier Stempeln 9A, 9B, 9C und 9D erfolgt. Dabei wird ein Rundmaterial C in der ersten Stufe zu einem scheibenförmigen Preßstück C verformt. In einer zweiten Stufe wird dieses Preßstück C zu einem Werkstück D von gewünschter Form gepreßt. In der dritten Stufe wird dieses Werkstück D dann in ein oberes und ein unteres Element E bzw. E¹ geteilt, wobei das Element E ein die gewünschte Form eines Ringes aufweisendes Fertigprodukt darstellt, In der vierten Stufe wird das verbleibende Element E¹ weiterbearbeitet, indem dessen Boden ausgestanzt wird, wodurch ein weiteres ringförmiges Fertigprodukt F hergestellt wird.

Die schrittweise Weiterbeförderung des Materials von der ersten Stufe zu den nächsten Stufen wird während der Zwischenintervalle der Preßvorgänpe - d.h. während des Anhebens der Stempel 9 - durch mechaniische Transporteinricht,ungen, wie Greifarme od .dgl. automatisch bewerkstelligt. Da bei "der erfindungsgemäßen Stufenpresse im Zwischenraum zwischen der Stempelführung

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3 und dem Aufspannti.sch ^ keinerlei Hindernisse vorhanden sind, können ei ie die Durchführung der oben beschriebenen Weiterbeförderung.¹? vorgänge bewirkenden Transporteinrichtungen leicht angebracht werden.

In der drittem und vierten der oben erwähnten Stufen sinf, für den Auswurf der gepreßten Produkte aus den Stanzen Abstreiforgane 30 für die Arbeitsstücke angeordnet. Sobald die Stempel 9C und 9D in ihrer oberen Stellung sich befinden, kommen diese Abstreiforgane 30 gegen von der Stempolführung 3 nach unten sich erstreckende Anschläge 31 zur Anlage, wodurch die Fertigprodukte E, F von Dornen 32 abgestreift werden.

Anhand der vorhergehenden Beschreibung ist leicht zu ernennen, daß die erfindungsgemäße Stufenpresje folgende Vorteile hat:

Gemäß der Erfindung ist die die vertikale Bewegung mehrerer Stempel 9 bewirkende Hauptwelle 10 in an der Unterseite des Querbalkens 2 zwischen den Ständern 1 vorgesehenen Zwischenlagern 7 und in in den vorspringenden Abschnitten der gegenüberliegenden Enden des Querbalkens 2 anp:eord:neten äußeren Lagern 8 gelagert, wobei zwischen den einzelnen Lagern 7, 8 nur kurze Zwischenräume auftreten. Die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 sind so angeordnet, j

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daß zwischen den Lagern 7, 8 jeweils ein Exzenter 11 vorhanden ist, so daß die Hauptwelle 10 vor Knickung, Biegung und dgl. während des mit mehreren Stempeln 9 durchgeführten Praßvorganges geschützt ist, wodurch eine ausgezeichnete Genauigkeit im Hinblick auf die Abmessungen der Fertigprodukte E, F gewährleistet ist. Durch das Vermeiden von Ständern 1 oder dgl. zwischen jedem Stempel 9 ergeben sich bei der an sich kompakt gebauten Stufenpresse relativ große Zwischenräume zwischen den jeweiligen Preßwerkzeugen, wodurch die Anbringung der Transporteinrichtungen zur Weiterbeförderung der Werkstücke von einem Formsatz zum anderen in der Reihenfolge der Arbeitsvorgänge erleichtert wird.

Darüberhinaus nimmt die Stempelführung 3 eine Anzahl von voneinander vollkommen unabhängigen Stempel 9 auf, so daß sie sich p'egenseitip nicht beeinflussen. Ähnlich wie bei einer unabhängigen Presse ist jeder Stempel 9 in der iage, einen Preß-Vorgang vollkommen frei von Einflüssen ~ wie Neigimg, Ablenkimg, Schlupf oder Verschiebung - durch einen gleichzeitig aurchgeführten Preß Vorgang eines anderen Stempels auszuführen.

Da der die Hauptwelle 10 für die vertikale Auf- u-nd Abbewegung mehrerer Stempel 9 tragende Querbalk' η 2 der erf inöunp-s-' gemäßen Stufenpresse durch Einpassen der an seinen gegenüberliegenden Enden ausgebildeten Vorspränge 5 in die seitlichen

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Ausnehmungen 6 der Ständer 1 eingesetzt ist - d.h. da der Quer-

balken 2 und die Ständer 1 nicht einstückig- aus demselben Ma- j tc-rial gegossen sind, wie dies bisher üblich war - können Brüche oder irgendwelche anderen Beschädigungen, die an der oben erwähnter. Verbindungsstelle infolge von komplizierten Beanspruchungen des Querbalkens 2 - wie Biegung, Verdrehung oder dgl. - "oeiro Fressen hervorgerufen werden können, verhindert und di* Festigkeit des Materials voll ausgenutzt xierden.

Bei der erfindungsgemäßen Stufenpresse weist somit der verstärkte Rahmen mohrere Stempel 9 auf, von denen jeder im Zontrum seines unteren Endes mit getrennten Formhälften ausgerüstet ist, als wenn jeder Stempel 9 eine unabhängige Presse wäre. Die entlang der Mittellinie der Preßkraft angebrachten Formhälften sind ferner mit der Mittellinie der beim Betrieb hervorgerufenen Beanspruchunger, ausgerichtet, was für den Preßvorranp· wesentlich ist. Jeder Stempel 9 ist somit vollkommen gegenüber unerwünschten Einflüssen - wie Neigung, Verschiebung oder durch die Bewegimg von andernn gleichzeitig arbeitenden Stemrtelr 9 zurückzuführende Bewegung - geschützt. Es können somit Leistungen erzielt Morden, die den erzielbaren Leistungen hri i;r.r Anzahl von ir Reihe nebeneinander angeordneten Pressen

it.Rnrcchr.n. Außerdem kann durch das Vermeiden von Hindernissen zwischen non jeweiligen Stempeln 9 der Transport der Workstücke zwischen don einzelnen Stufen erleichtert werden.

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Es ist ein besonderer Vorteil, daß die erf indungsgreraäße Stufenpresse, el ie - v?i> erwähnt - bei g\Leichzeitii?er Erleichterungr^es TransOorts der Werkstücke mehrere Stufen eines Preßvor^angres durchzuführen in der Lapx ist, bei kompakter Bauweise mit einem sehr springen r"aterialaufv/antf hergestellt werden kann.

Claims (2)

PJUSt Schutz 9. nsprüchf:

1. Stufenpresse, bestehend aus eireir Paar von im Abstand voneinander angeordneten, vertikalen Ständern, einem zwischen den oberen Absclinitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern '/ersehene Hauptwelle für das Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen den mittleren Abschnitten der Ständer angeordneten mit Nuten versehenen Stempel führung, sowi*. einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten Aufspanntisch, dadurch gekennzeichnet, daß <3er Querbalken (2) pn seiner Unterseite mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten Zwischenlagern (7) für die Hauptwelle (10) versehen ist» wobei jeweils ein Exzenter (11) der Hauptwelle (10) zwischen zwei benachbarten Lagern (7) liegt, und daß die Stempelführung (3) jeden dar Stempel (9) verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig aufnimmt.

2. Stufenpresse räch Anspruch 1, dadurch r <"·. k c η η zeichnet, daß der Querbalken (2) an seinen gegenüberliegenden Enden mit Vorsprünpen (5) für soinr-n Einbau in die Ständer (1) vorsehen ist, und daß die Ständer (1) dor Form der Vorsprünge (5) entsprechende seitliche Ausnehmungen (6) aufweisen, wodurch der Q.uerbalk _V2) in gesicherte Verbindung mit den seitlichen Ausnehmungc ι (6) fest in die Ständer (1) einbaubar ist.

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T 2^4- ^-62/58b abm

26 ο September 19^8

Schutzanspruch 3

Stufenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η se lehnet j daß dieselbe vier nebeneinander angeordnete, mit Stempeln (9A-9D) versehene Preßstationen aufweist, von denen die erste zur Formung eines scheibenförmigen Preßstückes (C), die zweite zur Formung eines kappenförmigen Preföstückes (D), die dritte zum Abscheren in zwei Elemente (B, E¹) und Formung eines ringförmigen Preßstückes (E) und die vierte zur Formung eines weiteren ringförmigen Preßstückes (F) ausgebildet ist.

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