DE2805013B2 - Presse mit geringem Stößelhub - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pressen mit geringem Stößelhub, insbesondere auf schnellaufende Scherschneidpressen.

Bei Pressen bereitet die Führung des Stößels oft erhebliche Probleme, da durch das unvermeidliche Führungsspiel sowohl der Stößel als auch das an diesem befestigte Oberwerkzeug in bezug auf das Unterwerkzeug Seitenbewegungen ausführen, die nicht nur die Größe des Wirkspaltes beeinflussen, sondern auch einen verhältnismäßig großen Verschleiß der Werkzeuge und der Stößelführung zur Folge haben. Diese Probleme sind bei schnellaufenden Pressen, insbesondere bei Scherschneidpressen, wie sie z. B. zum Stanzen von Rotor- und Stator-Blechen für elektrische Maschinen benötigt werden, besonders groß.

Um das Stößelspiel und damit die möglichen Seitenbewegungen des Oberwerkzeugs möglichst klein zu halten, ist es üblich, den Stößel mittels mehrbahniger und vorgespannter Rollenführungen zu führen. Abgesehen davon, daß sich auch mit diesen Stößelführungen ein Seitenspiel nicht ganz vermeiden läßt, ist deren Herstellung fertigungstechnisch sehr aufwendig, zeitraubend und mit hohen Kosten verbunden, da sowohl die Führungsbahnen am Stößel als auch die Rollenbahnen am Pressenrahmen sorgfältig eben geschliffen sein müssen und nur Rollen mit äußerst engen Fertigungstcleranzen verwendbar sind. Außerdem ist es erforder lich, mit einem aufwendigen Schmiersystem die Rollenführung ständig zu schmieren, um den Reibungsverschleiß der Führungsbahnen und der Rollen möglichst klein zu halten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse mit geringem Stößelhub derart auszubilden, daß die Stößelführung — unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile — verschleißfrei ist und Seitenbewegungen des mit dem Stößel verbunde nen Oberwerkzeugs weitestgehend vermieden und gegebenenfalls nur in außerordentlich engen Toleranzen möglich sind.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Stößel mit mindestens zwei Federelementen mit dem Pressenrahmen verbunden ist, die annähernd senkrecht zum Stößelhub angeordnet und in Richtung des Stößelhubes federnd nachgiebig, in allen anderen Richtungen weitestgehend steif sind, und daß die Federelemente mit ihren Enden einerseits am Stößel, andererseits am Pressenrahmen eingespannt sind.

Bei einer erfindungsgemäßen Presse ist ein Verschleiß der Stößelführung vollständig ausgeschlossen, da der Stößel durch die als Lenker wirkenden Federelemente geführt ist und daher zwischen dem Pressenrahmen und dem Stößel weder gleitende noch rollende Reibungen auftreten. Die Federelemente behindern nicht die Bewegungen des Stößels in Arbeitsrichtung und zurück, während freie Seiten- oder Drehbewegungen des Stößels ausgeschlossen sind.

Hierdurch wird auch der Verschleiß der Werkzeuge erheblich vermindert.

In der einfachsten Ausführungsform der Erfindung sind die Federelemente als gerade Biegefedern im Sinne der Festigkeitslehre ausgebildet und zwei dieser Biegefedern in gegenseitigem Abstand übereinander angeordnet Diese Ausbildung bietet insbesondere bei Schnellschneidpressen mit sehr kleinem Stößelhub von nur wenigen Millimetern die Vorteile einfachen Aufbaus und sehr robuster Konstruktion, neben dem Vorteil, daß jeglicher Reibungsverschleiß ausgeschlossen ist Zwar wird bei einer solchen Ausführung der Stößel bei den Arbeits- und Rückhol-Hüben gegenüber der geraden Vorschubachse durch die Stabfedern in einer Ebene ausgelenkt, da die an dem Stößel liegenden Befesti gungspunkte der als Lenker wirkenden Biegefedern während der Hübe bogenförmige Bewegungen ausführen, doch sind diese Auslenkungen, deren Größe von der Länge der Biegefedern und von dem Hub des Stößels abhängen, außerordentlich klein; je länger die Biegefe dem sind, um so kleiner sind die Auslenkungen des Stößels aus der Vorschubachse. Bei verhältnismäßig langen Biegefedern und nur wenigen Millimetern Stößelhub ergeben sich in der Praxis, bezogen auf die geringen Dicken der zu schneidenden Bleche, Auslen-

Mi kungen in der Größenordnung von tausendstel Millimetern.

In manchen Fällen empfiehlt es sich, die Biegefedern mindestens paarweise zu Federpaketen zusammenzufassen, da hierdurch insbesondere fertigungstechnische

b^r> und kostenmäßige Vorteile bei guter Wirkung erzielt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zusätzlich auf der dem Werkzeug

abgewandten Seite des Stößels an diesem mindestens zwei parallele, gegenüber der Stößellängsachse um ein geringes Maß geneigte und über die Stößelbreite verteilte Federelemente in der Form von geraden Biegefedern angeordnet sind, deren dem Stößel abgewandte Enden in eine Schubpb'te eingespannt sind, die über weitere Biegefedern, die entgegengesetzt geneigt zu den ersten Biegefedern sind, mit dem Pressenrahmen verbunden ist, wobei die in i!ie Schubplatte eingespannten Biegefedern — in der Seitenansicht gesehen — fischgrätenartig zueinander angeordnet sind, und daß die Schubplatte durch einen in Stößelbewegungsrichtung nachgiebigen Zug- und Druckstab mit dem quer zur Stößelbewegungsrichtung wirkenden Stößelantrieb verbunden ist Als Zug- und Druckstab kann entweder ein mit an sich bekannten Gelenken befestigter allseits steifer Stab oder eine Biegefeder verwendet werden, die fest mit der Schubplatte und dem Stößelantrieb verbunden und durch ihre Federeigenschaft ein Stab n.k ideellen Gelenken ist Es genügt dabei, die den Stößel unmittelbar gegen den Pressenrahmen abstützenden und führenden, quer zur Stößelbewegungsrichtung liegenden Federelemente nur in einer Ebene anzuordnen, weil Kippbewegungen des Stößels bereits durch die vorgenannten fischgrätenartig angeordneten Biegefedern verhindert werden.

Bei einer derart ausgebildeten Presse ist der Stößel also zum einen mittels Federelemente geführt, die den Stößel auf eine der weiter oben beschriebenen Weise gegen den Pressenrahmen abstützen, zum anderen wird der Stößel auch über als Biegefedern ausgebildete Federelemente angetrieben, also nicht direkt, sondern indirekt Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die reibungsfreie Stößelführung sowohl bei Vertikal- als auch bei Horizontalpressen anzuwenden. Hinzu kommt noch, daß der Stößelantrieb für vertikale Stößelbewegungen waagerecht angeordnet ist, so daß die Bauhöhe der Presse gegenüber Pressen mit über dem Stößel angeordnetem Antrieb erheblich kleiner und platzsparend ist Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die entgegengesetzt geneigte Anordnung der an der Schubplatte befestigten Biegefedern zu einer Art Spreiz- oder Keilwirkung der Schubplatte mit den Federelementen führt, durch die eine Übersetzung der Antriebskraft erreicht wird. Außerdem bewirkt diese Bauart eine günstige Beanspruchung des Stößels durch Verteilung der Amriebskraft über die Stößelrückseite.

Selbstverständlich ist es für die Erfindung ohne Belang, ob die Federelemente aus Metall, glasfaserverstärktem Kunststoff oder anderem geeigneten Federmaterial bestehen. Wenn auch für die Biegefedern in den meisten Fällen Blattfedern mit rechteckigem Querschnitt wegen der großen Seitensteifigkeit von Vortei! sind, können jedoch auch Fcderelemente mit anderer Querschnittsform, z. B. runde Federstäbe, in manchen Fällen mit Vorteil als Stößelführung verwendet werden, insbesondere bei Anordnung von zwei oder mehr Federelementen in einer Ebene nebeneinander.

Zum Stand der Technik ist noch auf die deutsche Auslegeschrift 10 31 675 hinzuweisen, nach der Führungen für Tische an Werkzeugmaschinen bekannt sind, bei denen der Tisch mit mehreren Federelementen mit dem Maschinenbett verbunden ist, die wenigstens annähernd rechtwinklig zur Tischbewegungsrichtung angeordnet und in Richtung der Tischbewegung federnd nachgiebig sowie in allen anderen Ebenen weitergehend steif sind.

wobei die Federelemente einerseits am Tisch und andererseits am Maschinenbett eingespannt gehalten sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt

F i g. 1 zeigt, aus dem Pressenrahmen herausgelöst, schematisch einen Stößel mit seitlichen Federelementer, aus Rundstäben;
Fig. 2 zeigt schematisch eine schnellaufende

ίο Sichneidpresse in der Seitenansicht, bei der der Stößel mit zwei Blattfedern geführt ist;

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Stößelantrieb waagerecht angeordnet ist und über eine Schubplatte mit fischgrätenartig angeordneten Federelementen den Stößel bewegt;

F i g. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus F i g. 3 mit in beiden Endstellungen dargestelltem Antriebskolben;
F i g. 5 zeigt im Ausschnitt die eingespannte Befestigung von zu Federpaketen zusammengefaßten Biegefedern.

Am nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der F i g. 1 soll das wesentliche der Erfindung erläutert werden, aus diesem Grunde sind alle Teile der Presse nicht dargestellt, die zur Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich sind.

Der Stößel 1 ist mit dem Pressenrahmen 2, von dem nur kleine Ausschnitte gezeigt sind, mit fünf Federelementen verbunden, die der Führung des Stößels 1 dienen und als Rundstab-Biegefedern 3 und 4 ausgebildet sind. Auf einer ersten Seite 5 des Stößels 1 sind drei Stabfedern 3 angeordnet, und zwar zwei auf einer waagerechten Ebene im Abstand nebeneinander und die dritte auf der Mittelsenkrechten dieser Ebene oberhalb derselben. Zwei weitere Rundstab-Biegefedern 4 sind auf einer zweiten Seite 6 des Stößels 1, die zu dessen Seite 5 im rechten Winkel steht, in einer senkrechten Ebene im Abstand übereinander angeordnet Durch diese Anordnung der Rundstab-Biegefedern 3 und 4 ist der Stößel 1 in Richtung des Stößelhubes 7 nach oben und unten federnd nachgiebig, in Ebenen senkrecht zum Stößelhub 7 und gegen Dreh- und Kippbewegungen jedoch weitgehend steif gehalten und geführt.

Im Beispiel der Fig. 2 ist der Stößel 1 einer schnellaufenden Schneidpresse mit zwei auf einer Seite des Stößels I im Abstand übereinander angeordneten, als Blattfedern ausgebildeten Biegefedern 8 an dem Pressenrahmen 2 gehalten und geführt, die waagerecht in den Stößel 1 und in den Pressenrahmen 2 eingespannt sind. Diese Anordnung und Ausbildung der Biegefedern

to 8 ermöglicht ungehinderte Stößelbewegungen in Richtung des Stößelhubes 7, während Stößelbewegungen senkrecht zum Stößelhub 7 und Dreh- bzw. Kippbewegungen des Stößels nicht möglich oder aber vernachlässigbar klein sind.

Der Stößelantrieb 9 besteht in an sich bekannter Weise aus einem hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregat, dessen Kolbenstange 10 in üblicher Weise mit dem Stößel 1 verbunden ist. Der Abstand 11 zwischen dem an der Unterseite des Stößels 1 in üblicher Weise

mi befestigten Oberwerkzeug 12 und dem am Pressenrahmen 2 befestigten Unterwerkzeug 13 beträgt nur wenige Millimeter.

In dem Beispiel der F i g. 3 und 4 ist der Stößel I mit waagerecht angeordneten, als rechteckige Blattfedern

ni ausgebildete Biegefedern 17 gegenüber dem Pressenrahmen 2 geführt, die in Blickrichtung hintereinander liegen. Auf der dem Oberwerkzeug 12 abgewandten Seite 18 des Stößels I ist eine Reihe paralleler

Biegefedern 19 angeordnet, die gegenüber dem Stößel 1 um ein geringes Maß geneigt und gleichmäßig über die Länge des Stößels verteilt sind (bei ungleichmäßiger Kraftverteilung kann eine andere Verteilung der Biegefedern günstiger sein). Die dem Stößel 1 abgewandten Enden der Biegefedern 19 sind in eine Schubplatte 20 eingespannt, die andererseits mit entgegengesetzt zu den Biegefedern 19 und zueinander parallelen weiteren Biegefedern 21 mit dem Pressenrahmen 2 verbunden ist. In dieser Seitenansicht sind die Biegefedern 19 und 21 fischgrätenartig zueinander angeordnet. Die Schubplatte 20 ist mittels in ihrer Längsachse angeordnetem Zug- und Druckstab 22, der aus einer in Stößelbewegungsrichtung nachgiebigen Biegefeder gebildet ist, mit der Kolbenstange des Kolbens 23 des hydraulischen Stößelantriebs 9 verbunden. Wird der Kolben des Stößelantriebs 9 in Richtung des Pfeiles 24 bewegt, so werden die Biegefedern 19 unc 21 in die gestrichelt dargestellte Lage gedrückt, wöbe sie ein wenig S-förmig gekrümmt werden, so daß die Schubplatte 20 in Richtung des Pfeiles 29 bewegt wire und der Stößel 1 einen vertikalen Arbeitshub ir Richtung des Pfeiles 27 ausführt (s. F i g. 4); dementsprechend nehmen der Stößel 1, die Schubplatte 20 und die Biegefedern 19 und 21 durch Entlasten bzw. Zurückziehen des Kolbens 23 wieder die mit ausgezogenen Linier

ίο dargestellte Ausgangslage ein.

Gemäß F i g. 5 ist es möglich und für den Zusammenbau der Presse vorteilhaft, die Biegefedern zt Federpaketen 25 zusammenzufassen und mit Klemmkeilen 26 in entsprechenden Aussparungen 28 de; Pressenrahmens 2 einzuspannen. Bei dieser Ausführung sind die Federpakete in gleicher Weise in den nichi dargestellten Stößel eingespannt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprache:

1. Presse mit geringem Stößelhub, insbesondere Schnellschneidpresse, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) mit mindestens zwei Federelementen (3,4,8,17) mit dem Pressenrahmen (2) verbunden ist, die annähernd senkrecht zum Stößelhub (7) angeordnet und in Richtung des Stößelhubes (7) federnd nachgiebig, in allen anderen Richtungen weitestgehend steif sind, und daß die Federelemente mit ihren Enden einerseits am Stößel (1), andererseits am Pressenrahmen (2) eingespannt sind.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente als gerade Biegefedern (3,4,8,17) ausgebildet sind.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Biegefedern in gegenseitigem Abstand übereinander angeordnet sind.

4. Presse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefedern mindestens paarweise zu Federpaketen (25) zusammengefaßt sind.

5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der dem Werkezug abgewandten Seite (18) des Stößels (1) an diesem mindestens zwei parallele, gegenüber der Stößellängsachse um ein geringes Maß geneigte und über die Stößelbreite verteilte Federelemente in der Form von geraden Biegefedern (19) angeordnet sind, deren dem Stößel abgewandte Enden in eine Schubplatte (20) eingespannt sind, die über weitere zueinander parallele Biegefedern (21), die entgegengesetzt geneigt zu den ersten Siegefedern (19) sind, mit dem Pressenrahmen (2) verbunden ist, wobei die Biegefedern (19, 21), in der Seitenansicht gesehen, fischgrätenartig zueinander angeordnet sind, und daß die Schubplatte (20) durch einen in Stößelbewegungsrichtung nachgiebigen Zug- und Druckstab (22) mit dem quer zur Stößelbewegungsrichtung (27) wirkenden Stößelantrieb (9,23) verbunden ist.