<Desc/Clms Page number 1>
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Integriergerät zur Ermittlung und zum Ausgleich der Verformung der Widerlager in einer Biegepresse.
Die Innovation findet besondere, wenn auch nicht ausschliessliche, Anwendung auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen.
Biegepressen werden, wie bekannt, in der Metallindustrie weithin eingesetzt, insbesondere bei der Bearbeitung von Blech, um zum Beispiel besonders geformten Längsprofile zu erhalten, manchmal mit der Möglichkeit, einem weiteren Biegepresszyklus unterzogen zu werden.
Operativ besteht ein Biegepresszyklus aus der vertikalen Absenkung eines Werkzeugs, bis es das darunterliegende Blech auf der Matrize berührt, aus der Biegung, und am Ende, aus dem Wiederaufstieg, bis zu der ursprünglichen Position. Um die erwähnten Phasen zu vollenden, besteht die
<Desc/Clms Page number 2>
Maschine aus zwei Teilen, und zwar einem ersten beweglichen, im allgemeinen im Oberteil, und einem im wesentlichen statischen Teil, der den unteren Teil der Maschine lotrecht zum beweglichen Teil darstellt. Was den ersten, beweglichen Teil betrifft, ist bei der Ausführung eines Biegezyklus ein Werkzeug vorgesehen, bestehend aus einer besonders geformten Punze, die auch austauschbar sein kann, und die, von einem Stampfe oder oberen Traverse getragen, ausschliesslich eine Hin- und Herbewegung auf vertikaler Achse ausführt.
Die besagte Bewegung wird von mindestens zwei öldynamischen Zylindern gesichert, die am Ende liegen und die Absenkung, den eventuellen Halt und den Wiederaufstieg der Stampfe bestimmen, die in Längsrichtung das Werkzeug trägt. Jede Zylindergruppe ist bei einer traditionellen Biegepresse einstückig und verbunden mit dem Rahmen oder statischen Körper der Maschine, und, in diesem Fall, an einer entsprechenden Seite oder seitlichen Schulter des Rahmens der Presse.
Diese Merkmale erzeugen während der Pressphase eine Vielzahl von recht hohen Kräften, die sich in mehrere Richtungen verteilen, die den verschiedenen Teilen der Maschine entsprechen und sie zeitweise deformieren.
Einige von diesen verändern schliesslich die Form von jedem Widerlager, auch auf ungleichmässige Weise. Daraus folgt, dasses während der Ausführungsphase eines Biegezyklus zu einer grossflächigen Verformung kommt, die sich negativ auf das qualitative Ergebnis der gewünschten Bearbeitung auswirkt.
Tests am Prüfstand zeigten, dass diese typische zeitweise Verformung jedes Widerlagers eine logische Progression aufweist,je mehr die Punze das
<Desc/Clms Page number 3>
Blech berührt, und sie ist immer proportional zu der Stärke des Bleches und der Art von Material.
Es versteht sich von selbst deshalb, dass es notwendig ist, über ein Kontrollsystem zu verfügen, das es erlaubt, die Biegung der Widerlager zu ermitteln, um vor der Bearbeitung einzugreifen. Dann kann man die Biegepresse sachgerecht einstellen, damit diese einen Bearbeitungszyklus ausführt, der es ermöglicht, mit Präzision den gewünschten Biegungswinkel zu erhalten.
Derzeit sind zwei Techniken zur Lösung des Problems bekannt, die jedoch überhaupt nicht befriedigend erscheinen.
In einem Fall, siehe zum Beispiel Tabelle I, erfolgt der Transport der Stampfe G oder Punzenträgers, der synchronisierten Biegepressen über zwei Hydraulikzylinder, die an den Seiten der ersteren liegen und einstückig mit den Widerlagern R sind, die den Namen der beiden Achsen Yl und Y2 annehmen. Diese Achsen, Y1 und Y2, werden seitlich von Messstrahlen H kontrolliert, wo ein Ablesewagen I gleitet. Der Ablesewagen I ist durch einen Stab L am oberen Ende eines Biegungs-Rückgewinnungswiderlagers oder unterdrückten Widerlagers D aufgehängt, über dem Widerlager R, das nur in dem unteren Teil einstückig mit der Traverse F, der Bank M und der Matrize N ist (Fig. 1.1).
Angesichts der Tatsache, dass das unterdrückte Widerlager D einstückig mit der Traverse F, der Bank M und der Matrize N ist, sollte die Punze 0, sowohl unter Druck als auch im Leerbetrieb, einen Bezugspunkt an dem unteren toten Punkt 0 (s. Fig. 1. 2) beibehalten. Wie man sich denken
<Desc/Clms Page number 4>
kann, müsste dies geschehen, weil das unterdrückte Widerlager D nicht am Widerlager R befestigt ist.
Ein zweites System, nicht dargestellt, aber ebenso verbreitet, besteht aus der ursprünglich von der Firma Beyler vorgeschlagenen Lösung. Sie bezieht sich auf eine Leiterplatte, die aus einer Datenbank besteht, die mit der logischen Einheit der Maschine zusammenarbeitet, wo eine Myriade von Daten zu den bekannten Verformungen eingelagert sind, einschliesslich zur Verformung der Widerlager, die abhängig von einer ganzen Reihe von Parametern sind wie : des Stahlbaus, Ausmasse der Messstrahlen, Änderungen der Viskosität des Öls, elektrische Unausgeglichenheiten, Unausgeglichenheiten bei der Kontrolle der Ventile. Diese Daten stammen aus einer Reihe von Versuchen und wurden danach in die Datenbank eingegeben.
Die Ausarbeitung und der Vergleich von diesen mit anderen Werten durch eine logische Einheit gestattet in einem Blech-Bearbeitungszyklus die Definition der theoretischen Werte, die vermutlich der lokalisierten Verformung der Widerlager zuzuschreiben sind, die danach auf zweckmässige Weise ausgeglichen wird.
Hinsichtlich der ersten beiden erwähnten Lösungen scheint der Einsatz des traditionellen Messstrahls keineswegs ausreichend zu sein, um mit Präzision den Ausgleich der Biegung des unterdrückten Widerlagers und daher den vorausbestimmten Winkel zu erhalten. In der Tat (vgl. Fig. 1.3) erreicht man zwar die programmierte Höhe des Wagens I auf dem Messstrahl H, aber unter Druck wird der Punkt 0 nicht beibehalten, wie es dagegen im Leerzustand geschieht (vgl. Fig. 1. 2). Dieser Unterschied liegt teilweise am
<Desc/Clms Page number 5>
Eindrücken einiger Teile der Maschine, wie zum Beispiel in dem unteren Teil, der Traverse F, der Bank M und der Matrize N, die, indem sie die Höhe B verändern, den Wert des Masses A abändern. Ebenso findet im Oberteil der Maschine ein Zerdrücken zwischen Punze 0 und Stampfe G statt, das das Mass A verändert.
Weiter kommt es mit der Verformung des Widerlagers R zu einer Verschiebung C des Oberteils des unterdrückten Widerlagers D und somit des Aufhängepunktes des unteren Endes des Hebels 1 des Wagens I, der sich in diesem Fall vorwärtsbewegt.Während der Arbeit trägt hierzu auch die Verschiebung des unterdrückten Widerlagers D entgegengesetzt zu der des Widerlagers R bei, wie von den Buchstaben P und Q bezeichnet. Schliesslich zeigt sich,dass der Wert C proportional zu dem Arm E ist, der sich zwischen dem Verankerungspunkt des Hebels 1 am Wagen I befindet.
Die Folge ist daher, dass die Erreichung des Bezugspunkts 0 der Maschine im Leerzustand A anders erfolgt, als wenn das System unter Druck #1 ist, wegen der totalen Abweichung der Punkte A, B und C.
Bezüglich der Lösung von Beyler kann man, wie auch beim vorherigen Vorschlag, die praktische Unmöglichkeit eines korrekten Ausgleichs der Biegung der Widerlager zur präzisen Ausführung des vorausbestimmten Biegungswinkels feststellen. Dies liegt im wesentlichen daran, dass die Werte der Punkte A, B und C vermutet werden und nicht den tatsächlich nachweisbaren, d. h. den wirklichen, entsprechen, die aus der einzelnen Messung der Erscheinungen während der Ausführung des Biegezyklus eines Blechs hervorgehen.
Daher ist es notwendig für die Unternehmen, alternative Systeme aufzufinden, die viel wirksamer sind als die vorher beschriebenen.
<Desc/Clms Page number 6>
Ein Zweck des vorliegenden Vorschlags ist es auch, die obenerwähnten Nachteile zu beheben.
Dieses und andere Ziele werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erreicht gemäss den aus den anhängenden Patentansprüchen hervorgehenden Merkmale, indem man die dargestellten Probleme löst mittels einem Integriergerät zur Ermittlung und zum Ausgleich der Verformung der Widerlager in einer Biegepresse, mit einem Messstrahl, der mit der Stampfe verbunden ist, und einem elastisch zurückfedernden Ablesewagen, der von dem unterdrückten Widerlager beansprucht wird ;
besagte Vorrichtung oberhalb des unterdrückten Widerlagers aus einem Stab lotrecht zur Stampfe besteht, der an einer Seite am Widerlager der Maschine aufgehängt ist, während das entgegengesetzte Ende schwingt, in Richtung auf die besagte Stampfe orientiert ist und von dem Arm beansprucht wird, der mit dem Ablesungswagen für den Messstrahl verbunden ist, und wobei besagter Stab ein Mittel zum Gleiten an einer darunterliegenden Anschlagsebene vorsieht, die Teil des unterdrückten Widerlagers ist.
Der bemerkenswerte kreative Beitrag des jetzt beschriebenen Vorschlags stellt einen unmittelbaren technischen Fortschritt dar, so dass verschiedene Vorteile erlangt werden.
Vor allem bietet das System dem Benutzer die Möglichkeit, den gewünschten Winkel schnell zu finden, mit extrem einfachen und logischen Schritten. Im einzelnen führt er zuerst Versuch auf einem kleinen Stück aus, um es dann auf ein endgültiges Stück zu bringen, auch auf der Gesamtlänge
<Desc/Clms Page number 7>
der Maschine oder anders positioniert entlang der Biegelinie (rechts, Mitte und links). All dies unabhängig von der Biegekraft, die, wie bekannt, je nach dem zu biegenden Stück unterschiedlich ist.
Zweitens hat dieses System den Vorzug, automatisch die unterschiedlichen nachweisbaren Biegungen von einem Widerlager zum andere zu berichtigen, die von der Veränderung der Materialdicke der Widerlager, von der Verschiedenartigkeit der Materialien sowie von den kontinuierlichen Veränderungen der Temperatur der Umgebung verursacht werden,in der die besagte Maschine betrieben wird.
Zu den Besonderheiten der vorliegenden Erfindung gehört auch die Tatsache, dass, von der Ausführung her, da zwei Bleche derselben Länge, aber mit verschiedenem Biegungsquerschnitt, vorhanden sind, das Ergebnis zwischen den beiden Stücken konstant bleibt.
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt betrifft die relative Einfachheit der Vorrichtung; daraus folgt, dass sie fast wartungsfrei ist, mit recht niedrigen Bau- und Installationskosten. Die Besonderheit der Vorrichtung erlaubt ausserdem ihre Installation auch auf schon existierenden Maschinen, was die qualitative Steigerung der Bearbeitungen begünstigt.
Diese Vorteile haben den keineswegs gering zu achtenden Vorzug, dass man ein Produkt mit gutem technologischen Inhalt erhält, das effizient und extrem zuverlässig ist, selbst unter besonderen Arbeitsbedingungen.
Andere Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger Vorzugslösungen hervor, mit Hilfe der beigefügten schematischen Zeichnungen, deren Ausführungseinzelheiten nicht als einschränkend zu verstehen sind, sondern lediglich als beispielhaft.
<Desc/Clms Page number 8>
Figur 1 stellt eine Seitenansicht eines Teils der Biegepresse dar, mit der eine Vorrichtung zur Kontrolle der Biegung des Widerlagers verbunden ist, im Arbeitsbereich.
Figur 2 ist eine Seitenansicht eines Teils der Biegepresse der vorherigen Figur, einschliesslich der Vorrichtung zur Kontrolle der Biegung des Widerlagers im Leerbetrieb.
Figur 3 ist eine Seitenansicht eines Teils der Biegepresse aus Figur 1, aber im effektiven Betriebszustand.
Figur 4 veranschaulicht seitlich einen Teil der Biegepresse, mit einer Variante zu der Vorrichtung zur Kontrolle der Biegung des Widerlagers.
Figur 5 ist eine Seitenansicht eines Teils der Biegepresse aus der vorherigen Figur im Leerbetrieb.
Figur 6 ist eine Seitenansicht eines Teils der Biegepresse aus Figur 4, aber im effektiven Betriebszustand.
Figur 7 ist eine vergrösserte Seitenansicht des Details von Fig. l, von einem Teil der Biegepresse, mit der eine Vorrichtung zur Kontrolle der Biegung des Widerlagers verbunden ist, im Arbeitsbereich.
Figur 8 ist eine Seitenansicht, vergrössert, des Teils der Biegepresse von Fig. 4, die eine Variante zu der Vorrichtung zur Kontrolle der Biegung des Widerlagers darstellt.
Figur 9 ist eine weitere Vergrösserung eines Details des Teils der Biegepresse von Abb. 4.
Schliesslich ist Figur 10 eine Vorder- und Gesamtansicht einer Biegepresse.
<Desc/Clms Page number 9>
Unter Bezug auch auf die Figuren zeigt sich, dass eine Biegepresse (A) mit Vorrichtung zur Kontrolle der-Biegung des Widerlagers eine obere Stampfe (1) umfasst, die senkrecht zu dem Rahmen beweglich ist, mit dessen unteren Enden ein austauschbares Werkzeug in Längsrichtung verbunden ist, das die Punze (2) darstellt. Die Maschine (A) besitzt an den beiden Enden eine Zylindergruppe pro Seite (3,4), die synchron sind und so die vertikale Bewegung zur Absenkung und umgekehrt des Stampfe (1) in Richtung auf die darunterliegende untere Traverse (5) bestimmen, die eine Bank (6) trägt, auf der die Matrize (7), ebenfalls austauschbar, liegt.
Zur Ermittlung und nachfolgendem Ausgleich der Biegungen der beiden Widerlager (8) während der Ausführung eines Biegezyklus zum Beispiel eines Bleches (Z) zwischen der Matrize (7) und der Punze (2) sind für jedes der besagten Widerlager (8), auf der nach aussen gewendeten Seite, unterdrückte Widerlager oder Biegungsausgleichs-Widerlager (9a, 9b) vorgesehen.
Jedes unterdrückte Widerlager (9a, 9b) besteht aus einem robusten Metallkörper, der auf beiden Seiten flach ist, und weist eine typische C-Form auf, wobei der hohle Teil in Richtung auf das Werkzeug (2) und die darunterliegende Matrize (7) gewandt ist. Die Befestigung des unterdrückten Widerlagers (9a, 9b) ist nur an dem unteren Ende (91a, 91b) vorgesehen, so dass es einstückig mit der unteren Traverse (5) ist, wobei es direkt verbunden mit derselben ist, und einstückig mit der Bank (6) und der Matrize (7).
Es ist auch ein Messstrahl (10) vorhanden, der mit der Stampfe (1) verbunden ist, zusammenwirkend mit einem Ablesewagen (100). Dieser
<Desc/Clms Page number 10>
Ablesewagen (100) ist nicht mehr direkt am unterdrückten Widerlager (9a, 9b) verankert, wie bei den vorherigen Lösungen, sondern mit einem Auslegerarm (101) versehen,mit einem Lager (102) am Ende, das an dem Ende (111, 141) einen Stab (11,14) zur Neutralisierung des waagrechten Spiels berührt, der in (112,143) zum Widerlager (8) aufgehängt ist. Der notwendige und konstante Kontakt des Lagers (102) entlang dem Stab (11,14), der in diesem Fall aus Saitendraht ist, ist gesichert durch die Aktion eines darunterliegenden elastischen Mittels (12), das an einer Seite am Widerlager (8) und an der anderen am Ablesewagen (100) befestigt ist.
In einem ersten Vorschlag der Erfindung ist zur Kontrolle der Schwingung des Stabes zur Neutralisierung des waagrechten Spiels (11) entlang des Stabes ein beweglicher Körper (13) vorgesehen. Dieser beweglicher Körper (13), der ein Wagen ist, weist in dem unteren Teil einen Stützpunkt (131) auf, zum Beispiel ein Lager, das längs dem flachen Rand des oberen Endes (921) des unterdrückten Widerlagers (9a) gleitet. Auf diese Weise hat der Stab (11) die Funktion eines Hebel zweiten Grades, so dass bei einer Veränderung der Position des beweglichen Körpers (13) die Bewegungsweite des Stabes sich proportional zur Verformung des Widerlagers verändert, die durch den Druck der Zylindern zur Biegung verursacht wird.
Damit der Punkt 0 sich bei einer Veränderung des Druckes nicht ändert, muss man auf den beweglichen Körper (13) einwirken. Dies führt zur Veränderung des Masses (K), bis man eine konstante Beibehaltung des Punktes 0 auch bei Änderung des Druckes erhält.
<Desc/Clms Page number 11>
Die beschriebene Bedingung wird in diesem Fall erreicht dank der Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung (P, Q) des Widerlagers (8) und des unterdrückten Widerlagers (9a), das gleichzeitig die Bewegung des beweglichen Körpers (13) längs der Ebene (921) bestimmt. Dank des Gleitens des beweglichen Körpers (13) im Vergleich zu der Ebene (921) des Endes (92a) des unterdrückten Widerlagers (9a) ist es möglich, das Mass des Messstrahls (10) beizubehalten und die Stampfe (1) sinken zu lassen bis zur Erreichung der Position 0 (Erreichungsmass bei Leerbetrieb) proportional zum auf die Stampfe (1) ausgeübten Druck.
Eine Variante zu der erwähnten Vorrichtung ist in den darauffolgenden Figuren 4, 5 und 6 dargestellt. Auch in diesem Fall sind zur Ermittlung und zum Ausgleich der Biegungen der beiden Widerlager (8) während der Ausführung eines Biegezyklus, zum Beispiel eines Bleches (Z) zwischen der Matrize (7) und der Punze (2) für jedes Widerlager (8) auf der nach aussen gewendeten Seite unterdrückte Widerlager oder Biegungsausgleichs- Widerlager (9b) vorgesehen.
Jedes der beiden unterdrückten Widerlager (9b) besteht aus einem robusten Metallkörper, der auf beiden Seiten flach ist, mit einer typischen C- Form, wobei der hohle Teil in Richtung auf das Werkzeug (2) und die darunterliegende Matrize (7) gewandt ist. Auch in diesem Fall ist die Befestigung des unterdrückten Widerlagers (9b) nur an dem unteren Ende (91b) vorgesehen, so dass es einstückig mit der Traverse (5) ist, wobei es direkt verbunden mit derselben ist, und einstückig mit der Bank (6) und der Matrize (7).
<Desc/Clms Page number 12>
Es ist auch ein Messstrahl (10) vorhanden, der mit der Stampfe (1) verbunden ist, die mit einem Ablesewagen (100) zusammenwirkt. Der besagte Ablesewagen (100) ist mit einem Arm (101) versehen,mit einem Lager (102) am Ende, das an dessen Ende (141) einen Stahlstab (14) zur Neutralisierung des waagrechten Spiels berührt. Der notwendige und konstante Kontakt des Lagers (102) längs der Oberseite des Stabes (14) ist durch die Wirkung eines elastischen Mittels (12) gesichert, das an einer Seite am Widerlager (8) und an der anderen am Ablesewagen (100) befestigt ist.
Weiterhin zeigt sich, dass oberhalb des Endes (92b) des unterdrückten Widerlagers (9b), auf dem Punkt (143), am Widerlager (8) der besagte Stab (14) zur Neutralisierung des Spiels aufgehängt ist. Dieser ist am Ende (141), längs der Unterseite, mit einem Lager (142) versehen, das entlang einer regulierbaren Ebene (15) aufliegt, versehen mit Bezugskerben zur Ablesung der Grade, um eine mehr oder weniger grosse Neigung zu ermöglichen. Im einzelnen ist besagte regulierbare Ebene (15) an dem oberen Ende (92b) des unterdrückten Widerlagers (9b) angelenkt, das über eine kurze senkrechte Verlängerungsstrecke verfügt, zur Stütze der besagten regulierbaren Ebene (15).
Während des Pressens bewegt sich das unterdrückte Widerlager (9b) in Richtung (P) und das Widerlager (8) in entgegengesetzter Richtung (Q), so dass, da der Stab (14) am Widerlager (8) verankerte ist, das Lager (142) auf der regelbaren Ebene (15) gleitet und so eine Verschiebung in vertikaler Richtung (K) proportional zu der Arbeitskraft bewirkt.
Die Ebene (15) wird geneigt, bis es praktisch zur Beibehaltung des Punktes 0 der Punze (2) bei jeglichem Arbeitsdruck kommt. Dies ist möglich
<Desc/Clms Page number 13>
dank der entgegengesetzten Verschiebung von (P) und (Q), wobei letzterer das Lager (142) längs der geneigten Ebene (15) gleiten lässt. Dank des Gleitens des Lagers (142) im Vergleich zu der Ebene (15) ist es möglich, das Mass des Messstrahls beizubehalten und die Stampfe (1) sinken zu lassen bis zur Erreichung der Position 0 [ Erreichungsmass bei Leerbetrieb ] proportional zum auf die Stampfe (1) ausgeübten Druck.
Nach einer sorgfältigen Überarbeitung des Winkels gleicht das System die Anomalien der Biegungen und Verformungen der Widerlager (8) aufgrund der Verschiebungen (P, Q) und der Kompressionen aus, so dass der Punkt 0 (Masserreichungspunkt) bei jeglichem Druck unverändert bleibt, sowohl bei Leerbetrieb als auch unter maximaler Ladung.