DE10017462C2 - Taumelpresse - Google Patents
TaumelpresseInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelpresse mit einem Träger, insbesondere
einem Werkzeugträger, der schwenkbar um einen Schwenkpunkt an einem Gestell
gelagert ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Steue
rung einer Taumelpresse.
Taumelpressen eignen sich insbesondere zur Umformung flacher scheibenförmiger
Werkstücke und werden bevorzugt bei geringen Presskräften und großen Umform
graden eingesetzt. Daraus ergeben sich verhältnismäßig kleine Pressen mit geringer
Gesenkbelastung.
In herkömmlichen Taumelpressen führt ein Stößel, an dem ein Oberwerkzeug gela
gert ist, eine Taumelbewegung aus und erzeugt dabei einen kombinierten Press- und
Abwälzvorgang. Der Anstellwinkel des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück ist für
den Umformvorgang von großer Bedeutung. Dieser Anstellwinkel lässt sich bei her
kömmlichen Taumelpressen, beispielsweise mit einem Exzenterantrieb, verändern
bzw. einstellen, indem der Exzenterantrieb umgebaut wird, beispielsweise durch
Wechseln einer Exzenterscheibe oder dergleichen.
Aus der DE 197 53 949 A1 ist eine flexible Umformpresse mit steuerbarer, nicht linearer
Stößelbewegung bekannt. Diese Umformpresse weist ein festes Untergesenk auf, das
mit einem bewegbaren Obergesenk zusammenwirkt. Dieses Obergesenk ist an einem
Stößel befestigt, der über sechs parallel angeordnete Aktuatoren an einem Pressenge
stell befestigt ist. Durch diese sechs parallel angeordneten Aktuatoren ist eine freie Be
wegung des Pressenstößels möglich. Die Aktuatoren sind jeweils gelenkig an dem Pres
senstößel sowie an dem Pressengestell gelagert, wobei durch entsprechende Steuerung
der Linearverstellung der Aktuatoren eine Bewegung des Stößels bezüglich drei trans
latorischer und zwei rotatorischer Freiheitsgrade möglich ist. Somit kann der Stößel in
nerhalb des Arbeitsraumes auf beliebigen Leitlinien bewegt werden.
Aus der DE 41 17 250 A1 ist eine Adapterplatte mit Vorrichtungen zum Taumelpressen
für eine Axialpresse bekannt. Dabei wird eine Adapterplatte an dem oberen Werkzeug
teil, dem sogenannten Werkzeugtisch, befestigt. Diese Adapterplatte weist eine kalottenförmige
Lagerfläche auf, in der ein kugelsegmentförmiger Taumelkopf gelagert ist. In
der Adapterplatte ist eine Mehrzahl von Druckzylindern mit Druckstempeln vorgesehen,
die entsprechend auf den Taumelkopf wirken, um eine Taumelbewegung des Taumel
kopfes zu erzeugen. Die Druckzylinder sind so in den Schaft der Adapterplatte eingelas
sen, daß die Druckstempel auf einer Ringfläche des Taumelkopfes enden und infolge
der zueinander phasenversetzten Hubbewegung die Taumelbewegung des Taumelkop
fes erzeugen. Für die praktische Ausführung schlägt diese Druckschrift acht bis zwölf
gleichmäßig auf einem Kreis angeordnete Druckzylinder vor. Wie für konventionelle Axi
alpressen bekannt, wird die an dem Werkzeugoberteil befestigte Adapterplatte mit dem
Taumelkopf und eine gegenüberliegende konventionelle Matrizenplatte gegeneinander
zugestellt, um den Taumelpreßvorgang durchzuführen.
Eine Taumelpresse der eingangs genannten Art ist aus der WO 93/01906 A1 bekannt.
Diese Taumelpresse weist eine taumelnd angetriebene obere Gesenkhälfte und eine
achsparallel bewegbare untere Gesenkhälfte auf. Zwischen den Gesenkhälften ist das
zu formende Werkstück angeordnet. Die untere Gesenkhälfte wird durch einen Pressen
schlitten gelagert und unter Verwendung eines hydraulischen Kolbens gegen die tau
melnd angetriebene obere Gesenkhälfte gepreßt.
Die Taumelbewegung der oberen Gesenkhälfte wird durch mehrere, mindestens drei auf
einem Durchmesser des in einer Kalotte beweglichen kugelsegmentförmigen Werkzeug
halters angreifende Arbeitskolben erzeugt, die mit einer periodisch sinusförmig pulsie
renden Ölmenge beaufschlagt werden. Der kugelsegmentförmige Werkzeughalter wird
durch die Kalotte zentriert, so daß die taumelnde Gesenkhälfte gegenüber der festen
Gesenkhälfte zentriert ist. Dabei wird der Gegendruck der unteren Gesenkhälfte nicht
von der Kalotte sondern vom Hydraulikmittel der Arbeitszylinder aufgenommen. Eine
Zustellbewegung erfolgt über den verschiebbaren Preßschlitten, der die untere Gelenk
hälfte in axialer Richtung verschiebt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taumelpresse und ein Verfahren
zur Steuerung einer Taumelpresse der eingangs genannten Art anzugeben, wobei bei
einfachem Aufbau ein breiter Einsatzbereich kostengünstig möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Taumelpresse mit einem Trä
ger, insbesondere einem Werkzeugträger, mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das Zentralkugelgelenk erlaubt dem Träger die Taumel- oder Schwenkbewegung
durchzuführen und die Antriebs- bzw. Steuerkräfte der Linearverschiebungseinrich
tungen auf den Träger am Gestell abzustützen. Durch die verschiebbare Zentralfüh
rung lässt sich in Verbindung mit der Steuerung der Linearverschiebungseinrichtun
gen eine Zustellbewegung des Trägers durchführen, ohne den Bearbeitungsprozess
entscheidend zu Unterbrechen oder die Presse umzubauen.
In bevorzugter Weise sind erste Gelenke vorgesehen, welche die Linearverschie
bungseinrichtungen jeweils mit dem Träger schwenkbar verbinden. Dadurch sind die
Linearverschiebungseinrichtungen sicher mit dem Träger verbunden und der Träger
kann die Taumel- oder Schwenkbewegung durch die entsprechende Linearverschie
bung ausführen, ohne das zusätzliche Ausgleichs- oder Gleitelemente vorzusehen
sind.
In bevorzugter Weise sind die ersten Gelenke im wesentlichen gleich beabstandet von
dem Schwenkpunkt vorgesehen. Daraus ergibt sich eine gleichmäßige Kraftein
leitung bzw. Kraftübertragung zu dem Träger. Weiterhin kann durch den gleichen Ab
stand der Gelenke von dem Schwenkpunkt die Steuerung der Linearverschiebungs
einrichtungen einfach durchgeführt werden.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ersten Gelenke im wesentli
chen gleich beabstandet zueinander vorgesehen. Daraus ergibt sich eine weitere
Verbesserung der Krafteinleitung bzw. Kraftübertragung zu dem Träger und eine Ver
einfachung der Steuerung der Linearverschiebungseinrichtungen.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ersten Gelenke Kugelgelenke.
In bevorzugter Weise sind zumindest drei Linearverschiebungseinrichtungen vorge
sehen. Dadurch lässt sich ein besonders einfacher Aufbau der Taumelpresse errei
chen, wobei die Taumel- oder Schwenkbewegung des Trägers eindeutig durch die
drei Linearverschiebungseinrichtungen bestimmt ist.
In bevorzugter Weise liegt der Schwenkpunkt der Taumelpresse auf der Zentralfüh
rungsachse der Zentralführung.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Linearverschiebungsein
richtungen an einer Seite des Trägers vorgesehen und Betätigungskräfte der Linear
verschiebungseinrichtungen durch das Zentralkugelgelenk abgestützt. Der Kugelmit
telpunkt des Zentralkugelgelenks ist außerhalb des Trägers gegenüberliegend zu den
Linearverschiebungseinrichtungen vorgesehen. Dadurch kann die Taumel- bzw.
Schwenkbewegung des Trägers durch reine Druckkräfte der Linearverschiebungsein
richtungen auf den Träger bewirkt werden. Somit ist ein besonders einfacher und zu
verlässiger Aufbau mit einfacher Steuerung der Taumelpresse möglich.
In bevorzugter Weise ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, um den Träger
schwenkbar aber drehfest an dem Gestell zu lagern. Diese Verdrehsicherung verhin
dert eine Drehbewegung des Trägers um die Zentralführungsachse erlaubt aber die
Taumelbewegung um den Schwenkpunkt.
In bevorzugter Weise ist der Träger im wesentlichen plattenförmig ausgebildet.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zweite Gelenke vorgesehen,
welche die Linearverschiebungseinrichtungen jeweils mit dem Gestell schwenkbar
verbinden. Dadurch sind die Linearverschiebungseinrichtungen sicher mit dem Gestell
verbunden und der Träger kann die Taumel- oder Schwenkbewegung durch die ent
sprechende Linearverschiebung ausführen, ohne das zusätzliche Ausgleichs- oder
Gleitelemente vorzusehen sind.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Gelenke im wesent
lichen gleich beabstandet von dem Schwenkpunkt vorgesehen. Die zweiten Gelenke
sind weiterhin im wesentlichen gleich beabstandet zueinander vorgesehen. Daraus
ergibt sich eine gleichmäßige Krafteinleitung bzw. Kraftübertragung zu dem Gestell.
Weiterhin kann durch den gleichen Abstand der Gelenke von dem Schwenkpunkt die
Steuerung der Linearverschiebungseinrichtungen einfach durchgeführt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Gelenke Kugelge
lenke.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse weisen die Line
arverschiebungseinrichtungen jeweils eine hydraulische oder pneumatische Kolben-
Zylinder-Einrichtung auf. Dadurch können auf einfache und zuverlässige Weise die
Linearverschiebungseinrichtungen gesteuert und mit Energie versorgt werden.
Gemäß einem alternativ bevorzugten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse weisen
die Linearverschiebungseinrichtungen jeweils eine Gewindespindel oder Kugelroll
spindel aufweisen. Dadurch lässt sich ein mechanischer Steuerantrieb der Taumel
presse beispielsweise in Verbindung mit einem Elektromotor verwirklichen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse weist die Linear
verschiebungseinrichtungen starre Streben, die schwenkbar mit dem Träger verbun
den sind, und hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtungen oder
Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln auf, die an dem Gestell gelagert sind, wobei
Zwischenführungen zwischen den Streben und den hydraulischen oder pneumati
schen Kolben-Zylinder-Einrichtungen vorgesehen sind. Durch die Verwendung der
Zwischenführungen oder Zwischenstücke werden auf vorteilhafte Weise Querkräfte
nicht in die hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtungen oder
Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln übertragen.
In bevorzugter Weise sind die Zwischenführungen verschiebbar an dem Gestell gela
gert. Dadurch können Querkräfte zuverlässig an dem Gestell abgestützt werden.
Weiterhin wird eingangs genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfah
ren zur Steuerung einer Taumelpresse, mit den Merkmalen des Anspruchs 28.
Dadurch lässt sich die Presskraft und/oder ein Anstellwinkel des Trägers der Taumel
presse auf einfache Weise im wesentlichen frei einstellen. Der Träger ist an der ver
schiebbaren Zentralführung schwenkbar gelagert, und die Zustellbewegung des Trä
gers wird durch die Linearverschiebungseinrichtungen und eine Verschiebung der
Zentralführung gesteuert. Dadurch lässt sich die Zustellbewegung des Trägers
der Taumelpresse auf einfache Weise im wesentlichen frei einstellen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 1b eine Vorderansicht des ersten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 2a eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 2b eine Vorderansicht des zweiten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 3a eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 3b eine Vorderansicht des dritten Ausführungsbeispiel der Taumelpresse;
Fig. 3c eine perspektivisch Ansicht des dritten Ausführungsbeispiel der Taumel
presse.
Fig. 1a und 1b zeigen eine Taumelpresse mit einem Gestell 1 und einen plattenförmi
gen Werkzeugträger 3 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer
Ausgangs- oder Neutralstellung. Eine Zentralführung 2 ist verschiebbar entlang einer
Zentralführungsachse an dem Gestell 1 ist gelagert. An dem unteren Ende (gemäß
Fig. 1a und 1b) der Zentralführung 2 ist ein Zentralkugelgelenk 4 vorgesehen. Der
Werkzeugträger 3 ist schwenkbar an dem Zentralkugelgelenk 4 gelagert. Gegenüber
dem Werkzeugträger 3 ist eine Werkstückaufnahme 15 oder -halterung vorgesehen.
Diese Werkstückaufnahme nimmt ein Werkstück (nicht gezeigt) auf.
Oberhalb (gemäß Fig. 1a und 1b) des Trägers 3 sind drei Linearverschiebungsein
richtungen 5 vorgesehen. Die gezeigten Linearverschiebungseinrichtungen 5 sind mit
dem Träger 3 verbunden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind diese Linearverschiebungseinrichtungen
5 hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtungen mit einem Zylinder
abschnitt und einem Kolbenabschnitt. Die Linearverschiebungseinrichtungen 5 sind
derart ansteuerbar, daß sie sich der Kolbenabschnitt entlang seiner Längsachse (line
ar) relativ zu dem Zylinderabschnitt verschiebt. Durch die Linearverschiebung der je
weiligen Linearverschiebungseinrichtungen kann der Träger 3, gemäß einem entspre
chenden Steuerprogramm einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) eine Taumel- oder
Schwenkbewegung um den Kugelmittelpunkt des Zentralkugelgelenks 4, der den
Schwenkpunkt der Taumelpresse darstellt, ausführen.
Das erste Ausführungsbeispiel zeigt somit eine Taumelpresse mit einem Träger 3,
insbesondere einen Werkzeugträger, der schwenkbar um einen Schwenkpunkt an ei
nem Gestell 1 gelagert ist, wobei eine Mehrzahl (drei in diesem Ausführungsbeispiel)
von Linearverschiebungseinrichtungen 5 jeweils mit dem Träger 3 und dem Gestell 1
verbunden sind, um den Träger 3 um den Schwenkpunkt zu verschwenken.
Alternativ zu den gezeigten hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-
Einrichtungen können auch Linearverschiebungseinrichtungen in Form von Gewinde
spindeln oder Kugelspindeln verwendet werden, die durch einen Motor, wie beispiels
weise einem Servomotor, in Verbindung mit einem Getriebe betätigt, d. h. linear ver
schoben werden können.
Um ein unteres Ende (gemäß Fig. 1a und 1b) der Linearverschiebungseinrichtungen 5
mit dem Träger 3 zu verbinden, sind erste Gelenke 6 vorgesehen. Diese Gelenke sind
Kugelgelenke 6, welche die Linearverschiebungseinrichtungen 5 jeweils mit dem Trä
ger 3 schwenkbar verbinden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Taumelpresse sind die ersten Kugel
gelenke 6 im wesentlichen gleich beabstandet von dem Schwenkpunkt, d. h. von dem
Zentralkugelgelenk 4 vorgesehen. Weiterhin sind die ersten Gelenke 6 im wesentli
chen gleich beabstandet zueinander vorgesehen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden drei Linearverschiebungseinrichtungen 5
verwendet. Die ersten Gelenke 6 zwischen dem Träger 3 und den unteren Enden der
drei Linearverschiebungseinrichtungen 5 bilden ein gleichseitiges Dreieck, wobei das
Zentralkugelgelenk 4 in wesentlichen in dem Schwerpunkt dieses Dreiecks angeord
net ist (siehe auch Fig. 3c). Die ersten Gelenke 6 sind somit um 120° zueinander ver
setzt bezüglich dem Schwerpunkt dieses Dreiecks angeordnet.
Die Zentralführungsachse der Zentralführung 2 erstreckt sich durch den Kugelmittel
punkt des Zentralkugelgelenks 4, d. h. durch den Schwenkpunkt der Taumelpresse. In
der Ausgangs- oder Neutralstellung der Taumelpresse, wie in Fig. 1 gezeigt, ist der
plattenförmige Träger 3 im wesentlichen senkrecht zu der Zentralführungsachse posi
tioniert, und die Zentralführungsachse der Zentralführung 2 erstreckt sich durch den
Schwerpunkt des gleichseitigen Dreieck, das durch die ersten Gelenke 6 gebildet ist.
Die Linearverschiebungseinrichtungen 5 sind an einer Seite (der oberen Seite gemäß
Fig. 1a und 1b) des Trägers 3 vorgesehen. Betätigungskräfte der Linearverschie
bungseinrichtungen 5 sind durch das Zentralkugelgelenk 4 abgestützt. Alternativ zu
der gezeigten Ausführungsform kann der Kugelmittelpunkt des Zentralkugelgelenks 4
außerhalb des Trägers 3 gegenüberliegend zu den Linearverschiebungseinrichtungen
5 vorgesehen sein. D. h. der Kugelmittelpunkt des Zentralkugelgelenks 4, der den
Schwenkpunkt der Taumelpresse bildet, ist unterhalb des
plattenförmigen Trägers 3 angeordnet.
Um ein oberes Ende (gemäß Fig. 1a und 1b) der Linearverschiebungseinrichtungen 5
mit dem Gestell 1 zu verbinden, sind zweite Gelenke 14 vorgesehen. Diese Gelenke
sind Kugelgelenke 14, welche die Linearverschiebungseinrichtungen 5 jeweils mit
dem Gestell 1 schwenkbar verbinden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Taumelpresse sind die zweiten Kugel
gelenke 14 im wesentlichen gleich beabstandet von dem Schwenkpunkt, d. h. von
dem Zentralkugelgelenk 4 vorgesehen. Weiterhin sind die zweiten Gelenke 14 im we
sentlichen gleich beabstandet zueinander vorgesehen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden drei Linearverschiebungseinrichtungen
5 verwendet. Die zweiten Gelenke 14 zwischen dem Gestell 1 und den oberen Enden
der drei Linearverschiebungseinrichtungen 5 bilden ein gleichseitiges Dreieck, wobei
sich die Zentralführungsachse der Zentralführung 2 durch den Schwerpunkt dieses
Dreiecks erstreckt. Die zweiten Gelenke 14 sind somit um 120° zueinander versetzt
bezüglich dem Schwerpunkt dieses Dreiecks angeordnet.
In der Ausgangs- oder Neutralstellung der Taumelpresse, wie in Fig. 1a und 1b ge
zeigt, ist der plattenförmige Träger 3 im wesentlichen senkrecht zu der Zentralfüh
rungsachse positioniert. In dieser Ausgangs- oder Neutralstellung der Taumelpresse
erstrecken sich die Linearverschiebungseinrichtungen 5 im wesentlichen parallel zu
der Zentralführungsachse der Zentralführung 2, und die ersten und zweiten Gelenke
6, 14 sind jeweils gegenüberliegend, in zwei parallel zueinander verlaufenden Ebenen
positioniert.
Durch die ersten und zweiten Kugelgelenke 6, 14 sind die Linearverschiebungsein
richtungen 5 sowohl schwenkbar mit dem Träger 3 als auch schwenkbar mit dem Ge
stell 1 verbunden.
Da das Zentralkugelgelenk 4 in Verbindung mit den drei Linearverschiebungseinrich
tungen 5 dem Träger 3 sowohl eine Schwenk- oder Taumelbewegung als auch eine
Drehbewegung um die Zentralführungsachse erlaubt, ist eine Verdrehsicherung 7
vorgesehen, um eine derartige Drehung des Trägers 3 zu verhindern. In dem gezeig
ten Ausführungsbeispiel besteht diese Verdrehsicherung 7 aus einer Strebe, die den
Träger 3 mit dem Gestell 1 verbindet, wobei diese Strebe derart schwenkbar gelagert
ist, daß die Taumelbewegung des Werkzeugträgers 3 möglich, eine Drehbewegung
des Werkzeugträgers 3 jedoch sicher verhindert wird.
Nachfolgend wird der Arbeitsprozeß der Taumelpresse gemäß dem ersten bevorzug
ten Ausführungsbeispiel erläutert. An der Unterseite (gemäß Fig. 1) des plattenförmi
gen Werkzeugträgers 3 wird ein Preßwerkzeug befestigt bzw. ist integral mit dem
Träger 3 ausgebildet. Ein Werkstück (nicht gezeigt) wird gegenüberliegend zu dem
Träger 3 an der Werkstückhalterung 15 befestigt.
Die Linearverschiebungseinrichtungen 5 werden zyklisch nacheinander angesteuert,
so daß der Träger 3 die gewünschte Taumelbewegung ausführt und das Werkstück in
entsprechender Weise bearbeitet wird. Durch eine entsprechende Ansteuerung der
Linearverschiebungseinrichtungen 5 läßt sich die Preßkraft auf das Werkstück im we
sentlichen frei bestimmen und während des Bearbeitungsvorganges entsprechend
verändern, ohne daß der Bearbeitungsvorgang unterbrochen werden muß.
Weiterhin läßt sich durch eine entsprechende Ansteuerung der Linearverschiebungs
einrichtungen 5 der Anstellwinkel des Trägers 3, d. h. die Auslenkung des Trägers
während der Taumelbewegung, im wesentlichen frei bestimmen und während des
Bearbeitungsprozesses im wesentlichen frei verändern.
Durch die verschiebbare Zentralführung 2 in Verbindung mit den Linearverschie
bungseinrichtungen 5 läßt sich eine Zustellbewegung des Trägers in einfacher Weise
während des Bearbeitungsprozesses realisieren. In dem gezeigten Ausführungsbei
spiel wird dazu der Schwenkpunkt der Taumelpresse, d. h. der Kugelmittelpunkt des
Zentralkugelgelenkes 4, relativ zu dem Werkstück durch die verschiebbare Zentralführung 2
verschoben und die Lage des Trägers 3 durch entsprechende Ansteuerung der Line
arverschiebungseinrichtungen 5 angepaßt.
Somit lassen sich durch eine entsprechende Ansteuerung der Linearverschiebungs
einrichtungen 5 und der Zentralführung 2 auch komplexe Bearbeitungsvorgänge ohne
Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses durchführen.
Das in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigte Zentralkugelgelenk 4 wird nicht
zwangsläufig durch eine Vollkugel gebildet. Es ist ausreichend, das Zentralkugelge
lenk mit einem Kugelabschnitt bzw. einer Kugelkalotte vorzusehen, wobei die Abmes
sungen dieses Kugelabschnittes gemäß dem maximalen Anstellwinkel des Trägers 3,
d. h. der maximale Auslenkung der Taumelbewegung des Trägers 3 festzulegen ist.
Somit ist der Kugelmittelpunkt als Schwenkpunkt der Taumelpresse als reiner kine
matischer Punkt anzusehen.
Das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Taumelpresse ist mit den drei Linear
verschiebungseinrichtungen 5 in der oben beschriebenen gleichverteilten Anordnung
versehen. Alternativ dazu können diese Linearverschiebungseinrichtungen von dieser
Anordnung abweichend vorgesehen sein.
Insbesondere sind in der gezeigten Neutralstellung der Taumelpresse die Linearver
schiebungseinrichtungen 5 im wesentlichen parallel zu der Zentralführungsachse an
geordnet. Durch eine vorgegebene Verdrehung des plattenförmigen Trägers um die
Zentralführungsachse können die gezeigten Linearverschiebungseinrichtungen 5 in
der Neutralstellung schräg, d. h. windschief, zu der Zentralführungsachse angeordnet
sein.
In dem gezeigten ersten Ausführungsbeispiel sind drei Linearverschiebungseinrich
tungen 5 in Verbindung mit dem Zentralkugelgelenk 4 dargestellt. Daraus ergibt sich,
daß die Linearverschiebungseinrichtungen 5 nur eine entsprechende Druckkraft auf
den Träger 3 aufbringen müssen, so daß die Ausgestaltung und die Steuerung der Li
nearverschiebungseinrichtungen vereinfacht ist.
Alternativ zu den drei Linearverschiebungseinrichtungen können beispielsweise auch
zwei Linearverschiebungseinrichtungen verwendet werden. In diesem Fall müssen die
Linearverschiebungseinrichtungen sowohl Druck- als auch Zugkräfte auf den Träger
aufbringen, um die entsprechende Taumelbewegung des Trägers auszuführen. Dem
entsprechend muß auch das Zentralkugelgelenk derart ausgebildet sein, diese Zug-
und Druckkräfte abzustützen.
Weiterhin ist in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Verdrehsicherung 7
gezeigt, die ein Verdrehen des plattenförmigen Trägers 3 um die Zentralführungsach
se der Zentralführung 2 sicher verhindert.
Alternativ zu der gezeigten Verdrehsicherung kann auch eine Einrichtung zur geziel
ten Steuerung der Drehung des Trägers um die Zentralführungsachse vorgesehen
sein. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise durch eine weitere Linearver
schiebungseinrichtung gebildet werden, die den Träger in entsprechender Weise an
dem Gestell abstützt. Durch eine derartige Linearverschiebungseinrichtung zur Steue
rung der Verdrehung des Trägers läßt sich eine Verdrehung des Trägers, während
dieser eine Taumelbewegung ausführt, innerhalb des Bearbeitungsprozesses verän
dern.
Weiterhin können auch mehr als drei Linearverschiebungseinrichtungen zwischen dem
Träger und dem Gestell vorgesehen sein. Dabei können eine oder mehrere weitere
Linearverschiebungseinrichtungen derart angeordnet werden, daß diese sich in einer
Neutralstellung der Taumelpresse unter einem vorgegebenen Winkel zueinander
erstrecken. Mit einer derartigen Anordnung der Linearverschiebungseinrichtungen
können diese, durch eine entsprechende Steuerung, die Aufgabe der Verdrehsiche
rung bzw. einer Verdrehsteuerung des Trägers und die Ausführung der Taumelbewe
gung des Trägers übernehmen.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Taumelpresse in Verbindung
mit Fig. 2a und 2b erläutert. Dieses zweite Ausführungsbeispiel entspricht in wesentli
chen Teilen dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß hier nur die Unterschiede zu
dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel weisen die Linearverschiebungseinrichtungen
starre Streben 8 auf, die schwenkbar mit dem Träger 3 verbunden sind. Demgemäß
sind an dem unteren Ende (gemäß Fig. 2a und 2b) erste Kugelgelenke 6 vorgese
hen.
Ein oberes Ende der Streben 8 ist schwenkbar mit einer Zwischenführung 9 (Fig. 2b)
verbunden. Diese Zwischenführung 9 ist verschiebbar an dem Gestell 1 gelagert. Ge
genüberliegend zu den starren Streben 8 sind Kolben-Zylinder-Einrichtungen 10 vor
gesehen, die jeweils auf die Zwischenführungen 9 wirken. Diese hydraulischen oder
pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtungen 10 sind fest an dem Gestell 1 gelagert.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die genannten Kolben-Zylinder-
Einrichtungen 10 im wesentlichen parallel zu der Zentralführungsachse der Zentral
führung 2. Die Zwischenführungen 9 oder Zwischenstücke, die verschiebbar an dem
Gestell 1 gelagert sind, sind ebenfalls im wesentlichen parallel zu der Zentralfüh
rungsachse bewegbar.
Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Taumelbewegung des
Trägers 3 durch eine entsprechende Ansteuerung der Linearverschiebungseinrichtun
gen bewirkt, wobei die lineare Bewegung der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 10 auf
die Zwischenführungen 9 übertragen und dann durch die Streben 8 auf den Träger 3
übertragen wird. Somit werden Querkräfte, die auf den Träger 3 wirken, durch die
Zwischenführungen 9 abgestützt, so daß die Kolben-Zylinder-Einrichtungen 10 im we
sentlichen querkraftfrei betrieben werden können.
Fig. 3a, 3b und 3c zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Taumelpresse. Dieses
dritte Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel, so daß hier nur die Unterschiede zu den genannten Ausfüh
rungsbeispielen beschrieben werden.
Alternativ zu den im zweiten Ausführungsbeispiel genannten Kolben-Zylinder-
Einrichtungen sind in dem dritten Ausführungsbeispiel Linearverschiebungseinrich
tungen vorgesehen, die Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln 13 aufweisen, die an
dem Gestell 1 gelagert sind. Diese Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln 13 wer
den jeweils durch einen Motor 12, insbesondere einen Servomotor, in Verbindung mit
einem Getriebe 11 betrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wirken diese Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln 13 auf
Zwischenführungen 9, die in vergleichbarer Weise wie in dem zweiten Ausführungs
beispiel ausgebildet sind.
Die oben genannten Ausführungsbeispiele zeigen eine Taumelpresse mit einem Träger
3, der schwenkbar um einen Schwenkpunkt an einem Gestell 1 gelagert ist. Eine
Mehrzahl (insbesondere drei) von Linearverschiebungseinrichtungen sind mit dem
Träger 3 und dem Gestell 1 verbunden. Durch eine zyklische Ansteuerung der Linear
verschiebungseinrichtungen führt der Träger 3 um den Schwenkpunkt der Taumel
presse eine Schwenk- oder Taumelbewegung aus. Eine derartige Taumelpresse ist
einfach aufgebaut und ermöglicht eine freie Einstellung bzw. Veränderung der wich
tigsten Prozessparameter.
Durch die erste Gelenke 6, welche die Linearverschiebungseinrichtungen jeweils mit
dem Träger 3 schwenkbar verbinden, wird der Träger 3 sicher an den Linearverschie
bungseinrichtungen gehalten und kann die entsprechende Taumelbewegung durch
führen.
Dadurch, daß die ersten Gelenke 6 im wesentlichen gleich beabstandet von dem
Schwenkpunkt und zueinander vorgesehen sind, ergibt sich eine gleichmäßige Abstüt
zung der Kräfte und eine vereinfachte Steuerung.
Durch das Zentralkugelgelenk 4, das mit dem Gestell 1 verbunden ist und den Träger
3 lagert, kann der Träger 3 die Taumelbewegung sicher und zuverlässig um den Ku
gelmittelpunkt des Zentralkugelgelenks 4 durchführen, wobei die Betätigungskräfte
durch das Zentralkugelgelenk 4 abgestützt werden.
Durch die Zentralführung 2, die verschiebbar entlang einer Zentralführungsachse an
dem Gestell 1 vorgesehen ist, kann die Zustellbewegung der Taumelpresse in einfa
cher Weise auch während des Bearbeitungsprozesses durchgeführt werden.
Dadurch, daß die zweiten Gelenke 14 im wesentlichen gleich beabstandet von dem
Schwenkpunkt und zueinander vorgesehen sind, ergibt sich eine gleichmäßige Abstüt
zung der Kräfte und eine vereinfachte Steuerung.
Gemäß dem zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispiel weist die Taumelpresse Line
arverschiebungseinrichtungen mit starren Streben 8 auf, die über die Zwischenfüh
rungen 9 durch die hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtungen
10 bzw. die Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln 13 betätigt werden. Dadurch
kann der Träger 3 die Taumelbewegung ausführen, wobei Querkräfte durch die Zwi
schenführungen 9 abgestützt werden.
Claims (29)
1. Taumelpresse mit einem Träger, insbesondere einen Werkzeugträger, der
schwenkbar um einen Schwenkpunkt an einem Gestell gelagert ist, einer
Mehrzahl von Linearverschiebungseinrichtungen, die jeweils mit dem Träger
und dem Gestell verbunden sind, um den Träger um den Schwenkpunkt zu
verschwenken, einem Zentralkugelgelenk, das mit dem Gestell verbunden ist,
wobei der Träger durch das Zentralkugelgelenk gelagert ist, und ein Kugel
mittelpunkt des Zentralkugelgelenks der Schwenkpunkt des Trägers ist, da
durch gekennzeichnet, daß das Zentralkugelgelenk (4) an einer Zentralfüh
rung (2) befestigt ist, die verschiebbar entlang einer Zentralführungsachse an
dem Gestell (1) vorgesehen ist.
2. Taumelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwenkpunkt auf der Zentralführungsachse liegt.
3. Taumelpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger (3) an dem Zentralkugelgelenk (4) gelagert ist.
4. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeich
net durch erste Gelenke (6), welche die Linearverschiebungseinrichtungen
(5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) jeweils mit dem Träger (3) schwenkbar verbinden.
5. Taumelpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Gelenke (6) im wesentlichen gleich beabstandet von dem Schwenkpunkt vor
gesehen sind.
6. Taumelpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
ersten Gelenke (6) im wesentlichen gleich beabstandet zueinander vorgese
hen sind.
7. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Gelenke (6) Kugelgelenke sind.
8. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Linearverschiebungseinrich
tungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) vorgesehen sind.
9. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12,
13) an einer Seite des Trägers (3) vorgesehen sind und Betätigungskräfte der
Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) durch das Zentral
kugelgelenk (4) abgestützt sind.
10. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kugelmittelpunkt des Zentralkugelgelenks (4) außer
halb des Trägers (3) gegenüberliegend zu den Linearverschiebungseinrich
tungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) vorgesehen ist.
11. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeich
net durch eine Verdrehsicherung (7), um den Träger (3) schwenkbar aber
drehfest um die Zentralführungsachse an dem Gestell (1) zu lagern.
12. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Träger (3) im wesentlichen plattenförmig ausgebildet
ist.
13. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeich
net durch zweite Gelenke (14), welche die Linearverschiebungseinrichtun
gen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) jeweils mit dem Gestell (1) schwenkbar verbin
den.
14. Taumelpresse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
ten Gelenke (14) im wesentlichen gleich beabstandet von dem Schwenkpunkt
vorgesehen sind.
15. Taumelpresse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Gelenke (14) im wesentlichen gleich beabstandet zueinander
vorgesehen sind.
16. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gelenke (14) Kugelgelenke
sind.
17. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen (5)
jeweils eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtung
aufweisen.
18. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen
jeweils eine Gewindespindel oder Kugelrollspindel aufweisen.
19. Taumelpresse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Linear
verschiebungseinrichtungen jeweils einen Motor aufweisen.
20. Taumelpresse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ge
triebeeinrichtung vorgesehen ist, die den Motor mit der Gewindespindel oder
Kugelrollspindel verbindet.
21. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen
starre Streben (8) aufweisen, die schwenkbar mit dem Träger (3) verbunden
sind, und hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtungen
(10) aufweisen, die an dem Gestell (1) gelagert sind, wobei Zwischenführun
gen (9) zwischen den Streben (8) und den hydraulischen oder pneumatischen
Kolben-Zylinder-Einrichtungen (10) vorgesehen sind.
22. Taumelpresse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen
starre Streben (8) aufweisen, die schwenkbar mit dem Träger (3) verbunden
sind, und Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln (13) aufweisen, die an
dem Gestell (1) gelagert sind, wobei Zwischenführungen (9) zwischen den
Streben (8) und den Gewindespindeln oder Kugelrollspindeln (13) vorgese
hen sind.
23. Taumelpresse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Linear
verschiebungseinrichtungen jeweils einen Motor (12) aufweisen.
24. Taumelpresse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ge
triebeeinrichtung (11) vorgesehen ist, die den Motor (12) mit der Gewinde
spindel oder Kugelrollspindel (13) verbindet.
25. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zwischenführungen (9) verschiebbar an dem Gestell
(1) gelagert sind.
26. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß die starren Streben (8) schwenkbar an den Zwischenfüh
rungen (9) gelagert sind.
27. Taumelpresse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12,
13) im wesentlichen unabhängig von einander steuerbar sind.
28. Verfahren zur Steuerung einer Taumelpresse, insbesondere einer Taumel
presse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei ein Träger (3)
durch Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) schwenkbar
ist, und eine Presskraft und/oder ein Anstellwinkel des Trägers (3) durch
die Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) gesteuert wer
den, und der Träger (3) an einer verschiebbaren Zentralführung (2) schwenk
bar gelagert ist, und eine Zustellbewegung des Trägers (3) durch die Linear
verschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) und eine Verschiebung
der Zentralführung (2) gesteuert wird.
29. Verfahren zur Steuerung einer Taumelpresse nach Anspruch 28, wobei die
Linearverschiebungseinrichtungen (5, 8, 9, 10, 11, 12, 13) im wesentlichen
unabhängig von einander gesteuert werden.
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