DE102012108933A1

DE102012108933A1 - Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine und danach ausgeführte Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine mit einer Verbindungsanordnung für ein Hubelement

Info

Publication number: DE102012108933A1
Application number: DE102012108933.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Spiesshofer
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-22
Also published as: US20140083312A1; CN103660354A; US9950487B2; DE102012108933B4; CN103660354B

Abstract

Mit einem Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, insbesondere einer Presse, bei der über eine Verbindungsanordnung (1) ein durch ein Zug-/Druckelement (1.1) wie Zugstange betriebenes Hubelement (5) wie Stößel auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, sollen die stattfinden Lastwechsel innerhalb der beteiligten Maschinenelemente sich nicht negativ auf die Betriebsdauer der Bauteile und der Maschine auswirken, welches Verfahren mittels einer unabhängig von einer Antriebskraft wirkenden Kraft in drei konstruktiven Ausführungsvarianten durch eine der Verbindungsanordnung (1) zugeordnete Einheit (6) und/oder ein Ausgleichelement (5.3) ausgeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine und eine danach ausgeführte Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, wie sie z. B. als Presse ausführbar ist, mit einer Verbindungsanordnung für ein in wechselnder Richtung eine Kraft übertragendes Hubelement, welches bei einer Presse als so genannter Stößel mit Werkzeug auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt.
Die Erfindung ist vorrangig für eine Zugstangenverbindung an einem Stößel einer Presse gedacht, bei der der Stößel für seinen jeweiligen Hub über Zugstangen – auch in Kombination mit einem Zugpleuel – von einer Antriebseinrichtung angetrieben wird, und die Zugstangen mit dem Stößel lösbar verbunden sind.
Im Sinne der Erfindung ist die Verbindungsanordnung und deren Anwendung aber auch auf jegliche Werkzeugmaschinen wie Arbeitsmaschinen mit in wechselnder Richtung eine originäre Kraft übertragenden Hubelementen anwendbar, bei denen stattfindende Lastwechsel sich besonders auf die Verbindungsanordnung auswirken.
Solche Werkzeugmaschinen oder Arbeitsmaschinen können als Pressen, Stanzen, Schlagscheren, Schrottscheren usw. ausgeführt sein.
Als Verbindungsanordnungen sind solche Maschinenelemente zu verstehen, die den hubbedingten Lastwechseln ausgesetzt sind und die zwischen der Antriebseinrichtung kraftübertragenden Maschinenelemente zum Hubelement, wie z. B. Stößel, lösbar oder unlösbar verbinden.
Stand der Technik
Nach einem internen Stand der Technik ist es beispielsweise für eine schon vorgeschlagene Presse mit Unterantrieb bekannt, die antriebsübertragenden Zugstangen zum Stößel je mittels einer Verbindungsanordnung aus Schraube und Mutter in einem Zug-/Druckpunkt des Stößels zu verbinden.
Des Weiteren wurde schon vorgeschlagen, eine Zugstangenverbindung mit mindestens einer in je einem Zug-/Druckpunkt des Stößels gelagerten Zugstange mit einem an einem Zugstangenteil befindlichen Gewinde und einer im Stößel verdrehbar gelagerten Mutter, die mittels Getriebe antreibbar ist, lösbar auszuführen.
Beim normalen Betrieb einer Presse sind die Antriebselemente wie auch die Zugstangen einem wechselnden Kraftangriff ausgesetzt, insbesondere wegen der durch die Stößelhübe bewirkten lastwechselnden Funktionen, wie die zwischen Bearbeitungshübe und Leerhübe stattfindenden Reversierungen.
So ziehen während z. B. eines Bearbeitungshubes mit Umformvorgang die Zugstangen an einer Mutter, wobei dann an der Zugstange die unten liegenden Gewindeflanken belastet sind. Hingegen stützt sich der Stößel mit der Kraft seiner Masse auf der oberen Flanke des Gewindes der Zugstange während des Leerhubes mit aufwärts gerichtetem Stößelhub ab.
Infolge der mit jedem Stößelhub im Gewinde stattfindenden Lastwechsel wirken sich diese nachteilig auf die Lebensdauer zumindest der kraftübertragenden Elemente, aber auch auf das Geräuschverhalten der Presse aus.
Wenn der Fachmann den funktionellen Aufbau und Zusammenhang eines Druck- bzw. Zugpunktes einer Werkzeugmaschine wie Großpresse untersucht, stellt er fest:

1. Bei Umformpressen mit Unterantrieb und Linearbewegungen des Stößels sind während eines Stößelhubes unterschiedliche Kräfte sowohl betrags- als auch richtungsmäßig für den kontinuierlichen Betrieb der Maschine unabdingbar. Im Wesentlichen wird während der Abwärtsbewegung das Pressteil umgeformt und drückt somit gegen den Stößel, wohingegen in der Aufwärtsbewegung der Stößel in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird und durch die Schwerkraft ein Kraftwechsel in einzelnen Bauteilen stattfindet.
2. Bei Pressen mit Oberantrieb wird in der Regel durch eine entsprechende Anordnung eines oder mehrerer Pneumatikzylinder die Gewichtskraft während der Abwärtsbewegung des Stößels zunehmend kompensiert, so dass vor dem eigentlichen Umformprozess bereits alle im Kraftfluss befindlichen Teile mehr oder weniger vorgespannt sind und somit bei Beginn und während des Umformens zwar eine deutliche und wesentliche Krafterhöhung, jedoch richtungsmäßig keine Änderung in der Kraft stattfindet. Diese Anordnung eines so genannten Stößelgewichtsausgleiches (SGA) dient dazu, das Gewicht des Stößels zu kompensieren. Zur Kompensation des Gewichts des Stößels werden bekannterweise pneumatisch vorgespannte Zylinder zwischen dem Pressengstell und dem Stößel installiert, so dass das Gewicht des Stößels durch die Zylinder des SGA aufgenommen und der Antrieb durch das Gewicht des Stößels in der Abwärtsbewegung nicht beschleunigt wird. Im Gegenzug wird in der Aufwärtsbewegung nicht gebremst, da der Druck in den Zylindern des SGA so eingestellt wird, dass er in etwa dem Stößelgewicht entspricht. Nachteilig ist es, dass damit nicht die Masse des Stößels, d. h. die durch seine Geschwindigkeit bedingte Gewichtskraft kompensiert werden kann.
3. Somit ist stets beim Betrieb einer Presse ein vergleichsweise „weiches” Aufsetzen des Stößels auf das umzuformende Teil und auf das unten liegende Gegenwerkzeug vorteilhaft, womit ein die Maschinen und die Bauteile schonender Betrieb gegeben ist. Ein abrupter Kraftwechsel kann speziell bei Schnittoperationen auftreten, wenn nämlich ein Durchbrechen des zu schneidenden Bauteils stattfindet und somit sich die gesamte Maschine schlagartig (der so genannte Schnittschlag) entspannt. Um dieses Problem technisch zu beherrschen gibt es umfangreiche technische Lösungen, die unter dem fachinternen Thema „Schnittschlagdämpfung” bekannt sind. Auch werden besagte Zug-/Druckpunkte verspannt ausgeführt, damit die zur Stößelverstellung notwendige Verstellung innerhalb des Zug-/Druckpunktes, die in der Regel über ein Gewindesystem realisiert wird, bei eben diesen stattfindenden Schnittschlägen keine Kraftrichtungsänderung erfährt und diese somit eine längere Lebensdauer haben.

Allgemein wirken sich diese Probleme auf jegliche Verbindungsanordnungen an einem in wechselnder Richtung eine originäre Kraft übertragenden Hubelement einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine störend aus. Hauptsächlich nachteilig ist der Verschleiß infolge des Lastwechsels an den beteiligten Maschinenelementen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe
Ausgehend von diesen analysierten Grundgedanken liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine und eine danach ausgeführte Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, insbesondere Presse, mit mindestens einer in einem Zug-/Druckpunkt eines Hubelementes wie Stößel eine originäre Kraft in wechselnder Richtung übertragenden, ein Zug-/Druckelement aufweisenden Verbindungsanordnung zu schaffen, wobei die Lebensdauer kraftübertragender Elemente erhöht und die Geräusche gesenkt werden. Dabei sollen aufgabengemäß die stattfinden Lastwechsel innerhalb der direkt beteiligten Maschinenelemente nicht zu einer erhöhten Belastung durch Stöße führen und sich negativ auf die Betriebsdauer der Bauteile und letztlich der Maschine auswirken.
Lösung
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 35 gelöst. Zur Lösung der Aufgabe ist zunächst vorgesehen, in ein herkömmliches Betriebsverfahren der Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine wie folgt einzugreifen:
Verfahrensgemäß wird nach Anspruch 1 bei einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, bei der eine in mindestens einem Zug-/Druckpunkt angreifende Verbindungsanordnung ein über ein Zug-/Druckelement betriebenes Hubelement auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, mittels einer unabhängig von einer hier so bezeichneten originären Antriebskraft für das Hubelement jeweils erzeugten zusätzlichen Kraft

a) die Verbindungsanordnung oder der Zug-/Druckpunkt vorgespannt oder
b) eine Gewichtskraft des Hubelementes kompensiert oder
c) die Verbindungsanordnung oder der Zug-/Druckpunkt vorgespannt und die Gewichtskraft des Hubelementes kompensiert.

Das Verfahren wird nach Anspruch 2 so ausgeführt, dass die jeweils unabhängig von der originären Antriebskraft für das Hubelement wirkende Kraft größer als eine Gewichtskraft des Hubelementes ausgelegt ist, wobei nach Anspruch 3 in der Verbindungsanordnung eine resultierende Kraft eingestellt werden kann, welche gemäß Anspruch 4 in Abhängigkeit von den in der Richtung der Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechseln gesteuert oder geregelt wird.
Die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement jeweils wirkende Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung oder des Zug-/Druckpunktes oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes wird nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von Prozeßzuständen der Werkzeugmaschine gesteuert oder geregelt und kann

– nach Anspruch 6 in Abhängigkeit von aus einer zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes gewonnenen Daten oder
– nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von aus einer wegbezogenen Position des Hubelement gewonnenen Daten oder
– nach Anspruch 8 in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechsel

Das Verfahren wird nach Anspruch 9 vervollkommnet, indem während der Bewegung des Hubelementes die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement jeweils wirkende Kraft zur Veränderung oder Konstanthaltung eines auszuübenden Druckes gesteuert oder geregelt wird, welcher Druck für die Vorspannung der Verbindungsanordnung oder des Zug-/Druckpunktes oder die Kompensierung der Gewichtskraft des Hubelementes erzeugt wird.
Eine nach diesem Verfahren auszuführende Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine mit mindestens einer in mindestens einem Zug-/Druckpunkt eines Hubelementes, welches auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, eine Antriebskraft in wechselnder Richtung übertragenden mindestens ein Zug-/Druckelement aufweisenden Verbindungsanordnung, welche Verbindungsanordnung mit einem mit dem Hubelement verbundenen Verbindungselement eine Verbindung mit dem Hubelement bildet, kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch drei selbständige technische Maßnahmen wie folgt:
Gemäß Anspruch 10 wird der Verbindungsanordnung eine Einheit zur Vorspannung der Verbindungsanordnung im Zug-/Druckpunkt des Hubelementes oder zur Vorspannung des Zug-/Druckpunktes des Hubelementes oder die Einheit zur Kompensierung einer Gewichtskraft des Hubelementes und Vorspannung der Verbindungsanordnung und des Zug-/Druckpunktes des Hubelementes zugeordnet.
Alternativ dazu wird nach Anspruch 11 der Verbindungsanordnung ein Ausgleichelement zur Schlagdämpfung oder Vorspannung des Zug-Druckelementes oder das Ausgleichelement zur Schlagdämpfung und Vorspannung des Zug-Druckelementes zugeordnet.
Entsprechend Anspruch 12 wird als optimierte Lösung einer verfahrensgemäß auszuführenden, gattungsgemäß wie oben beschriebenen Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine der Verbindungsanordnung

a) eine Einheit zur Vorspannung der Verbindungsanordnung im Zug-/Druckpunkt des Hubelementes oder zur Vorspannung des Zug-/Druckpunktes des Hubelementes oder die Einheit zur Kompensierung einer Gewichtskraft des Hubelementes und Vorspannung der Verbindungsanordnung und des Zug-/Druckpunktes des Hubelementes und
b) ein Ausgleichelement zur Schlagdämpfung oder Vorspannung des Zug-Druckelementes oder das Ausgleichelement zur Schlagdämpfung und Vorspannung des Zug-Druckelementes

Mit diesen Lösungsvarianten wird es möglich, die eingangs kritisierten Nachteile der Gattung „Werkzeugmaschinen mit Hubelement” dahingehend zu vermeiden, dass

1. die während eines Hubes wirkenden unterschiedlichen Kräfte sich nicht störend auf die einzelnen Bauteile auswirken,
2. die Gewichtskraft/Masse des Hubelementes zunehmend kompensiert wird und
3. beim Betrieb ein vergleichsweise „weiches” Aufsetzen des Hubelementes auf das zu bearbeitende Teil oder auf das Gegenwerkzeug erfolgt, so dass

Bei diesen drei Lösungsvarianten ist es nach Anspruch 13 typisch, dass die Einheit oder das Ausgleichelement oder die Einheit und das Ausgleichelement von der originären Antriebskraft der Maschine getrennt und separiert und mit einer zusätzlichen Kraft beaufschlagt wird, und zwar so wie es das Verfahren vorgibt.
Zweckmäßig umfasst die das Zug-/Druckelement aufweisende Verbindungsanordnung nach Anspruch 14 einen Bereich oder ein Teil für die Verbindung mit dem Verbindungselement, wobei die Verbindung als Gewinde und das Verbindungselement mit einer im Hubelement verdrehbaren Mutter ausgebildet ist. Nach Anspruch 15 ist der Bereich oder das Teil aus einem Gewindeteil gebildet.
Die Einheit oder das Ausgleichelement oder die Einheit und das Ausgleichelement können nach Anspruch 16 je einen vorspannbaren Bereich aufweisen oder bilden, wie er beispielsweise als Kontergewinde mit vorspannender Wirkung ausführbar ist.
Gemäß Anspruch 17 liegen mittels der getrennten/separierten, zusätzlichen Kraft bei der in wechselnder Richtung des Hubelementes erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes die Bereiche oder Flanken des das Teil bildenden Gewindeteils stets mit entsprechenden Bereichen oder Flanken des Verbindungselementes oder Gewindes der Mutter an.
Die separierte oder zusätzliche Kraft der Einheit oder des Ausgleichelementes ist nach Anspruch 18 größer als eine Gewichtskraft des Hubelementes ausgelegt, so dass z. B. die Einheit mit einer größer als die Gewichtskraft des Hubelementes beaufschlagten zusätzlichen Kraft und entgegengesetzt der Gewichtskraft verfahrensgerecht wirken kann.
In der Verbindungsanordnung ist entsprechend Anspruch 19 eine resultierende Kraft in der Einheit oder im Ausgleichelement einstellbar, wie es in dem Verfahren bestimmt ist. Somit kann an dem beteiligten Bereich und Gegenbereich – also in dem Gewinde – demnach eine resultierende Kraft eingestellt werden, die nach Anspruch 20 in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wie Stößel wirkenden Lastwechsel verfahrensgemäß gesteuert oder geregelt wird.
Die resultierende Kraft wird gemäß Anspruch 21 mittels

– einer wirksamen Kolbenfläche eines ersten Kolbens und mittels eines Mediums in einem ersten Volumenraum der Einheit aus einem ersten Kolben und einem ersten Zylinder oder
– einer wirksamen Kolbenfläche eines zweiten Kolbens und mittels des Mediums in einem zweiten Volumenraum des Ausgleichelementes aus einem zweiten Kolben und einem zweiten Zylinder

Das Ausgleichelement führt nach Anspruch 22 nicht nur den zweiten Kolben im zweiten Zylinder, sondern auch vorteilhaft das Hubelement.
In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kennzeichnet sich die Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach Anspruch 23 durch die in Abhängigkeit von den Zuständen der Maschine oder von einem Druck oder dem Volumen im Volumenraum oder aus dem Prozess gewonnenen Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung, die verfahrenskonform

– gemäß Anspruch 24 in Abhängigkeit von aus einer zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes,
– gemäß Anspruch 25 in Abhängigkeit von aus einer wegbezogenen Position des Hubelementes und/oder
– gemäß Anspruch 26 in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechsel

Gemäß Anspruch 27 erfolgt – somit das Verfahren nach Anspruch 9 vervollkommnend – eine während der Bewegung des Hubelementes steuer- oder regelbare Veränderung oder Konstanthaltung eines Druckes der Einheit oder des Ausgleichelementes.
Es ist nach Anspruch 28 zweckmäßig, wenn der erste Volumenraum oder der zweite Volumenraum oder beide Volumenräume zur Versorgung mit dem Medium mit einem für den Betrieb der Werkzeugmaschine vorhandenen Mediumreservoir, Ausgleichgefäß, Kessel- oder Kolbenspeicher oder Blasenspeicher verbunden sind.
Die Einheit oder das Ausgleichelement können an Stelle der Ausführung „Kolben und Zylinder” gemäß Anspruch 29 aus einem Federsystem gebildet oder gemäß Anspruch 30 als ein rotatorisches Antriebssystem ausgebildet werden.
Der bevorzugte Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konstruktiven Lösungsvarianten ist für eine Presse gemäß Anspruch 31 wie z. B. mit Unterflurantrieb gedacht, bei der die Antriebselemente, wie speziell die Zugstangen, einem wechselnden Kraftangriff ausgesetzt sind, wobei während des eigentlichen Umformvorganges die Zugstange, die über ihr Gewinde mit einer Mutter im Zug-/Druckpunkt verbunden ist, an der Mutter zieht.
Bisher – also ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen – waren dabei an der Zugstange die unten liegenden Gewindeflanken belastet, wonach während des reversierenden Hubes sich der Stößel der Presse mit der Kraft seiner Masse hingegen auf den oberen Gewindeflanken des Gewindes der Zugstangen abstützte. Somit fand bisher in diesem Gewinde mit jedem Pressenhub der besagte, sich nachteilig auf die Baulemente auswirkende Lastwechsel statt, der nun durch die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung vorteilhaft eliminiert wird.
Bei einer Presse mit Unterantrieb wird demnach während des Umformvorgangs an den Zugpunkten mittels z. B. Gewindestange in dem Gewinde der Mutter gezogen, wohingegen in der dann folgenden Aufwärtsbewegung die Gewindestange den Stößel nach oben drückt und damit das Werkzeug öffnet. In dem Gewinde findet damit pro Hub ein Lastwechsel zwischen einem „Ziehen” während des Umformvorgangs und einem „Drücken” während der Öffnungsbewegung statt. Dieser Lastwechsel innerhalb des Gewindes kann ohne die erfinderische Maßnahme zu erhöhter Belastung durch Stöße in dem Gewinde führen und sich negativ auf die Betriebsdauer der Bauteile auswirken.
Um dies zu verhindern wird erfindungsgemäß über den Kolben eine Vorspannkraft auf das Gewinde aufgebracht und somit quasi der Stößel nach oben gezogen und immer die gleiche Gewindeflanke während des Umformprozesses und der anschließenden Hochlaufbewegung belastet. Somit wird ein sich nachteilig auswirkender Lastwechsel in dem Gewinde sowohl bei einem normalen Betrieb als auch bei einem auftretenden Schnittschlag vermieden. Daraus ergibt sich auch die Möglichkeit, einen eingangs beschriebenen Pneumatikzylinder von der Kraftwirkung her an einem anderen Bauteil anzuordnen, was bauliche Vorteile bewirken kann.
Erfindungsgemäß wird erreicht, dass über die eine zusätzliche Kraft beaufschlagte Einheit, vorzugsweise ausgeführt als Kolben-Zylinder-Konstruktion, eine Zusatzkraft auf das Gewinde aufgebracht wird, wobei die Zusatzkraft größer als die Gewichtskraft des das Hubelement bildenden Stößels und entgegengesetzt der Gewichtskraft des Stößels gerichtet ist und in entgegengesetzter Richtung der Gewichtskraft des Stößels wirkt. Somit werden auch die unteren Flanken des Gewindes an den entsprechenden Gegenflanken des Gewindes der Mutter zur Anlage gebracht. Der stirnseitig auf die Zugstange wirkende Kolben, der in dem Zylinder geführt ist, wird mit dem im Volumenraum befindlichen Medium wie Drucköl beaufschlagt. Über die wirksame Kolbenfläche des Kolbens und den entsprechenden Druck in dem Volumenraum kann die an den Zahnflanken wirksame resultierende Kraft im Gewinde eingestellt werden.
Sinnvollerweise kann im Volumenraum ein Druck über in der Maschine sowieso verwendetes Schmieröl aufgebaut werden.
Alternativ dazu kann Hydrauliköl oder auch eine pneumatische oder gasförmige Ausführung verwendet werden.
Die Erfindung ist speziell bei einer solchen Presse anwendbar, bei der neben den Hauptkomponenten (Pressengstell, Antrieb und Pressenstößel) auch die Einrichtung des eingangs beschriebenen, so genannten Stößelgewichtsausgleiches (SGA) verwendet werden soll. Wie eingangs ausgeführt diente der SGA bisher dazu, lediglich das Gewicht des Stößels zu kompensieren, nicht jedoch die Masse. Hierzu werden in der Regel pneumatische vorgespannte Zylinder zwischen dem Pressengstell und dem Stößel installiert, so dass das Gewicht des Stößels durch die SGA-Zylinder aufgenommen und der Antrieb durch das Gewicht des Stößels in der Abwärtsbewegung nicht beschleunigt wird, wobei im Gegenzug in der Aufwärtsbewegung nicht gebremst wird, da der Druck in den SGA-Zylindern so eingestellt wird, dass er in etwa dem Stößelgewicht entspricht.
Vorteilhaft wird erfindungsgemäß im Zug-/Druckpunkt die Kraft der SGA-Zylinder kleiner als das Stößelgewicht ausgelegt, wobei während der Abwärtsbewegung der Druck und damit die Kraft der SGA-Zylinder zunimmt und im unteren Druckpunkt die Kraft größer als die Gewichtskraft des Stößels beträgt. Diese abhängige Kraftveränderung bewirkt einen Lastwechsel in den Antriebselementen, was aus schmierungstechnischen Gründen vorteilhaft wirkt. Damit wird angestrebt, dass vor Aufsetzen des Stößels auf das Unterwerkzeug die Kraft der Ausbalancierungszylinder größer als die Gewichtskraft des Stößels ist und somit alle kraftübertragenden Teile des Antriebs bereits leicht vorgespannt sind bzw. anliegen, so dass bei Auftreffen des Stößels auf das Unterwerkzeug keine schlagartige Krafteinleitung oder Kraftrichtungsumkehr erfolgt, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Presse auswirkt.
Ebenfalls kann durch die Einrichtung der SGA-Zylinder zumindest teilweise einem sogenannten Schnittschlag entgegen gewirkt werden. Alternativ zu den in sich verspannten Druckpunkten soll erfindungsgemäß bei Pressen mit Unterflurantrieb ein externer Stößelgewichtsausgleich zwischen den Pressengestellen und dem Stößel angebracht werden.
Demnach umfasst die erfindungsgemäße Presse nach Anspruch 31

– die die Gewichtskraft des einen Stößel mit einem Werkzeugoberteil umfassenden Hubelementes mindestens teilweise kompensierende Einheit (zur vorteilhaften Vermeidung der auf das Unterwerkzeug schlagartig einwirkenden Krafteinleitung) und
– das in dem einen Antriebsstrang oder in dem eine Zugstange bildenden Zug-/Druckelement der Presse als selbige Bauteile vor Aufsetzen des Hubelementes auf ein Werkzeugunterteil vorspannendes Ausgleichelement.

Das Ausgleichelement wird aus besagter mittels eines Mediums druckbeaufschlagbaren Kolben-/Zylindereinheit gebildet, womit

– die während der Bewegung des Hubelementes oder Stößels steuer- oder regelbare Veränderung oder Konstanthaltung eines Druckes im Ausgleichelement und
– die Erhöhung des Druckes zur Minderung eines Durchschlagens des Hubelementes oder Stößels

Das Ausgleichelement ist bei wechselnder Richtung des Hubelementes wie im Pendelbetrieb mittels wechselnder, d. h. die Bauteile vor Aufsetzen des Hubelementes auf das Werkzeugunterteil spannender Kraft beaufschlagbar.
Diesen Lösungsmerkmalen liegt zu Grunde, dass beim Betrieb moderner Pressen mit Servomotoren es aus Sicht der Ausbringungsoptimierung und des Energieverbrauchs sinnvoll sein kann, neben dem kontinuierlichen Dauerlauf diskontinuierliche Betriebsmodi zu verwenden bis hin zu Pendelbetriebsweisen. Hier wird nicht mehr der volle Stößelhub ausgenutzt, sondern jeweils vor Erreichen des oberen Totpunktes die Presse abgebremst und durch Drehrichtungsumkehr abwärts gesteuert. Bei diesen Betriebszuständen kann über die gezielte Beeinflussung des Druckes im SGA (Stößelgewichtsausgleich) auf die Motorbelastung des Hauptantriebes Einfluss genommen werden. Im Extremfall könnte dann die komplette Einrichtung der SGA-Zylinder sogar entfallen. Bei Entfallen der SGA-Zylinder würden dann aber die nachteilig beschriebenen Lastwechsel beim Aufsetzen des Stößels mit dem Unterwerkzeug stattfinden. Um speziell den Zug-Druck-Punkt vor diesen schlagartigen und stoßbelasteten Kraftwechseln zu schützen, wird die vorbeschriebene Lösung gewählt, die sich vorzugsweise auf die Anwendung von Pressen bezieht.
Die Lösungsvarianten können gemäß Anspruch 32 funktional so zusammenwirken, indem bei einer Presse die Einheit und das Ausgleichelement eine Baueinheit bilden Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Ausgleichelement bei wechselnder Richtung des Hubelementes – also im Pendelbetrieb – mittels wechselnder, d. h. die Bauteile vor Aufsetzen des Hubelementes auf das Werkzeugunterteil spannender Kraft beaufschlagbar ist, wobei mindestens das Ausgleichelement oder die Einheit oder beide Elemente das Hubelement nach Anspruch 33 führend ausgebildet sind. Somit wird vorteilhaft eine Führungsfunktion zwischen dem Hubelement und einem ein Werkzeugunterteil aufnehmenden Tisch ausgeübt.
Es wird für die Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach Anspruch 34 eine Steuerung/Regelung vorgesehen, mittels der Daten,

a) die größer als die Gewichtskraft des Hubelementes dimensionierte zusätzliche Kraft entgegengesetzt einer Gewichtskraft des Hubelementes gerichtet sind und
b) die die beaufschlagte zusätzliche Kraft mindestens einen durch die originäre Kraft minder belasteten Bereich der Verbindungsanordnung zu einem Anliegen dieses Bereiches mit mindestens einem Gegenbereich des Verbindungselementes der Verbindungsanordnung führen,

Speziell nach Anspruch 35 kann die Steuerung/Regelung mindestens Daten,

– die der Einstellung der resultierenden Kraft zur Einheit dienen,
– die aus dem Prozess oder den Zuständen der Werkzeugmaschine für die steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung gewonnen wurden,
– die aus der zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes für die Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung gewonnen wurden,
– die aus der wegbezogenen Position des Hubelement für die Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung gewonnen wurden oder
– die in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechsel gewonnen wurden, oder
– aus dem Volumenraum

Die Erfindung wird nachstehend an einer als Presse ausgebildeten Werkzeug- oder Arbeitsmaschine beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen am Beispiel der Presse
1 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 1 an dem in wechselnder Richtung wirkenden Stößel 5 der Presse mit der die Gewichtskraft des Stößels 5 kompensierenden Einheit 6 und
2 eine schematisch-konstruktiv dargestellte Zusammenwirkung des in einer Zugstange 1.1 der Presse angeordneten und vor Aufsetzen des Stößels 5 auf das Werkzeugunterteil 5.2 die Zugstange 1.1 vorspannenden Ausgleichelementes 5.3, und zwar in der

– Einzelheit a) als Variante mit von der Einheit 6 baulich getrenntem Ausgleichelement 5.3 und
– Einzelheit b) als Baueinheit von Einheit 6 mit Ausgleichelement 5.3.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Im nachstehenden konstruktiven Ausführungsbeispiel werden die Merkmale des Verfahrens hervorgehoben dargestellt. In der 1 ist aus einer hier insgesamt nicht dargestellten Presse mit einem Unterantrieb, die über eine in einem Unterbau angeordnete Antriebseinrichtung verfügt, ein einen Hub ausführender Stößel als Hubelement 5, der ein Werkzeugoberteil 5.1 (nach 2) aufnimmt, mit mindestens einer in einem Zug-/Druckpunkt 2 angreifenden Zug-/Druckelement 1.1, nach 2 hier eine Zugstange, wiedergegeben. Zu einem in einem nicht bezeichneten Unterbau angeordneten Werkzeugunterteil 5.2 (siehe 2) soll das korrespondierende Werkzeugoberteil 5.1 ein nicht dargestelltes Werkstück bearbeiten oder verformen, welcher Vorgang dem Fachmann ohne weiteres geläufig ist.
Gemäß der 1 ist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 1 an dem in wechselnder Richtung eine Kraft übertragenden Hubelement 5, dem Stößel der Presse, im Wesentlichen mit mindestens einer in je einem Zug-/Druckpunkt 2 des Hubelementes 5 wie Stößel angreifenden Zug-/Druckelement 1.1 wie der Zugstange dargestellt, welche Zugstange 1.1 mit einem im Stößel 5 gelagerten Verbindungselement 4 eine Verbindung 3 mit dem Stößel 5 bildet. Die Zugstange 1.1 ist mit einer auf die Verbindung 3 eine zusätzliche Kraft beaufschlagbaren Einheit 6 verbunden.
Mit dieser Einheit 6 wird ein verfahrensgemäßer Grundgedanke der Erfindung, nämlich mittels einer unabhängig von einer Antriebskraft für das Hubelement 5 jeweils wirkenden Kraft die Verbindungsanordnung 1 oder den Zug-/Druckpunkt 2 vorzuspannen, realisiert.
Dabei weist die Zugstange 1.1 einen Bereich oder ein Teil 1.2 (siehe 2) für die lösbare Verbindung 3 (siehe 2) mit dem Verbindungselement 4 (siehe 2) auf, wobei die lösbare Verbindung 3 ein Gewinde bildet, das Verbindungselement 4 eine im Stößel 5 verdrehbare Mutter ist und die Einheit 6 einen ersten Kolben 6.1 und einen ersten Zylinder 6.2 umfasst. Der erste Kolben 6.1 steht zu dem Teil 1.2 die zusätzliche Kraft beaufschlagend im Kontakt.
Somit wird im Folgenden bei der hier gewählten Presse mit Unterantrieb als Hubelement 5 der Stößel und als Zug-/Druckelement 1.1 die Zugstange bezeichnet, wobei das Teil 1.2 mit der verdrehbaren Mutter 4 die lösbare Verbindung 3 mit Gewinde darstellt. Im Detail sind dem Fachmann derartige Maschinenelemente bekannt.
Aus der 1 ist nun nachvollziehbar, dass an dem relevanten Zug-/Druckpunkt 2 über das Gewinde 3 von den Zugstangen 1.1 eine wechselnde Beaufschlagung ausgeübt wird. Demnach wird einerseits während des Umformvorgangs in dem Gewinde 3 an der Mutter 4 gezogen, wohingegen andererseits in der dann folgenden Aufwärtsbewegung der Stößel 5 das Gewinde 3 entgegengesetzt beaufschlagt und damit das Werkzeug, d. h. das Werkzeugoberteil 5.1 zum Werkzeugunterteil 5.2 öffnet (siehe 2). In dem Gewinde 3 findet damit pro Hub ein Lastwechsel zwischen einem „Ziehen” während des Umformvorgangs und einem „Drücken” während der Öffnungsbewegung statt. Unter „Öffnungsbewegung” ist der Ablauf zu verstehen, der dem Auseinanderbewegen eines dem Stößel 5 (siehe 2) zugeordneten Werkzeugoberteils 5.1 von einem Werkzeugunterteil 5.2 entspricht.
Dieser innerhalb des Gewindes 3 zu erhöhter Belastung durch Stöße in dem Gewinde führende Lastwechsel wird nun erfindungsgemäß dadurch in seiner Wirkung kompensiert, dass über den ersten Kolben 6.1 eine Vorspannkraft auf das Gewinde 3 aufgebracht und somit quasi der Stößel 5 nach oben gezogen und immer die Gewindeflanken während des Umformprozesses und der anschließenden Hochlaufbewegung richtungsmäßig gleich belastet.
Somit wird ein Lastwechsel in dem Gewinde 3 sowohl bei einem normalen Betrieb als auch bei einem auftretenden Schnittschlag vermieden. Daraus ergibt sich auch die Möglichkeit, die Einheit 6 von der Kraftwirkung her an einem anderen Bauteil anzuordnen, was noch weiter unten hervorgehobene bauliche Vorteile bewirkt.
Funktional werden die konstruktiven Merkmale der Verbindungsanordnung 1 so in ihrer Wirkung verknüpft, dass

– die zusätzliche Kraft größer als die Gewichtskraft des das Hubelement 5 bildenden Stößels und entgegengesetzt einer Gewichtskraft des Stößels gerichtet ist,
– die durch die originäre Kraft minder belasteten Flanken des das Teil 1.1 bildenden Gewindes 3 mittels der beaufschlagten zusätzlichen Kraft zu einem Anliegen dieser Flanken mit entsprechenden Flanken des Gewindes 3 der Mutter 4 führt,
– an den beteiligten Flanken im Gewinde 3 eine resultierende Kraft mittels der Einheit 6 aus dem ersten Kolben 6.1 und einem ersten Zylinder 6.2 einstellbar ist und
– die resultierende Kraft über eine wirksame Kolbenfläche des ersten Kolbens 6.1 und mittels eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in einem ersten Volumenraum 6.3 der Einheit 6 aus erstem Kolben 6.1 und erstem Zylinder 6.2 einstellbar ist, wobei
– die einstellbare resultierende Kraft in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement 5 wirkenden Lastwechsel steuer- oder regelbar ist.

Das konstruktiv für eine Presse ausgelegte Ausführungsbeispiel wird vervollkommnet, wenn der erste Volumenraum 6.3 zur Versorgung mit dem Medium mit einem für den Betrieb der Werkzeugmaschine verwendeten, hier nicht dargestellten Mediumreservoir z. B. absperrbar verbunden ist und somit sowieso diesbezüglich vorhandenes Medium für den Betrieb der Presse verwendet werden kann.
Diese Lösungsvariante wird gemäß 2 mit konstruktiven Mitteln bei einer Presse mit nicht bezeichnetem Unterantrieb ausgebaut. Somit wird das Verfahren in seiner Komplexität ausführbar, nämlich mittels der unabhängig von einer Antriebskraft für das Hubelement 5 jeweils wirkenden Kraft die Verbindungsanordnung 1 oder den Zug-/Druckpunkt 2 vorzuspannen – wie zu 1 beschrieben – auch die Gewichtskraft des Hubelementes 5 zu kompensieren oder die Verbindungsanordnung 1 oder den Zug-/Druckpunkt 2 vorzuspannen und die Gewichtskraft des Hubelementes 5 zu kompensieren.
Dabei ist die jeweils unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement 5 wirkende Kraft größer als die Gewichtskraft des Hubelementes 5, und in der Verbindungsanordnung 1 wird eine resultierende Kraft eingestellt, und zwar gesteuert oder geregelt in Abhängigkeit von den in der Richtung der Kraft auf das Hubelement 5 wirkenden Lastwechsel. Verfahrensgemäß erfolgt das unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement 5 jeweils wirkenden Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung 1 oder des Zug-/Druckpunktes 2 oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes 5 in Abhängigkeit von Prozeßzuständen der Presse. Besagte Abhängigkeit kann außerdem

– von aus einer zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes wie Stößel 5,
– von aus einer wegbezogenen Position des Hubelement wie Stößel 5

Die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement 5 jeweils wirkende Kraft wird zur Veränderung oder Konstanthaltung eines auszuübenden Druckes für die Vorspannung der Verbindungsanordnung 1 oder des Zug-/Druckpunktes 2 oder die Kompensierung der Gewichtskraft des Hubelementes 5 erzeugt.
Gemäß 2 wird beim Auftreffen des Stößels 5 mit dem Werkzeugoberteil 5.1 auf das Werkzeugunterteil 5.2 die schlagartige Krafteinleitung oder Kraftrichtungsumkehr auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Grundgedankens, nämlich der Verbindungsanordnung 1 und dem in wechselnder Richtung wirkenden Stößel 5 eine eine zusätzliche Kraft erzeugende Einheit 6 zuzuordnen, hinsichtlich der nachteiligen Wirkung ausgeschaltet (abgeleitet aus dem Pressenbau mit schneidenden Funktionen wird dieses Phänomen fachmännisch üblich auch als Schnittschlag bezeichnet, obwohl es in diesem Beispiel ein Aufsetzschlag ist mit gleichermaßen nachteiligen Wirkungen auf das Konstruktionssystem des Pressengestells).
Dazu wird nicht nur die die Gewichtskraft des den Stößel 5 mit dem Werkzeugoberteil 5.1 mindestens teilweise kompensierende Einheit 6, sondern zur vorteilhaften Vermeidung besagter auf das Werkzeugunterteil 5.2 schlagartig einwirkenden Krafteinleitung ein vorspannendes Ausgleichelement 5.3 vorgesehen. Dieses ist in diesem Beispiel in die Zugstange 1.1 als ein Element des Antriebstranges der Presse angeordnet und spannt selbige Zugstange 1.1 vor dem Aufsetzen des Hubelementes wie Stößel auf das Werkzeugunterteil 5.2 vor.
Das Ausgleichelement 5.3 wird hier aus einer mittels eines Mediums druckbeaufschlagbaren Kolben-/Zylindereinheit mit einem zweiten Kolben 5.3.1, einem zweiten Zylinder 5.3.2 und einem zweiten Volumenraum 5.3.3 gebildet, wobei

– eine während der Bewegung des Hubelementes oder Stößels 5 steuer- oder regelbare Veränderung oder Konstanthaltung eines Druckes im Ausgleichelement 5.3 und
– eine Erhöhung des Druckes im Ausgleichelement 5.3 zur Minderung eines „Durchschlagens” des Hubelementes oder Stößels 5

Der erste Volumenraum 6.3 der Einheit 6 und der zweite Volumenraum 5.3.3 des Ausgleichelementes 5.3 sind zur Versorgung mit dem Medium mit einem für den Betrieb der Werkzeugmaschine wie Presse mindestens verwendeten, nicht dargestellten Mediumreservoir, Ausgleichgefäß, Kessel- oder Kolbenspeicher oder Blasenspeicher absperrbar verbunden.
Es liegt im Sinne des Verfahrens und der erfindungsgemäß zu erzielenden Wirkung, daß die Einheit 6 und/oder das Ausgleichelement 5.3 auch aus Federsystemen oder rotatorischen Einheiten gebildet werden kann.
Nach 2 ist das Ausgleichelement 5.3 als Kolben-/Zylindereinheit in die Zugstange 1.1 der Presse integriert; an dieser Stelle kann aber auch ein rotatorisches Antriebssystem wie Luftmotor verwendet werden.
Das Ausgleichelement 5.3 ist bei wechselnder Richtung des Stößels 5 im Pendelbetrieb, d. h. die Bauteile vor Aufsetzen des Stößels 5 auf das Werkzeugunterteil 5.2 spannender Kraft beaufschlagbar.
In der 2 sind zwei erfindungsgemäße Ausführungen mit den Einzelheiten a) und b) dargestellt, die der Verfahrensausführung gerecht werden.
In der Variante 2a) sind die Einheit 6 und das Ausgleichelement 5.3 als getrennte Baueinheiten angeordnet, wobei

– die Einheit 6 allein die Funktion der eine zusätzliche Kraft erzeugenden Einheit 6 erfüllt und
– das Ausgleichelement 5.3 allein das vorspannende Ausgleichelement (5.3) bildet.

Damit können besagte Baueinheiten unabhängig voneinander angesteuert werden.
In der Variante 2b) sind die Einheit 6 und das Ausgleichelement 5.3 als integrierte Baugruppe ausgeführt, wobei die Funktion der Einheit 6 und die Funktion des Ausgleichelementes 5.3 so miteinander gekoppelt sind, daß eine gemeinsame Ansteuerung bei individuell ausführbaren Operationsschritten realisiert werden kann, d. h. die oben offenbarten Wirkungen, wie die Erzeugung der zusätzlichen Kraft als auch die schlagverhindernde Wirkung der Vorspannung. Diese Variante 2b) eröffnet außerdem für Umformpressen die Möglichkeit größerer Bearbeitungsräume (für z. B. sperrige Teile), auch zur Unterstützung einer Freigängigkeit der Presse.
Aus den Darstellungen in 1 und 2 ergibt sich beispielsweise, dass

– die Einheit 6 in der Ausführung gemäß 1 den Zug-/Druckpunkt 2 vorspannt, wobei damit die Gewichtskraft des Hubelementes 5 noch nicht kompensiert wird;
– in der Ausführung gemäß 2a) die Einheit 6 den Zug-/Druckpunkt 2 und die gesamte Verbindungsanordnung 1 einschließlich z. B. eines hier nicht dargestellten Zahnradgetriebes des originären Antriebs vorspannt;
– in der Ausführung gemäß 2b) die Funktionen der Einheit 6 und des Ausgleichelementes 5.3 in einer raumsparenden Baueinheit zusammengeführt sind.

Zur Ausübung des Verfahrens und der erfindungsgemäßen Funktionen wird in ein jeweiliges Prozeßprogramm eine Steuerung/Regelung 7 integriert, mittels der Daten,

a) die größer als die Gewichtskraft des Hubelementes wie Stößel 5 dimensionierte zusätzliche Kraft entgegengesetzt einer Gewichtskraft des Stößels 5 gerichtet sind und
b) die die beaufschlagte zusätzliche Kraft mindestens einen durch die originäre Kraft minder belasteten Bereich der Verbindungsanordnung zu einem Anliegen dieses Bereiches mit mindestens einem Gegenbereich des Verbindungselementes der Verbindungsanordnung führen,

Speziell für die Presse kann die Steuerung/Regelung 7 mindestens Daten,

– die der Einstellung der resultierenden Kraft der Einheit 6 oder des Ausgleichelementes 5.3 dienen,
– die aus dem Prozess oder den Zuständen der Presse für die steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung gewonnen wurden,
– die aus der zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes wie Stößels 5 für die Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung 1 gewonnen wurden,
– die aus der wegbezogenen Position des Hubelement wie Stößel 5 für die Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung 1 gewonnen wurden,
– die in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wie Stößel 5 wirkenden Lastwechsel gewonnen wurden oder
– aus dem ersten Volumenraum 6.3 und dem zweiten Volumenraum 5.3.3

Gewerbliche Anwendbarkeit
Das für eine Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, wie sie z. B. als Presse ausführbar ist, erfindungsgemäß entwickelte Verfahren und die Verbindungsanordnung 1 sind mit den angegebenen technischen Mitteln konstruktiv und technologisch realisierbar und können vorteilhaft bei den Betreibern von einschlägigen Werkzeug- oder Arbeitsmaschinen, insbesondere bei gattungsgemäßen Pressen, den Gebrauchswert erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungsanordnung
1.1: Zug-/Druckelement, Zugstange, Antriebsstrang
1.2: Bereich oder Teil des Zug-/Druckelementes, Gewindeteil
2: Zug-/Druckpunkt
3: lösbare Verbindung, Gewinde
4: Verbindungselement, verdrehbare Mutter
5: Hubelement, Stößel
5.1: Werkzeugoberteil
5.2: Werkzeugunterteil
5.3: Ausgleichelement, Kolben-/Zylindereinheit
5.3.1: zweiter Kolben
5.3.2: zweiter Zylinder
5.3.3: zweiter Volumenraum
6: Einheit
6.1: erster Kolben
6.2: erster Zylinder
6.3: erster Volumenraum
7: Steuerung/Regelung

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine, bei der eine in mindestens einem Zug-/Druckpunkt (2) angreifende Verbindungsanordnung (1) ein über ein Zug-/Druckelement (1.1) betriebenes Hubelement (5) auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei mittels einer unabhängig von einer Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkenden Kraft a) die Verbindungsanordnung (1) oder der Zug-/Druckpunkt (2) vorgespannt oder b) eine Gewichtskraft des Hubelementes (5) kompensiert oder c) die Verbindungsanordnung (1) oder der Zug-/Druckpunkt (2) vorgespannt und die Gewichtskraft des Hubelementes (5) kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils unabhängig von einer Antriebskraft für das Hubelement (5) wirkende Kraft größer als eine Gewichtskraft des Hubelementes (5) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsanordnung (1) eine resultierende Kraft eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kraft in Abhängigkeit von den in der Richtung der Kraft auf das Hubelement (5) wirkenden Lastwechseln gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkende Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) oder des Zug-/Druckpunktes (2) oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes (5) in Abhängigkeit von Prozeßzuständen der Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkende Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) oder des Zug-/Druckpunktes (2) oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes (5) in Abhängigkeit von aus einer zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes (5) gewonnenen Daten gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkende Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) oder des Zug-/Druckpunktes (2) oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes (5) in Abhängigkeit von aus einer wegbezogenen Position des Hubelement (5) gewonnenen Daten gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkende Kraft für eine Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) oder des Zug-/Druckpunktes (2) oder für die kompensierende Gewichtskraft des Hubelementes (5) in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechsel gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bewegung des Hubelementes (5) die unabhängig von der Antriebskraft für das Hubelement (5) jeweils wirkende Kraft zur Veränderung oder Konstanthaltung eines auszuübenden Druckes gesteuert oder geregelt wird, welcher Druck für die Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) oder des Zug-/Druckpunktes (2) oder die Kompensierung der Gewichtskraft des Hubelementes (5) erzeugt wird.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer in mindestens einem Zug-/Druckpunkt (2) eines Hubelementes (5), welches auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, eine Antriebskraft in wechselnder Richtung übertragenden mindestens ein Zug-/Druckelement (1.1) aufweisenden Verbindungsanordnung (1), welche Verbindungsanordnung (1) mit einem mit dem Hubelement (5) verbundenen Verbindungselement (4) eine Verbindung (3) mit dem Hubelement (5) bildet, wobei der Verbindungsanordnung (1) eine Einheit (6) zur Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) im Zug-/Druckpunkt (2) des Hubelementes (5) oder zur Vorspannung des Zug-/Druckpunktes (2) des Hubelementes (5) oder die Einheit (6) zur Kompensierung einer Gewichtskraft des Hubelementes (5) und Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) und des Zug-/Druckpunktes (2) des Hubelementes (5) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer in mindestens einem Zug-/Druckpunkt (2) eines Hubelementes (5), welches auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, eine Antriebskraft in wechselnder Richtung übertragenden mindestens ein Zug-/Druckelement (1.1) aufweisenden Verbindungsanordnung (1), welche Verbindungsanordnung (1) mit einem mit dem Hubelement (5) verbundenen Verbindungselement (4) eine Verbindung (3) mit dem Hubelement (5) bildet, wobei der Verbindungsanordnung (1) ein Ausgleichelement (5.3) zur Schlagdämpfung oder Vorspannung des Zug-Druckelementes (1.1) oder das Ausgleichelement (5.3) zur Schlagdämpfung und Vorspannung des Zug-Druckelementes (1.1) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer in mindestens einem Zug-/Druckpunkt (2) eines Hubelementes (5), welches auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, eine Antriebskraft in wechselnder Richtung übertragenden mindestens ein Zug-/Druckelement (1.1) aufweisenden Verbindungsanordnung (1), welche Verbindungsanordnung (1) mit einem mit dem Hubelement (5) verbundenen Verbindungselement (4) eine Verbindung (3) mit dem Hubelement (5) bildet, wobei der Verbindungsanordnung (1) a) eine Einheit (6) zur Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) im Zug-/Druckpunkt (2) des Hubelementes (5) oder zur Vorspannung des Zug-/Druckpunktes (2) des Hubelementes (5) oder die Einheit (6) zur Kompensierung einer Gewichtskraft des Hubelementes (5) und Vorspannung der Verbindungsanordnung (1) und des Zug-/Druckpunktes (2) des Hubelementes (5) und b) ein Ausgleichelement (5.3) zur Schlagdämpfung oder Vorspannung des Zug-Druckelementes (1.1) oder das Ausgleichelement (5.3) zur Schlagdämpfung und Vorspannung des Zug-Druckelementes (1.1) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) oder die Einheit (6) und das Ausgleichelement (5.3) von der Antriebskraft separiert und mit einer zusätzlichen Kraft beaufschlagbar sind.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das die das Zug-/Druckelement (1.1) aufweisende Verbindungsanordnung (1) einen Bereich oder ein Teil (1.2) für die Verbindung (3) mit dem Verbindungselement (4) umfasst, wobei die Verbindung (3) als Gewinde das Verbindungselement (4) mit einer im Hubelement (5) verdrehbaren Mutter aufweist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich oder das Teil (1.2) aus einem Gewindeteil gebildet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) oder die Einheit (6) und das Ausgleichelement (5.3) je einen vorspannbaren Bereich aufweisen oder bilden.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der getrennten, zusätzlichen Kraft bei der in wechselnder Richtung des Hubelementes (5) erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes die Bereiche oder Flanken des das Teil (1.2) bildenden Gewindeteils stets mit entsprechenden Bereichen oder Flanken des Verbindungselementes (4) oder Gewindes der Mutter anliegen.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die separierte oder zusätzliche Kraft – der Einheit (6) oder – des Ausgleichelementes (5.3) größer als die Gewichtskraft des Hubelementes (5) ausgelegt ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 18, gekennzeichnet durch die in der Verbindungsanordnung (1) eine resultierende Kraft einstellbare Einheit (6) oder das in der Verbindungsanordnung (1) eine resultierende Kraft einstellbare Ausgleichelement (5.3).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbare resultierende Kraft in Abhängigkeit der in der Richtung der Kraft der auf das Hubelement (5) wirkenden Lastwechsel steuer- oder regelbar ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 20, gekennzeichnet durch die die resultierende Kraft mittels – einer wirksamen Kolbenfläche eines ersten Kolbens (6.1) und mittels eines Mediums in einem ersten Volumenraum (6.3) der Einheit (6) aus einem ersten Kolben (6.1) und einem ersten Zylinder (6.2) oder – einer wirksamen Kolbenfläche eines zweiten Kolbens (5.3.1) und mittels des Mediums in einem zweiten Volumenraum (5.3.3) des Ausgleichelementes (5.3) aus einem zweiten Kolben (5.3.1) und einem zweiten Zylinder (5.3.2) einstellbare Verbindungsanordnung (1).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichelement (5.3) sowohl den zweiten Kolben (5.3.1) im zweiten Zylinder (5.3.2) als auch das Hubelement (5) führend ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 22, gekennzeichnet durch die in Abhängigkeit von Prozeßzuständen der Werkzeugmaschine oder aus einem Druck oder einem Volumen im jeweiligen Volumenraum (6.3, 5.3.3) gewonnenen Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 23, gekennzeichnet durch die in Abhängigkeit von aus einer zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes (5) gewonnenen Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 24, gekennzeichnet durch die in Abhängigkeit von aus einer wegbezogenen Position des Hubelementes (5) gewonnenen Daten steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 25, gekennzeichnet durch die in Abhängigkeit der in der Richtung der originären Kraft auf das Hubelement wirkenden Lastwechsel steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 26, gekennzeichnet durch eine während der Bewegung des Hubelementes (5) steuer- oder regelbare Veränderung oder Konstanthaltung eines Druckes der Einheit (6) oder des Ausgleichelementes (5.3).
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Volumenraum (6.3) oder der zweite Volumenraum (5.3.3) oder beide Volumenräume (6.3, 5.3.3) zur Versorgung mit dem Medium mit einem für den Betrieb der Werkzeugmaschine vorhandenen Mediumreservoir, Ausgleichgefäß, Kessel- oder Kolbenspeicher oder Blasenspeicher verbunden sind.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) aus einem Federsystem gebildet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) als ein rotatorisches Antriebssystem ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Presse das Hubelement (5) als ein auf ein Werkzeugunterteil (5.2) mittels eines Werkzeugoberteils (5.1) wirkender Stößel ausgebildet ist und die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) in einem Antriebsstrang oder in einer das Zug-/Druckelement (1.1) bildenden Zugstange angeordnet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Presse die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) eine Baueinheit bilden.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Presse die Einheit (6) oder das Ausgleichelement (5.3) führend für das in wechselnder Richtung als Stößel ausgebildete Hubelement (5) ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 33, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Steuerung/Regelung (7), mittels der Daten, a) die größer als die Gewichtskraft des Hubelementes (5) dimensionierte zusätzliche Kraft entgegengesetzt einer Gewichtskraft des Hubelementes (5) gerichtet sind, und b) die bei der Bearbeitung des Werkstückes aus den belasteten Bereichen oder Flanken des das Teil (1.2) bildenden Gewindeteils mittels der beaufschlagten zusätzlichen Kraft zu einem stetigen Anliegen dieser Bereiche oder Flanken mit entsprechenden Bereichen oder Flanken des Verbindungselementes (4) oder Gewindes der Mutter führen, verarbeitet werden.
Werkzeugmaschine oder Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 34, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Steuerung/Regelung (7), mittels der Daten für mindestens eine der folgenden Funktionen verarbeitet werden: – Daten zur Einstellung der resultierenden Kraft zur Einheit (6); – aus dem Prozess oder den Zuständen der Werkzeugmaschine für die steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1) gewonnene Daten; – aus der zeitlichen Abfolge des Verlaufes des Hubelementes (5) für die steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1) gewonnene Daten; – aus der wegbezogenen Position des Hubelement (5) für die steuer- oder regelbare Verbindungsanordnung (1) gewonnene Daten; – in Abhängigkeit der in der Richtung der Kraft auf das Hubelement (5) wirkenden Lastwechsel gewonnene Daten; – aus dem ersten Volumenraum (6.3) oder dem zweiten Volumenraum (5.3.3) gewonnene Daten.