DE19516359A1 - Einrichtung zur Parallelführung des Stößels einer hydraulischen Presse - Google Patents
Einrichtung zur Parallelführung des Stößels einer hydraulischen PresseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Parallelführung des Stößels einer hydraulischen Presse,
z. B. einer Stanzpresse, gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Bei den in unterschiedlichen Ausführungen bekannten
hydraulischen Pressen wird die Hubbewegung des
Pressenstößels entweder mit einem einzigen
Druckmittelzylinder oder mit mehreren, parallel
arbeitenden Druckmittelzylindern bewirkt. In allen
Fällen spielt die Parallelführung des Pressenstößels
während der Arbeitsbewegung eine wichtige Rolle.
Ursachen für Abweichungen von der Parallelführung
können unsymmetrische Belastungen und/oder Abweichungen
in der Arbeitsweise der parallel angreifenden
Druckmittelzylinder sein.
Sind zum Antrieb des Pressenstößels zwei oder mehr
Druckmittelzylinder eingesetzt, sind Vorkehrungen zu
treffen, die einen absoluten Gleichlauf der
Druckmittelzylinder untereinander sicherstellen, so daß
Verkantungen vermieden werden. Bekannte Einrichtungen
zur Gleichlaufsicherung zwecks Parallelhaltung des
Pressenstößels arbeiten in der Regel mit einer
hydraulisch-elektronischen Steuerung. Solche
Einrichtungen sind kompliziert und kostenaufwendig.
Außerdem arbeiten sie nicht verzögerungsfrei, da sie
erst ansprechen können, nachdem zumindest die Tendenz
für eine beginnende Verkantung des Pressenstößels
festgestellt wurde.
Die vorgenannten Probleme sind ein Hauptgrund dafür,
daß man es bislang auch bei hydraulischen Pressen für
verhältnismäßig hohe Arbeitsdrücke vorgezogen hat, zum
Antrieb des Pressenstößels einen einzigen
Druckmittelzylinder vorzusehen. Dieser einzige
Druckmittelzylinder ist beispielsweise bei einer
Feinschneidpresse mit hoher Schnittgenauigkeit in der
Regel unterhalb des auf- und abbewegbaren
Pressenstößels angeordnet. Bei Pressen für sehr hohe
Arbeitsdrücke wie beispielsweise 10.000 kN ist für die
Unterbringung des relativ großen Druckmittelzylinders
ein Fundament mit entsprechend tiefer Grube vorzusehen.
Dies erfordert bei der Aufstellung einer solchen
hydraulischen Feinschneidpresse zusätzliche bauliche
Maßnahmen, die mit beachtlichen Mehrkosten verbunden
sind.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Aufgabe
der Erfindung besteht somit darin, eine Einrichtung zur
Parallelführung des Pressenstößels einer hydraulischen
Presse bereitzustellen, die mit einfachen,
betriebssicheren mechanischen Mitteln eine zuverlässige
Parallelbewegung des Pressenstößels bewirkt und die
darüber hinaus verzögerungsfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Diese neue Einrichtung basiert im wesentlichen auf
einer Getriebemechanik, bestehend aus Zahnrädern und
Zahnstangen, die den Pressenstößel zwingt, sich
parallel zum Pressentisch zu bewegen, und
verzögerungsfrei arbeitet. Verkantungen des
Pressenstößels infolge unsymmetrischer
Werkstückbelastung oder/und ungleichförmig arbeitender
Druckmittelzylinder können hierbei nicht auftreten.
Vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Zur Verbesserung der Parallelführung und zur
Verringerung der spezifischen Belastung der
Getriebeteile ist es zweckmäßig, am Pressenstößel in
einer zweiten, parallelen Ebene eine zweite, mit der
ersten übereinstimmende Gruppe von Zahnrädern und
zugehörigen Wellen anzuordnen. Dabei können am
Pressenstößel in einer weiteren Ebene zwei weitere
parallele Wellen hinzugefügt werden, die an ihren Enden
je ein Zahnrad tragen, die in je eine Zahnstange
eingreifen.
Aus räumlichen Gründen kann es zweckmäßig sein, die
ineinandergreifenden Zahnräder unterschiedlich groß
auszubilden. Dabei ist es vorteilhaft, für die
paarweise ineinandergreifenden Innenzahnräder einen
größeren Durchmesser als für die Außenzahnräder zu
wählen. Die Lager der Wellen sind so ausgebildet, daß
sie eine spielfreie Drehlagerung gewährleisten.
Um den Pressenstößel auch gegen eventuelle
Verschiebungen parallel zu den Drehachsen der Wellen zu
sichern, ist es zweckmäßig, den Pressenstößel mittels
Gleitflächen an seinen Stirnseiten an
korrespondierenden Gleitflächen im Pressengestell
während der Hubbewegung zu führen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet beispielsweise
für eine Feinschneidpresse die Möglichkeit, den
Pressenstößel statt durch einen einzigen durch z. B.
vier kleinere Hydraulikzylinder zu bewegen, die ohne
weiteres im Pressenoberteil angeordnet werden können.
Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß kein
Fundament mit Grube erforderlich ist und die Presse zum
Transport nicht demontiert werden muß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer hydraulischen Presse
mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur
Parallelführung des Stößels, teilweise im
Schnitt in der Ebene I-I der Fig. 2, und
Fig. 2 eine Seitenansicht der hydraulischen Presse.
Die abgebildete hydraulische Presse besteht im
wesentlichen aus einem Unterjoch 1, zwei
Seitenteilen 2, 3 und einem Oberjoch 4. Unterjoch 1 und
Oberjoch 4 sind über die Seitenteile 2, 3 durch nicht
dargestellte Zuganker miteinander verspannt.
Der Pressenstößel 5 ist zwischen den Seitenteilen 2, 3
mit Hilfe von zwei im Oberjoch 4 angeordneten, parallel
arbeitenden Druckmittelzylindern 6, 7 ab- und
aufbewegbar geführt.
Die Kolbenstangen 8, 9 der Druckmittelzylinder 6, 7
greifen an der oberen Abdeckung 10 des kastenartigen
Stößels 5 an und bewirken seinen Arbeits- und Rückhub.
Das Bearbeitungswerkzeug ist an der Unterseite des
Stößels 5 auswechselbar befestigt. Das Gegenwerkzeug
ist auf der Tischauflage 11 angeordnet, die auf dem
Unterjoch 1 ruht.
Das insoweit beschriebene Konstruktionsprinzip einer
hydraulischen Presse ist grundsätzlich bekannt. Es
kommt nun darauf an, den Pressenstößel 5 über den
gesamten Hubbereich absolut parallel zur
Tischauflage 11 zu führen, wobei diese Parallelführung
weder durch außermittige Belastungen im Kraftbereich
und/oder durch Ungleichförmigkeiten in der Arbeitsweise
der parallel wirkenden Druckmittelzylinder 6, 7
beeinträchtigt werden darf. Dies wird durch die
nachfolgend beschriebene Einrichtung zur
Parallelführung des Stößels 5 bewirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel enthält der kastenartige
Stößel 5 parallele Seitenwände 12, 13. In diesen
Seitenwänden sind in Ausnehmungen in drei übereinander
liegenden Ebenen insgesamt zehn Wellen in spielfreien
Drehlagern frei drehbar, jedoch axial unbeweglich
gelagert. Dabei sind in einer unteren und in einer
mittleren Ebene je vier Wellen und in einer oberen
Ebene zwei Wellen angeordnet. Alle Wellen stehen
gegenüber dem Stößel 5 seitlich vor und tragen auf
ihren überstehenden Enden je ein Stirnzahnrad in
drehfester Verbindung mit der jeweiligen Welle. Die
Wellen der übereinander liegenden Ebenen sind mit
14, 15 und 16 bezeichnet.
In den beiden unteren Ebenen sind die Zahnräder so
bemessen, daß auf jeder Stößelseite alle vier Zahnräder
der Wellen 14 miteinander in Eingriff stehen. Die auf
entgegengesetzten Seiten des Stößels 5 befindlichen
Zahnräder jeder Welle sind gleich groß ausgebildet. Bei
dem Ausführungsbeispiel haben die beiden inneren
Zahnräder 17 einen größeren Durchmesser als die äußeren
Zahnräder 18.
In der darüber liegenden Ebene, in der die Wellen 15
liegen, haben die Zahnräder 19, 20 die gleiche Größe
wie die Zahnräder 17, 18 in der unteren Ebene. In der
oberen Ebene, in der die Wellen 16 verlaufen, sind nur
äußere Zahnräder 21 vorgesehen, die in ihrer Größe mit
den Zahnrädern 18, 20 übereinstimmen.
In den Seitenteilen 2, 3 des Pressengestells sind
rechteckige Fenster 22, 23 eingelassen, die Freiräume
für die Zahnräder am Pressenstößel 5 während des
gesamten Hubweges bilden. In jedem Fenster 22 bzw. 23
ist an den Seitenwangen je eine Zahnstange 24 bzw. 25
parallel zur Bewegungsbahn des Stößels 5 derart
angeordnet, daß die entsprechenden Außenzahnräder 18,
20 bzw. 21 mit der jeweils benachbarten Zahnstange 24
bzw. 25 in Eingriff stehen.
Dieses Getriebesystem bewirkt während der Hubbewegung
des Stößels 5 eine zwangsgeführte Parallelbewegung des
Stößels 5. Dadurch, daß in den beiden unteren Ebenen
die vier Wellen 14 bzw. 15 einer Ebene getrieblich
miteinander verbunden sind, können die
Außenzahnräder 18 bzw. 20, die in die Zahnstangen 24
bzw. 25 eingreifen, nur synchrone Bewegungen ausführen.
Dank dieser Zwangsparallelführung werden Verkantungen
des Pressenstößels 5 zuverlässig vermieden.
Um auch Querbewegungen des Pressenstößels 5, d. h.
Bewegungen parallel zu den Drehachsen der Wellen 14, 15
und 16 auszuschließen, ist an den Schmalseiten des
Pressenstößels 5 eine zusätzliche Gleitführung
vorgesehen. Zu diesem Zweck sind entlang des Hubweges
an den Seitenteilen 2, 3 Gleitflächen 26, 27
ausgebildet, an denen der Pressenstößel 5 mit
korrespondierenden Gleitflächen 28, 29 während der
Ab- und Aufbewegung gleitend geführt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am
Pressenstößel 5 Zahnräder und Wellen in drei
übereinander liegenden Horizontalebenen angeordnet. Es
ist darauf hinzuweisen, daß auch mit einer
Getriebeanordnung in einer einzigen Ebene entsprechend
der unteren oder mittleren Ebene des
Ausführungsbeispiels der Pressenstößel 5 zwangsweise
parallel geführt wird. Eine solche Anordnung kann für
hydraulische Pressen kleinerer Leistung durchaus
geeignet sein. Für hydraulische Pressen für besonders
hohe Arbeitsdrücke oder große Schnittgenauigkeiten ist
es jedoch vorteilhaft, Getriebeanordnungen in zwei oder
drei übereinander liegenden Ebenen vorzusehen, um so
vor allem die spezifischen Belastungen der
Getriebeteile zu begrenzen.
Claims (7)
1. Einrichtung zur Parallelführung des Stößels einer
hydraulischen Presse, z. B. einer Stanzpresse, bei der
für das Auf- und Abbewegen des Stößels ein Antrieb
mittels Hydraulikzylinder vorgesehen ist und der Stößel
im Grundriß im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) am Stößel (5) sind an entgegengesetzten Außenseiten wenigstens je zwei miteinander verzahnte Zahnräder (17) (Innenzahnräder) gleicher Größe nebeneinander angeordnet, deren Drehachsen in einer gemeinsamen Horizontalebene verlaufen,
- b) an den entgegengesetzten Außenseiten der Zahnräder (17) eines Paares ist je ein in das benachbarte Zahnrad eingreifendes Außenzahnrad (18) gelagert, wobei alle Außenzahnräder (18) gleich groß sind,
- c) jeweils zwei auf entgegengesetzten Stößelseiten befindliche deckungsgleiche Zahnräder (17 bzw. 18) sind durch je eine am Stößel (5) frei drehbar gelagerte Welle (14) drehfest miteinander verbunden, und
- d) jedes Außenzahnrad (18) steht mit je einer parallel und entlang der Bewegungsbahn des Stößels (5) am Seitenteil (2, 3) des Pressengestells befestigten Zahnstange (24 bzw. 25) in Eingriff.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß am Stößel (5) in einer zweiten, parallelen Ebene
eine zweite, mit der ersten übereinstimmende Gruppe von
Zahnrädern (19 bzw. 20) und zugehörigen Wellen (15)
angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß am Stößel (5) in einer weiteren,
parallelen Ebene zwei parallele Wellen (16) frei
drehbar gelagert sind, die an ihren Enden je ein
Zahnrad (21) tragen, die in je eine
Zahnstange (24 bzw. 25) eingreifen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (17, 18
bzw. 19, 20 bzw. 21) an den Schmalseiten des
Stößels (5) angeordnet sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzahnräder (18, 20)
einen kleineren Durchmesser haben als die paarweise
ineinandergreifenden Innenzahnräder (17, 19).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (14, 15 und 16)
am Stößel (5) in spielfreien Drehlagern gelagert sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (5) an den
Seiten, an denen die Zahnräder (17, 18 bzw. 19, 20
bzw. 21) angeordnet sind, mittels Gleitflächen (28, 29)
an am Pressengestell vorgesehenen korrespondierenden
Gleitflächen (26, 27) während der Auf- und Abbewegung
geführt ist.
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