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Die vorliegende Erfindung betrifft eine C-Gestell-Presse mit einem Pressengestell, einer ersten Stößeleinrichtung und einer der ersten Stößeleinrichtung gegenüberliegenden zweiten Stößeleinrichtung, wobei zumindest eine von der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist und relativ zu der jeweils anderen Stößeleinrichtung in einer Pressrichtung bewegbar ist.
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C-Gestell-Pressen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Sie dienen zum Bearbeiten, insbesondere zum Stanzen, Schneiden oder Kaltumformen, von Werkstücken. Diese Werkstücke sind in der Regel auf einem so genannten ”Tisch” angeordnet. Relativ zu diesem Tisch bewegbar ist ein Stößel, der ein bestimmtes Bearbeitungswerkzeug zum Bearbeiten des Werkstücks trägt. Der Bereich zwischen dem Tisch und dem Stößel ist bei einer C-Gestell-Presse von drei Seiten aus zugänglich. Dies rührt daher, dass der Tisch und der Stößel von einem im Querschnitt im Wesentlichen C-förmigen Gestell oder Gehäuse getragen werden, woraus sich der Name dieses Pressentyps ableitet.
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Im Stand der Technik wird in der Regel die ortsfeste Auflage bzw. Abstützung des Werkstücks als ”Tisch” bezeichnet. Das bewegte, die Presskraft beaufschlagende Gegenelement wird in der Regel als ”Stößel” bezeichnet. Mittlerweile haben diese Begrifflichkeiten jedoch Aufweitungen darin gefunden, dass auch Tische durchaus bewegbar sein können und teilweise ebenfalls über Antriebseinrichtungen zumindest abschnittsweise eine Presskraft auf das Werkstück beaufschlagen. Im Rahmen dieser Anmeldung wird daher der verallgemeinerte Begriff ”Stößeleinrichtung” verwendet. Dieser umfasst sowohl bewegbare, mittels einer Antriebseinrichtung angetriebene und eine Presskraft beaufschlagende Stößeleinrichtungen, die im Folgenden auch als ”Aktivstößel” bezeichnet werden. Die Begrifflichkeit ”Stößeleinrichtung” umfasst jedoch auch Tischelemente, die eine Bewegungsfreiheit in zumindest einer Raumrichtung aufweisen, beispielsweise weil sie in einer Linearführung geführt sind, die jedoch keine Presskraft beaufschlagen. Diese werden im Folgenden auch als ”Passivstößel” bezeichnet.
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Derartige C-Gestell-Pressen eignen sich aufgrund der beschriebenen freien Zugänglichkeit von drei Seiten insbesondere für manuelle Einlegearbeiten, aber auch für automatisierte Bearbeitungsvorgänge durch Stanzen vom Band, Folgeverbundwerkzeuge oder Stufensätze mit Transfereinrichtungen. Derartige C-Gestell-Pressen können eingesetzt werden insbesondere bei der Blech- und Massivbearbeitung, dabei insbesondere für Bearbeitungsvorgänge wie Schneiden, Ziehen, Biegen und Prägen sowie für ergänzende Bearbeitungsvorgänge wie etwa Fügen und Verbinden.
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Derartige C-Gestell-Pressen weisen jedoch auch Nachteile auf. Bekannt ist, dass das nach drei Seiten offene C-Gestell sich unter Last asymmetrisch aufbiegt. Dies wird im Folgenden kurz anhand der 1, die eine C-Gestell-Presse nach dem Stand der Technik zeigt, erläutert.
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In der 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte C-Gestell-Presse 1 mit einem Stößel, 2 und einem Tisch 3 dargestellt. Der Stößel 2 und der Tisch 3 sind in einem C-Gestell 6 angebracht. Das C-Gestell weist die aus der 1 ersichtliche charakteristische C-Form auf. Der Stößel 2 ist auf den Tisch 3 mittels einer Antriebseinrichtung, die nicht dargestellt ist, herabsenkbar, um eine Presskraft auf ein zwischen dem Tisch 3 und dem Stößel 2 anzuordnendes Werkstück aufzubringen. Stützt sich dann dabei der Stößel 2 auf den Tisch 3 ab und die Presskraft wird beaufschlagt, verformt sich die C-Gestell-Presse 1, wie in 1 schematisch dargestellt. Die Oberflächen des Stößels 2 und des Stößels 3 verlaufen dann nicht mehr parallel zueinander und senkrecht zu einer Pressrichtung 9, die vertikal in Y-Richtung verläuft. Des Weiteren kommt es zu einer horizontalen Verschiebung der Werkzeughälften, die an dem Tisch 3 und dem Schlüssel 2 angebracht sind, das heißt eine Verschiebung in X-Richtung. Darüber hinaus kann die Aufbiegung vollkommen asymmetrisch erfolgen, das heißt die Aufbiegungswinkel des C-Gestells 4 und 4''' an der Schlüsseloberfläche 4' und an der Tischoberfläche 4'' können unterschiedliche Beträge aufweisen.
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Durch die Aufbiegung verlieren somit ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil die Parallelität zueinander. Während eines Kraftaufbaus der Presskraft entsteht eine horizontale Verschiebung zwischen den beiden Werkzeughälften. Die dadurch entstehenden Reibvorgänge führen insbesondere bei Stanzvorgängen zu übermäßigem Verschleiß der angetriebenen Elemente und der Führungen oder zu einem vorzeitigen Bruch von Werkzeugelementen.
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Beispielsweise wird daher in der Druckschrift
DE 10 2012 102 526 A1 eine Presse mit einem Stößel, der mithilfe eines Pressenantriebs in eine Hubrichtung bewegbar ist, und mit einem Winkeltisch vorgeschlagen, der ein Führungsteil und ein rechtwinklig zu dem Führungsteil ausgerichtetes Tischteil aufweist, wobei das Führungsteil eine Führungseinrichtung zur Führung des Stößels in Hubrichtung aufweist, und mit einem Pressengestell, an dem der Pressenantrieb gelagert ist. Das Pressengestell soll zwei eine Gitterstruktur aufweisende Gestellelemente aufweisen, die jeweils mit dem Tischteil des Winkeltisches verbunden sind, wobei das Pressengestell relativ zum Führungsteil des Winkeltisches bewegbar ist und wobei der Winkeltisch einen Sockel aufweist, über den die Presse auf einem Untergrund abstellbar und/oder mit dem Untergrund verbindbar ist.
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Nach wie vor können jedoch C-Gestell-Pressen nicht für Bearbeitungsvorgänge eingesetzt werden, die höhere Anforderungen an die Genauigkeit und/oder den Verschleiß stellen, insbesondere zum Beispiel Stanzvorgänge mit engen Toleranzen oder in hohen Stückzahlen. Des Weiteren ist die maximale Presskraft herkömmlicher C-Gestell-Pressen in der Regel begrenzt auf wenige tausend kN, da ansonsten die Aufbiegung auch eine Bearbeitung minderer Güte unmöglich macht oder eine unwirtschaftlich große Überdimensionierung der C-Gestelle erfordert. Auch ist in der Regel eine Tischtiefe, und damit die maximale Ausdehnung eines Werkstücks weg von dem C-Gestell, limitiert, da aufgrund einfacher Hebelgesetze das absolute Maß der Aufbiegung an einem dem C-Gestell abgewandten Tischende zu groß wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Presse in C-Gestell-Bauweise anzugeben, welche unter Wahrung des Vorteils der freien Zugänglichkeit von drei Seiten die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Es wird eine C-Gestell-Presse mit einem Pressengestell, einer ersten Stößeleinrichtung und einer der ersten Stößeleinrichtung gegenüberliegenden zweiten Stößeleinrichtung bereitgestellt, wobei zumindest eine von der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist und relativ zu der jeweils anderen Stößeleinrichtung in einer Pressrichtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressengestell einen ersten Biegebalken und einen zweiten Biegebalken aufweist, die mittels einer Zugsäule und einer Drucksäule miteinander verbunden sind und die mit der Zugsäule und der Drucksäule eine parallel zu der Pressrichtung verlaufende Gestellebene definieren, wobei die Zugsäule mit dem ersten Biegebalken und mit dem zweiten Biegebalken jeweils mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung verbunden ist, wobei die erste Stößeleinrichtung und die zweite Stößeleinrichtung jeweils mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung an dem Pressengestell abgestützt sind, und wobei die erste Stößeleinrichtung parallel zu der Pressrichtung an der Zugsäule und an der Drucksäule geführt ist und/oder die zweite Stößeleinrichtung parallel zu der Pressrichtung an der Zugsäule und an der Drucksäule geführt ist.
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Das Pressengestell weist somit insgesamt vier Funktionselemente auf. Dies sind zunächst ein erster Biegebalken, oder oberer Biegebalken, und ein zweiter Biegebalken, oder unterer Biegebalken. Statt des Begriffs ”Biegebalken” kann hier auch der Begriff ”Gestellelement” oder „Gestellteil” verwendet werden. Mechanisch betrachtet erfüllen diese Elemente jedoch die Aufgabe eines Biegebalkens. Der erste und der zweite Biegebalken sind durch zwei Säulenelemente, die Zugsäule und die Drucksäule, miteinander verbunden. Die Zugsäule ist dabei der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung zugewandt angeordnet, das heißt benachbart zu den Stößeleinrichtungen angeordnet. Die Drucksäule ist an einem den Stößeleinrichtungen abgewandten Ende der Biegebalken angeordnet. Hieraus ergibt sich dann auch die Terminologie dieser Säulen. Bei dem Beaufschlagen der Presskraft wird die Zugsäule auf Zug beansprucht und die Drucksäule im Wesentlichen auf Druck beansprucht. Des Weiteren dient die Drucksäule zum Abstützen von Kräften senkrecht zu der Pressrichtung, das heißt in einer Betriebsposition der C-Gestell-Presse in horizontaler Richtung.
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Die Zugsäule, die Drucksäule und die beiden Biegebalken definieren eine Gestellebene. Eine Längsachse von der Zugsäule und eine Längsachse von der Drucksäule können in der Gestellebene liegen und diese aufspannen. Genauer gesagt kann die Gestellebene durch die geometrischen Mittelpunkte von der Zugsäule, der Drucksäule, des ersten Biegebalkens und des zweiten Biegebalkens definiert sein. Insbesondere – jedoch nicht zwingend – können der erste Biegebalken, der zweite Biegebalken, die Zugsäule und/oder die Drucksäule eine Symmetrie relativ zu der Gestellebene aufweisen. Die Gestellebene ist dann die Symmetrieebene der jeweiligen Zugsäule, Drucksäule, des ersten Biegebalkens und/oder des zweiten Biegebalkens.
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Eine ”momentenfreie Lagerung” ist in der Terminologie in der technischen Mechanik eine Lagerung, die um eine bestimmte Achse kein Moment oder im Wesentlichen kein Moment überträgt. Ausgenommen können reibungsbedingte Effekte sein. Vorliegend ist diese Achse eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse. Die Zugsäule ist mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreie Lagerung sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Biegebalken verbunden. Eine solche momentenfreie Lagerung kann beispielsweise mittels eines Drehlagers bereitgestellt sein. Die Begrifflichkeit „um eine senkrecht zu der Gestellebene momentenfreie Lagerung” kann somit auch durch „Drehlager” ersetzt werden. Beispielsweise kann ein durch jeweils eine Aussparung in der Zugsäule und dem ersten bzw. zweiten Biegebalken geführter Bolzen die momentfreie Lagerung bereitstellen. Es werden dann bei dem Beaufschlagen der Presskraft über den ersten Biegebalken und den zweiten Biegebalken keinerlei Momente in die Zugsäule eingeleitet. Die Zugsäule wird somit lediglich auf Zug beansprucht. Wie im Folgenden noch detailliert erläutert wird, kann insbesondere die Zugsäule eine oder mehrere Linearführungen für die erste und/oder die zweite Stößeleinrichtung aufweisen, insbesondere für deren jeweilige Stößel. Grundsätzlich können eine oder mehrere Linearführungen für die erste und/oder die zweite Stößeleinrichtung auch separat von der Zugsäule bereitgestellt sein. Diese eine oder mehrere Linearführungen können dann ebenfalls mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellelemente verlaufenden Achse momentenfreien Lagerung an dem ersten Biegebalken und/oder dem zweiten Biegebalken bzw. dem Pressengestell angebracht sein. An einem Ende einer solchen Linearführung kann dann ein Längenausgleich vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer momentenfrei gelagerten Linearführung in dem ersten Biegebalken und/oder dem zweiten Biegebalken bzw. dem Pressengestell.
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Ebenfalls sind die erste Stößeleinrichtung und die zweite Stößeleinrichtung mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufenden Achse momentenfreien Lagerung in dem Pressengestell abgestützt.
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Folglich ist die Zugsäule mit den beiden Biegebalken dergestalt verbunden, dass die Biegebalken trotz einer bei Beaufschlagen der Presskraft auftretenden Verformung keine Biegespannungen, sondern lediglich parallele Zugspannungen in die Zugsäule eintragen. Die Zugsäule verbleibt somit parallel zu der Pressrichtung. Gleiches gilt für die an der Zugsäule und der Drucksäule angebrachte oder ebenfalls momentenfrei in den Biegebalken gelagerte Linearführung. Auch die Stößeleinrichtungen sind momentenfrei in den Biegebalken abgestützt. Dadurch werden Verschiebungen des Aktivstößels und des Passivstößels senkrecht zu der Pressrichtung oder Verdrehungen des Aktivstößels und des Passivstößels während des Pressvorgangs vermieden. Gleichzeitig wird kein starr mit dem Pressengestell verbundener Tisch verwendet, sondern eine ebenfalls momentenfrei in dem Pressengestell abgestützte und mit einer Linearführung geführte Stößeleinrichtung als Tisch verwendet. Beispielsweise wird so an der zweiten Stößeleinrichtung die Last mittels einer Druckstange abgestützt, die sich einerseits auf dem zweiten Biegebalken drehbar abstützt. Folglich bewirkt in der vorgeschlagenen C-Gestell-Presse eine Durchbiegung des unteren bzw. zweiten Biegebalkens zwar ein Absenken der zweiten Stößeleinrichtung bzw. des Tischs oder Passivstößels, aber sie bewirkt keine Verdrehung. Die erforderlichen Parallelitäten zu der Pressrichtung werden somit auch bei hohen Presskräften sicher gehalten.
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Darüber hinaus stellt die Aufteilung des Pressengestells in vier Funktionselemente, nämlich den ersten und den zweiten Biegebalken sowie die Zugsäule und die Drucksäule, insgesamt kleinere Bauteile zum Bearbeiten und Transportieren bereit. Das gesamte Pressengestell wird dann aus vier Einzelteilen zusammengesetzt, was die Bearbeitung der Einzelelemente und ihren Transport vereinfacht. Auch beispielsweise eine Variation der Pressenhöhe kann lediglich durch Austausch der Zugsäule und der Drucksäule bereitgestellt werden. Alle anderen Module der vorgeschlagenen C-Gestell-Presse, beispielsweise die Biegebalken und die Stößeleinrichtungen, können unverändert weiterverwendet werden. Auch ist es beispielsweise möglich, lediglich einen der Biegebalken mit eingangs zugeordneter Stößeleinrichtung auszutauschen, wenn beispielsweise statt eines Passivstößels ein Aktivstößel eingewechselt werden soll. Auf diese Weise kann die C-Gestell-Presse an unterschiedliche Komplexitätsanforderungen angepasst und in Bezug auf Abmessungen und die zu beaufschlagenden Kräfte skaliert werden.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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In einer Ausgestaltung der C-Gestell-Presse kann vorgesehen sein, dass die Zugsäule und die Drucksäule sich jeweils parallel zu der Pressrichtung längserstrecken.
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Dieser besonders einfache konstruktive Aufbau stellt sicher, dass die Zugsäule lediglich Zugspannungen erfährt und die Drucksäule im Wesentlichen bzw. hauptsächlich mit Druckspannungen belastet wird. Des Weiteren kann die Drucksäule dazu vorgesehen sein, auch in einer senkrecht zu der Pressrichtung verlaufenden Ebene liegende Kräfte aufzunehmen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der C-Gestell-Presse kann vorgesehen sein, dass die Drucksäule an einem der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung abgewandten Ende des ersten Biegebalkens und des zweiten Biegebalkens angeordnet ist, und dass die Zugsäule zwischen der Drucksäule und der ersten und der zweiten Stößeleinrichtung angeordnet ist.
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Insbesondere kann dabei die Drucksäule an einem dem Stößel der ersten Stößeleinrichtung abgewandten Ende oder an einem dem Stößel bzw. Tisch der zweiten Stößeleinrichtung abgewandten Ende angeordnet sein. Insbesondere kann die Zugsäule benachbart zu den Stößeln bzw. dem Stößel und dem Tisch der ersten Stößeleinrichtung angeordnet sein.
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Auf diese Weise wird in dem beim Beaufschlagen der Presskraft vorhandenen Pressengestell die beschriebene Druckbeaufschlagung der Drucksäule und Zugbeaufschlagung der Zugsäule bereitgestellt. Gleichzeitig wird eine günstige Lastverteilung erzielt, bei der die Zugsäule einen Großteil der Gegenkräfte der beaufschlagten Presskraft aufnimmt. Eine Biegebeanspruchung des ersten Biegebalkens und des zweiten Biegebalkens wird geringgehalten.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Zugsäule und die Drucksäule jeweils eine Linearführung aufweist, die die erste Stößeleinrichtung und/oder die zweite Stößeleinrichtung parallel zu der Pressrichtung führt. Als Alternative kann insbesondere vorgesehen sein, dass die jeweilige Linearführung, das die erste Stößeleinrichtung und/oder die zweite Stößeleinrichtung parallel zu der Pressrichtung führt, mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellelebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung in dem Pressengestell abgestützt ist. Diese jeweiligen Linearführungen können dann separat von der Zugsäule vorgesehen sein.
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Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Linearführung parallel zur Pressrichtung verläuft und die erste Stößeleinrichtung und die zweite Stößeleinrichtung parallel zu der Pressrichtung bewegt werden und auch bei Beaufschlagung einer Presskraft diese Parallelität nicht verloren geht. Verschiebungen in horizontaler Richtung, das heißt senkrecht zu der Pressrichtung, werden vermieden. Auch wird die Bereitstellung eines Winkelschenkels für die Führung vermieden. Insbesondere die Nutzung der ohnehin vorhandenen Zugsäule in einer Doppelfunktion als gleichzeitige Linearführung führt zu einer Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus und einer Materialersparnis.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Stößeleinrichtung und die zweite Stößeleinrichtung in separaten Linearführungen geführt sind oder gemeinsam in einer Linearführung bzw. einer einzigen Linearführung geführt sind.
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Grundsätzlich sind beide dieser Alternativen denkbar. Insbesondere, wenn die Zugsäule die Linearführung aufweist, kann es sinnvoll sein, über die gesamte Längserstreckung der Zugsäule eine entsprechende Linearführung vorzusehen. Eine solches Linearführung kann beispielsweise als Wälzlager, insbesondere als Rollenlager, aber auch als Gleitlager ausgebildet sein. Beispielsweise in dem Fall, wenn die erste Stößeleinrichtung einen Aktivstößel aufweist, das heißt einen mittels einer Antriebseinrichtung angetriebenen Stößel, und die zweite Stößeleinrichtung einen Passivstößel aufweist, das heißt im Wesentlichen lediglich einen momentenfrei gelagerten und entlang der Linearführung bewegbaren Tisch aufweist, kann aufgrund der verschieden langen Bewegungsvorgänge von Aktiv- und Passivstößel auch eine separate Lagerung vorgesehen sein. Beispielsweise können dann auch verschiedene Typen von Linearführungen verwendet werden. Beispielsweise können Passivstößel in einem Gleitlager geführt sein. Der Aktivstößel kann dann jedoch in einem Rollenlager geführt sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Stößeleinrichtung in einer parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt ist, und wobei die zweite Stößeleinrichtung in einer parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt ist.
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In dieser Ausgestaltung sind somit beide Stößeleinrichtungen in einer Linearführung parallel zu der Pressrichtung geführt. Auf diese Weise können Horizontalverschiebungen während des Pressvorgangs besonders gut vermieden werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass nur entweder die erste Stößeleinrichtung oder die zweite Stößeleinrichtung in einer parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt ist.
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In dieser Ausgestaltung ist nur eine der beiden Stößeleinrichtungen in einer Linearführung parallel zu der Pressrichtung geführt. Auf diese Weise können bereits Horizontalverschiebungen während des Pressvorgangs vermieden werden. Die jeweils andere der ersten und der zweiten Stößeleinrichtung kann dann in einer Führung parallel zu der Pressrichtung geführt sein. Diese Führung kann dann auf beliebige Weise ausgestaltet sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Stößeleinrichtung in einer parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt ist, und wobei die zweite Stößeleinrichtung mittels zumindest eines Hebelelements geführt ist. Insbesondere kann dabei die erste Stößeleinrichtung die zumindest eine Antriebseinrichtung aufweisen.
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In dieser Ausgestaltung ist nur die erste Stößeleinrichtung in einer Linearführung parallel zu der Pressrichtung geführt. Auf diese Weise können bereits Horizontalverschiebungen während des Pressvorgangs vermieden werden. Die Führung der zweiten Stößeleinrichtung ist mittels eines senkrecht zu der Pressrichtung verlaufenden Hebelelements bereitgestellt. Das Hebelelement kann an dem Pressengestell, der Zugsäule oder der Drucksäule mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung verbunden sein. Insbesondere ist das Hebelelement im Bereich eines der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung entfernten Endes des Pressengestells, insbesondere an dem entfernten Ende des Pressengestells, mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung verbunden. Die Länge des Hebelelements ist somit groß. Der Radius, den die Bewegung des Hebelelements bei einer Bewegung der zweiten Stößeleinrichtung beschreibt, ist ebenfalls groß. Insbesondere wenn die zweite Stößeleinrichtung als Passivstößel ausgebildet ist, sind Horizontalverschiebungen dann nur sehr gering oder vernachlässigbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zweite Stößeleinrichtung in einer parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt ist, und wobei die erste Stößeleinrichtung mittels zumindest eines senkrecht zu der Pressrichtung verlaufenden Hebelelements geführt ist, insbesondere wobei die zweite Stößeleinrichtung die zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist.
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In dieser Ausgestaltung ist nur die zweite Stößeleinrichtung in einer Linearführung parallel zu der Pressrichtung geführt. Auf diese Weise können bereits Horizontalverschiebungen während des Pressvorgangs vermieden werden. Die Führung der ersten Stößeleinrichtung ist mittels eines senkrecht zu der Pressrichtung verlaufenden Hebelelements bereitgestellt. Das Hebelelement kann an dem Pressengestell, der Zugsäule oder der Drucksäule mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung verbunden sein. Insbesondere ist das Hebelelement im Bereich eines der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung entfernten Endes des Pressengestells, insbesondere an dem entfernten Ende des Pressengestells, mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung verbunden. Die Länge des Hebelelements ist somit groß. Der Radius, den die Bewegung des Hebelelements bei einer Bewegung der ersten Stößeleinrichtung beschreibt, ist ebenfalls groß. Insbesondere wenn die erste Stößeleinrichtung als Passivstößel ausgebildet ist, sind Horizontalverschiebungen dann nur sehr gering oder vernachlässigbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Linearführungen als Gleitlager ausgebildet.
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Dadurch können die Linearführungen mit technisch geringem Aufwand bereitgestellt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung sind die Linearführungen als Wälzlager, insbesondere als Rollenlager ausgebildet.
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Dadurch können die Stößeleinrichtungen präzise geführt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Zugsäule und die Drucksäule mittels einer Ständereinrichtung am Boden abgestützt sind.
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Die Ständereinrichtung kann dabei an die Zugsäule und die Drucksäule angebracht sein und auf einem Boden abgestützt oder sogar mit diesem verbunden sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Drucksäule mit dem ersten Biegebalken und mit dem zweiten Biegebalken jeweils mittels einer Festlagerung verbunden ist, zumindest ein um eine senkrecht mit der Gestellebene verlaufende Achse wirkendes Moment und eine parallel zu der Gestellebene und senkrecht zu der Pressrichtung wirkende Kraft überträgt.
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Auf diese Weise dient die Drucksäule an der dem Werkstück abgewandten Seite der C-Gestell-Presse als hintere Verbindung der beiden Biegebalken und zur Aussteifung der C-Gestell-Presse zur Vermeidung von Verschiebungen der Biegebalken senkrecht zur Pressrichtung.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass nur entweder die erste oder die zweite Stößeleinrichtung zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist, und dass die entsprechend andere der ersten und der zweiten Stößeleinrichtung als Passivstößel ausgebildet ist, der in der jeweiligen parallel zu der Pressrichtung verlaufenden Linearführung geführt und mittels einer Druckstange über eine um eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreien Lagerung an dem Pressengestell abgestützt ist.
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Wie bereits voranstehend geschildert, übernimmt der Passivstößel im Wesentlichen die von einem Tisch bekannte Funktion bei der Bearbeitung eines Werkstücks. Auf diese Weise wird die C-Gestell-Presse derart ausgebildet, dass entweder von oben oder von unten ein Aktivstößel gebildet wird, der mittels einer Antriebseinrichtung eine Presskraft beaufschlagt. Die jeweils andere Stößeleinrichtung ist als Passivstößel ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die in der Betriebsposition der C-Gestell-Presse obere Stößeleinrichtung als Aktivstößel ausgebildet, und die in der Betriebsposition der C-Gestell-Presse untere Stößeleinrichtung ist als Passivstößel ausgebildet. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist jedoch der Passivstößel nicht starr in dem Pressengestell abgestützt, sondern mittels einer Druckstange über eine senkrecht zu der Gestellebene verlaufende Achse momentenfreie Lagerung an dem Pressengestell abgestützt und in einer Linearführung parallel zu der Pressrichtung geführt. Auf diese Weise bewirkt ein Aufbiegen des Pressengestells keine Verdrehung des Passivstößels sondern lediglich ein geringfügiges Verschieben in der Pressrichtung.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass sowohl die erste Stößeleinrichtung als auch die zweite Stößeleinrichtung jeweils zumindest eine Antriebseinrichtung aufweist.
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Es ist somit möglich, dass beide Stößeleinrichtungen als Aktivstößel ausgebildet sind und zum Beaufschlagen der Presskraft beitragen. Das Beaufschlagen der Presskraft auf das Werkzeug bzw. das Werkstück durch zwei gegenläufige Pressenstößel bietet viele Vorteile. Insbesondere können beispielsweise ein Schließhub und ein Arbeitshub mit getrenntem Antriebssystem ausgeführt werden. Es kann beispielsweise zunächst mittels einer Stößeleinrichtung der Schließhub ausgeführt werden und dann mittels der anderen der Arbeitshub. Folglich können die Antriebseinrichtungen auf diese spezifischen Anforderungen hin ausgelegt werden. Der Schließhub bildet durch eine lange Wegstrecke eine hohe Geschwindigkeit aber nur bei geringer Kraft. Der Arbeitshub hingegen wird auf einer kurzen Wegstrecke jedoch mit hoher Kraft zurückgelegt. Des Weiteren ermöglicht diese Ausgestaltung einen höheren Gesamthub, insbesondere bei Kniehebelantrieben. Zumindest ein doppelter Hub kann offensichtlich realisiert werden. Auch eine Energieersparnis kann mithilfe dieser Systeme erzielt werden, weil beispielsweise ein Blechhalter nach dem Schließhub während des mittels der anderen Antriebseinrichtung vollführten Arbeitshubs keine Arbeit verrichten muss.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine von der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung zumindest zwei Antriebseinrichtungen aufweist, die getrennt voneinander regelbar und senkrecht zu der Pressrichtung versetzt an einen Stößel der jeweiligen Stößeleinrichtung angelenkt sind.
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Auf diese Weise wird somit ein Stößel der jeweiligen Stößeleinrichtung an zwei verschiedenen Punkten mit einer Kraft beaufschlagt. Auf diese Weise wird die auf den Stößel beaufschlagte Kraft an mehreren Punkten in den Stößel eingeleitet und gleichmäßig über eine große Fläche verteilt. Dies ermöglicht eine größere Tischtiefe. Durch die getrennte Regelbarkeit wird aber auch zusätzlich ermöglicht, gerade bei Stößeln mit großer Tiefe, die Stößel bzw. die eingebrachten Werkzeuge senkrecht zu der Pressrichtung zu halten. Dadurch, dass die Bewegung dieses Stößels durch zwei separat voneinander regelbare Antriebseinrichtungen erfolgt, die jeweils an der Stößelhinterseite und an der Stößelvorderseite, in Tiefenrichtung betrachtet, angreifen, kann vermieden werden, dass die Linearführung durch außermittige Kräfte belastet wird. Wie beschrieben kann eine Tiefe der Stößel vergrößert werden. Die Dimension ”tief” bezeichnet hier die Dimension innerhalb der Gestellebene und senkrecht zu der Pressrichtung. Eine Tischbreite, das heißt ein Erstrecken des Tischs senkrecht zu der Gestellebene, kann gleichgehalten werden, und dabei können höhere Presskräfte durch die erhöhte Anzahl von Antriebseinrichtungen aufgebracht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der C-Gestell-Presse kann vorgesehen sein, dass zumindest eine von der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung eine Neigungssensoreinrichtung aufweist, die eine Neigung eines Stößels der jeweiligen Stößeleinrichtung relativ zu der Zugsäule und/oder einer Linearführung erfasst. Insbesondere können beide Stößeleinrichtungen eine Neigungssensoreinrichtung aufweisen.
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Auf diese Weise wird es möglich, eine Neigung eines jeweiligen Stößels zu erfassen. Insbesondere wird dabei ein Winkel zwischen dem jeweiligen Stößel und der zugeordneten Linearführung erfasst. Bei der gewünschten Ausrichtung beträgt dieser Winkel genau 90°. Der jeweilige Stößel ist im einzuregelnden Fall genau rechtwinklig zu der Linearführung ausgerichtet. Abweichungen können mittels eines Neigungssensors erfasst werden. Dadurch kann ermittelt werden, ob ein jeweiliger Stößel ”hängt” oder bezüglich der Linearführung nach oben ”verkippt” ist. Mittels der voranstehend beschriebenen Stellmöglichkeit, insbesondere mittels eines Exzenters, kann in einem Regelkreis darauf reagiert werden und die gewünschte rechtwinklige Anordnung eines jeweiligen Stößels gegenüber der zugeordneten Linearführung gehalten werden. Dies ermöglicht dann gleichzeitig die parallele Ausrichtung der Stößel der ersten Stößeleinrichtung und der zweiten Stößeleinrichtung jeweils senkrecht zu der Pressrichtung.
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In einer Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass die Neigungssensoreinrichtung durch zumindest zwei Abstandssensoren ausgebildet ist, die parallel zu der Pressrichtung versetzt an dem jeweiligen Stößel angeordnet sind und jeweils einen Abstand zwischen dem Stößel und der jeweiligen Linearführung senkrecht zu der Pressrichtung messen.
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Auf diese Weise kann eine Neigung relativ zu der Linearführung gemessen werden. Bei gewünschter rechtwinkliger Ausrichtung würden die Abstände mit zumindest zwei Abstandssensoren identisch sein. Weichen diese voneinander ab, kann über die Neigung rückgeschlossen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Neigungssensoreinrichtung durch zumindest zwei Abstandssensoren ausgebildet ist, die senkrecht zu der Pressrichtung versetzt an dem jeweiligen Stößel angeordnet sind und jeweils einen Abstand zwischen dem Stößel und einer Referenzleiste parallel zu der Pressrichtung messen, wobei sich die Referenzleiste senkrecht zu der Pressrichtung ausgehend von der Zugsäule und/oder einer Linearführung erstreckt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Referenzleiste einstückig mit der Zugsäule ausgebildet ist. Grundsätzlich kann sie jedoch auch als separates Element fest mit der Zugsäule verbunden sein. Die Referenzleiste erstreckt sich folglich senkrecht zu der Pressrichtung. Aufgrund der einstückigen Ausbildung und der Verbindung mit der Zugsäule ändert sich ihre Ausrichtung auch bei Beaufschlagung der Presskraft nicht. Folglich kann auch hier mittels zumindest zwei Abstandssensoren die Neigung des jeweiligen Stößels gegenüber der Referenzleiste bestimmt werden. Darüber kann auch auf die Neigung gegenüber der Zugsäule und der Linearführung rückgeschlossen werden. Sind die mittels der zumindest zwei Abstandssensoren gemessenen Abstände identisch, ist auch hier der jeweilige Stößel wie gewünscht ausgerichtet. Ermitteln die zumindest zwei Abstandssensoren verschiedene Abstände, kann aus der Differenz auf eine Neigung des jeweiligen Stößels gegenüber der Referenzleiste geschlossen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der C-Gestell-Presse kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Antriebseinrichtung einen Stößel und zumindest eine Antriebseinheit aufweist, die den Stößel antreibt. Insbesondere kann die Antriebseinheit den Stößel direkt antreiben, insbesondere kann die Antriebseinheit zumindest ein Hydraulikzylinder oder zumindest eine Servospindel sein.
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Mit dieser Antriebseinheit kann die Antriebseinrichtung auf grundsätzlich einfache Weise bereitgestellt sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Antriebseinrichtung eine Antriebseinheit aufweist, die über einen ersten Kniehebel und einen zweiten Kniehebel mit der Stößeleinrichtung verbunden ist, um die Stößeleinrichtung in der Pressrichtung zu bewegen. Dadurch lässt sich ein nahezu linearer Kraft-Weg-Verlauf der Stößeleinrichtung einstellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Drucksäule mit dem ersten Biegebalken und mit dem zweiten Biegebalken einstückig ausgebildet sein.
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Dadurch kann ein besonders stabiler Pressenrahmen mit technisch geringem Auswand bereitgestellt werden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine C-Gestell-Presse nach dem Stand der Technik zum Verdeutlichen der sich ergebenden Problematiken,
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2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse mit Gleitlager;
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3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse mit Rollenlager,
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4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse mit einstückigem Pressenrahmen,
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5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse,
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6 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse,
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7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse, und
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8a, b noch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse.
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Die 1 zeigt eine bekannte C-Gestell-Presse nach dem Stand der Technik anhand der, wie in der Beschreibungseinleitung beschrieben, die Problematik des Aufbiegens bei Kraftbeaufschlagung verdeutlicht ist. Der dargestellte Zustand entspricht folglich in übertriebener Darstellung der aufgebogenen Stellung bei Kraftbeaufschlagung.
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Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße C-Gestell-Presse 10. Die erfindungsgemäße C-Gestell-Presse 10 weist ein Pressengestell 12 auf.
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Das Pressengestell 12 weist einen ersten Biegebalken 18 und einen zweiten Biegebalken 20 auf. Der erste Biegebalken 18 ist in der bereitgestellten Ausführungsform in einer Betriebsposition der C-Gestell-Presse 10 ”oben” angeordnet. Der zweite Biegebalken 20 ist entsprechend ”unten” angeordnet. Der erste Biegebalken 18 und der zweite Biegebalken 20 sind mittels einer Zugsäule 22 und einer Drucksäule 24 miteinander verbunden.
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Der erste Biegebalken 18, der zweite Biegebalken 20, die Zugsäule 22 und die Drucksäule 24 definieren eine Gestellebene 28. In der in 2 dargestellten Ansicht ist die Gestellebene 28 die X-Y-Ebene. Die Gestellebene 28 kann durch eine Längsachse 21 der Zugsäule 22 und eine Längsachse 27 der Drucksäule 24 aufgespannt sein. Insbesondere kann die Gestellebene 28 durch die geometrischen Mittelpunkte des ersten Biegebalkens 18, des zweiten Biegebalkens 20, der Zugsäule 22 und der Drucksäule 24 aufgespannt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Pressengestell 12 in einer Z-Richtung symmetrisch aufgebaut ist. Dann kann die Gestellebene 28 die Symmetrieebene des Pressengestells 12 sein.
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Die C-Gestell-Presse 10 weist eine erste Stößeleinrichtung 14 und eine zweite Stößeleinrichtung 16 auf. Die erste Stößeleinrichtung 14 ist dem ersten Biegebalken 18 zugeordnet. Die zweite Stößeleinrichtung 16 ist dem zweiten Biegebalken 20 zugeordnet. Ein Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 und ein Stößel 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 liegen einander gegenüber. Die Stößel 37 und 41 sind in einer Pressrichtung 26 relativ zueinander bewegbar. In einer Betriebsposition der C-Gestell-Presse 10 ist die Pressrichtung die Vertikalrichtung. Für die Gestellebene 28 gilt weiterhin, dass in einer Betriebsposition der C-Gestell-Presse 10 die Gestellebene 28 eine Vertikalebene ist, die durch die geometrische Mitte 23 der Zugsäule 22 und die geometrische Mitte 25 der Drucksäule 24 verläuft. Die geometrische Mitte 23 der Zugsäule 22 und die geometrische Mitte 25 der Drucksäule 24 sind in der 2 schematisch dargestellt. Bei einer Erstreckung der Zugsäule 22 bzw. der Drucksäule 24 in Z-Richtung liegen die geometrischen Mitten 23, 25 entsprechend innerhalb der Zugsäule 23 bzw. der Drucksäule 24.
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Der erste Biegebalken 18 ist mittels eines Festlagers 30 mit der Drucksäule 24 verbunden. Der zweite Biegebalken 20 ist mittels eines Festlagers 32 mit der Drucksäule 24 verbunden. Die Festlager 30, 32 übertragen jeweils zumindest Kräfte in X-Richtung, das heißt in horizontaler Richtung oder Richtung senkrecht zu der Pressrichtung 26. Des Weiteren übertragen die Festlager 30, 32 Momente um die Z-Achse oder um eine Richtung senkrecht zu der Gestellebene 28 und damit auch Kräfte in Y-Richtung.
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Die Zugsäule 22 ist mittels einer ersten Zugsäulenlagerung 34 mit dem ersten Biegebalken 18 verbunden. Des Weiteren ist die Zugsäule 23 mit einer zweiten Zugsäulenlagerung 36 mit dem zweiten Biegebalken 20 verbunden. Bei der Zugsäulenlagerung 34, 36 kann es sich beispielsweise jeweils um ein Drehlager handeln. Allgemein gesprochen sind die Zugsäulenlagerungen 34, 36 derart ausgebildet, dass sie um die Z-Richtung oder um eine senkrecht zu der Gestellebene 28 verlaufende Richtung keine Momente übertragen. Es handelt sich somit um eine um eine senkrecht zu der Gestellebene 28 verlaufende Richtung momentenfreie Lagerung. Beispielsweise kann diese mittels einer Bolzenverbindung zwischen dem ersten Biegebalken 18 bzw. dem zweiten Biegebalken 20 und der Zugsäule 22 bereitgestellt sein. Auf diese Weise können Biegebalken 18, 20 bei Beaufschlagung einer Presskraft in der Pressrichtung 26 keinerlei Elemente in die Zugsäule 22 eingeleitet werden. Die Zugsäule 22 wird ausschließlich auf Zug beansprucht. Entsprechende Druckkräfte werden über die Festlager 30, 32 in die Drucksäule 24 eingeleitet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch bei Beaufschlagung einer Presskraft in der Pressrichtung 26 die Zugsäule 22 in Y-Richtung oder parallel zu der Pressrichtung 26 beibehält. Mit anderen Worten verläuft eine gerade Linie zwischen den Zugsäulenlagerungen 34 und 36 stets parallel zu der Pressrichtung 26.
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Die erste Stößeleinrichtung 14 ist mittels einer um eine Achse senkrecht zu der Gestellebene 28 oder der Z-Richtung momentenfreien Lagerung an dem Pressengestell 12 abgestützt. Genauer gesagt ist die erste Stößeleinrichtung 14 mittels einer um eine zu der Gestellebene 28 senkrechte Achse momentenfreien Lagerung 38, 39, 40 an dem ersten Biegebalken 18 abgestützt. Gleiches gilt für die zweite Stößeleinrichtung 16. Diese ist mittels einer um eine zu der Gestellebene 28 senkrechten Achse momentenfreien Lagerung 42, 43 in dem Pressengestell 12 abgestützt. Genauer gesagt ist die zweite Stößeleinrichtung 16 mittels der um eine zu der Gestellebene 28 momentenfreien Lagerung 42, 43 an dem zweiten Biegebalken 20 abgestützt.
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Die momentenfreie Lagerung der ersten Stößeleinrichtung 14 ist bereitgestellt, indem der Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 über eine erste Antriebseinrichtung 60 angelenkt ist, die wiederum mittels Drehlagern 39, 40 an dem ersten Biegebalken 18 abgestützt ist. Selbstverständlich können auch andere Anzahlen von Anlenkpunkten an dem ersten Biegebalken 18 bzw. dem Stößel 37 gewählt sein. Wichtig ist jedoch, dass die Abstützung der ersten Stößeleinrichtung 14 bzw. des Stößels 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 an dem ersten Biegebalken 18 derart erfolgt, dass wiederum eine senkrecht zu der Gestellebene 28 verlaufende Achse momentenfrei ist. Gleiches gilt für die zweite Stößeleinrichtung 16 bzw. deren Stößel 41 und seine Abstützung auf dem zweiten Biegebalken 20. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Stößeleinrichtung 16 als Passivstößel ausgebildet. Der Stößel 41 ist mittels einer Druckstange 50 an dem zweiten Biegebalken 20 abgestützt. Dabei ist die Druckstange 50 beispielsweise mittels eines Drehlagers 42 an den Stößel 41 angelenkt und mittels eines weiteren Drehlagers 43 an dem zweiten Biegebalken 20 abgestützt. Auf diese Weise ist auch die zweite Stößeleinrichtung 16 bzw. deren Stößel 41 mittels einer um eine Achse senkrecht zu der Gestellebene 28 momentenfreie Lagerung an dem zweiten Biegebalken 20 oder dem Pressengestell 12 abgestützt.
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Der Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 ist mittels Linearführungen 46, 47 parallel zu der Pressrichtung 26 geführt. Die Linearführung 46 ist in der dargestellten Ausführungsform an der Zugsäule 22 angeordnet und die Linearführung 47 ist an der Drucksäule 24 angeordnet. Der Stößel 37 ist somit mittels der Linearführungen 46, 47 sowohl an der Zugsäule 22 als auch an der Drucksäule 24 parallel zu der Pressrichtung 26 geführt. Auch die zweite Stößeleinrichtung 16, genauer gesagt deren Stößel 41, ist mittels Linearführungen 48, 49 die an der Zugsäule 22 bzw. an der Drucksäule 24 angeordnet sind, parallel zu der Pressrichtung 26 geführt. Der Stößel 41 ist somit mittels der Linearführungen 48, 49 sowohl an der Zugsäule 22 als auch an der Drucksäule 24 parallel zu der Pressrichtung 26 geführt. Durch die momentenfreie Abstützung der ersten Stößeleinrichtung 14 an dem Pressengestell 12 bzw. dem ersten Biegebalken 18 und die Linearführungen 46, 47 parallel zu der Pressrichtung 26 ist sichergestellt, dass sich der Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 parallel in Pressrichtung 26 bewegt. Es erfolgt kein Momenteneintrag in den Stößel 37 und keine Verbiegung der ersten Stößeleinrichtung 14 und der momentenfreien Abstützung an dem ersten Biegebalken 18 des Pressengestells 12. Die Linearführungen 46, 47 stellen sicher, dass der Stößel 37 sich nicht in X-Richtung, das heißt senkrecht zu der Pressrichtung 26, bewegen kann und in der Pressrichtung 26 geführt ist. Gleiches gilt für die zweite Stößeleinrichtung 16. Es ist sichergestellt, dass sich der Stößel 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 bei Druckbeaufschlagung nicht neigt bzw. verdreht. Die momentenfreie Lagerung 42, 43 an dem zweiten Biegebalken 20 des Pressengestells 12 bewirkt, dass selbst bei Druckbeaufschlagung und einer Verbiegung des zweiten Biegebalkens 20 der Stößel 41 seine Orientierung beibehält und lediglich etwas in negativer Y-Richtung, d. h. nach unten, absenkt. Dies kommt daher, da bei Druckbeaufschlagung sich der Lagerpunkt 43 absenkt. Die Linearführungen 48, 49 sorgen dafür, dass sich der Stößel 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 zusammen mit der Druckstange 50 zwar negativ in Y-Richtung bewegen kann, seine Position senkrecht zu der Pressrichtung 26, das heißt in X-Richtung, jedoch hält.
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Bei einer Beaufschlagung der Presskraft verbiegen sich somit die Biegebalken 18, 20. Die Zugsäule 22 hält jedoch aufgrund der momentenfreien Lagerung 34, 36 ihre Ausrichtung parallel zur Pressrichtung 26, das heißt parallel zur Y-Richtung. Gleiches gilt für die erste Stößeleinrichtung 14 und die zweite Stößeleinrichtung 16 aufgrund ihrer momentenfreien Abstützung 38, 39, 40 bzw. 42, 43 an dem ersten Biegebalken 18 und dem zweiten Biegebalken 20 des Pressengestells 12. Eine Aufbiegung der Stößeleinrichtungen wird so vermieden, und sie halten ihre Ausrichtung auch bei Beaufschlagung mit Presskraft. Die Linearführungen 46, 47, 48, 49 halten dabei die Position der Stößeleinrichtungen 14, 16 bzw. deren Stößel 37, 41 senkrecht zur Pressrichtung 26. In der dargestellten Ausführungsform sind die Linearführungen 46, 48 an der Zugsäule 22 und die Linearführungen 47, 49 an der Drucksäule 24 angeordnet, die ihre jeweilige Position relativ zur Pressrichtung 26 ebenfalls hält, so dass auch hierdurch keinerlei Neigungen bewirkt werden. In alternativer Ausgestaltung kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Linearführungen 46, 47, 48, 49 oder eine gemeinsame Linearführung für beide Stößel 37, 41 an einem von der Zugsäule 22 und der Drucksäule 24 separaten Element angeordnet sind, das dann wiederum mittels einer um eine senkrecht zu der Gestellebene 28 verlaufende Achse momentenfreien Lagerung mit dem Pressengestell, insbesondere dem ersten Biegebalken 18 und dem zweiten Biegebalken 20, verbunden ist. Dies kann ähnlich zu den Lagerungen 34, 36 erfolgen.
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Die Linearführungen 46, 47, 48, 49 sind in der in 2 dargestellten Ausführungsform als Gleitlager ausgebildet.
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Mit der Zugsäule 22 und der Drucksäule 24 verbunden ist eine Ständereinrichtung 56. Mittels der Ständereinrichtung 56 ist die C-Gestell-Presse 10 an einem Boden 58 abgestützt oder mit diesem verbunden.
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In der in der 2 dargestellten Ausführungsform weist lediglich die erste Stößeleinrichtung 14 eine erste Antriebseinrichtung 60 auf. Somit kann der Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 als Aktivstößel wirken. Die zweite Stößeleinrichtung 16 weist keine eigene Antriebseinrichtung auf. Der Stößel 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 wirkt daher als Passivstößel. In klassischer Terminologie würde man daher am ehesten den Stößel 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 als ”Stößel” bezeichnen und den Passivstößel 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 als ”Tisch”.
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Die Antriebseinrichtung 60 weist eine Kinematik 62 in Form eines Kniehebels auf. Des Weiteren ist eine Antriebseinheit 65 vorgesehen, die über die Kinematik 62 mit dem Stößel 37 in Wirkverbindung steht. Bei der Antriebseinheit 65 kann es sich beispielsweise um einen Druckzylinder oder eine Servospindel handeln.
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Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer C-Gestell-Presse 10. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wirken auf gleiche Weise und werden daher nicht näher im Detail beschrieben. Die Linearführungen 46, 47, 48, 49 sind in dieser Ausführungsform als Rollenlager ausgebildet, so dass eine besonders reibungsarme und präzise Lagerung der Stößel 37, 41 möglich ist.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer C-Gestell-Presse 10. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wirken auf gleiche Weise und werden daher nicht näher im Detail beschrieben. Die Drucksäule 24 und die Biegebalken 18, 20 sind in dieser Ausführungsform einstückig ausgebildet. Die Biegebalken 18, 20 und die Drucksäule 24 bilden somit zusammen einen einstückigen Pressenrahmen, der beispielsweise als Gussteil gefertigt werden kann. Dadurch kann die C-Gestell-Presse 10 mit geringerem technischen Auswand gefertigt werden. Die Linearführungen 47, 49 sind wie oben beschrieben an der Drucksäule 24 ausgebildet, um die Stößel 37, 41 beweglich zu lagern. In 4 ist die C-Gestell-Presse 10 mit Gleitlagern ausgebildet, wobei ebenfalls Rollenlager in dieser Ausführungsform zur Anwendung kommen können.
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Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform die Linearführungen 46, 48 der Zugsäule 22 als Gleitlager und die Linearführungen 47, 49 der Drucksäule 24 als Rollenlager ausgebildet sein können und umgekehrt.
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In der 5 ist eine erste Ausgestaltung gezeigt, die darstellt, wie ein Neigungssensor für die Stößel 37, 41 in der erfindungsgemäßen C-Gestell-Presse 10 ausgebildet sein kann. Der Neigungssensor ist allgemein in dem ersten Stößel 37 mit 92 bezeichnet und in dem zweiten Stößel 41 mit 94 bezeichnet. Der erste Neigungssensor 92 weist hierzu zwei Abstandssensoren 99, 100 auf, die parallel zu der Pressrichtung 26 voneinander beabstandet an dem Stößel 37 vorgesehen sind. Sie vermessen einen Abstand senkrecht zu der Pressrichtung 26 relativ zu der Zugsäule 22. Entsprechendes gilt für parallel zu der Pressrichtung 26 voneinander beabstandete Abstandssensoren 96 und 97 des Stößels 41. Sind die durch die Abstandssensoren 99 und 100 ermittelten Abstände identisch, ist der Stößel 37 wie gewünscht senkrecht zur Pressrichtung 26 und der Zugsäule 22 ausgerichtet. Gleiches gilt für die Abstandssensoren 96 und 97 des Stößels 41. Sind die Abstände verschieden, ist eine Neigung festgestellt.
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In der 6 ist eine weitere Ausgestaltung für einen Neigungssensor 92 des Stößels 37 der ersten Stößeleinrichtung 14 und ein Neigungssensor 94 des Stößels 41 der zweiten Stößeleinrichtung 16 dargestellt.
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Der Neigungssensor 92 weist wiederum zwei Abstandssensoren 99 und 100 auf. Diese sind jedoch in der dargestellten Ausgestaltung senkrecht zu der Pressrichtung 26 voneinander beabstandet an dem Stößel 37 angeordnet. Von der Zugsäule 22 ausgehend erstreckt sich senkrecht von der Zugsäule 22 weg, das heißt auch senkrecht zu der Pressrichtung 26, eine Referenzleiste 102. Die Abstandssensoren 99, 100 messen jeweils parallel zu der Pressrichtung 26 einen Abstand des Stößels 37 zu der Referenzleiste 102.
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Gleiches gilt für die Abstandssensoren 96 und 97, die entsprechend mit einer Referenzleiste 104 zusammenwirken. Die in der 6 dargestellte Ausführungsform kann unter Umständen eine Neigung des jeweiligen Stößels 37, 41 mit etwas höherer Genauigkeit bestimmen, da aufgrund der Tiefenerstreckung der Stößel 37, 41, genauer gesagt einer größeren Erstreckung in X-Richtung gegenüber der Erstreckung in Y-Richtung die Beabstandung der Abstandssensoren 99 und 100 bzw. 96 und 97 größer ausfallen kann. Somit können auch kleinere Neigungswinkel genauer erfasst werden. Allerdings sind in der Ausgestaltung der 6 gegenüber der Ausgestaltung in der 5 die Referenzleisten vorzusehen.
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Die 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer C-Gestell-Presse 10. Gleiche Elemente sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und wirken auf gleiche Weise und werden daher nicht näher im Detail beschrieben. In der in der 7 dargestellten Ausführungsform sind in der ersten Stößeleinrichtung 14 zwei separat voneinander regelbare Antriebseinrichtungen 60 und 78 vorgesehen. Jede Antriebseinrichtung weist jeweils eine Antriebseinheit 65 bzw. 66 auf. Gleiches gilt für die zweite Stößeleinrichtung 16, die zwei Antriebseinheiten 64 und 80 aufweist. Dabei weist die Antriebseinrichtung 64 die Antriebseinheit 67 auf und die Antriebseinrichtung 80 die Antriebseinheit 68 auf. Beide bzw. alle Antriebseinheiten 65 bis 68 sind als Servospindeln bereitgestellt. Alternativ können die Antriebseinheiten 65 bis 68 als Hydraulikantriebe bzw. Hydraulikzylinder ausgebildet sein, die auch in Kombination mit den Servospindeln verwendet werden können. Jede ist direkt an den jeweiligen Stößel 37 bzw. 41 angelenkt. Es ist somit nicht zwingend, Kinematik in Form von Kniehebeln usw. vorzusehen. Durch die paarweise Anordnung von separat regelbaren Antrieben und die Verwendung der Messignale der Abstandsensoren 96, 97, 99, 100 kann eine drohende Neigung der Stößeleinrichtung 14 verhindert werden.
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8a, b zeigt zwei Darstellungen einer weiteren Ausführungsform einer C-Gestellpresse 10. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden im Folgenden nicht erneut erläutert.
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In dieser Ausführungsform ist nur die erste Stößeleinrichtung in der parallel zu der Pressrichtung 26 verlaufenden Linearführungen 46, 47 geführt. Die zweite Stößeleinrichtung 16 ist mittels zumindest eines senkrecht zu der Pressrichtung 26 verlaufenden Hebelelements geführt. In der dargestellten Ausführungsform ist genau ein Hebelelement vorgesehen. Die erste Stößeleinrichtung 14 weist zumindest eine Antriebseinrichtung 60 auf.
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Das die zweite Stößeleinrichtung 16 führende Hebelelement 122 ist ebenfalls mittels einer um eine Achse senkrecht zu der Gestellebene 28 oder der Z-Richtung momentenfreien Lagerung 126 abgestützt. Das erste Hebelelement kann dabei an dem Biegebalken 20, der Zugsäule 22, der Drucksäule 24 oder dem Pressengestell 12 abgestützt sein. In der 8a, b ist das Hebelelement 122 beispielhaft an dem Biegebalken 20 abgestützt. Es kann aber grundsätzlich auch eine Abstützung an der Drucksäule 24 vorgesehen sein.
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Aufgrund des relativ langen Hebelelements 122 und der Ausbildung der zweiten Stößeleinrichtung 16 als Passivstößel kommt es auch so nur zu einer geringen Horizontalverschiebung während eines Pressvorgangs.
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Die Antriebseinrichtungen 60 weist eine Antriebseinheit 106 auf, die über einen ersten Kniehebel 108 und einen zweiten Kniehebel 110 mit dem Stößel 37 verbunden ist, um den Stößel 37 in der Pressrichtung 26 zu bewegen. Der erste Kniehebel 108 ist in Reihe mit dem zweiten Kniehebel 110 geschaltet, so dass die Kraft von der Antriebseinheit 106 auf den ersten Kniehebel 108 übertragen wird und von dem ersten Kniehebel auf den zweiten Kniehebel 110 übertragen wird, die mit dem Stößel 37 verbunden ist. Der zweite Kniehebel 110 ist dabei gegenläufig zu dem ersten Kniehebel 108 angeordnet bzw. gelagert. Dadurch kann ein annähernd konstanter Kraft-Weg-Verlauf den Stößels 37 erzielt werden. Durch eine bestimmte Wahl der Winkel und Längen zwischen der Antriebseinheit 106 und dem ersten Kniehebel 108 kann der Kraft-Weg-Verlauf des Stößels 37 weiter optimiert werden. Durch ein in der Länge einstellbares Verstellelement zwischen der Antriebseinheit 106 und dem ersten Kniehebel 108 kann der Kraft-Weg-Verlauf des Stößels 37 variabel einstellbar ausgestaltet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012102526 A1 [0008]
- DE 3137799 A1 [0009]
- DE 4224277 A1 [0009]
- DE 10028346 A1 [0009]
