DE3338542T1

DE3338542T1 - Hydraulische Presse

Info

Publication number: DE3338542T1
Application number: DE19833338542
Authority: DE
Inventors: Bo Mariestad Fjellman
Original assignee: Fjellman Press AB, Mariestad
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-10-31
Also published as: GB2130961A; GB8330375D0; US4589836A; WO1983003382A1; EP0116046A1; DE3369277D1; SE429944B; SE8201802L; GB2130961B; EP0116046B1

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler t 1973
Anmelderin: Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

Fjellman Press AB Dr.-Ing. K. Schönwald

^J Dr. J. F. Fues

BOX 7 Dipl.-Chem. Alek von Kreisler

Dipl.-Chem. Carola Keller
S-542 01 MARIESTAD Dipl.-Ing. G. Selting

Schweden Dr. H,K. Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

16. April 1984
Sg-DB/my

Hydraulische Presse

Bekannte hydraulische Pressen können häufig in zwei Grundtypen eingeteilt werden. Bei der einen Type haben sie einen schweren Rahmen, der im allgemeinen aus parallelen Rahmen aus Stahlblech mit einer festen Preßplatte oder einem Tisch und einer beweglichen Preßplatte oder einem Tisch besteht, die bzw. der durch krafterzeugende Mittel betätigt wird. Die andere Type veist zwei schwere Platten- oder Preßstempelkonstruktionen auf, die jeweils eine Preßplatte oder einen Preßtisch tragen oder bilden können. Die Konstruktionen können mit Hilfe von krafterzeugenden Mitteln und von Jochen oder C-förmigen Zwischenstücken gegeneinander oder voneinanderweg bewegt werden. Fig. la, Ib und Fig. 2 der Zeichnungen beziehen sich auf diese Verbindung.

Fig. 1 zeigt Plattenrahmen 1 mit Oberteilen 3 und Unterteilen 5, während die Nummern 7 und 9 eine feste bzw. eine bewegliche Preßplatte bezeichnen, wobei die

Telefon: (0221) 1310 41 · Telex: 888 2307 dopa d -Telegramm: Oompatent Köln

bewegliche Platte von Hydraulikzylindern 11 betätigt wird. In Fig. 2 beziehen sich die Bezugsziffern 21 bzw. 23 auf obere und untere Preßplattenkonstruktionen mit jeweils oberen und unteren Preßplatten 25 und 27, während 29, 31 ein Joch kennzeichnen, das die Preßplattenkonstruktionen 21 und 23.zusammenhalt. Die Preßplattenkonstruktionen 21 und 23 können mit Hilfe des Joches und von Hydraulikzylindern 33 gegeneinander gepreßt werden.

Wenn mit Hilfe der Hydraulikzylinder Kräfte ausgeübt werden, verbiegen sich die Rahmen 1 und die Teile 21, 23 in der in Fig. 3 bzw. 4 übertrieben gezeichneten Art und Weise. In vielen Fällen hat dies beträchtliche Nachteile, z.B. beim Pressen von Schallplatten, die eine sehr gleichmäßige Dicke aufweisen müssen, beim Formen von Produkten in Formen, die parallel gehalten werden müssen, beim Tiefziehen von dünnen Platten in Preßwerkzeugen, Abscheren, Kantenfalten von Platten, Rohren usw.. .

Es wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, um die in den Figuren 3 und 4 illustrierte Durchbiegung zu verringern. Die Rahmen, Preß Stempelkonstruktionen usw. können durch Steigerung ihres Materialgehaltes sehr steif gemacht werden, jedoch ist dies eine teure Lösung, die außerdem das Gewicht der Presse erhöht. Die Oberflächen können durch ungleichmäßige Erhitzung der Rahmen eine Ausgangswölbung erhalten, um die Durchbiegung innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten, wenn die Kraft ausgeübt wird. Dies ist jedoch eine Lösung, die auch in funktionsmäßiger Hinsicht verhältnismäßig teuer ist und die im übrigen nur für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen brauchbar ist. Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die Platte auf einem hydrostatischen

Bett schwimmend anzuordnen, was teuer ist und auch besondere Sicherheitsmaßnahmen erfordert.

Die Erfindung schafft ein allgemein anwendbares Prinzip, das den vorliegenden Wünschen hinsichtlich der Form der Preßoberfläche der Preßplatte während des Preßvorganges bei einer Hochdruckpresse genügt. Eine erfindungsgemäße hydraulische Presse umfaßt einen Rahmen mit Preßplatten, von denen wenigstens eine von einer Preßplattenkonstruktion getragen oder gebildet wird, die zur Ermöglichung der übertragung von Preßkraft auf den Preßling zwischen den Platten eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Presse ist dadurch gekennzeichnet, daß die die Preßplatte tragende oder bildende Preßplattenkonstruktion im wesentlichen ausschließlich von Haltern getragen wird, die zwischen den Grenzrändern der Konstruktion angeordnet sind, wobei die Position dieser Halter einstellbar ist, so daß die Preßplattenoberfläche während des Preßvorganges eine vorgegebene Form annimmt.

In den meisten Fällen ist die gewünschte Preßfläche so flach und eben wie möglich oder sie folgt der Form der anderen Preßplatte, wodurch soweit als möglich eine gleichmäßige Dicke der produzierten Gegenstände gewährleistet ist.

Es ist hervorzuheben, daß die Druckplattenkonstruktion hinsichtlich Bewegungen in Preßrichtung in bezug auf den Pressenrahmen frei sein soll, d.h. von ihm nicht eingeklemmt oder anders gehalten sein soll als über die erwähnten Halter. Außerdem wird betont, daß die Halterung der Preßplattenkonstruktion auf dem Pressenrahmen mit Hilfe der Halter nicht den Charakter einer starren Befestigung der Konstruktion an dem Rahmen haben darf,

sondern den Charakter einer freien Halterung relativ zum Rahmen aufweisen soll.

Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

pe Fig. la, Ib das Konstruktionsprinzip einer Presse eines Typs,

Fig. 2 das Konstruktionsprinzip eines anderen Typs,

Fig. 3 und 4 die jeweiligen Durchbiegungen während des Preßvorganges bei beiden Typen,
IQ Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer ersten

Ausführungsform einer hydraulischen Presse gemäß der Erfindung, wobei das Prinzip bewegbarer Halter für den Preßplattenaufbau dargestellt ist,

Fig. 6 eine Ausführungsform mit einem motorangetrie-•j 5 benen Apparat zur Bewegung der Halter,

Fig. 7a und 7b das Prinzip einer dritten und einer vierten Ausführungsform im Schema und

Fig. 8 und 9 Berechnungen der Durchbiegung bei einer PreßStempelkonstruktion für drei Belastungsfälle.

Die in Fig. 5 schematisch von einer Längsseite gezeigte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Hochdruckpresse besteht aus einem Rahmen 41 mit senkrechten Platten 43 auf jeder Seite einer Symmetrieebene 57 des Rahmens, waagerechten Bodenplatten 45, die die senkrechten Platten 43 auf jeder Seite der Ebene 57 miteinander verbinden und waagerechten oberen Platten (nicht gezeichnet), die ähnlich angeordnet sind. Fig. 5 zeigt nur den Bodenteil der Presse mit der stationären Preßplatte. Der obere Teil mit der beweglichen Preßplatte und Hydraulikzylindern ist nicht gezeigt, kann jedoch in der in Fig. 1 gezeigten Art gestaltet sein.

Eine Plattenkonstruktion 47, z.B. in der Papierebene der Fig. 5 zueinander parallele Platten, weisen eine obere im wesentlichen flache Oberfläche 49 auf, die die feste Preßplatte bilden oder tragen und sind mit einer unteren im wesentlichen ebenen Fläche 51 versehen, gegen die die Haltermittel 59, 61 angreifen, die von einer Platte 63 getragen werden, welche auf den horizontalen Bodenplatten 45 des Rahmens montiert sind. Die Preßplattenkonstruktion 47 besitzt senkrechte Endflächen 53 und 55, die in bezug auf den umgebenden Rahmen frei sind. Die Halter 59, 61 bestehen zweckmäßig aus Stangen mit gleichmäßigem Querschnitt.

Gemäß der Erfindung sind die Halter 59, 61 auf einen gewünschten Abstand zu der Mittelebene 57 der Presse bewegbar. Es ist daher möglich, die Durchbiegung der Konstruktion 47 zu kontrollieren, wenn sie belastet wird. Beispielsweise kann vorher mit Hilfe eines Rechners die Durchbiegung und damit das Aussehen der Preßplattenoberflache 49 errechnet werden, was ausschlaggebend für Dickenveränderungen des gepreßten Gegenstandes bei der Herstellung von lamellenartigem Preßgut und dessen Toleranzen in Preßrichtung während der Herstellung von Formteilen ist. Es sind fertige Computerprogramme für diesen typischen Fall erhältlich. Der FaIt-

winkel für Kantenfaltungen kann in ähnlicher Weise errechnet werden. Die manuellen oder anderen Hilfen, die zur Bewegung der Halter 59, 61 verwendbar sind, können verschiedener bekannter Art sein und deshalb wird nur eine das Schraubspindelprinzip benutzende Version
Beispiel in Fig. 6 illustriert.

als

Die Bedingungen zur Errechnung der Durchbiegung der Preßplattenkonstruktion 47 für drei als Beispiele ausgewählte Belastungsfälle sind in Fig. 8 veranschau-

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licht, wobei der Halter 59 (sowie auch der Halter 61) die in der Figur dargestellte Form und Anordnung aufweist. Die Höhe der Preßplattenkonstruktion beträgt 1000 mm. Die Gesamtlast ist 18MN in allen drei Fällen, 5 obwohl die Lastverteilung auf der Preßplatte 4 9 abweicht. Die errechnete Durchbiegung der Oberfläche 49 der Preßplattenkonstruktion ist für jeden der drei Falle in größerem Maßstab in Fig. 9 ersichtlich. Fall II gibt geringere Maximalabweichung X von der ebenen Fläehe des Preßlings als Fall I und im Falle III ist die

Abweichung in bezug auf die Fälle I und II entgegengesetzt gerichtet.

Folgende Daten sind für die Fälle gemäß Fig. 8 und 9 anwendbar:

A = 1000 mm

B = 400 mm

C = 980 mm

D= 1930 mm

E = 2490 mm

F = 3050 mm

t = 2x80 mm

Elastizitätsmodul = 210 00 N/mm

ν = 0.3

Als Rechner wurde verwendet LUCAS (RO1041) 800425 (730 FL).

Die Berechnungen ergaben folgende Resultate: Fall I : X = 0.3542 mm
Fall II : X = 0.0907 mm
Fall III : X = 0.4485 mm.

Fig. 6 zeigt, wie die Halter 59, 61 in Fig. 5 mit Hilfe

eines Motors 75 und eines zugeordneten Getriebes verstellt werden können. Das Getriebe ist mit einer in zwei Lagern 71 und 7 3 gelagerten geraden Stange verbunden, die zwei gegensinnige Gewindeabschnitte 65 und 67 aufweist, die jeweils die Position eines Halters 59, 61 steuern. Die Figur läßt erkennen, daß die Halter sich bei Drehung der Stange gleich viel, jedoch in entgegengesetzte Richtungen relativ zur Symmetrieebene bewegen, wodurch symmetrische Durchbiegung der Konstruktion 47 gewährleistet wird. Der Motor 75 oder das Getriebe 77 sind mit Regelmitteln zur Rotationsumkehr der Stange und gfs. ihrer Umdrehungsrate ausgestattet.

Die Stange kann auch mit oder ohne Reduktionsgetriebe von Hand drehbar sein.

Es ist offenkundig, daß es durch Anwendung der Erfindung in jedem einzelnen Fall einfach ist, vorher die Positionen der Halter 59, 61 zu bestimmen, die die geringstmögliche Abweichung der Preßplatte von der Idealfläche vermitteln. Diese Oberfläche kann vollständig flach sein, obwohl eine solche Bedingung nicht immer notwendig ist. Fig. 7a und 7b zeigen schematisch zwei Alternativen zur Halterung einer Preßplattenkonstruktion gemäß der Erfindung. In Fig. 7a kann die Konstruktion 91 von Haltern getragen werden, die zwei Teile 93, 95 aufweisen, welche an einer zylindrischen oder sphärischen Grenzfläche 97 zusammenstoßen. Diese Anordnung bewirkt geringe Winkelveränderungen zwischen der Konstruktion 91 und dem Halteteil 99. Alternativ kann, wie aus Fig. 7b ersichtlich, die Konstruktion 91 von durchgehenden Bolzen 101 getragen werden.

Die in Fig. 1, 3, 5 und 7a, 7b gezeigten Pressentypen sind ähnlich. Die Erfindung kann jedoch auch bei dem in

Fig. 2 und 4 veranschaulichten Typ durch Einführung einer Spezialpreßplattenkonstruktion verwendet werden, die die Preßplatte 27 bildet oder trägt und die Von dem Unterteil 23 der Vorrichtung nach Fig. 2 mit Hilfe von beweglichen Haltern getragen wird, die dem gleichen Prinzip wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, entsprechen.

Es ist zu bemerkten, daß die Anzahl der beweglichen Halter für die Preßplattenkonstruktion zwei übersteigen TO kann, damit die Maximaldurchbiegung der Konstruktion während der Preßvorgänge weiter reduziert wird.

Außerdem muß betont werden, daß der Ausdruck "Preßplattenkonstruktion" in diesem Zusammenhang nicht auf irgendeine spezielle geometrische Form beschränkt ist, v/eil die Abmessungen der Konstruktion und ihre wechselseitigen Größen sich von Fall zu Fall sehr verändern können. Der Ausdruck schließt daher solche Konstruktionen ein, die bei Kantenfaltungen und dergleichen benutzt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, da diese in mancher Weise innerhalb des Rahmens der Erfindung verändert und abgewandelt werden können.

Claims

O O O O ANSPRÜCHE

1. Hydraulische Presse, bestehend aus einem Rahmen mit Preßplatten, wobei wenigstens eine der Preßplatten von einer Preßplattenkonstruktion (47) getragen oder gebildet v/ird, die Preßkraft auf den zwischen den Preßplat-5 ten gepreßten Gegenstand übertragen kann,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Konstruktion (47) im wesentlichen ausschließlich von Haltern (59,61) getragen wird, die zwischen den Grenzrändern der Konstruktion angeordnet sind, wobei die Position dieser Halter so einstellbar ist, daß die Preßplattenoberfläche während des Preßvorganges eine vorgegebene Form annimmt.

2. Presse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Anzahl der Halter zwei oder mehr beträgt.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Halter aus Stangen, Balken oder dergleichen bestehen. I

4. Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Konstruktion (47) mehrere parallele anstoßende oder im Abstand liegende Stahlplatten aufweist. ι

5. Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
gekennzeichnet durch mechanisehe Mittel zur Erzielung gewünschter Verstellungen! der Halter (59,61) .'

6. Presse nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß
die mechanischen Mittel eine gerade, drehbare Stange mit zwei gegensinnigen Gewindeabschnitten (65,67) aufweisen, die einen zugeordneten Halter (59,61) verstellen und zur symmetrischen Bewegung der Halter zusammenwirken.