DE9116894U1

DE9116894U1 - Presse

Info

Publication number: DE9116894U1
Application number: DE9116894U
Authority: DE
Original assignee: M&S Brugg AG
Current assignee: M&S Brugg AG
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2001-11-22

Description

.. 21776\070494GM

Presse

Die Neuerung betrifft eine Presse mit wenigstens zwei parallelen Pressbalken, welche an der Arbeitsstelle längsseits einander gegenüberliegen und unter dem Einfluss von Presskräften quer zu ihrer Längsausdehnung gegeneinander bewegbar sind, wobei die Presskräfte jeweils im Bereich der beiden Längsenden der Pressbalken punktuell angreifen. Insbesondere betrifft die Neuerung eine besondere Ausführungsform derartiger Pressen, nämlich eine Abkantpresse mit übereinander angeordneten Pressbalken z.B. in Form einer vertikal beweglichen Oberwange, an deren beiden Enden die Presskräfte eingeleitet werden, und einer an den beiden Enden frei aufliegenden Unterwange.

Abkantpressen dieser Art haben bekanntlich den Nachteil, dass ohne besonderen Massnahmen die Oberwange und die Unterwange sich unter Belastung gegensinnig durchbiegen *und daher einen ungleichmassigen Arbeitsspalt zwischen Ober-\und Unterwerkzeug bilden. Besonders stark wirkt sich dieser Nachteil aus bei grossen Abkantpressen mit mehrere Meter breitem Durchgang zwischen den Ständern und vor allem beim Bearbeiten von Werkstücken, deren Breite wesentlich geringer ist als die gesamte Arbeitsbreite der Wangen.

Es sind bereits verschiedene Massnahmen vorgeschlagen worden, die zum Ziel haben, durch Korrektur der Durchbiegungslinie wenigstens

21776\070494GM ·· * ··· · · ·

einer Wange bzw. durch Kompensation der Abweichungen der Durchbiegungslinien von Ober-\und Unterwange bezüglich eines parallelen Verlaufs derselben einen über die gesamte Arbeitsbreite konstanten Arbeitsspalt zu erreichen. Die gemeinsame Grundidee dieser Massnahmen besteht darin, durch die Erzeugung von belastungsabhängigen Gegenkräften z.B. in der Oberwange den Verlauf der Durchbiegungslinie der Oberwange demjenigen der Unterwange anzugleichen.

Gemäss einer der bekannten Lösungen ist der untere Teil der Oberwange horizontal in mehrere Wangenteile unterteilt, welche mit je einem Kraftzylinder in Verbindung stehen, dessen Gegenkraft nach Massgabe der Belastung des jeweiligen Wangenteils steuerbar ist. Auch sogenannte Hydrokissen zur Änderung der Lastverteilung auf die verschiedenen Wangenteile sind für diesen Zweck vorgeschlagen worden. Allen diesen bekannten Lösungen haftet der Nachteil an, dass die Mittel zur Erzeugung der Gegenkräfte und zur Steuerung dieser Gegenkräfte aufgrund ständig wechselnder Lastverteilungen enorm aufwendig sind und die Herstellung und den Betrieb solcher Abkantpressen erheblich verteuern.

Die Neuerung zeigt nun einen anderen Weg, um mit einfacheren und weniger aufwendigen Mitteln das angestrebte Ziel zu erreichen, nämlich einen über die gesamte Wangenbreite gleichmässigen Krafteinfluss auf das Werkstück auszuüben.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemass dadurch gelöst, dass wenig-

stens einer der beiden Pressbalken zweigeteilt ist, wobei die
Teilung quer zum Verlauf der Presskräfte verläuft, und wobei die beiden Balkenteile in der Balkenmitte an einer Stosstelle aneinander anliegen und beidseits der Stosstelle durch je einen Spalt mit bis zum Balkenende hin stetig zunehmender Spaltbreite voneinander getrennt sind, und dass sich die Kraftangriffspunkte des
zweigeteilten Pressbalkens an dem der Arbeitsstelle abgewandten
Balkenteil befinden.

Auf diese Weise erreicht man, dass sich die Pressbalken unter
Last an den an der Arbeitsstelle einander gegenüberliegenden Kanten gleichsinnig durchbiegen, indem die Nachgiebigkeit des an die Arbeitsstelle angrenzende Balkenteils des zweigeteilten Pressbalkens nach seinen Seiten hin derart erhöht ist, dass dieser Balkenteil unter Last zwangsläufig eine konvexe Form annimmt, im Gegensatz zu einem einteiligen Pressbalken, welcher unter den gleichen Umständen stets konkav gebogen wird.

Durch geeignete Wahl des Querschnittsverlaufs der an die Arbeitsstelle angrenzenden Pressbalken bzw. Balkenteile in Funktion der Balkenlänge lassen sich deren Widerstandsmomente in ihrer Funktion längs der Arbeitsstelle derart aufeinander abstimmen, dass die Durchbiegungslinien der beiden Pressbalken in deren Arbeitsbereich bei jedem Belastungszustand wenigstens annähernd parallel
verlaufen.

Die vorgeschlagene Massnahme ist sowohl an einem beweglichen als

auch an einem feststehenden Pressbalken anwendbar und kann sowohl nur einen als auch beide Pressbalken betreffen. Im letzteren Fall ist es sogar möglich, den Verlauf des Arbeitsspaltes zwischen den beiden belasteten Pressbalken zu linearisieren.

Ferner ist die Wirkung der neuerungsgemässen Massnahme im wesentlichen unabhängig davon, ob die Bewegungsebene der Pressbalken vertikal oder horizontal oder schräg verläuft. Bei Abkantpressen steht diese Bewegungsebene normalerweise senkrecht, wobei entweder die Oberwange oder die Unterwange beweglich und die Gegenwange feststehend ist. Selbstverständlich ist bei der vertikalen Anordnung ausser den Presskräften auch das Gewicht der Wangen bzw. Wangenteile in die Berechnung der Durchbiegungslinien mit einzubeziehen.

Da sich die Spaltbreite bei zunehmender Last infolge zunehmender Durchbiegung des an die Arbeitsstelle angrenzenden Balkenteils vermindert, ist die Breite der Spalten (j.9) an den Balkenenden (20) im unbelasteten Zustand des geteilten Pressbalkens zweckmässigerweise so gewählt, dass sie grössenordnungsmässig der unter den gleichen Bedingungen am ungeteilten Pressbalken unter Last auftretenden maximalen Durchbiegung entspricht. Vorzugsweise ist die Spaltbreite an den Balkenenden mindestens so gross wie die bei maximaler Presskraft auftretende maximale Durchbiegung eines dem geteilten Pressbalken gegenüberliegenden ungeteilten Pressbalkens. Sofern beide Pressbalken zweigeteilt sind, ist es dagegen vorteilhafter, wenn die Breite der Spalten an den Balkenenden

höchstens so gross ist wie die unter den gleichen Bedingungen an ungeteilten Pressbalken auftretende maximale Durchbiegung.

Unter Umständen kann es zweckmässig sein, die beiden Balkenteile des geteilten Pressbalkens durch Kopplungsglieder miteinander zu verbinden. Im Falle einer Abkantpresse mit geteilter Oberwange können diese Kopplungsglieder dazu dienen, die beiden Balkenteile an der Stosstelle lose zusammenzuhalten und das Gewicht des unteren Wangenteils aufzunehmen. Vorzugsweise werden diese Kopplungsglieder im Bereich der Balkenenden angeordnet, wo sie zusätzlich als Mittel zur Stabilisierung des an die Arbeitsstelle angrenzenden Balkenteils ausgebildet sein können, um beispielsweise ein Kippen dieses Balkenteils um eine im Bereich der Stosstelle liegende Achse zu verhindern.

Eine bevorzugte Ausführungsform der genannten Kopplungsglieder besteht darin, dass sie mit beiden Balkenteilen gelenkig verbunden sind und dass sie einen beim Pressvorgang wirksamen Freilauf aufweisen, um die Kopplungsglieder beim Pressvorgang zu entlasten.

Ferner können die Kopplungsglieder in den Kraftschluss derselben eingeschaltete Federelemente enthalten. Zweckmässigerweise sind diese Federelemente so dimensioniert, dass sie bei unbelastetem Pressbalken dessen beide Balkenteile lose zusammenhalten und im Falle einer Abkantpresse mit geteilter'Oberwange das Gewicht des unteren Balkenteils aufnehmen. Eine zusätzliche Funktion dieser

Federelemente kann darin bestehen, die zu Beginn des Leerhubs der Oberwange auf die Kopplungsglieder einwirkenden Kraftspitzen zu dämpfen.

Die erwähnten Kopplungsglieder können entfallen, wenn die beiden Balkenteile des zweigeteilten Pressbalkens an der Stosstelle miteinander fest verbunden, z.B. verschraubt sind. Insbesondere in diesem Fall, aber auch beim Vorhandensein von Kopplungsgliedern, sind mit Vorteil im Bereich der Balkenenden des zweigeteilten Pressbalkens Mittel vorgesehen, welche die beiden Balkenteile gegenseitig führen.

Bei der praktischen Anwendung des Neuerungsgedankens an einer üblichen Abkantpresse, also an einer Presse mit übereinander angeordneten Pressbalken, welche durch eine vertikal bewegliche Oberwange, an deren beiden Enden die Presskraft eingeleitet wird, und eine an den beiden Enden frei aufliegende Unterwange gebildet sind, hat sich eine Anordnung als vorteilhaft erwiesen, bei der die Oberwange vertikal zweigeteilt ist und die Spalten von der Stosstelle bis zur seitlichen Begrenzung der Oberwange hin geradlinig verlaufen und in einem bestimmten Winkel nach unten geneigt sind. Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der Neigungswinkel der Spalten in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment der Oberwange in Funktion der Wangenlänge gewählt ist und wenigstens annähernd der Hälfte der mittleren Steigung dieser Funktion entspricht. In erster Annäherung führt dies zu einer -Konstruktion, bei welcher die Oberwange bei gerader Unterkante des unteren Balkenteils eine

. ..,. .. , .· 21776OT0494GM

Gesarathöhe hat, welche von der Wangenmitte zu den Wangenenden hin abnimmt, und bei welcher der Neigungswinkel der Spalten etwa der Hälfte des mittleren Neigungswinkels der Oberkante des oberen Balkenteils beträgt.

In der Zeichnung sind an einer Abkantpresse Ausführungsbeispiele der Neuerung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht der Abkantpresse gemäss einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Seitenansicht derselben;

Fig. 3 eine Ansicht eines Kopplungsgliedes in grösserem Massstab;

Fig. 4 eine Ansicht der beiden Wangen der Abkantpresse mit dem Verlauf der Durchbiegungslinien«unter Belastung.

Fig. 5 eine Frontansicht der Abkantpresse gemäss einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Mittel zur gegenseitigen Führung der beiden Wangenteile.

Gemäss den Fig. 1 und 2 ist das Gestell der Abkantpresse im wesentlichen aus zwei vertikalen Seitenwangen 1 und einem die Sei-

1 &Lgr;

i4

tenwangen 1 oberseitig miteinander verbindenden Jochbalken 2 aufgebaut. Der Jochbalken ist kastenförmig ausgebildet und besteht aus zwei vertikalen Längsplatten 3 und 4, welche endseitig durch je eine vertikale Querplatte 5 miteinander verbunden sind. Die Seitenwangen 1 sind aus je zwei hochstehenden Platten 6 und 7 gebildet, welche mit einem einen Zwischenraum 8 freilassenden Abstand voneinander angeordnet sind und oberseitig durch den Jochbalken 2 und unterseitig je durch einen Steg 9 miteinander verbunden sind. Die aktiven Teile der Abkantpresse bilden eine feststehende Unterwange 10 und eine Oberwange 11, an denen die Abkantwerkzeuge in nicht dargestellter Weise befestigbar sind.

An der Innenseite der beiden Seitenwangen 1 befinden sich je zwei Stützen 12, welche den Lagerbock für die als freiaufliegender Balken konzipierte Unterwange 10 bilden. Zu diesem Zweck sind die Stützen 12 je mit einer halbzylindrischen Pfanne 13 versehen. An beiden, jeweils zwischen die Stützen 12 reichenden, abgesetzten Enden der Unterwange 10 ist ein zylindrischer Zapfen 14 verankert, welcher mit seinen vorstehenden Enden in den betreffenden Pfannen 13 der Stützen 12 ruht.

Die Oberwange 10 ist in Kraftrichtung zweigeteilt, wobei der obere Wangenteil 15 und der untere, an die Arbeitsstelle 16 angrenzende Wangenteil 17 in der Wangenmitte aufeinanderstossen und beidseits der als Stossfläche 18 ausgebildeten Stosstelle durch je einen Spalt 19 mit bis zum Wangenende 20 hin zunehmender Spaltbreite voneinander getrennt sind. Der obere Wangenteil 15

der Oberwange 10 hängt an seinen beiden abgesetzten Enden je an zwei Tragorganen 21, welche einerseits mit dem oberen Wangenteil 15 und andererseits mit der Kolbenstange 22 eines Kraftzylinders 23 gelenkig verbunden sind, wobei die am Wangenteil 15 befindliche Gelenkachse mit 24 und die an der Kolbenstange 18 befindliche Gelenkachse mit 25 bezeichnet ist. Jeder Kraftzylinder 23 ist an der benachbarten Querplatte 5 des Jochbalkens 2 befestigt. Zur Übertragung der Presskraft von den Kolbenstangen 22 auf den oberen Wangenteil 15 der Oberwange 10 und zur punktuellen Krafteinleitung in diesen Wangenteil 15 ist je eine sphärische Stossverbindung 26 vorgesehen. Auf Einzelheiten dieser Stossverbindung wird hier nicht näher eingegangen.

Die beiden Wangenteile 15 und 17 der Oberwange 10 sind durch Kopplungsglieder 27 miteinander verbunden, welche nahe der Wangenenden 20 angeordnet sind und die beiden Wangenteile 15, 17 an der Stossfläche 18 lose zusammenhalten. Die gegenseitige Lage der beiden Wangenteile 15, 17 ist zudem tiurch einen im Bereich der Stossfläche 18 beidseits eingelassenen Passbolzen 28 gesichert. Die Kopplungsglieder 27 sind ähnlich ausgebildet wie die Tragorgane 21 und mit den Wangenteilen 15, 17 ebenfalls gelenkig verbunden, wobei die Gelenkachsen mit 2 9 und 30 bezeichnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kopplungsglieder 27 ist in Fig. 3 dargestellt. Gemäss dieser Ausführung ist das Kopplungsglied 27 in Kraftrichtung unterteilt in einen mit der Gelenkachse 29 verbundenen Oberteil 31 und einen mit der Gelenkachse 30 ver-

_ &igr; 4 —

bundenen Unterteil 32. Der Oberteil 31 und der Unterteil 32 sind durch Schrauben 33 miteinander verbunden, welche die seitwärts gerichteten Schenkel 35 des Oberteils 31 freilaufend durchsetzen und in den Unterteil 32 eingeschraubt sind. Zwischen den Schraubenköpfen 34 und den Schenkeln 35 des Oberteils 31 sind Federelemente 36, z.B. Tellerfedern, eingesetzt, welche so dimensioniert sind, dass sie im Leergang der Oberwange 10 das Gewicht des unteren Wangenteils 17 aufnehmen und die beiden Wangenteile 15, 17 lose zusammenhalten. Auf diese Weise wird erreicht, dass der untere Wangenteil 17 eine stabile Lage einnimmt, d.h. im Arbeitsgang der Oberwange 10 auf Biegung beansprucht wird und bei einseitiger Belastung nicht ohne Widerstand gegen den oberen Wangenteil 15 kippt.

In Fig. 4 sind für die beiden Wangen 10 und 11 der Abkantpresse die an der Arbeitsstelle 16 auftretenden Durchbiegungslinien 47 bzw. 48 im Falle einer gleichmässigen Belastung über die ganze Länge der Wangen eingezeichnet, wobei das Mass der Durchbiegung übermässig vergrössert dargestellt ist. Wie ersichtlich, biegen sich die beiden Wangen 10 und 11 unter dem Einfluss der Presskräfte Fp, der Auflagekräfte F_a und der Wangengewichte G₀ und G_u gleichsinnig durch, und die Durchbiegungslinien 47 und 48 verlaufen annähernd parallel.

Die Abkantpresse gemäss der zweiten Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur durch die Mittel für den Zusammenhalt der beiden

Wangenteile 15 und 17 der Oberwange 10. Unter Wegfall der Kopplungsglieder 27 sind in diesem Ausführungsbeispiel die beiden Wangenteile 15 und 17 an der hier etwas breiteren Stossfläche fest miteinander verbunden, und zwar durch Schrauben 37, welche hier in beidseits der Wangenteile 15, 17 vorgesehenen Flanschen 38, 39 angeordnet sind. Unter Umständen können die Flanschen 38,

39 auch weggelassen und entsprechende Verbindungsschrauben innerhalb der Wangenteile 15, 17 angeordnet werden, wobei für die Zugänglichkeit der Schraubenköpfe entsprechende Ausnehmungen z.B. im oberen Wangenteil 15 vorzusehen wären.

Ferner sind bei der Ausführungsform nach Fig. 5 im Bereich der Wangenenden 20 Vorrichtungen 40 zur gegenseitigen Führung der beiden Wangenteile 15, 17 vorgesehen. Jede dieser Vorrichtungen

40 besteht z.B. gemäss Fig. 6 aus zwei den Spalt 19 zwischen den beiden Wangenteilen 15, 17 überbrückenden Platten 41, welche am oberen Wangenteil 15 mit Schrauben 42 befestigt sind und an den Seiten des unteren Wangenteils 17 wirksame Führungskörper 43 tragen, wobei diese Führungskörper 43 durch Stellschrauben 44 achsial verstellbar sind.

Claims

21776\070494GM Schutzansprüche

1. Presse mit wenigstens zwei parallelen Pressbalken {10, 11), welche an der Arbeitsstelle (16) längsseits einander gegenüberliegen und unter dem Einfluss von Presskräften (Fp) quer zu ihrer Längsausdehnung gegeneinander bewegbar sind, wobei die Presskräfte jeweils im Bereich der beiden Längsenden der Pressbalken (10, 11) punktuell angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Pressbalken (10) zweigeteilt ist, wobei die Teilung quer zum Verlauf der Presskräfte (Fp) verläuft, und wobei die beiden Balkenteile (15, 17) in der Balkenmitte an einer Stosstelle (18) aneinander anliegen und beidseits der Stosstelle (18) durch je einen Spalt (19) mit bis zum Balkenende (20) hin stetig zunehmender Spaltbreite voneinander getrennt sind, und dass sich die Kraftangriffspunkte des zweigeteilten Pressbalkens (10) an dem der Arbeitsstelle (16) abgewandten Balkenteil (15) befinden.

■4

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittsverlauf der an die Arbeitsstelle (16) angrenzenden Pressbalken (11) bzw. Balkenteile (17) in Funktion der Balkenlänge derart gewählt und damit deren Widerstandsmomente in ihrer Funktion längs der Arbeitsstelle (16) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Durchbiegungslinien (37, 38) der beiden Pressbalken (10, 11) in deren Arbeitsbereich bei jedem Belastungszustand wenigstens annähernd parallel verlaufen.

21778\070494GM ■···· ··· ·· ·

3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Spalten (19) an den Balkenenden (20) im unbelasteten Zustand des geteilten Pressbalkens (10) grössenordnungsmässig der unter den gleichen Bedingungen am ungeteilten Pressbalken unter Last auftretenden maximalen Durchbiegung entspricht.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Spalten (19) an den Balkenenden (20) mindestens so gross ist wie die bei maximaler Presskraft (Fp) auftretende maximale Durchbiegung eines dem geteilten Pressbalken (10) gegenüberliegenden ungeteilten Pressbalkens (11).

5. Presse nach Anspruch 1, wobei beide Pressbalken zweigeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Spalten an den Balkenenden höchstens so gross ist wie die unter den gleichen Bedingungen an ungeteilten Pressbalken auftretende maximale Durchbiegung.

■*

6. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Balkenteile (15, 17) des zweigeteilten Pressbalkens (10) durch Kopplungsglieder (27) miteinander verbunden sind.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsglieder (27) im Bereich der Balkenenden (20) angeordnet sind.

8. Presse nach Anspruch 6 oder I₁ dadurch gekennzeichnet,

dass die Kopplungsglieder (27) mit beiden Balkenteilen (15, 17) gelenkig verbunden sind.

9. Presse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsglieder (27) einen beim Pressvorgang wirksamen Freilauf aufweisen.

10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsglieder (27) in den Kraftschluss derselben eingeschaltete Federelemente (36) enthalten.

11. Presse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (3 6) so dimensioniert sind, dass sie bei unbelastetem Pressbalken (10) dessen beide Balkenteile (15, 17) lose zusammenhalten.

12. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Balkenteile (15, 17) des zweigeteilten Pressbalkens (10) an der Stosstelle (18) miteinander fest verbunden, z.B. verschraubt sind.

13. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Balkenenden (20) des zweigeteilten Pressbalkens (10) Mittel (40) vorgesehen sind, welche die . beiden Balkenteile (15, 17) gegenseitig führen.

14. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

übereinander angeordneten Pressbalken, welche durch eine vertikal beweglich Oberwange (10), an deren beiden Enden die Presskräfte (Fp) eingeleitet werden, und eine an den beiden Enden frei aufliegende Unterwange (11) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwange (10) vertikal zweigeteilt ist und dass die Spalten (19) von der Stosstelle (18) bis zur seitlichen Begrenzung (20) der Oberwange (10) hin geradlinig verlaufen und in einem bestimmten Winkel nach unten geneigt sind.

15. Presse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Spalten (19) in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment der Oberwange (10) in Funktion der Wangenlänge gewählt ist und wenigstens annähernd der Hälfte der mittleren Steigung dieser Funktion entspricht.

16. Presse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwange (10) bei gerader Unterkante des unteren Balkenteils (17) eine Gesamthöhe hat, welche von der*Wangenmitte zu den Wangenenden hin abnimmt, und dass der Neigungswinkel der Spalten (19) etwa der Hälfte des mittleren Neigungswinkels der Oberkante des oberen Balkenteils (15) beträgt.