EP0953438A1 - Stanzpresse, insbesondere Schnelläuferpresse - Google Patents

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EP0953438A1
EP0953438A1 EP98107893A EP98107893A EP0953438A1 EP 0953438 A1 EP0953438 A1 EP 0953438A1 EP 98107893 A EP98107893 A EP 98107893A EP 98107893 A EP98107893 A EP 98107893A EP 0953438 A1 EP0953438 A1 EP 0953438A1
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drive
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    • B30B15/041—Guides
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8878—Guide

Definitions

  • the present invention relates to a Punching press, in particular high-speed press, with one Press frame, with at least one pusher for holding of tools for machining one in a tape running direction Gradually advanced along a belt running plane band-shaped material, which press a parallel has drive shaft extending to the feed direction, which are connected to the plunger via drive links is which ram in at least one place between the drive shaft and the belt level upper ram guides is guided in the press frame.
  • a step by step advanced belt usually made of metal, machined.
  • Laser joining and welding work
  • the drive shaft runs parallel to the belt running direction the specialist speaks of a longitudinal shaft machine, the drive shaft runs transversely to the direction of belt travel the specialist speaks of a cross-shaft machine.
  • Performing a lifting movement during operation Ram of high-speed machines are largely guided by linear tours, i.e. the leaders have a circular cross-sectional shape.
  • linear circular guides in the form of sliding or Rolling bearing guides used.
  • the management level is defined as the level which is determined by the locations of the tours.
  • the plunger is firmly connected to the guide pillars, over which it is guided in the press frame, with what a first management level is determined.
  • the drive shaft is connected to the connecting rod Pusher connected.
  • the pestle is still in one place between the same and the drive shaft, i.e. above the tape running level, with which a second management level is determined.
  • These upper guides take over mainly from the dynamics of the running machine and from the processing e.g. Punching process occurring Connecting rod forces.
  • the ram tipping point is in the Belt running level, the disadvantages mentioned above occur not a. However, the ram tipping point is outside the tape running level, these disadvantages occur to a significant extent.
  • the ram tipping point is but only in the strip running level, if above the strip running level, i.e. between the belt running level and the drive shaft there are no other tours available prevent deflection of the ram.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the Invention as characterized in the claims solves the task of a punch press with a parallel to the Feed direction of the strip to be processed in the same running drive shaft, a so-called longitudinal shaft punching machine to create where the top Ram guides in the belt running direction a degree of freedom have so that there is no high wear in the tools or breakouts.
  • the drive shaft shown in Figures 1 and 2 5 is stored in the machine housing 13 and has two eccentric sections 1, 1a. On these eccentric sections 1, 1a are connecting rods 2, 2a via spherical roller bearings 12, 12a stored.
  • the plunger 3 has four guide columns, which are indicated overall with the reference number 9. These guide columns 9 are firmly connected to the plunger 3 and guided in round guides 6 with the housing 13 are connected.
  • the expression “tour” is to that effect understand that the cross section of the guide columns 9 and the interior of the circular guides 6 is circular, that is, the plunger 3 in the direction its stroke is movable and against movement vertically is guided to the direction of the stroke.
  • the ram 3 carries various tools, of which for example a stamp 10 is drawn is.
  • This stamp 10 interacts with a die 11, which is fixed relative to the machine housing 13, as is known to those skilled in the art.
  • This tape running plane B is here as the interface between the underside of the metal strip to be processed 14 and the top of the die 11 defined, on which the metal strip 14 rests.
  • the tape running direction i.e. Feed direction the gradual advancement of the metal strip is with indicated by arrow A.
  • the upper slide guides 4, 4a designed as flat guides, i.e. their guide surfaces are flat.
  • FIG. 4 shows the structural members, ie connecting rods 2, 2a and 3 in the position in which there is a first contact between the punch 10 and the metal strip 14 on the die 11.
  • F 1 and F 2 denote the loads on the drive elements, including the connecting rods 2, 2a
  • the plunger 3 is therefore also in the guide columns 9 in the tape running level B out. And that leaves the stamp 10 with the die 11 even with an eccentric load aligned.
  • the version shown is not limited to punch presses with only one ram. Punching presses with multiple rams can also be used equipped with the guides according to the invention be.

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Abstract

Auf der Antriebswelle (5) sind die Pleuel (2, 2a) mittels Pendelrollenlager (12, 12a) pendelnd gelagert. Die Pleuel (2, 2a) sind über Kugelgelenke (8, 8a) am Stössel (3) angelenkt. Der Stössel (3) ist beim Bereich der Kugelgelenke (8, 8a) durch obere Stösselführungen (4, 4a) geführt. Diese weisen einen Freiheitsgrad in der Bandlaufrichtung (A) des zu verarbeitenden Blechbandes (14) auf. Damit bleibt bei einer aussermittigen Belastung (F) des Stössels (3) die Oberwerkzeuge (10) mit den Unterwerkzeugen (11) ausgerichtet. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzpresse, insbesondere Schnelläuferpresse, mit einem Pressenrahmen, mit mindestens einem Stössel zur Aufnahme von Werkzeugen zur Bearbeitung eines in einer Bandlaufrichtung entlang einer Bandlaufebene schrittweise vorgeschobenen bandförmigen Materials, welche Presse eine parallel zur Vorschubrichtung verlaufende Antriebswelle aufweist, die über Antriebsglieder mit dem Stössel antriebsverbunden ist, welcher Stössel bei mindestens einer Stelle zwischen der Antriebswelle und der Bandlaufebene durch obere Stösselführungen im Pressenrahmen geführt ist.
Unter Schnelläuferpressen versteht die Fachwelt Maschinen, die mit Hubzahlen von bis zu über 1000 Hübe/Min. arbeiten, dies im Gegensatz zu z.B. Blechscheren oder Filterpressen, die beispielsweise in Früchteverarbeitungswerken Anwendung finden. Stanzpressen weisen mindestens einen Stössel zur Aufnahme von Werkzeugen auf, die üblicherweise Oberwerkzeuge genannt werden, welche mit Werkzeugen zusammenwirken, die relativ zum Pressenrahmen feststehend sind und üblicherweise Unterwerkzeuge genannt werden.
Mittels diesen Werkzeugen wird ein schrittweise vorgeschobenes Band, üblicherweise aus Metall, bearbeitet. Es werden Stanz-, Präge und Biegeoperationen durchgeführt, Gewinde geformt, Fügearbeiten und Schweissarbeiten (Laser) durchgeführt, es wird auch genietet, um einige der auf dem Band durchgeführten Verarbeitungsvorgänge zu nennen.
Bei solchen Maschinen wird unter anderem zwischen Querwellen-Stanzmaschinen und Längswellen-Stanzmaschinen unterschieden. Dabei versteht der Fachmann unter dem Begriff "Welle" die Antriebswelle der Maschine, die z.B. exzentrische Abschnitte aufweist oder als Kurbelwelle ausgebildet ist, welche über Antriebsglieder mit einem Stössel zur Aufnahme von Werkzeugen verbunden ist, der Hubbewegungen mit Hubzahlen bis zu über 1000 Hübe/Minute durchführt, um ein in einer sogenannten Bandlaufrichtung schrittweise vorgeschobenes Band zu bearbeiten.
Verläuft die Antriebswelle parallel zur Bandlaufrichtung spricht der Fachmann von einer LängswellenMaschine, verläuft die Antriebswelle quer zur Bandlaufrichtung spricht der Fachmann von einer QuerwellenMaschine.
Die im Betrieb eine Hubbewegung durchführende Stössel der Schnelläufer-Maschinen werden weitgehend durch lineare Rundführungen geführt, d.h. die Führungsglieder weisen eine kreisrunde Querschnittsform auf. Dabei werden lineare Rundführungen in Form von Gleit- oder Wälzlagerführungen eingesetzt.
Grundsätzlich sind immer zwei Führungsebenen vorhanden. Als Führungsebene wird diejenige Ebene definiert, die durch die Orte der Führungen bestimmt ist.
Der Stössel ist fest mit Führungssäulen verbunden, über welche er im Pressenrahmen geführt ist, womit eine erste Führungsebene bestimmt ist.
Die Antriebswelle ist über Pleuel mit dem Stössel verbunden. Der Stössel ist weiter an einer Stelle zwischen demselben und der Antriebswelle, d.h. oberhalb der Bandlaufebene geführt, womit eine zweite Führungsebene bestimmt ist. Diese oberen Führungen übernehmen dabei hauptsächlich die aus der Dynamik der laufenden Maschine und aus dem Bearbeitungs- z.B. Stanzvorgang auftretenden Pleuelkräfte.
Alle hier genannten Führungen sind sogenannte Rundführungen.
Bei einer (in Bandlaufrichtung) aussermittigen Stanzbelastung werden nun die Antriebswelle der Maschine, z.B. die Pleuel unterschiedlich belastet und deformiert, was zwangsläufig zu einer Stösselschiefstellung führt. Unter unterschiedlicher Belastung ist zu verstehen, dass einer der Pleuel höheren Kräften als der andere der Pleuel ausgesetzt ist, entsprechend dem Ort der Krafteinwirkung auf den Stössel. Eine Stösselschiefstellung führt zu einer gegenseitigen Lageveränderung der Werkzeuge. Die Werkzeuge (d.h. Oberwerkzeug und Unterwerkzeug) müssen äusserst genau zueinander ausgerichtet sein, da in Toleranzen von 1/1000 Millimeter gearbeitet wird. Bei z.B. einem entsprechend kleinen Schneidspalt zwischen einem Stempel und einer Matrize führt z.B. eine Stempelauslenkung zu einem höheren Verschleiss im Werkzeug oder zu Stempelausbrüchen. Werkzeuge sind äusserst teuer und ein Nachschleifen oder Ersetzen von Werkzeugen ist offensichtlich mit einem Produktionsausfall verbunden. Das heisst, dass die genannten Vorkommnisse bei einer Stösselschiefstellung zu äusserst hohen finanziellen Verlusten führt.
Die Kipp-, bzw. Schwenkbewegung des Stössels bei einer aussermittigen Stösselbelastung erfolgt offensichtlich um einen Kipp- bzw. Schwenkpunkt.
Befindet sich der Stösselkippunkt in der Bandlaufebene, treten die oben angeführten Nachteile nicht ein. Befindet sich jedoch der Stösselkippunkt ausserhalb der Bandlaufebene, treten diese genannten Nachteile in erheblichem Masse auf. Der Stösselkippunkt liegt aber nur in der Bandlaufebene, wenn oberhalb der Bandlaufebene, d.h. zwischen der Bandlaufebene und der Antriebswelle keine weiteren Führungen vorhanden sind, die eine Auslenkung des Stössels verhindern.
Bei bekannten Stanzpressen mit einer Antriebswelle, die parallel zur Bandlaufrichtung verläuft, d.h. sogenannten Längswellen-Stanzmaschinen, liegt der Stösselkippunkt immer zwischen den eingangs beschriebenen unteren und oberen Führungsebene, d.h. oberhalb der Bandlaufebene, womit die oben angeführten Nachteile entstehen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Stanzpresse mit einer parallel zur Vorschubrichtung des in derselben zu verarbeitenden Bandes verlaufenden Antriebswelle, eine sogenannte Längswellen-Stanzmaschine zu schaffen, bei welcher die oberen Stösselführungen in Bandlaufrichtung einen Freiheitsgrad aufweisen, so dass in den Werkzeugen kein hoher Verschleiss oder Ausbrüche entstehen.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass der Kippunkt des Stössels in der Bandlaufebene zu liegen kommt, womit bei einer Stösselschiefstellung weder ein erhöhter Verschleiss noch Ausbrüche bei Werkzeugen auftreten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Längswellen-Stanzmaschine,
  • Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1,
  • Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1,
  • Figur 4 ein sogenanntes Drahtmodell des Stösselantriebes bei Stanzbeginn, d.h. ohne einwirkende Kräfte, und
  • Figur 5 das Drahtmodell nach Figur 4 während dem Stanzvorgang, bei einer aussermittig einwirkenden Kraft.
    • In den Figuren sind aus Gründen der Ubersichtlichkeit nur diejenigen Teile der LängswellenStanzmaschine gezeigt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere nicht gezeigt sind der Antrieb mit dem Motor und die Brems/Kupplungsvorrichtung, die Stösselhöhenverstellung und sämtliche Ausgleichsgewichte und deren Antriebsglieder für den Ausgleich der Massenkräfte. Diese Bauteile sind dem Fachmann gut bekannt und müssen nicht näher beschrieben werden.
    Die in den Figuren 1 und 2 gezeichnete Antriebswelle 5 ist im Maschinengehäuse 13 gelagert und weist zwei Exzenterabschnitte 1, 1a auf. Auf diesen Exzenterabschnitten 1, 1a sind Pleuel 2, 2a über Pendelrollenlager 12, 12a gelagert.
    Es ist somit ersichtlich, dass die Pleuel 2, 2a in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Antriebswelle 5 schwenken, bzw. pendeln können.
    Bei ihrem von den Pendelrollenlagern 12, 12a entfernten Ende sind die Pleuel 2, 2a über Kugelgelenke 8, 8a am Stössel 3 angelenkt. Die Kugelgelenke 8, 8a sind ihrerseits in Führungen 4, 4a des Stössels angeordnet. Es ist ersichtlich, dass diese Führungen 4, 4a an einem Ort zwischen dem Stössel 3 und der Antriebswelle 5 angeordnet sind, d.h. oberhalb des Stössels. Der Fachmann nennt diese Führungen 4, 4a die oberen Stösselführungen.
    Insbesondere aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass diese Führungen 4, 4a, also die oberen Stösselführungen ein Führen des Stössels 3 in der Richtung des Hubes durchführen, mit Einschränkungen, die weiter unten noch erläutert werden.
    Der Stössel 3 weist vier Führungssäulen auf, die insgesamt mit der Bezugsziffer 9 angedeutet sind. Diese Führungssäulen 9 sind mit dem Stössel 3 fest verbunden und in Rundführungen 6 geführt, die mit dem Gehäuse 13 verbunden sind. Der Ausdruck "Rundführung" ist dahingehend zu verstehen, dass der Querschnitt der Führungssäulen 9 und des Innenraumes der Rundführungen 6 kreisrund ist, das heisst, dass der Stössel 3 in Richtung seines Hubes bewegbar ist und gegen eine Bewegung senkrecht zur Richtung des Hubes geführt ist. Diese beschriebenen Führungen werden in der Fachwelt als untere Stösselführungen bezeichnet.
    Der Stössel 3 trägt verschiedene Werkzeuge, von welchen beispielsweise ein Stempel 10 eingezeichnet ist. Dieser Stempel 10 wirkt mit einer Matrize 11 zusammen, die relativ zum Maschinengehäuse 13 feststehend ist, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
    Weiter ist in der Figur 1 die Bandlaufebene B angedeutet. Diese Bandlaufebene B ist hier als die Grenzfläche zwischen der Unterseite des zu verarbeitenden Metallbandes 14 und der Oberseite der Matrize 11 definiert, auf welcher das Metallband 14 aufliegt.
    Zur Vereinfachung der Erklärung ist nur der unmittelbar auf der Matrize 11 aufliegende Abschnitt des Metallbandes 14 mit einer dicken Linie dargestellt.
    Die Bandlaufrichtung, d.h. Vorschubrichtung des schrittweisen Vorschiebens des Metallbandes ist mit dem Pfeil A aufgezeigt.
    Es ist ersichtlich, dass die Antriebswelle 5 parallel zur Vorschubrichtung A verläuft, und aus diesem Grund wird die vorliegende Stanzmaschine als "Längswellen-Stanzmaschine" bezeichnet.
    Es wird nun wieder auf die Führungen in der Stanzmaschine Bezug genommen.
    Im Gegensatz zu den unteren Stösselführungen 6, 9, die als Rundführungen ausgebildet sind, sind die oberen Stösselführungen 4, 4a als Flachführungen ausgebildet, d.h. ihre Führungsflächen sind ebenflächig ausgebildet.
    Aus den Figuren 1-3 geht hervor, dass die oberen Stösselführungen 4, 4a in der Bandlaufrichtung A einen Freiheitsgrad aufweisen. Insbesondere lässt sich aus den Figuren 1 und 3 erkennen, dass sich diese Stösselführungen 4, 4a und somit die unteren Enden der Pleuel 2, 2a bei den Kugelgelenken 8 in Bandlaufrichtung A bewegen können. Aufgrund der Pendellager 12, 12a können sich also die Pleuel 2, 2a und folglich auch der Stössel 3 in der Bandlaufrichtung A hin- und herbewegen, es liegt also ein Freiheitsgrad der Bewegung in der Bandlaufrichtung A vor.
    Weiter ist jedoch eine Bewegung senkrecht oder auch schief zur Bandlaufrichtung A nicht möglich, wie dies aus den Figuren 2 und 3 deutlich hervorgeht, durch die Stösselführungen 4, 4a, d.h. den Flachführungen werden irgendwelche resultierende Pleuelkräfte FQ (siehe Fig. 2) quer zur Bandlaufrichtung A abgestützt.
    Man nehme nun an, dass beim Stössel 3 eine aussermittige Belastung F im Abstand X vom Stösselmittelpunkt auftrete, wie in der Figur 1 dargestellt ist. Beim Anstanzvorgang tritt grundsätzlich immer eine solche aussermittige Belastung F auf.
    Es wird nun auf die Drahtmodelle nach Fig. 4 und Fig. 5 hingewiesen, in welchen die nun zu diskutierenden Bauglieder rein schematisch gezeichnet sind.
    Die Figur 4 zeigt die Bauglieder, d.h. Pleuel 2, 2a und 3 in der Stellung, bei welcher eine erste Berührung zwischen dem Stempel 10 und dem Metallband 14 auf der Matrize 11 stattfindet. F1 und F2 bezeichnen die Belastungen der Antriebselemente, unter anderem die Pleuel 2, 2a
    In diesem Zeitpunkt beträgt die aussermittige Kraft F = 0.
    Es wird nun auf die Figur 5 verwiesen. Trifft der Stempel 10 auf das Metallband 14, beginnt der Stössel 3 um den Punkt K, den Kippunkt zu kippen und bewegt sich von der strichtpunktiert gezeichneten Stellung in die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung. (Die Verschiebung der Lage des Stössels 3 ist in der Figur 5 übertrieben gross gezeichnet).
    Dadurch, dass sich die Führungen 4, 4a seitlich verschieben können, werden die Pleuel 2, 2a (mit den stark reduziert gezeichneten Pleuellängen l1, l2) in die gezeichneten Stellungen ausgeschwenkt. Dabei sind die Belastungen F1 und F2 der Antriebsglieder unterschiedlich gross.
    Bei aussermittigen Belastungen erfolgt nicht nur eine Schrägstellung des Stössels, sondern es können auch kleine, jedoch auf die Präzision eine Einwirkung habende Deformation desselben erfolgen. Bevorzugterweise ist der Stössel 3 daher auch bei den Führungssäulen 9 in der Bandlaufebene B geführt. Und damit bleibt der Stempel 10 mit der Matrize 11 auch bei einer aussermittigen Belastung ausgerichtet.
    Selbstredend ist die gezeigte Ausführung nicht nur auf Stanzpressen mit nur einem Stössel beschränkt. Es können auch Stanzpressen mit mehreren Stösseln mit den erfindungsgemässen Führungen ausgerüstet sein.

    Claims (5)

    1. Stanzpresse, insbesondere Schnelläuferpresse, mit einem Pressenrahmen, mit mindestens einem Stössel zur Aufnahme von Werkzeugen zur Bearbeitung eines in einer Bandlaufrichtung entlang einer Bandlaufebene schrittweise vorgeschobenen bandförmigen Materials, welche Presse eine parallel zur Bandlaufrichtung verlaufende Antriebswelle aufweist, die über Antriebsglieder mit dem Stössel antriebsverbunden ist, welcher Stössel bei mindestens einer Stelle zwischen der Antriebswelle und der Bandlaufebene durch obere Stösselführungen im Pressenrahmen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Stösselführungen einen Freiheitsgrad der Bewegung in der Bandlaufrichtung aufweisen.
    2. Stanzpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel in der Bandlaufebene durch untere Stösselführungen in Hubrichtung des Stössels bewegbar geführt ist.
    3. Stanzpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsglieder bei einem Ende auf der Antriebswelle exzentrisch gelagerte und beim entgegengesetzten Ende über jeweils ein Kugelgelenk am Stössel angelenkte Pleuel aufweisen.
    4. Stanzpresse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsglieder bei einem Ende in Bandlaufrichtung pendelnd auf der Antriebswelle gelagerte Pleuel aufweisen.
    5. Stanzpresse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsglieder bei einem Ende über Pendelrollenlager in Bandlaufrichtung pendelnd auf der Antriebswelle exzentrisch gelagert Pleuel aufweisen.
    EP98107893A 1998-04-30 1998-04-30 Stanzpresse, insbesondere Schnelläuferpresse Expired - Lifetime EP0953438B1 (de)

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