EP1650015A1 - Press-, Stanz- oder Umformautomat - Google Patents

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Publication number
EP1650015A1
EP1650015A1 EP04025331A EP04025331A EP1650015A1 EP 1650015 A1 EP1650015 A1 EP 1650015A1 EP 04025331 A EP04025331 A EP 04025331A EP 04025331 A EP04025331 A EP 04025331A EP 1650015 A1 EP1650015 A1 EP 1650015A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing
forming machine
machine according
stamping
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04025331A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Prof.Dr.Ing. Bernd-Arno Behrens
Dip.Ing. Krimm Richard
Dipl.Ing Werbs Michaël
Dipl.Ing Roos Markus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haulick and Roos GmbH
Original Assignee
Haulick and Roos GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haulick and Roos GmbH filed Critical Haulick and Roos GmbH
Priority to EP04025331A priority Critical patent/EP1650015A1/de
Publication of EP1650015A1 publication Critical patent/EP1650015A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—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
    • B30B1/10—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 toggle mechanism
    • B30B1/14—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 toggle mechanism operated by cams, eccentrics, or cranks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—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
    • B30B1/10—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 toggle mechanism
    • B30B1/106—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 toggle mechanism operated by another toggle mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0064—Counterbalancing means for movable press elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/041—Guides

Definitions

  • the invention relates to a press, stamping or forming machine with a frame which comprises a frame top, a frame base and the frame upper part on the frame base supporting stand, wherein the frame base has a platen and the frame top receives a single rotationally driven eccentric shaft, which via a symmetrical to a vertical center axis of the frame formed lever mechanism and two slidably held on the frame top thrust units with a relative to the platen back and forth movable plunger is coupled, which is held by means of guide elements in the vertical direction displaceable on the frame.
  • a workpiece By means of press, stamping or forming machines, a workpiece can be machined by mounting a lower tool on the clamping plate and an upper tool on the clamping plate facing front side of the plunger, which cooperate with each other during reciprocation of the plunger to the between the upper tool For example, to stamp, punch or reshape a workpiece positioned on the lower tool.
  • the drive of the plunger is effected by means of an eccentric shaft, which is coupled via a rotatably mounted on the eccentric shaft connecting rod with the plunger.
  • Pressing or stamping machines are known from EP 1 308 268 A1, in which the course of movement and speed of the plunger during a rotation of the eccentric shaft is similar to a sine curve or a cosine curve.
  • Object of the present invention is to develop a pressing, punching or forming machines of the type mentioned in such a way that it has a structurally simpler design with the least possible influence of lateral force on the pressing, punching or forming tool.
  • the lever mechanism has a pair of push rods, on the one hand with a on the eccentric shaft rotatably mounted connecting rods and on the other hand in each case via a first Kurbelstelze with a thrust unit are articulated, wherein the first Kurbelstelzen are held in the region between the respective push rod and the thrust unit via a first support strut articulated on the frame top.
  • the conversion of the rotational movement of the eccentric shaft in a reciprocating motion of the plunger takes place in the pressing, stamping or forming machines according to the invention via a rotatably mounted on the eccentric shaft connecting rod, at the end remote from the eccentric shaft two push rods are articulated with their the connecting rod opposite end are each hingedly connected to a, first Kurbelstelze, which in turn is articulated to a push unit.
  • the first Kurbelstelze is additionally held articulated on the frame top, this is articulated in the region between the push rod and the thrust unit to the first Kurbelstelze a first support strut, which is pivotally connected at its end facing away from the first Kurbelstelze end with the frame top.
  • the power flow is in the construction according to the invention of the push rods directly on the first Kurbelstelzen over.
  • the crank stilts are supported via the support struts directly on the frame top. This has the consequence that the opposing force acting on the plunger during pressing, stamping or forming can be introduced directly into the frame upper part from the crank stilts via the support struts.
  • a higher tilting stiffness is also achieved in that not only the plunger is held displaceably on the frame by means of the guide elements, but also in addition the thrust units, via which the plunger is driven to reciprocate relative to the platen, slidably mounted on the frame top are.
  • the stroke of the plunger that is, the distance between its top and bottom dead center, in the pressing, stamping or forming machines according to the invention in the usual manner by means of a double eccentric, as is known in the art, be changed.
  • the stroke of the plunger can also be influenced by changing the length of the two push rods. It has been shown that a shortening of the push rods and thus an increase in the distance of the articulation points at which the first crank stilts are connected to the push rods and the first support struts with the frame top, an increase in the stroke result. Conversely, the stroke can be shortened by reducing the distance of said articulation points by extending the push rods. It is particularly advantageous, therefore, if the push rods are formed variable in length.
  • the first support struts are articulated in the longitudinal direction of the respective first Kurbelstelze centrally to the first Kurbelstelze.
  • the first crank stilts are thus held in the longitudinal direction centrally in each case via a first support strut articulated on the frame top.
  • the first The crank handle forms a double-armed lever which can be pivoted about the central articulation point and whose lever arms are of equal length. Acting leverage forces are transmitted in a ratio of 1: 1.
  • first crank stilts are twice as long as the first support struts.
  • the axis of rotation of the eccentric shaft crosses the central axis of the frame perpendicularly.
  • the eccentric shaft is arranged in such a configuration on the central axis. This has the consequence that the path and speed course of the plunger is symmetrical to its bottom dead center. Under the course of the path covered by the plunger, that is, the respectively assumed plunger position, understood in dependence on the rotation angle of the eccentric shaft; the speed profile is understood to mean the speed of the tappet as a function of the angle of rotation of the eccentric shaft.
  • the course of the amount of the speed of the plunger during a downward movement corresponds to the course of the amount of speed in an upward movement of the plunger.
  • the axis of rotation of the eccentric shaft is arranged offset from the central axis of the frame. This has the consequence that the path and speed course of the plunger is asymmetrical with respect to its bottom dead center. The course of the speed of the plunger in its downward movement thus does not correspond to the course of the speed in its upward movement.
  • a speed profile of the plunger are achieved, in which it approaches its lower dead center at relatively low speed, passes through it and then performs an upward movement at high speed.
  • the eccentric shaft can be rotatably mounted on at least one carriage slidably held on the frame upper part, so that the axis of rotation of the eccentric shaft can be displaced relative to the center axis of the frame by displacing the carriage.
  • the drive of the carriage can be effected by means of a motor, preferably by means of an electronic servo or hydraulic motor.
  • the thrust units of the pressing, punching or forming machines according to the invention are held by means of guide devices displaceable on the frame top.
  • the connecting rod and the two push rods are articulated to a slide which is held coaxially to the central axis slidably on the frame top.
  • a transverse force introduction into the plunger can advantageously also be reduced in that the lower end regions of the first crank stilts are connected to one another via a crossbar.
  • the connecting rod are articulated to a first articulation point and the two push rods at a second articulation point to the slider, wherein the distance between the two articulation points is variable.
  • a change in the distance between the two articulation points has a change in the stroke of the plunger result, that is, by changing the distance of the articulation points, the distance between the upper and lower dead center of the plunger can be adjusted.
  • a change in the distance of the articulation points can be achieved in a structurally simple manner in that the slide comprises a spindle, with which the connecting rod and the two push rods are articulated at a distance from each other.
  • the spindle may comprise a first threaded portion with a right-hand thread and a second threaded portion with a left-hand thread, the threaded portions each being in engagement with a support nut to which the connecting rod or the two push rods are articulated.
  • a stroke adjustment is achieved in a particularly preferred embodiment of the invention in that the first support struts are held in the vertical direction adjustable articulated on the frame top.
  • the pivot point at which the support struts are pivotally connected to the Gestelloberteil can thus be raised and lowered, and this has the consequence that the stroke, which performs the plunger in its reciprocating movement changed becomes.
  • the eccentric shaft can consequently be designed as a pure Festhubwelle, the use of double eccentric stroke adjustment of the plunger can be omitted.
  • the adjustable mounting of the first support struts can be achieved, for example, in that the first support struts are each connected in an articulated manner to a spindle mounted on the frame upper part. It can be provided that the spindle is in engagement with a support nut, to which a first support strut is articulated, wherein the spindle about its longitudinal axis in rotation is displaceable for raising and lowering the support nut and thus the articulated mounting of the first support strut.
  • a servo motor may be provided for rotary drive of the spindle.
  • first and second Kurbelstelzen are the same length.
  • the two Kurbelstelzen thus form a toggle lever, which can be stretched periodically by means of the respective push rod, which is pivotally connected to the connecting rod.
  • a first and a second Kurbelstelze are hingedly connected to a common pivot point with a push rod. This has the consequence that the push rod transmits equal mass forces to the articulated crank stilts.
  • the second support struts are articulated centrally in the longitudinal direction of the respective second Kurbelstelze to the second Kurbelstelze.
  • the second Kurbelstelze thus forms a two-armed lever which is pivotally supported about the articulation point of the second support strut and comprises two equal length lever arms.
  • the second support struts are the same length as the first support struts.
  • first and a second support strut at a common pivot point are pivotally connected to the frame top.
  • the two support struts can in this case be held on a common bolt, which is rotatably mounted on the frame top.
  • first and a second support strut on the frame upper part may be provided for adjusting the stroke of the plunger, that the first and second support struts are held in the vertical direction together adjustable on the frame top articulated.
  • the stroke of the plunger can be adjusted in a structurally simple manner by raising and lowering the pivot point on which the support struts are pivotally connected to the frame top.
  • the plunger and the balancing mass are slidably held on the frame, no details have been made so far. It can be provided, for example, that the plunger and / or the leveling compound are held displaceably by means of guide columns and associated guide bearings.
  • the guide columns are fixed to the plunger and the guide bearings are held on the frame. It can be used in each case four with the ram follower guide columns, which are guided in rolling or sliding guides.
  • the sliding guides can be hydrodynamically or hydrostatically lubricated. Both flat guides and round guides can be used.
  • the balancing mass associated guide columns can be fixed to the balancing mass or on the frame, with four stationary or follower guide columns can be used.
  • the guide columns of the balancing mass are fixed to the frame and the associated guide bearings are arranged on the balancing mass.
  • a particularly tilt-resistant ram guide can be achieved in that the guide columns fixed to the ram are mounted displaceably above and below a strip running plane by means of a sliding or rolling element guide.
  • the guide columns can each be displaceably mounted below the strip running plane by means of a first guide bush, preferably a sliding or rolling guide, above the strip running plane and by means of a second guide bush, preferably a sliding or rolling guide.
  • a first guide bush preferably a sliding or rolling guide
  • a second guide bush preferably a sliding or rolling guide.
  • the thrust units comprise an adjusting device for adjusting the position of the bottom dead center of the plunger during operation of the press or of the stamping or forming machine.
  • the quality of the machined workpieces as well as the tool life depends on the position of the bottom dead center of the plunger.
  • the position of the bottom dead center of the plunger can change, and to counteract such a change during operation of the pressing, stamping or forming machines, the adjustment is used, with the help of the effective length of the Thrust units can be changed.
  • the adjusting device is preferably arranged on the frame, that is on a stationary component. As a result, the service life of the press, punching or forming machine can be extended and its reliability and process reliability can be increased.
  • the adjustment of the position of the bottom dead center of the plunger can be achieved in a structurally simple manner, characterized in that the thrust units each having two mutually cooperating thrust arms, which are mutually displaceable by means of the adjusting device in the vertical direction.
  • the thrust units can be designed telescopically in such an embodiment by one of the two push arms dips into a receptacle of the other push arm and relative to the other push arm is displaceable by means of the adjusting device.
  • the two push arms are connected to one another via a thread, wherein at least one end region of a push arm by means of the adjusting device is rotatable relative to the other push arm about the threaded axis.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a stamping, stamping or forming machine, which is generally designated by the reference numeral 10 and has a frame-like frame 11 which has a frame bottom part 12 and a frame top part 13.
  • the frame top 13 is supported by means of four arranged at the corners of a rectangle stand 14 on the frame base 12.
  • an eccentric shaft 16 is rotatably supported by rolling or sliding bearing, which is rotationally driven by a known per se and therefore not shown in the drawing drive motor.
  • the eccentric shaft 16 serves to drive a plunger 18, on each of which a stator 14th adjacent a total of four guide columns 19 are fixed, which are mounted by means of a first rolling guide 20 on the frame top 13 and by means of a second rolling guide 21 on the frame base in the vertical direction slidably.
  • the first rolling guides 20 are above a belt running plane 23 and the second rolling guides 21 are positioned below the belt running plane 23.
  • the strip running plane 23 forms the plane within which workpieces to be processed are positioned during operation of the press, stamping or forming machine 10.
  • the plunger 18 has an end face 25, which faces a platen 26 of the frame base 12. On the front side 25 upper tools and on the platen 26 associated lower tools can be mounted for machining the workpieces in the strip running plane 23rd
  • the coupling of the plunger 18 with the eccentric shaft 16 via a lever mechanism 29 which is symmetrical to a vertical center axis 30 of the pressing, punching or forming machines 10, and two of the lever mechanism 29 downstream and identically designed thrust units 32, 33rd Das Lever 29 is connected via a rotatably mounted on the eccentric shaft 16 connecting rod 35 with the eccentric shaft 16 and has two obliquely aligned push rods 37, 38 which are hinged at a common pivot point to the eccentric shaft 16 remote from the end of the connecting rod 35 by means of a Bolzens, which engages in the illustrated embodiment, a coaxially to the central axis 30 slidably mounted on the frame top 13 slider 40.
  • first Kurbelstelze 42 and 43 hinged which is held in the longitudinal direction centrally by means of a first support strut 45 and 46 hinged to the frame top 13.
  • first support strut 45 and 46 hinged to the frame top 13 At the respective push rod 37 and 38 facing away from the end of the crank stilts 42, 43 each have a push unit 32 and 33 articulated.
  • the thrust units 32, 33 each have an upper thrust arm 48 and a lower thrust arm 49, which are adjustably coupled to each other via a thread 50 in the vertical direction.
  • the upper push arm 48 is slidably held in a guide means 52 of the Gestelloberteils 13 parallel to the central axis 30, and the lower push arm 49 is connected with its upper thrust arm 48 remote from the end with a pressure plate 53 which is rotatably supported about a vertical axis of rotation on the plunger 18 ,
  • the lower thrust arm 49 carries at its upper end portion facing the upper thrust arm 48 a sleeve 56 rotatable about the axis of the thread 50 by means of an adjusting device 55, into which the upper thrust arm 48 is screwed with its lower end portion.
  • the sleeve 56 can be rotated, thereby changing the effective length of the respective thrust unit 32, 33 and thereby adjust the position of the bottom dead center tappet 18 during operation of the pressing, punching or forming machines 10.
  • crank stilts 42, 43 are each articulated via a first support strut 45 or 46 on the frame upper part 13.
  • the first support struts 45, 46 are facing away with their respective Kurbelstelze 42 and 43, respectively End pivotally mounted in a stationary bearing 58 and 59 of the Gestelloberteils 13.
  • the rotational movement of the eccentric shaft 16 is transmitted by means of the connecting rod 35, the lever mechanism 29 and the thrust units 32, 33 in a reciprocating motion of the plunger 18.
  • the connecting rod 35 is moved downward by the eccentric shaft 16, that is to say in the direction of the clamping plate 26, the two push rods 37, 38 articulated on the connecting rod 35 and the slider 40 move apart and the crank stilts 42 articulated to the push rods 37, 38 pivot, 43 lead in the form of double-armed lever, which are mounted centrally pivotally in the longitudinal direction of the respective support strut 45 and 46, a tilting movement, so that the thrust units 32, 33 move in the direction of platen 26.
  • the displaceable mounting of the connecting rod 35 and the push rods 37, 38 on the frame upper part 13 by means of the slider 40 relieves the thrust units 32, 33 and thus also the plunger 18 of transverse forces.
  • a relief of the plunger 18 of lateral forces can also be achieved by a dashed line shown in Figure 1 crossbar 61, which connects the lower, that is the plunger 18 facing ends of the first crank stilts 42, 43 together.
  • Such a crossbar 61 forms a coupling member which directly couples the first crank stems 42, 43 and is oriented perpendicularly to the central axis 30 and which can be used in all of the embodiments explained below.
  • FIG. 2 shows schematically a second embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention is shown, which is generally designated by the reference numeral 70.
  • the pressing, punching or forming machine 70 is similar to the press, punching or forming 10.
  • FIG. 5 to 15 are therefore identical components in Figure 2 denoted by the same reference numerals as in Figure 1 and with respect to these components to avoid repetition, reference is made to the above explanations.
  • the second embodiment shown in Figure 2 differs in that the eccentric shaft 16 is arranged offset to the central axis 30.
  • the offset to the central axis 30 arrangement of the eccentric shaft 16 has the consequence that the plunger 18 has a relation to the bottom dead center asymmetric velocity course by approaching the bottom dead center in a downward movement at a slower speed and after passing through the bottom dead center compared with the first Embodiment performs a faster upward movement.
  • the qualitative path and speed profile of the plunger 18 in the first embodiment shown in Figure 1 and the second embodiment shown in Figure 2 can be seen from Figures 3 and 4.
  • FIG. 3 schematically shows the profile of the normalized plunger position as a function of the crank angle, that is to say the angle of rotation of the eccentric shaft 16.
  • a crank angle of 180 ° corresponds to the bottom dead center of the plunger 18.
  • the curve shown by the reference numeral 73 shows the travel of the plunger 18 the first embodiment shown in Figure 1. This path is symmetrical to the bottom dead center, that is, the crank angle of 180 °.
  • a speed and path profile of the plunger 18, which is optimal for machining a workpiece can thus be generated in order to give the material of the workpiece sufficient time to flow during its machining, so that relatively slow forming processes can be achieved high dimensional accuracy can be performed.
  • FIG. 5 a third embodiment of a pressing, stamping or forming machine according to the invention is illustrated schematically and is designated by the reference numeral 80.
  • the pressing, stamping or forming machine 80 differs in that the first support struts 45, 46 not by means of a fixed bearing mounted on the frame top 13, the storage of the first support struts 45 and 46 on the frame top 13 takes place in the third embodiment shown in Figure 5 rather by means of an adjustment 81 and 82, with the aid of the articulation points 83, 84 of the first support struts 45 and 46th can be adjusted in the vertical direction on the frame top 13.
  • the adjusting mechanisms 81, 82 are identical and each comprise a rotatable about its longitudinal axis spindle 86, with which a support nut is engaged, to which the first support strut 45 and 46 is articulated.
  • the rotary drive of the spindle 86 by means of at least one not shown in the drawing, known in the art engine, which may be preferably an electric servo or a hydraulic motor.
  • the raising and lowering of the articulation points 83, 84 of the first support struts 45 and 46 has the consequence that the stroke of the plunger 18 changes.
  • the stroke can be increased and decreased by means of adjusting mechanisms 81, 82 during operation of the pressing, punching or forming machines 80.
  • Under the stroke of the plunger 18 in this case the difference in the position of the end face 25 of the plunger 18 at its top dead center and understood his bottom dead center.
  • the third embodiment shown in Figure 5 thus makes it possible to change during operation both the position of the bottom dead center of the plunger 18 and its stroke.
  • the adjusting devices 55 and on the other the adjusting mechanisms 81, 82 are used.
  • FIG. 6 schematically shows a fourth embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention, which is designated overall by the reference numeral 90. It differs from the first embodiment shown in Figure 1 in that the frame upper part 13 above the eccentric shaft 16, an oscillating balance mass 91 is arranged to compensate for the mass forces occurring during the movement of the plunger 18. On the balancing mass 91, four guide columns 92 are fixed, which are each arranged parallel to a guide column 19 of the plunger 18 and are slidably mounted by means of an upper Wälz Entry 93 and a lower roller guide 94 on the frame upper part 13. However, such a definition and storage of the guide columns is not mandatory. It may also be provided to fix the guide columns 92 on the frame upper part 13 and to arrange the roller guides 93, 94 on the balancing mass 91.
  • the balancing mass 91 is connected via two second crank stilts 96, 97 pivotally connected to the push rods 37 and 38 respectively.
  • the second Kurbelstelzen 96, 97 are each articulated at a pivot point 98 and 99 together with a first Kurbelstelze 42 and 43 to the push rod 37 and 38 respectively.
  • the associated first and second Kurbelstelzen 42, 96 and 43, 97 are pivoted apart, so that the balancing mass 91 based on the movement of the plunger 18 performs 180 ° phase-shifted reciprocating motion, that is, in a downward movement of the plunger 18, the balancing mass 91 is moved upward and during an upward movement of the plunger 18, the balancing mass 91 performs a downward movement.
  • FIG. 7 shows schematically a fifth embodiment of a pressing, punching or forming automatic machine according to the invention, which is different from the fourth embodiment shown in FIG. 6 only by an arrangement of the eccentric shaft 16 with respect to the central axis 30.
  • FIG. 8 schematically shows a sixth embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention, which is generally designated by the reference numeral 110 and which is configured similarly to the third embodiment illustrated in FIG. Also in the pressing, stamping or forming machines 110 can be changed by means of adjusting mechanisms 81, 82, the stroke of the plunger 18 during operation, wherein in the sixth embodiment according to the embodiments shown in Figures 6 and 7 in addition a balancing mass 91 is used to compensate for inertial forces.
  • FIG. 9 shows a seventh embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention which is designated overall by the reference numeral 120.
  • This also has adjusting mechanisms 81, 82 for stroke adjustment of the plunger 18 and a balancing mass 91.
  • the pressing, stamping or forming machine 120 differs only by the positioning of the eccentric shaft 16 on the central axis 30. Der Path and speed course of the ram 18 of the seventh embodiment is thus symmetrical to its bottom dead center, as has already been explained above with reference to Figures 1, 3 and 4 in detail.
  • FIG. 10 shows an eighth embodiment of a pressing, stamping or forming automatic machine according to the invention, in which a balancing mass 91 is likewise provided and displaces the eccentric shaft 16 in accordance with the fifth and sixth embodiments illustrated in FIGS. 7 and 8 is arranged to the central axis 30.
  • a balancing mass 91 is likewise provided and displaces the eccentric shaft 16 in accordance with the fifth and sixth embodiments illustrated in FIGS. 7 and 8 is arranged to the central axis 30.
  • an adjustment mechanism 131 arranged in the slide 40 is used, while the bearing of the first support struts 45, 46 on the frame top 13 by means of stationary bearings 58, 59 takes place.
  • the connecting rod 35 and the push rods 37, 38 are coupled together.
  • the connecting rod 35 is pivotally connected at an upper pivot point 132 with the adjustment mechanism 131 and the two push rods 37 and 38 are pivotally connected together at a lower pivot point 133 to the adjustment mechanism 131.
  • the vertical distance, the two pivot points 132 and 133 occupy each other, are adjusted, thereby changing the stroke of the plunger 18.
  • the adjusting mechanism 131 has for this purpose a coaxially aligned to the central axis 30 spindle 134 which can be rotated about its longitudinal axis by means of a servo motor, not shown in the drawing and which carries in its one end a right-hand thread and in its other end a left-hand thread, said These areas of the spindle are each in engagement with a support nut, on which the connecting rod 35 and the push rods 37, 38th are articulated.
  • rotation of the spindle 134 can thus be adjusted to each other in a structurally simple manner during operation of the pressing, stamping or forming machines 130, the distance between the pivot points 132, 133.
  • FIG. 11 shows a ninth embodiment of a press, punching or forming machine according to the invention, which is generally denoted by the reference numeral 140 and which is designed substantially identical to the fourth embodiment illustrated in FIG. However, no slider 40 is slidably mounted in the vertical direction on the frame top 13, such a slider 40 is omitted rather in the ninth embodiment.
  • the second Kurbelstelzen 96 and 97 are supported in press stamping or forming 140 each by means of a second support strut 141 and 142 articulated on the frame upper part 13.
  • Such second support struts 141, 142 may optionally also be used in all the above-described embodiments which have a balancing mass 91.
  • the second support struts 141, 142 are hinged in the longitudinal direction of the respective second Kurbelstelze 96 and 97 centrally to the Kurbelstelze 96 and 97 and facing away from the respective Kurbelstelze 96, 97 end in each case together with a first support strut 45 and 46 on the stationary bearing 58 and 59 held pivotally.
  • the eccentric shaft 16 can be arranged offset to the central axis 30 even when using the second support struts 141, 142.
  • Such a configuration shows the illustrated in Figure 12 tenth embodiment of a pressing, stamping or forming machine according to the invention, which is generally designated by the reference numeral 150.
  • the use of the second support struts 141, 142 does not exclude the additional use of a slider 40, which is mounted coaxially to the central axis 30 slidably on the frame top 13, but such a slider 40 can be used in addition to the second support struts 141, 142.
  • FIG. 13 schematically reproduces an eleventh embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention, which is denoted overall by the reference numeral 160.
  • the use of the slider 40 in addition to the second support struts 141, 142 has a particularly high tilting rigidity of the plunger 18 result.
  • FIG. 14 a twelfth embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention, indicated overall by the reference numeral 170, is schematically illustrated, which differs from the eleventh embodiment illustrated in FIG. 13 by an arrangement of the eccentric shaft 16 offset from the central axis 30. As already explained, by means of such a positioning of the eccentric shaft 16, it is possible to generate a path and speed profile of the plunger 18 which is asymmetrical relative to the bottom dead center.
  • FIG. 15 schematically shows a thirteenth embodiment of a pressing, punching or forming machine according to the invention, in which the second crank stems 96, 97 are articulated on the frame upper part 13 by means of second support struts 141, 142 and additionally a slide 40 is used.
  • the slide 40 receives an adjustment mechanism 131, so that the stroke of the Plunger 18 can be adjusted during operation of the press, punching or forming machine 180 by the mutual distance of the articulation points 131 and 132 of the connecting rod 35 and the push rods 37, 38 is changed.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Press-, Stanz- oder Umformautomat mit einem Gestell (11), das ein Gestelloberteil (13), ein Gestellunterteil (12) sowie das Gestelloberteil (13) am Gestellunterteil (12) abstützende Ständer (14) umfasst, wobei das Gestellunterteil (12) eine Aufspannplatte (26) aufweist und das Gestelloberteil (13) eine einzige drehend antreibbare Exzenterwelle (16) aufnimmt, die über ein symmetrisch zu einer vertikalen Mittelachse (30) des Gestells (11) ausgebildetes Hebelwerk (29) und zwei am Gestelloberteil (13) verschiebbar gehaltene Schubeinheiten (32, 33) mit einem relativ zur Aufspannplatte (26) hin- und her bewegbaren Stößel (18) gekoppelt ist, der mittels Führungselemente (19, 20, 21) in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell (11) gehalten ist. Um den Press-, Stanz- oder Umformautomat derart weiterzubilden, dass er eine konstruktiv einfachere Ausgestaltung aufweist bei möglichst geringem Querkrafteinfluss auf das Press-, Stanz- oder Umformwerkzeug, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Hebelwerk (29) ein Paar von Schubstangen (37, 38) aufweist, die einerseits an einem an der Exzenterwelle (16) drehbar gelagerten Pleuel (35) und andererseits jeweils über eine erste Kurbelstelze (42, 43) mit einer Schubeinheit (32, 33) gelenkig verbunden sind, wobei die ersten Kurbelstelzen (42, 43) im Bereich zwischen der jeweiligen Schubstange (37, 38) und der Schubeinheit (32, 33) über eine erste Stützstrebe (45, 46) gelenkig am Gestelloberteil (13) gehalten sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Press-, Stanz- oder Umformautomat mit einem Gestell, das ein Gestelloberteil, ein Gestellunterteil sowie das Gestelloberteil am Gestellunterteil abstützende Ständer umfasst, wobei das Gestellunterteil eine Aufspannplatte aufweist und das Gestelloberteil eine einzige drehend antreibbare Exzenterwelle aufnimmt, die über ein symmetrisch zu einer vertikalen Mittelachse des Gestells ausgebildetes Hebelwerk und zwei am Gestelloberteil verschiebbar gehaltene Schubeinheiten mit einem relativ zur Aufspannplatte hin- und her bewegbaren Stößel gekoppelt ist, der mittels Führungselemente in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell gehalten ist.
  • Mittels Press-, Stanz- oder Umformautomaten kann ein Werkstück bearbeitet werden, indem an der Aufspannplatte ein Unterwerkzeug und an der der Aufspannplatte zugewandten Stirnseite des Stößels ein Oberwerkzeug montiert werden, die beim Hin- und Herbewegen des Stößels miteinander zusammenwirken, um das zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug positionierte Werkstück beispielsweise zu prägen, zu stanzen oder umzuformen. Der Antrieb des Stößels erfolgt mittels einer Exzenterwelle, die über ein drehbar an der Exzenterwelle gelagertes Pleuel mit dem Stößel gekoppelt ist. Aus der EP 1 308 268 A1 sind Press- oder Stanzautomaten bekannt, bei denen der Bewegungs- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels bei einer Drehung der Exzenterwelle einer Sinuskurve bzw. einer Kosinuskurve ähnelt.
  • Es sind auch Press-, Stanz- und Umformautomaten bekannt, bei denen die Kopplung der Exzenterwelle mit dem Stößel über ein Hebelwerk und mindestens eine Schubeinheit erfolgt, wobei das Hebelwerk in vielen Fällen zumindest einen Kniehebel aufweist. Bei einer derartigen Konstruktion kann der Bewegungs- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels derart verändert werden, dass der Stößel verhältnismäßig langsam seinen unteren Totpunktes durchfährt. Dies hat den Vorteil, dass innerhalb der Verweildauer des Stößels in einem dem unteren Totpunkt benachbarten Bereich der Werkstoff des Werkstücks ausreichend Zeit hat zu fließen. Aufgrund des relativ langsamen Umformprozesses können Prägungen und Randkonturen optimal ausgeformt werden. Dies ermöglicht eine hohe Maßhaltigkeit der Werkstücke. Außerdem werden dadurch Schwingungen reduziert, da das Oberwerkzeug mit geringer Geschwindigkeit auf das Werkstück aufsetzt. Dadurch ergeben sich längere Werkzeugstandzeiten und bessere Stanzergebnisse.
  • Aus der EP 1 223 027 A2 ist eine Presse der eingangs genannten Art bekannt, bei der das Hebelwerk zwei Paare von Schieber aufweist, die in vertikalem Abstand zueinander verschiebbar am Gestelloberteil gelagert sind. Die Schieber sind über gelenkig miteinander verbundene Hebel gekoppelt, die ihrerseits an einem Kniehebel angelenkt sind. Insgesamt zeichnet sich die bekannte Presse durch eine aufwendige Konstruktion aus.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Press-, Stanz- oder Umformautomaten der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er eine konstruktiv einfachere Ausgestaltung aufweist bei möglichst geringem Querkrafteinfluss auf das Press-, Stanz- oder Umformwerkzeug.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Press-, Stanz- oder Umformautomaten der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hebelwerk ein Paar von Schubstangen aufweist, die einerseits mit einem an der Exzenterwelle drehbar gelagerten Pleuel und andererseits jeweils über eine erste Kurbelstelze mit einer Schubeinheit gelenkig verbunden sind, wobei die ersten Kurbelstelzen im Bereich zwischen der jeweiligen Schubstange und der Schubeinheit über eine erste Stützstrebe gelenkig am Gestelloberteil gehalten sind.
  • Die Umwandlung der Drehbewegung der Exzenterwelle in eine Hin- und Herbewegung des Stößels erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten über ein drehbar an der Exzenterwelle gelagertes Pleuel, an dessen der Exzenterwelle abgewandtem Ende zwei Schubstangen angelenkt sind, die mit ihrem dem Pleuel abgewandten Ende jeweils gelenkig mit einer, ersten Kurbelstelze verbunden sind, die wiederum an einer Schubeinheit angelenkt ist. Die erste Kurbelstelze ist zusätzlich gelenkig am Gestelloberteil gehalten, hierzu ist im Bereich zwischen der Schubstange und der Schubeinheit an die erste Kurbelstelze eine erste Stützstrebe angelenkt, die mit ihrem der ersten Kurbelstelze abgewandten Ende gelenkig mit dem Gestelloberteil verbunden ist. Bewegt sich das Pleuel aufgrund der Drehbewegung der Exzenterwelle nach unten, das heißt in Richtung der Aufspannplatte, so werden die beiden an das Pleuel angelenkten Schubstangen auseinander gespreizt, so dass sich die Anlenkpunkte, an denen die Schubstangen jeweils mit einer ersten Kurbelstelze verbunden sind, den Anlenkpunkten annähern, an denen die ersten Stützstreben am Gestelloberteil angelenkt sind. Dies wiederum hat zur Folge, dass die ersten Kurbelstelzen sich mit ihren der jeweiligen Schubstange abgewandten Endbereichen ebenfalls nach unten bewegen in Richtung Aufspannplatte und dadurch auf die Schubeinheiten eine Schubkraft ausüben, so dass der Stößel in Richtung Aufspannplatte verschoben wird. Bewegt sich das Pleuel bei der weiteren Drehbewegung der Exzenterwelle wieder nach oben, das heißt in die der Aufspannplatte abgewandte Richtung, so schwenken die beiden Schubstangen aufeinander zu, und dies hat zur Folge, dass die Anlenkpunkte, an denen die ersten Schubstangen mit den Kurbelstelzen verbunden sind, sich von den Anlenkpunkten, an denen die ersten Stützstreben mit dem Gestelloberteil verbunden sind, entfernen, und dies wiederum bewirkt, dass die ersten Kurbelstelzen mit ihrem der Schubstange abgewandten Endbereich eine Aufwärtsbewegung ausführen, so dass der Stößel über die Schubeinheiten nach oben bewegt wird. Somit kann durch Drehung der Exzenterwelle auf konstruktiv einfache Weise eine Hin- und Herbewegung des Stößels erzeugt werden.
  • Der Kraftfluss geht bei der erfindungsgemäßen Konstruktion von den Schubstangen direkt auf die ersten Kurbelstelzen über. Dies ermöglicht eine höhere Krafteinleitung und bewirkt eine höhere Steifigkeit des Systems. Die Kurbelstelzen sind über die Stützstreben direkt am Gestelloberteil abgestützt. Dies hat zur Folge, dass die beim Pressen, Stanzen oder Umformen auf den Stößel einwirkende Gegenkraft von den Kurbelstelzen über die Stützstreben direkt in das Gestelloberteil eingeleitet werden kann. Eine höhere Kippsteifigkeit wird darüber hinaus dadurch erzielt, dass nicht nur der Stößel mit Hilfe der Führungselemente verschiebbar am Gestell gehalten ist, sondern zusätzlich auch die Schubeinheiten, über die der Stößel zu einer Hin- und Herbewegung relativ zur Aufspannplatte angetrieben wird, verschiebbar am Gestelloberteil gelagert sind. Vom Hebelwerk hervorgerufene Querkräfte werden somit in das Gestelloberteil eingeleitet, so dass der Stößel antriebsseitig lediglich mit einer vertikal ausgerichteten Antriebskraft beaufschlagt wird, während Horizontalkräfte vom Gestelloberteil aufgenommen werden. Auch außermittig am Stößel angreifende Umformkräfte können über die verschiebbare Lagerung der Schubeinheiten auf das Gestelloberteil übertragen werden. Die Gefahr einer unbeabsichtigten Verlagerung oder Kippung des Stößels wird dadurch reduziert, so dass die zur Erzielung hoch präziser Werkstücke und langer Werkzeugstandzeiten erforderliche Parallelität zwischen der Stirnseite des Stößels und der Oberseite der Aufspannplatte gewährleistet ist. Aufgrund des Einsatzes des Hebelwerkes weist der Stößel eine verhältnismäßig lange Verweilzeit im Bereich seines unteren Totpunktes auf, so dass das Werkstück einem relativ langsamen Umformprozess unterworfen wird.
  • Der Hub des Stößels, das heißt der Abstand zwischen seinem oberen und seinem unteren Totpunkt, kann beim erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten in üblicher Weise mittels eines Doppelexzenters, wie er dem Fachmann bekannt ist, verändert werden.
  • Der Hub des Stößels kann aber auch durch Veränderung der Länge der beiden Schubstangen beeinflusst werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Verkürzung der Schubstangen und damit eine Vergrößerung des Abstandes der Anlenkpunkte, an denen die ersten Kurbelstelzen mit den Schubstangen und die ersten Stützstreben mit dem Gestelloberteil verbunden sind, eine Vergrößerung des Hubes zur Folge hat. Umgekehrt kann der Hub verkürzt werden, indem der Abstand der genannten Anlenkpunkte durch Verlängerung der Schubstangen verringert wird. Von besonderem Vorteil ist es daher, wenn die Schubstangen längenveränderlich ausgebildet sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die ersten Stützstreben in Längsrichtung der jeweiligen ersten Kurbelstelze mittig an die erste Kurbelstelze angelenkt. Die ersten Kurbelstelzen sind somit in Längsrichtung mittig jeweils über eine erste Stützstrebe gelenkig am Gestelloberteil gehalten. Die erste Kurbelstelze bildet einen um den mittigen Anlenkpunkt verschwenkbaren doppelarmigen Hebel aus, dessen Hebelarme gleich lang sind. Einwirkende Hebelkräfte werden dadurch im Verhältnis 1:1 übertragen.
  • Von Vorteil ist es, wenn die ersten Kurbelstelzen doppelt so lang sind wie die ersten Stützstreben.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Drehachse der Exzenterwelle die Mittelachse des Gestells senkrecht kreuzt. Die Exzenterwelle ist bei einer derartigen Ausgestaltung auf der Mittelachse angeordnet. Dies hat zur Folge, dass der Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels symmetrisch ist zu seinem unteren Totpunkt. Unter dem Wegverlauf wird der vom Stößel zurückgelegte Weg, das heißt die jeweils eingenommene Stößelposition, in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Exzenterwelle verstanden; unter dem Geschwindigkeitsverlauf wird die Geschwindigkeit des Stößels in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Exzenterwelle verstanden. Bei einer Anordnung der Exzenterwelle auf der Mittelachse des Gestells entspricht der Verlauf des Betrages der Geschwindigkeit des Stößels bei einer Abwärtsbewegung dem Verlauf des Betrages der Geschwindigkeit bei einer Aufwärtsbewegung des Stößels.
  • Besonders vorteilhaft kann aber auch vorgesehen sein, dass die Drehachse der Exzenterwelle zur Mittelachse des Gestells versetzt angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass der Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels unsymmetrisch ist bezüglich seinem unteren Totpunkt. Der Verlauf der Geschwindigkeit des Stößels bei seiner Abwärtsbewegung entspricht somit nicht dem Verlauf der Geschwindigkeit bei seiner Aufwärtsbewegung. Insbesondere kann durch eine zur Mittelachse des Gestells versetzte Anordnung der Drehachse der Exzenterwelle ein Geschwindigkeitsverlauf des Stößels erzielt werden, bei dem sich dieser mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit seinem unteren Totpunkt annähert, diesen durchläuft und dann mit hoher Geschwindigkeit eine Aufwärtsbewegung ausführt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Lage der Exzenterwelle bezogen auf die Mittelachse des Gestells veränderbar ist, denn dadurch kann der Geschwindigkeitsverlauf des Stößels an den jeweiligen Fertigungsprozess optimal angepasst werden. Beispielsweise kann die Exzenterwelle an mindestens einem verschiebbar am Gestelloberteil gehaltenen Schlitten drehbar gelagert sein, so dass durch Verschieben des Schlittens die Drehachse der Exzenterwelle relativ zur Mittelachse des Gestells versetzt werden kann. Der Antrieb des Schlittens kann mittels eines Motors erfolgen, vorzugsweise mittels eines elektronischen Servo- oder Hydraulikmotors.
  • Die Schubeinheiten des erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten sind mittels Führungseinrichtungen verschiebbar am Gestelloberteil gehalten. Um die Führungseinrichtungen von Querkräften zu entlasten, sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform das Pleuel und die beiden Schubstangen an einen Schieber angelenkt, der koaxial zur Mittelachse verschiebbar am Gestelloberteil gehalten ist.
  • Eine Querkrafteinleitung in den Stößel kann vorteilhafterweise auch dadurch reduziert werden, dass die unteren Endbereiche der ersten Kurbelstelzen über eine Querstange miteinander verbunden sind.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Pleuel an einem ersten Anlenkpunkt und die beiden Schubstangen an einem zweiten Anlenkpunkt an den Schieber angelenkt sind, wobei der Abstand der beiden Anlenkpunkte veränderbar ist. Eine Änderung des Abstandes der beiden Anlenkpunkte hat eine Änderung des Hubes des Stößels zur Folge, das heißt durch Veränderung des Abstandes der Anlenkpunkte kann der Abstand zwischen dem oberen und unteren Totpunkt des Stößels verstellt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Exzenterwelle mit einem festen Hub ausgestaltet sein kann.
  • Eine Abstandsänderung der Anlenkpunkte kann auf konstruktiv einfache Weise dadurch erzielt werden, dass der Schieber eine Spindel umfasst, mit der das Pleuel und die beiden Schubstangen im Abstand zueinander gelenkig verbunden sind. Die Spindel kann einen ersten Gewindeabschnitt mit einem Rechtsgewinde und einen zweiten Gewindeabschnitt mit einem Linksgewinde umfassen, wobei die Gewindeabschnitte jeweils mit einer Tragmutter in Eingriff stehen, an die das Pleuel bzw. die beiden Schubstangen angelenkt sind. Durch Drehung der Spindel kann somit auf konstruktiv einfache Weise der Abstand der Anlenkpunkte verändert werden zur Verstellung des Hubes des Stößels. Zum Drehantrieb der Spindel kann ein Servomotor zum Einsatz kommen.
  • Eine Hubverstellung wird bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, dass die ersten Stützstreben in vertikaler Richtung verstellbar am Gestelloberteil gelenkig gehalten sind. Der Anlenkpunkt, an dem die Stützstreben gelenkig mit dem Gestelloberteil verbunden sind, kann somit angehoben und abgesenkt werden, und dies hat zur Folge, dass der Hub, den der Stößel bei seiner Hin- und Herbewegung ausführt, verändert wird. Die Exzenterwelle kann folglich als reine Festhubwelle ausgestaltet sein, der Einsatz von Doppelexzenter zur Hubverstellung des Stößels kann entfallen.
  • Die verstellbare Lagerung der ersten Stützstreben kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die ersten Stützstreben jeweils mit einer am Gestelloberteil gelagerten Spindel gelenkig verbunden sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Spindel mit einer Tragmutter in Eingriff steht, an die eine erste Stützstrebe angelenkt ist, wobei die Spindel um ihre Längsachse in Drehung versetzbar ist zum Anheben und Absenken der Tragmutter und damit der gelenkigen Lagerung der ersten Stützstrebe. Zum Drehantrieb der Spindel kann ein Servomotor vorgesehen sein.
  • Bei der Hin- und Herbewegung des Stößels treten hohe Massenkräfte auf. Um diese Massenkräfte auszugleichen, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform oberhalb der Exzenterwelle eine mittels Führungselemente in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestelloberteil gehaltene Ausgleichsmasse angeordnet, wobei die beiden Schubstangen jeweils über eine zweite Kurbelstelze gelenkig mit der Ausgleichsmasse verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht auf konstruktiv einfache Weise eine um 180° phasenverschobene Hin- und Herbewegung der Ausgleichsmasse bezogen auf die Hin- und Herbewegung des Stößels.
  • Von Vorteil ist es hierbei, wenn die ersten und zweiten Kurbelstelzen gleich lang sind. Die beiden Kurbelstelzen bilden somit einen Kniehebel aus, der mittels der jeweiligen Schubstange, die gelenkig mit dem Pleuel verbunden ist, periodisch gestreckt werden kann.
  • Günstig ist es, wenn eine erste und eine zweite Kurbelstelze an einem gemeinsamen Anlenkpunkt mit einer Schubstange gelenkig verbunden sind. Dies hat zur Folge, dass die Schubstange auf die mit ihr gelenkig verbundenen Kurbelstelzen gleich große Massenkräfte überträgt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn die zweiten Kurbelstelzen im Bereich zwischen der jeweiligen Schubstange und der Ausgleichsmasse über eine zweite Stützstrebe gelenkig am Gestelloberteil gehalten sind. Dies verleiht dem Hebelwerk eine besonders hohe mechanische Belastbarkeit.
  • Vorzugsweise sind die zweiten Stützstreben in Längsrichtung der jeweiligen zweiten Kurbelstelze mittig an die zweite Kurbelstelze angelenkt. Die zweite Kurbelstelze bildet somit einen zweiarmigen Hebel aus, der um den Anlenkpunkt der zweiten Stützstrebe verschwenkbar gehalten ist und zwei gleich lange Hebelarme umfasst.
  • Günstig ist es, wenn die zweiten Kurbelstelzen doppelt so lang sind wie die zweiten Stützstreben.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die zweiten Stützstreben gleich lang wie die ersten Stützstreben.
  • Von Vorteil ist es, wenn jeweils eine erste und eine zweite Stützstrebe an einem gemeinsamen Anlenkpunkt gelenkig mit dem Gestelloberteil verbunden sind. Die beiden Stützstreben können hierbei an einem gemeinsamen Bolzen gehalten sein, der am Gestelloberteil drehbar gelagert ist.
  • Bei gemeinsamer Lagerung einer ersten und einer zweiten Stützstrebe am Gestelloberteil kann zur Verstellung des Hubes des Stößels vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Stützstreben in vertikaler Richtung gemeinsam verstellbar am Gestelloberteil gelenkig gehalten sind. Wie bereits voranstehend im Zusammenhang mit der ersten Stützstrebe erläutert, kann durch Anheben und Absenken des Anlenkpunktes, an dem die Stützstreben am Gestelloberteil gelenkig verbunden sind, der Hub des Stößels auf konstruktiv einfache Weise verstellt werden.
  • Hinsichtlich der Führungselemente, mit deren Hilfe der Stößel und die Ausgleichsmasse verschiebbar am Gestell gehalten sind, wurden bisher keine näheren Angaben gemacht. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stößel und/oder die Ausgleichsmasse mittels Führungssäulen und zugeordneter Führungslager verschiebbar gehalten sind.
  • Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Führungssäulen am Stößel festgelegt sind und die Führungslager am Gestell gehalten sind. Es können jeweils vier mit dem Stößel mitlaufende Führungssäulen zum Einsatz kommen, die in Wälz- oder Gleitführungen geführt sind. Die Gleitführungen können hydrodynamisch oder hydrostatisch geschmiert sein. Es können sowohl Flachführungen als auch Rundführungen zum Einsatz kommen. Die der Ausgleichsmasse zugeordneten Führungssäulen können an der Ausgleichsmasse oder auch am Gestell festgelegt sein, wobei vier stehende oder mitlaufende Führungssäulen zum Einsatz kommen können. Bevorzugt sind die Führungssäulen der Ausgleichsmasse am Gestell festgelegt und die zugeordnete Führungslager sind an der Ausgleichsmasse angeordnet.
  • Eine besonders kippsteife Stößelführung kann dadurch erzielt werden, dass die am Stößel festgelegten Führungssäulen oberhalb und unterhalb einer Bandlaufebene mittels einer Gleit- oder Wälzkörperführung verschiebbar gelagert sind. Die Führungssäulen können jeweils mittels einer ersten Führungsbuchse, vorzugsweise einer Gleit- oder Wälzführung, oberhalb der Bandlaufebene und mittels einer zweiten Führungsbuchse, vorzugsweise einer Gleit- oder Wälzführung, unterhalb der Bandlaufebene verschiebbar gelagert sein. Bei Einsatz von vier Führungssäulen ergibt sich somit eine 8-fache Lagerung des Stößels am Gestell, und zusätzlich sind die beiden Schubeinheiten verschiebbar am Gestell gelagert. Die 8-fache Lagerung mittels Wälzführungen hat den Vorteil, dass die Führungssäulen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Bandlaufebene in vorgespannten Wälzkörpern spielfrei geführt werden können. Hierbei kann der Abstand der Wälzführungen einer Führungssäule ein Mehrfaches des maximalen Hubes des Stößels betragen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die Schubeinheiten eine Verstelleinrichtung zur Verstellung der Lage des unteren Totpunktes des Stößels während des laufenden Betriebes der Presse bzw. des Stanz- oder Umformautomaten. Die Qualität der bearbeiteten Werkstücke ist ebenso wie die Werkzeugstandzeit von der Lage des unteren Totpunktes des Stößels abhängig. Insbesondere während Beschleunigungsphasen sowie aufgrund von Temperaturänderungen kann sich die Lage des unteren Totpunktes des Stößels verändern, und um einer derartigen Veränderung während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten entgegenzuwirken, kommt die Verstelleinrichtung zum Einsatz, mit deren Hilfe die effektive Länge der Schubeinheiten verändert werden kann.
  • Die Verstelleinrichtung ist vorzugsweise am Gestell angeordnet, das heißt an einem stationären Bauteil. Dadurch kann die Lebensdauer des Press-, Stanz- oder Umformautomaten verlängert werden und seine Zuverlässigkeit sowie die Prozesssicherheit können erhöht werden.
  • Die Verstellung der Lage des unteren Totpunktes des Stößels kann auf konstruktiv einfache Weise dadurch erzielt werden, dass die Schubeinheiten jeweils zwei miteinander zusammenwirkende Schubarme aufweist, die mittels der Verstelleinrichtung in vertikaler Richtung zueinander versetzbar sind. Die Schubeinheiten können bei einer derartigen Ausführungsform teleskopartig ausgestaltet sein, indem einer der beiden Schubarme in eine Aufnahme des anderen Schubarmes eintaucht und mittels der Verstelleinrichtung relativ zum anderen Schubarm versetzbar ist.
  • Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die beiden Schubarme über ein Gewinde miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Endbereich eines Schubarms mittels der Verstelleinrichtung relativ zum anderen Schubarm um die Gewindeachse drehbar ist.
  • Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press- , Stanz- oder Umformautomaten;
    Figur 2:
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten;
    Figur 3:
    eine schematische Darstellung der Wegverläufe der Stößel der Press-, Stanz- oder Umformautomaten gemäß der Figuren 1 und 2;
    Figur 4:
    eine schematische Darstellung der Geschwindigkeitsver-läufe der Stößel der Press-, Stanz- oder Umformautomaten gemäß der Figuren 1 und 2;
    Figur 5 - Figur 15:
    schematische Darstellungen dritter bis dreizehnter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Press-, Stanz- oder Umformautomaten.
  • In Figur 1 ist schematisch eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte erste Ausführungsform eines Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt mit einem rahmenartigen Gestell 11, das ein Gestellunterteil 12 und ein Gestelloberteil 13 aufweist. Das Gestelloberteil 13 ist mittels vier an den Eckpunkten eines Rechtecks angeordneter Ständer 14 am Gestellunterteil 12 abgestützt.
  • Am Gestelloberteil 13 ist mittels Wälz- oder Gleitlager eine Exzenterwelle 16 drehbar gelagert, die von einem an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor drehend antreibbar ist. Die Exzenterwelle 16 dient dem Antrieb eines Stößels 18, an dem jeweils einem Ständer 14 benachbart insgesamt vier Führungssäulen 19 festgelegt sind, die mittels einer ersten Wälzführung 20 am Gestelloberteil 13 und mittels einer zweiten Wälzführung 21 am Gestellunterteil in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert sind. Die ersten Wälzführungen 20 sind oberhalb einer Bandlaufebene 23 und die zweiten Wälzführungen 21 sind unterhalb der Bandlaufebene 23 positioniert. Die Bandlaufebene 23 bildet die Ebene aus, innerhalb derer zu bearbeitende Werkstücke beim Betrieb des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 10 positioniert werden.
  • Der Stößel 18 weist eine Stirnseite 25 auf, die einer Aufspannplatte 26 des Gestellunterteils 12 zugewandt ist. An der Stirnseite 25 können Oberwerkzeuge und an der Aufspannplatte 26 zugeordnete Unterwerkzeuge montiert werden zur Bearbeitung der Werkstücke in der Bandlaufebene 23.
  • Die Kopplung des Stößels 18 mit der Exzenterwelle 16 erfolgt über ein Hebelwerk 29, das symmetrisch zu einer vertikalen Mittelachse 30 des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 10 ausgestaltet ist, sowie über zwei dem Hebelwerk 29 nachgeordnete und identisch ausgebildete Schubeinheiten 32, 33. Das Hebelwerk 29 steht über ein drehbar an der Exzenterwelle 16 gelagertes Pleuel 35 mit der Exzenterwelle 16 in Verbindung und weist zwei schräg zueinander ausgerichtete Schubstangen 37, 38 auf, die an einem gemeinsamen Anlenkpunkt an das der Exzenterwelle 16 abgewandte Ende des Pleuels 35 angelenkt sind mittels eines Bolzens, der in der dargestellten Ausführungsform einen koaxial zur Mittelachse 30 verschiebbar am Gestelloberteil 13 gelagerten Schieber 40 durchgreift. Der Einsatz des Schiebers 40 ist allerdings weder in der ersten Ausführungsform noch in den sonstigen, nachfolgend erläuterten Ausführungsformen zwingend erforderlich. An das dem Schieber 40 und dem Pleuel 35 abgewandte Ende der Schubstangen 37, 38 ist jeweils eine erste Kurbelstelze 42 bzw. 43 angelenkt, die in Längsrichtung mittig mittels einer ersten Stützstrebe 45 bzw. 46 gelenkig am Gestelloberteil 13 gehalten ist. An das der jeweiligen Schubstange 37 bzw. 38 abgewandte Ende der Kurbelstelzen 42, 43 ist jeweils eine Schubeinheit 32 bzw. 33 angelenkt.
  • Die Schubeinheiten 32, 33 weisen jeweils einen oberen Schubarm 48 und einen unteren Schubarm 49 auf, die über ein Gewinde 50 in vertikaler Richtung verstellbar miteinander gekoppelt sind. Der obere Schubarm 48 ist in einer Führungseinrichtung 52 des Gestelloberteils 13 parallel zur Mittelachse 30 verschiebbar gehalten, und der untere Schubarm 49 ist mit seinem dem oberen Schubarm 48 abgewandten Ende mit einer Druckplatte 53 verbunden, die um eine vertikale Drehachse drehbar am Stößel 18 gehalten ist.
  • Der untere Schubarm 49 trägt an seinem dem oberen Schubarm 48 zugewandten oberen Endbereich eine mittels einer Verstelleinrichtung 55 um die Achse des Gewindes 50 verdrehbare Hülse 56, in die der obere Schubarm 48 mit seinem unteren Endbereich eingeschraubt ist. Mittels der Verstelleinrichtung 55 kann die Hülse 56 verdreht werden, um dadurch die effektive Länge der jeweiligen Schubeinheit 32, 33 zu verändern und dadurch die Lage des unteren Totpunktes Stößels 18 während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 10 zu justieren.
  • Wie bereits erläutert, sind die Kurbelstelzen 42, 43 jeweils über eine erste Stützstrebe 45 bzw. 46 am Gestelloberteil 13 angelenkt. Die ersten Stützstreben 45, 46 sind hierzu mit ihrem der jeweiligen Kurbelstelze 42 bzw. 43 abgewandten Ende in einem ortsfesten Lager 58 bzw. 59 des Gestelloberteils 13 schwenkbar gelagert.
  • Die Drehbewegung der Exzenterwelle 16 wird mittels des Pleuels 35, des Hebelwerkes 29 und der Schubeinheiten 32, 33 in eine Hin- und Herbewegung des Stößels 18 übertragen. Wird das Pleuel 35 von der Exzenterwelle 16 nach unten, das heißt in Richtung der Aufspannplatte 26 bewegt, so schwenken die beiden am Pleuel 35 und dem Schieber 40 angelenkten Schubstangen 37, 38 auseinander und die mit den Schubstangen 37, 38 gelenkig verbundenen Kurbelstelzen 42, 43 führen in Form doppelarmiger Hebel, die in Längsrichtung mittig schwenkbar an der jeweiligen Stützstrebe 45 bzw. 46 gelagert sind, eine Kippbewegung aus, so dass sich die Schubeinheiten 32, 33 in Richtung Aufspannplatte 26 verschieben. Die verschiebbare Lagerung des Pleuels 35 und der Schubstangen 37, 38 am Gestelloberteil 13 mittels des Schiebers 40 entlastet die Schubeinheiten 32, 33 und damit auch den Stößel 18 von Querkräften.
  • Eine Entlastung des Stößels 18 von Querkräften kann auch durch eine in Figur 1 gestrichelt dargestellte Querstange 61 erzielt werden, die die unteren, das heißt dem Stößel 18 zugewandten Enden der ersten Kurbelstelzen 42, 43 miteinander verbindet. Eine derartige Querstange 61 bildet ein die ersten Kurbelstelzen 42, 43 direkt miteinander koppelndes und senkrecht zur Mittelachse 30 ausgerichtetes Kopplungsglied aus, das bei sämtlichen nachstehend erläuterten Ausführungsformen zum Einsatz kommen kann.
  • In Figur 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 70 belegt ist. Der Press-, Stanz- oder Umformautomat 70 ist ähnlich ausgebildet wie der Press-, Stanz- oder Umformautomat 10. Ebenso wie in den nachstehend erläuterten und in den Figuren 5 bis 15 dargestellten Ausführungsformen werden daher in Figur 2 identische Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Figur 1 und bezüglich dieser Bauteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.
  • Von der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheidet sich die in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsform dadurch, dass die Exzenterwelle 16 versetzt zur Mittelachse 30 angeordnet ist. Die zur Mittelachse 30 versetzte Anordnung der Exzenterwelle 16 hat zur Folge, dass der Stößel 18 einen bezogen auf den unteren Totpunkt unsymmetrischen Geschwindigkeitsverlauf aufweist, indem er sich bei einer Abwärtsbewegung mit langsamerer Geschwindigkeit dem unteren Totpunkt annähert und nach Durchlaufen des unteren Totpunktes verglichen mit der ersten Ausführungsform eine schnellere Aufwärtsbewegung ausführt. Der qualitative Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 bei der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform und der in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsform ist aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich. Figur 3 zeigt schematisch den Verlauf der normierten Stößelposition in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel, das heißt dem Drehwinkel der Exzenterwelle 16. Per Definition entspricht ein Kurbelwinkel von 180° dem unteren Totpunkt des Stößels 18. Die mit dem Bezugszeichen 73 belegte Kurve zeigt den Wegverlauf des Stößels 18 der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform. Dieser Wegverlauf ist symmetrisch zum unteren Totpunkt, das heißt zum Kurbelwinkel von 180°. Im Gegensatz hierzu zeigt die mit dem Bezugszeichen 74 belegte Kurve, die den Wegverlauf des Stößels 18 der zweiten Ausführungsform mit zur Mittelachse 30 versetzter Exzenterwelle 16 wiedergibt, eine Unsymmetrie bezüglich des unteren Totpunktes dergestalt, dass der Stößel 18 der zweiten Ausführungsform sich bei einer Abwärtsbewegung früher dem unteren Totpunkt annähert als der Stößel 18 der ersten Ausführungsform und somit insgesamt einen längeren Zeitraum im Bereich des unteren Totpunktes verbringt. Dies wird auch aus Figur 4 deutlich, die den qualitativen Geschwindigkeitsverlauf der Stößel 18 der ersten und zweiten Ausführungsform schematisch wiedergibt. Mit dem Bezugszeichen 76 ist die Kurve bezeichnet, die den Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 der ersten Ausführungsform wiedergibt, und mit Bezugszeichen 77 ist die Kurve bezeichnet, die den Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 der zweiten Ausführungsform illustriert. Es wird deutlich, dass die zur Mittelachse 30 versetzte Anordnung der Exzenterwelle 16 einen bezogen auf den unteren Totpunkt (Kurbelwinkel 180°) unsymmetrischen Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 zur Folge hat, indem dieser bei seiner Aufwärtsbewegung, das heißt nach Durchlaufen des unteren Totpunktes, eine beträchtlich höhere Geschwindigkeit aufweist als der Stößel 18 der ersten Ausführungsform. Durch Verlagerung der Exzenterwelle 16 bezogen auf die Mittelachse 30 kann somit ein zur Bearbeitung eines Werkstükkes optimales Geschwindigkeits- und Wegprofil des Stößels 18 erzeugt werden, um dem Material des Werkstückes bei seiner Bearbeitung ausreichend Zeit zum Fließen zu geben, so dass relativ langsame Umformprozesse mit sehr hoher Maßhaltigkeit durchgeführt werden können.
  • In Figur 5 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 80 belegt. Von der in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich der Press-, Stanz- oder Umformautomat 80 dadurch, dass die ersten Stützstreben 45, 46 nicht mittels eines ortsfesten Lagers am Gestelloberteil 13 gelagert sind, die Lagerung der ersten Stützstreben 45 und 46 am Gestelloberteil 13 erfolgt bei der in Figur 5 dargestellten dritten Ausführungsform vielmehr mittels einer Verstellmechanik 81 bzw. 82, mit deren Hilfe die Anlenkpunkte 83, 84 der ersten Stützstreben 45 bzw. 46 am Gestelloberteil 13 in vertikaler Richtung verstellbar sind. Die Verstellmechaniken 81, 82 sind identisch ausgebildet und umfassen jeweils eine um ihre Längsachse drehbare Spindel 86, mit der eine Tragmutter in Eingriff steht, an die die erste Stützstrebe 45 bzw. 46 angelenkt ist. Durch Drehen der Spindel 86 kann die Tragmutter und damit auch der Anlenkpunkt 83 bzw. 84 der ersten Stützstrebe 45 bzw. 46 in vertikaler Richtung verstellt werden. Der Drehantrieb der Spindel 86 erfolgt mittels mindestens einem in der Zeichnung nicht dargestellten, dem Fachmann an sich bekannten Motor, wobei dies vorzugsweise ein elektrischer Servo- oder ein Hydraulikmotor sein kann.
  • Das Anheben und Absenken der Anlenkpunkte 83, 84 der ersten Stützstreben 45 bzw. 46 hat zur Folge, dass sich der Hub des Stößels 18 verändert. Der Hub kann mittels der Verstellmechaniken 81, 82 vergrößert und verkleinert werden während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 80. Unter dem Hub des Stößels 18 wird hierbei der Unterschied der Lage der Stirnseite 25 des Stößels 18 bei seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt verstanden. Die in Figur 5 dargestellte dritte Ausführungsform ermöglicht es somit, während des laufenden Betriebes sowohl die Lage des unteren Totpunktes des Stößels 18 als auch dessen Hub zu verändern. Hierzu kommen zum einen die Verstelleinrichtungen 55 und zum anderen die Verstellmechaniken 81, 82 zum Einsatz.
  • In Figur 6 ist schematisch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 90 belegt ist. Sie unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass am Gestelloberteil 13 oberhalb der Exzenterwelle 16 eine oszillierende Ausgleichsmasse 91 angeordnet ist zum Ausgleich der während der Bewegung des Stößels 18 auftretenden Massenkräften. An der Ausgleichsmasse 91 sind vier Führungssäulen 92 festgelegt, die jeweils parallel zu einer Führungssäule 19 des Stößels 18 angeordnet sind und mittels einer oberen Wälzführung 93 und einer unteren Wälzführung 94 am Gestelloberteil 13 verschiebbar gelagert sind. Eine derartige Festlegung und Lagerung der Führungssäulen ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Es kann auch vorgesehen sein, die Führungssäulen 92 am Gestelloberteil 13 festzulegen und die Wälzführungen 93, 94 an der Ausgleichsmasse 91 anzuordnen.
  • Die Ausgleichsmasse 91 ist über zwei zweite Kurbelstelzen 96, 97 gelenkig mit den Schubstangen 37 bzw. 38 verbunden. Hierzu sind die zweiten Kurbelstelzen 96, 97 jeweils an einem Anlenkpunkt 98 bzw. 99 gemeinsam mit einer ersten Kurbelstelze 42 bzw. 43 an die Schubstange 37 bzw. 38 angelenkt. Durch Drehung der Exzenterwelle 16 und die über das Pleuel 35 erzeugte Bewegung der Schubstangen 37, 38 können die einander zugeordneten ersten und zweiten Kurbelstelzen 42, 96 bzw. 43, 97 auseinander geschwenkt werden, so dass die Ausgleichsmasse 91 eine bezogen auf die Bewegung des Stößels 18 um 180° phasenverschobene Hin- und Herbewegung ausführt, das heißt bei einer Abwärtsbewegung des Stößels 18 wird die Ausgleichsmasse 91 nach oben bewegt und bei einer Aufwärtsbewegung des Stößels 18 führt die Ausgleichsmasse 91 eine Bewegung nach unten aus.
  • Auch bei Einsatz einer Ausgleichsmasse 91 kann durch eine zur Mittelachse 30 versetzte Anordnung der Exzenterwelle 16 ein unsymmetrischer Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 und damit auch der Ausgleichsmasse 91 erzeugt werden. Figur 7 zeigt hierzu schematisch eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 belegte fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten, die sich von der in Figur 6 dargestellten vierten Ausführungsform lediglich durch eine Anordnung der Exzenterwelle 16 versetzt zur Mittelachse 30 unterscheidet.
  • In Figur 8 ist schematisch eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 110 belegte sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt, die ähnlich ausgestaltet ist wie die in Figur 5 illustrierte dritte Ausführungsform. Auch beim Press-, Stanz- oder Umformautomaten 110 kann mittels Verstellmechaniken 81, 82 der Hub des Stößels 18 im laufenden Betrieb verändert werden, wobei bei der sechsten Ausführungsform entsprechend der in Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen zusätzlich eine Ausgleichsmasse 91 zum Einsatz kommt, um auftretende Massenkräfte auszugleichen.
  • In Figur 9 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 120 belegte siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt. Dieser weist ebenfalls Verstellmechaniken 81, 82 zur Hubverstellung des Stößels 18 auf sowie eine Ausgleichsmasse 91. Von der in Figur 8 illustrierten sechsten Ausführungsform unterscheidet sich der Press-, Stanz- oder Umformautomat 120 lediglich durch die Positionierung der Exzenterwelle 16 auf der Mittelachse 30. Der Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 der siebten Ausführungsform ist somit symmetrisch zu dessen unterem Totpunkt, wie dies voranstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 3 und 4 bereits im Einzelnen erläutert wurde.
  • In Figur 10 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 130 belegte achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt, bei der ebenfalls eine Ausgleichsmasse 91 vorgesehen ist und die Exzenterwelle 16 entsprechend den in den Figuren 7 und 8 illustrierten fünften und sechsten Ausführungsformen versetzt zur Mittelachse 30 angeordnet ist. Im Unterschied zu den fünften und sechsten Ausführungsformen 100 bzw. 110 kommt jedoch bei der in Figur 10 dargestellten achten Ausführungsform 130 zur Hubverstellung eine im Schieber 40 angeordnete Verstellmechanik 131 zum Einsatz, während die Lagerung der ersten Stützstreben 45, 46 am Gestelloberteil 13 mittels ortsfester Lager 58, 59 erfolgt. Über die Verstellmechanik 131 sind das Pleuel 35 und die Schubstangen 37, 38 miteinander gekoppelt. Das Pleuel 35 ist an einem oberen Anlenkpunkt 132 gelenkig mit der Verstellmechanik 131 verbunden und die beiden Schubstangen 37 und 38 sind gemeinsam an einem unteren Anlenkpunkt 133 gelenkig mit der Verstellmechanik 131 verbunden. Mittels der Verstellmechanik 131 kann der vertikale Abstand, den die beiden Anlenkpunkte 132 und 133 zueinander einnehmen, verstellt werden, um dadurch den Hub des Stößels 18 zu verändern. Die Verstellmechanik 131 weist hierzu eine koaxial zur Mittelachse 30 ausgerichtete Spindel 134 auf, die mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Servomotors um ihre Längsachse in Drehung versetzt werden kann und die in ihrem einen Endbereich ein Rechtsgewinde und in ihrem anderen Endbereich ein Linksgewinde trägt, wobei diese Bereiche der Spindel jeweils mit einer Tragmutter in Eingriff stehen, an der das Pleuel 35 bzw. die Schubstangen 37, 38 angelenkt sind. Durch Drehung der Spindel 134 kann somit auf konstruktiv einfache Weise während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 130 der Abstand der Anlenkpunkte 132, 133 zueinander verstellt werden.
  • In Figur 11 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 140 belegte neunte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten dargestellt, der weitgehend identisch ausgebildet ist wie die in Figur 6 illustrierte vierte Ausführungsform. Allerdings ist am Gestelloberteil 13 kein Schieber 40 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert, ein derartiger Schieber 40 entfällt vielmehr bei der neunten Ausführungsform. Die zweiten Kurbelstelzen 96 bzw. 97 sind bei Press- Stanz- oder Umformautomat 140 jeweils mittels einer zweiten Stützstrebe 141 bzw. 142 gelenkig am Gestelloberteil 13 abgestützt. Derartige zweite Stützstreben 141, 142 können optional auch bei sämtlichen voranstehend erläuterten Ausführungsformen, die eine Ausgleichsmasse 91 aufweisen, zum Einsatz kommen. Die zweiten Stützstreben 141, 142 sind in Längsrichtung der jeweiligen zweiten Kurbelstelze 96 bzw. 97 mittig an die Kurbelstelze 96 bzw. 97 angelenkt und mit ihrem der jeweiligen Kurbelstelze 96, 97 abgewandten Ende jeweils gemeinsam mit einer ersten Stützstrebe 45 bzw. 46 am ortsfesten Lager 58 bzw. 59 verschwenkbar gehalten.
  • Ohne dass der Schieber 40 Verwendung findet kann auch bei Einsatz der zweiten Stützstreben 141, 142 die Exzenterwelle 16 zur Mittelachse 30 versetzt angeordnet sein. Eine derartige Ausgestaltung zeigt die in Figur 12 illustrierte zehnte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 150 belegt ist.
  • Der Einsatz der zweiten Stützstreben 141, 142 schließt den zusätzlichen Einsatz eines Schiebers 40, der koaxial zur Mittelachse 30 verschiebbar am Gestelloberteil 13 gelagert ist, nicht aus, vielmehr kann ein derartiger Schieber 40 zusätzlich zu den zweiten Stützstreben 141, 142 zum Einsatz kommen. Dies ist in Figur 13 illustriert, die schematisch eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 160 belegte elfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten wiedergibt. Der Einsatz des Schiebers 40 zusätzlich zu den zweiten Stützstreben 141, 142 hat eine besonders hohe Kippsteifigkeit des Stößels 18 zur Folge.
  • In Figur 14 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 170 belegte zwölfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten schematisch dargestellt, die sich von der in Figur 13 illustrierten elften Ausführungsform durch eine zur Mittelachse 30 versetzte Anordnung der Exzenterwelle 16 unterscheidet. Wie bereits erläutert, kann durch eine derartige Positionierung der Exzenterwelle 16 ein bezogen zum unteren Totpunkt unsymmetrischer Weg- und Geschwindigkeitsverlauf des Stößels 18 erzeugt werden.
  • Figur 15 schließlich zeigt schematisch eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 180 belegte dreizehnte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Press-, Stanz- oder Umformautomaten, bei dem die zweiten Kurbelstelzen 96, 97 mittels zweiter Stützstreben 141 bzw. 142 gelenkig am Gestelloberteil 13 abgestützt sind und zusätzlich ein Schieber 40 zum Einsatz kommt. In entsprechender Weise wie bei der in Figur 10 illustrierten achten Ausführungsform nimmt der Schieber 40 eine Verstellmechanik 131 auf, so dass der Hub des Stößels 18 während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten 180 verstellt werden kann, indem der gegenseitige Abstand der Anlenkpunkte 131 und 132 des Pleuels 35 bzw. der Schubstangen 37, 38 verändert wird.

Claims (26)

  1. Press-, Stanz- oder Umformautomat mit einem Gestell (11), das ein Gestelloberteil (13), ein Gestellunterteil (12) sowie das Gestelloberteil (13) am Gestellunterteil (12) abstützende Ständer (14) umfasst, wobei das Gestellunterteil (12) eine Aufspannplatte (26) aufweist und das Gestelloberteil (13) eine einzige drehend antreibbare Exzenterwelle (16) aufnimmt, die über ein symmetrisch zu einer vertikalen Mittelachse (30) des Gestells (11) ausgebildetes Hebelwerk (29) und zwei am Gestelloberteil (13) verschiebbar gehaltene Schubeinheiten (32, 33) mit einem relativ zur Aufspannplatte (26) hin- und her bewegbaren Stößel (18) gekoppelt ist, der mittels Führungselemente (19, 20, 21) in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell (11) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelwerk (29) ein Paar von Schubstangen (37, 38) aufweist, die einerseits mit einem an der Exzenterwelle (16) drehbar gelagerten Pleuel (35) und andererseits jeweils über eine erste Kurbelstelze (42, 43) mit einer Schubeinheit (32, 33) gelenkig verbunden sind, wobei die ersten Kurbelstelzen (42, 43) im Bereich zwischen der jeweiligen Schubstange (37, 38) und der Schubeinheit (32, 33) über eine erste Stützstrebe (45, 46) gelenkig am Gestelloberteil (13) gehalten sind.
  2. Press- Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstangen längenveränderlich sind.
  3. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stützstreben (45, 46) in Längsrichtung der jeweiligen ersten Kurbelstelze (42, 43) mittig an der ersten Kurbelstelze (42, 43) angelenkt sind.
  4. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kurbelstelzen (42, 43) doppelt so lang sind wie die ersten Stützstreben (45, 46).
  5. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der Exzenterwelle (16) die Mittelachse (30) des Gestells (11) senkrecht kreuzt.
  6. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der Exzenterwelle (16) zur Mittelachse (30) des Gestells (11) versetzt angeordnet ist.
  7. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel (35) und die beiden Schubstangen (37, 38) an einen Schieber (40) angelenkt sind, der koaxial zur Mittelachse (30) verschiebbar am Gestelloberteil (13) gehalten ist.
  8. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel (35) an einem ersten Anlenkpunkt (132) und die beiden Schubstangen (37, 38) an einem zweiten Anlenkpunkt (133) an den Schieber (40) angelenkt sind, wobei der Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten (132, 133) veränderbar ist.
  9. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (40) eine Spindel (134) umfasst, mit der das Pleuel (35) und die beiden Schubstangen (37, 38) im Abstand zueinander gelenkig verbunden sind.
  10. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stützstreben (45, 46) in vertikaler Richtung verstellbar am Gestelloberteil (13) gelenkig gehalten sind.
  11. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stützstreben (45, 46) jeweils mit einer am Gestelloberteil (13) gelagerten Spindel (86) gelenkig verbunden sind.
  12. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Exzenterwelle (16) eine mittels Führungselemente (92, 93, 94) in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestelloberteil (13) gehaltene Ausgleichsmasse (91) angeordnet ist, wobei die beiden Schubstangen (37, 38) jeweils über eine zweite Kurbelstelze (96, 97) gelenkig mit der Ausgleichsmasse (91) verbunden sind.
  13. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kurbelstelzen (42, 43; 96, 97) gleich lang sind.
  14. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Kurbelstelze (42, 43; 96, 97) an einem gemeinsamen Anlenkpunkt (98; 99) mit einer Schubstange (37, 38) gelenkig verbunden sind.
  15. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kurbelstelzen (96, 97) im Bereich zwischen der jeweiligen Schubstange (37, 38) und der Ausgleichsmasse (91) über eine zweite Stützstrebe (141, 142) gelenkig am Gestelloberteil (13) gehalten sind.
  16. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stützstreben (141, 142) in Längsrichtung der jeweiligen zweiten Kurbelstelze (96, 97) mittig an die zweite Kurbelstelze (96, 97) angelenkt sind.
  17. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kurbelstelzen (96, 97) doppelt so lang sind wie die zweiten Stützstreben (141, 142).
  18. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stützstreben (141, 142) gleich lang sind wie die ersten Stützstreben (45, 46).
  19. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine erste und eine zweite Stützstrebe (45, 141; 46, 142) an einem gemeinsamen Anlenkpunkt (58, 59) gelenkig mit dem Gestelloberteil (13) verbunden sind.
  20. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (18) und/oder die Ausgleichsmasse (91) mittels Führungssäulen (19; 92) und zugeordneter Führungslager (20, 21; 93, 94) verschiebbar gehalten sind.
  21. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäulen (19) des Stößels (18) am Stößel (18) festgelegt sind und die zugeordneten Führungslager (20, 21) am Gestell (11) gehalten sind.
  22. Press- Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäulen (92) der Ausgleichsmasse (91) am Gestell (11) und die zugeordneten Führungslager (93, 94) an der Ausgleichsmasse (91) gehalten sind.
  23. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die am Stößel (18) festgelegten Führungssäulen (19) oberhalb und unterhalb einer Bandlaufebene (23) mittels einer Gleit- oder Wälzkörperführung (20, 21) verschiebbar gelagert sind.
  24. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubeinheiten (32, 33) eine Verstelleinrichtung (55) aufweisen zur Verstellung der Lage des unteren Totpunktes des Stößels (18) während des laufenden Betriebes des Press-, Stanz- oder Umformautomaten.
  25. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubeinheiten (32,33) jeweils zwei miteinander zusammenwirkende Schubarme (48, 49) aufweisen, die mittels der Verstelleinrichtung (55) in vertikaler Richtung zueinander versetzbar sind.
  26. Press-, Stanz- oder Umformautomat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schubarme (48, 49) über ein Gewinde (50) miteinander verbunden sind, wobei mindestens ein Endbereich eines Schubarmes (49) mittels der Verstelleinrichtung (55) relativ zum anderen Schubarm (48) um die Gewindeachse drehbar ist.
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