EP0058827B1

EP0058827B1 - Hebelwerkzeug

Info

Publication number: EP0058827B1
Application number: EP19820100470
Authority: EP
Inventors: Bernhard Bauer; Armin Olschewski; Herman Hetterich; Peter Horling; Herbert Dobhan; Karlheinz Wagner; Zoltan Laszlofalvi
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1985-09-11
Also published as: DE3104274C2; JPH0228437B2; EP0058827A2; JPS57146496A; DE3104274A1; BR8200509A; EP0058827A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelwerkzeug zur Steigerung der Kraft bei Pressen und dgl., bestehend aus einer am Stößel der Maschine befestigten Halteplatte, aus einem damit verbundenen beweglichen Werkzeugteil und aus einer Aufnahmeplatte für ein feststehendes Werkzeugteil, wobei die Krafteinleitung zentral über die Halteplatte in Achsrichtung beider Werkzeugteile gerichtet ist.
Eine Presse zum Stanzen, Prägen, Tiefziehen und dgl. besteht unter anderem aus einem auf verschiedene Art angetriebenen Stößel und einer mit dem Gestell verbundenen Grundplatte. Stößel und Grundplatte haben Einrichtungen zur Aufnahme von auswechselbaren Werkzeugen. Die Nutzbarkeit der Presse wird unter anderem begrenzt durch die maximale Preßkraft und den Hub. Die von der Industrie benötigten Maschinen werden aus Kostengründen bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit meist in laufenden Produkten gemäß angeschafft. Nicht selten fallen unerwartet Produkte an, die mit den vorhandenen maschinellen Einrichtungen nicht mehr bearbeitet werden können, weil die Anforderungen die technischen Daten überschreiten. Das ist besonders oft bezüglich der verfügbaren Preßkraft der Fall.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Hilfseinrichtung für Pressen zu schaffen, mit der die am Werkzeug wirksame Preßkraft erhöht werden kann, ohne größere Veränderungen an der Presse vornehmen zu müssen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das bewegliche Werkzeugteil in einem zwischen den Enden eines Hebels angeordneten Drehpunkt gelagert ist, von dem ein Ende gelenkig mit der Halteplatte und das andere Ende gelenkig mit der Aufnahmeplatte verbunden sind.
Mit dieser einfachen Ausführung wird nach dem Hebelgesetz eine Erhöhung der am Werkzeug wirksamen Preßkraft erzielt. Die Krafteinleitung erfolgt durch den Stößel über die daran befestigte Halteplatte auf das eine Ende des Hebels, der über ein Drehgelenk mit der Halteplatte verbunden ist. Das andere Ende des Hebels ist über ein weiteres Drehgelenk mit der Aufnahmeplatte verbunden. Zwischen den Enden des Hebels ist ein weiterer Drehpunkt angeordnet, an dem das bewegliche Werkzeugteil gelagert ist. Wenn sich dieser Drehpunkt genau in der Mitte zwischen den Enden des Hebels befindet, erfolgt nach dem Hebelgesetz eine Verdoppelung der am Angriffspunkt des Stößels eingeleiteten Kraft am beweglichen Werkzeugteil. Je nach Anordnung dieses Drehpunktes kann der Faktor der Krafterhöhung beliebig verändert werden. Bei dieser einfachen Maßnahme muß jedoch hingenommen werden, daß sich der Hub des beweglichen Werkzeugteiles mit dem Faktor der Krafterhöhung reduziert. Dieser Nachteil wirkt sich jedoch in den meisten Fällen nicht störend aus, da die Pressen konstruktiv für einen relativ großen Hub des Stößels ausgelegt sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mindestens eines der Enden des Hebels über Ausgleichsarme mit der Halteplatte bzw. mit der Aufnahmeplatte gelenkig verbunden.
Mit dieser Maßnahme wird die horizontale Verlagerung der Drehpunkte an den Enden des Hebels im gesamten Hubbereich des Stößels ausgeglichen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Drehpunkt wahlweise an verschiedenen Stellen zwischen den Enden des Hebels angeordnet.
Dadurch kann auf einfache Weise das Maß der Krafterhöhung eingestellt und dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Fällt der Drehpunkt für das bewegliche Werkzeugteil mit den mit der Halteplatte verbundenen Ende des Hebels zusammen, wird keine Krafterhöhung erzielt und am beweglichen Werkzeugteil ist die Preßkraft des Stößels wirksam. Liegt der Drehpunkt in der Mitte des Hebels verdoppelt sich die Preßkraft und kann durch Verlegung des Drehpunktes in Richtung zum anderen, mit der Aufnahmeplatte verbundenen Ende des Hebels weiter gesteigert werden.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung ist die Aufnahmeplatte für das feststehende Werkzeugteil getrennt vom Gestell ausgebildet.
Oftmals ist die Stabilität des Pressengestells nicht ausreichend, so daß dieses durch geeignete Maßnahmen verstärkt werden muß. Eine Möglichkeit besteht darin, für die Aufnahme des feststehenden Werkzeugteils eine getrennte, den Anforderungen entsprechende Platte vorzusehen. An dieser ist das Hebelende, beispielsweise über einen obengenannten Ausgleichsarm befestigt. Die Aufnahmeplatte selbst ist lösbar am Pressengestell verankert. Die durch das erfindungsgemäße Hebelwerkzeug gewonnene Preßkraft wird in diesem Fall als Zugkraft über den Ausgleichsarm auf die getrennte Aufnahmeplatte übertragen, so daß keinerlei Überlastung des Pressengestells auftritt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mindestens zwei symmetrisch zur Achse der Werkzeugteile angeordnete Hebel vorgesehen.
Dadurch kann bei relativ hohen Kräften eine sinnvolle Aufteilung erfolgen, so daß die einzelnen Drehpunkte nur einen entsprechenden Anteil der Gesamtkraft übertragen müssen und deshalb auch schwächer ausgeführt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei gleichmäßiger Aufteilung mehrerer Hebel um die Achse der Werkzeuge gleichzeitig eine gute Führung des beweglichen Werkzeugteiles erfolgt.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist eine in Richtung des Stößels verlaufende Axialführung vorgesehen.
Für Anwendungsfälle, bei denen die beiden Werkzeugteile sehr genau achsgleich miteinander zusammenarbeiten müssen, beispielsweise beim Stanzen, wird das Hebelwerkzeug mit einer zusätzlichen Axialführung für das bewegliche Werkzeugteil versehen. Beispielsweise wird in Verlängerung des Stößels ein Führungsbolzen angebracht, auf dem das bewegliche Werkzeugteil in axialer Richtung gleiten kann. Die Hebel haben dann nunmehr die Aufgabe der Kraftübertragung.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden die Halteplatte, die Aufnahmeplatte, die beiden Werkzeugteile, die Hebel und die Ausgleichsarme eine auswechselbare Einheit.
Diese bevorzugte Ausführung kann mit wenigen Handgriffen in die Presse eingebaut werden. Die Kraftverhältnisse sind auf die beiden Werkzeugteile und auf das herzustellende Werkstück abgestimmt. Somit kann ein allseits optimiertes Hebelwerkzeug als Wechselkomponente vorgesehen werden.
Die Erfindung zeigt eine für viele Fälle einsetzbare Lösung, die insbesondere dann wirtschaftlich wirksam ist, wenn die vorhandenen maschinellen Einrichtungen hinsichtlich Kraftreserven überfordert sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Hebelwerkzeug mit zwei Hebeln und Aus^gleichsarmen in Seitenansicht und
Fig. 2 ein Hebelwerkzeug mit vier Hebeln und Ausgleichsarmen in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt ein Hebelwerkzeug, beispielsweise für eine vertikal arbeitende Presse. In der linken Bildhälfte ist der Stößel 1 abgesenkt, während die rechte Bildhälfte die Ausgangsposition darstellt.

Das Hebelwerkzeug besteht im wesentlichen aus einer Halteplatte 2, einem Werkzeughalter 3, einer Aufnahmeplatte 4 und aus einer nachstehend näher beschriebenen Hebelmechanik. Am Werkzeughalter 3 sind zwei diametral gegenüberliegende Drehpunkte 5 vorgesehen, die über Bolzen 6 die Lagerstellen von zwei gleich ausgebildeten Hebeln 7 bilden. Der entsprechende Drehpunkt 5 am Hebel 7 ist in der Mitte zwischen den Enden 8, 8' angeordnet. Das Ende 8 ist gelenkig mit der Halteplatte 2 über einen Ausgleichsarm 9 verbunden, dessen Endpunkte ebenfalls über Bolzen 6 gelenkig gelagert sind. Das andere Ende 8' des Hebels 7 ist über einen weiteren Ausgleichsarm 9' in gleicher Art gelenkig mit der Aufnahmeplatte 4 verbunden. Die Ausgleichsarme 9, 9' haben die Aufgabe, bei Bewegung des Hebels 7 um seinen mittleren Drehpunkt 5 die relative horizontale Verlagerung der Enden 8, 8' auszugleichen. Dies geht deutlich beim Vergleich der rechten mit der linken Bildhälfte hervor.
Die Aufnahmeplatte 4 ist über Schrauben 10 fest mit dem Gestell 11 der Presse verbunden und weist ein feststehendes Werkzeugteil 12 auf. Die Halteplatte 2 ist fest mit dem Stößel 1 der Presse verbunden. Der Stößel 1 ist axial durch Gleitbolzen 13 verlängert, auf denen der Werkzeughalter 3 axial geführt ist. Der Werkzeughalter 3 nimmt ein bewegliches Werkzeugteil 14 auf.
Während des Betriebes wirkt durch den Stößel 1 der Presse über die Halteplatte 2 und die Ausgleichsarme 9 die Preßkraft auf die innenliegenden Enden 8 der Hebel 7 ein. Da die äußeren Enden 8' der Hebel 7 über die Ausgleichsarme 9' mit der Aufnahmeplatte 4 verbunden ist und seine Lage in Richtung der Preßkraft nicht verändern kann, ist der Abstand zwischen den Enden 8, 8' der Kraftarm der Hebel 7. Der Lastarm ist im dargestellten Beispiel die Hälfte des Kraftarmes und wird durch den Abstand zwischen dem mittleren, mit dem Werkzeughalter verbundenen Drehpunkt 5 und den äußeren Enden 8' gebildet. Da das Verhältnis zwischen Kraftarm und Lastarm 2 : 1 ist, wirkt über den mittleren Drehpunkt 5 der Hebel 7 auf den Werkzeughalter 3 die doppelte, vom Stößel 1 aufgebrachte Preßkraft ein. Die mit der Aufnahmeplatte 4 verbundenen äußeren Ausgleichsarme 9' werden dabei auf Zug beansprucht und müssen die Kräftedifferenz ableiten. Die Aufnahmeplatte 4 wird deshalb auf Biegung beansprucht und ist hinsichtlich ihrer Festigkeit so ausgelegt, daß die zusätzliche, infolge der Krafterhöhung auftretende Belastung vom Gestell 11 der Presse ferngehalten wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Hebelwerkzeug unterscheidet sich von dem anhand von Fig. 1 beschriebenen nur durch die symmetrische Anordnung von vier Hebeln 7 mit den entsprechenden Ausgleichsarmen 9. Der Werkzeughalter 3 weist an der Stelle der Drehpunkte 5 durchgehende für jeweils zwei Hebel 7 wirksame Bolzen 15 auf. In gleicher Art sind die entsprechenden Drehpunkte von je zwei Ausgleichsarmen 9 und 9' durch gemeinsame Bolzen 16 mit den Hebeln 7 verbunden. Zwischen den Gleitbolzen 13 sind die Werkzeugteile 12, 14 angeordnet.
Es ist denkbar, daß Hilfseinrichtungen, wie sie das erfindungsgemäße Hebelwerkzeug darstellt, bei allen maschinellen und manuellen Funktionen eingesetzt werden können, bei denen eine linear wirkende Kraft erzeugt werden muß.

Claims

1. Hebelwerkzeug zur Steigerung der Kraft bei Pressen und dgl., bestehend aus einer am Stößel der Maschine befestigten Halteplatte (2), aus einem damit verbundenen beweglichen Werkzeugteil (14) und aus einer Aufnahmeplatte (4) für ein feststehendes Werkzeugteil (12), wobei die Krafteinleitung zentral über die Halteplatte in Achsrichtung beider Werkzeugteile gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Werkzeugteil (14) in einem zwischen den Enden eines Hebels (7) angeordneten Drehpunkt (5) gelagert ist, von dem ein Ende (8) gelenkig mit der Halteplatte (2) und das andere Ende (8') gelenkig mit der Aufnahmeplatte (4) verbunden ist.

2. Hebelwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Enden (8, 8') des Hebels (7) über Ausgleichsarme (9, 9') mit der Halteplatte (2) beziehungsweise mit der Aufnahmeplatte (4) gelenkig verbunden ist.

3. Hebelwerkzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (5) wahlweise an verschiedenen Stellen zwischen den Enden (8, 8') des Hebels (7) angeordnet ist.

4. Hebelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (4) für das feststehende Werkzeugteil (12) getrennt vom Gestell (11) ausgebildet ist.

5. Hebelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, symmetrisch zur Achse der Werkzeugteile (12, 14) angeordnete Hebel (7) vorgesehen sind.

6. Hebelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das bewegliche Werkzeugteil (14) eine in Richtung des Stößels (1) verlaufende Axialführung (13) vorgesehen ist.

7. Hebelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (2), die Aufnahmeplatte (4), die beiden Werkzeugteile (12, 14), die Hebel (7) und die Ausgleichsarme (8) eine auswechselbare Einheit bilden.