[0001] Die Erfindung betrifft eine Feinschneidpresse gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
[0002] Es ist eine Feinschneidpresse bekannt,
EP 3 184 291 A1, die einen feststehenden Pressentisch aufweist, dort "oberes Querhaupt" genannt,
mit einem oberen Werkzeug, einer dagegen beweglichen Gegenhalteebene und einer dazwischen
separat beweglichen Schneidebene mit einem dem Oberwerkzeug entgegengesetzt angeordneten
Unterwerkzeug sowie einer auf der dem Oberwerkzeug entgegengesetzten Seite des oberen
Querhauptes separat beweglichen Ringzackenebene, wobei diese verschiedenen Ebenen
mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten als Bewegungsantrieben ausgestattet sind.
[0003] Nachteilig an einer solchen bekannten Feinschneidpresse mit hydraulischen Antrieben
ist insbesondere, dass diese hydraulischen Antriebe in der Pressenwelt als sog. "weiche
Systeme" gelten, da Rohre und Schläuche der hydraulischen Kraftübertragung kompressibel
sind, wobei gerade beim Schneiden von Stahl innerhalb kürzester Zeit extreme Kraftschwankungen
auftreten. Um jedoch den teilweise extremen Genauigkeitsanforderungen zu genügen,
sind deswegen solche hydraulische Antriebe was die Positionierbarkeit und die Reproduzierbarkeit
angeht, nur bedingt tauglich. Zudem gelten die hydraulischen Antriebe als ungünstige
Energieverbraucher, ebenso wie das Hydrauliköl temperaturabhängige Volumenänderungen
erfährt und zudem altert und somit einen hohen Wartungsaufwand der mit der Hydraulik
ausgestatteten Feinschneidpresse erfordert.
[0004] Nachteilig an dieser bekannten und auch an anderen hydraulischen Feinschneidpressen
ist, dass sich die Gegenhaltekraft an der Schneidebene abstützt. Dadurch reduziert
sich die Schneidkraft um die Gegenhaltekraft.
[0005] Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Feinschneidpresse ist, dass sie sich durch
einen nur sehr kleinen Werkzeugraum auszeichnet, wobei dies der Tatsache geschuldet
ist, dass der Kraftangriff bei den hydraulischen Antriebssystemen immer mittig ist.
Will man jedoch längere Pressentische realisieren, damit auch längere Werkzeuge in
einer Feinschneidpresse Platz finden, kann daraus resultieren, dass weit außermittige
Kräfte relativ zur Pressenmitte angreifen, was die bekannten Feinschneidpressen vor
große Probleme stellt, da die dabei entstehenden großen Momente dann im Maschinenständer
abgefangen werden müssen. Ein weiterer Nachteil solcher nach dem Stand der Technik
bekannten Feinschneidpressen ist, dass sie nur kurze Wege für die einzelnen Bewegungsebenen
aufweisen, ebenso wie es nachteilig ist, dass die Höhe des Werkzeugraumes für das
Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug relativ hoch über der Aufstellfläche einer Feinschneidpresse
angeordnet ist, was der Ergonomie einer solchen Presse entgegenwirkt.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Feinschneidpresse zur Verfügung zu stellen, deren
Öffnungsbewegung des Werkzeuges üppig groß gestaltet werden kann, wobei die Ergonomie
der Feinschneidpresse verbessert sein soll, ebenso wie deren Wirtschaftlichkeit bei
der Konstruktion und im Betrieb. Eine weitere wesentliche Aufgabe besteht jedoch in
der Erfüllung auch extrem hoher Genauigkeitsanforderungen, welche mit den bekannten
hydraulischen Antrieben nicht erzielbar sind.
[0007] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Hauptanspruches dadurch, dass die Feinschneidpresse als dreifachwirkende Spindelpresse
ausgebildet ist und zumindest einige oder alle Bewegungsantriebe der Ebenen aus elektrischen
Servomotoren bestehen. Im Vergleich zur hydraulisch betriebenen Feinschneidpressen
entfällt also zunächst die Hydraulikflüssigkeit und damit auch die verbundenen Umwelt-
und Sicherheitsprobleme. Auch die Positions- und Geschwindigkeitsregelung ist aufgrund
der hohen Steifigkeit solcher Spindelantriebe deutlich einfacher als bei hydraulischen
Antriebssystemen. Weiterhin wird dadurch, dass sich die Gegenkraft nicht mehr an der
Schneidebene abstützt, die Schneidkraft auch nicht mehr nachteilig reduziert.
[0008] Vorteilhaft ist des Weiteren, dass durch eine beliebig lange Gestaltung der Spindeln
der Öffnungsweg eines Werkzeuges so groß gestaltet werden kann wie gewünscht, was
den Maschinenbediener in die Lage versetzt, ein Werkzeug in der Presse weit zu öffnen,
um z.B. Wartungsarbeiten erledigen zu können, ohne das Werkzeug dazu ausbauen zu müssen.
[0009] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich
mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
[0010] Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hubspindeln
der Feinschneidpresse mit Spindelmuttern ausgestattet, die als Planetenrollengewindetriebe
ausgebildet sind, welche sich insbesondere für lineartechnische Antriebe hoher Lasten
eignen, wobei bei einem solchen Planetenrollengewindetrieb weiterhin die vorteilhafte
Möglichkeit besteht, sehr kleine Gewindesteigerungen zu realisieren, sodass mit der
damit ausgestatteten Feinschneidpresse jede geforderte Genauigkeitsanforderung beliebig
oft wiederholgenau erfüllt werden kann.
[0011] Dadurch, dass die als Bewegungsantriebe der Gegenhalteebene ausgebildeten elektrischen
Servomotoren auf der der Gegenhalteebene entgegengesetzten Seite des Pressentischen
angeordnet sind und sich die Hubspindeln durch den Pressentisch bis in die Gegenhalteebene
erstrecken und auch die als Bewegungsantriebe der Schneidebene ausgebildeten elektrischen
Servomotoren auf der der Schneidebene entgegengesetzten Seite des Pressentisches angeordnet
sind und sich die Hubspindeln durch den Pressentisch bis zur Schneidebene erstrecken
und auch die als Bewegungsantriebe der Ringzackenebene ausgebildeten elektrischen
Servomotoren über einem Portal auf der der Gegenhalteebene entgegengesetzten Seite
des Pressentisches angeordnet sind und sich die deren Hubspindeln durch das Portal
und die Ringzackenebene erstrecken und in dem Pressentisch drehgelagert sind, ergibt
sich durch den unter der Gegenhalteebene frei bleibenden Bauraum die Möglichkeit,
die Höhe des Werkzeugraumes abzusenken, sodass der Werkzeugraum in einer ergonomischen
Höhe für das Bedienpersonal der Feinschneidpresse angeordnet werden kann.
[0012] An der Schneidebene sind dabei Vorschub-/Rückzugsgeräte angeordnet, die zusammen
mit dieser vertikal verfahren werden.
[0013] Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schneidpresse
auf Führungssäulen aufgebaut, die auf einer Pressenbasis mit Pressenfüßen aufstehen,
wobei die Führungssäulen den Pressentisch tragen und sich dabei durch die Gegenhalteebene,
die Schneidebene und auch durch die Ringzackenebene erstrecken, die auf der den anderen
Ebenen entgegengesetzten Seite des Pressentisches angeordnet ist. Diese Konstruktionsweise
ohne einen massiven Pressenrahmen, erlaubt eine hohe Flexibilität in der Ausgestaltung
der Feinschneidpresse, ebenso wie dadurch eine große Stabilität der Gesamtkonstruktion
erreicht wird.
[0014] Vorteilhafterweise weist die Feinschneidpresse dabei vier solcher Führungssäulen
auf, die jeweils in den Eckbereichen einer in einer Draufsicht rechteckigen Grundfläche
angeordnet sind, wobei die Führungssäulen seitlich beabstandet von den Werkzeugen
verlaufend vorgesehen sind.
[0015] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist die Gegenhalteebene
und die Schneidebene unterhalb des Pressentisches angeordnet und die Ringzackenebene
oberhalb des Pressentisches, sodass das erste Teilwerkzeug ein oberes Werkzeug bildet
und das zweite Teilwerkzeug ein unteres Werkzeug. Eine umgekehrte Anordnung der Ebenen
wäre ebenfalls denkbar, wobei dann der Vorteil eines ergonomisch zugänglichen Werkzeugraumes
möglicherweise geringfügig leiden würde.
[0016] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfinderischen Feinschneidpresse wird die
Ringzackenebene von vier Bewegungsantrieben über vier Hubspindeln angetrieben, die
jeweils in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet
sind, die innerhalb der Grundfläche der Führungssäulen ausgebildet ist, wobei die
Fortsetzung ihre gedachten Spindeldrehachsen seitlich außerhalb der Werkzeuge verlaufen.
Hierdurch wird ein Verkanten der Ebene bei außermittigem Werkzeugangriff wirkungsvoll
vermieden.
[0017] Bevorzugterweise wird auch die Gegenhalteebene von vier Bewegungsantrieben über vier
Hubspindeln angetrieben, die jeweils in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen
Grundfläche angeordnet sind, die außerhalb der Grundfläche der Führungssäule ausgebildet
ist. Auch die Schneidebene wird von vier Bewegungsantrieben über vier Hubspindeln
angetrieben, wobei auch diese Hubspindeln in den Eckbereichen einer in Draufsicht
rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.
[0018] Vorteilhaft an der erfinderischen Feinschneidpresse ist des Weiteren, dass das Größenmaß
des Öffnungsabstandes der beiden Teilwerkzeuge durch eine Auswahl des Maßes der Länge
der Führungssäulen, der Hubspindeln, der Gegenhalteebene und der Schneideebene frei
auswählbar ist, ohne dass hierbei Rücksicht auf Anforderungen einer Hydraulikanlage
genommen werden muss.
[0019] Bevorzugterweise weist die Feinschneidpresse dazu eine Maschinensteuerung auf, die
als PC-Steuerung ausgebildet ist, sodass alle Produktionsparameter und Überwachungswerte
der Feinschneidpresse übergeordneten Systemen, wie einer Maschinen- oder Betriebsdatenerfassung,
zur Verfügung gestellt werden können, was die Wirtschaftlichkeit der Feinschneidpresse
und Ihres Umfeldes wesentlich verbessert.
[0020] Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil dieser Feinschneidpresse ergibt sich dadurch,
dass die Bewegungsebenen unabhängig voneinander sowohl kraftabhängig als auch wegabhängig
steuerbar ausgebildet sind, sodass jeweils das für einen feinzuschneidenden Gegenstand
optimale Fertigungsverfahren angewandt werden kann.
[0021] Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung
stützen sich die Gegenhaltekräfte aus der Gegenhalteebene, die Schneidkräfte aus der
Schneidebene und die Ringzackenkräfte aus der Ringzackenebene unabhängig voneinander
am feststehenden Pressentisch der Feinschneidpresse ab, wodurch erreicht wird, dass
sich in der Feinschneidpresse entgegengesetzt wirkende Kräfte nicht gegenseitig negativ
beeinflussen können, wie dies etwa bei bekannten hydraulischen Feinschneidpressen
des Standes der Technik der Fall ist, bei denen sich beispielsweise die Schneidkräfte
um die Gegenhaltekräfte reduzieren.
[0022] Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine geschnittene Ansicht einer Feinschneidpresse entlang Linie 1-1 der Fig. 2,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Feinschneidpresse gemäß Fig. 1,
- Fig. 3
- eine verkleinerte Ansicht der Feinschneidpresse gemäß Fig. 1,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht der Feinschneidpresse gemäß Fig. 3.
[0023] Die Feinschneidpresse 1 besteht aus vier Führungssäulen 15, die auf einer Pressenbasis
16 mit Pressenfüßen 17 auf dem Boden aufstehen. An den Führungssäulen 15 ist ein Pressentisch
2 festgelegt sowie ein nach unten gerichtetes oberes erste Teilwerkzeug 3 angeordnet.
Unterhalb des Pressentisches 2 ist eine Schneidebene 5 vorgesehen, mit einem nach
oben gerichteten unteren zweiten Teilwerkzeug 6. Unterhalb der Schneidebene 5 ist
die Gegenhalteebene 4 angeordnet, die über vier im Rechteck angeordnete Hubspindeln
12 über jeweils eigene Bewegungsantriebe 9 angetrieben ist.
[0024] Seitlich der Schneidebene 5 sind Vorschub-/Rückzuggeräte 14 daran gelagert. Mittig
oberhalb der Teilwerkzeuge 3;6 ist ein Portal 20 angeordnet, auf dem vier im Quadrat
angeordnete Bewegungsantriebe 10 von Hubspindeln 13 zur Bewegung der Ringzackenebene
7 angeordnet sind, sodass insgesamt alle Bewegungsantriebe 8;9;10 der Ebenen 4;5;7
oberhalb des Pressentisches 2 angeordnet sind.
[0025] Die Oberseite der Schneidebene 5 weist im geöffneten Zustand der Feinschneidpresse
1 eine Höhe von nur etwa 110 cm auf, sodass ein Pressenbediener, wie in den Fig. 3,
4 dargestellt ist, eine ergonomische Zugangsmöglichkeit zu den Teilwerkzeugen 3;6
besitzt. Die Bewegungsantriebe 8;9;10 der Feinschneidpresse 1 sind dabei alle als
elektrische Servomotoren ausgebildet und weisen Hubspindeln mit Spindelmuttern auf,
die als Planetenrollengewindetriebe ausgebildet sind.
[0026] Die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe 9 der Gegenhalteebene 4 sind
auf der der Gegenhalteebene 4 entgegengesetzten Seite des Pressentisches 2 angeordnet,
wobei sich die Hubspindeln 12 durch den Pressentisch 2 und die Schneidebene 5 bis
in die Gegenhalteebene 4 erstrecken. Die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe
8 der Schneidebene 5 sind ebenfalls auf der der Schneidebene 5 entgegengesetzten Seite
des Pressentisches 2 angeordnet, wobei sich die Hubspindeln 11 durch den Pressentisch
2 durch die Schneidebene 5 hindurch erstrecken.
[0027] Auch die elektrischen Servomotoren der Bewegungsantriebe 10 der Ringzackenebene 7
sind über einem Portal 20 auf der der Gegenhalteebene 4 entgegengesetzten Seite des
Pressentisches 2 angeordnet, wobei sich deren Hubspindeln 13 durch das Portal 20 und
die Ringzackenebene 7 erstrecken und in dem Pressentisch 2 drehgelagert sind.
[0028] Die vier Führungssäulen 15 der Feinschneidpresse 1 erstrecken sich durch die Gegenhalteebene
4, die Schneidebene 5 und die Ringzackenebene 7, wobei die Führungssäulen 15 jeweils
in den Eckbereichen in einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche angeordnet sind
und seitlich beabstandet von den Werkzeugen 3;6 vorgesehen sind, wie dies in Fig.
2 dargestellt ist. Auch die Ringzackenebene 7 wird ebenso wie die Gegenhalteebene
4 von vier Bewegungsantrieben 10 bzw. 9 über vier Hubspindeln 13 bzw. 12 angetrieben,
die jeweils in den Eckbereichen der Grundfläche der Führungssäulen 15 bzw. außerhalb
der Grundfläche der Führungssäulen 15 angeordnet sind.
[0029] Ebenfalls die vier Hubspindeln 11 der Schneidebene 5 werden von vier Bewegungsantrieben
8 angetrieben, die ihrerseits in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen
Grundfläche angeordnet sind.
1. Feinschneidpresse mit einem feststehenden Pressentisch (2) mit einem ersten Teilwerkzeug
(3), einer dagegen bewegliche Gegenhalteebene (4) und einer dazwischen separat beweglichen
Schneidebene (5) mit einem dem ersten Teilwerkzeug (3) gegenüberliegenden zweiten
Teilwerkzeug (6) einer auf der dem ersten Teilwerkzeug (3) entgegengesetzten Seite
des Pressentisches (2) separat beweglichen Ringzackenebene (7) sowie mit Bewegungsantrieben
(8;9;10) für diese Ebenen (5;4;7), dadurch gekennzeichnet, dass die Feinschneidpresse (1) als dreifach wirkende Spindelpresse ausgebildet ist und
zumindest einige oder alle Bewegungsantriebe (8;9;10) der Ebenen (5;4;7) aus elektrischen
Servomotoren bestehen.
2. Feinschneidpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Hubspindeln (11;12;13) mit Spindelmuttern aufweist, die als Planetenrollengewindetriebe
ausgebildet sind.
3. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bewegungsantriebe (9) der Gegenhalteebene (4) ausgebildeten elektrischen
Servomotoren auf der der Gegenhalteebene (4) entgegengesetzten Seite des Pressentisches
(2) angeordnet sind und sich die Hubspindeln (12) durch den Pressentisch (2) und seitlich
der Schneidebene (5) bis in die Gegenhalteebene (4) erstrecken.
4. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bewegungsantriebe (8) der Schneideebene (5) ausgebildeten elektrischen Servomotoren
auf der der Schneidebene (5) entgegengesetzten Seite des Pressentisches (2) angeordnet
sind und sich die Hubspindeln (11) durch den Pressentisch (2) bis in die Schneidebene
(5) erstrecken.
5. Feinschneidpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schneidebene (5) Vorschub-/Rückzugsgeräte (14) angeordnet sind, die mit der
Bewegung der Schneidebene (5) mitbewegt sind.
6. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bewegungsantriebe (10) der Ringzackenebene (7) ausgebildeten elektrischen
Servomotoren über einem Portal auf der der Gegenhalteebene (4) entgegengesetzten Seite
des Pressentisches (2) angeordnet sind und sich die Hubspindeln (13) durch das Portal
und die Ringzackenebene (7) erstrecken und in dem Pressentisch (2) drehgelagert sind.
7. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Führungssäulen (15) aufweist, die auf einer Pressenbasis (16) mit Pressenfüßen
(17) aufstehen und die den Pressentisch (2) tragen und sich durch die Gegenhalteebene
(4), die Schneidebene (5) und die Ringzackenebene (7) erstrecken.
8. Feinschneidpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Führungssäulen (15) aufweist, die in den Eckbereichen einer in einer Draufsicht
rechteckigen Grundfläche angeordnet sind.
9. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalteebene (4) und die Schneidebene (5) unterhalb des Pressentisches (2)
angeordnet sind und die Ringzackenebene (7) oberhalb des Pressentisches (2) und dass
das erste Teilwerkzeug (3) ein oberes Werkzeug bildet und das zweite Teilwerkzeug
(6) ein unteres Werkzeug.
10. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzackenebene (7) von vier Bewegungsantrieben (10) und vier Hubspindeln (13)
angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche
angeordnet sind, die innerhalb der Grundfläche der Führungssäulen (15) ausgebildet
ist.
11. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalteebene (4) von vier Bewegungsantrieben (9) und vier Hubspindeln (12)
angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche
angeordnet sind.
12. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichneten, dass die Schneidebene (5) von vier Bewegungsantrieben (8) und vier Hubspindeln
(11) angetrieben ist, die in den Eckbereichen einer in Draufsicht rechteckigen Grundfläche
angeordnet sind, die innerhalb der Grundfläche der Hubspindeln (12) der Gegenhalteebene
(4) ausgebildet ist.
13. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenmaß des Öffnungsabstandes der beiden Teilwerkzeuge (3;6) durch eine Auswahl
des Maßes der Länge der Führungssäulen (15) und der Hubspindeln (11;12) der Gegenhalteebene
(4) und der Schneideebene (5) auswählbar ist.
14. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Maschinensteuerung aufweist, die als PC-Steuerung ausgebildet ist und dass
alle Produktionsparameter und Überwachungswerte der Feinschneidpresse (1) übergeordneten
Systemen, wie einer Maschinen- und/ oder Betriebsdatenerfassung, zur Verfügung stellbar
sind.
15. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsebenen (5;4;7) unabhängig voneinander entweder kraftabhängig oder wegabhängig
steuerbar ausgebildet sind.
16. Feinschneidpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenhaltekräfte aus der Gegenhalteebene (4), Schneidkräfte aus der Schneidebene
(5) und Ringzackenkräfte aus der Ringzackenebene (7) unabhängig voneinander am feststehenden
Pressentisch (2) abgestützt sind.