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压力机的支架系统

文献发布时间:2023-06-19 13:46:35


压力机的支架系统

技术领域

本发明涉及一种压力机的可分支架的系统以及根据其实施的压力机支架,其中,相应的压力机支架包括侧支柱和作为上横向连接部的顶部以及作为下横向连接部的压力机台,它们作为结构单元形成吸收静态和动态力的用于压力机的任意所需功能、例如驱动推杆以借助模具成型的闭合框架。这种框架式的、也称为O形的压力机支架适用于所有尺寸和类型的压力机并且尤其是根据其结构类型区分为双支柱和具有四个支柱的支柱结构形式或者在多推杆压力机中例如有“两个加上推杆数量的两倍的”支柱。

本发明还涉及用于压力机支架的系统的计算程序和控制和调节装置。

背景技术

DE 102013108299 B4描述了一种压力机支架和用于安装该压力机支架的方法以及一种压力机。尤其对于锻压机,压力机支架包括也称为顶部的上梁和作为下横向连接部的下梁,下横向连接部具有布置在上梁和下梁之间的侧支柱。上梁和下梁在具有拉杆的侧支柱中间连接的情况下相比彼此张紧。

这种O形的压力机支架的发展可以追溯到由铸铁制成的一件式支架至由焊接的组件制成的多件式支架。这些压力机支架一方面实施成水平可分的,以便可避免在顶部(上梁)和侧支柱(侧面的支柱)之间的在初始铸造的框架中对强度和应力关键的过渡部(半径)。另一方面在铸造物质的材料特性例如关于压力机主要待实现的刚度方面得到补偿和/或改进时,当时由铸造物质制成的整体支架此时已经借助拉杆被张紧。

这种或类似构造的压力机支架必须容纳尤其是在成型压力机、切割压力机或冲压机中用于行程运动的旋转或平移的驱动器、配备有上模具以及作用到具有下模具的台上的推杆。

作为所述的框架,压力机支架根据复杂作用的力来设计。这涉及所有的压力机支架,其例如用于单压机、多工位压力机、压力机生产线、多推杆压力机、多阶段压力机这些类型。

为了承受这种复杂作用的力,发现了所述侧支柱以中间接合的方式借助拉杆预紧在上横向连接部(例如顶部)以及下横向连接部(例如压力机台)上的这种压力机支架结构。

为了能够控制通过作业压力作用到机器主体上的力,已经发现重型压力机配备有拉杆,其例如尤其是在DE 1938279 A、DE 2239147 A、DE 2818511 C2、DE 3007975 C2和EP262 593 B1中描述。

在此,所述拉杆应防止在各个构件之间由于例如在成型过程期间对支架的拉力载荷引起的预应力损失,例如所述的将顶部从侧支柱上抬起。

已知的是,通过设置预应力可足够精确地定义对拉杆连接部的剩余夹紧力以及对传统框架的过载保护。

使用拉杆的原因通常是为了影响承受复杂载荷的机器系统的构件中的弹性形状变化,例如回弹和应力。

对此已经意识到,必须应对在压力机支架的各个构件中通过动态载荷造成的大部分损坏。

最后,一种观点是通过拉杆预紧来减少压力机支架的回弹。

但是在此产生的效果、即拉杆预紧影响静态载荷和剩余夹紧力掩盖了有关压力机精度和主要是压力机框架的回弹和动态载荷的重要特征值的研究问题,这些参数对压力机的疲劳强度和操作者侧的使用价值是决定性的。

除了动态和静态载荷标准外,开发压力机支架的专业人员、如设计师还必须考虑以下因素:

■压力机支架的结构可设置成,压力机的重要功能部件,例如横梁、侧支架、压力点、拉杆、连杆、驱动元件,例如齿轮、轴承、轴、轮轴和电机必须可作为完整或部分预制的结构单元运输

■选出的部件的外部尺寸还必须能够适应通常的集装箱尺寸,以便在全球范围内以集装箱进行成本有利的运输

■焊接部件需要设计成,其可使用焊接技术轻松制造并且例如对于钻孔和待接合的面还具有最少的机械加工过程,以便可有利地制造、可以节省空间的方式运输以及安装/拆卸。

■实现材料或制造成本与压力机的弹性性能和使用寿命的平衡比例。

总的来说,对此必须满足物流复杂的条件,以便能够在现场轻松安装重型、大型和运输成本密集的构件,并能够节省时间以及节省材料地拆卸它们以进行维护或修理。此外,这种构件也可以以节省成本的方式进行预组装。

因此,这种类型的压力机支架的构造必须以如下的方式实施,不仅在压力机中确定功能的部件是重要的,而且相应的压力机支架的组件作为完整的或部分地预安装的结构单元在其在工厂制造之后,最初以成本有利和空间优化的方式在全球范围内运输,然后操作者在当地可以技术上有利的方式安装成功能齐全的压力机。

最后,待加工成高强度板的工件的发展以及模具复杂性的增加对压力机提出了新的要求

根据JP 2000332 500 A,为了便于安装压力机的框架结构对压力机提出了以下建议:

■可分的上横向连接部和下横向连接部形成框架,该框架具有在其端部处与顶部主体可拆卸地连接的部件和竖直的支柱(侧支柱),

■在顶部主体中成型有包括连接表面的突起,突起与所述部件中具有连接面的凹部匹配并且在操作期间在压力机支架的框架中实现力流,其中,可分的横向连接件的所属部件经由固定元件(螺钉或螺杆)彼此固紧并且在突起和凹部之间布置用于补偿的调节件。

在此,分开的侧支柱借助拉杆在横向连接部的上下分别中间接合且竖直加宽的部分上张紧。侧支柱中的O型支架的水平部分在顶部主体中的竖直部分中被加宽,从而在技术和物流方面有利地使顶部主体更短。

研究表明,根据上述现有技术所提出的压力机支架中由于压力机操作发生的损坏主要出现在横向连接部和侧支柱上,而没有发生在拉杆中。

从技术角度来看,拉杆由优质锻造材料制成,并且由于其结构特点(上横向连接部的高度加上支柱的高度加上下横向连接部的高度加上拉杆螺母的高度)具有显著的长度。因此,材料和安装成本的花费特别高。对于压力机的高度,压力机操作者需要带有深地窖的高层建筑。而压力机支架的侧支柱可由价值较低的材料制成,以满足焊接技术制造过程和动态载荷的持久吸收。

根据不同方案以这种方式分析的压力机支架需要确定:

■拉杆和侧支柱虽然由不同价值的材料制成,但其承受在压力机支架中不可避免地发生的相同的动态变形。

■拉杆作为压力机设备的高品质和高成本的组成部分由于采购和安装成本巨大也必须防止由于压力机操作造成损坏,因此压力机支架的拉杆连接部(如膨胀螺钉连接)一方面防止构件以相应高的预紧力或剩余夹紧力而过载或彼此抬起,另一方面,作为补充地,拉杆的横截面和构件横截面的尺寸必须以特定的最小比例确定,以便预设最少的材料使用,以实现持久的解决方案。

■由于压力机设备(冲压车间)包括客户侧的复杂模具以及维修情况下与成本相关的停机时间的整体价值高,因此重点是可用性和安全性以及其作为模具的保护,因此

○由于拉杆引起的结构使得压力机支架(保守地说明)尺寸过大,以及

○拉杆的预紧力(=操作力的1.3倍)对支柱施加额外的静态载荷或对顶部施加锚定螺母的面压力。

总的来说,专业界因此接受了一种结构实践,在压力机中由侧支柱和横向连接部组成的吸收静态和动态力的压力机支架对于任何所需的压力机功能和模具可借助昂贵的拉杆预紧件而接合成闭合的框架,以便对抗支柱和横向连接部中的动态荷载的破坏部分。

在汽车制造中力求降低移动质量,例如通过增加使用铝材料或纤维复合材料。替代地,仍然使用钢材。然而,由于只能随着有更薄的原材料和更薄的构件才能减轻重量,因此必须增加材料的强度,以满足安全性和强度方面的要求,即通过加工所谓的高强度板。

这对如压力机这样的成型机的精度参数和所需的压力提出了更高的要求。

因此,传统的构造方式必须在拉杆的横截面和压力机支架或其侧支柱的横截面中都得到加强,这导致压力机成本的不利增加。

还可参考JP 2005-279 747 A、JP 2003-230 993 A、CN 2 500 469 Y、CN 201 394915 Y、CN 202 045 910 U、WO 2009/064 500 A1、CN 201 264 376 Y或DE 103 44 635 A1。

发明内容

为了能够解决较高压力、所需精度和经济方面的问题,本发明的目的是提供一种压力机,该压力机具有由压力机操作产生的应力状态,其构件可技术有利地接合成吸收动态和静态作用力的框架,其中,在优化材料使用的情况下根据velz应具有更高的疲劳强度和降低的弹性竖直回弹。

在此,各个压力机支架的部件或组件应作为完整或部分的预制结构单元,在其制造之后以成本有利和空间优化的方式在世界范围内运输,并且可在现场技术有利地安装成完全运作的压力机。

此外,应创造由压力机支架的系统产生的与计算机程序和控制和调节装置的协同作用。

拉杆刚度、支柱刚度和横向连接部的刚度的组合对于形成框架的压力机支架的整体刚度是重要的。

从专业的角度来看,回弹更应该被认为是压力机的一种独特的精度参数,因为它表征了压力机操作期间框架的最大、竖直和弹性的变形,并且借助使拉杆和螺钉连接件张紧的侧支柱表征整体刚度。

所述刚度由弹性模量、构件的高度和有效横截面的尺寸确定。在此需要注意的是,所选择的钢材已经具有所讨论材料中最高的弹性模量(E-Modul),因此无法再提高弹性模量。

压力机支架的构件高度一方面在功能上由待制造的工件的几何形状确定,另一方面在物理上由控制和吸收作用力所需的部件尺寸确定。

为了改进压力机支架的弹性性能,设计师唯一的方案是影响材料的使用、横截面的尺寸和与此相关的成本。

为了理解本发明,应根据开头给出的不同压机类型区分压力机支架中的以下组件与框架:

■由两个侧支柱借助一个上横向连接部和下横向连接部接合成压力机支架的唯一框架,例如用于单压机;

■彼此依次布置的多个框架,每个框架由两个侧支柱与上横向连接部以及下横向连接部接合,由此形成由至少四个侧支柱组成的压力机支架,或者如多推杆压力机那样由“两个加上推杆数量的两倍的”侧支柱构成;

■串联布置的多个框架,使得一个压力机支架包括至少三个侧支柱的布置方式,这些侧支柱借助上横向连接部和下横向连接部接合。

根据本发明,根据权利要求1提供一种用于压力机的支架的系统,该系统包括具有侧支柱、包括顶部的上横向连接部和包括压力机台的下横向连接部的结构单元,并且形成吸收静态和动态力的闭合的且可脱开地接合的框架,其中,

a)侧支柱可以制造成具有可最佳确定的长度,并且可借助力配合或力配合和形状配合的接合几何结构/面以及可脱开的连接件在没有拉杆的情况下横向或纵向地可止挡地接合到横向连接部上,

b)侧支柱在操作力、例如压力机的力下经受拉力,

c)侧支柱的构造设计为,在操作力不对称地引入侧支柱中的情况下侧支柱对称地变形,

d)并且具有与作用压紧力相应的不同横截面区域,使得该压力机支架比借助拉杆预紧接合的压力机支架具有减小的竖直回弹。

根据这个系统应该强调的是,由于对称的变形能力,在操作力不对称地引入侧支柱之后,可提供对应于作用压力的不同横截面区域,因此压力机支架经历减小的竖直回弹。

与上面分析的现有技术相比,即通过拉杆预紧接合的压力机支架,在结构和功能的角度来看具有新颖性和创造性,因为迄今为止

■形成框架的压力机支架的系统包括由拉杆刚度、支柱刚度和包括高回弹特性的横向连接部的刚度的组合,或者从另一角度来看

■根据现有技术在传统拉杆和侧支柱上的动态载荷的不利分布,迫使拉杆至少使用更高质量的材料,

统一的目的是,在优化材料使用的情况下,使压力机支架设计为具有更高的疲劳强度和降低的弹性竖直回弹,替代地根据权利要求2提供压力机的支架的系统,其包括具有侧支柱、包括顶部的上横向连接部和包括压力机台的下横向连接部的结构单元,并且形成吸收压力机的静态和动态力的闭合的且可脱开地接合的框架,其中,减少的竖直回弹可以根据关系式v2≤1/n*v1设计,其中n=(s+k)/(s+1),并且

v1=经张紧的系统在Fp1的作用下的竖直回弹

v2=根据本发明的系统在Fp2的作用下的竖直回弹

n=优势因素

s=刚度比

k=成本因素。

该系统基于更深入的考虑,其中考虑了由成本因素和刚度比构成的技术经济(优势)因素,并研究了与回弹行为的关系,下面将更详细地解释关于发明-技术效果或结构-功能关系

两个系统由从属权利要求3至11的特征在结构上实施。

以下的分析考虑是决定性的,以便根据本发明,根据权利要求1或权利要求2,可实施包括无拉杆的侧支柱的压力机支架:

压力机支架的所有处于接合的部分在压力作用下都发生变形,特别是由于台、推杆和顶部的弯曲将不对称的力作用到侧支柱中,因此侧支柱倾向于朝模具的方向(中心)变形并形成所谓的沙漏效应。

因此,在设计压力机时,直接对应于模具的构件推杆和台针对其刚度有针对性地确定尺寸,以确保在推杆和台中的张紧面的通常的、例如为0.125mm/米的挠度值。而顶部的尺寸符合允许的应力并且比台变形更大。由于结构原因,由此引起压力机不对称。

借助根据本发明的系统,这种效果通过侧支柱中使用的材料横截面的合适设计抵消。由此在压力下的支柱会受到影响,使支柱比典型的压力机构造允许的变形更少或更对称。

在偏心的载荷的情况下,成对的侧支柱受载不均匀,因为例如入口侧比出口侧产生的压力更大。入口侧的侧支柱比出口侧的侧支柱变形更大。特别是对于多级压力机,这种影响是由生产过程预先给定的。由于这种不对称性,模具需要相应复杂的加工并增加了模具的磨损,其中,在侧支柱上布置的推杆引导部也承受这些载荷,该推杆引导部在结构上平行并且以小的引导间隙预设。通过使得侧支柱有针对性的不对称尺寸可影响其刚度,以抵消任何不利影响

可替代地,侧支柱的可变的横截面也可以通过可激活的构件、例如张紧元件来实施,以便使压力机支架的刚度和不对称的尺寸适应模具的具有相应不同要求的应用领域。

在此,推杆引导部也应尽可能保持平行(对称)且带有尽可能小的引导间隙,以确保待制造的部件(例如工件)的高质量、模具的高使用寿命和低磨损

此外,在偏心的操作力下由于支柱的可能不对称的设计引起更均匀的载荷分布,即支柱中更均匀的应力状态,该应力状态引起侧支柱的更高的疲劳强度。

目的是避免在操作力下、尤其通过偏心作用的操作力引起侧支柱(相对于彼此)的不对称变形。侧支柱通过附带的引导条引导推杆(推杆引导部)的运行,以抵消倾斜位置、例如推杆以及上部模具的的歪倾。

通过对压力机支架的最佳改变的几何结构划分并且没有通过拉杆施加张紧的各个系统在结构特征和细节方面根据从属权利要求12至29的压力机支架可以多种方式扩展

因此取消了在采购中而且在制造、安装和运输中导致高成本的昂贵构件。因此,根据本发明的相应系统在与传统结构资金使用相同的情况下可通过优化侧支柱的板厚度和压力机支架的构件以及弹性变形较小的技术效果、尤其是竖直回弹而出人意料。有利地引起了较低的应力幅值,其在焊接的构件中进而降低焊缝应力。除了有利地使用压力机之外,也使得焊接部件的使用寿命更长。

还有利的是,在模具和功能性作业区的安装空间大小相当的情况下以及在材料总体使用方面相当的情况下,可以减小作为没有拉杆的支架结构的压力机的外部尺寸。此外,可以限制或减少组件、如横向连接件的尺寸和重量,以便通过运输系统的技术处理(应力消除)和物流操作以成本更加有利且空间利用(起重机、桥梁、道路)的方式实施。

根据本发明在竖直方向(通过优化支柱横截面)和水平方向实现的压力机更高的整体刚度,通过使用横梁和纵梁被加强,对推杆引导部具有有利影响,从而可取消模具中的内部引导部。

类似地,在最大操作力的有效时间期间也可能出现对推杆引导间隙的影响。在传统的压力机中,支柱在成型过程期间被卸载并且支柱在不确定的方向上以不确定的量变形。在没有拉杆的压力机的情况下,由于成型过程期间的拉伸载荷,支柱趋向于模具的中心,并引起引导间隙的减小,这可能使模具中的内部引导部变得不必要。

根据本发明实施的没有拉杆的压力机支架在设置压机设备时实现了各种新颖的构造方案。通过取消下横向连接部上的锚定螺母,例如隔振装置的弹簧元件可例如以振动技术优化的方式设置。

通过使侧支柱向下延长,可以省去地下室的混凝土基座,即支架借助弹簧元件隔振地直接竖立在压力机凹坑的基础地板上。

根据权利要求30,本发明可在用于对

a)待制造且在没有拉杆张紧的情况下借助力配合或力配合和形状配合的接合几何结构和可脱开的连接件连接到横向连接部的侧支柱,或

b)在压力机的操作力下受到拉力的侧支柱,或

c)需要设计有减小的竖直回弹的压力机支架

进行结构设计的计算机程序中集成用于确定减小的竖直回弹v的程序步骤。

最后,根据权利要求31和32,本发明包括用于系统的控制和调节装置,借此在计算机中对由系统中的对应测量件记录的载荷数据进行分析并且导入用于压力机支架的结构单元的弹性性能的控制/调节技术措施的数据,尤其是用于借助可激活的张紧元件主动张紧侧支柱的与刚度相关的横截面的措施。

附图说明

图中示出:

图1a示出了力/变形图表(张力图表),该力/变形图表示出了彼此张紧的拉杆和侧支柱的弹性形状变化和动态载荷,

图1b示出了力/变形图表,该力/变形图表示出了在没有拉杆的情况下侧支柱中的弹性形状变化以及动态载荷,

图2示出了根据本发明的压力机支架在没有拉杆的情况下的与图1b)相应的结构原理,其中,在此可看出相比于根据图3的传统实施方式更小的运输尺寸b,

图3示出了根据现有技术的压力机支架,

图4示出了关于接合几何结构/接合面和可脱开的连接件以及功能组件的容纳部的细节,

图5示出了变形的图(沙漏效应),

图6示出了根据本发明的具有沿纵向止挡的侧支柱的压力机支架的实施方式。

具体实施方式

为了相对于开头分析的现有技术明确根据本发明的系统,图1a首先示出了根据图3的传统上经拉杆张紧的压力机支架的弹性性能的图表,从该图表中推导出未表示的总刚度,该总刚度引起竖向的回弹v1。该图表相应于典型的螺钉张紧图表并且示出了经预紧的螺钉的作用接合,在此在压力机支架1中用类似于拉杆(tie rod)6(图3)的命名。其中技术人员(在压紧力分布到四个侧支柱上的示例中)应清楚动态载荷分布到传统的拉杆6和侧支柱2(upright)上。

在图表中表示出:

F=单位为N的力

Fp1=压紧力

v=单位为mm的回弹(根据DIN 55189作为弹性的竖直拉伸velz=沿z方向的弹性位移)

v1=经张紧的系统在Fp1的作用下的竖直回弹

vt=拉杆的基于预紧的回弹

vu=支柱的基于预紧的回弹

s=支柱与拉杆的刚度比

在此基于在压力机技术中的侧支柱2(upright)和拉杆6(tie rod)的一般刚度比s例如为1.5:1。因此,拉杆6经受与该刚度比s对应的动态载荷部分并且侧支柱2经受与该刚度比s对应的动态载荷部分。在例如1.3x压紧力Fp1的一般预紧下可得出回弹v1。

该图表示出了现有技术造成的在传统的拉杆和侧支柱上的动态载荷的不利分布,即,至今为止由较高品质材料制成的拉杆比侧支柱吸收更低的动态载荷。以1.5:1预设的侧支柱2与拉杆6的刚度比s引起1.5:1的动态载荷分布,因此妨碍了侧支柱的最佳载荷划分。因此,由于强度,相对于侧支柱2,拉杆6由更高品质的/可负荷更高的材料制成。

借助拉杆6实现的预紧不利地引起,在压紧力Fp1保持不变时在维持预设的回弹v1的情况下仅提高所谓的剩余夹紧力。在需要较高的压紧力Fp1时,必须承受相应较高的回弹v1,该回弹例如对于成型工艺有不利的影响。

由于结构,在侧支柱和横向连接部、如顶部和压力机台中设置空腔/通孔并且在顶部和压力机台上设置尺寸足够的用于螺栓螺母的支承面。拉杆直径的增加/增大也将造成侧支柱或设备的外部尺寸的增大,从而由于材料不利地提高了需要投资的成本费用。

而对这种发展趋势持批判观点,根据本发明的压力机的根据图2、图5或图6的支架实施成,该支架作为具有侧支柱2的压力机支架1包括具有上横向连接部和下横向连接部4的结构单元并且形成吸收压力机的静态力和动态力的闭合的且能脱开地接合的框架,上横向连接部具有顶部3并且下横向连接部具有压力机台,

a)制造具有长度L的侧支柱2作为结构单元并且沿横向或纵向止挡在横向连接部3、4上,借助力配合或力配合和形状连接的接合几何结构5和可脱开的连接件5.1在没有拉杆的情况下进行接合,

b)侧支柱2在压力机的操作力Fp下经受拉应力并且,

c)压力机支架1具有相对于借助拉杆张紧件6接合的压力机支架(2)降低的竖直回弹v2。

该系统基于对复杂性的深入考虑,据此由因数n=(s+k)/(s+1)提供了一种关系,该因数基于

■成本因数k=每公斤拉杆价格/每公斤支柱价格(实际中k>2)以及

■刚度比例s=支柱刚度/拉杆刚度(实际中s=1.5)。

出于特征值“k”和“s”的这种组合的且准经济技术合并的考虑以及在投资成本与传统的结构类型相同的情况下,在根据图1b的图表中示出了根据本发明

■降低的竖直回弹v2≤1/n*v1,其中,n=(s+k)/(s+1),以及

■在这种情况下提高的运行成本Fp2=n*Fp1,

其中,例如k=2并且s=1.5得到1.4倍的刚度(或1/1.4倍的回弹)或1.4倍的操作力。

在图表中绘出(类似于图1a):

F=单位为N的力

Fp2=在根据本发明的压力机支架中的压紧力

v=单位为mm的回弹(根据DIN 55189作为弹性的竖直拉伸velz=沿z方向的弹性位移)

v2=在Fp2的作用下的竖直回弹

s=刚度比

图1b借此示出了根据本发明的系统在没有使用拉杆的情况下在具有惊人的回弹v2时在侧支柱上的动态载荷分布,从中首次可实现压力机支架中的新的且有利的结构构造并且侧支柱2可承受由压紧力Fp2引起的所有动态载荷。

在图2中示出了与图1b)相应的根据本发明的压力机支架1的结构图,该压力机支架具有侧支柱的高度L作为一切上横向连接部、例如顶部3;下横向连接部、例如压力机台4;接合几何结构5;可脱开的连接件5.1和接合件5.2的有利高度并且具有对本发明重要的、相对于最终安装尺寸B较小的有利的运输尺寸b。

相对地,图3示出了具有侧支柱2的高度L、不利地超过该高度的拉杆6以及具有与最终安装尺寸B相等的不利的运输尺寸b的传统实施方式的图,拉杆使得侧支柱2以及上横向连接部、例如顶部3和下横向连接部、例如压力机台4张紧。

用于压力机的支架的系统通过以下的特殊性被完善,这些特殊性在结构方面可单独地或组合地在压力机支架1中实施:

■克服由上横向连接部3或下横向连接部4引起的不同类型弯曲趋向地设计侧支柱2;

■尤其在多推杆压力机(紧凑型抽吸压力机、多工位压力机)中使用双支柱的情况下,侧支柱2的在其构造中不对称的设计使得侧支柱在不对称引入的操作力下彼此对称地变形并且通过相应推杆的不同压力而受到不同应力;

■借助与作用的压力相应的、经微分的横截面区域有针对性地确定侧支柱2的横截面的尺寸;

■借助主动的张紧在侧支柱2中设计提供与刚度相关的横截面,从而获得额外的横截面以提高刚度,其等于内部或外部的横截面;

■通过连接力配合以及形状连接的接合几何结构5、接合件5.2和可脱开的连接件5.1以及与作用的压紧力相应的过载保护件设计侧支柱2和横向连接部3、4;

■在没有拉杆张紧时承受将横向连接部3、4与侧支柱2和接合几何结构5连接成压力机支架1的形状变化和压力机运行的应力和形状变化总体的框架,该框架具有用于在运输或运行状态中容纳压力机的功能组件7的至少一个结构单元或运输单元;

■至少一个侧支柱2的尺寸或构造保持不变且与另一支柱2是不对称的,以便

a)考虑压力机的偏心作用的操作力并且避免构件损伤,

b)克服推杆引导部中的不利的弹性形状变化或间隙变化,或

c)优化多推杆压力机;

■侧支柱2的至少一个典型的横截面局部对实施成打开或闭合和/或不对称的形状;

■其中至少一个侧支柱2实施成,驱动器、例如轴螺栓的可布置在所属的顶部3中的部分可放置在侧支柱的具有相应设计成打开的横截面或用于减小顶部3或压力机的长度的类似安装口的区域中;

■通过接合几何结构5或接合件5或连接件(5.1)形成至少一个过载保护件。

在压力机支架1中通过以下的可单独或组合应用的特征实现或表征结构特殊性或特性:

■在侧支柱2中或在侧支柱和横向连接部3、4之间布置可用于对压力机支架1过载保护并且可实施成理论断裂连接部、例如剪切螺栓;弹性的形状配合连接部或圆柱形的形状连接部、液压或经预紧的机械弹簧的并且在超过最大的压紧力Fp时设计为柔性的过载保护件。

形状连接或力配合的接合几何结构5或可脱开的连接件5.1构造成

a)理论断裂元件(Sollbruchelementen),

b)弹性的连接部,

c)液压预紧的弹簧元件,

d)机械预紧的弹簧元件,

e)摩擦连接的元件的形式。

■压力机支架1具有通过几何结构5和连接件5.1的位置和造型影响的有利的且对压力机的变形和局部应力状态有积极作用的力流。

■压力机支架1具有借助

○宽球形设计的滑键,或

○一侧具有斜面的燕尾连接部,或

○一件式或多件式的楔形件和滑键

克服横向连接部3、4的弯曲的实施方式。

■压力机支架1具有借助至少一个

○通过弹簧操作的张紧系统,或

○液压张紧系统,或

○经弹簧张紧的一件式或多件式的楔形系统,或

○经重力张紧的系统

自动精调其预紧力的连接件5.1以补偿连接、例如接合几何结构5中的磨合和沉降现象。

■压力机支架1由在压力机的入口侧和出口侧或压力机阶段处结构设计不同的侧支柱2构成,使得相移的不同阶段力相应抵消并且降低压力机支架1在操作力下的(不对称的)总变形的趋势。

■压力机支架1具有由于推杆引导间隙减小尤其在最大操作力的作用区域中的无模具内部引导的实施方式。

■为了避免摩擦腐蚀,压力机支架1具有局部地或大面积地装入接合几何结构中的滑动元件以便有针对性地产生侧支柱2和横向连接部3、4之间的相对运动。

此外,压力机支架1可借助根据本发明的以下特殊性实施:

■具有分别连接相邻的侧支柱2的梁(纵向、横向以及对角线)以提高压力机支架1的总刚度。

■至少一个功能组件7可通过

○用于自动化的驱动设备,或

○包括安装的流体设备,或

○传感式的部件/工件监控装置,或

○光栅,或

○照明设备

作为横梁和纵梁实施。

■可脱开的连接件5.1使得轴向支承的轴螺栓和结构元件可靠安装以防移出。

■在需要时使得至少一个可液压、电动、气动、热或传感方式激活的张紧元件有效连接至功能或设施,例如过载保护或推杆重量补偿。

通过根据本发明的系统使得压力机支架1也可由彼此具有不同高度L的侧支柱2和/或由彼此具有不同宽度b的上横向连接部3以及下横向连接部4有利地作为可脱开地接合的框架形成。

由此,在具有长度L的侧支柱2可借助力配合或力配合和形状连接的接合几何结构5以及可脱开的连接件5.1以止挡的方式在没有拉杆应力的情况下横向地或纵向地接合到横向连接部3、4上的前提条件下使得对于特殊情况和/或不同的压力机配设、类型和设置方式、即在多推杆压力机、压力机生产线、多级压力机、多工位压力机中

■在唯一的框架内可使用彼此长度不同的侧支柱2和上横向连接部3以及下横向连接部4并且在接合几何结构的区域中可使用彼此不同的横向或纵向接合类型,

■在框架与框架依次平行布置的框架中可使用长度不同的侧支柱2和上横向连接部3以及下横向连接部4以及不同的横向或纵向接合类型,或

■在框架与框架串行布置的框架中可使用长度不同的侧支柱2和上横向连接部3以及下横向连接部4以及不同的横向或纵向接合类型

并且同时根据本发明所需的应力状态、力流、刚度的值在竖直回弹v2减少时保持不变。因此可通过横向或纵向接合类型的多样化的配置、侧支柱或上横向连接部以及下横向连接部的不同长度或宽度调节每个压力机支架来相应于压力机操作员的任何现场条件。

压力机支架1也可有利地实施成

■相对于压力机的最终安装尺寸B,用于包括结构单元上横向连接部3以及下横向连接部4的暂时性运输单元的运输尺寸b较小,或

■具有侧支柱2的向下、但是不是混凝土基底支撑的延长部,或

■通过压力机的其中至少一个功能组件的构造在侧支柱2中的容纳部,例如

○所谓自动化系统的驱动设备以及附件,

○用于照明和光学监控的梁,

○油箱、空气容器、模具机/拉伸件,

○液压管路、冷却管路和用于伺服驱动器的线路缆线,

○控制/调节/开关盒,

○开关面板,其他的操作元件,

○用于手动辅助设备、清洁设备、手电筒、模具、压缩空气的接线盒,

○其他传感机构的附件,

○减振元件

作为暂时性的运输单元或用于压力机运行。

通过移除拉杆可提供减振材料,例如颗粒材料、砂子在侧支柱2中存放的可用空腔。

此外,移除拉杆以及锚定螺母实现了在实施/安置压力机台的支撑面时更多的结构自由度,使得能够最佳度放置隔离振动的支撑(弹簧元件)并且可使其确定尺寸,并且取消了至今为止供操作者使用以进行最终安装的来回运输的张紧装置的成本高且费时的拧紧锚定螺母。

在回弹v可比较且所需的情况下,这意味着侧支柱2获得至少与根据图1a的张紧系统的总刚度相应的刚度。

由此可通过安装较厚的板直至实施成实心支柱向内加强侧支柱2的用于承载的壁。

侧支柱2的典型横截面可局部地实施成打开的或闭合的、对称的或不对称的形状,以便有针对性地影响侧支柱2的变形或空间优化地容纳功能组件7。

压力机自身的推杆引导部的间隙有针对性地影响侧支柱2中的经由刚度设计确定的区段,使得可设定在成型中或紧接成型之前有利的小间隙。

如果通过使用特殊的多级模具或在多推杆压力机中需要不均匀/不对称的压力分布,之后可根据载荷划分微分地确定侧支柱2的尺寸。

对于其他目的可使用侧支柱2中的空腔,以便根据图4节省空间地实施功能组件7,例如附加设备、操作元件、存储器或实施减振材料。

自动化压力机的功能组件7可集成在两个侧支柱2之间作为压力支架1的支撑/加固件。同时,三件式的单元作为预安装组件简化了操作者的安装工作。

使得压力机设备的安装和运输工作在时间和成本方面都降低;取消了成本高的用于借助拉杆6和锚定螺母预先张紧的液压辅助装置。

对制造车间和操作楼的较低空间要求引起显著成本降低。

根据本发明,在用于对

a)需要以长度L制造且借助力配合或力配合和形状配合的接合几何结构5和可脱开的连接件5.1在没有拉杆张紧6的情况下横向地或纵向地止挡在横向连接部3、4上的侧支柱2,或

b)在压力机的操作力Fp下需要承受拉力的侧支柱2,或

c)需要设计成具有减小的竖直回弹v2的压力机支架1

进行结构设计的计算程序中,用于确定减小的竖直回弹v2的程序步骤根据关系式v2≤1/n*v1进行整合,其中,n=(s+k)/(s+1),并且

v1=经张紧的系统在Fp1的作用下的竖直回弹

v2=根据本发明的系统在Fp2的作用下的竖直回弹

n=优势因素

s=刚度比

k=成本因素。

根据本发明的用于压力机的支架的系统的控制和调节机构包括

a)至少一个在系统中包括优选对应的应变仪的测量器件以接收关于压力机的静态和动态力的在包括侧支柱2、上横向连接部3以及下横向连接部4的结构单元中的载荷的数据,

b)在计算机中对这些数据进行分析,以及

c)输出关于压力机的静态和动态力的数据用于对压力机支架1的结构单元的弹性性能的控制/调节技术措施,

使得能够借助上述可激活的张紧元件将压力机支架1的刚度与载荷相关地受控/受调节地、可变地匹配侧支柱2的与刚度相关的横截面的主动应力。

商业应用

本发明的范围包括有针对性地应用成本有利的材料,在焊接技术方面可非常好地加工该材料并且该材料全球范围可用。

降低了根据本发明在冲压车间中可实施的各个构件直至整个压力机设备的最大重力和尺寸。

通过取消竖直预紧有针对性改变压力机支架的刚度的根据本发明的系统实现了压力机的应用范围的灵活性或扩展。

通过激活、停用或改变额外的可张紧的侧支柱横截面改变支柱刚度使得压力机支架最佳地

匹配例如用于提高支柱刚度的切割模具的待使用的模具,

对于成型模具,匹配可减小的、所需最小刚度,以便实现引导部和其余磨损件的更长的使用寿命。

在加工高强度部件时以及在使用切割模具进行关键切割时在侧支柱的特定横截面区域中有针对性地使用材料以提高刚度能够提高压力机操作者的实用价值。

取消或减少模具中的引导柱使得使用的模具的结构得以简化,该模具实现了有利的工件运输并且降低了模具成本。

附图标记列表

1 压力机支架

2 具有高度(=长度)L的侧支柱

3 上横向连接部,顶部

4 下横向连接部,压力机台

4.1 接合几何结构

4.2 可脱开的连接件

4.3 接合件

6 拉杆

7 功能组件

b 宽度、运输尺寸(Transportmaβ)

B 最终安装尺寸、外部尺寸

L 侧支柱的高度(=结构单元的长度)

F 单位为N的力

Fp1 压紧力

Fp2 压紧力

v 单位为mm的回弹

v1 经张紧的系统在Fp1的作用下的竖直回弹

v2 根据本发明的系统在Fp2的作用下的竖直回弹

vt 拉杆的基于预紧的回弹

vu 支柱的基于预紧的回弹

s 支柱与拉杆的刚度比

n 优势因素

k 成本因素。

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