ПРЕСС
PRESS

Изобретение относится к прессу, в частности гидравлическому, для загиба кромок листа, в частности продольных кромок листов или нечто подобного в ходе изготовления труб или подобных полых профилей. Под трубами подразумеваются, в частности, трубы с продольным швом или трубы с продольным сварным швом, которые формируются в несколько стадий из (металлических) листов и затем свариваются по продольному шву в трубу. Чтобы изготовить подобного рода трубу из первоначально плоских листов, обычно на первой стадии формирования лист предварительно гнется или загибается в области (обеих) продольных кромок. Радиус изгиба соответствует при этом примерно диаметру подлежащей изготовлению трубы. Под прессом в рамках изобретения подразумевается, в частности, гидравлический пресс для гибки листов в такой (первой) стадии обработки давлением. Подобного рода подготовленные листы потом, как правило, гнутся на второй стадии в так называемом U-прессе для получения U-формы. На третьей стадии превращения U-профиль на так называемом O-прессе при другом рабочем процессе превращается в круглую или трубу со шлицем. Затем в зависимости от обстоятельств могут последовать другие стадии изготовления, в частности сварка продольного шва изнутри и/или снаружи.
Загиб продольных кромок листа на первой стадии обработки давлением является важным этапом в ходе изготовления труб, так что оптимизация этого этапа ведет к оптимизации изготовления труб. В прессе, предназначенном для загиба, обеим продольным кромкам листа соответственно приданы верхний инструмент и нижний инструмент, причем верхний инструмент может иметь выпуклую форму, и нижний инструмент - вогнутую форму или наоборот. Чтобы изготавливать трубы различного диаметра, обычно обрабатываются листы различной ширины. Известно, что для получения возможности приспособления пресса к различной ширине листа каждой из обеих кромок листа можно придать собственный пресс, который образован в виде пресса с С-станиной. Для приспособления обычно общие прессы с С-станиной передвигаются (сравните, например, DE 23 52 573 и DE 24 55 596). Поскольку известные установки могут быть улучшены, например, с точки зрения устойчивости, здесь находит свое место изобретение.
Задачей изобретения является создание пресса для загиба кромок листа однажды описанного рода, который, имея устойчивую и компактную конструкцию, мог бы приспосабливаться к различным условиям простым и функциональным способом.
Для решения этой задачи изобретение предлагает пресс для загиба кромок листа, в частности продольных кромок листов в ходе изготовления труб или нечто подобного, с по меньшей мере,
- одной состоящей из одной или нескольких замкнутых рам пресса станиной пресса,
- верхнего стола пресса и нижнего стола пресса, причем на верхнем и/или нижнем столе пресса работают одна или несколько систем цилиндр-поршень для обработки давлением, которые опираются на рамы пресса,
- одним или несколькими верхними инструментальными суппортами для одного или нескольких верхних инструментов и одним или несколькими нижними инструментальными суппортами для одного или нескольких нижних инструментов,
причем положение соответственно верхних и/или нижних инструментальных суппортов может регулироваться и при необходимости фиксироваться поперек к продольному направлению пресса соответственно относительно рам пресса преимущественно с помощью одного или нескольких сервоприводов. Под продольным направлением пресса подразумевается направление, вдоль которого листы подаются к прессу или транспортируются от пресса. Обычно речь идет о направлении, которое перпендикулярно плоскости рамы пресса. При этом сервоприводы для инструментов преимущественным образом образованы в виде систем цилиндр-поршень. Однако они могут образованы и в виде шпиндельных приводов. В случае рам пресса речь идет о замкнутых рамах пресса. Под замкнутыми рамами пресса подразумеваются, в частности, рамы пресса, изготовленные из замкнутых рамных листов, причем такие рамные листы в этом случае имеют верхнюю поперечину, нижнюю поперечину и по обеим сторонам соединительные балки. Такие рамные листы могут быть изготовлены цельными или состоять из нескольких участков листов, которые, например, могут быть сварены между собой. Замкнутые рамы пресса могут быть в смысле колонного пресса образованы соответственно верхней поперечиной, нижней поперечиной и соединяющими верхнюю поперечину и нижнюю поперечину колоннами пресса.
Изобретение первоначально исходит из знания того, что создающиеся в ходе обработки давлением усилия прессования особенно хорошо могут восприниматься, если работы ведутся с замкнутыми рамами пресса, так что, следовательно, рама воспринимает усилия прессования, которые возникают в области продольных кромок. Это дает преимущество, в частности, тогда, когда обработке давлением подвергаются листы с относительно большой толщиной, чтобы изготовить трубы с большой толщиной. Несмотря на рамную конструкцию, простым способом удается приспособить пресс к различным условиям и, в частности, к различной ширине листов и к различным радиусам гибки. Это обеспечивается за счет того, что инструментальные суппорты и, таким образом, закрепленные на инструментальных суппортах инструменты могут перемещаться и, следовательно, свободно фиксироваться внутри рамы пресса. Подобного рода позиционирование осуществляется в смысле дистанционного перемещения, так что не требуется какой-либо требующей затрат ручной подгонки. Напротив, инструментальный суппорт или инструментальные суппорты могут позиционироваться с помощью внешнего управления желательным способом. Для этого сервоприводы могут быть соединены с одним или несколькими соответствующими управляющими и/или регулирующими устройствами. Особое значение имеет то, что в рамках изобретения с помощью приданных инструментальным суппортам сервоприводов осуществляется не только позиционирование, но и, кроме того, фиксация. Отсюда не требуется механически фиксировать передвигаемые инструментальные суппорты, например зажимать их. Напротив, например, при гидравлических системах цилиндр-поршень в качестве сервоприводов позиционирование и гидравлическая фиксация может осуществляться с помощью самих систем цилиндр-поршень. Таким образом, системы цилиндр-поршень гидравлически блокируются. При этом преимущественным образом речь идет о гидравлических системах цилиндр-поршень с числовым управлением. Само положение инструментов может удерживаться при этом постоянным во время приложения усилий прессования через рабочий цилиндр пресса порядка, например, 1/10 мм, не требуя при этом механической блокировки. С помощью сервоприводов, например, гидравлических систем цилиндр-поршень осуществляется не только позиционирование и затем фиксация инструментальных суппортов, но и в рамках изобретения предоставляется возможность во время процесса прессования перемещать в поперечном направлении один или несколько инструментальных суппортов. Таким образом, удается осуществить безупречную подгонку процесса прессования к самым различным условиям. Исполнительные системы цилиндр-поршень могут быть выполнены в виде систем цилиндр-поршень двойного действия (дифференциал-).
Согласно предпочтительному варианту осуществления сервоприводы (по меньшей мере, одним концом) опираются на верхний или нижний стол пресса. Поскольку сервоприводы выполнены в виде систем цилиндр-поршень, в рамках изобретения существует возможность поршни или штоки поршней жестко или неподвижно присоединить к верхнему или нижнему столу пресса, и инструментальные суппорты жестко соединить с цилиндром или корпусом цилиндра, так что в ходе позиционирования корпус цилиндра перемещается с инструментальным суппортом, в то время как поршень или шток поршня остаются неподвижными относительно станины пресса. В этой связи особо целесообразным будет, если верхний и/или нижний стол пресса имеют, по меньшей мере, один (центральный) опорный кронштейн, на который опирается или крепится сервопривод или опираются или крепятся сервоприводы. При этом изобретение исходит из знания того, что для одновременной обработки обеих кромок листа предусмотрены два верхних инструментальных суппорта и два нижних инструментальных суппорта, причем, преимущественным образом, каждому инструментальному суппорту придана собственная система цилиндр-поршень или несколько собственных систем цилиндр-поршень. Оба инструментальных суппорта для обеих кромок листа в этом случае расположены по обеим сторонам центрального опорного кронштейна. Так системы цилиндр-поршень могут работать по обеим сторонам на опорном кронштейне или опорных кронштейнах в поперечном направлении. Следовательно, по обеим сторонам к опорному кронштейну могут быть присоединены соответственно штоки поршней приданной системы цилиндр-поршень. Это имеет преимущество в том, что в ходе загиба обоих кромок листа силы, приложенные в ходе прессования к инструментальному суппорту, по центру воспринимаются опорным кронштейном и там, в основном, компенсируются. При этом изобретение исходит из знания того, что силы, направленные в ходе обработки давлением в основном вертикально к кромкам листа, преобразуются с помощью контура инструмента в значительной мере в горизонтальные силы или поперечные силы. Эти возникающие в области обеих кромок листа силы противоположны по направлению, так что они - если прикладываются к общему опорному кронштейну - то происходит их взаимная компенсация. Таким образом, в рамках изобретения создается препятствие тому, чтобы высокие усилия воспринимались рамами и, в частности, вертикальными частями рам или колоннами. В этом отношении создается особо устойчивая конструкция. Наоборот, для достижения определенных усилий прессования может быть выбрана особенно компактная конструкция, так как благодаря компенсации сил может быть разработана очень компактная конструкция станины пресса. Таким образом, возникает возможность еще в ходе загиба подвергать воздействию давления большие области листа, так что с помощью предложенного в соответствии с изобретением пресса можно оптимизировать последующие этапы способа.
Уже отмечалось, что в рамках изобретения целесообразно, что поршни неподвижно расположены на станине пресса, например оперты своими штоками поршней на станину пресса, например на центральный опорный кронштейн. Для этого в рамках модифицированного варианта осуществления целесообразно, если штоки поршней выполнены в виде трубы или образованы в виде полых штоков поршней, которые пронизываются, по меньшей мере, одной тягой. Поскольку, например, поршневые штоки, приданные обеим цилиндрическим системам, расположены по обеим сторонам центрального опорного кронштейна, целесообразно, если поршни и штоки поршней прикреплены к опорному кронштейну с помощью пронизывающих штоки поршней тяг, причем тяги закрепляются на поршнях. В предпочтительном варианте осуществления оба расположенные по обеим сторонам опорного кронштейна, имеющие форму трубы штока поршней, могут пронизываться одной общей тягой, которая одним концом закреплена на поршне и с которой оба поршня и имеющие форму трубы штоки поршней крепятся к центральному опорному кронштейну и также друг к другу. Для этого опорный кронштейн может иметь проем, через который пропущена центральная тяга.
Системы цилиндр-поршень преимущественным образом выполнены в виде систем цилиндр-поршень двойного действия, так что каждый отдельный инструментальный суппорт может перемещаться независимо друг от друга. Подразумевается, что системы цилиндр-поршень, приданные одному инструменту или, например, на нижней части пресса одной стороне листа, преимущественно приводятся в действие синхронно.
Далее изобретение предлагает, что одной или нескольким системам цилиндр-поршень, преимущественно каждой системе цилиндр-поршень, придана система измерения перемещений, которая определяет положение поршня внутри корпуса цилиндра. При этом, например, речь может идти об измерительном шпинделе, приданном поршню или штоку поршня.
Впрочем, является целесообразным, если подлежащие обработке листы во время обработки фиксируются внутри пресса. С этой целью могут быть предусмотрены одно или несколько устройств для крепления листа.
Далее изобретение содержит не только вариант осуществления с гидравлическими сервоприводами для инструментальных суппортов, но также и такой, у которого сервоприводы образованы в виде шпиндельных приводов, причем шпиндель может приводиться в действие обычным образом с помощью электродвигателя.
Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью чертежей, представляющих только примеры осуществления. Где показывают:
фиг.1 - предпочтительный вариант осуществления изобретения в поперечном сечении,
фиг.2 - вид сбоку предмета изобретения на фиг.1 (с частичным вырезом),
фиг.3 - модифицированный вариант осуществления предмета изобретения на фиг.1,
фиг.4 - упрощенный вид сверху на предмет изобретения на фиг.3, фиг.5 - другой вариант осуществления изобретения частично в поперечном сечении,
фиг.6 - вид сбоку предмета изобретения на фиг.5 и
фиг.7 - вырез модифицированного варианта осуществления изобретения.
На фигурах изображен гидравлический гибочный пресс или пресс для загиба кромок листов. Такой пресс является частью установки для изготовления труб с продольным сварным швом. В предложенном в соответствии с изобретением прессе осуществляется загиб продольных кромок листов 1. Подобного рода подготовленный лист с загнутыми кромками затем обычно подвергается обработке давлением в U-прессе и следом в O-прессе и после этого сваривается в трубу. Эта переработка согнутых листов в деталях не представлена.
Предложенный в соответствии с изобретением пресс имеет станину 3 пресса, которая состоит из нескольких рам 2. Далее пресс имеет верхний стол 4 и нижний стол 5, причем на верхнем столе 4 или на нижнем столе 5 работает несколько устройств 6, оснащенных системами цилиндр-поршень, для обработки давлением, которые опираются на рамы пресса. На фиг.1 и 2 предложенный в соответствии с изобретением пресс представлен в варианте пресса с верхним расположением цилиндров с жестко расположенным нижним столом 5 и имеющим возможность подниматься и опускаться верхним столом 4 пресса. Верхнему столу 4 приданы два верхних инструментальных суппорта 7а, 7b для двух верхних инструментов 17. Нижнему столу 5 пресса приданы два нижних инструментальных суппорта 8а, 8b для двух нижних инструментов 18. С помощью предложенного в соответствии с изобретением пресса синхронно осуществляется загиб обеих продольных кромок листа 1, причем инструментальные суппорты 7а и 8а приданы одной продольной кромке (на фиг.1 левая продольная кромка) и инструментальные суппорты 7b, 8b приданы другой продольной кромке (на фиг.1 правая продольная кромка). Для этого верхние инструменты 17 в примере осуществления имеют выпуклую и нижние инструменты 18 в примере осуществления вогнутую форму.
Рамы 2 пресса выполнены в виде замкнутых рам пресса. При этом на фиг.1 показан предпочтительный вариант осуществления, у которого замкнутые рамы образуются рамными листами. Они могут быть образованы соответственно цельными или состоять из нескольких частей: из верхнего поперечного листа 2а и нижнего поперечного листа 2b, а также двух боковых листовых полок 2с. Согласно изобретению, несмотря на замкнутую рамную конструкцию, существует возможность приспосабливать инструментальные суппорты 7а, 7b, 8а, 8b и, следовательно, инструменты к изменяющимся условиям. Для этого с помощью нескольких сервоприводов 9а, 9b, 10а, 10b может регулироваться горизонтальное положение всех инструментальных суппортов поперек к продольному направлению пресса L и, следовательно, в горизонтальном поперечном направлении пресса. Следовательно, в рамках изобретения инструментальные суппорты могут менять положение или переставляться внутри рам пресса или относительно рам 2 пресса, а также относительно столов пресса 4, 5. Для этого согласно изобретению предусмотрены сервоприводы 9а, 9b, 10а, 10b.
В обоих примерах осуществления на фиг.1-4 сервоприводы выполнены в виде гидравлических систем поршень-цилиндр, которые работают в направлении, поперечном прессу, и, кроме того, в горизонтальной плоскости или параллельно плоскости листа. С помощью гидравлических систем поршень-цилиндр 9а, 9b, 10а, 10b может осуществляться не только позиционирование инструментальных суппортов 7а, 7b, 8a, 8b, но в то же время блокировка или фиксация без механических вспомогательных средств. Однако в рамках изобретения имеется возможность того, что инструментальные суппорты 7а, 7b, 8a, 8b перемещаются с помощью гидравлических систем поршень-цилиндр 9а, 9b, 10а, 10b.
Системы поршень-цилиндр 9а, 9b, 10а, 10b опираются при этом на верхний или нижний стол 4, 5 пресса или закреплены на нем. Для этого верхний и нижний столы пресса имеют соответственно центральный опорный кронштейн 14 или несколько центральных опорных кронштейнов, так что верхний стол 4 пресса и нижний стол 5 пресса в примере осуществления в поперечном сечении выполнены в основном в форме Т или местным образом в форме Т. Опорный кронштейн является интегральной составной частью соответствующего стола 4, 5 пресса или жестко соединенной с ним отдельно изготовленной конструктивной деталью. Системы поршень-цилиндр опираются теперь в области этого опорного кронштейна 14 на соответствующий стол 4, 5 пресса. При этом особое значение имеет то, что системы поршень-цилиндр своими поршнями 11 или поршневыми штоками 11а жестко присоединены к соответствующему столу 4, 5 пресса или к опорному кронштейну 14. Инструментальные суппорты 7а, 7b, 8a, 8b жестко присоединены к корпусам 12 систем поршень-цилиндр 9а, 9b, 10а, 10b. Таким образом, в ходе управления системами поршень-цилиндр корпуса 12 цилиндров перемещаются с закрепленными на них инструментальными суппортами 7а, 7b, соответственно 8a, 8b относительно жестко расположенных штоков 11а поршней.
На фиг.1 с нескольких точек зрения показаны различные рабочие положения. Так левые системы поршень-цилиндр 9а, 10а показывают инструментальные суппорты в максимально перемещенной внутрь позиции, в то время как правые системы поршень-цилиндр 9b, 10b показывают рабочее положение с максимально перемещенными наружу инструментальными суппортами. Кроме этого, чтобы на чертеже можно было наглядно показать различные рабочие положения, на разрезе на фиг.1 в левой половине показан вертикально работающий главный цилиндр 6 пресса при закрытом прессе, а в правой половине - при открытом прессе. Это же относится к фиг.3.
На фиг.1 можно видеть, что прикладываемые в ходе прессования к инструментальным суппортам вертикальные силы с помощью формы инструмента направляются в основном в горизонтальном направлении и потом через штоки 11а передаются на столы пресса 4, 5 или их опорные кронштейны 14. Благодаря симметричному или двустороннему расположению, соответственно, двустороннему присоединению штоков поршней 11а к опорному кронштейну 14 в области опорного кронштейна осуществляется, так сказать, компенсация сил, так что в значительной степени отсутствует передача сил на рамы 2 и, в частности, на боковые стойки рамы. Это удается, среди прочего, потому, что корпуса цилиндров не имеют жесткого закрепления на рамах 2, а могут свободно двигаться, в то же время только штоки 11а поршней в центральной области внутри пресса жестко присоединены к столам 4,5 пресса.
Далее на фиг.1 показано, что для фиксации листа 1 внутри пресса может быть предусмотрено устройство 15 крепления листа. Оно также может быть выполнено в виде (гидравлической) системы поршень-цилиндр. Существует возможность фиксации листа сверху и снизу с помощью системы поршень-цилиндр. Такая форма осуществления не показана. На фиг.1, напротив, предусмотрены только нижние системы 15 цилиндр-поршень, которые при фиксации прижимают лист к противолежащему упору 16 на верхнем инструментальном суппорте.
Далее на фиг.2 можно видеть, что проходящим в продольном направлении L пресса инструментальным суппортам 7а, 7b, 8a, 8b в качестве исполнительных гидроцилиндров приданы соответственно три системы поршень-цилиндр 9а, 9b, 10а, 10b. Число этих систем поршень-цилиндр может варьироваться и подбираться к условиям.
Пример осуществления, представленный на фиг.3 и 4, по своей основной конструкции соответствует примеру осуществления на фиг.1 и 2. Правая и левая стороны пресса занимают опять же различные рабочие положения. Пресс открыт. Сервоприводы также выполнены в виде систем поршень-цилиндр, причем и в этом случае штоки 11а поршней и поршни жестко закреплены на столе 4 или 5 пресса, в то время как для позиционирования инструмента корпуса 12 цилиндров перемещаются. В примере осуществления на фиг.3 и 4 штоки 11а поршней здесь выполнены в форме труб или полыми штоками 11а поршней, которые пронизываются тягой 11b. В этой части можно сослаться на фиг.3. Поршни 11 и поршневые штоки 11а изготовлены в виде отдельных конструктивных элементов. На фиг.3 можно видеть, что предназначенные, например, нижней части 5 пресса штоки 11а поршней, которые расположены по обеим сторонам опорного кронштейна 14, пронизываются единственной общей центральной тягой 11b. Эта тяга на своих обоих концах жестко присоединена к обоим поршням 11. Таким образом, оба поршня 11 закреплены относительно друг друга и относительно центрального кронштейна 14. Таким образом, поршни 11 прилегают при промежуточном включении поршневых штоков 11а к центральному кронштейну 14. Чтобы можно было работать с одной центральной тягой 11b, в примере осуществления предусмотрено, что опорный кронштейн также имеет проем или отверстие 14а, через которое пропущена тяга 11b. Опорный кронштейн 14 с центральным проемом в этом варианте осуществления изготовлен в виде отдельной детали конструкции и с помощью винтового соединения закреплен на нижней части 5 пресса.
Далее на фиг.3 можно видеть, что системам цилиндр-поршень придана соответственно система 21 измерений перемещения. Она в примере осуществления оборудована измерительным шпинделем или выполнена в виде измерительного шпинделя, который проходит через цилиндр в продольном направлении, так что с помощью этого измерительного шпинделя определяется относительное положение между корпусом цилиндра и поршнем и таким образом может осуществляться и соответственно контролироваться позиционирование инструмента.
Другой вариант осуществления изобретения представлен на фиг.5 и 6. Этот пресс также выполнен в виде рамного пресса. Рамы 2, однако, составлены из верхней поперечины 2а пресса, нижней поперечины 2b пресса и боковых стоек 2с, которые закреплены с помощью анкерных связей или колонн. Далее этот вариант осуществления выполнен в виде пресса с нижним давлением, т.е. с помощью цилиндров 6 перемещается только нижний стол 5 пресса. Далее на фиг.5 показана возможность того, что сервоприводы 9а, 9b, 10а, 10b выполнены здесь не в виде гидравлических систем цилиндр-поршень, а в виде шпиндельных приводов. Также в этой связи верхний стол 4 пресса и нижний стол 5 пресса имеют соответственно, по меньшей мере, один центральный опорный кронштейн 14, к которому с концевой стороны присоединены шпиндельные приводы с их шпинделями 13. Шпиндели, установленные (с возможностью вращения) на столах 4, 5 пресса, могут приводиться во вращение вручную или двигателем (например, электродвигателем), так что инструментальные суппорты 7а, 7b, 8a, 8b перемещаются вдоль шпинделей. Вариант осуществления на фиг.1 и 2 или фиг.3 и 4, с одной стороны, и вариант осуществления на фиг.5 и 6, с другой стороны, могут комбинироваться друг с другом. Т.е. он может быть выполнен, например, в виде колонного пресса с гидравлическими сервоприводами и рамного пресса со шпиндельными приводами. Конструкция также может быть с верхним или нижним давлением.
Показанные на фиг.1-6 предпочтительные варианты изобретения, у которых положение верхних и нижних инструментальных суппортов поперек продольного направления пресса устанавливается с помощью сервоприводов.
На фиг.7 показан модифицированный (упрощенный) вариант осуществления изобретения, при котором положение инструментальных суппортов также может регулироваться, однако нижний стол 5 пресса подобного рода пресса, который по своей основной конструкции может соответствовать прессам на фиг.1-6. На фиг.7 можно видеть, что в ней отказываются от сервоприводов. Вместо них инструментальные суппорты 8а, 8b, (свободно) могут перемещаться по опорным поверхностям 19, чтобы занять желаемую позицию. Затем в этом случае фиксация занятого положения осуществляется с помощью применения одного или нескольких дистанционных элементов или промежуточных деталей 20, которые фиксируют положение и крепят инструментальные суппорты 8а или 8b на столе 5 пресса. И в этом варианте осуществления предусмотрен центральный опорный кронштейн 14. В этом отношении стол 4 пресса - подобно как в варианте осуществления на фиг.5 - выполнен в основном в форме М или в форме W.