System eines Gestells für Pressen und Pressengestell

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein System eines teilbaren Gestells für Pressen und danach ausgeführte Pressengestelle, wobei das jeweilige Pressengestell Seitenständer und Kopfstück als obere Querverbindung sowie Pressentisch als untere Querverbindung umfasst, welche als

Baueinheiten einen statische und dynamische Kräfte aufnehmenden geschlossenen Rahmen für jegliche erforderlichen Funktionen einer Presse wie Antrieb eines Stößels zur Umformung mittels Werkzeugen bilden. Derartige rahmenartige, auch O-förmig genannte Pressengestelle eignen sich für Pressen aller Größen und Arten und unterscheiden sich u.a. nach ihrer Bauart als Zweiständer- und Säulenbauform mit vier Ständern oder bei Mehrstößelpressen wie„zwei plus zwei mal Anzahl der Stößel“-Ständern.

Ferner betrifft die Erfindung ein Rechenprogramm und eine Steuer- und Regeleinrichtung für das System des Pressengestells.

Stand der Technik

DE 102013108299 B4 beschreibt ein Pressengestell nebst Verfahren zum Montieren desselben sowie eine Presse. Insbesondere für eine Schmiedepresse umfasst dieses

Pressengestell einen Oberholm, auch Kopfstück benannt, und einen Unterholm als eine untere Querverbindung mit zwischen Oberholm und Unterholm angeordneten Seitenständern.

Oberholm und Unterholm sind unter Zwischenschaltung der Seitenständer mit Zugankem gegeneinander verspannt.

Die Entwicklung solcher O-förmigen Pressengestelle ist vom einteiligen Gestell aus Guß zu einem mehrteiligen aus geschweißten Baugruppen verfolgbar. Jene Pressengestelle wurden einerseits bereits horizontal teilbar ausgeführt, um die im ursprünglich gegossenen Rahmen festigkeits- und spannungsmäßig kritischen Übergänge (Radien) zwischen Kopfstück (Oberholm) und Seitenständer (seitliche Säulen) umgehen zu können. Andererseits wurden seinerzeitige Monoblockgestelle aus Gusswerkstoff dann schon mit Zugankem verspannt, wenn die Materialeigenschaften des Gusswerkstoffes wie z.B. im Hinblick auf die primär zu erreichende Steifigkeit der Presse auszugleichen und/oder zu verbessern waren. Derartige oder ähnlich konstruierte Pressengestelle haben insbesondere bei Umform-, Schneid- oder Stanzpressen rotatorische oder translatorische Antriebe für Hubbewegungen ausführende, mit oberen Werkzeugen ausgestattete und gegen untere Werkzeuge aufweisende Tische wirkende Stößel aufzunehmen.

Als besagte Rahmen sind die Pressengestelle entsprechend den komplex wirkenden Kräften auszulegen. Das betrifft alle Pressengestelle, wie sie für die Gattungen Einzelpresse, Transferpressen, Pressensstrassen, Mehrstößelpressen, Stufenpressen verwendet werden.

Zur Aufnahme dieser komplex wirkenden Kräfte haben sich solche Pressengestell- Konstruktionen herausgebildet, bei denen besagte Seitenständer, zwischengefügt gegen die obere (wie z.B. das Kopfstück) sowie die untere Querverbindung (wie z.B.den Pressentisch) mit Zugankern vorgespannt sind.

Um die durch den Arbeitsdruck auf den Maschinenkörper wirkenden Kräfte beherrschen zu können, hat sich durchgesetzt, schwere Pressen mit Zugankern auszustatten, wie sie u.a. in DE 1938279 A, DE 2239147 A, DE 2818511 C2, DE 3007975 C2 und EP 262 593 Bl dokumentiert sind.

Dabei sollen besagte Zuganker den Verlust der Vorspannkraft zwischen den einzelnen Bauteilen, infolge der Zugbelastung des Gestells während beispielsweise eines

Umformvorgangs verhindern, so z.B. das sogenannte Abheben des Kopfstücks von den Seitenständem.

Bekannterweise kann durch die Einstellung der Vorspannung eine Restklemmkraft der Zugankerverbindung und damit ein Überlastungsschutz eines herkömmlichen Rahmens ausreichend genau definiert werden.

Begründet wird die Verwendung von Zugankem allgemein damit, elastische

Formveränderungen wie die Auffederung und Spannungen in Bauteilen des komplex belasteten Maschinensystem zu beeinflussen.

Dabei hat sich eine Erkenntnis herausgeschält, den signifikanten Anteil von Schädigungen durch dynamische Belastungen in einzelnen Bauteilen des Pressengestells begegnen zu müssen. Schließlich hat sich damit eine Auffassung manifestiert, die Auffederung des Pressengestells durch Zugankervorspannung zu reduzieren.

Dabei überdeckte der hervorgekehrte Effekt, dass die Zugankervorspannung die statische Belastung und die Restklemmkraft beeinflusst, jedoch das Problem, signifikante Kenngrößen über die Genauigkeit der Presse und vorrangig der Auffederung und dynamischen Belastung des Pressengestells zu untersuchen, die ausschlaggebend für die Dauerfestigkeit einer Presse und den betreiberseitigen Gebrauchswert sind.

Der ein Pressengestell entwickelnde Fachmann wie Konstrukteur hat neben den dynamischen und statischen Belastungskriterien auch das Folgende zu berücksichtigen:

■ Die Konstruktion des Pressengestells ist so vorzusehen, dass die funktionswichtigen Teile der Presse, wie Querträger, Seitenständer, Druckpunkte, Zugstangen, Pleuel, Antriebselemente, wie Zahnräder, Fager, Wellen, Achsen und Motoren als ganze oder teilweise vorgefertigte Baueinheiten transportfähig sein müssen.

■ Die Außenabmessungen ausgewählter Teile müssen auch in üblichen Containermaßen unterbringbar sein, um einen kostengünstigen Transport in Containern weltweit zu ermöglichen.

■ Die Schweißteile müssen so gestaltet werden, dass sie schweißtechnologisch einfach herstellbar sind und zudem ein Minimum von mechanischen Bearbeitungsvorgängen, wie für Bohrungen und zu fügende Flächen aufweisen, um günstig herstellbar, raumsparend transportierbar und montierbar/demontierbar zu sein.

■ Realisierung eines ausgewogenen Verhältnisses von Material- bzw.

Herstellungskosten zu den elastischen Eigenschaften und der Febensdauer der Presse.

Insgesamt sind damit auch logistisch aufwändige Bedingungen zu erfüllen, um die schweren, großen und transportkostenintensiven Bauteile vor Ort problemlos montieren und für die Wartung oder Reparatur zeit- und materialsparend demontieren zu können. Außerdem sind solche Bauteile auch kostensparend vorzumontieren.

Die Konstruktion gattungsgemäßer Pressengestelle ist demnach so auszuführen, dass nicht nur die in einer Presse funktionsbestimmenden Teile relevant sind, sondern die Baugruppen des jeweiligen Pressengestells als ganze oder teilweise vormontierte Baueinheiten nach ihrer werkseitigen Fertigung zunächst kostengünstig und raumoptimiert auch weltweit transportiert und sodann bei einem Betreiber vor Ort technologisch günstig zur komplett funktionierenden Presse montiert werden können.

Schließlich bringen die Entwicklung der zu verarbeitenden Werkstücke zu hochfesten Blechen und die gesteigerte Komplexität der Werkzeuge entsprechend neue Anforderungen an die Pressen mit sich.

Nach JP 2000332 500 A wurde zur leichten Montage einer Rahmenstruktur für eine Presse das Folgende vorgeschlagen:

■ Eine teilbare obere und untere Querverbindung, welche einen Rahmen mit den

Kopfstück-Körpern an dessen Enden lösbar verbundenen Teilen und den vertikalen Säulen (Seitenständer) bildet,

■ im Kopfstück-Körper sind Vorsprünge mit Verbindungsflächen ausgeformt, die zu Aussparungen mit Verbindungsflächen in besagten Teilen passen und den Kraftfluss im Rahmen des Pressengestells während des Betriebs ermöglichen, wobei über

Befestigungselemente (Schrauben oder Gewindestangen) die zugehörigen Teile der teilbaren Querverbindung miteinander fixiert und zwischen den Vorsprüngen und Aussparungen sind ausgleichende Justierstücke angeordnet werden.

Dabei werden die geteilten Seitenständer gegen die obere sowie untere jeweils

zwischengefügte und vertikal erweiterte Teilung der Querverbindung mit Zugankem verspannt. Die horizontale Teilung des O-Gestells in den Seitenständem wird in vertikaler Teilung im Kopfstück-Körper erweitert, wodurch sich technologisch und logistisch vorteilhaft kürzere Kopfstück-Körper ergeben.

Untersuchungen zeigen, dass die gemäß obigem Stand der Technik beanstandeten

Schädigungen aus dem Pressenbetrieb in Pressengestellen hauptsächlich in den

Querverbindungen und Seitenständern, jedoch nicht in den Zugankern auftraten.

Technologisch ist bemerkenswert, dass die Zuganker aus hochwertigen geschmiedeten Materialien hergestellt werden und aufgrund der konstruktiven Gegebenheit (Höhe der oberen Querverbindung plus Höhe der Ständer plus Höhe der unteren Querverbindung plus Höhe von Zugankermuttem) eine erhebliche Länge aufweisen. Folglich entsteht ein spezifisch hoher Aufwand an Material- und Montagekosten. Beim Pressenbetreiber sind hohe Gebäude mit tiefen Kellergruben für die Höhe der Pressen über alles erforderlich.

Hingegen können die Seitenständer des Pressengestells aus weniger wertigen Materialien hergestellt werden, um den schweißtechnischen Herstellungsprozessen und einer dauerhaften Aufnahme der dynamischen Belastung zu genügen.

Das Pressengestell derart nach unterschiedlichen Aspekten analysiert, ist festzustellen:

■ Zuganker und Seitenständer bestehen zwar aus unterschiedlich wertigem Material, jedoch unterliegen Sie im Pressengestell zwangsläufig der gleichen dynamischen Verformung.

■ Die Zuganker sind als hochwertige und kostenintensive Bestandteile einer

Pressenanlage aufgrund des enormen Beschaffungs- und Montageaufwands auch vor Schädigung durch den Pressenbetrieb zu schützen, demzufolge sind die

Zugankerverbindung (gleich einer Dehnschraubenverbindung) des Pressengestells zum Schutz vor Überlastung bzw. eines Abhebens der Bauteile voneinander einerseits mit einer entsprechend hohen Vorspannkraft beziehungsweise Restklemmkraft auszulegen, andererseits sind ergänzend die Querschnittsflächen von Zuganker und Bauteilquerschnitt in einem bestimmten Mindestverhältnis so zu dimensionieren, dass ein Mindestmaterialeinsatz vorgegeben ist, um eine dauerfeste Lösung zu erzielen.

■ Aufgrund des hohen Gesamtwertes einer Pressenanlage (Presswerk) inklusive der komplexen kundenseitigen Werkzeuge und kostenrelevante Ausfallzeiten im

Reparaturfall stehen sowohl Verfügbarkeit und Sicherheit sowie Schutz derselben als auch der Werkzeuge im Vordergrund, demnach

o das Pressengestell (konservativ manifestiert) durch die Zuganker bedingte Konstruktion überdimensioniert ist und

o die Vorspannung (= 1,3-fache der Betriebskraft) der Zuganker eine zusätzliche statische Last auf die Ständer bzw. Flächenpressung der Ankermutter auf das Kopfstück bringt.

Insgesamt hat die Fachwelt damit eine Konstruktionspraxis akzeptiert, bei Pressen das statische und dynamische Kräfte aufnehmende Pressengestell aus Seitenständern und Querverbindungen für jegliche erforderlichen Pressenfunktionen sowie Werkzeuge zu einem geschlossenen Rahmen mittels kostenaufwändiger Zugankervorspannungen zu fügen, um den schädigenden Anteilen der dynamischen Belastungen in den Ständern und Querverbindungen zu begegnen.

Im Automobilbau wird angestrebt, bewegte Massen zu verringern, beispielsweise durch den vermehrten Einsatz von Aluminiumwerkstoffen oder auch Faserverbundwerkstoffen.

Alternativ werden nach wie vor Stahlwerkstoffe eingesetzt. Da jedoch nur

Gewichtseinsparung mit dünneren Ausgangsmaterialien und damit dünneren Bauteilen einhergeht, muss die Festigkeit des Materials gesteigert werden, um Sicherheits- und

Festigkeitsaspekten gerecht zu werden, und zwar durch Verarbeitung von sogenannten hochfesten Blechen.

An Umformmaschinen wie Pressen werden damit erhöhte Anforderungen an

Genauigkeitskenngrößen und erforderlichen Presskräften gestellt.

Demzufolge ist die konventionelle Bauweise sowohl im Querschnitt der Zuganker als auch der Querschnitte eines Pressengestells bzw. deren Seitenständer zu verstärken, woraus nachteilige Kostenerhöhungen der Presse resultieren.

Des Weiteren können JP 2005-279 747 A, JP 2003-230 993 A, CN 2 500 469 Y, CN 201 394 915 Y, CN 202 045 910 U, WO 2009/064 500 Al, CN 201 264 376 Y oder DE 103 44 635 Al herangezogen werden.

Darstellung der Erfindung

Um das Problem, den höheren Presskräften, geforderten Genauigkeiten und wirtschaftlichen Aspekten gerecht werden zu können, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Pressengestell mit beherrschbaren sich aus dem Pressenbetrieb ergebenden Spannungszuständen zu schaffen, deren Bauteile zu einem die dynamisch und statisch wirkenden Kräfte aufnehmenden Rahmen technologisch vorteilhaft fügbar sind, wobei das Pressengestell eine erhöhte Dauerfestigkeit und eine reduzierte elastische vertikale Auffederung nach velz bei optimiertem Materialeinsatz aufweisen soll.

Dabei sollen Teile oder Baugruppen eines jeweiligen Pressengestells als ganze oder teilweise vorgefertigte Baueinheiten nach ihrer Fertigung kostengünstig und raumoptimiert weltweit transportierbar und vor Ort technologisch günstig zur komplett funktionierenden Presse montierbar sein.

Außerdem sollen diesbezügliche aus dem System des Pressengestells resultierende Synergien zu einem Rechenprogramm und einer Steuer- und Regeleinrichtung kreiert werden.

Für die Gesamtsteifigkeit des den Rahmen bildenden Pressengestells ist die Kombination aus Zugankersteifigkeit, Ständersteifigkeit und Steifigkeit der Querverbindungen bedeutend.

Fachmännisch ist dabei die Auffederung als eine markante Genauigkeitskenngröße der Presse näher zu betrachten, da sie die maximale, vertikale und elastische Verformung des Rahmens während des Pressenbetriebes charakterisiert und für die Gesamtsteifigkeit der mittels Zuganker und Schrauben Verbindung verspannten Seitenständer kennzeichnend ist.

Besagte Steifigkeit wird über das Elastizitäts-Modul, Höhe der Bauteile und die Größe der wirkenden Querschnitte bestimmt. Hierbei ist zu beachten, dass der gewählte Stahlwerkstoff bereits den höchsten E-Modul von den in Frage kommenden Werkstoffen besitzt und somit keine Steigerung des E-Moduls mehr möglich ist.

Die Bauteilehöhe des Pressengestells ist einerseits funktionell durch die Geometrie des zu fertigenden Werkstückes, andererseits physikalisch bedingt durch die notwendigen

Abmessungen der Bauteile zur Beherrschung und Aufnahme der wirkenden Kräfte bestimmt.

Um die elastischen Eigenschaften des Pressengestells zu verbessern, bleibt somit den Konstrukteuren nur die Möglichkeit, über Materialeinsatz, die Dimensionierung der

Querschnitte und den damit verbundenen Kosten Einfluß zu nehmen.

Entsprechend den eingangs angegebenen unterschiedlichen Pressengattungen sollen zum Verständnis der Erfindung folgende Anordnungen von Rahmen in einem Pressengestell unterschieden werden:

■ Ein einziger zu einem Pressengestell aus zwei Seitenständem und einer oberen sowie einer unteren Querverbindung gefügter Rahmen, so z.B. für eine Einzelpresse; ■ mehrere parallel hintereinander angeordnete Rahmen, je Rahmen aus zwei Seitenständem mit oberer sowie unterer Querverbindung gefügt, woraus ein

Pressengestell aus mindestens vier Seitenständern oder wie bei Mehrstößelpressen aus „zwei plus zwei mal Anzahl der Stößel“-Seitenständem resultiert;

■ mehre in Reihe angeordnete Rahmen, so dass ein Pressengestell Anordnungen ab mindestes drei Seitenständer umfasst, die mit oberen sowie mit unteren

Querverbindungen gefügt sind.

Erfindungsgemäß wird nach Anspruch 1 ein System eines Gestells für Pressen, welches Seitenständer, eine obere Querverbindung mit Kopfstück und eine untere Querverbindung mit Pressentisch aufweisende Baueinheiten umfasst und einen statische und dynamische Kräfte der Pressen aufnehmenden geschlossenen und lösbar gefügten Rahmen bildet, geschaffen, bei dem a) die Seitenständer mit einer optimal bestimmbaren Länge herstellbar und lateral oder longitudinal anschlagbar an die Querverbindungen mittels kraftschlüssiger oder kraft - und formschlüssiger Fügegeometrien/-flächen und lösbaren Verbindungsmitteln ohne Zuganker fügbar sind,

b) die Seitenständer unter einer Betriebskraft wie Kraft der Pressen auf Zug beansprucht werden,

c) die Seitenständer in ihrem Aufbau derart gestaltet sind, dass sie sich unter

asymmetrisch in die Seitenständer eingeleiteter Betriebskraft symmetrisch verformen d) und den wirkenden Pressenkräften entsprechende, differenzierte Querschnittsbereiche aufweisen, so dass das Pressengestell eine reduzierte vertikale Auffederung gegenüber einem mittels Zugankerverspannung gefügtem Pressengestell aufweist.

Entsprechend diesem System ist hervorzuheben, dass durch die symmetrische

Verformbarkeit, nach asymmetrisch in die Seitenständer eingeleiteter Betriebskraft, den wirkenden Pressenkräften entsprechende, differenzierte Querschnittsbereiche geschaffen werden können und somit das Pressengestell eine reduzierte vertikale Auffederung erfährt. Gegenüber dem oben analysierten Stand der Technik, also den mittels Zugankerverspannung gefügten Pressengestellen, ist dies in baulich-funktionaler Hinsicht neu und erfinderisch, da bisher

■ das System des den Rahmen bildenden Pressengestells die Kombination aus

Zugankersteifigkeit, Ständersteifigkeit und Steifigkeit der Querverbindungen mit hohem Auffederung s verhalten umfasste oder - in anderer Betrachtung -

■ die dem Stand der Technik geschuldete ungünstige Verteilung der dynamischen Last auf herkömmliche Zuganker und Seitenständer die Zuganker mindestens zu höher wertigerem Material verpflichtete,

Einheitlich zur Aufgabe, nämlich das Pressengestell bei erhöhter Dauerfestigkeit mit einer reduzierten elastischen vertikalen Auffederung bei optimiertem Materialeinsatz auszustatten, wird alternativ nach Anspruch 2 ein System eines Gestells für Pressen, welches Seitenständer, eine obere Querverbindung mit Kopfstück und eine untere Querverbindung mit Pressentisch aufweisende Baueinheiten umfasst und einen statische und dynamische Kräfte der Pressen aufnehmenden geschlossenen und lösbar gefügten Rahmen bildet, geschaffen, bei dem die reduzierte vertikale Auffederung gemäß der Beziehung v2<l/n*vl auslegbar ist, wobei n=(s+k)/(s+l) gilt und für

• vl = eine vertikale Auffederung eines verspannten Systems unter Einwirkung von Fpl,

• v2 = die vertikale Auffederung des erfindungsgemäßen Systems unter Einwirkung von Fp2

• n = ein Vorteilsfaktor

• s = ein Steifigkeitsverhältnis

• k = ein Kostenfaktor

stehen.

Diesem System liegt die tiefergehende Überlegung zugrunde, wonach ein technisch ökonomischer (Vorteils-)Faktor aus einem Kostenfaktor und einem Steifigkeitsverhältnis betrachtet und Beziehungen zum Auffederungsverhalten untersucht wurden, was im Hinblick auf das erfinderisch-technische Ergebnis oder des baulich-funktionalen Zusammenhangs unten näher erläutert wird.

Beide Systeme werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 3 bis 11 baulich ausgeführt. Folgende analytische Betrachtungen sind maßgebend, um das Pressengestell mit zugankerlosen Seitenständern erfindungsgemäß nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 ausführen zu können:

Unter Presskraft erfahren alle im Eingriff befindlichen Teile des Pressengestells eine

Verformung, insbesondere wirken aufgrund einer Durchbiegung von Tisch, Stößel und Kopfstück asymmetrische Kräfte in die Seitenständer, die sich somit tendenziell in Richtung Werkzeug (Mitte) verformen und einen sogenannten Sanduhreneffekt bilden.

In der Auslegung einer Presse werden deshalb die direkt mit einem Werkzeug

korrespondierenden Bauteile Stößel und Tisch in ihrer Steifigkeit gezielt dimensioniert, um üblichen Durchbiegungswerten von beispielsweise 0,125 mm/Meter Aufspannfläche im Stößel und Tisch zu gewährleisten. Das Kopfstück hingegen wird auf eine zulässige

Spannung hin dimensioniert und verformt sich stärker als der Tisch. Daraus resultiert konstruktionsbedingt eine Asymmetrie in der Presse.

Mit den erfindungsgemäßen Systemen wird diesem Effekt durch eine angepasste Auslegung der verwendeten Materialquerschnitte im Seitenständer entgegengewirkt. Dadurch können unter Presskraft stehende Ständer derart beeinflusst werden, dass sie sich weniger oder symmetrischer verformen als es der klassische Pressenbau zulässt.

Bei außermittigen Belastungen werden Paare von Seitenständern ungleichmäßig belastet, weil z.B. einlaufseitig höhere Presskräfte als auslaufseitig auftreten. Die einlaufseitigen

Seitenständer verformen sich stärker als die auslaufseitigen. Speziell bei Stufenpressen ist dieser Effekt produktionsbedingt vorgegeben. Durch diese Asymmetrie erfordert das

Werkzeug eine entsprechend aufwändige Einarbeitung verbunden mit erhöhtem

Werkzeugverschleiß, wobei auch eine an den Seitenständern angeordnete Stößelführung, die konstruktiv parallel und mit kleinem Führungsspiel vorgegeben ist, diesen Belastungen ausgesetzt ist. Durch gezielte asymmetrische Dimensionierung der Seitenständer kann auf deren Steifigkeit Einfluss genommen werden, um jeglichen nachteiligen Effekten

entgegenzu wirken . Alternativ dazu sind auch veränderbare Querschnitte des Seitenständers durch zusätzliche aktivierbare Bauteile wie z.B. Verspannungselemente ausführbar, um die Steifigkeit und asymmetrische Dimensionierung des Pressengestells an unterschiedliche Einsatzbereiche von Werkzeugen mit entsprechend unterschiedlichen Anforderungen anzupassen.

Dabei soll auch die Stößelführung möglichst parallel (symmetrisch) mit möglichst kleinem Führungsspiel beibehalten bleiben, um eine hohe Qualität der zu fertigenden Teile wie Werkstücke eine hohe Standzeit der Werkzeuge sowie einen geringen Verschleiß der derselben zu sichern.

Zusätzlich wird durch eine mögliche asymmetrische Gestaltung der Ständer bei außermittiger Betriebskraft eine gleichmäßigere Lastverteilung, also homogenere Spannungszustände in den Ständern bewirkt, die eine höhere Dauerfestigkeit der Seitenständer zur Folge hat.

Angestrebt wird, eine asymmetrische Verformung der Seitenständer (zueinander) unter Betriebskraft insbesondere durch außermittig wirkende Betriebskraft zu vermeiden. Die Seitenständer führen mit angeschlagenen Führungsleisten den Lauf des Stößels

(Stößelführung), um einer Schräg Stellung wie Kippung des Stößels und damit des

Oberwerkzeuges entgegenzu wirken.

Das durch eine optimal geänderte geometrische Teilung des Pressengestells und ohne Verspannung durch Zuganker geprägte jeweilige System wird in konstruktiven

Besonderheiten und Einzelheiten eines Pressengestell nach den abhängigen Ansprüchen 12 bis 29 vielfach ausbaufähig.

Demnach entfallen teure Bauteile, die nicht nur in der Beschaffung, sondern auch in der Herstellung, Montage sowie im Transport hohe Kosten bewirken. Somit kann das jeweilige erfindungsgemäße System bei gleichem Kapitaleinsatz zu herkömmlichen Konstruktionen durch Optimierung der Blechdicke in den Seitenständem und Bauteilen des Pressengestells und den technischen Effekt einer geringeren elastischen Verformung - wie speziell die vertikale Auffederung - überraschen. Vorteilhaft auswirkend sind geringere

Spannungsamplituden, die wiederum in den geschweißten Bauteilen die

Schweißnahtspannung reduziert. Neben dem vorteilhaften Gebrauch der Presse ist damit auch eine längere Lebensdauer der Schweißteile verbunden. Auch ergibt sich vorteilhaft, dass bei vergleichbarer Größe des Einbauraumes für die Werkzeuge und der funktionalen Arbeitsbereiche und mit vergleichbarem

Gesamtmaterialeinsatz die Außenabmessungen der Pressen als Gestellkonstruktion ohne Zuganker verkleinert werden können. Des Weiteren werden dadurch Größenabmessungen und Gewichte von Baugruppen wie die Querverbindungen begrenzbar bzw. reduzierbar, so dass technologische Bearbeitungen (Spannungsfreiglühen) sowie logistische Operationen durch Transportsysteme kostengünstiger und raumnutzend (Kräne, Brücken, Straßen) ausführbar werden.

Die erfindungsgemäß bewirkte höhere Gesamtsteifigkeit der Pressen in vertikaler (durch Optimierung der Ständerquerschnitte) als auch horizontaler Richtung, verstärkt durch den Einsatz von Quer- und Längstraversen, wirkt sich vorteilhaft auf die Stößelführung aus, sodass interne Führungen im Werkzeug ggf. entfallen können.

In ähnlicher Weise kann auch ein Effekt auf das Stößelführungsspiel während der Wirkzeit einer maximalen Betriebskraft auftreten. Bei herkömmlichen Pressen findet die Entlastung der Ständer während des Umformprozesses statt und die Ständer verformen sich in

Undefinierter Richtung mit Undefiniertem Betrag. Bei zugankerlosen Pressen tendieren die Ständer durch die Zugbelastung während des Umformprozesses zur Werkzeugmitte hin und bewirken eine Reduzierung des Führungsspiels, was ggf. eine interne Führung im Werkzeug erübrigt.

Die erfindungsgemäß ausgeführten zugankerlosen Pressengestelle ermöglichen diverse neue konstruktive Möglichkeiten bei der Aufstellung der Pressenanlage. Durch den Wegfall der Ankermuttem an der unteren Querverbindung, können z.B. die Federelemente der schwingungsisolierten Aufstellung schwingungstechnisch optimiert platziert werden.

Durch die Verlängerung der Seitenständer nach unten, kann auf die betonierten

Fundamenstützen im Keller verzichtet werden, d.h. das Gestell steht schwingungsisoliert mit Federelementen direkt auf dem Fundamentboden einer Pressengrube.

Mit der Erfindung kann gemäß Anspruch 30 in ein Rechenprogramm zur konstruktiven Ausgestaltung a) der herzustellenden und mittels kraftschlüssiger oder kraft - und formschlüssiger Fügegeometrien und lösbarer Verbindungsmittel ohne Zugankerverspannung anzu schlagenden Seitenständer an die Querverbindungen oder

b) der unter einer Betriebskraft der Pressen auf Zug zu beanspruchenden

Seitenständer oder

c) des mit einer reduzierten vertikalen Auffederung auszulegenden Pressengestells ein Programmschritt zur Bestimmung der reduzierten vertikalen Auffederung v integriert werden.

Die Erfindung umfasst schließlich nach den Ansprüchen 31 und 32 eine Steuer- und

Regeleinrichtung für das System, womit von einem im System korrespondierenden

Messmittel aufgenommene Daten der Belastungen in einem Rechner auswertet und Daten für Steuer-/ regeltechnische Maßnahmen zum elastischen Verhalten von Baueinheiten des Pressengestells, insbesondere zur aktiven Verspannung steifigkeitsrelevanter Querschnitte der Seitenständer mittels aktivierbarer Spannelemente eingeleitet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Fig. la ein Kraft-/Verformungsdiagramm (Verspannungsdiagramm), das die elastischen Formänderungen und dynamischen Belastungen von miteinander verspannten Zuganker und Seitenständer darstellt,

Fig. lb ein Kraft/Verformungsdiagramm, das die elastische Formveränderung und damit dynamische Belastung im Seitenständer ohne Zuganker darstellt,

Fig. 2 das der Fig. lb) entsprechende konstruktive Prinzip des erfindungsgemäßen

Pressengestells ohne Zuganker, wobei hier ein kleineres Transportmaß b zu einer herkömmlichen Ausführung nach Fig. 3 entnehmbar ist,

Fig. 3 ein Pressengestell nach dem Stand der Technik,

Fig. 4 Einzelheiten betreffend Fügegeometrien/- flächen und lösbare Verbindungsmittel sowie Aufnahme von Funktionsbaugruppen,

Fig. 5 ein Schema Verformung (Sanduhreneffekt),

Fig. 6 Ausführung des erfindungsgemäßen Pressengestells mit longitudinal angeschlagenen Seitenständem. Wege zur Ausführung der Erfindung

Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Systeme gegenüber dem eingangs analysierten Stand der Technik zeigt Fig. la zunächst ein Diagramm des elastischen Verhaltens eines konventionell zugankerverspannten Pressengestells 1 gemäß Fig. 3, aus dem sich eine nicht bezeichnete Gesamtsteifigkeit ableitet, die eine vertikale Auffederung vl bewirkt. Das Diagramm entspricht einem klassischen Schraubenverspannungsdiagramm und zeigt die Wirkung s Verknüpfung einer vorgespannten Schraube, hier mit tie rod analog einem Zuganker 6 (Fig. 3) benannt im Pressengesteh 1. Darin soll dem Fachmann (am Beispiel der

Presskraftverteilung auf vier Seitenständer) die Verteilung der dynamischen Last auf herkömmliche Zuganker 6 und Seitenständer 2 (upright) veranschaulichen. Im

Diagramm bezeichnen:

F = Kraft in N

Fpl = Presskraft

v = Auffederung in mm (nach DIN 55189 als elastische vertikale Auffederung

velz = elastische Verlagerung in z-Richtung)

vl = vertikale Auffederung des verspannten Systems unter Einwirkung von Fpl

vt = Auffederung tie rod aufgrund Vorspannung

vu = Auffederung upright aufgrund Vorspannung

s = Steifigkeitsverhältnis Ständer zu Zuganker

Hierbei ist das in der Pressentechnik übliche Steifigkeitsverhältnis s von Seitenständer 2 (upright) und Zuganker 6 (tie rod) von beispielsweise 1,5: 1 zugrunde gelegt. Somit erfahren Zuganker 6 den dynamischen Lastanteil und Seitenständer 2 den dynamischen Lastanteil entsprechend diesem Steifigkeitsverhältnis s. Bei einer üblichen Vorspannung aus z.B. 1,3 x Presskraft Fpl ist die Auffederung vl entnehmbar.

Das Diagramm verdeutlicht die dem Stand der Technik geschuldete ungünstige Verteilung der dynamischen Last auf herkömmliche Zuganker und Seitenständer dahingehend, dass der bisher aus höher wertigem Material bestehende Zuganker eine geringere dynamische Last als der Sehenständer aufnimmt.· Das mit 1,5: 1 vorgegebene Steifigkeitsverhältnis s von

Sehenständer 2 zu Zuganker 6 bewirkt eine dynamische Lastverteilung von 1,5: 1 und verhindert somit eine optimierte Lastaufteilung für Seitenständer. Festigkeitsbedingt bestehen demnach Zuganker 6 gegenüber den Seitenständern 2 aus höherwertigerem/belastbarerem Material.

Die mittels Zuganker 6 erreichte Vorspannung bewirkt nachteilig, dass bei gleichbleibender Presskraft Fpl unter Einhaltung der vorgegebenen Auffederung vl lediglich eine sogenannte Restklemmkraft erhöht wird. Wenn eine höhere Presskraft Fpl erforderlich wird, muss eine entsprechend höhere Auffederung vl hingenommen werden, welche z.B. den Umformprozess nachteilig beeinflusst.

Konstruktionsbedingt werden in Seitenständern und Querverbindungen wie Kopfstück und Pressentisch Hohlräume/Durchgangslöcher und am Kopfstück und Pressentisch ausreichend dimensionierte Auflageflächen für die Ankermuttem vorgesehen. Eine

Verstärkung/Vergrößerung des Durchmessers der Zuganker würde gleichermaßen eine Vergrößerung des Seitenständers bzw. der Außenmaße der Anlage zur Folge haben, so dass materialbedingt sich der zu investierende finanzielle Aufwand nachteilig erhöht.

Diesen Entwicklungstrend kritisierend ist hingegen das erfindungsgemäße System eines Gestells für Pressen nach Fig. 2, Fig. 5 oder Fig. 6, welches als Pressengestell 1 mit

Seitenständer 2, eine obere Querverbindung mit Kopfstück 3 und eine untere Querverbindung 4 mit Pressentisch aufweisende Baueinheiten umfasst und einen statische und dynamische Kräfte der Pressen aufnehmenden geschlossenen und lösbar gefügten Rahmen bildet, derart ausgeführt, dass a) die Seitenständer 2 mit einer Länge L als Baueinheit hergestellt und lateral oder

longitudinal an die Querverbindungen 3, 4 angeschlagen, mittels kraftschlüssiger oder kraft - und formschlüssiger Fügegeometrien 5 und lösbaren Verbindungsmitteln 5.1 ohne Zuganker gefügt werden,

b) die Seitenständer 2 unter einer Betriebskraft Fp der Presse auf Zug beansprucht

ausgelegt sind und

c) das Pressengestell 1 eine reduzierte vertikale Auffederung v2 gegenüber einem mittels Zugankerverspannung 6 gefügtem Pressengestell (1) aufweist.

Dieses System basiert auf tiefergehende Überlegungen komplexer Natur, wonach eine Beziehung aus einem Faktor n = (s+k) / (s+1) geschaffen wurde, der ein ■ ein Kostenfaktor k = Kilopreis Zuganker / Kilopreis Ständer (in der Praxis k>2) sowie

■ das Steifigkeitsverhältnis s = Ständer Steifigkeit / Zugankersteifigkeit (in der Praxis s=l,5)

zugrunde gelegt wird.

Aus dieser kombinierten und quasi ökonomisch-technisch verschmelzenden Betrachtung dieser Kennziffern„k“ und„s“ und bei gleichem zu investierendem finanziellem Aufwand zu herkömmlicher Bauart sind im Diagramm gemäß Fig. lb die erfindungsgemäß

■ reduzierte vertikale Auffederung v2<l/n*vl, wobei n=(s+k)/(s+l) gilt,

und

■ in diesem Fall erhöhte Betriebskraft von Fp2=n*Fpl

dargestellt, wobei beispielsweise k=2 und s=l,5 die 1,4-fache Steifigkeit (bzw. 1/1,4 fache Auffederung) oder 1,4-fache Betriebskraft ermöglichen.

Im Diagramm bezeichnen (vergleichsweise zu Fig. la):

F = Kraft in N

Fp2 = Presskraft im erfindungsgemäßen Pressengestell

v = Auffederung in mm (nach DIN 55189 als elastische vertikale Auffederung

velz = elastische Verlagerung in z-Richtung)

v2 = vertikale Auffederung unter Einwirkung von Fp2

s = Steifigkeitsverhältnis

Fig. lb veranschaulicht damit die dynamische Lastverteilung auf die Seitenständer nach dem erfindungsgemäßen System ohne den Einsatz von Zugankem bei einer überraschenden Auffederung v2, woraus erst die neuen und vorteilhaften konstruktiven Ausbildungen im Pressengestell realisierbar werden und die Seitenständer 2 die durch die Presskraft Fp2 bedingte komplette dynamische Last aufnehmen können.

In Fig. 2 ist das der Fig. lb) entsprechende konstruktive Schema des erfindungsgemäßen Pressengestells 1 mit der Höhe L der Seitenständer 2 als vorteilhafte Höhe über alles, oberer Querverbindung wie Kopfstück 3, unterer Querverbindung wie Pressentisch 4,

Fügegeometrien 5, lösbaren Verbindungsmitteln 5.1 und Fügemitteln 5.2 und auch mit einem erfindungsrelevanten, vorteilhaften kleineren Transportmaß b zum Endmontagemaß B dargestellt.

Demgegenüber zeigt Fig. 3 das Schema einer herkömmlichen Ausführung mit der Höhe L der Seitenständer 2, den diese Höhe nachteilig überragenden Zugankem 6, die die Seitenständer 2 sowie obere Querverbindung wie Kopfstück 3 und untere Querverbindung wie Pressentisch 4 verspannen, und mit einem unvorteilhaften, dem Endmontagemaß B gleichen Transportmaß b.

Dieses System eines Gestells für Pressen wird durch folgende Besonderheiten

vervollkommnet, die einzeln oder kombiniert im Pressenstell 1 konstruktiv ausführbar sind:

■ Eine sich von oberer 3 oder unterer Querverbindung 4 auswirkenden

Durchbiegungsstendenz unterschiedlicher Art entgegenwirkende Gestaltung der Seitenständer 2;

■ eine in ihrem Aufbau asymmetrische Gestaltung der Seitenständer 2 derart, dass sie sich unter asymmetrisch eingeleiteter Betriebskraft symmetrisch zu einander verformen, insbesondere bei der Verwendung von Doppelständem in

Mehrstößelpressen (Kompaktsaugerpressen, Stufenpressen), und zwar von

unterschiedlichen Presskräften der jeweiligen Stößel unterschiedlich beansprucht;

■ eine gezielte Dimensionierung der Querschnitte der Seitenständer 2 mittels den

wirkenden Presskräften entsprechenden, differenzierten Querschnittsbereichen;

■ eine Gestaltung Schaffung steifigkeitsrelevanter Querschnitte in den Seitenständem 2 mittels aktiver Verspannung, um einen zusätzlichen Querschnitt zur Erhöhung der Steifigkeit zu erhalten, gleich dem inneren oder äußeren Querschnitt;

■ eine Auslegung der Seitenständer 2 und Querverbindungen 3, 4 mittels verbindenden kraft- und formschlüssigen Fügegeometrien 5, Fügemitteln 5.2 und lösbaren

Verbindungsmitteln 5.1 inklusive einer Überlastsicherung entsprechend den wirkenden Presskräften;

■ der die Querverbindungen 3, 4 mit den Seitenständern 2 und den Fügegeometrien 5 zum Pressengestell 1 verbundene, Formänderungen und die Gesamtheit der Spannungen und Formänderungen des Betriebs einer Presse ohne

Zugankerverspannung aufnehmende Rahmen, der mindestens eine Baueinheit oder Transporteinheit für die Aufnahme von Funktions-Baugruppen 7 der Presse im Transport- oder Betriebszustand aufweist;

■ eine dauerfeste Dimensionierung oder Ausbildung mindestens eines Seitenständers 2, und zwar asymmetrisch zu einem der anderen Seitenständer 2, zur

a) Berücksichtigung außermittig wirkender Betriebskräfte der Presse und

Vermeidung von Bauteilschädigungen,

b) Entgegenwirkung nachteiliger elastischer Formänderungen oder Spieländerungen in einer Stößelführung oder

c) Optimierung von Mehrstößelpressen;

■ eine abschnittweise Ausführung mindestens eines typischen Querschnitts des

Seitenständers 2 in offener oder geschlossener und/oder asymmetrischer Form;

■ eine derartige Ausführung mindestens eines der Seitenständer 2, dass im zugehörigen Kopfstück 3 anordenbare Teile eines Antriebs wie Achsbolzen im Bereich des Seitenständers 2 mit entsprechend offen gestaltetem Querschnitt oder analoger Montageöffnung zur Reduzierung der Fänge des Kopfstücks 2 oder der Presse platzierbar sind;

■ eine Bildung mindestens eines Überlastschutzmittels durch die Fügegeometrie 5 oder das Fügemittel 5.2 oder das Verbindungsmittel (5.1).

Die konstruktiven Besonderheiten oder Eigenschaften werden im Pressengestell 1 durch folgende, einzeln oder kombiniert anwendbare Merkmale realisiert oder charakterisiert:

■ In den Seitenständern 2 oder zwischen diesen und den Querverbindungen 3, 4 sind zum Überlastschutz des Pressengestells 1 und als Sollbruchstellenverbindungen, wie Scherbolzen, elastische formschlüssige Verbindungen oder formschlüssige zylindrische Verbindungen, hydraulische oder vorgespannte mechanische Feder ausführbare und bei Überschreitung einer max. Presskraft Fp nachgebende ausgelegte Überlastschutzmittel angeordnet. ■ Die form- oder kraftschlüssigen Fügegeometrien 5 oder lösbaren Verbindungsmittel 5.1 sind in Form von

a) Sollbruchelementen,

b) elastischen Verbindungen, c) hydraulisch vorgespannten Federelementen, d) mechanisch vorgespannten Federelementen, e) reibschlüssigen Elementen ausgebildet.

■ Das Pressengestell 1 weist einen von der Lage und Gestalt der Fügegeometrien 5 und Verbindungsmittel 5.1 beeinflussten vorteilhaften und positiv auf die Verformung und örtlichen Spannungszustände der Presse einwirkenden Kraftfluß auf.

■ Das Pressengestell 1 weist eine der Durchbiegung der Querverbindungen 3, 4

entgegenwirkende Ausführung mittels

o breitenballig gestalteten Passfedern oder

o Schwalbenschwanzverbindungen, auch mit einseitiger Schräge, oder o ein- o. mehrteiliger Keile und Passfedern

auf.

■ Das Pressengestell 1 weist sich in ihrer Vorspannkraft selbsttätig nachstehende

Verbindungsmittel 5.1 zur Kompensierung von Einlauf - und Setzungserscheinungen in der Verbindung wie Fügegeometrie 5 mittels mindestens einem

o federbetätigten konischen Spannsystem oder

o hydraulischen Spannsystem oder

o federgespannten ein - oder mehrteiligen Keilsystem oder

o gewichtskraftgespannten System

auf.

■ Das Pressengestell 1 ist durch einlaufseitig und auslaufseitig der Presse oder

Pressenstufe konstruktiv derart unterschiedlich gestaltete Seitenständer 2 ausgebildet, dass den unterschiedlichen, auch phasenversetzten Stufenkräften entsprechend entgegengewirkt und die Tendenz der (asymmetrischen) Gesamtverformung des Pressengestells 1 unter Betriebskraft reduziert wird. ■ Das Pressengestell 1 weist eine aufgrund reduzierten Stößelführungsspiels, insbesondere im Wirkbereich der max. Betriebskraft befindliche Ausführung ohne werkzeuginterne Führung auf.

■ Zur Vermeidung von Passungsrost besitzt das Pressengestell 1 in den Fügegeometrien 5 örtlich oder großflächig eingesetzte Gleitelemente zur gezielten Erzeugung von Relativbewegungen zwischen Seitenständer 2 und Querverbindungen 3, 4.

Weiterhin wird das Pressengestell 1 mit folgenden erfindungsgemäßen Besonderheiten ausführbar:

■ Jeweils benachbarte Seitenständer 2 sind mit Traversen (längs, quer und diagonal) zur Erhöhung der Gesamtsteifigkeit des Pressengestells 1 verbunden.

■ Mindestens eine Funktionsbaugruppe 7 ist durch o ein Antriebsaggregat für Automation oder

o ein Fluidaggregat incl. Installation oder

o eine sensorische Teile-/Werkstücküberwachung oder

o eine Fichtschranke oder

o eine Beleuchtungsanlage

als Quer- und Fängstraverse ausführbar.

■ Die lösbaren Verbindungsmittel 5.1 sind die axial gelagerten Achsbolzen und

Bauelemente gegen Herauswandern sichernd montiert.

Bei Bedarf ist mindestens ein hydraulisch, elektromotorisch, pneumatisch, thermisch oder sensorisch aktivierbares Spannelement zu Funktionen oder Einrichtungen wie z.B. zur Überlastsicherung oder zum Stößelgewichtsausgleich wirkverbunden.

Erst durch das erfindungsgemäße System wird ermöglicht, das das Pressengestell 1 auch durch Seitenständer 2 mit zueinander unterschiedlicher Höhe L und/oder durch obere sowie untere Querverbindungen 3, 4 mit zueinander unterschiedlicher Breite b vorteilhaft als lösbar gefügter Rahmen ausbildbar wird. Damit wird unter der Voraussetzung, wonach also die Seitenständer 2 mit der Länge L lateral oder longitudinal an die Querverbindungen 3, 4 mittels der kraftschlüssigen oder kraft - und formschlüssigen Fügegeometrien 5 und lösbaren Verbindungsmitteln 5.1 anschlagend ohne Zugankerverspannung fügbar sind, ermöglicht, dass für spezielle Fälle und/oder

unterschiedliche Pressengattungen, -arten und -anordnungen, so bei Mehrstößelpressen, Pressensstrassen, Stufenpressen, Transferpressen

■ innerhalb eines einzigen Rahmens einander unterschiedliche Längen von

Seitenständem 2 und oberen sowie unteren Querverbindungen 3, 4 und in den Bereichen der Fügegeometrien einander unterschiedliche laterale oder longitudinale Fügearten,

■ bei parallel hintereinander angeordneten Rahmen von Rahmen zu Rahmen

unterschiedliche Längen von Seitenständem 2 und oberen sowie unteren

Querverbindungen 3, 4 und unterschiedliche laterale oder longitudinale Fügearten oder

■ bei in Reihe angeordneten Rahmen von Rahmen zu Rahmen unterschiedliche Längen von Seitenständern 2 und oberen sowie unteren Querverbindungen 3, 4 und unterschiedliche laterale oder longitudinale Fügearten

anwendbar sind und dabei erfindungsgemäß erforderliche Werte eines Spannungszustands, Kraftflusses, der Steifigkeit bei reduzierter vertikaler Auffederung v2 erhalten bleiben. Somit kann jeglichen bauseitigen Standortbedingungen eines Pressenbetreibers dadurch entsprochen werden, indem jedes Pressengestell durch vielfältige Konfigurationen von lateralen oder longitudinalen Fügearten, unterschiedliche Längen oder Breiten der Seitenständer oder der oberen und unteren Querverbindungen anpassbar ist.

Das Pressengestell 1 ist auch vorteilhaft ausführbar

■ mit einem kleineren Transportmaß b für eine die Baueinheiten obere oder untere Querverbindungen 3, 4 umfassende temporäre Transporteinheit gegenüber einem Endmontagemaß B der Presse oder

■ mit einer Verlängerung der Seitenständer 2 nach unten anstelle betonierter

Fundamentstützen oder ■ durch eine mindestens in einem Seitenständer 2 ausgebildete Aufnahme mindestens einer der Funktionsbaugruppen der Pressen, wie

o Antriebsaggregat eines sogenannten Automations Systems nebst Zubehör, o Traverse für Beleuchtung und Optische Überwachung,

o Öltank, Luftbehälter, Werkzeugschmierung/ Ziehmittel,

o Hydraulikleitungen, Kühlleitung und Leistungskabel für Servoantrieb, o Steuer-/Regel-/Schaltkasten,

o Schalttafeln, sonstige Bedienelemente,

o ServiceBox für manuelle Hilfsgeräte, Reinigungsgeräte, Taschenlampe, Werkzeuge, Druckluft,

o Zubehör für sonstige Sensorik,

o schwingungsdämpfende Elemente

als temporäre Transporteinheit oder für einen Pressenbetrieb.

Es können in durch Wegfall der Zuganker geschaffenen, nutzbaren Hohlräumen

schwingungsdämpfende Materialien, wie Granulat, Sand im Seitenständer 2 eingelagert werden.

Darüber hinaus ermöglicht der Wegfall der Zuganker nebst Ankermuttem mehr konstruktive Freiheit bei Ausführung/Lage der Auf Stellflächen des Pressentisches, so dass eine schwingungsisolierende Aufstellung (Federelemente) optimal platziert und dimensioniert werden kann, und das bisher kosten- und zeitintensive Anziehen der Ankermuttern mithilfe zur Endmontage beim Betreiber vorliegender, hin- und rückzutransportierender

Spannvorrichtung entfällt.

Bei vergleichbarer und erforderlicher Auffederung v, bedeutet dies, dass der Seitenständer 2 eine Steifigkeit erhält, die mindestens der Gesamtsteifigkeit des verspannten Systems nach Fig. la entspricht.

So können die tragenden Wände der Seitenständer 2 nach innen verstärkt werden durch Einsatz dickerer Bleche bis hin zur Ausführung als Massivständer. Der typische Querschnitt des Seitenständers 2 kann abschnittsweise in offener oder geschlossener, symmetrischer oder asymetrischer Form ausgeführt werden, um gezielt auf die Verformung des Seitenständers 2 Einfluss zu nehmen oder Funktionsbaugruppen 7 raumoptimierter aufzunehmen.

Das Spiel einer presseeigenen Stößelführung wird über die Steifigkeitsgestaltung bestimmter Abschnitte im Seitenständer 2 gezielt derart beeinflusst, dass ein im oder kurz vor dem Umformprozess vorteilhaft geringes Spiel einstellbar ist.

Wird eine ungleichmäßige /asymmetrische Verteilung der Presskraft durch Verwendung spezieller Stufenwerkzeuge oder bei Mehrstößelpressen erforderlich, können danach die Seitenständer 2 entsprechend Lastaufteilung differenziert dimensioniert werden.

Freigewordene Hohlräume in den Seitenständem 2 können für andere Zwecke genutzt werden, um gemäß Fig. 4 Funktionsbaugruppen 7, wie z.B. Zusatzaggregate,

Bedienelemente, Speicher raumsparend oder schwingungsdämpfende Materialen zu implementieren.

Funktionsbaugruppen 7 der Pressenautomation können zwischen zwei Seitenständern 2 als unterstützender/versteifender Teil des Pressengestells 1 integriert werden. Gleichzeitig würde eine dreiteilige Einheit als vormontierte Baugruppe den Montageaufwand beim Betreiber erleichtern.

Der Montage- und Transportaufwand einer Pressenanlage ließe sich zeitlich und finanziell verringern; kostenintensive hydraulische Hilf s Vorrichtungen zum vormaligen Verspannen mittels Zuganker 6 und Ankermuttern entfallen.

Die räumlich geringeren Anforderungen an Fertigungshallen und Betreibergebäude führen zu deutlichen Kostensenkungen.

In ein Rechenprogramm zur konstruktiven Ausgestaltung a) der mit einer Länge L herzu stellenden und lateral oder longitudinal mittels

kraftschlüssiger oder kraft - und formschlüssiger Fügegeometrien 5 und lösbarer Verbindungsmittel 5.1 ohne Zugankerverspannung 6 anzu schlagenden Seitenständer 2 an die Querverbindungen 3, 4 oder

b) der unter einer Betriebskraft Fp der Pressen auf Zug zu beanspruchenden

Seitenständer 2 oder

c) des mit einer reduzierten vertikalen Auffederung v2 auszulegenden Pressengestells 1

kann erfindungsgemäß ein Programmschritt zur Bestimmung der reduzierten vertikalen Auffederung v2 gemäß der Beziehung v2<l/n*vl integriert werden, wobei n=(s+k)/(s+l) gilt und für vl = eine vertikale Auffederung eines verspannten Systems unter Einwirkung von Fpl

v2 = die vertikale Auffederung des erfindungsgemäßen Systems unter

Einwirkung von Fp2 n = ein Vorteilsfaktor

s = ein Steifigkeitsverhältnis

k = ein Kostenfaktor

stehen.

Eine Steuer- und Regeleinrichtung für das erfindungsgemäße System eines Gestells für Pressen umfasst a) mindestens ein im System korrespondierendes, vorzugsweise Dehnmessstreifen

umfassendes Messmittel zur Aufnahme von statische und dynamische Kräfte der Presse betreffende Daten der Belastungen in den Seitenständer 2, obere

Querverbindung und untere Querverbindung 3, 4 umfassenden Baueinheiten, b) Auswertung dieser Daten in einem Rechner und

c) Ausgabe von statische und dynamische Kräfte der Presse betreffende Daten für steuer- /regeltechnische Maßnahmen zum elastischen Verhalten von Baueinheiten des Pressengestells 1,

so dass eine belastungsabhängig gesteuerte/geregelte variable Anpassung der Steifigkeit des Pressengestells 1 zur aktiven Verspannung steifigkeitsrelevanter Querschnitte der

Seitenständer 2 mittels der oben benannten aktivierbaren Spannelemente möglich wird.

Gewerbliche Anwendbarkeit Die Tragweite der Erfindung umfasst einen gezielten Einsatz von kostengünstigerem Material, das schweißtechnisch sehr gut verarbeitbar und weltweit verfügbar ist.

Die maximalen Gewichte und Abmessungen der einzelnen erfindungsgemäß ausführbaren Bauteile bis hin zu einer gesamten Pressenanlage in einem Presswerk werden reduzierbar.

Das erfindungsgemäße System der gezielten Änderung der Steifigkeit der Pressengestelle durch Wegfall der vertikalen Vorspannung bewirkt eine Flexibilisierung oder Erweiterung der Einsatzbereiche der Pressen.

Die Änderung der Ständersteifigkeit durch Aktivieren, Deaktivieren oder Ändern von zusätzlichen verspannbaren Seitenständerquerschnitten gestattet es, das Pressengestell optimal

■ dem einzusetzenden Werkzeug z.B. für Schneidwerkzeuge einer erhöhten

Ständersteifigkeit,

■ für Umformwerkzeuge auf eine reduzierbare, minimal erforderliche Steifigkeit, um längere Standzeiten von Führungen und sonstigen Verschleißteilen zu erreichen, anzupassen.

Der gezielte Einsatz von Material in bestimmbaren Querschnittsbereichen der Seitenständer zur Erhöhung der Steifigkeit wirkt sich auf eine Gebrauchswerterhöhung beim

Pressenbetreiber aus, sowohl bei der Verarbeitung von hochfesten Teilen als auch auch beim Einsatz von Schneidwerkzeugen hinsichtlich des kritischen Schnittschlages.

Ein Wegfall oder eine Reduzierung der Führungssäulen im Werkzeug bewirkt eine

konstruktive Vereinfachung der eingesetzten Werkzeuge, das einen vorteilhafteren

Werkstücktransport ermöglicht und Werkzeugkosten verringert.

Bezugszeichenliste

1 Pressengestell

2 Seitenständer mit Höhe (= Länge) L

3 obere Querverbindung, Kopfstück

4 untere Querverbindung, Pressentisch

4.1 Fügegeometrie

4.2 lösbare Verbindungsmittel

4.3 Fügemittel

6 Zuganker

7 Funktionsbaugruppe b Breite, Transportmaß

B Endmontagemaß, Außenabmessung

L Höhe der Seitenständer (= Länge der Baueinheit)

F Kraft in N

Fpl Presskraft

Fp2 Presskraft

v Auffederung in mm

vl vertikale Auffederung des verspannten Systems unter Einwirkung von Fpl v2 vertikale Auffederung des erfindungsgemäßen Systems unter Einwirkung von Fp2

vt Auffederung tie rod aufgrund Vorspannung

vu Auffederung upright aufgrund Vorspannung

s Steifigkeitsverhältnis Seitenständer zu Zuganker

n Vorteilsfaktor

k Kostenfaktor