AT401362B - Taumelpresse - Google Patents

Description

AT 401 362 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelpresse, deren Untergesenk über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem vertikal nach oben gegen das Obergesenk verschiebbar am Maschinenständer abgestützt und deren Obergesenk in einer glockenförmigen, in einer kugelartigen Pfanne am Maschinenständer abgestützten Fassung eingebaut ist, wobei von der glockenförmigen Fassung vertikal nach oben ein Führungszapfen ragt, der, zur Erzeugung von Taumelbewegungen am Obergesenk, über Pendelrollenlager mit einer ersten Exzenterhülse verbunden ist, die über eine Kupplung mit einer angetriebenen Welle in Verbindung steht, und die in einer zweiten, ebenfalls angetriebenen, am Maschinenständer abgestützten Exzenterhülse drehbar gelagert ist.

Im Gegensatz zum Fließpressen, bei dem die Kraft zum Verformen eines Werkstückes gleichzeitig auf die ganze Werkstückoberfläche wirkt, wird beim Taumelpressen bekanntlich nur auf eine Teilfläche eine Kraft ausgeübt, wodurch eine geringe Reibung auftritt und der Werkstoff ohne großen Widerstand in radialer Richtung fließt. Hiebei wird der Rohling zwischen Ober- und Untergesenk unter taumelnder Bewegung des Obergesenkes verformt, wobei die Kraft zum Verformen jeweils nur auf eine Teilfläche des Werkstückes einwirkt.

Durch die kleinere Kontaktfläche und die günstigeren Reibungsverhältnisse ist somit die jeweils auf das Werkstück einwirkende Kraft beim Taumelpressen wesentlich kleiner als beim konventionellen Fließpressen.

Daraus ergeben sich die Vorteile erheblich kleinerer Maschinen, geringerer Gesenkbelastung und geringerer Lärmentwicklung. Zudem können mit dem Taumelpressen in einem Arbeitsgang bedeutend größere Formänderungen erreicht werden, wogegen beim herkömmlichen Fließpressen hiefür kostspielige Mehrstufengesenke erforderlich sind.

Somit gewinnt das Taumelpressen an Bedeutung, zumal in jüngerer Zeit die dazu erforderlichen funktionsfähigen Maschinen zur Verfügung stehen.

Allerdings haben sich konstruktive Elemente dieser Maschinen noch als verbesserungsbedürftig herausgestellt.

So ist beispielsweise der Aufbau und der Antrieb der am Führungszapfen der glockenförmigen Fassung des Obergesenks angreifenden Exzenterhülsen zur Erzeugung unterschiedlicher Bewegungsarten am Obergesenk nicht zufriedenstellend.

Zwar gestatten die hiefür bisher verwendeten Einrichtungen bereits eine Kreisbewegung des Obergesenkes für kreissymmetrische Umformungen, eine Spiralbewegung für radiale und axiale Umformungen, eine geradlinige Bewegung für Umformungen in zwei Richtungen sowie eine Mehrblatt-Kurvenbewegung für Umformungen von Teilen mit ausgeprägter Oberflächenstruktur, jedoch sind diese Einrichtungen konstruktiv sehr aufwendig, begrenzt regelbar und beanspruchen ein sehr großes Bauvolumen.

Ursache hiefür ist u.a. die koaxiale Führung von Antriebswellen, von denen je eine mit einer der Exzenterhülsen drehfest verbunden ist. Eine solche Anordnung zeigt beispielsweise die DE-OS 32 02 254. Bei dieser bekannten Anordnung sind die Enden beider Antriebswellen mit Antriebszahnrädern drehtest verbunden, die mit auf Zwischenwellen angeordneten Zahnrädern kämmen und auf beliebige Weise über ein Getriebe miteinander kuppelbar und von einem Antriebsmotor mit entsprechender Über- oder Untersetzung antreibbar sind. Für den Antrieb dieser beiden Antriebswellen ist somit ein aufwendiges Getriebe erforderlich.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Taumelpresse der eingangs beschriebenen Art mit einem Antrieb für die Exzenterhülsen zu versehen, dessen Aufbau im Vergleich zum erwähnten Stand der Technik wesentlich einfacher ist, der weniger Bauvolumen erfordert und der eine beliebige Regelung von Drehzahl und Drehrichtung der Exzenterhülsen gestattet.

Dies wird bei einer Taumelpresse der eingangs beschriebenen Art, deren Untergesenk über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem vertikal nach oben gegen das Obergesenk verschiebbar am Maschinenständer abgestützt und deren Obergesenk in einer glockenförmigen, in einer kugelartigen Pfanne am Maschinenständer abgestutzten Fassung eingebaut ist, wobei von der glockenförmigen Fassung vertikal nach oben ein Führungszapfen ragt, der, zur Erzeugung von Taumelbewegungen am Obergesenk, über Pendelrollenlager mit einer ersten Exzenterhülse verbunden ist, die über eine Kupplung mit einer angetriebenen Welle in Verbindung steht, und die in einer zweiten, ebenfalls angetriebenen, am Maschinenständer abgestützten Exzenterhülse drehbar gelagert ist, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die angetriebene Welle zu einem ersten Antriebsmotor gehört, daß die zweite Exzenterhülse über in Eingriff stehende Zahnräder mit der Welle eines zweiten Antriebsmotors in Verbindung steht, und daß die beiden Antriebsmotoren über eine gemeinsame Steuereinrichtung bezüglich Drehzahl und Drehrichtung regelbar sind.

Dabei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Taumelpresse darin, daß die Welle des ersten Antriebsmotors in der Mittelachse der Maschine liegt, daß die Welle des zweiten Antriebsmotors zu ersterer achsenparailel um einem Abstand entsprechend den Teilkreisradien der in Eingriff stehenden Zahnräder versetzt ist, und daß beide Wellen im oberen Bereich des Oberteils der 2 ΑΤ 401 362 Β

Maschine angeordnet sind.

Hiebei ist es zweckmäBig, wenn die zweite Exzenterhülse einen äußeren Zahnkranz trägt, der unmittelbar mit einem Zahnrad am freien Ende der Welle des zweiten Antriebsmotors in Eingriff steht.

Weitere Vorteile ergeben sich dann, wenn die beiden Antriebsmotoren an der oberen Stirnfläche des Oberteils der Maschine angeflanscht sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Taumelpresse wird deren Aufbau sowie der Antrieb der am Führungszapfen der glockenförmigen Fassung des Obergesenkes angreifenden Exzenterhüfsen wesentlich verbessert. Durch den Einzelantrieb jeder Exzenterhülse werden die Drehzahl- und Drehrichtungsregelung an den Exzenterhülsen erleichtert, die Variationsmöglichkeiten der am Obergesenk erzeugbaren Taumelbewegungen erhöht und bei einem einfachen konstruktiven Aufbau die Bauhöhe der Taumelpresse verringert.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Fig.1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemäBe Taumelpresse und Fig.2 stellt in einem Vertikalschnitt in größerem MaBstab den oberen Bereich der erfindungsgemäßen Taumelpresse dar.

Die in Fig.1 dargestellte Taumelpresse, die in geöffneter Lage nach einem Verformungsvorgang veranschaulicht ist, umfaßt ein Untergesenk 7 sowie ein Obergesenk 5, zwischen welchen ein Werkstück 20 durch eine taumelnde Bewegung des Obergesenkes 5 verformt wurde.

Das Untergesenk 7 ist über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem an einem Maschinenständer 12 vertikal nach oben gegen das Obergesenk 5 verschiebbar abgestützt. Das Untergesenk 7 ist dabei in der Stirnseite des Kolbens 10 des Kolben-Zylinder-Drucksystems auswechselbar eingesetzt, dessen Zylinder 11 im oberen Randbereich von einer Manschette 13 umgeben ist, welche auf einer Ringschulter 14' des Maschinenständers 12 abgestützt ist. Der Hub des Kolbens 10 wird nach unten durch eine Ringschulter 10' am Kolben 10, welche mit der oberen Stirnseite des Zylinders 11 zusammenwirkt, und nach oben durch eine Anschlagmutter 14, welche mit der unteren Stirnseite des Zylinders 11 zusammenwirkt, begrenzt. Hiefür erstreckt sich ein mit dem Kolben 10 verbundener Zapfen 15 durch den Boden des Zylinders 11 flüssigkeitsdicht hindurch, auf welchem Zapfen 15 die Anschlagmutter 14 axial verstellbar aufgeschraubt ist. Die axiale Verstellung der Anschlagmutter 14 für eine Hubveränderung des Kolbens 10 zwecks Einstellung der Werkstückhöhe erfolgt über eine motorisch oder von Hand betätigbare Spindel 16, welche in einen Zahnkranz 17 am Außenumfang der Anschlagmutter 14 eingreift.

Zur Erzeugung der vertikal nach oben gerichteten Preßkraft am Kolben 10, welche einige tausend kN betragen kann, ist der Zylinder 11 des Kolben-Zylinder-Drucksystems an einem Hydrauliksystem 18 angeschlosssen. Dieses umfaßt vorzugsweise eine verstellbare Hochdruck-Axialkolbenpumpe zur Druckerzeugung während des Preßvorgangs sowie eine Niederdruckpumpe für die Schnellverstellung des Kolbens 10 (nicht gezeigt).

Wie Fig.1 weiter veranschaulicht, ist zentrisch innerhalb des Kolbens 10 ein vertikal verschiebbarer Auswerfer 19 angeordnet, durch welchen das Werkstück 20 nach dessen Fertigstellung aus dem Untergesenk 7 herausgedrückt werden kann. Hiefür ist der Auswerfer 19 in seinem unteren Teil als Kolben 21 ausgebildet, dessen Zylinder 22 sich im Kolben 10 befindet und über entsprechende Druckleitungen an das Hydrauliksystem 18 angeschlossen ist.

Weiters trägt der Kolben 10 auf seiner oberen Stirnseite eine Mehrzahl vertikal nach oben ragender Führungszapfen 6, die bei der Hubbewegung des Kolbens 10 in entsprechende Ausnehmungen 6' an der unteren Stirnseite eines Oberteils 1 der Taumelpresse, der fest mit dem Maschinenständer 12 verbunden ist, eindringen und so eine optimale Ausrichtung von Ober- und Untergesenk 5,7 gewährleisten.

In diesem Oberteil 1 der Taumelpresse ist eine glockenförmige Fassung 4 angeordnet, in der das Obergesenk 5 auswechselbar abgestützt ist und die in einer kugelartigen Pfanne 3 derart gelagert ist, daß durch entsprechendes Schwenken und Verdrehen der glockenförmigen Fassung 4 in der kugelartigen Pfanne 3 das Obergesenk 5 die eingangs beschriebenen Taumelbewegungen ausführt.

Hiefür ragt von der glockenförmigen Fassung 4 zentrisch und vertikal nach oben ein Führungszapfen 40, welcher innerhalb eines Freiraumes 2 des Oberteils 1 der Taumelpresse pendelnde Bewegungen ausführen kann. Zur Erzeugung dieser Bewegungen ist das freie Ende des Führungszapfens 40 über Pendelrollenlager 41 in einer ersten Exzenterhülse 42 abgestützt, die über Lager 44 in einer zweiten, am Oberteil 1 der Taumelpresse über Lager 45 drehbar gelagerten Exzenterhülse 43 drehbar gelagert ist.

Um die beiden Exzenterhülsen 42 und 43 in der einleitend beschriebenen Weise antreiben zu können, stehen diese über koaxiale Antriebsachsen 46 und 47 und Zahnkränze 48 und 49 mit einer in Fig.1 nicht näher gezeigten Antriebseinrichtung in Verbindung.

Soweit kann der Aufbau und die Funktionsweise einer Taumetpresse als bekannt vorausgesetzt werden, so daß sich weitergehende Erläuterungen erübrigen. 3

Claims (4)

1. AT 401 362 B Um diese Antriebseinrichtung hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaues einfach zu gestalten, aber dennoch eine unbeschränkte Regelung von Drehzahl und Drehrichtung der Exzenterhülsen sicherzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die erste Exzenterhülse 42 über geeignete Kupplungseinrichtungen 51 bis 54 mit der angetriebenen Welle 31 eines ersten Antriebsmotors 32 und die zweite Exzenterhülse 43 über in Eingriff stehende Zahnräder 57,58 mit der Welle 33 eines zweiten Antriebsmotors 34 zu verbinden, wie das in Fig.2 mehr im Detail veranschaulicht ist. Hiebei erstreckt sich die angetriebene Welle 31 des ersten Antriebsmotors 32 in der Mittelachse 50 der Taumelpresse nach unten gegen die erste, innenliegende Exzenterhülse 42 durch den oberen Bereich des Oberteiles 1 der Taumelpresse hindurch, wobei eine Abstützung über geeignete Lager 55 erfolgt. Der Antriebsmotor 32 ist ferner in geeigneter Weise auf der oberen Stirnfläche des Oberteils 1 der Taumelpresse angeflanscht. Das freie Ende der Welle 31 trägt eine sich horizontal erstreckende Kupplungsplatte 51, die gleitend und verschiebbar an einem Stirnflansch 52 an der inneren Exzenterhülse 42 anliegt. Die Mitnahmeverbindung zwischen Kupplungsplatte 51 und innerer Exzenterhülse 42 wird dabei über einen vom Stirnflansch 52 abstehenden Gleitstein 53 hergestellt, der in eine stirnseitig an der Kupplungsplatte 51 vorgesehene Gleitnut 54 eingreift. Weiters zeigt Fig.2, daß die Welle 33 des zweiten Antriebsmotors 34 zur Welle 31 des ersten Antriebsmotors 32 achsenparallel um einen Abstand entsprechend den Teilkreisradien der in Eingriff stehenden Zahnräder 57, 58 versetzt ist und daß beide Wellen 31,33 im oberen Bereich des Oberteils 1 der Taumelpresse angeordnet sind. Auch hier ist eine Abstützung der Welle 33 über geeignete Lager 59 vorgesehen und der zugehörige Antriebsmotor 34 ist in geeigneter Weise auf der oberen Stirnfläche des Oberteils 1 der Taumelpresse angeflanscht. Das freie Ende der Welle 33 des zweiten Antriebsmotors 34 trägt dabei ein Zahnrad 58, das in einen äußeren Zahnkranz 57 an der zweiten, äußeren Exzenterhülse 43 eingreift. Beide Antriebsmotoren 32,34 sind über eine gemeinsame Steuereinrichtung 30 bezüglich Drehzahl und Drehrichtung regelbar. Wie insbesondere Fig.2 zeigt, ist der Aufbau des hier beschriebenen Antriebs konstruktiv vergleichsweise relativ einfach und damit wenig aufwendig, wobei dieser einfache Aufbau eine hohe Präzision und Laufruhe gewährleistet. Zudem ergibt die Ansteuerung der beiden Antriebsmotoren 32 und 34, welche vorzugsweise Gleichstrom-Motoren sind, eine praktisch unbeschränkte Variabilität der Taumelbewegungen am Obergesenk. Es besteht zudem die Möglichkeit, bestehende Taumelpressen entsprechend umzurüsten. Selbstverständlich bestehen auch weitere Modifikationsmögiichkeiten an der vorbeschriebenen Taumelpresse, ohne hiefür den Erfindungsgedanken verlassen zu müssen. So können beispielsweise auch andere Motoreneinheiten Anwendung finden. Ferner kann jeder Motor über ein Zwischengetriebe auf die jeweilige Exzenterscheibe wirken und es können die Kupplungseinrichtungen zwischen der ersten Exzenterhülse und der Welle des zugeordneten Antriebsmotors von anderem Aufbau sein. Weiters können die Exzenterhüisen sowie die zugehörigen Kupplungs- und Getriebeeinrichtungen in einem Ölbad laufen. Patentansprüche 1. Taumelpresse, deren Untergesenk über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem vertikal nach oben gegen das Obergesenk verschiebbar am Maschinenständer abgestützt und deren Obergesenk in einer glockenförmigen, in einer kugelartigen Ranne am Maschinenständer abgestützten Fassung eingebaut ist, wobei von der glockenförmigen Fassung vertikal nach oben ein Führungszapfen ragt, der, zur Erzeugung von Taumelbewegungen am Obergesenk, über Pendelrollenlager mit einer ersten Exzenterhülse verbunden ist, die über eine Kupplung mit einer angetriebenen Welle in Verbindung steht, und die in einer zweiten, ebenfalls angetriebenen, am Maschinenständer abgestützten Exzenterhülse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Welle (31) zu einem ersten Antriebsmotor (32) gehört, daß die zweite Exzenterhülse (43) über in Eingriff stehende Zahnräder (57,58) mit der Welle (33) eines zweiten Antriebsmotors (34) in Verbindung steht, und daß die beiden Antriebsmotoren (32,34) über eine gemeinsame Steuereinrichtung (30) bezüglich Drehzahl und Drehrichtung regelbar sind.
2. 2. Taumelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (31) des ersten Antriebsmotors (32) in der Mittelachse (50) der Maschine liegt, daß die Welle (33) des zweiten Antriebsmotors (34) zu ersterer achsenparallel um einen Abstand entsprechend den Teilkreisradien der in Eingriff stehenden Zahnräder (57,58) versetzt ist und daß beide Wellen (31,33) im oberen Bereich des Oberteils (1) der Maschine angeordnet sind. 4 AT 401 362 B
3. 3. Taumelpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Exzenterhülse (43) einen äußeren Zahnkranz (57) trägt, der unmittelbar mit einem Zahnrad (58) am freien Ende der Welle (33) des zweiten Antriebsmotors (34) in Eingriff steht.
4. 4. Taumelpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsmotoren (32,34) an der oberen Stirnfläche des Oberteils (1) der Maschine angeflanscht sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5