DE10053690B4

DE10053690B4 - Presse mit Linearschlitten

Info

Publication number: DE10053690B4
Application number: DE10053690A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Sagamihara Endo; Shozo Sagamihara Imanishi
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-10-28
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2020-10-29
Also published as: US6405576B1; DE10053690A1

Abstract

Presse, bestehend aus:
einem Schieber (9), der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist;
einer Kurbelwelle (8);
einem Verbindungsstück (10);
wobei das Verbindungsstück (10) eine Drehung der Kurbelwelle (8) auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber (9) durch die Drehung der Kurbelwelle entlang der vertikalen Achse bewegt;
einem Antriebsglied (11), das mit einem Ende mit dem Schieber (9) verbunden ist,
einem Antriebsverbindungsglied (12), das mit einem Ende mit dem Antriebsglied (11) verbunden ist,
einem oberen Kniehebel (6),
einem festen Drehzapfen (5), wobei der obere Kniehebel (6) an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen (5) angeordnet ist,
wobei der obere Kniehebel an einem Ende mit dem Antriebsverbindungsglied (12) verbunden ist und an seinem anderen Ende mit einem unteren Kniehhebel (4), über das der obere Kniehebel (6) mit einem Schlitten (3) verbunden ist;
sowie einem Mechanismus zur Einstellung der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse mit einem Schlitten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Presse, deren Schlitten sich durch die Verwendung von Kniehebeln linear bewegt. Die vorliegende Erfindung ist nützlich, wennn die Hubhöhe des Schlittens erheblich verstellt werden muß, oder wenn der untere Totpunkt eingestellt werden muß.
Das Japanische Patent Nr. 7-55399 zeigt ein Beispiel einer Presse, bei der der Schlitten eine Linearbewegung ausführt. Diese Presse wandelt die Drehung eines exzentrischen Abschnitts einer Kurbelwelle in eine Linearbewegung um. Die Linearbewegung wird durch ein Verbindungsglied auf einen zentralen Drehzapfen übertragen, der einen unteren und einen oberen Kniehebel verbindet. Hier wird die Drehbewegung des exzentrischen Abschnitts der Kurbelwelle über ein verbindendes Teil auf einen Schieber übertragen. Der Schlitten und der zentrale Drehzapfen befinden sich jeweils an einem Ende eines ersten und eines zweiten Glieds. Dies ermöglicht die Vertikalbewegung des Schlittens. Dritte und vierte Glieder ergänzen dies zu einem Parallelogramm mit den ersten und zweiten Gliedern. Eine Schraube wird für die Vertikaleinstellung benutzt, um die Hubhöhe und den unteren Totpunkt des Schlittens einzustellen.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 48-42471 zeigt einen Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, bei dem eine Exzenterwelle mit einem Befestigungsbolzen fixiert wird, so daß die Hubhöhe in zwei Stufen verstellt werden kann.
Das Japanische Patent Nr. 7-55399 zeigt eine andere Presse, bei der die Vertikalbewegung der Schraube eine Einstellung ermöglicht, indem die Struktur der das Parallelogramm bildenden Glieder verändert wird. Für die Einstellung der Hubhöhe des Schlittens wird hier nur ein Wechselverhältnis von 4 erzielt. Die Einstellung der Hubhöhe des Schlittens führt auch zu einer erheblichen Verstellung des unteren Totpunkts. Selbst wenn Feineinstellungen des unteren Totpunkts möglich sind, bleibt doch das Wechselverhältnis der Hubhöhe relativ klein. Dies bringt Einschränkungen für die Höhe der Form mit sich.
Bei Kniehebelpressen ist die Beschleunigung am Umkehrpunkt im oberen Totpunkt im allgemeinen groß. Dies macht einen schnellen Betrieb schwierig.
Ein Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe ist auch in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 48-42471 offenbart. Dieser konventionelle Mechanismus erlaubt keine kontinuierliche Einstellung. Bei der Presse gemäß der Japanischen Patentschrift Nr. 7-55399 kann die Einstellung kontinuierlich erfolgen, in dem eine Schraube verwendet wird. Jedoch wird der Preßdruck in diesem Fall auf den Einstellmechanismus übertragen, was zu einem schweren Aufbau führt. Die ganze Vorrichtung muß größer werden und dies führt zu erhöhten Kosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, und eine kompakte Presse zu schaffen, bei der die Hubhöhe des Schlittens und der untere Totpunkt einstellbar sind. Insbesondere soll das Wechselverhältnis bei der Hubhöhe groß sein, so eine Feineinstellung des unteren Totpunkts möglich sein und es sollen Kniehebel verwendet werden mit einer geringen Beschleunigung des Schlittens im oberen Totpunkt. Die Einstellung der Hubhöhe soll kontinuierlich erfolgen, wobei der Preßdruck nicht oder nur wenig auf den Einstellmechanismus wirken soll.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß besteht eine Presse aus einem Schieber, der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist; einer Kurbelwelle; einem Verbindungsstück; wobei das Verbindungsstück eine Drehung der Kurbelwelle auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber durch die Drehung der Kurbelwelle entlang der vertikalen Achse bewegt; einem Antriebsglied, das mit einem Ende mit dem Schieber verbunden ist, einem Antriebsverbindungsglied, das mit einem Ende mit dem Antriebsglied verbunden ist, einem oberen Kniehebel, einem festen Drehzapfen, wobei der obere Kniehebel an einem Punkt schwenkbar an dem festen Dreh zapfen angeordnet ist, wobei der obere Kniehebel mit dem Antriebsverbindungsglied verbunden ist; einem Verbindungsglied, über das der obere Kniehebel mit einem Schlitten verbunden ist; sowie einem Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen begrenzt, das das Antriebsglied mit dem Antriebsverbindungsglied verbindet.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe aus einem verbindenden Drehzapfen, der von dem Antriebsglied emporragt; einem dritten Glied, das an einem Ende mit dem Drehzapfen verbunden ist; einer Welle, die drehbar an einem Rahmen gelagert ist; einem Arm, der an einem Ende mit der Welle verbunden ist; wobei das andere Ende des Arms mit dem anderen Ende des dritten Glieds verbunden ist und einem Drehantrieb für die Welle.
Der Drehantrieb besteht beispielsweise aus einem Schneckenrad, das an der Welle befestigt ist, sowie aus einer Schneckenwelle, die mit dem Schneckenrad kämmt.
Der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe besitzt Mittel zur Fixierung der Welle, die aus einem beweglich mit der Welle verbundenen Haltezylinder, einer Klaue auf der Welle, die einen Bewegungsspielraum des Haltezylinders begrenzt und einer Druckvorrichtung bestehen, die den Haltezylinder und die Klaue mit unter Druck stehendem Öl versorgt.
Der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe besteht vorteilhafterweise aus einem Bolzen, der auf dem Antriebsglied emporragt, sowie einem Zahnrad, das eine Führungsnut für den Bolzen aufweist, wobei Einstellmittel für die Einstellung des Drehwinkels des Zahnrades vorhanden sind.
Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung weist die Mittelachse des verbindenden Drehzapfens einen Versatz zu der Mittelachse des Schneckenrads auf.
Im folgenden wird die Erfindung beispielshaft anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
1(A) eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Presse;
1(B) ist eine schematische Perspektivdarstellung der ersten Ausführungsform;
2 ist eine Perspektivdarstellung des Verbindungsbereichs eines dritten Glieds gemäß der ersten Ausführungsform;
3(A) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A von 3(B);
3(B) ist eine Vorderansicht eines Verbindungsbereichs eines dritten Glieds gemäß der ersten Ausführung der Erfindung;
4(A) ist eine schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer Presse;
4(B) ist eine schematische Perspektivdarstellung einer Presse nach der zweiten Ausführungsform;
5 ist eine schematische Vorderansicht einer ganzen Presse gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung;
6 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses gemäß der zweiten Ausführungsform;
7 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des Antriebsmechanismusses gemäß der zweiten Ausführungsform;
8 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;
9 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung;
10(A) ist ein Diagramm der Linie des Schlittenhubs gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung;
10(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Neigungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der zweiten Ausführungsform;
11(A) ist ein Diagramm des Schlittenhubs gemäß der dritten Ausführung der Erfindung;
11(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Neigungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der dritten Ausführung;
12(A) ist ein Diagramm des Schlittenhubs gemäß der vierten Ausführung der Erfindung;
12(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Neigungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der vierten Ausführung;
1 und 2 zeigen eine erste Ausführung der Erfindung. Eine Presse 1 besitzt einen Schlitten 3, der in einem Rahmen (nicht gezeigt) geführt ist und sich vertikal bewegen kann. Ein unterer Kniehebel 4 ist mit dem Schlitten 3 verbunden. Ein oberer Kniehebel 6 ist mit einem festen Drehzapfen 5 des Rahmens verbunden. Ein Kniehebel wird dadurch gebildet, indem ein oberes Ende des unteren Kniehebels 4 mit einem unteren Ende des oberen Kniehebels 6 über einen mittigen Verbindungsbolzen 7 verbunden wird.
Eine Kurbelwelle 8 besitzt einen exzentrischen Abschnitt 8A. Ein Verbindungsstück 10 verbindet einen Schieber 9 mit dem exzentrischen Abschnitt 8A. Diese Anordnung erlaubt eine Vertikalbewegung des Schiebers 9. Der obere Kniehebel 6 besitzt einen Arm 6A, der sich über den Drehbolzen 5 erstreckt und über ein Verbindungsglied 14 mit dem Schieber 9 verbunden ist. Das Verbindungsglied 14 besteht aus einem Antriebsglied 11 und einem Antriebsverbindungsglied 12, die durch einen Drehzapfen 13 miteinander verbunden sind.
Der oben beschriebene Aufbau ist an beiden Seiten 2, 2 des Schlittens 3 angeordnet, um eine Verbindung mit dem Schieber 9 zu schaffen. Wie in 1(A) gezeigt, ist an dem Rahmen ein Schneckenrad 15 drehbar angeordnet und ist konzentrisch mit dem Verbindungsdrehzapfen 13, wenn der Schlitten am unteren Totpunkt ist, d.h. wenn sich der exzentrische Abschnitt 8A über der Kurbelwelle 8 befindet. Ein zweiter Arm 16 erstreckt sich radial von einer Welle 15A des Schneckenrads. Ein zweiter Bolzen 17 ist an dem Ende des zweiten Arms 16 angeordnet. Ein drittes Glied 18 verbindet den zweiten Bolzen 17 mit dem Verbindungsdrehzapfen 13.
2 zeigt eine detaillierte Perspektivansicht des oben beschriebenen Aufbaus. Der Schieber 9 bewegt sich durch die Rotation des exzentrischen Abschnitts 8A der Kurbelwelle 8 vertikal. Die Bewegung des Verbindungsbolzens 13 ist auf einen Kreisabschnitt begrenzt, der sich um den zweiten Bolzen 17 erstreckt und der das dritte Glied 18 als seinen Radius besitzt. Der Kniehebel, der durch das Antriebsglied 11 und das Antriebsverbindungsglied 12 gebildet wird, läßt den Schlitten sich vertikal bewegen.
Wie in 3A zu erkennen, ist an dem Rahmen ein Antriebszahnrad 36 angeordnet. Das Antriebszahnrad 36 steuert den Drehwinkel des Schneckenrads 15. Die Hubhöhe des Schlittens 3 kann durch die Änderung der Stellung des zweiten Bolzens 17 um die Welle 15A geändert werden. An dem unteren Totpunkt des Schlittens 3 ist der Mittelpunkt der Welle 15A des Schneckenrads 15 mit dem Mittelpunkt des Verbindungsdrehzapfens 13 ausgerichtet. Der Mechanismus zum Einstellen der Hubhöhe besteht aus dem Antriebsglied 11, dem Verbindungsdrehzapfen 13, dem dritten Glied 18, der Welle 15A, dem zweiten Arm 16 und den Mitteln zum Drehen der Drehwelle 15A. Die Drehmittel bestehen aus dem Schneckenrad 15 und der Schneckenwelle 36. Der Einstellungsmechanismus erlaubt so die Regelung der Hubhöhe, wobei der untere Totpunkt an einer ungeänderten, festen Position verbleibt.
In einer hiervon abweichenden Ausgestaltung ist das Schneckenrad 15 so an dem Rahmen angeordnet, dass sein Mittelpunkt etwas von dem Drehzapfen 13 des Schlittens 3 abweicht, wenn dieser am unteren Totpunkt ist. Indem die Stellung des Schneckenrads 15 geändert wird, wird auch die Position des zweiten Bolzens 17 gegenüber der Welle 15A verändert. Indem die Stellung des Schneckenrads 15 geändert wird, wird die Hubhöhe des Schlittens 3 geändert und auch der untere Totpunkt wird etwas verändert. So können Feinabstimmungen für die Stellung des zweiten Bolzens 17 vorgenommen werden um Feineinstellungen des unteren Totpunkts des Schlittens zu erreichen.
Der Schlitten 3 und der untere Kniehebel 4 sind durch ein Schlittenantriebsglied 19 verbunden. Ein Antriebsglied 21 für ein dynamisches Gleichgewicht ist an einem zweiten festen Drehpunkt 20 angelenkt. Ein Ende des Antriebsglieds 21 für ein dynamisches Gleichgewicht ist mit dem unteren Ende des unteren Kniehebels 4 verbunden, während das andere Ende dieses Antriebsglieds 21 mit einem Gewicht 22 für ein dynamisches Gleichgewicht verbunden ist. Das Schwenken des Antriebsglieds 21 für ein dynamisches Gleichgewicht läßt das Gewicht 22 sich auf und ab bewegen, so daß die Trägheit der Bewegung des Schlittens 3 im dynamischen Gleichgewicht gehalten werden kann.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform ist in den 1(A), 1(B), 2, 3(A) und 3(B) gezeigt. Wenn der Schlitten 3 bei der ersten Ausführungsform am unteren Totpunkt positioniert ist, kann der zweite Arm 16 innerhalb des zulässigen Winkelbereichs bis zu seinem größten Winkel gedreht werden. Die Drehung des zweiten Arms 16 ändert die Position des zweiten Bolzens 17 und ändert so die Anlenkung des Antriebsglieds 11 und des Antriebsverbindungsglieds 12. Dies erzeugt eine Funktion des schnellen Anhebens, die einen raschen Zugang zur Form (nicht gezeigt) ermöglicht, die an dem Schlitten 3 angeordnet ist, sowie zu einer Grundplatte (nicht gezeigt). Der Schlitten 3 kann nach oben bewegt werden, während die Formhöheneinstellung durch die Schlittenstellvorrichtung geregelt werden kann. Die Formhöhe kann danach wieder exakt auf die ursprüngliche Position zurückgestellt werden.
Außerdem sieht die erste Ausführungsform vor, daß ein Bolzen zwischen dem Verbindungsdrehzapfen 13 und dem Antriebsglied 11 an der gleichen Stelle angeordnet wird, wie der Drehzapfen 13. Dieser Bolzen kann jedoch irgendwo zwischen dem Drehzapfen 13 und dem Antriebsglied 11 angeordnet sein.
3(A) zeigt eine Detailstudie einer Halterung 40 für die Welle 15A. Die Halterung 40 schützt das Schneckenrad 15 und die Schneckenwelle 36, indem die Welle 15A von der Drehung abgehalten wird, wenn sie unter Preßdruck steht.
Ein Haltezylinder 35 ist an den Haltemitteln angeordnet. Der Haltezylinder 35 ist axial beweglich an der Welle 15A angeordnet. An einem Rahmen 31A ist sind Buchsen 37A und 37B angeordnet, um die Welle 15A zu halten. Auf der Welle 15A ist eine Klaue 15B angeordnet. Die Buchsen 37A, 37B und die Klaue 15B schränken die Bewegung des Haltezylinders 35 auf einen sehr kleinen Weg ein. Der Haltezylinder 35 wird durch hydraulischen Druck aktiviert. Eine Ölleitung 38 ist an der welle 15A angeordnet, um den hydraulischen Druck zur Bewegung des Haltezylinders zur Verfügung zu stellen.
Während eines Preßvorgangs wird der Ölleitung 38 unter Druck stehendes Öl zugeführt, um zur Fixierung der Welle 15A den Haltezylinder in Richtung P zu bewegen. Wenn mehr unter Druck stehendes Öl zugeführt wird, drückt dieses den Haltezylinder 35 gegen die Buchse 37A, während die Welle 15A eine Kraft in Richtung Q erfährt. Da der zweite Arm 16 an der Welle 15A befestigt ist, drückt der zweite Arm 16 auf die Buchse 37B. Im Ergebnis wird die Welle 15A fixiert.
Der zweite Arm 16 erfährt über den zweiten Bolzen eine Zugbeanspruchung von den linken und rechten Wellen 15A, der ihn deformiert. Die Deformation in dem zweiten Arm ist minimal und hat praktisch keinen Einfluß auf die Arbeit der Presse.
Wie oben diskutiert wird die Welle 15A während des Preßvorgangs der Presse fixiert. Obwohl der Preßdruck über den zweiten Arm 16 eine Drehkraft auf die Welle 15A ausübt, wird diese in der fixierten Position gehalten. Da die Welle 15A während des Preßvorgangs in dieser fixierten Position gehalten wird, dreht sich das Schneckenrad 15 nicht. So bleiben das Schneckenrad 15 und die Schneckenwelle 36 während des Preßvorgangs geschützt.
Zweite Ausführungsform
4–5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau zur Vertikalbewegung des Schlittens 3 durch die Drehung des exzentrischen Abschnitts 8A der Kurbelwelle 8 ist ähnlich der der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Auch der Aufbau zum Erhalt des dynamischen Gleichgewichts des Schlittens 3 durch Gewichte 22 für das dynamische Gleichgewicht ist ähnlich, wie bei der ersten Ausführungsform. Die Elemente, die die gleichen Funktionen erfüllen, wie bei der ersten Ausführungsform, besitzen die gleichen Positionsnummern und die Beschreibung wird weggelassen. Die folgende Beschreibung betrifft nur die Unterschiede.
Wie in 4(A) gezeigt, ist unter der Kurbelwelle 8 ein exzentrischer Abschnitt 8A angeordnet. Dies unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß der Schlitten 3 am unterem Totpunkt positioniert ist. Die Abläufe sind jedoch denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Wie in 4(A) und 4(B) gezeigt, ist ein Bolzen 23 an einer mittleren Position des Antriebsglieds 11 angeordnet. Der Bolzen 23 wird durch eine lineare Führungsnut 25 geführt und begrenzt. Die lineare Führungsnut 25 ist an einer Seite eines Zahnrads 24 angeordnet. Das Zahnrad 24 ist an einem Rahmen 31A angebracht (siehe 3(A)). Der Mittelpunkt des Zahnrads 24 ist so gewählt, daß er mit dem Mittelpunkt des Bolzens 23 ausgerichtet ist, wenn der Schlitten am unteren Totpunkt ist und der exzentrische Abschnitt 8A der Kurbelwelle 8 in oberer Stellung ist. Das Zahnrad 24 ist an dem Rahmen 31A drehbar angeordnet.
Mit Mitteln zum Einstellen eines Zahnradwinkels kann das Zahnrad 24 fein eingestellt werden. Solche Mittel sind zum Beispiel ein Ritzel auf einer Antriebswelle, das mit dem Zahnrad 24 kämmt, ein Motor oder ein Encoder an dem Motor, der den Drehwinkel erfassen kann.
Gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung ist die Führungsnut 25 auf der Seite des Zahnrads 24 angeordnet und verläuft linear. Es ist aber selbstver ständlich, daß andere Formen von Führungsnuten möglich sind, darunter auch gebogene.
Die Hubhöhe und der untere Totpunkt des Schlittens 3 können geändert werden, indem der Winkel des Zahnrads 24 eingestellt wird und das Gefälle der Führungsnut 25 verändert wird. Wie bei der ersten Ausführung der Erfindung kann der Mittelpunkt des Zahnrads 24 außerhalb von dem Mittelbolzen 23 liegen und eine leichte vertikale Verschiebung erzeugen. Feineinstellungen für den unteren Totpunkt des Schlittens 3 können gemacht werden, indem das Zahnrad 24 gedreht wird und das Gefälle der Führungsnut 25 ein wenig verändert wird.
Wie bei der ersten Ausführungsform können der Schwenkbereich des Antriebsglieds 11 und des Antriebsverbindungsglieds 12 auch bei der zweiten Ausführungsform geändert werden. Die Position des zweiten Bolzens 17 bzw. 23 wird geändert, indem der Schlitten zum unteren Totpunkt gefahren wird und der zweite Arm 16 bzw. 24 auf den im erlaubten Bereich maximalen Winkel gedreht wird. Indem die Position des zweiten Bolzens 17 geändert wird, werden der Schwenkbereich und das Antriebsverbindungsglied geändert. Dies gestattet ein schnelles Anheben und raschen Zugriff auf eine Form (nicht gezeigt) die an dem Schlitten 3 angeordnet ist, sowie auf eine Grundplatte (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung zur Einstellung des Schlittens erlaubt es, den Schlitten 3 nach oben zu bewegen, während eine bestimmte Formhöhe bewahrt wird. Die Formhöhe entspricht einer bestimmten Preßhöhe für ein gepreßtes Produkt. Die Vorrichtung zur Einstellung des Schlittens erlaubt das Anheben des Schlittens um Zugriff auf die Form zu haben. Nach dem die Form bearbeitet oder ersetzt wurde, kann die ursprüngliche Formhöhe wieder exakt hergestellt werden.
Die oben besprochene zweite Ausführung der Erfindung kann an dem Rahmen einer Presse angeordnet sein. Wie in 5 gezeigt, ist eine Schlittenpreßmaschine gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung an dem Rahmen 31A einer Presse 31 angeordnet. Das Ritzel 26, das mit dem Zahnrad 24 kämmt, erlaubt die Dreheinstellung des Zahnrads 24.
Obwohl 5 zeigt, daß die Zahnräder 24, 24 kämmen, kann der Aufbau doch auf der Basis des Abstandes zwischen den linken und rechten Punkten der Presse 31 nach Wunsch geändert werden. Die gleichen Ergebnisse können auch erzielt werden, wenn sich der Bolzen 23 an dem Antriebsglied 11 zwischen der mit dem Verbindungsdrehpunkt 13 ausgerichteten Position und einer anderen, alternativen Position befindet. Auch mit dem Schneckenrad der ersten Ausführung können ähnliche Veränderungen im Design vorgenommen werden.
Oben sind verschiedene Antriebssysteme für die Vertikalbewegung des Schlittens 3 an dem Rahmen 31A beschrieben worden. Bei jedem Antriebssystem wird der Schlitten 3 durch einen Kolben auf- und abbewegt. Der Rahmen 31A besitzt ein Bett 32. An einem Rahmen 31A ist eine Führung 28 abgeordnet. Die Führung 28 führt den Kolben 27. Eine Vorrichtung 34 zum Einstellen des Schlittens 3, z.B. Zentrierung ist auf dessen Oberseite angeordnet.
6 zeigt ein kinematisches Diagramm eines Antriebsmechanismusses, der gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung aufgebaut ist. Hier ist der Winkel des Zahnrads 24 eingestellt und der Neigungswinkel der Führungsnut 25 ist zu einem Abwärtswinkel von 0° geändert. Eine Änderung der Hubhöhe des Schlittens 3 ergibt sich aus der Drehung der Kurbelwelle 8. Die Veränderung der Hubhöhe ist als Bewegung zwischen dem Ort, an dem der Schieber 9 an seinem unteren Ende ist, einer Position, die dem oberen Totpunkt des Schlittens 3 entspricht, und dem Ort, an dem der Schieber 9 an seinem oberen Ende ist, der dem unteren Totpunkt des Schlittens 3 entspricht, gezeigt.
Wenn sich der Schieber 9 vertikal bewegt, bewegt sich auch der Bolzen 23. Die Bewegung des Bolzens 23 ist durch die Führungsnuten 25 begrenzt, deren Neigungswinkel eingestellt wurden. Am unteren Totpunkt des Schlittens 3 ist der Mittelpunkt des Bolzens 23 immer mit dem Mittelpunkt des Zahnrads 24 ausgerichtet. Der verbindende Abschnitt zwischen dem Antriebsverbindungsglied 12 und dem Arm 6A des oberen Kniehebels 6 ist so an einer festen Position und der untere Totpunkt des Schlittens 3 wird an einer festen Position gehalten.
10(A) zeigt ein Diagramm der Hublinie des Schlittens 3, der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt ist. Das Diagramm der Hublinie zeigt, daß bei einer Kniehebelpresse, die auf diesem Antriebsmechanismus basiert, die Hublinie um den oberen Totpunkt herum, wo der Kurbelwellenwinkel 0° ist, eine milde Kurve zeigt. Die Beschleunigung durch den Richtungswechsel des Schlittens 3 am oberen Totpunkt ist gering und erlaubt so einen sehr schnellen Betrieb. Auch das Verharrungsintervall am unteren Totpunkt (Kurbelwellenwinkel 180°) besitzt eine passende Länge. Selbst wenn die Hubhöhe des Schlittens 3 geändert wird, ändert sich nur die Darstellung dieses Merkmals und es wird keine größeren geometrischen Änderungen im Diagramm geben.
10(B) zeigt die Beziehung zwischen der Hubhöhe des Schlittens 3 und des Neigungswinkels der Führungsnut 25.
In 6 ist die Kurbelwelle 8 unter dem Schieber 9 angeordnet. Daher werden die Kurbelwellenwinkel von 180° für den oberen Totpunkt und 0° für den unteren Totpunkt umgedreht.
7 ist eine Zeichnung, die die Beschreibung der verschiedenen Mechanismen von 6 erleichtert. In diesem Fall ist die Hubhöhe des Schlittens 40 mm und der Bolzen 23 des Antriebsglieds 11 bewegt sich in einem Winkel von 44° 15'' entlang der Führungsnut 25.
Das Verbindungsgelenk 13 zwischen dem Antriebsglied 11 und dem Antriebsverbindungsglied 12 bewegt sich entlang einer Linie B, die die Verbindungsgelenke 13', 13 verbindet. Die Verbindungsgelenke 13', 13 entsprechen sich, wenn der Schlitten 3 den oberen Totpunkt und den unteren Totpunkt erreicht.
Die Linie B kann entsprechend unterschiedlicher Neigungswinkel der Führungsnut 25 gezeichnet werden. Beim oberen Kniehebel 6 ändert sich ein Winkel C entsprechend des Neigungswinkels der Führungsnut 25 und der Hubhöhe des Schlittens 3.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführung der Erfindung ist in 8 gezeigt. Hier ist ein Schieber 9 unter der Kurbelwelle 8 angeordnet. Der Schieber 9 kann sich auf- und abbewegen. Der Schieber 9 ist über ein Verbindungsstück 10 angetrieben. Ein zentraler Verbindungsbolzen 7 ist zwischen einem oberen Kniehebel 6 und einem unteren Kniehebel 4 angeordnet. Der zentrale Verbindungsbolzen 7 ist mit dem Schieber 9 über ein Antriebsverbindungsglied 12 und ein Antriebsglied 11 verbunden. Wenn der Schlitten 3 am unteren Totpunkt ist, ist der Mittelpunkt des Zahnrads 24 mit dem Mittelpunkt des Bolzens 23 ausgerichtet, der sich vom Antriebsglied her erstreckt. Die beschriebene Struktur arbeitet genauso, wie die oben diskutierte zweite Ausführungsform der Erfindung.
11(A) zeigt ein Diagramm der Hublinie des Schlittens 3, der gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Das Diagramm der Hublinie zeigt, daß dies um den oberen Totpunkt herum sanft gekrümmt ist. Die von dem Richtungswechsel des Schlittens 3 am oberen Totpunkt ausgehende Beschleunigung ist klein und erlaubt ein sehr schnelles Arbeiten.
Wie bei der zweiten Ausführungsform ist das Verharrungsintervall am unteren Totpunkt angemessen. Der Aufbau besitzt die Charakteristika einer Presse mit Kniehebeln und ist für schnellen Betrieb geeignet.
11(B) zeigt das Verhältnis zwischen der Hubhöhe des Schlittens 3 und den Neigungswinkel der Führungsnut 25.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführung der Erfindung ist in 9 gezeigt. Hier ist der Schieber 9 unterhalb der Kurbelwelle 8 angeordnet und wird durch ein Verbindungsstück 10 auf- und abbewegt. Ein mittlerer Verbindungsbolzen 7 verbindet einen oberen Kniehebel 6 und einen unteren Kniehebel 4. Der mittlere Verbindungsbolzen 7 und der Schieber 9 sind durch ein Antriebsglied 11 und ein Antriebsverbindungsglied 12 verbunden. Der Mittelpunkt des Bolzens 23 des Antriebsglieds 11 ist um einen vertikalen Versatz E außerhalb eines Mittelpunkts O des Zahnrads 24 versetzt.
Der Bolzen 23 ist in der Nut 25 geführt und begrenzt. Die Nut 25 ist entlang eines Durchmessers des Zahnrads 24 angeordnet. Der Verbindungsdrehzapfen 13 ist zwischen dem Antriebsglied 11 und dem Antriebsverbindungsglied 12 angeordnet. Wenn der Neigungswinkel der Nut 25 zum Beispiels von 0° auf 45° geändert wird, wird der Versatz E den Drehzapfen 13 am unteren Totpunkt des Schlittens 3, d.h. an dem untersten Punkt des Schiebers 9, dazu veranlassen, sich zu dem Verbindungsbolzen 13A zu bewegen. So wird der untere Totpunkt des Schlittens 3 geändert, indem der Neigungswinkel der Führungsnut 25 geändert wird.
12(B) zeigt das Verhältnis zwischen dem unteren Totpunkt des Schlittens 3, der Hubhöhe des Schlittens 3 und des Neigungswinkels der Führungsnut 25. Der untere Totpunkt des Schlittens 3 verändert sich um F. Mit dem Versatz E kann der Neigungswinkel der Führungsnut 25 wesentlich geändert werden und die Hubhöhe des Schlittens 3 kann eingestellt werden. Indem Feineinstellungen des Neigungswinkels vorgenommen werden, können Feineinstellungen bei dem unteren Totpunkt des Schlittens 3 gemacht werden.
12(A) zeigt ein Diagramm der Hubhöhe des Schlittens bei der vierten Ausführungsform der Erfindung. Es gibt keine großen Unterschiede zu den oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen. Wie die Darstellungen zeigen, ist auch die Presse gemäß der vierten Ausführung fit den Schnellbetrieb gut geeignet und besitzt die Charakteristika von Kniehebeln.
Wie in 1 zu der ersten Ausführung gezeigt, läßt das dritte Glied 18 den Verbindungsdrehzapfen 13 sich in einer gekrümmten Richtung bewegen. Die Bewegung bei den zweiten bis vierten Ausführungsformen ist dagegen rein linear. Wie jedoch die 10 und 11 zeigen, sind die Diagramme der Hubhöhe und des Verhältnisses zwischen dem Neigungswinkel und der Hubhöhe des Schlittens 3 ähnlich und wird hier nicht weiter diskutiert.
Auch daß ein Versatz zwischen dem Mittelpunkt des Verbindungsbolzens 13 und dem Mittelpunkt des Schneckenrads 15 vorgesehen wird, wenn der Schlitten 3 am unteren Totpunkt ist, ist ähnlich dem Fall von 12 und eine nähere Analyse kann daher weggelassen werden.
Gemäß den 6 bis 9 können ähnliche Ergebnisse erzielt werden, wenn es eine links-rechts Symmetrie um eine vertikale Linie durch den Mittelpunkt der Kurbelwelle gibt. Es können Pressen auch so hergestellt werden, daß sie nur an einer Seite den beschriebenen Aufbau benutzen, genauso wie symmetrisch auf beiden Seiten.
Wie oben beschrieben bietet die vorliegende Erfindung ein hohes Änderungsverhältnis von 8–10 bei der Hubhöhe, wenn der Neigungswinkel verstellt wird. Wie die Hubhöhen-Diagramme zeigen, gibt es eine geringe Umkehrbeschleunigung am oberen Totpunkt, was die Presse für den Schnellbetrieb geeignet macht. Auch das Verharrungsintervall am unteren Totpunkt ist günstig. Die vorliegende Erfindung bietet adäquate Charakteristika für Pressen mit Kniehebeln, die selbst dann beibehalten werden, wenn die Hubhöhe des Schlittens geändert wird.
Wie oben beschrieben, kann die Position des unteren Totpunkts beibehalten werden, während die Hubhöhe des Schlittens eingestellt wird, Feineinstellun gen bei dem unteren Totpunkt können vorgenommen werden und die Hubhöhe des Schlittens ist einstellbar. Veränderungen der Hubhöhe des Schlittens und Feineinstellungen des unteren Totpunkts werden durch Einstellung eines Zahnrads vorgenommen, das an einer Stelle angeordnet ist, die durch die Feineinstellung des unteren Totpunkts nicht weiter berührt wird und indem der Drehwinkel eines Schneckenrads verändert wird. Diese Einstellungen können daher vorgenommen werden, auch wenn die Presse in Betrieb ist.
Indem der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe während des Pressvorgangs fixiert ist, können die Kräfte, die auf das Schneckenrad und dergleichen wirken, verringert werden. Das Schneckenrad usw. kann daher kompakter ausgeführt werden und die Herstellungskosten werden verringert.
In dem es das Merkmal des schnellen Anhebens gibt, kann der Zustand der Form leicht überprüft werden, was die Instandhaltung und Überprüfung erleichtert.
Selbstverständlich sind aus der Sicht eines Fachmanns viele Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne daß damit der Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verlassen würde.

Claims

Presse, bestehend aus: einem Schieber (9), der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist; einer Kurbelwelle (8); einem Verbindungsstück (10); wobei das Verbindungsstück (10) eine Drehung der Kurbelwelle (8) auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber (9) durch die Drehung der Kurbelwelle entlang der vertikalen Achse bewegt; einem Antriebsglied (11), das mit einem Ende mit dem Schieber (9) verbunden ist, einem Antriebsverbindungsglied (12), das mit einem Ende mit dem Antriebsglied (11) verbunden ist, einem oberen Kniehebel (6), einem festen Drehzapfen (5), wobei der obere Kniehebel (6) an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen (5) angeordnet ist, wobei der obere Kniehebel an einem Ende mit dem Antriebsverbindungsglied (12) verbunden ist und an seinem anderen Ende mit einem unteren Kniehhebel (4), über das der obere Kniehebel (6) mit einem Schlitten (3) verbunden ist; sowie einem Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen (13) begrenzt, das das Antriebsglied (11) mit dem Antriebsverbindungsglied (12) verbindet.
Presse nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe besteht aus: einem verbindenden Drehzapfen (13), der von dem Antriebsglied (11) emporragt; einem dritten Glied (18), das an einem Ende mit dem Drehzapfen (13) verbunden ist; einer Welle (15A), die drehbar an einem Rahmen gelagert ist; einem Arm (16), der an einem Ende mit der Welle (15A) verbunden ist; wobei das andere Ende des Arms (16) mit dem anderen Ende des dritten Glieds (18) verbunden ist; und einem Drehantrieb für die Welle (15A).
Presse nach Anspruch 2, wobei der Drehantrieb aus einem Schneckenrad (15), das an der Welle (15A) befestigt ist, sowie aus einer Schneckenwelle (36) besteht, die mit dem Schneckenrad kämmt.
Presse nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe Mittel zur Fixierung der Welle (15A) besitzt, die aus einem beweglich mit der Welle verbundenen Haltezylinder (35), einer Klaue (15B) auf der Welle, die einen Bewegungsspielraum des Haltezylinders begrenzt und einer Druckvorrichtung bestehen, die den Haltezylinder und die Klaue mit unter Druck stehendem Öl versorgt.
Presse nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe aus einem Bolzen (23) besteht, der auf dem Antriebsglied (11) emporragt, sowie einem Zahnrad (24), das eine Führungsnut (25) für den Bolzen (23) aufweist, wobei Einstellmittel für die Einstellung des Drehwinkels des Zahnrades (24) vorhanden sind.
Presse nach Anspruch 5, wobei das dritte Glied (18) den verbindenden Drehzapfen (13) sich linear bewegen läßt.
Presse nach Anspruch 2, wobei das dritte Glied (18) den verbindenden Drehzapfen (13) sich bogenförmig bewegen läßt.
Presse nach Anspruch 3, wobei die Mittelachse des verbindenden Drehzapfens (13) einen Versatz zu der Mittelachse des Schneckenrads (15) aufweist.
Presse nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Einstellung des Winkels des Zahnrads (24) für eine geringe Umkehrbeschleunigung sorgen, wenn sich die Presse im oberen Totpunkt befindet.
Presse nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Einstellung des Winkels des Zahnrads (24) für ein Verharrungsintervall sorgen, wenn sich die Pressse im unteren Totpunkt befindet, so daß sich die Position des unteren Totpunkts nicht ändert, wenn die Hubhöhe verstellt wird.