DE10138664A1

DE10138664A1 - Press and method of operating the press

Info

Publication number: DE10138664A1
Application number: DE2001138664
Authority: DE
Inventors: Anton Bauch; Wilfried Markeli
Original assignee: KOMAGE GELLNER MASCHF; Komage Gellner Maschinenfabrik KG
Current assignee: KOMAGE GELLNER MASCHF; Komage Gellner Maschinenfabrik KG
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-20
Also published as: EP1281508A2; EP1281508A3

Abstract

Um eine schneller als hydraulische Pressen arbeitende Presse, aber gleichfalls mit einem steuerbaren Hub-Zeit-Verlauf, für die Herstellung von Formteilen aus einer feinkörnigen Masse zu schaffen, wird eine Exzenterpresse mit einem einen Elektromotor aufweisenden Drehantrieb versehen, dessen Winkelgeschwindigkeit während eines Preßzyklus veränderbar ist. DOLLAR A Damit wird auf die Vorteile des Gleichlaufs und der Schwungmasse und vorzugsweise auch des Getriebes bei einer Exzenterpresse verzichtet. Dennoch bleibt eine schnelle Arbeitsfolge, zum Teil hier auf andere Weise, erhalten. DOLLAR A Es kann ein Elektromotor mit einem entsprechend starken Drehmoment eingesetzt werden, dessen Winkelgeschwindigkeit auf einer Umdrehung geändert werden kann, vorzugsweise bis hin in den negativen Bereich, d. h. auch Stillstände und sogar Pilgerschritte sind möglich. Geeignet sind insoweit insbesondere ein Schrittmotor und ein Servomotor. DOLLAR A Die gesamte Bewegung des Elektromotors und der Exzenterwelle kann als eine hin- und hergehende Schwenkbewegung ausgeführt werden; der dabei überstrichene Winkel beträgt vorzugsweise weniger als 180 DEG . DOLLAR A Damit können aus dem Umlaufwinkel der Exzenterwelle günstige Bereiche herausgeschnitten werden.In order to create a press that works faster than hydraulic presses, but also with a controllable stroke-time profile, for the production of molded parts from a fine-grained mass, an eccentric press is provided with a rotary drive having an electric motor, the angular speed of which can be changed during a press cycle , DOLLAR A This dispenses with the advantages of synchronism and the flywheel mass and preferably also the gearbox in an eccentric press. Nevertheless, a quick work sequence remains, partly here in a different way. DOLLAR A An electric motor with a correspondingly strong torque can be used, the angular speed of which can be changed in one revolution, preferably down to the negative range, i. H. standstills and even pilgrimage steps are possible. In this respect, a stepper motor and a servomotor are particularly suitable. DOLLAR A The entire movement of the electric motor and the eccentric shaft can be carried out as a reciprocating swiveling movement; the angle swept is preferably less than 180 °. DOLLAR A This allows favorable areas to be cut out of the circumferential angle of the eccentric shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse mit einem steuerbaren Hub-Zeit-Verlauf für die Herstellung von Formteilen aus einer feinkörnigen Masse. The invention relates to a press with a controllable stroke-time profile for production of molded parts from a fine-grained mass.

Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Presse. It also relates to a method for operating the press.

Der Hub-Zeit-Verlauf der den Presshub unmittelbar erzeugenden hydraulischen Pressen der vorgenannten Art kann praktisch beliebig gesteuert werden durch entsprechende Steuerung der Strömungsmenge der zugeführten Hydraulikflüssigkeit. Damit lassen sich z. B. Leerhubwege außerhalb der Matrize schneller durchfahren, Verzögerungen der Pressung zur Entlüftung einrichten und anderes mehr. The stroke-time profile of the hydraulic presses directly generating the press stroke the aforementioned type can be controlled practically arbitrarily by appropriate control the flow rate of the hydraulic fluid supplied. This allows z. B. idle stroke Drive through faster outside the die, delays in pressing for ventilation set up and more.

In Exzenterpressen wird der Hub aus einer rotierenden Exzenterwelle über Pleuel hergeleitet. Der Drehantrieb der Exzenterwelle besteht regelmäßig aus einem Elektromotor mit einer Schwungmasse und einem Getriebe. Vorteile der Exzenterpresse sind in der Hauptsache eine schneüe Arbeitsfolge und ein von vornherein günstiger Kraft-Weg-Verlauf beim Hub insofern, als gerade am Ende des Preßhubes die größte Kraft erzeugt wird. Dabei kann der Motor gleichmäßig durchlaufen und infolgedessen durch die Schwungmasse unterstützt werden. In eccentric presses, the stroke is derived from a rotating eccentric shaft via connecting rods. The rotary drive of the eccentric shaft regularly consists of an electric motor with a Flywheel and a gear. The main advantages of the eccentric press are one Snowy work sequence and a favorable force-displacement curve from the outset in the sense that when the greatest force is generated just at the end of the press stroke. The engine can Run through evenly and are consequently supported by the flywheel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schneller arbeitende Presse der eingangs genannten Art zu schaffen. The invention has for its object a faster working press of the beginning to create the kind mentioned.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erfüllt, dass eine Exzenterpresse mit einem einen Elektromotor aufweisenden Drehantrieb versehen ist, dessen Winkelgeschwindigkeit während eines Preßzyklus' veränderbar ist. According to the invention, this purpose is achieved in that an eccentric press with a an electric motor having a rotary drive is provided, the angular velocity is changeable during a press cycle.

Damit wird auf die Vorteile des Gleichlaufs und der Schwungmasse und vorzugsweise auch des Getriebes bei einer Exzenterpresse verzichtet. Dennoch bleibt eine schnelle Arbeitsfolge, zum Teil hier auf andere Weise, erhalten. This is based on the advantages of synchronism and the flywheel and preferably also of the gearbox in an eccentric press. Still there is a quick sequence of work, partly here in a different way.

Es kann ein Elektromotor mit einem entsprechend starken Drehmoment eingesetzt werden, dessen Winkelgeschwindigkeit auf einer Umdrehung geändert werden kann, vorzugweise bis hin in den negativen Bereich, d. h. auch Stillstände und sogar Pilgerschritte sind möglich. Geeignet sind insoweit insbesondere ein Schrittmotor und ein Servomotor. An electric motor with a correspondingly strong torque can be used, whose angular velocity can be changed in one revolution, preferably to towards the negative range, d. H. standstills and even pilgrimage steps are possible. In this respect, a stepper motor and a servomotor are particularly suitable.

Stattdessen kann auch ein Asynchronmotor eingesetzt werden, der über eine steuerbare Kupplung mit der Exzenterwelle verbunden ist. Der Asynchronmotor läuft ununterbrochen und wird an- und abgekuppelt, so dass die Winkelgeschwindigkeit des Antriebs zwischen einem festen Wert und null veränderbar ist. In der Regel wird dafür die Kupplung mit einer Bremse kombiniert sein nach Art eines Bremsmotors, der insofern ebenfalls eingesetzt werden kann. Mit zwei an den beiden Enden der Exzenterwelle angeordneten Asynchronmotoren mit zueinander umgekehrter Laufrichtung kann auch die Winkelgeschwindigkeit dieses Drehantriebs in den negativen Bereich wechseln. Instead, an asynchronous motor can also be used, which has a controllable one Coupling is connected to the eccentric shaft. The asynchronous motor runs continuously and is coupled and uncoupled so that the angular speed of the drive between one fixed value and zero is changeable. As a rule, the clutch is equipped with a brake be combined in the manner of a brake motor, which can also be used in this respect. With two asynchronous motors arranged on both ends of the eccentric shaft Reverse direction of rotation can also the angular velocity of this Change the rotary drive to the negative range.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht demgemäß in einem Betrieb der Exzenterpresse in der Weise, dass die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs während eines Preßzyklus' verändert wird. The method according to the invention accordingly consists in operating the eccentric press in the way that the angular speed of the rotary drive during a press cycle is changed.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Winkelgeschwindigkeit in Form von Richtungsänderung verändert wird, wird die gesamte Bewegung des Elektromotors und der Exzenterwelle als eine hin- und hergehende Schwenkbewegung ausgeführt; der dabei überstrichene Winkel beträgt vorzugsweise weniger als 180°. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, in which the Angular velocity is changed in the form of change of direction, the entire movement of the electric motor and the eccentric shaft as a reciprocating pivoting movement performed; the swept angle is preferably less than 180 °.

Damit können aus dem Umlaufwinkel der Exzenterwelle günstige Bereiche herausgeschnitten werden. Beispielsweise wird ein bis zu dem Totpunkt, der das Ende des Presshubes darstellt, gehender Bereich genutzt und ein an den anderen Totpunkt anschließender Bereich, in dem kein Hub benötigt wird und überdies die Hubbewegung unnötig langsam ist, zeitsparend weggeschnitten. This allows favorable areas to be cut out of the circumferential angle of the eccentric shaft become. For example, up to the dead center, which represents the end of the press stroke, used area and an area adjoining the other dead center in which no stroke is required and the stroke movement is unnecessarily slow, time-saving cut away.

Die Zeichnungen geben Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder. The drawings show exemplary embodiments of the invention.

Fig. 1 zeigt eine Exzenterpresse in Ansicht, Fig. 1 shows an eccentric in view,

Fig. 2 bis 6 zeigen Hub-Zeit-Diagramme als Beispiele der Betriebsweise der Exzenterpresse. Figs. 2 to 6 show hub-time diagrams as examples of the operation of the eccentric press.

In Fig. 1 ist ein Pressengestell 1 zu erkennen mit einem Basisteil 2, zwei von dem Basisteil 2 aus nach oben sich erstreckenden Säulen 3 und einem deren obere Enden verbindenden Querteil 4. In Fig. 1, a press frame 1 can be seen with a base part 2, connecting two of the base part 2 of upwardly extending columns 3 and the upper ends of cross member 4.

Die Säulen 3 bestehen aus auf einem unteren Abschnitt ihrer Länge von Hülsen 5 umgebenen, diesen gegenüber an ihren Enden durch Bälge 6 abgedichteten, nicht sichtbaren Zugstangen. The columns 3 consist on a lower section of their length surrounded by sleeves 5 , which are sealed against them at their ends by bellows 6 , not visible tie rods.

Das zu einem geschlossenen Gehäuse ausgestaltete Basisteil 2 ist in Fig. 1 offen dargestellt. Man erkennt darin eine bei 40 gelagerte Exzenterwelle 7 mit zwei Exzentern 8 und zwei Pleueln 9, die mit den erwähnten Zugstangen verbunden sind. The base part 2 designed to form a closed housing is shown open in FIG. 1. One recognizes therein an eccentric shaft 7 mounted at 40 with two eccentrics 8 and two connecting rods 9 , which are connected to the mentioned pull rods.

Ein außen an dem Basisteil 2 angesetzter, nur schematisch dargestellter Elektromotor 10 ragt mit seiner Abtriebswelle 11 in das Gehäuse und durch das hohle rechte Exzenter 8 hindurch in die, hierdurch angetriebene, Exzenterwelle 7. Ein zweiter Elektromotor könnte, vorzugsweise winkelversetzt, gegenüber auf der anderen Seite des Basisteils 2 angesetzt sein. An externally attached to the base part 2 , only schematically represented electric motor 10 projects with its output shaft 11 into the housing and through the hollow right eccentric 8 into the eccentric shaft 7 driven thereby. A second electric motor, preferably offset at an angle, could be positioned opposite on the other side of the base part 2 .

Ferner nimmt das Basisteil 2 einen hydraulischen Hubzylinder 12 auf. Dessen Kolbenstange 13 tritt in der Mitte zwischen den Säulen 3 oben aus dem Basisteil 2 als ein kurzer Stempel heraus, der eine Kupplungsplatte 14 trägt. Furthermore, the base part 2 receives a hydraulic lifting cylinder 12 . Its piston rod 13 emerges in the middle between the columns 3 at the top from the base part 2 as a short stamp which carries a clutch plate 14 .

Auf dem Basisteil erhebt sich ferner eine ringförmige, starre Unterstempelabstützung 15. An annular, rigid lower punch support 15 also rises on the base part.

In das Pressengestell 1 ist ein, meist "Adapter" genannter, Einbaurahmen 16 eingesetzt, an dem die verschiedenen Teile einer Pressform angebracht sind. Der Einbaurahmen 16 erlaubt dabei die Bewegung eines Oberstempels 17 der Pressform und einer diesen sowie einen Unterstempel 18 umfassenden Matrize 19 gegenüber dem, feststehenden, Unterstempel 18 der Pressform:
Eine auf der Unterstempelabstützung 15 abgestützte und mit einer Spannvorrichtung 20 gehaltene Unterstempelaufnahme 21 des Einbaurahmens 16 ist fest in dem Pressengestell 1 angebracht. Diese dient zugleich als Führung für vier oben durch einen die Matrize 19 aufnehmenden Matrizentisch 23 starr verbundene Stangen 24; unten sind je zwei der Stangen 24 durch Füße 25 verbunden. In the press frame 1 , a mounting frame 16 , usually called an “adapter”, is inserted, on which the various parts of a press mold are attached. The mounting frame 16 allows the movement of an upper punch 17 of the press mold and a die 19 comprising it and a lower punch 18 relative to the fixed lower punch 18 of the press mold:
A lower punch receptacle 21 of the mounting frame 16, which is supported on the lower punch support 15 and held with a tensioning device 20 , is fixedly attached in the press frame 1 . This also serves as a guide for four rods 24 rigidly connected at the top by a die table 23 which holds the die 19 ; below two of the rods 24 are connected by feet 25 .

Die Füße 25 sind auf der erwähnten Kupplungsplatte 14 abgestützt und durch klemmende Kupplungsstücke 26 auch zugfest mit dieser verbunden. The feet 25 are supported on the coupling plate 14 mentioned and are also connected to it in a tensile manner by means of clamping coupling pieces 26 .

Der Matrizentisch 23 trägt vier Stangen 27, die in an einer Halteplatte 28 angeordneten Führungshülsen 29 verschieblich stecken. An der Unterseite der Halteplatte 28 ist der Oberstempel 17 der Pressform befestigt. The die table 23 carries four rods 27 which are displaceably inserted in guide sleeves 29 arranged on a holding plate 28 . On the underside of the holding plate 28 , the upper punch 17 of the mold is attached.

Die Halteplatte 28 ist ihrerseits mittels klemmender Kupplungsstücke 30 an einem Distanzstück 31 gehalten, das wiederum an einem hier nicht näher beschriebenen, mittels eines Steiltriebs 32 gegenüber dem Querteil 4 höhenverstellbaren Teil 33 des Pressengestells 1 befestigt ist. The holding plate 28 is in turn held by means of clamping coupling pieces 30 on a spacer 31 , which in turn is fastened to a part 33 of the press frame 1 which is height-adjustable by means of a steep drive 32 with respect to the transverse part 4 , by means of a steep drive 32 .

Schließlich umfasst der Einbaurahmen 16 eine auf den Stangen 24 geführte, mittels eines auf der Kupplungsplatte 14 abgestützten Hydraulikzylinders 34 verschiebbare Platte 35. Auf dieser ist ein die Unterstempelaufnahme 21 und den Unterstempel 18 durchstoßender Dom 36 angeordnet. Finally, the mounting frame 16 comprises a plate 35 guided on the rods 24 and displaceable by means of a hydraulic cylinder 34 supported on the coupling plate 14 . A dome 36 penetrating the lower die receptacle 21 and the lower die 18 is arranged on this.

Der Presshub wird vom Oberstempel 17 gegen den im im vorliegenden Beispiel feststehenden Unterstempel 18 ausgeführt durch Absenken des Querteils 4 mittels der Zugstangen. Dabei gleitet die Halteplatte 28 mit den Führungshülsen 29 auf den Stangen 27. The pressing stroke is carried out by the upper punch 17 against the lower punch 18, which is fixed in the present example, by lowering the cross member 4 by means of the pull rods. The holding plate 28 slides with the guide sleeves 29 on the rods 27 .

Der Hubzylinder 12 dient der Verschiebung der Matrize 19 beim Pressvorgang gleichfalls nach unten (und später zum Abziehen der Matrize von dem fertigen Formling). Dabei gleiten die Stangen 24 in der Unterstempelaufnahme 21 und wiederum die Stangen 27 in den Führungshülsen 29, sofern der Oberstempel 17 nicht mitgeht. The lifting cylinder 12 also serves to move the die 19 downward during the pressing process (and later to pull the die off the finished molding). The rods 24 slide in the lower punch receptacle 21 and in turn the rods 27 in the guide sleeves 29 , provided the upper punch 17 does not move.

Der Dom 36 kann ohne Bewegung durch seinen Hydraulikzylinder 34 zugleich mit der Matrize 19 verschoben werden, durch den Hydraulikzylinder 34 aber, auch gleichzeitig, außerdem unabhängig. The dome 36 can be moved without movement by its hydraulic cylinder 34 at the same time as the die 19 , but also, independently of it, by the hydraulic cylinder 34 .

Zu verarbeitende Materialien sind insbesondere pulverförmige Ausgangsstoffe für Sinterwerkstoffe, wie Sintereisen, Hartmetall, Oxid-, Karbid- und Silikatkeramik, aber auch beispielsweise Kunststoffe. Materials to be processed are in particular powdery starting materials for Sintered materials such as sintered iron, hard metal, oxide, carbide and silicate ceramics, but also for example Plastics.

Der Elektromotor 10, beispielsweise ein Schrittmotor, wird gesteuert durch ein Steuergerät 37, das eine einstellbare Prozesssteuerung aufweist. The electric motor 10 , for example a stepper motor, is controlled by a control device 37 , which has an adjustable process control.

Fig. 3 zeigt eine erste mit dem neuen Antrieb an einer Exzenterpresse mögliche Hub-Zeit- Kurve. Im Vergleich mit der in Fig. 2 dargestellten bei gleichmäßiger Drehung vorhandenen Sinuskurve ist die Drehung in einem ersten Abschnitt 41 beschleunigt, in einem zweiten Abschnitt 42 verzögert usw. Der untere Totpunkt 43 wird erst später erreicht. Die Kurvenabschnitte bis zum unteren Totpunkt 43 sind gerade. Fig. 3 shows a first stroke-time curve possible with the new drive on an eccentric press. In comparison with the sine curve shown in FIG. 2 with uniform rotation, the rotation is accelerated in a first section 41 , decelerated in a second section 42 , etc. Bottom dead center 43 is only reached later. The curve sections up to the bottom dead center 43 are straight.

Im Falle der Fig. 4 führt das Exzenter eine Pendelbewegung aus. Auf einem Abschnitt 44 steht das Exzenter still, dann geht seine Bewegung zurück. Am oberen Totpunkt 44 geht die Drehung gleichmäßig weiter, der Kurvenverlauf ist dort der gleiche wie in Fig. 2. In the case of Fig. 4, the eccentric carries out a pendulum movement. The eccentric stands still on a section 44 , then its movement decreases. At top dead center 44 , the rotation continues evenly, the course of the curve there is the same as in FIG. 2.

Nach Fig. 5 läuft das Exzenter um, aber mit zwischengeschalteten Rückbewegungen. According to FIG. 5, the cam rotates, but with intermediate backward motions.

Nach Fig. 6 schwenkt das Exzenter, mit sonst gleichmäßiger Bewegung, auf einem Winkel von 180° hin und zurück. According to FIG. 6, the eccentric pivots, with otherwise uniform motion at an angle of 180 ° and back.

Claims

1. Press with a controllable stroke-time profile for the production of molded parts from a fine-meshed mass, characterized in that an eccentric press is provided with a rotary drive having an electric motor ( 10 ), the angular speed of which can be changed during a press cycle.

2. Press according to claim 1, characterized, that the rotary drive consists of a stepper motor, a servo motor or a controllable clutch with the eccentric shaft connected asynchronous motor.

3. Press according to claim 1 or 2, characterized, that two electric motors are provided at the two ends of the eccentric shaft, preferably offset.

4. Press according to claims 2 and 3, characterized, that two asynchronous motors with opposite directions of rotation are provided.

5. A method for operating a press according to one of claims 1 to 4, characterized, that the angular speed of the rotary drive changes during a press cycle becomes.

6. The method according to claim 5, characterized, that the angular velocity is changed in the form of a change of direction.

7. The method according to claim 6, characterized, that the entire movement of the eccentric as a back and forth Swiveling movement is carried out.

8. The method according to claim 7, characterized, that the angle swept during the swivel movement is less than 180 °.