DE10139029A1

DE10139029A1 - Forming press drive system, has crankshaft or eccentric shaft driven by at least two compact drive units

Info

Publication number: DE10139029A1
Application number: DE2001139029
Authority: DE
Inventors: Rainer Reichenbach; Erich Harsch
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: DE10139029B4; DE10139029C5

Abstract

At least two compact drive units (2, 2) are used to drive the crankshaft (9) or eccentric shaft. The compact drive comprises a motor (3), a belt drive (4, 5), a fly-wheel (6), a clutch/brake combination (7) and an orbital gear (8). The tappet (11) is moved by crankshafts or eccentric shafts via at least one connecting rod (10).

Description

Die Erfindung betrifft Umformmaschinen die mechanisch angetrieben werden. Insbesondere schlägt die Erfindung die Anordnung eines Antriebssystems vor, welches in einer Art Baukasten flexibel für Pressen mit unterschiedlichen Leistungsdaten einsetzbar ist. The invention relates to mechanical forming machines are driven. In particular, the invention proposes the Arrangement of a drive system, which in a kind Modular system for presses with different Performance data can be used.

State of the art

Hohe Anforderungen werden an das Betriebsverhalten von Pressen gestellt. Bezogen auf den Pressenantrieb sind dieses beispielhaft eine hohe Dynamik, hohe Taktzahlen im Einzelhubbetrieb, regelbare Geschwindigkeiten, hohe Drehmomente und ein spezieller Geschwindigkeitsverlauf des Stößels, bezogen auf den jeweiligen Umform- oder Schneidvorgang. Zusätzlich muß der Antrieb auch für die Verarbeitung unterschiedlicher Werkstoffe ausgelegt sein, sowohl bei einer Kalt- als auch bei einer Warmumformung. High demands are placed on the operating behavior of presses posed. These are related to the press drive exemplary high dynamics, high number of cycles in Single stroke operation, adjustable speeds, high torques and a special speed curve of the ram on the respective forming or cutting process. In addition must the drive also for processing different Materials are designed, both with a cold and with a hot forming.

Bekannt für den Antrieb kleiner Pressen sind sogenannte Kompaktantriebe, wie sie z. B. im Handbuch der Umformtechnik der Schuler GmbH, Ausgabe 1996, auf Seite 63 beschrieben sind. Known for driving small presses are so-called compact drives, such as those used for. B. in the manual of the forming technology of Schuler GmbH, edition 1996 , on page 63 are described.

Diese Kompaktantriebe bestehen aus einem Motor mit Riemenscheibe und Riemen, einem Schwungrad, Kupplung, Bremse und Planetengetriebe. Ein frequenzgeregelter Drehstrommotor treibt dabei über einen Riementrieb ein Schwungrad an welches über eine Kupplungs-/Bremskombination und einem Planetengetriebe mit der Exzenter- oder Kurbelwelle verbunden ist. Auf ein Vorgelege kann verzichtet werden und die gesamte Einheit hat bei einem niedrigen Massenträgheitsmoment einen hohen Wirkungsgrad. These compact drives consist of a motor with a pulley and belts, a flywheel, clutch, brake and Planetary gear. A frequency-controlled three-phase motor drives a flywheel to which via a belt drive Clutch / brake combination and a planetary gear with the Eccentric or crankshaft is connected. Can on a countershaft be dispensed with and the entire unit has one low moment of inertia high efficiency.

Weiterhin vorteilhaft sind die erzielbaren kleinen Bremswinkel, die hohe Lebensdauer und die geringen Wartungskosten. Nachteilig ist die Beschränkung auf Pressen mit kleinen Umformkräften, da bei Anlagen mit hohen Kräften die Dimensionen des Kompaktantriebs derart groß sind, dass eine Verwendung nur mit erheblichem baulichen Aufwand möglich ist. Insbesondere die bevorzugte sog. fliegende Anordnung ist bei diesen Dimensionen äußerst ungünstig. The achievable small braking angles are also advantageous, the long service life and low maintenance costs. adversely is the restriction to presses with small forming forces, because for systems with high forces, the dimensions of the Compact drives are so large that they can only be used with considerable construction effort is possible. especially the preferred so-called flying arrangement is in these dimensions extremely inconvenient.

Object and advantage of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mechanischen Antrieb von Pressen so zu gestalten, dass der Einsatz der bei kleineren Pressen verwendeten Kompaktantriebe auch in Pressen mit mittleren und hohen Umformkräften möglich ist. The invention has for its object the mechanical To design the drive of presses so that the use of the Smaller presses also used compact drives in presses with medium and high forming forces is possible.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Pressenantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. This task is based on a press drive after the Preamble of claim 1, by the characterizing features of claim 1 solved.

In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen vorgeschlagen. In the dependent claims, advantageous and expedient Further training proposed.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde Exzenter- oder Kurbelwellen von mittleren und großen Pressen so zu gestalten, dass pro Welle mindestens ein Kompaktantrieb einsetzbar ist. Ohne Probleme kann dabei auch jedes Wellenende mit einem Kompaktantrieb verbunden werden, d. h. pro Kurbelwelle zwei Antriebe. Nach dem Prinzip eines Baukastens kommen kostengünstige Standard-Baugruppen zum Einsatz. Ein weiterer Vorteil besteht in der Dimensionierung der Triebwerksteile. Bei idealer symmetrischer Stößelbelastung ist kein wesentlicher Unterschied in den Abmessungen bei Verwendung von einem oder zwei Kompaktantrieben pro Welle. Somit führt eine Verdoppelung der Preßkräfte nicht im gleichen Maße zu einer entsprechenden größeren Dimensionierung der Exzenter- oder Kurbelwelle. Dieser Vorteil ergibt eine Reduzierung der Massenkräfte und der Kosten. The invention is based on the idea of eccentric or To design crankshafts of medium and large presses that at least one compact drive can be used per shaft. Each shaft end can also have one without any problems Compact drive can be connected, d. H. two per crankshaft Drives. Come on the principle of a modular system inexpensive standard assemblies. Another The advantage is the dimensioning of the engine parts. at ideal symmetrical tappet loading is not essential Difference in dimensions when using one or two compact drives per shaft. This leads to a doubling the pressing forces are not equal to a corresponding one larger dimensions of the eccentric or crankshaft. This The advantage is a reduction in mass forces and costs.

Die Erfindung bezieht sich nicht auf Pressen mit Vorgelegewellen und Gelenkantrieben. The invention does not relate to presses with countershafts and articulated drives.

Der Leistungsfluß des hier vorgeschlagenen Pressenantriebes ist wie folgt:
Die Antriebsenergie fließt über einen in seiner Drehzahl regelbaren Antriebsmotor, mit angebauter Riemenscheibe, über Riemen auf das Schwungrad und von dort über eine Kupplungs- /Bremskombination und über ein Planetengetriebe auf die Exzenter- oder Kurbelwelle. Der Stößel ist mit den Antriebswellen über Pleuel und gegebenenfalls Druckpunkten verbunden. Über die Pleuel erfolgt der Kraftfluß von Stößel zum Triebwerk. Je nach der Anzahl der verwendeten Pleuel zur Stößelaufhängung unterscheidet man zwischen Ein-, Zwei- und Vierpunktpressen. Nach Anordnung der Antriebswellen unterscheiden sich Längs- und Querwellen-Pressen. The power flow of the press drive proposed here is as follows:
The drive energy flows via a speed-adjustable drive motor with attached pulley, belt to the flywheel and from there via a clutch / brake combination and a planetary gear to the eccentric or crankshaft. The tappet is connected to the drive shafts via connecting rods and possibly pressure points. The power flow from the tappet to the engine takes place via the connecting rods. Depending on the number of connecting rods used for ram suspension, a distinction is made between one, two and four-point presses. Longitudinal and transverse shaft presses differ according to the arrangement of the drive shafts.

Für die Energieeinleitung zum Stößelantrieb wird dabei bisher in der Regel ein Hauptmotor verwendet. Gemäß der Erfindung wird die Leistung des Hauptmotor aufgeteilt auf mehrere Antriebsmotoren, bevorzugt mit gleicher Leistung. Diese Anordnung gewährleistet eine sehr kompakte, platzsparende und steife Ausführung der Pressen. Die günstig bauenden Kompaktantriebe können außerhalb oder im äußeren Ständerbereich angebaut werden. Die im Kraftfluß liegenden Baugruppen, wie Stößel, Pleuel und Exzenterwelle können optimal gelagert und geführt werden, wodurch Kippungen und Biegungen minimiert werden. For the energy input to the tappet drive is so far in usually uses a main engine. According to the invention, the Main motor output divided over several drive motors, preferably with the same performance. This arrangement ensures a very compact, space-saving and rigid version of the Press. The inexpensive compact drives can be outside or be installed in the outer stand area. The one in the flow of power horizontal assemblies, such as tappets, connecting rods and eccentric shafts can be optimally stored and guided, thereby causing tilts and bends are minimized.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, in der einige Ausführungsbeispiele bei einer Kurbelpresse dargestellt sind. Es zeigen: Further details and advantages of the invention emerge also from the following description of the figures, in which some Exemplary embodiments are shown in a crank press. Show it:

Fig. 1 Schematische Darstellung einer Kurbelpresse in der Frontansicht; Fig. 1 Schematic representation of a crank press in the front view;

Fig. 2 Draufsicht auf die Antriebswelle einer 2-Punkt-Presse; Fig. 2 top view of the drive shaft of a 2-point press;

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch 4-Punkt-Presse; Fig. 3 as Fig 2, but 4-point press.

Fig. 4 wie Fig. 3, jedoch 4 Antriebe. Fig. 4 as Fig. 3, but 4 drives.

Description of the invention

Fig. 1 zeigt eine Kurbelpresse 1 mit Kompaktantrieben 2, jeweils bestehend aus einem Antrieb 3, Riemenscheibe 4, Riemen 5, Schwungrad 6, Kupplungs-/Bremskombination 7, Planetengetriebe 8 welches mit Kurbelwelle 9 in Wirkverbindung steht. Über Pleuel 10 ist der Stößel 11 mit der Kurbelwelle 9 verbunden. Fig. 1 shows a crank press 1 with compact drives 2 , each consisting of a drive 3 , pulley 4 , belt 5 , flywheel 6 , clutch / brake combination 7 , planetary gear 8 which is operatively connected to crankshaft 9 . The plunger 11 is connected to the crankshaft 9 via connecting rods 10 .

Beispielhaft wird die Kurbelwelle 9 durch 2 Kompaktantriebe 2, 2' angetrieben. Die Darstellung zeigt den Stößel 11 in seinem unteren Totpunkt, d. h. bei geschlossenem Werkzeug oder Form. As an example, the crankshaft 9 is driven by two compact drives 2 , 2 '. The illustration shows the plunger 11 in its bottom dead center, ie with the tool or mold closed.

Eine Draufsicht, als Schnitt durch die Kurbelwelle 9, zeigt Fig. 2. Die zweifach vorhandenen Pleuel 10 zeigen beispielhaft eine Zweipunktpresse in Längswellenausführung. Auf die Kurbelwelle 9 wirken die Kompaktantriebe 2, 2'. A top view, as a section through the crankshaft 9 , is shown in FIG. 2. The connecting rods 10, which are present in duplicate, show an example of a two-point press in a longitudinal shaft design. The compact drives 2 , 2 'act on the crankshaft 9 .

In Fig. 3 ist eine Vierpunktpresse in Querwellenausführung dargestellt. Auf zwei parallel zueinander angeordnete Kurbelwellen 9, 9' befinden sich jeweils zwei Pleuel 10, 10' angeordnet. Jede Kurbelwelle 9, 9' wird durch einen Kompaktantrieb 2, 2' angetrieben. Die Kompaktantriebe 2, 2' sind diagonal zueinander angeordnet, wodurch der Abstand A der Kurbelwelle 9, 9' besonders gering ausgeführt werden kann. In Fig. 3, a four-point press is shown in cross-shaft design. Two connecting rods 10 , 10 'are each arranged on two crankshafts 9 , 9 ' arranged parallel to one another. Each crankshaft 9 , 9 'is driven by a compact drive 2 , 2 '. The compact drives 2 , 2 'are arranged diagonally to one another, whereby the distance A of the crankshaft 9 , 9 ' can be made particularly small.

Insbesondere bei der Massivumformung ist dieses sehr vorteilhaft. Auf eine kleine Stößelfläche wirken dabei sehr hohe Umformkräfte oder Prellschläge die durch den geringen Abstand der Stößelaufhängung sicher aufgenommen werden. Um die Abstände zur Kraftaufnahme weiter zu verringern ist auch eine schräge Pleuellage im unteren Totpunkt möglich. Die Schräglage der Pleuel 10, 10' wird erreicht wenn das Maß der Anlenkpunkte am Stößel nochmals gegenüber dem Kurbelwellenabstand A verringert wird. Eine Zwangssynchronisation der beiden Kurbelwellen 9, 9' wird durch den Zahnradtrieb 11 erreicht, dessen Zahnräder fest mit den jeweiligen Kurbelwellen 9, 9' verbunden sind. Bei Entfall von jeweils einem Pleuel 10, 10' kann die Anordnung ohne Probleme auch für eine Zweipunktpresse verwendet werden. Bei gleichen Leistungen der Kompaktantriebe 2, 2' in Fig. 2 und Fig. 3 sind auch die Leistungsdaten der Kurbelpressen gleich. This is very advantageous in particular for massive forming. Very small forming forces or bounce impacts act on a small ram surface, which are safely absorbed by the small distance between the ram suspension. In order to further reduce the distances to the force absorption, an oblique connecting rod position at bottom dead center is also possible. The inclined position of the connecting rods 10 , 10 'is achieved when the dimension of the articulation points on the tappet is reduced again compared to the crankshaft spacing A. A forced synchronization of the two crankshafts 9 , 9 'is achieved by the gear drive 11 , the gears of which are firmly connected to the respective crankshafts 9 , 9 '. If one of the connecting rods 10 , 10 'is omitted, the arrangement can also be used without problems for a two-point press. For the same benefits of the compact drives 2, 2 'in Fig. 2 and Fig. 3 are also the performance of the crank presses the same.

Eine Kurbelpresse mit etwa dem doppelten Leistungsvermögen würde eine Anordnung der Kompaktantriebe 2, 2' gemäß Fig. 4 entsprechen. Hierbei steht jedes Ende der Kurbelwellen 9, 9' mit einem Kompaktantrieb 2, 2' in Verbindung. Die Zwangssynchronisation bewirkt wiederum Zahnradtrieb 11. A crank press with approximately twice the performance would correspond to an arrangement of the compact drives 2 , 2 'according to FIG. 4. Each end of the crankshafts 9 , 9 'is connected to a compact drive 2 , 2 '. The forced synchronization in turn effects gear drive 11 .

Erkennbar ist aus dieser Fig. 4 auch, dass bei einer annähernd gleichen Preßkraftverteilung die Kurbelwellen 9, 9' nicht wesentlich größer dimensioniert werden müssen als z. B. in der Anordnung gemäß Fig. 3. It can also be seen from this FIG. 4 that the crankshafts 9 , 9 'do not have to be dimensioned substantially larger than z. B. in the arrangement of FIG. 3rd

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann die Anordnung bei Verwendung von Kompaktantrieben bei einer Zweiwellenausführung auch parallel zueinander erfolgen. Auch der eigentliche Motor ist nicht auf einen Elektromotor beschränkt und kann durch andere Energieformen, wir z. B. Hydraulik, angetrieben werden. The invention is not limited to that shown and described Embodiments limited. It also includes everyone professional training within the scope of Patent claims. So the arrangement when using Compact drives also parallel in a two-shaft version to each other. The actual engine isn't on either one electric motor and can be limited by others Forms of energy, e.g. B. hydraulics.

Claims

1. Arrangement of compact drives ( 2 ), consisting of motor ( 3 ), belt drive ( 4 , 5 ), flywheel ( 6 ), clutch / brake combination ( 7 ) and planetary gear ( 8 ), for presses ( 1 ) without countershaft gear stage , in which the movement of the tappet ( 11 ) is initiated by crank or eccentric shafts ( 9 ) via at least connecting rods ( 10 ), characterized in that at least two compact drives ( 2 ) are provided for driving the crank or eccentric shafts ( 9 ).

2. Arrangement of compact drives ( 2 ) according to claim 1, characterized in that two compact drives ( 2 ) are provided in presses with a crank or eccentric shaft ( 9 ).

3. Arrangement of compact drives ( 2 ) according to claim 1, characterized in that two or four compact drives ( 2 , 2 ') are provided in presses with two crank or eccentric shafts ( 9 , 9 ').

4. Arrangement of compact drives ( 2 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that in presses with two crank or eccentric shafts ( 9 , 9 ') and two compact drives ( 2 , 2 ') these are arranged diagonally to one another.