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Die
Erfindung betrifft eine Presse, beispielsweise für Blechteile oder auch zum
Massivumformen.
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Mechanische
Pressen weisen in der Regel einen Hauptantrieb mit einer von einem
oder mehreren Elektromotoren angetriebenen Welle auf, die einen
oder mehrere Exzenter antreibt, die ihrerseits über Pleuel direkt oder mittelbar über ein
Kniehebelgetriebe einen Stößel antreiben.
Die Hauptwelle ist mit einem Schwungrad verbunden, das Last schwankungen
ausgleicht und die Drehung der Hauptwelle vergleichmäßigt.
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Bei
solchen Pressen ist die Weg-Zeit-Kurve, die der Stößel zurücklegt,
durch das Exzentergetriebe oder ein evtl. Kniehebelgetriebe festgelegt.
Selbst wenn eine Hubverstellung vorgesehen ist kann die grundsätzliche
Weg-Zeit-Charakteristik nicht verstellt werden.
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Es
sind deshalb Servopressen vorgeschlagen worden, bei denen der einen
Stößel antreibende Exzenter
durch einen Servomotor angetrieben wird.
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Eine
solche Exzenterpresse ist aus der
DE 41 09 796 C2 bekannt. Danach wird vorgeschlagen, einen
Exzenter direkt an einen Servomotor zu kuppeln und den Stößel über ein
Pleuel mit dem Exzenter zu verbinden. Der obere und der untere Endpunkt einer
hin- und hergehenden Stößelbewegung
lässt sich
durch flexible Ansteuerung des Servomotors variabel festlegen. Dieser
führt keine
durchgehende Drehbewegung sondern eine hin- und hergehende Bewegung
aus. Je nach dem wie groß der
Winkelbereich der Drehung des Exzenters ist und je nach dem über welchen
Teil. der gesamten Exzenterkreisbahn der Exzenter tatsächlich bewegt
wird entstehen unterschiedlich große Hübe und Presskräfte.
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Bei
dieser Anordnung muss der Servomotor in jedem Moment die zum Umformen
des Werkstücks erforderliche
Kraft aufbringen. Ein Schwungrad zur Entlastung des Antriebsmotors
existiert nicht.
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Aus
der
EP 0 536 804 B1 ist
eine ebenfalls durch einen Servomotor angetriebene, jedoch mit einem
Kniehebelgetriebe versehene, Presse bekannt. Der Servomotor treibt
einen Exzenter über
ein Schneckengetriebe an, wobei der Exzenter über ein Pleuel mit dem Kniehebelgetriebe
verbunden ist. Durch entsprechende Ansteuerung des Servomotors entweder
in hin- und hergehender Betriebsweise oder im Durchlauf können gewünschte Weg-Zeit-Kurven
eingestellt werden. Jedoch muss auch hier die von dem Stößel aufzubringende
Maximalkraft vollständig
durch das Getriebe insbesondere das den Servomotor mit dem Exzenter
verbindende Getriebe übertragen
werden. Der ansonsten durch das Schwungrad vorhandene ausgleichende
Effekt, der das zwischen dem Antriebsmotor und dem Exzenter gelegene
Getriebe entlastet, entfällt
hier. Entsprechend hoch ist die Zahnbelastung an dem Schneckengetriebe.
Dies tritt insbesondere in Erscheinung, wenn eine solche Presse
für hohe
Presskräfte
ausgelegt werden soll.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine servomotorbetriebene
Presse zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist und eine
erhöhte
Belastbarkeit aufweist. Diese Aufgabe wird mit der Presse nach Anspruch
1 gelöst:
Die
erfindungsgemäße Presse
weist wenigstens einen, vorzugsweise aber zwei oder mehrere Servomotoren
auf, die den Stößel gemeinsam
antreiben.
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Der
Servomotor oder, falls mehrere vorhanden sind, die Servomotoren
arbeiten über
ein Getriebe auf den Stößel, das
ein Massenträgheitsmoment aufweist.
Dieses Massenträgheitsmoment
kann bedarfsweise durch ein zusätzliches
Schwungrad noch verstärkt
werden. Insgesamt ist das sich ergebende Massenträgheitsmoment
jedoch nicht so groß bemessen
wie bei herkömmlichen
Pressen, bei denen das Schwungrad genügend Energie speichert, um
einen Arbeitshub auszuführen.
Es ist vielmehr so gering, dass der Servomotor bzw. die Servomotoren das
Schwungrad aus dem Stillstand beschleunigen und wieder abbremsen
können,
wobei der Stößel bei einem
solchen Vorgang maximal einen Aufwärts- und einen Abwärtshub durchläuft. Wird
der Stößelweg in Analogie
zur Drehung einer Exzenterwelle in Grad gemessen, beträgt der genannte
Beschleunigungs- und Bremsweg somit höchstens 360°. Dies bedeutet, dass das Antriebsmoment
des Servomotors bzw. das Gesamtantriebsmoment aller Servomotoren
in Bezug auf das angeschlossene Massenträgheitsmoment so groß ist, dass
eine Beschleunigung von Null auf Solldrehzahl auf einem Stößelweg von
180° stattfinden
kann. Ebenso kann die durch die Servomotoren bewirkte Abbremsung
auf einem Weg von 180° stattfinden.
Dadurch wird es möglich,
einerseits die Presse im Reversierbetrieb mit variablen Hüben zu betreiben,
wobei das Schwungrad andererseits dafür sorgt, dass Kraftspitzen,
die sich aus der Werkstückbearbeitung
ergeben, nicht vollständig
von den Servomotoren aufgebracht werden müssen.
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Die
Antriebsverbindungen zwischen jedem Servomotor und der Schwungmasse
müssen
lediglich dem Maximalmoment eines Servomotors Stand halten. Dies
gilt sowohl für
den Fall, dass die Servomotoren beispielsweise jeweils über eigene
Exzenter und Pleuel mit dem Stößel verbunden
sind als auch für
den Fall, dass die Servomotoren beispielsweise auf einem gemeinsamen
Exzenter arbeiten. Ist beispielsweise im letzt genannten Fall ein
Exzenter vorgesehen, der drehfest mit einem Stirnrad größeren Durchmessers
verbunden ist, können
mit diesem Stirnrad die Ritzel mehrerer Servomotoren kämmen. Das
gesamte Antriebsmoment wird somit über mehrere Ritzel auf das
Stirnrad übertragen.
Die Anzahl der lasttragenden Zähne
des Stirnrads ist wesentlich größer als
bei Verwendung lediglich eines einzigen, entsprechend stärkeren Servomo tors,
dessen Ritzel mit dem Stirnrad kämmt.
Bei Verwendung mehrerer Servomotoren zum gemeinsamen Antrieb des
einen Stirnrads kann deshalb auf schmalere (in Axialrichtung kürzere) Zahnräder zurückgegriffen
werden, was Kosten senkt. Andererseits die Konstruktion wegen des
verteilten Kraftangriffs an mehreren Stellen des Umfangs des Stirnrads
robuster. Es kann somit gelingen die getriebeseitigen Nachteile,
die sich durch den Wegfall des Schwungrads ergeben, zu kompensieren
oder überzukompensieren.
Andererseits wird uneingeschränkt
der Vorzug erhalten, dass nahezu beliebige Weg-Zeit-Kurven eingestellt
werden können.
Insbesondere ist es möglich,
die Öffnungszeit
eines Werkzeugs zu verlängern,
d.h, den Stößel längere Zeit
in einer oberen Stellung verharren zu lassen. Durch diese Maßnahme kann
der Werkstücktransfer
erleichtert werden. Im Vergleich zu Exzenterpressen mit konstanter,
d.h. nicht durch gezielte Ansteuerung des Antriebsmotors verlangsamter
Exzenterbewegung während
der Werkzeugoffenposition wäre
zur Erzielung einer gleichen Werkzeugoffenzeit bei gleicher Hubzahl
ein wesentlich größerer Hub
erforderlich.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Servomotoren über
ein Getriebe miteinander zwangsgekoppelt, wodurch sie auch zwangssynchronisiert
sind. Dieses Grundkonzept ermöglicht eine
besonders einfache Steuerung der Servomotoren. Ein erster wird positionsgesteuert
oder positionsgeregelt betrieben und bildet einen Master. Die weiteren
mechanisch gekoppelten Servomotoren bilden Slaves ohne eigene Positionsregler.
Sie erhalten lediglich die gleichen Ansteuerimpulse wie das Master.
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Bei
einer verfeinerten Ausführungsform
werden die Slaves über
eigene Drehmomentregler angesteuert, die sicher stellen, dass die
Slaves das gleiche Drehmoment aufbringen wie der Master. Obwohl
diese Lösung
einen größeren Regelungsaufwand
erfordert, kann sie in Folge der erzielbaren gleichmäßigen Drehmomentverteilung
vorteilhaft sein.
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Es
ist aber auch möglich,
die Servomotoren grundsätzlich
unterschiedlich, einander ergänzend anzusteuern.
Beispielsweise einen ersten Servomotor positionsgeregelt und einen
zweiten oder weitere Servomotoren drehmomentgeregelt. Eine Steuereinrichtung
kann dann dem positionsgeregelten Servomotor eine Weg-Zeit-Kurve
und den ergänzenden weiteren
Servomotoren jeweils eine Drehmoment-Zeit-Kurve vorgeben. Es ist
möglich,
beide Kurven aufeinander dynamisch abzustimmen.
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Beispielsweise
kann die Drehmomentvorgabe von der an dem positionsgeregelten Servomotor auftretenden
momentanen Regelabweichung abhängig
gemacht werden.
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Es
wird insbesondere als vorteilhaft angesehen, mehrere Servomotoren
ein gemeinsames Stirnrad antreiben zu lassen, das mit einem Exzenter
verbunden ist. Ein solches Getriebe erweist sich als kostengünstig und
robust sowie steif. Weil die Kraftübertragung auf das Stirnrad über mehrere,
gleichzeitig mit dem Stirnrad kämmende
Ritzel erfolgt ist es möglich,
die gesamte zur Werkstückverformung
erforderliche Maximalkraft über
das so gebildete Getriebe zu leiten.
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Die
Servomotoren sind vorzugsweise als Bremsmotoren ausgebildet, d.h.
sie weisen entweder eine mechanische Bremse auf, die den Motor bremst wenn
dieser stromlos ist, oder sie können
durch elektrische Ansteuerung in vorgegebener Position gehalten
werden. Auf diese Weise können
Stößelbremsen entfallen
oder wesentlich einfacher ausgebildet werden als bisher. Das Abbremsen
und Arretieren des Stößels in
beliebigen oder in vorgegebenen Positionen können die Servomotoren übernehmen.
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Es
ist des Weiteren möglich,
unterschiedlich große
Hübe einzustellen.
Bei Bedarf kann jedoch in der Nähe
des unteren Totpunkts unabhängig
von der Größe des Hubs
jeweils ein gewünschter Weg-Zeit-Verlauf
des Stößels eingestellt
werden.
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Es
ist auch möglich,
die mehreren Servomotoren ohne mechanische Kupplung untereinander unabhängig voneinander
beispielsweise über
Exzentergetriebe oder über
andere, die Drehbewegung in eine Linearbewegung umsetzende, Getriebe
mit dem Stößel zu verbinden.
In diesem Fall sind vorzugsweise wenigstens zwei an dem Stößel an unterschiedlichen
Stellen angreifende Servomotoren positionsgeregelt betrieben. Es
ist hierdurch möglich,
beide Servomotoren synchron zu bewegen, um so eine parallele Stößelbewegung
zu erzielen. Es ist darüber
hinaus möglich,
gezielt unterschiedliche Bewegungskurven an beiden Servomotoren
zu fahren, so dass der Stößel nicht
nur eine lineare hin- und hergehende Bewegung sondern zusätzlich eine
Schwenkbewegung ausführt.
Weitere Servomotoren können
dann als Slaves an die beiden führenden
Masterservomotoren angeschlossen werden.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder
aus Ansprüchen. In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Presse mit mehreren Servomotoren in einer schematisierten Darstellung,
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2 eine
abgewandelte Ausführungsform einer
Presse mit mehreren Servomotoren in schematisierter Darstellung,
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3 mehrere
mechanisch gekoppelte Servomotoren einer Presse und deren Ansteuereinrichtung
in schematisierter Darstellung,
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4 eine
abgewandelte Ausführungsform einer
Steuereinrichtung für
mehrere Servomotoren in schematisierter Darstellung,
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5 zwei
einen gemeinsamen Stößel antreibende
Servomotoren und deren Steuereinrichtung in schematisierter Darstellung
und
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6 und 7 schematische
Darstellungen von Stößeln, die
von mehreren Servomotoren angetrieben sind.
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In 1 ist
eine Presse 1 veranschaulicht, deren in einem Pressengestell 2 auf
und ab bewegbarer Stößel 3 durch
zwei Exzenter 4, 5 auf und ab bewegbar ist, über die
er mit Pleueln 6, 7 verbunden ist. Die Pleuel 6, 7 greifen
an voneinander beabstandeten Stellen 8, 9 an dem
Stößel 3 an.
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Seitliche
Führungen 11, 12 legen
die vorzugsweise geradlinige Bahn des Stößels 3 in dem Pressengestell 2 fest.
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Die
Exzenter 4, 5, die auch als Kurbelzapfen angesehen
werden können,
sind exzentrisch um Drehachsen 14, 15 gelagert
und drehfest mit konzentrisch zu diesen Drehachsen 14, 15 angeordneten Stirnrädern 16, 17 verbunden.
Die Stirnräder 16, 17 sind
Teil eines Getriebes 18, zu dem Zahnräder 21, 22 gehören, die
die beiden Stirnräder 16, 17 miteinander
kuppeln. Die untereinander und mit den Stirnrädern 16, 17 kämmenden
Zahnräder 21, 22 stellen somit
einerseits eine Getriebeverbindung zwischen Stirnrädern 16, 17 her
und erzwingen deren gegensinnige synchrone Drehung. Andererseits
bilden sie Schwungmassen.
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Das
Stirnrad 16 ist von zwei Servomotoren 23, 24 angetrieben,
während
das Stirnrad 17 von zwei weiteren Servomotoren 25, 26 angetrieben
ist. Die Servomotoren 23, 24, 25, 26 tragen
an ihrem Abtrieb jeweils ein Ritzel 28, 29, 31, 32,
wobei die Ritzel 28, 29 mit dem Stirnrad 16 und
die Ritzel 31, 32 mit dem Stirnrad 17 kämmen. Sie
stehen an in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen mit
dem jeweiligen Stirnrad 16, 17 in Eingriff. Somit
ist der Stößel 3 insgesamt
vom vier Servomotoren 23, 24, 25, 26 angetrieben,
von denen jeweils zwei einen gemeinsamen Exzenter 4 bzw. 5 antreiben.
Pro Exzenter 4, 5 können bedarfsweise weitere ergänzende Servomotoren
vorgesehen werden, deren Ritzel dann ebenfalls mit dem jeweiligen
Stirnrad 16 oder 17 kämmen.
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Das
Trägheitsmoment
der aus den Schwungmassen und den übrigen Getriebeelementen gebildeten
Getriebes 18 ist gerade so groß bemessen, dass es die maximale
bei einer Stößelbewegung
von 180° von
den Servomotoren 23, 24 aufzubringende mechanische
Arbeit speichern kann und dabei von der Drehzahl Null auf Nenndrehzahl
beschleunigt wird. Somit kann das Getriebe einschließlich seiner
Schwungmassen durch die Servomotoren 23, 24 auch über einen
Stößelweg von
180° aus Nenndrehzahl
auf Null abgebremst werden. Unter Solldrehzahl bzw. Nenndrehzahl
wird in diesem Zusammenhang eine Drehzahl verstanden, die bei durchlaufendem
Betrieb eingestellt wird. Ein Abweichen von diesem Verhältnis zwischen
Antriebsdrehmoment der Servomotoren bzw. von diesen aufgebrachter
mechanischer Arbeit und von der Schwungmasse gespeicherter mechanischer
Arbeit von 1:1 unter den genannten Randbedingungen führt dazu, dass
entweder die Servomotoren übergroß bemessen
werden müssten
(zu kleines Schwungrad) oder andererseits kein Reversierbetrieb
der Presse mit vernünftiger
Hubzahl mehr möglich
wäre (zu
großes Schwungrad).
Erfindungsgemäß wird somit
ein Kompromiss erreicht, der es einerseits ermöglicht, die Flexibilität einer
servomotorbetriebenen Presse zu nutzen und andererseits den konstruktiven
und technischen Aufwand hinsichtlich der Bemessung der Servomotoren
und deren Steuerung minimiert.
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3 veranschaulicht
eine die Servomotoren 23, 24, 25, 26 steuernde
Steuereinrichtung 33. Diese steuert beispielsweise den
Servomotor 23 positionsgeregelt an. Dazu ist dieser mit
einem Positionssensor 34, z.B. einem Winkelgeber, verbunden, der
den Drehwinkel des Exzenters 4 präzise erfasst und entsprechende
Signale an die Steuereinrichtung 33 sendet. Diese enthält ein Modul 35 zur
Vorgabe einer Weg-Zeit-Kurve
des Stößels 3 bzw.
entsprechender Drehwinkel/- Zeit-Wertepaare
zur Ansteuerung des Servomotors 23. Diese Vorgabewerte
werden einer Regelschleife 36 zugeführt, zu der außer dem Servomotor 23 und
dem Positionssensor 34 ein Vergleicher 37 und
ein Regelverstärker 38 gehören. Dieser
gibt an seinem Ausgang Ansteuersignale für den Servomotor 23 ab.
Die Servomotoren 24, 25, 26 sind parallel
an diese Ausgangssignale angeschlossen oder über getrennte Verstärkerausgänge mit
entsprechenden gleichen Ansteuersignalen versorgt. Sie erzeugen
somit das gleiche Drehmoment wie der positionsgeregelte Servomotor 23,
wobei die Synchronität
der Servomotoren 23 bis 26 über das in 3 lediglich
schematisch angedeutete Getriebe 18 erzwungen wird.
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Die
insoweit beschriebene Servopresse 1 arbeitet wie folgt:
Das
Modul 35 gibt in Betrieb den Weg-Zeit-Verlauf der Stößelbewegung
vor und gibt ein entsprechendes zeitabhängiges Steuersignal an den
Vergleicher 37. Dieser führt über den Regelverstärker 38 den Servomotor 23 und
mit diesem die Servomotoren 24, 25, 26 so
nach, dass die Bewegung der Exzenter 4, 5 und
somit die Bewegung des Stößels 3 dem
Vorgabesignal entspricht. Das Vorgabesignal kann beispielsweise
eine Drehung der Servomotoren 23 bis 26 ohne Drehrichtungsumkehr
erzwingen, wenn der Stößel 3 seinen
Maximalhub vollführen
soll. Ist lediglich ein Teilhub gefordert, gibt das Vorgabesignal
eine hin- und hergehende Drehung der Servomotoren 23 bis 26 vor,
wobei die Drehgeschwindigkeit zeitabhängig zwischen null und einem
Maximalwert schwanken und Zwischenwerte annehmen kann. Wird ein Arbeitshub
vollführt,
fährt der
Stößel 3 nach
unten, so dass ein von dem Stößel 3 und
dem Pressentisch getragenes Werkzeug schließt. Die zur Werkstückumformung
erforderliche Leistung müssen
die Servo motoren 23 bis 26 in jedem Zeitpunkt
aufbringen. Eine Leistungsentnahme aus einem Schwungrad oder dergleichen
erfolgt nicht. Aufgrund der gleichmäßigen Drehmomentaufteilung übernehmen
die Servomotoren 23 bis 26 auch im Wesentlichen
gleich große
Leistungsanteile. Durch die Verwendung mehrerer parallel zueinander
Leistung aufbringender Servomotoren kann bei geringer Getriebebelastung
eine hohe Umformkraft erzeugt werden. Ein gewisser Kraftausgleich
kann durch das Gewicht des Stößels 3 herbeigeführt werden,
wenn dies nicht oder nur zum Teil durch entsprechende Kraftgeneratoren kompensiert
wird, die eine an dem Stößel 3 angreifende
nach oben gerichtete Kraft erzeugen. Fehlen diese Kraftgeneratoren
oder sind diese so schwach dimensioniert, dass eine deutliche Unterkompensation
der Gewichtskraft des Stößels 3 auftritt,
wirkt die Gewichtskraft in Arbeitsrichtung und unterstützt somit
die Servomotoren 23 bis 26 während der Umformphase. Die
Servomotoren 23 bis 26 müssen dann allerdings beim Öffnen des
Werkzeugs eine erhöhte
Kraft aufbringen, um den Stößel 3 anzuheben. Entspricht
die Gewichtskraft des Stößels gerade
der halben maximal erforderlichen Umformkraft genügt es, wenn
die Servomotoren 23 bis 26 auf die halbe Umformkraft
dimensioniert sind, die sie dann jedoch in beiden Drehrichtungen
gleichermaßen
aufbringen können
müssen.
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Die
Servomotoren 23 bis 26 erfordern eine netzseitige
Spitzenleistung, die der zum Umformen des Werkstücks maximal erforderlichen
Leistungsspitze entspricht. Ist das elektrische Netz nicht von vornherein
ausreichend leistungsfähig,
kann dies durch Energiespeicher, wie beispielsweise Puffermaschinen,
schwungradunterstützte
Leonardsätze
oder dergleichen Motorgeneratorsätze
gepuffert werden.
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Der
Vorzug der vorgestellten Presse 1 mit mehreren Servomotoren 23 bis 26 liegt
in der Verbindung der durch die Servomotoren zu erzielenden Flexibilität einerseits
mit der Möglichkeit
das zum Antrieb des Stößels 3 erforderliche
Getriebe kostengünstig zu
dimensionieren andererseits.
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2 veranschaulicht
eine abgewandelte Ausführungsform
der Presse 1. Die vorstehende Beschreibung gilt unter Zugrundelegung
gleicher Bezugszeichen entsprechend. Die Besonderheit der Presse 1 nach 2 besteht
in dem Wegfall der Zahnräder 21, 22.
Das Getriebe 18 verbindet somit zwar die Servomotoren 23, 24 mit
den Stirnrädern 16, 17,
wobei diese aber untereinander nicht direkt verbunden sind. Vielmehr
treiben sie über
ihre Pleuel 6, 7 den Stößel 3 gemeinsam an.
Die Synchronität
beider Exzenter 4, 5 wird hier durch entsprechende
Ansteuerung der paarweise angeordneten Servomotoren 23, 24; 25, 26 gemäß 5 erreicht.
Das Modul 35 gibt zwei parallel zueinander arbeitenden
Regelschleifen 36a, 36b jeweils die gewünschte Bewegungskurve
vor. Im einfachsten Fall sind die vorgegebenen Bewegungskurven identisch.
Die Regelschleife 36a führt
den Servomotor 23, dessen Position von dem Positionssensor 34 rückgemeldet
wird. Die Regelschleife ist über
den Regelverstärker 38a geschlossen.
Die Regelschleife 36b ist entsprechend aufgebaut. Der Servomotor 25 ist
mit einem Positionssensor 39 verbunden. Die Regelschleife
wird über
den Regelverstärker 38b geschlossen.
Parallel zu den Servomotoren 23, 25 können jeweils
die weiteren Servomotoren 24, 26 angeschlossen
werden und zwar nach dem Vorbild von 3. Der Stößel 3 vollführt eine
lineare hin- und hergehende Bewegung. Lassen die Führungen 11, 12 hingegen
auch eine Kippbewegung des Stößels zu,
können
die Regelschleifen 36a, 36b unterschiedliche Ansteuersignale
erhalten. Das Modul 35 kann dann ge ringfügig voneinander
abweichende Kurven vorgeben, um gezielt eine Stößelkippung herbeizuführen. Die
Stößelkippung
kann beispielsweise beim Schließen
des Werkzeugs etwa bei seinem unteren Totpunkt dazu genutzt werden,
das von dem Stößel 3 aufgebrachte Kraftmaximum
quer zum Stößel zu bewegen.
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4 veranschaulicht
eine weitere Möglichkeit
der Zusammenschaltung von zwei oder mehreren Servomotoren 23, 24,
die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Es wird zunächst unter
Rückgriff auf
die bereits eingeführten
Bezugszeichen auf die zur 3 gehörige Beschreibung
verwiesen. Zusätzlich
gilt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel
zwischen dem Abtrieb des Servomotors 23 und dem Exzenter 4 ein
Drehmomentsensor 41 angeordnet ist, der zu einer Steuerstrecke 42 gehört. Diese
enthält einen
Steuerverstärker 43,
der dem Servomotor 24 ein Ansteuersignal aufprägt, das
dem Signal des Drehmomentsensors 41 entspricht. Der Servomotor 24 gibt
dann seine Kraft unter Umgehung des Drehmomentsensors 41 an
den Exzenter 34 ab. Hei dieser Ausführungsform ist es möglich, den
Masterservomotor mit mehreren insgesamt wesentlich stärkeren Slave-Servomotoren 24 zu
koppeln.
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6 veranschaulicht
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung schematisch. Der Stößel 3 ist hier ebenfalls
von mehreren Servomotoren angetrieben, wobei zwei Servomotoren 23, 25 als
Master und weitere Servomotoren 24, 26, 44 als
Slave dienen. Die Servomotoren 23, 24, 25, 26, 44 sind
untereinander nicht über
ein Getriebe verbunden. Mit dem Stößel 3 sind sie jeweils über ein
Spindelhubgetriebe verbunden. Beispielsweise treibt jeder Servomotor 23, 24, 25, 26, 44 eine
Hubspindel an, die mit einer an dem Stößel 3 befestigten
Spindelmutter in Eingriff steht. Sind die Spin delmuttern mit einem
gewissen Spiel an dem Stößel 3 befestigt,
kann der Stößel 3 auch
Schwenkbewegungen geringeren Umfangs ausführen, wozu dann die beiden
Servomotoren 23, 25 entsprechend unterschiedlich
angesteuert werden. Die Slave-Motoren
folgen dann. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise den Servomotor 44 als Master-Servomotor
zu betreiben und alle anderen Servomotoren als Slaves folgen zu
lassen. In dieser Variante werden dann die einzelnen Spindeln der Servomotoren
beispielsweise über
Zahnriemen, Ketten oder über
ein Rädergetriebe
drehfest miteinander gekoppelt.
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7 veranschaulicht
eine weiter abgewandelte Ausführungsform
bei der der Stößel 3 von
zwei Servomotoren 23, 25 oder von vier Servomotoren 23, 24, 25, 26 betrieben
wird. Beispielsweise sind die Servomotoren 23 bis 26 an
den Eckpunkten eines gedachten Rechtecks angeordnet. Jeweils paarweise
sind sie über
ein Zugmittel, beispielsweise über
einen Zahnriemen 45, 46 oder eine Kette oder dergleichen,
verbunden. Das Zugmittel, wie beispielsweise der Zahnriemen 45, 46,
trägt den
Stößel 3.
Bei relativ großen
quaderförmigen
Stößeln können beispielsweise
an allen vier in Stößeldraufsicht
sichtbaren Ecken entsprechende Zugmittelgetriebe angeordnet werden,
wodurch der Stößel dann
beispielsweise von acht oder, wenn jede Umlenkrolle von zwei Servomotoren
betätigt
wird, insgesamt von 16 Servomotoren angetrieben wird. Es
lassen sich somit mit geringem getriebetechnischem Aufwand hohe
Maximalkräfte an
dem Stößel 3 erzielen.
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Eine
Servopresse weist wenigstens einen Stößel auf, der von mehreren über ein
gemeinsames Getriebe auf den Stößel 3 arbeitenden
Servomotoren 23, 24 angetrieben ist. Das gemeinsame
Getriebe 18 beinhaltet die gesamte Getriebeverbindung von
dem jeweiligen Servomotor 23, 24, 25, 26 bis
zu dem Stö ßel 3.
Es ist möglich,
das Drehmoment der Servomotoren 23, 24 zunächst an
einem Stirnrad 16 oder einem anderen Getriebeelement zusammen
zu fassen und dann beispielsweise über einen Exzenter 4 in
die Hubbewegung des Stößels 3 umzuwandeln.
Es ist ebenso gut möglich,
das Getriebe 18 in Einzelzweige aufzuteilen, die jeweils
parallel zueinander von dem jeweiligen Servomotor 23, 24 zu
dem Stößel 3 führen. Die
Synchronisation der Servomotoren ist dann allerdings softwaremäßig, d.h.
ansteuerseitig, sicherzustellen. Auf Schwungmassen oder dergleichen kann
verzichtet werden, was eine flexible Programmierung der Stößelkurve
gestattet. Ein angeschlossenes Schwungrad ist so bemessen, dass
es den Hochlauf des Servomotors von Null auf Nenndrehzahl auf einem
Stößelweg von
180° gestattet.