-
Die
Erfindung betrifft ein Antriebssystem einer Mehrstößel-Umformpresse mit
den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Stand der Technik
-
In
der
DE 10 2004
009 256 A1 ist eine mechanische Mehrservopresse mit einem
Stößelantrieb beschrieben,
wobei die Druckpunkte des Stößels von mindestens
einem Servomotor mit zugeordnetem Exzenter-, Spindel- oder Zugmittelgetriebe
antreibbar sind. Im Fall der Nutzung mehrerer in Transportrichtung
angeordneter Werkzeugstufen ist aufgrund des für alle Stufen gemeinsamen Stößels keine
voneinander unabhängige
Steuerung der Werkzeugstufen möglich.
-
Nach
GB 2 317 362 ist eine mechanische Mehrstößel-Presse
bekannt, bei der mehrere in einem gemeinsamen Gestell angeordnete
Stößel über eine
von einem gemeinsamen Antrieb zentral steuerbare Kurbelwelle antreibbar
sind, wobei die auf der Kurbelwelle dem jeweiligen Stößel zugeordnete
Kurbel mittels einer Verstellvorrichtung untereinander so verdrehbar
ist, dass die Bewegung zu benachbarten Stößel mit einer Phasenverschiebung
erfolgen kann.
-
In
Folge des für
alle Stößel gemeinsamen Antriebes
ist ein für
jeden Stößel separat
steuerbares Weg- und Geschwindigkeits-Zeit-Profil nicht möglich, wodurch
keine, jedem Formteil und jeder Umformstufe eines Formteiles optimal
zuordenbare Einstell-Parameter zur Erreichung einer maximalen Produktivität und Formteilgenauigkeit
möglich
sind. Durch die gleichsinnige Drehbewegung der Kurbelwelle können insbesondere
die bei höheren
Hubzahlen zunehmenden Unwuchten die Maschinengenauigkeit beeinträchtigen.
-
In
der
DE 199 52 941 ist
eine Pressvorrichtung mit mehreren in einem gemeinsamen Gestell angeordneten
Stößeln offenbart,
die jeweils von einer separaten Spindel mit koaxial angeordnetem
Servomotor unabhängig
voneinander steuerbar sind. Da der Spindelantrieb eine Reversierung
der Drehbewegung im unteren Umkehrpunkt des Stößels zum Zeitpunkt des größten Kraftbedarfs
erfordert, ist die Möglichkeit
einer Nutzung der Schwungenergie der rotatorischen Antriebselemente
für eine
Entlastung der installierten Antriebsleistung der Servomotoren begrenzt.
Bei erhöhten
Presskräften
sind deshalb größere Servomotoren
notwendig, wodurch deren Raumbedarf einen erhöhten Abstand der Stößel zueinander
erfordert. Diese erhöhten
Abstände
zwischen den Stufen bedingen einerseits einen großen Transportschritt,
der die Ausstoßleistung
der Umformanlage beeinflusst. Andererseits wächst die räumliche Ausdehnung der Umformanlage
insgesamt, wodurch in Folge des gemeinsamen Gestells insbesondere
bei großen
Presskräften
erhöhte
elastische Auffederungen während
der Formgebung auftreten, die wie derum die wechselseitige Beeinflussung
der Stufen untereinander vergrößert. Dabei
ist die Größe der Phasenverschiebung
in der Bewegung der Stößel untereinander
zur Minimierung dieser wechselseitigen Beeinflussung in Folge der
für alle
Stufen gemeinsamen Formteil-Transportvorrichtung begrenzt.
-
In
der Zeitschrift Bänder,
Bleche, Rohre, September 2002, S.14 ff. ist eine Presse veröffentlicht,
deren drei separate Werkzeugstufen durch jeweils einen Hydraulikzylinder
unabhängig
voneinander steuerbar sind.
-
Neben
den erhöhten
steuerungstechnischen Aufwendungen in der Hydraulik einschließlich der
Eliminierung von Entspannungsschlägen nach dem Pressvorgang ist
die Produktivität
und Steifigkeit gegenüber
Pressen mit mechanischem Antrieb reduziert. Darüber hinaus wird der Wirkungsgrad
durch den hohen Energiebedarf des hydraulischen Antriebs beeinträchtigt.
-
Nach
der
DE 20 2005
013 912 U1 ist ein Stufen-Umformautomat bekannt, bei dem
mehrere in einem gemeinsamen Rahmengestell angeordnete Werkzeugstufen
jeweils bezüglich
ihrer Haupt- und Nebenbewegungen über zugeordnete Servoantriebe unabhängig voneinander
nach einem freiprogrammierbaren Bewegungsmuster antreibbar sind.
Neben den vorzugsweise eingesetzten servohydraulischen Aktuatoren,
sind die zur alternativen Anwendung vorgesehenen Antriebe mit Elektromotoren
und zugeordneten Servoumrichter nicht näher offenbart.
-
Aus
JP 2004337959 A ist
ein Antriebssystem einer Mehrstößel-Umformpresse mit
mehreren unabhängig
voneinander steuerbaren Stößeln bekannt, deren
Antriebe in jeweils separaten benachbart angeordneten Getriebekästen gelagert
sind, wobei alle der Presse zugeordneten Getriebekästen mit
einem gemeinsamen Gestell wirkverbunden sind. Die Kraftübertragung
in die beiden Druckpunkte jedes Stößels erfolgt jeweils über eine
Spindel-Mutter-Kniehebel-Kombination, deren Spindel jeweils von
zwei Servomotoren angetrieben wird. Der Abstand zwischen den Werkzeugstufen
wird im Wesentlichen durch die räumliche
Ausdehnung der an der Vorder- und Rückseite benachbart in einer
Reihe angeordneten Servomotoren und Kraftübertragungselemente beeinflusst.
-
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für eine Mehrstößel-Umformpresse
so zu gestalten, dass die separaten Stößel mit voneinander unabhängigen Weg-/Geschwindigkeits- und
Kraft-Zeit-Profilen und mit zueinander geringem Abstand einerseits
für eine
hohe Produktivität
und andererseits für
eine hohe Genauigkeit der Formteile nutzbar sind. In der Mehrstößel-Umformpresse
sollen bei geringem Raumbedarf hohe Presskräfte mit geringer Antriebsleistung
und eine hohe Steifigkeit erreichbar sein. Weiterhin sollen die
Energieaufnahme aus dem Versorgungsnetz, die zyklusbedingten Lastschwankungen
und die Netzrückwirkungen
minimiert werden.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Antriebssystem einer Mehrstößel-Umformpresse mit den Merkmalen
von jeweils einem der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst. Weitere
detaillierte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 4 bis 15 beschrieben.
-
Der
Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die für eine hohe Presskraft der
Stößel erforderlichen
Drehmomente von den Servomotoren über Zwischengetriebe auf die
Linearwandler für die
Bewegung der Stößel einzuleiten,
wobei die Zwischengetriebe mit jeweils zugeordnetem Servomotor so räumlich zueinander
versetzt angeordnet sind, dass die separat steuerbaren Stößel einen
geringen Abstand zueinander aufweisen.
-
Neben
dem geringen Abstand der voneinander unabhängig und mit formteilspezifischen
Parametern steuerbaren Stößel kann
die durch den unteren Umkehrpunkt durchlaufende Betriebsart des
mit einer Kurbel oder Kniehebels ausgestatteten Antriebssystems
vorteilhaft für
eine hohe Produktivität genutzt
werden. Darüber
hinaus wird zur Steuerung der Bewegung der einzelnen Stößel das
Prinzip der leitwellengesteuerten elektronischen Kurvenscheibenregelung
angewendet, wodurch mit einfachen Mitteln einerseits eine Synchronisation
der Bewegung der Stößel (Hauptbewegungsachse)
untereinander und andererseits eine Synchronisation mit weiteren
der jeweiligen Stufe zugeordneten Nebenbewegungsachsen (Ziehkissen,
Auswerfer) sowie mit peripheren Einrichtungen wie beispielsweise
Teiletransporteinrichtungen möglich
ist.
-
In
Folge des durch die Synchronisierung möglichen präzisen und reproduzierbaren
Ablaufes sind die Sicherheitsabstände zwischen den Haupt- und
Nebenbewegungsachsen sowie den Teiletransporteinrichtungen reduzierbar,
wodurch eine hohe Ausstoßleistung
ermöglicht
wird.
-
Der
geringe Stößelabstand
bewirkt auch bei stufenbezogenen hohen Presskräften und geringem Masseeinsatz
für das
Pressengestell in Verbindung mit dem mechanischen Antrieb die für eine hohe
Genauigkeit der Formteile notwendige Steifigkeit der Mehrstößel-Umformpresse.
-
Um
die Genauigkeit weiter zu erhöhen,
werden die Stößel unabhängig voneinander
längsgeführt im Gestell
gelagert. Als weiteres Mittel zur Vermeidung und Reduzierung einer
wechselseitigen Beeinflussung der Stößel untereinander ist die Möglichkeit der
Phasenverschiebung in der Bewegung benachbarter Stößel möglich, indem
durch freiprogrammierbare Weg-, Geschwindigkeits- und Kraft-Zeit-Profile ein
zeitlicher Versatz einstellbar ist.
-
Die
Energiebilanz der Mehrstößel-Umformpresse
wird dadurch verbessert, indem zwischen den Servomotoren für die Hauptbewegungsachsen
(Stößel) und
den Servomotoren für
die der jeweiligen Werkzeugstufe zugeordneten Nebenbewegungsachsen
(Ziehkissen, Auswerfer) ein Energieaustausch so stattfindet, dass
im Bewegungszyklus die während
der Bremsphasen im Generatormodus der Servomotoren rückgespeiste
Energie in die im Motormodus befindlichen Servomotore eingespeist
wird.
-
In
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebssystems wird
eine Kurbelrad-Pleuel-Kombination für die Hauptbewegungsachse so eingesetzt,
dass das jedem Stößel zugeordnete
Kurbelrad mit Pleuel über
ein Zwischengetriebe von jeweils mindestens einem Servomotor angetrieben wird,
wobei die Kurbelräder
und/oder die Zwischengetriebe mit zugehörigem Servomotor räumlich im Abstand
zueinander angeordnet sind. Diese platzsparende Bauweise ermöglicht geringe
Abstände zwischen
benachbarten Stößeln. In
einer zweiten Ausgestaltung kann für die Hauptbewegungsachse vorteilhaft
eine Kurbelrad-Pleuel-Kniehebel-Kombination
oder Spindel-Mutter-Kniehebel-Kombinationen eingesetzt werden, in
dem der jedem Stößel zugeordnete
Kniehebel über
eine Spindel oder über
ein Kurbelrad mit Pleuel von jeweils mindestens einem Servomotor
angetrieben wird. Für
eine platzsparende Bauweise sind auch bei dieser Ausgestaltung die Kurbelräder oder
Spindeln mit zugehörigem
Servomotor räumlich
zueinander versetzt angeordnet.
-
Bei
beiden Ausgestaltungen ist es zur Vermeidung oder Minimierung der
auf die Mehrstößel-Umformpresse
infolge der Rotationsmassen wirkenden Unwuchten vorteilhaft, dass
die benachbarten, koaxial oder achsparallel angeordneten Kurbelräder zueinander
gegensinnig angetrieben werden.
-
Es
ist ebenso möglich,
ohne Erhöhung
des Abstandes der Werkzeugstufen zusätzliche Leerstufen zwischen
einzelnen oder mehreren benachbarten Stößeln zu nutzen, um den Lagerabstand
der Kurbelräder
oder der Kniehebel im Pressengestell zur weiteren Erhöhung der
Steifigkeit zu minimieren.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung schließt ebenso
eine Ausgestaltung der Mehrstößel-Umformpresse
mit jeweils mehreren unter einem Stößel anordenbaren Werkzeugstufen
ein. Diese Lösung
ist insbesondere dann sinnvoll, wenn innerhalb einer Mehrstufentechnologie
mehrere Stufen nur eine geringe Differenzierung im Weg-, Geschwindigkeits- und
Kraft-Zeit-Profil untereinander erfordern.
-
Neben
der freien Programmierbarkeit von Weg-, Geschwindigkeits- und Kraft-Zeit-Profilen
ist eine flexible Nutzung von weg- und/oder kraftgebundenen Bewegungsabläufen möglich. Bei
kraftgebundener Stößelbewegung
wird der untere Umkehrpunkt in Analogie zu hydraulischen Pressen
in Abhängigkeit
der programmierten Kräfte
gesteuert. In dieser Betriebsart erfolgt die Reversierbewegung des
Elektroantriebes im oder in der Nähe des unteren Umkehrpunkt
vom Stößel. Diese
Betriebsart kann vorteilhaft zur Regelung der Eintauchtiefe des
Oberwerkzeuges in das Unterwerkzeug genutzt werden, wodurch Schwankungen
der Werkzeugeinbauhöhe in
einem ersten Fall infolge temperaturabhängiger Dehnungen kompensierbar
sind. In einem zweiten Fall ist die Kompensation der durch die beim
Pressvorgang verursachten elastischen Auffederung im Zusammenhang
mit einer möglichen
wechselseitigen Beeinflussung der Stufen untereinander in dieser
Betriebsart ebenso möglich.
Eine entsprechende Korrektur des Stößelhubes kann sowohl durch
Vorgabe gesteuert (beispielsweise im ersten Fall in Abhängigkeit
der thermischen Zeitkonstante) als auch in einem Regelkreis mit
Rückführung eines
sensorisch erfassten Istwertes geregelt erfolgen.
-
Die
hohe Positioniergenauigkeit und mechanische Steife der mittels Servomotor
gesteuerten Hauptbewegungsachse ermöglicht ebenso eine weggebundene
Stößelbewegung
mit Reversierbewegung des Elektroantriebes im unteren Umkehrpunkt des
Stößels.
-
Wenn
der Elektroantrieb die Kurbel oder den Kniehebel im unteren Umkehrpunkt
des Stößels ohne
Halt durchschwingt, kann in einer weiteren Betriebsart der Vorteil
der weggebundenen Stößelbewegung
mechanischer Pressen bei hoher Taktrate und reduziertem Energiebedarf
genutzt werden. Dabei kann zur Erzielung einer flexiblen Stößelhubhöhe die Kurbel
entweder einen 360°-Kurbelwinkelbereich mit
oder ohne Zwischenhalt gleichsinnig durchlaufen oder es erfolgt
innerhalb eines Kurbelwinkelbereichs < 360° mit
einer Reversierung eine gegensinnige Bewegung zwischen aufeinander
folgenden Hüben.
-
In
dieser weggebundenen Betriebsart mit einem Durchlaufen im unteren
Umkehrpunkt des Stößels können die
den obengenannten Korrekturen (Kompensation der thermischen Dehnung
und/oder elastische Auffederung) entsprechenden Signale von der
Steuerung an die mit dem Stößel gekoppelte
Einrichtung zur Höhenverstellung
weitergeleitet werden.
-
Die
zueinander räumlich
versetzt angeordneten und mit den Kurbelrädern wirkverbundenen Zwischengetriebe
können
als Zahnrad- oder Zugmittelgetriebe ausgebildet werden. Für eine raumsparende
Bauweise können
als Servoantriebe vorteilhaft Torquemotoren in Hohlwellenausführung eingesetzt werden.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung schließt die Anwendung
von jeweils einen direkt auf den Stößel wirkenden Spindelantrieb
mit der obengenannten kraft- und/oder weggebundenen Betriebsweise
ein. Dabei sind die Zwischengetriebe und zugeordneten Servomotoren
der gerad- und ungeradzahligen Stößel für eine raumsparende Bauweise
diagonal versetzt angeordnet.
-
Als
Nebenbewegungsachsen können
je Stufe ein im Pressentisch angeordnetes Ziehkissen und/oder ein
im Stößel positionierter
Auswerfer eingesetzt werden. Diese Nebenbewegungsachsen sind ebenso
vorteilhaft als servogeregelter Antrieb ausführbar. Dazu können in
raumsparender Bauweise Direktantriebe als Linearmotoren, servomotorgetriebene
Spindelantriebe oder auch servoventilgeregelte Hydroantriebe eingesetzt
werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Lösungen schließen auch
eine Kombination der im Anspruch 1 aufgeführten Wirkprinzip-Typen von
Linearwandlern innerhalb einer Mehrstößel-Umformpresse ein.
-
Ausführungsbeispiele
-
Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
zugehörige Zeichnung
zeigt:
-
1 Antriebssystem
einer Mehrstößel-Umformpresse
mit servomotorgetriebener Spindel-Mutter-Kombination in der Vorderansicht
-
2 Ansicht
X aus 1
-
3 Schnitt
A-A aus 1
-
4 Schnitt
B-B aus 1
-
5 Antriebssystem
einer Mehrstößel-Umformpresse
mit einer servomotorgetriebenen Kurbelrad-Pleuel-Kombination nach einer ersten Ausgestaltung
in der Vorderansicht
-
6 Schnitt
C-C aus 5
-
7 Antriebssystem
einer Mehrstößel-Umformpresse
mit servomotorgetriebener Kurbelrad-Pleuel-Kombination in einer zweiten Ausgestaltung
in der Vorderansicht
-
8 Schnitt
D-D aus 7
-
9 Antriebssystem
einer Mehrstößel-Umformpresse
mit servomotorgetriebener Kurbelrad-Pleuel-Kniehebel-Kombination in der
Vorderansicht
-
10 Schnitt
E-E aus 9
-
11 Schaubild
mit Energiefluss in der Mehrstößel-Umformpresse
-
In
den 1 bis 10 sind Ausführungsbeispiele der Mehrstößel-Umformpresse
beschrieben, die sich im Wesentlichen im Antrieb der Stößel hinsichtlich
des Wirkprinzips der ersten Linearwandler 4 unterscheiden,
die eine vom jeweiligen ersten Servomotor 7.1–7.n eingeleitete
Drehbewegung in eine Linearbewegung des Stößels 2 als Hauptbewegungsachse 1 wandeln.
Die Stößel 2 sind
im Gestell 3 jeweils unabhängig voneinander längsgeführt gelagert,
an denen nicht dargestellte Oberwerkzeuge befestigt sind. Den Oberwerkzeugen
stehen in der jeweiligen Werkzeugstufe 8 auf der Tischposition 12 entsprechende
Unterwerkzeuge zur Herstellung von Formteilen während des Pressvorgangs gegenüber. Als
Nebenbewegungsachsen 11.1, 11.2 sind in der jeweiligen
Werkzeugstufe 8 beispielsweise Auswerfer 23 im
Stößel 2 (3)
und/oder Ziehkissen 24 in der Tischposition 12 einsetzbar.
Die Nebenbewegungsachsen 11.1, 11.2 sind mittels
der zweiten Servomotoren 9 entweder als Direktantrieb in
Form von Linearmotoren (nicht dargestellt) oder mit nachgeordnetem
zweiten Linearwandler 10, beispielsweise in Form einer
Spindel-Mutter-Kombination 5 (3, 4)
steuerbar.
-
Allen
Ausführungen
ist gemeinsam, dass für jeden
Stößel 2.1 ein
separates Weg-, Geschwindigkeits- und Kraft-Zeit-Profil freiprogrammierbar
ist, um für
jedes herzustellende Formteil und für jede Stufe der Formteile
von der Platine bis zum Fertigteil unabhängig voneinander optimale Parameter
und Bewegungsabläufe
einzustellen. Das gilt neben dem Stößel 2.1 als Hauptbewegungsachse 1 ebenso
für die Nebenbewegungsachsen 11.1, 11.2.
Der freiprogrammierbare Stößelweg schließt auch
eine flexible Hubfolge, beispielsweise von mehrfachen Pressvorgängen innerhalb
eines Zyklus ein. Durch eine gezielte Phasenverschiebung zwischen
dem Maximum der Presskraft benachbarter Werkzeugstufen kann einerseits
die wechselseitige Beeinflussung der Stößel in Folge möglicher überlagerter
Verformungen minimiert oder eliminiert und andererseits die zyklusbedingten
Lastschwankungen und Energieaufnahme aus dem Versorgungsnetz sowie
Netzrückwirkungen minimiert
werden.
-
Im
Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 4 werden die einzelnen Stößel 2.1, 2.2 über eine Spindel-Mutter-Kombination 5 angetrieben.
Dazu ist die zugehörige
Spindel im Gestell 3 drehbar und axialfest gelagert und
ist mit der im Stößel 2 drehfest
gelagerten Mutter verbunden. Der Antrieb der Spindel-Mutter-Kombination 5 erfolgt über ein
Zwischengetriebe 6 in Form eines Zahnradgetriebes 21 von
einem vertikal am Gestell 3 angeordneten ersten Servomotor 7.
Während
die Stößel 2.1 jeweils
eine Werkzeugstufe 8 enthalten, sind dem Stößel 2.2 mehrere
Werkzeugstufen 8 gemeinsam zugeordnet. Der mit dem Servomotor 7.1 angetriebene
Stößel 2.1 ist
außerhalb
des Ständers
vom Gestell 3 von den übrigen
Stößeln 2.1 und 2.2 getrennt
angeordnet und kann als separate Schneidstufe zum Ausschneiden von
Platinen als Rohling für
die Formteile eingesetzt werden. Um einen raumsparenden engen Abstand zwischen
den Werkzeugstufen 8 zu erreichen, sind die Servomotoren 7.2 bis 7.n und
zugehörigen
Zwischengetriebe 6 räumlich
versetzt zueinander angeordnet. Dazu sind die Servomotoren 7.2 bis 7.n und das
zugehörige
erste Zahnrad des Zwischengetriebes 6 auf dem Gestell 3 jeweils
zueinander diagonal versetzt angeordnet. Die auf der Spindel koaxial
gelagerten zweiten Zahnräder
des Zwischengetriebes 6 sind auf einer gemeinsamen vertikalen Ebene
zueinander höhenversetzt
angeordnet. Die Spindel ist an ihrem freien Wellenende mit einer
gestellfesten Halteeinrichtung 26 zum sicheren Halten des
Stößels 2.1, 2.2 wirkverbunden.
-
Im
Ausführungsbeispiel
nach 5 und 6 werden die einzelnen Stößel 2.1 über eine
Kurbelrad-Pleuel-Kombination 13 angetrieben. Jedem Stößel 2.1 ist
eine Werkzeugstufe 8 zugeordnet, wobei zwischen einzelnen
Stößelgruppen
eine Leerstufe 38 vorhanden ist. Diese Leerstufe 38 wird
zur Verkürzung
des Lagerabstandes der koaxial im Gestell 3 angeordneten
Kurbelräder 19 genutzt.
Die Kurbelräder 19 sind
einerseits über
je ein Pleuel 20 mit dem zugehörigen Stößel 2.1 und andererseits über ein Zwischengetriebe 6 mit
dem Servomotor 7 verbunden. Das Zwischengetriebe 6 besteht
aus einem mit dem Kurbelrad 19 wirkverbundenen, eine Übersetzung
bildenden Zahnradgetriebe 21 und einem Zugmittelgetriebe 22.
Die zum Zahnradgetriebe 21 gehörigen Ritzelwellen 15.1–15.4, 15.5–15.8, 15.9–15.12 usw.
sind zwischen benachbarten Kurbelrädern 19 jeweils radial
zueinander so versetzt angeordnet, dass die über die Zugmittelgetriebe 22 wirkverbundenen
Servomotoren 7.1–7.4, 7.5–7.8, 7.9–7.12 usw. auf
dem Gestell 3 jeweils in einer gemeinsamen horizontalen
Ebene hintereinander angeordnet sind.
-
Die
Servomotoren 7, 7.1–7.n können vorteilhaft
als kurzbauende Torqemotoren in Hohlwellenausführung ausgeführt werden.
Diese raumsparende Bauweise ermöglicht
einen engen Abstand der Stößel 2.1 und
damit der Werkzeugstufen 8 untereinander. Die Servomotoren 7, 7.1–7.n sind
jeweils mit einer Halteeinrichtung 25 in Form einer Brems- und/oder
Blockiereinrichtung zum sicheren Halten der Stößel 2.1 gekoppelt.
Zur Justierung der Einbauhöhe
der Werkzeuge enthalten die Stößel 2.1 jeweils eine
Einrichtung zur Höhenverstellung 43.
-
Für flexible
Wegprofile kann der Servomotor 7, 7.1–7.n entweder
360° umlaufend
oder mit Richtungswechsel jeweils zwischen einer Winkellage 16, 17 und
dem Bereich der Strecklage 18 von Kurbel 19 und
Pleuel 20 oder zwischen einer inneren und äußeren Winkellage 16, 17 von
Kurbel 19 und Pleuel 20 betrieben werden. Dabei
kann der Reversierbetrieb zwischen einer Winkellage 16, 17 und
dem Bereich der Strecklage 18 vorteilhaft für kraftgebundene
Betriebsarten genutzt werden. Weggebundene Betriebsarten sind mit
dem 360°-Durchlaufbetrieb
und dem Pendelbetrieb zwischen einer inneren und äußeren Winkellage 16, 17 möglich.
-
Eine
alternative Ausgestaltung einer Kurbelrad-Pleuel-Kombination 13 ist aus 7 und 8 ersichtlich,
bei der die gerad- und ungeradzahligen Kurbelräder 19 achsparallel
zueinander im Gestell 3 gelagert sind. Innerhalb der gerad-
und ungeradzahligen Gruppe von Kurbelrädern 19 sind die jeweils
zugeordneten Zwischengetriebe 6 in Form von Zahnradgetrieben 21 und
die Servomotoren 7.1–7.n,
zwischen den benachbarten Stößeln 2.1 radial
versetzt angeordnet.
-
9 und 10 beschreiben
eine Ausgestaltung mit einer Kurbelrad-Pleuel-Kniehebel-Kombination 14,
wobei die gerad- und ungeradzahlige Gruppe von Kurbelrädern 19 achsparallel
zueinander im Gestell 3 gelagert ist. Die zugehörigen, im
Wesentlichen horizontal bewegbaren Pleuel 20 sind jeweils
mit einem Kniehebel 30.1–30.n wirkverbunden, wobei
deren erste Schenkel zentrisch im Gestell gelagert und die zweiten
Schenkel am Stößel 2.1 angelenkt
sind. Es ist ebenso denkbar, als Antrieb eine Spindel-Mutter-Kniehebel-Kombination
zu wählen, bei
der anstelle eines Kurbelrades 19 mit Pleuel 20 eine
nicht dargestellte Spindel mit Mutter eingesetzt wird. Beiden Ausgestaltungen
ist gemeinsam, dass der Richtungswechsel der nicht dargestellten
Servomotoren entweder zwischen einer Knicklage 27, 28 und
dem Bereich der Strecklage 29 oder zwischen einer inneren
und äußeren Knicklage 27, 28 des
Kniehebels 30 erfolgt. Bei der Ausgestaltung mit Kurbelrad-Pleuel-Kniehebel-Kombination 14 ist
ein 360°-Durchlaufbetrieb
des Kurbelrades 19 ebenso denkbar.
-
Die
im Wesentlichen schwungscheibenlosen Antriebe mittels Servomotoren 7, 9 können Lastschwankungen
mit nicht unerheblichen Spitzenleistungen bei der Energieaufnahme
aus dem Versorgungsnetz 31 bewirken. Eine Möglichkeit,
die Energiebilanz der Mehrstößel-Umformpresse
zu verbessern, wird gestützt
durch die 11 nachfolgend beschrieben.
-
Neben
den Servomotoren 7, 7.1–7.n für die Hauptbewegungsachse 1 (Stößels 2.1, 2.2)
kommen weitere Servomotoren 9 für die Nebenbewegungsachsen 11.1, 11.2,
wie beispielsweise Ziehkissen und Auswerfer und Servoantriebe zum
Transportsystem 35 zum Einsatz Die Servomotoren 7, 9 sind über ihre Servoverstärker 34 über einen
gemeinsamen Zwischenkreis 33 gekoppelt, wodurch ein Energieaustausch
im Zyklus möglich
ist.
-
Es
ist ebenso möglich,
dass ein Energieaustausch derart zwischen mehreren Stößeln 2,1, 2.2 stattfindet,
indem die Stößelbewegung
phasenverschoben betrieben werden und die Energie zwischen den Servomotoren 7.1, 7.n ausgetauscht
wird. Durch den Energieaustausch über die Zwischenkreiskopplung
können
die Lastschwankungen reduziert werden.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungen
beschränkt.
Sie umfasst auch alle weiteren fachmännischen Ausgestaltungen im
Rahmen der geltenden Ansprüche.
-
- 1
- Hauptbewegungsachse
- 2.1,
2.2
- Stößel
- 3
- Gestell
- 4
- erster
Linearwandler
- 5
- Spindel-Mutter-Kombination
- 6
- Zwischengetriebe
- 7,
7.1–7.n
- erste
Servomotoren
- 8
- Werkzeugstufe
- 9
- zweite
Servomotoren
- 10
- zweiter
Linearwandler
- 11.1,
11.2
- Nebenbewegungsachse
- 12
- Tischposition
- 13
- Kurbelrad-Pleuel-Kombination
- 14
- Kurbelrad-Pleuel-Kniehebel-Kombination
- 15.1–15.n
- Ritzelwelle
- 16,
17
- Winkellage
von Kurbel und Pleuel
- 18
- Strecklage
von Kurbel und Pleuel
- 19
- Kurbelrad
- 20
- Pleuel
- 21
- Zahnradgetriebe
- 22
- Zugmittelgetriebe
- 23
- Auswerfer
- 24
- Ziehkissen
- 25
- Halteeinrichtung
- 26
- Brems-
und Blockiereinrichtung
- 27,
28
- Knicklage
des Kniehebels
- 29
- Strecklage
des Kniehebels
- 30.1–30.n
- Kniehebel
- 31
- Versorgungsnetz
- 32
- Versorgungsmodul
- 33
- Zwischenkreis
- 34
- Servoverstärker
- 35
- Servoantriebe
zum Transportsystem
- 38
- Leerstufen
- 40
- Torquemotor
- 43
- Einrichtung
zur Höhenverstellung