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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, die
sofort ein Gleitstück
in der Ruhelage an einer beliebigen Position in einer Pressenmaschine,
beispielsweise einer Servopresse, verriegeln kann.
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Wenn
bei einer herkömmlichen
mechanischen Presse die Bewegung des Gleitstücks während des Austausches eines
Werkzeugs oder zum Zeitpunkt der Wartung verriegelt werden soll,
wird eine Kupplungsbremse eingesetzt, mit welcher die Pressenmaschine
ohnehin ausgerüstet
ist. Hierbei wird eine Kupplung zwischen der Antriebsquelle und einer
Hauptwelle zur Übertragung
der Energie an das Gleitstück
ausgerückt,
und wird eine Bremse betätigt, die
an der Seite der Hauptwelle vorgesehen ist.
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Seit
einigen Jahren wird in weitem Ausmaß eine Servopresse eingesetzt,
bei welcher das Gleitstück
durch einen Servomotor angetrieben wird. Die Servopresse, bei welcher
eine vorbestimmte Gleitbewegung durch Steuern der Drehung des Servomotors
erzielt wird, weist keine derartige Kupplungsbremsvorrichtung auf,
wie sie bei einer mechanischen Presse eingesetzt wird. Demzufolge
ist die Servopresse mit einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung
versehen, um ein Absinken des Gleitstücks zum Zeitpunkt der Wartung
zu verhindern, um hierdurch das Werkzeug, usw. gegen eine Beschädigung zu
schützen.
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Es
wurden verschiedene Arten von Verriegelungsvorrichtungen vorgeschlagen,
einschließlich
eines Sägezahnverriegelungstyps,
eines Stiftverriegelungstyps und eines Schraubenverriegelungstyps.
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Bei
der Verriegelungsvorrichtung des Sägezahnverriegelungstyps ist
eine sägezahnförmige Zahnstange
an der oberen Seite (der Seite des Pressengestells) so vorgesehen,
dass sie sich in Bewegungsrichtung des Gleitstücks erstreckt, und ist ein Verriegelungsteil,
das in Eingriff mit den Zähnen
der Zahnstange versetzt werden soll, an der Seite des Gleitstücks vorgesehen,
wobei das Verriegelungsteil in Bezug auf die Zähne der Zahnstange zurückgezogen
werden kann. Zum Zeitpunkt der Wartung wird dieses Verriegelungsteil
dazu veranlasst, vorzustehen, um einen der Zähne der Zahnstange durch das Verriegelungsteil
zu verriegeln, wodurch die Bewegung des Gleitstücks verriegelt wird.
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Bei
der Verriegelungsvorrichtung des Stiftverriegelungstyps erstreckt
sich ein stangenartiges Teil vertikal nach unten von der unteren
Oberfläche eines
Aufsatzes, und sind mehrere Langlöcher in Längsrichtung in diesem stangenartigen
Teil vorgesehen; an der Seite des Gleitstücks ist ein stiftartiges Verriegelungsteil
vorgesehen, das in Eingriff mit den Langlöchern des stangenartigen Teils
versetzt werden soll, und dieses Verriegelungsteil kann in Bezug auf
die Langlöcher
zurückgezogen
werden. Zum Zeitpunkt der Wartung wird dieses Verriegelungsteil dazu
veranlasst, vorzustehen, damit es in Eingriff mit einem der Langlöcher gelangt,
die in dem stangenartigen Teil vorgesehen sind, wodurch die Bewegung des
Gleitstücks
verriegelt wird.
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Bei
der Verriegelungsvorrichtung des Schraubenverriegelungstyps ist
ein Schraubenhebel auf der unteren Oberfläche eines Aufsatzes vorgesehen,
so dass er sich in Vertikalrichtung nach unten erstreckt, und wird
ein Mutternabschnitt, der im Gewindeeingriff damit steht, durch
einen Motor gedreht, wodurch der Schraubenhebel in Vertikalrichtung
bewegt werden kann. Weiterhin ist der Schraubenhebel durch eine
Stütze
hindurchgeführt,
die auf dem Gleitstück
vorgesehen ist, und ist ein hakenartiges Verriegelungsteil an einem
unteren Ende des Schraubenhebels vorgesehen. Zum Zeitpunkt einer
Wartung wird der Schraubenhebel, der unten in Bereitschaft steht,
nach oben bewegt, und wird das Verriegelungsteil dazu veranlasst,
gegen eine untere Oberfläche
der Stütze
anzuliegen, um das Gleitstück
zu haltern, wodurch die Bewegung des Gleitstücks verriegelt wird.
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Bei
der Verriegelungsvorrichtung des Sägezahnverriegelungstyps steht
allerdings das Verriegelungsteil zwischen Zähnen der Zahnstange vor, und gelangt
in Eingriff mit ihren Zähnen,
um so eine Verriegelung zu bewirken; allerdings wird darauf hingewiesen,
dass das Gleitstück
in gewissem Ausmaß zum
Zeitpunkt abgesunken ist, an welchem das Verriegelungsteil, das
zwischen den Zähnen
vorsteht, verlässlich
mit den Zähnen
in Eingriff versetzt wurde. Auch bei der Verriegelungsvorrichtung
des Stiftverriegelungstyps besteht eine Möglichkeit dafür, dass sich
das Gleitstück
in gewissem Ausmaß nach
unten bewegt, zu dem Zeitpunkt, an welchem der vorstehende Stift
in Eingriff mit der inneren Oberfläche des unteren Endes des Langlochs
versetzt wurde. Weiterhin ist bei der Verriegelungsvorrichtung des Schraubenverriegelungstyps
Zeit erforderlich, um die Anlage des Halterungsabschnitts durch
eine Bewegung nach oben des Schraubenhebels zu bewirken. Auf diese
Weise kann bei den voranstehend geschilderten Systemen das Gleitstück geringfügig abgesenkt
werden, zu dem Zeitpunkt, an welchem die Verriegelung verlässlich bewirkt
wurde, oder wird Zeit benötigt,
um eine verlässliche
Verriegelung zu bewirken; daher ist es unmöglich, das Gleitstück zur Ruhelage
in einer frei wählbaren
Position zu verriegeln, ohne eine Verschiebung des Gleitstücks hervorzurufen,
oder in kurzer Zeit.
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Angesichts
dieser Umstände
haben als Verriegelungsvorrichtung, die ein Gleitstück an einer
frei wählbaren
Position und in kurzer Zeit verriegeln kann, die vorliegenden Erfinder
eine Verriegelungsvorrichtung (eine Gleitabfallverhinderungsvorrichtung)
vorgeschlagen, bei welcher das Gleitstück durch Eingriff eines Kämmteils
in Radialrichtung und exakt mit einem Zahnrad veranlasst wird, das
betriebsmäßig mit
einer Hauptwelle verbunden ist (vergleiche beispielsweise die JP-2004-114126 A).
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Bei
der Verriegelungsvorrichtung, wie sie in der voranstehend geschilderten
Veröffentlichung
beschrieben wird, ist es allerdings erforderlich, eine exakte Positionierung
an dem Kämmteil
in Bezug auf den Zahnradzahnabstand durchzuführen; demzufolge wird das Kämmteil auf
einem Träger
angebracht, der durch eine Bewegungsvorrichtung bewegt wird, um
hierdurch eine Positionseinstellung des Kämmteils zu bewirken, was zu
einer relativ komplizierten Konstruktion zum Positionieren führt.
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Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Gleitstückverriegelungsvorrichtung,
die sofort ein Gleitstück
in der Ruhelage an einer frei wählbaren
Position verriegeln kann, ohne dass irgendeine Verschiebung des
Gleitstücks
erforderlich ist, und eine Pressmaschine zur Verfügung zu
stellen, die mit der Gleitstückverriegelungsvorrichtung
versehen ist.
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Eine
Gleitstückverriegelungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist mehrere Eingriffsklauen auf, die dazu ausgebildet
sind, gegenüber
einem Zahninnenraum eines Zahnrads in Ruhelage in Wirkungsverbindung
mit einem Gleitstück
einer Pressmaschine vorzustehen und sich dort hinein zurückzuziehen,
wobei: die mehreren Eingriffsklauen unabhängig voneinander vorstehen
und sich zurückziehen
können;
und innerhalb eines Bereichs, in welchem das Zahnrad durch ein Ausmaß entsprechend einem
Zahn verstellt wird, wobei zumindest eine der mehreren Eingriffsklauen
in Eingriff zwischen Zähnen des
Zahnrads gelangt.
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Vorzugsweise
weist die Gleitstückverriegelungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung auf: mehrere Verriegelungseinheiten; und einen Basisblock,
an welchem die Verriegelungseinheiten Seite an Seite befestigt sind,
wobei: die Verriegelungseinheiten Eingriffsklauen aufweisen, und
aus Hydraulikzylinderkonstruktionen bestehen, die so angetrieben
werden, dass sie die Eingriffsklauen vorstehen und zurückziehen
lassen; und der Basisblock auf einem Aufsatzrahmen vorgesehen ist,
so dass die Eingriffsklauen der Verriegelungseinheiten in Eingriff zwischen
Zähne eines
schraubenförmigen
Zahnrads gelangen, welches das Gleitstück antreibt.
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Vorzugsweise
weist die Gleitstückverriegelungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung weiterhin Zylindergehäuse
auf, die jede Eingriffsklaue aufnehmen, wobei die Zylindergehäuse versehen
sind mit: einer ersten Druckfeder, welche die Eingriffsklaue in
Vorsprungsrichtung drückt;
einer ersten Hydraulikkammer, die mit einem Hydrauliköl zum Zurückziehen der
Eingriffsklaue gegen die Kraft der ersten Druckfeder versehen ist;
und einem Vorsprungszustands-Aufrechterhaltungsmechanismus zur mechanischen
Verriegelung der Eingriffsklaue an den Zylindergehäusen, wobei
die Eingriffsklauen vorstehen.
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Vorzugsweise
weist bei der Gleitstückverriegelungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung der Vorsprungszustands-Aufrechterhaltungsmechanismus auf:
einen zylindrischen Abschnitt, der vereinigt mit der Eingriffsklaue
ausgebildet ist; eine zentrale Stange, die in dem zylindrischen
Abschnitt aufgenommen ist; eine zweite Druckfeder, welche die zentrale
Stange weg von der Eingriffsklaue drückt; eine zweite Hydraulikkammer,
die mit einem Hydrauliköl
versorgt wird, um die zentrale Stange zu einer Eingriffsklauenseite
gegen die Kraft der zweiten Druckfeder zu bewegen; eine Kugel, die
in einem radialen Verbindungsloch vorgesehen ist, das in dem zylindrischen
Abschnitt vorhanden ist; eine erste ausgenommene Nut, die in einer
Außenumfangsoberfläche der
zentralen Stange vorgesehen ist; und eine zweite ausgenommene Nut,
die in einer Innenumfangsoberfläche
des Zylindergehäuses
vorgesehen ist, wobei die Eingriffsklaue vorsteht, die Kugel so aufgenommen
wird, dass sie sowohl das Verbindungsloch als auch die zweite ausgenommene
Nut einnimmt, ein aufgenommener Zustand der Kugel durch die Außenumfangsoberfläche der
zentralen Stange aufrechterhalten wird, die durch die Federkraft
der zweiten Druckfeder bewegt wurde, wobei dann, wenn die Eingriffsklaue
zurückgezogen
wird, wobei die zentrale Stange durch das Hydrauliköl bewegt
wurde, das der zweiten Hydraulikkammer zugeführt wird, die Kugel von der
zweiten ausgenommenen Nut durch die erste ausgenommene Nut der zentralen
Stange und das Verbindungsloch abgenommen wird.
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Die
Pressenmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine voranstehend geschilderte Verriegelungsvorrichtung
auf.
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Wie
voranstehend angegeben, steht bei der Verriegelungsvorrichtung und
der Pressenmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung zumindest eine Eingriffsklaue, welche die Verriegelungsvorrichtung bildet,
zwischen Zähnen
eines Zahnrads in Ruhelage zusammen mit dem Gleitstück vor,
oder steht zwischen Zähnen
einer Schrägverzahnung
vor, welche das Gleitstück
antreibt, um eine sofortige Verriegelung zu bewirken, so dass ermöglicht wird,
das Gleitstück
zur Ruhelage in einer frei wählbaren
Position sofort und ohne irgendeine Verschiebung des Gleitstücks zu verriegeln.
Da es nur erforderlich ist, eine Eingriffsklaue vorstehen oder zurückziehen
zu lassen, wird ermöglicht,
die Konstruktion der Verriegelungsvorrichtung zu vereinfachen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
schematische Vorderansicht eines Hauptabschnitts einer Servopresse,
die mit einer Verriegelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 eine
Vorderansicht der Verriegelungsvorrichtung;
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3 eine
Seitenansicht der Verriegelungsvorrichtung;
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4 eine
Ansicht von unten der Verriegelungsvorrichtung;
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5 eine
Aufsicht, welche die Positionsbeziehung zwischen der Verriegelungsvorrichtung
und einem Zahnrad erläutert;
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6 eine
erste Darstellung, die erläutert, wie
eine Eingriffsklaue in Eingriff mit Zahnradzähnen gelangt;
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7 eine
zweite Darstellung, die erläutert, wie
die Eingriffsklaue in Eingriff mit Zahnradzähnen gelangt;
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8 eine
dritte Darstellung, die darstellt, wie die Eingriffsklaue in Eingriff
mit Zahnradzähnen gelangt;
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9 eine
allgemeine Perspektivansicht einer Verriegelungseinheit, welche
die Verriegelungsvorrichtung bildet;
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10 eine
Schnittansicht der Verriegelungseinheit mit einer zurückgezogenen
Eingriffsklaue;
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11 eine
Schnittansicht der Verriegelungseinheit mit einer vorstehenden Eingriffsklaue;
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12A eine schematische Darstellung zur Erläuterung
des Prinzips des Betriebs der Verriegelungseinheit;
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12B eine weitere schematische Darstellung zur
Erläuterung
des Prinzips des Betriebs der Verriegelungseinheit;
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12C eine weitere schematische Darstellung zur
Erläuterung
des Prinzips des Betriebs der Verriegelungseinheit, und
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13 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer Hydraulikschaltung zum Betrieb der Verriegelungseinheit.
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1 ist
eine schematische Ansicht von vorn eines Hauptabschnitts einer Pressenmaschine 1,
die mit einer Verriegelungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
versehen ist.
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In 1 ist
die Pressenmaschine 1 eine Servopresse, die ein Gleitstück (nicht
gezeigt) durch einen Servomotor 2 antreibt; die Antriebsenergie
von dem Servomotor 2 wird auf das Gleitstück über ein gleichförmiges Übersetzungsgetriebe 10,
ein ungleichförmiges
Untersetzungsgetriebe 20 und einen Exzentermechanismus 30 übertragen,
und das Gleitstück
wird dazu veranlasst, infolge des Exzentermechanismus 30 aufzusteigen
oder abzusinken. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Exzentermechanismus 30 innerhalb
eines Aufsatzrahmens 3 angeordnet, wogegen der Servomotor 2,
das gleichförmige
Untersetzungsgetriebe 10, das ungleichförmige Untersetzungsgetriebe 20 und
die Verriegelungsvorrichtung 40 außerhalb des Aufsatzrahmens 3 angeordnet
sind, und mit einer abnehmbaren Abdeckung oder dergleichen (nicht
dargestellt) abgedeckt sind.
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Bei
diesen Bauteilen ist das gleichförmige Untersetzungsgetriebe 10 mit
einer großen
Riemenscheibe 12 ausgerüstet,
auf welche die Drehung einer kleinen Riemenscheibe 11,
die an der Ausgangswelle des Servomotors 2 befestigt ist, über einen
Riemen übertragen
wird, und weit ein erstes Zahnrad 14 auf, das mit einem
ersten Ritzel 13 kämmt,
das vereinigt auf der großen
Riemenscheibe 12 vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad 16,
das mit einem zweiten Ritzel 15 kämmt, das vereinigt auf dem
ersten Zahnrad 14 vorgesehen ist, und ein drittes Ritzel 17,
das vereinigt auf dem zweiten Zahnrad 16 vorgesehen ist.
Das dritte Ritzel 17 kämmt
mit einem schräg
verzahnten Zahnrad 21, das am Außenumfang des ungleichförmigen Untersetzungsgetriebes 20 angeordnet
ist.
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Das
ungleichförmige
Untersetzungsgetriebe 20 ist ein so genanntes Whitworth-Untersetzungsgetriebe,
welches Energie auf eine exzentrische Welle 31 des Exzentermechanismus 30 überträgt, wobei
es eine Drehzahlverringerung bewirkt, so dass die Drehzahl während einer
Drehung ungleichmäßig ist,
und ist mit dem ringförmigen
Schrägverzahnungszahnrad 21 versehen,
das in dem Außenumfangsabschnitt vorgesehen
ist, einem Hebel 22, der an der Exzenterwelle 31 befestigt
ist, und so ausgebildet ist, dass er gegenüber dem Aufsatzrahmen 3 vorsteht,
und mit einem Verbindungsteil 23, welches den Innenumfang des
Schrägverzahnungszahnrads 21 mit
dem Hebel 22 verbindet. Das Drehzentrum des Schrägverzahnungszahnrads 21 ist
oberhalb der Achse der Exzenterwelle 31 in Vertikalrichtung
angeordnet.
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Der
Exzentermechanismus 30 ist mit der exzentrischen Welle 31 versehen,
einer Exzentertrommel 32, die vereinigt auf der Exzenterwelle 31 vorgesehen
ist, und einer Verbindungsstange 33, die mit der Exzentertrommel 32 verbunden
ist. Die Exzenterwelle 31 ist drehbar durch den Aufsatzrahmen 3 an beiden
Seiten der Exzentertrommel 32 gehaltert. Die Exzentertrommel 32 ist
als Scheibe ausgebildet, die exzentrisch in Bezug auf die Exzenterwelle 31 ist, und
eine exzentrische Drehung beim Drehen der Exzenterwelle 31 durchführt. Ein
Plungerkolben 34 ist mit einem unteren Abschnitt der Verbindungsstange 33 verbunden,
und das Gleitstück
ist an einem unteren Abschnitt des Plungerkolbens 34 angebracht.
Infolge des Exzentermechanismus 30 führt eine exzentrische Drehung
der Exzentertrommel 32 zu einer Hin- und Herbewegung der
Verbindungsstange 33, so dass sich der Plungerkolben 34 und
das Gleitstück in
Vertikalrichtung nach oben und unten bewegen.
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Die
Verriegelungsvorrichtung 40 ist außerhalb des Aufsatzrahmens 3 und
oberhalb des Schrägverzahnungszahnrads 21 angeordnet,
welches das ungleichförmige
Untersetzungsgetriebe 20 bildet, und kann sofort das Schrägverzahnungszahnrad 21 in
einer Ruhelage in einer frei wählbaren
Position des Hubes des Gleitstücks
zusammen mit dem Gleitstück
verriegeln. Nachstehend wird die Verriegelungsvorrichtung 40 schematisch
unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 beschrieben.
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Die 2 bis 4 sind
eine Ansicht von vorn, eine Ansicht von der Seite bzw. eine Ansicht von
unten der Verriegelungsvorrichtung 40.
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Die
Verriegelungsvorrichtung 40 ist mit einem Basisblock 41 versehen,
der an dem Aufsatzrahmen 3 (1) durch
Bolzen befestigt ist, und mit drei Verriegelungseinheiten 42,
die Seite an Seite angeordnet sind, und an der oberen Oberfläche des
Basisblocks 41 befestigt sind. Wie in den 2 und 3 gezeigt,
weist die Verriegelungsvorrichtung 40 Eingriffsklauen 43 auf,
die jeweils zu den Verriegelungseinheiten 42 gehören, und
gegenüber
der unteren Oberfläche
des Basisblocks 41 vorstehen; jede der vorstehenden Eingriffsklauen 43 gelangt
in einen Zahnzwischenraum des Schrägverzahnungszahnrads 21 (1)
hinein, um hierdurch dessen Bewegung anzuhalten, wodurch die Bewegung
des Gleitstücks
verriegelt wird. Zu diesem Zweck weist der Basisblock 41 drei
Durchgangslöcher 44 auf,
die in Vertikalrichtung durch ihn hindurchgehen, und sind die Verriegelungseinheiten 42 jeweils
durch die Durchgangslöcher 44 hindurchgeleitet.
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Wie
schematisch in 5 gezeigt, sind die Verriegelungseinheiten 42 geradlinig
Seite an Seite in Richtung der Drehachse des Schrägverzahnungszahnrads 21 (also
in Richtung von dessen Dicke) angeordnet, so dass die Eingriffsklauen 43 in
einem Teilungsabstand P1 angeordnet sind. Hierbei ist der Teilungsabstand
P1 so eingestellt, dass zumindest eine Eingriffsklaue 43 in
einen Zahnzwischenraum zum Eingriff hineingelangt, unabhängig von
der Position, an welcher das Schrägverzahnungszahnrad 21 anhält. Beispielsweise
im Fall der Position, wie sie in den 5 und 6 gezeigt
ist, stoßen
unter den drei Eingriffsklauen 43 (43A, 43B und 43C)
die Eingriffsklauen 43A und 43C, die jeweils an
einem Ort (A) bzw. (C) angeordnet sind, gegen die oberen Abschnitte
von Zähnen
an, ohne in die Zahnzwischenräume
hineinzugelangen, wogegen die Eingriffsklaue 43B, die sich
an der Position (B) befindet, in den Zahnzwischenraum zum Eingriff
hineingelangt, wodurch ermöglicht
wird, das Schrägverzahnungszahnrad 21 anzuhalten.
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In 5 sind
zur Erleichterung des Verständnisses
der Konstruktion die Zahnränder
des Schrägverzahnungszahnrads 21 mit
durchgezogenen Linien dargestellt, und sind deren Zahnunterseiten
mit gestrichelten Linien dargestellt.
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7 zeigt
einen Zustand, in welchem das Schrägverzahnungszahnrad 21 geringfügig gedreht wurde
(zur Seite nach rechts in dieser Zeichnung). In diesem Fall wurden,
im Vergleich zum Zustand der 6, die Relativpositionen
der Eingriffsklauen 43A, 43B und 43C in
Bezug auf die Zähne
zur linken Seite in der Zeichnung verschoben; nur die Eingriffsklaue 43A,
die sich an der Position (A) befindet, stößt gegen den oberen Abschnitt
eines Zahns an, und die Eingriffsklauen 43B und 43C,
die sich an Positionen (B) und (C) befinden, stehen im Eingriff
zwischen Zähnen,
wodurch ermöglicht
wird, das Schrägverzahnungszahnrad 21 anzuhalten.
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8 zeigt
einen Zustand, in welchem das Schrägverzahnungszahnrad 21 weiter
gedreht wurde. In diesem Zustand wird die Anlageposition der Eingriffsklaue 43A,
die sich an der Position (A) befindet, weiter in Bezug auf den Zahn
verschoben, und ist der Eingriff der Eingriffsklaue 43B,
die sich an der Position (B) befindet, weniger tief, wobei der Eingriff der
Eingriffsklaue 43C, die sich an der Position (C) befindet,
tiefer ist.
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Obwohl
nicht dargestellt, hat in jenem Zustand, in welchem sich das Schrägverzahnungszahnrad 21 danach
weiter vorgestellt hat, die Eingriffsklaue 43B den Zahninnenraum
verlassen, und stößt gegen
den oberen Abschnitt eines Zahns zusammen mit der Eingriffsklaue 43A an,
wobei nur die Eingriffsklaue 43C im Eingriff zwischen Zähnen steht. Danach
stehen die Eingriffsklauen 43A und 43C im Eingriff
zwischen Zähnen,
und ist dann nur die Eingriffsklaue 43A im Eingriff zwischen
Zähnen
angeordnet. Danach stehen die Eingriffsklauen 43A und 43B im
Eingriff zwischen Zähnen,
und steht dann nur die Eingriffsklaue 43B im Eingriff zwischen
Zähnen.
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Zumindest
innerhalb jenes Bereichs, in welchem die Zähne des Schrägverzahnungszahnrads 21 durch
einen Teilungsabstand P2 verschoben werden, steht zumindest eine
der Eingriffsklauen 43A, 43B und 43C im
Eingriff zwischen Zähnen.
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Nachstehend
werden die Verriegelungseinheiten 42, welche die Verriegelungsvorrichtung 40 bilden,
im Einzelnen auch unter Bezugnahme auf die 9 bis 13 beschrieben.
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9 ist
eine allgemeine Perspektivansicht der Verriegelungseinheit 42, 10 ist
eine Schnittansicht der Verriegelungseinheit 42 mit der
Eingriffsklaue 43 im zurückgezoge nen Zustand, 11 ist eine
Schnittansicht der Verriegelungseinheit 42 mit der Eingriffsklaue 43 im
vorstehenden Zustand, die 12A bis 12C sind schematische Darstellungen zur Erläuterung
des Betriebsprinzips der Verriegelungseinheit 42, und 13 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Hydraulikschaltung zum
Betätigen
jeder Verriegelungseinheit 42.
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In
den 9 und 10 ist die Verriegelungseinheit 42 als
Hydraulikzylinderkonstruktion ausgebildet, die über die voranstehend geschilderte Eingriffsklaue 43 hinaus
mit einem unteren Zylindergehäuse 45 in
Form einer rechteckigen Säule
versehen ist, welches die Eingriffsklaue 43 aufnimmt, und mit
einem oberen Zylindergehäuse 46,
das an dem oberen Abschnitt des unteren Zylindergehäuses 45 durch
Bolzen befestigt ist, und an dem Basisblock 41 (2 und 3)
mit Hilfe von Montageabschnitten 47 befestigt ist, die
auf dem unteren Zylindergehäuse 45 vorgesehen
sind.
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Der
Innenraum, der durch die Zylindergehäuse 45 und 46 festgelegt
wird, weist eine Kreisschnittform auf, in deren unterem Abschnitt
die Eingriffsklaue 43 angeordnet ist. Der Abschnitt oberhalb der
Eingriffsklaue 43 ist als ein zylindrischer Abschnitt 431 ausgebildet,
der sich nach oben entlang dem Innenumfang erstreckt, der sich über beide
Zylindergehäuse 45 und 46 erstreckt.
Eine zentrale Stange 48 ist innerhalb des zylindrischen
Abschnitts 431 angeordnet. Zwischen dem unteren Ende der zentralen
Stange 48 und dem unteren Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 431 ist
eine Druckfeder 49 vorgesehen, welche die zentrale Stange 48 nach oben
drückt.
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In
dem oberen Abschnitt des Innern des zylindrischen Abschnitts 431 und
zwischen dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 431 und
dem Außenumfang
der zentralen Stange 48 ist ein zylindrisches Gleitstückteil 51 angeordnet,
durch welches die zentrale Stange 48 hindurchgeführt ist.
Auf der oberen Endoberfläche
des Gleitstückteils 51 befindet sich
eine Gleitstückplatte 52,
durch welche die zentrale Stange 48 hindurchgeführt ist,
und es ist auch zwischen der Gleitstückplatte 52 und der
Decke des oberen Zylindergehäuses 46 eine
Druckfeder 53 vorgesehen. Die Gleitstückplatte 52 ist in
einem Schlitz 432 aufgenommen, der nach oberhalb des zylindrischen
Abschnitts 431 vorsteht, und springt in diesem Zustand
in beiden Richtungen gegenüber
einer Öffnung
vor, die in dem oberen Zylindergehäuse 46 vorgesehen
ist.
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Eine
Hydraulikkammer 54 ist zwischen dem unteren Ende des Gleitstückteils 51 und
dem abgestuften Abschnitt der zentralen Stange 48 vorgesehen.
Hydrauliköl
wird der Hydraulikkammer 54 durch das Innere von einem
oberen Port 481 der zentralen Stange 48 zugeführt. In
jenem Zustand, in welchem die Eingriffsklaue 43 zurückgezogen
ist, wird Hydrauliköl
der Hydraulikkammer 54 zugeführt, um die zentrale Stange 48 nach
unten zu drücken,
und stößt das untere
Ende der zentralen Stange 48 gegen den unteren Abschnitt
des zylindrischen Abschnitts 431 an, wobei die Druckfeder 49 weiter
zusammengedrückt wird.
Andererseits wird das Gleitstückteil 51 weiter nach
oben gedrückt,
und wird die Druckfeder 53 weiter mit Hilfe der Gleitstückplatte 52 zusammengedrückt.
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Eine
weitere Hydraulikkammer 55 wird zwischen einem abgestuften
Abschnitt im Außenumfang des
zylindrischen Abschnitts 431 und einem abgestuften Abschnitt
im Innenumfang des unteren Zylindergehäuses 45 ausgebildet.
Hydraulikdruck wird der Hydraulikkammer 55 von einem Zylinder-Port 453 zugeführt, der an
der Seitenoberfläche
des unteren Zylindergehäuses 45 vorgesehen
ist. Weiterhin wird infolge der Tatsache, dass Hydrauliköl auch der
Hydraulikkammer 55 zugeführt wird, die Eingriffsklaue 43 nach
oben zusammen mit der zentralen Stange 58 angetrieben,
dem Gleitstückteil 51,
und der Gleitstückplatte 52,
gegen die Kraft der oberen Druckfeder 53, und wird die
Eingriffsklaue 43 zurückgezogen.
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Unterhalb
der Hydraulikkammer 54 und im Außenumfangsabschnitt der zentralen
Stange 48 ist eine in Umfangsrichtung durchgehende, kugelförmig ausgenommene
Nut 482 vorgesehen. Weiterhin weist der zylindrische Abschnitt 431 mehrere
Verbindungslöcher 433 auf,
die in Radialrichtung durch ihn hindurchgehen und in gleichen Abständen in
Umfangsrichtung angeordnet sind, und ist in der Innenumfangsoberfläche des
unteren Zylindergehäuses 45 eine
in Umfangsrichtung durchgehende, obere ausgenommene Nut 451 vorgesehen.
In dem Zustand, in welchem die Eingriffsklaue 43 zurückgezogen
ist, befinden sich die kugelförmige,
ausgenommene Nut 482, die Verbindungslöcher 433 und die obere,
ausgenommene Nut 451 auf derselben Höhe, wobei Stahlkugeln 57 in
deren Innerem vorgesehen sind.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 11 der
Zustand beschrieben, bei welchem die Eingriffsklaue 43 vorsteht.
In diesem Zustand wurde das Hydrauliköl aus der Hydraulikkammer 54 abgezogen,
und wird die zentrale Stange 48 nach oben durch die Druckfeder 49 so
gedrückt,
dass sie von der Eingriffsklaue 43 beabstandet ist. Da
auch das Hydrauliköl
in der Hydraulikkammer 55 abgezogen wurde, wird die Eingriffsklaue 43 insgesamt,
einschließlich
der zentralen Stange 48, des Gleitstückteils 51 und der
Gleitstückplatte 52 nach
unten durch die Beaufschlagungskraft der Druckfeder 53 gedrückt, und
steht nach unten zur Zahnoberfläche
des Schrägverzahnungs zahnrads 21 (1)
gegenüber dem
unteren Ende des unteren Zylindergehäuses 45 vor.
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Zu
diesem Zeitpunkt werden die Stahlkugeln 57 in den Verbindungslöchern 433 des
zylindrischen Abschnitts 431 von der kugelförmig ausgenommenen
Nut 482 der zentralen Stange 48 abgenommen, so
dass sie in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche gelangen,
und stattdessen so aufgenommen werden, dass sie sowohl die Verbindungslöcher 433 als
auch die untere, ausgenommene Nut 452 einnehmen, die in
der Innenumfangsoberfläche
des unteren Zylindergehäuses 45 vorgesehen
ist. Durch diese Konstruktion wird die Eingriffsklaue 43 an
der Innenumfangsoberfläche
des unteren Zylindergehäuses 45 mit
Hilfe der Stahlkugeln 57 verriegelt, so dass selbst dann,
wenn ein erhebliches Drehmoment auf die Eingriffsklaue 43 in
dem Zustand einwirkt, in welchem die Eingriffsklaue 43 im
Eingriff mit den Zähnen des
Schrägverzahnungszahnrads 21 steht,
ermöglicht
wird, das Drehmoment abzufangen, das dann zwischen dem unteren Zylindergehäuse 45 einwirkt, und
verlässlich
das Drehmoment auszuhalten, so dass keine Befürchtung in der Hinsicht besteht,
dass die Eingriffsklaue 45 infolge des Zusammenziehens der
Druckfeder 53, usw. zurückgezogen
wird.
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Auf
diese Weise wird ein Vorsprungszustands-Aufrechterhaltungsmechanismus 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet, welcher den zylindrischen Abschnitt 431 aufweist,
der vereinigt mit der Eingriffsklaue 43 ausgebildet ist,
die zentrale Stange 48, die in dem zylindrischen Abschnitt 431 aufgenommen
ist, die Druckfeder 49, welche die zentrale Stange 48 nach
unten drückt,
die Hydraulikkammer 54, die mit dem Hydrauliköl zum Bewegen
der zentralen Stange 48 nach unten gegen die Kraft der Druckfeder 49 versorgt
wird, die Stahlkugeln 57, die in den Verbindungslöchern 433 des
zylindrischen Abschnitts 431 angeordnet sind, die kugelförmig ausgenommene
Nut 482, die in der zentralen Stange 48 vorgesehen
ist, und die untere, ausgenommene Nut 452, die in der Innenumfangsoberfläche des
unteren Zylindergehäuses
vorgesehen ist.
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In
den 10 und 11 ist
ein Annäherungssensor 58 an
einem Ende sowohl der Zylindergehäuse 45 und 46 als
auch der Gleitstückplatte 52 angebracht,
der das andere Ende der Gleitstückplatte 52 erfasst,
deren Position in Vertikalrichtung in Bezug auf die Zylindergehäuse 45 und 46 sich ändert, und
ein Erfassungsteil 59 der zentralen Stange 48 erfasst,
deren Position in Vertikalrichtung in Bezug auf die Gleitstückplatte 52 sich ändert, wodurch
der Zustand in Bezug auf das Vorstehen bzw. Einfahren der Eingriffsklaue 43 beurteilt
wird. Das Beurteilungsergebnis wird zur Betriebssteuerung der Verriegelungsvorrichtung 40 durch
eine Steuerung (nicht dargestellt) verwendet.
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Die 12A bis 12C zeigen
die Bewegung der Stahlkugeln 57, wenn sich die Eingriffsklaue 43 vorstellt
oder zurückzieht.
Es wird darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen das Gleitstückteil 51,
die Gleitstückplatte 52 und
die obere, ausgenommene Nut 451 des unteren Zylindergehäuses 45 weggelassen
sind.
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Wie
in den Zeichnungen dargestellt, werden zuerst in dem Zustand von 12A, bei welchem die Eingriffsklaue 43 zurückgezogen
ist, die Stahlkugeln 57 in der kugelförmig ausgenommenen Nut 482 der zentralen
Stange 48 und den Verbindungslöchern 433 des zylindrischen
Abschnitts 431 aufgenommen. Danach, wenn das Hydrauliköl von der
Hydraulikkammer 55 abgezogen wird, bewegt sich die Eingriffsklaue 43 nach
unten, wie in 12B gezeigt, zusammen mit der
zentralen Stange 48 und den Stahlkugeln 57, mit
Druck beaufschlagt durch die obere Druckfeder 53, und steht
die Eingriffsklaue 43 vor. Zu diesem Zeitpunkt befinden
sich die kugelförmig
ausgenommene Nut 482, das Verbindungsloch 433 und
die untere, ausgenommene Nut 452 auf derselben Höhe. Dann
wird, wenn das Hydrauliköl
in der Hydraulikkammer 54 abgezogen wird, die zentrale Stange 48 dazu
veranlasst, sich nach oben zu bewegen, durch die untere Druckfeder 49,
während
die Stahlkugeln 57 in den Verbindungslöchern 433 und der
unteren, ausgenommenen Nut 452 übrig bleiben. Tatsächlich werden
die Rückkehr
von Hydrauliköl
von der Hydraulikkammer 55 und die Rückkehr des Hydrauliköls von der
Hydraulikkammer 54 sofort in exakter Reihenfolge durchgeführt, wodurch
die Eingriffsklaue 43 sofort so vorsteht, dass sie in Eingriff zwischen
Zähnen
des Schrägverzahnungszahnrads 21 gelangt,
wodurch ermöglicht
wird, sofort das Gleitstück
zu verriegeln, und einen ausreichenden Vorstehungszustand der Eingriffsklaue 43 aufrechtzuerhalten.
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Wenn
der Gleitstückverriegelungszustand aufgehoben
wird, wird Hydrauliköl
zuerst der Hydraulikkammer 54 in dem in 12C gezeigten Zustand zugeführt, um die zentrale Stange 48 nach
unten zu bewegen. Dann bewegt sich, wie in 12B gezeigt, die
zentrale Stange 48 nach unten gegen die Kraft der Druckfeder 49,
um die Stahlkugeln 57 in der kugelförmigen Ausnahmenut 482 zu
empfangen und aufzunehmen, wodurch die Verriegelung der Eingriffsklaue 43 und
des unteren Zylindergehäuses 45 infolge
der Stahlkugeln 57 aufgehoben wird. Dann bewegt sich, wenn
Hydrauliköl
auch der Hydraulikkammer 55 zugeführt wird, die Eingriffsklaue 43 nach oben
zusammen mit der zentralen Stange 48 und den Stahlkugeln 57,
gegen die Kraft der Druckfeder 53, wie in 12A gezeigt, und wird der zurückgezogene Zustand wieder hergestellt.
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Eine
Hydraulikschaltung 60, die in 13 gezeigt
ist, ist mit der voranstehend geschilderten Verriegelungseinheit 42 verbunden.
Die Hydraulikschaltung 60 ist mit einer Hydraulikleitung 62 zum
Zuführen
und Abführen
von Hydrauliköl
zu dem oberen Port 481 und weg von diesem (Hydraulikkammer 54) versehen,
der in der zentralen Stange 48 vorgesehen ist, und mit
einer Hydraulikleitung 61 zum Zuführen und Ablassen von Hydrauliköl zu dem
Zylinder-Port 453 bzw. von diesem (Hydraulikkammer 55).
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Jede
der Hydraulikleitungen 61 und 62 ist mit einem
Steuerventil 63 des Typs mit vier Ports bzw. zwei Ports
versehen; die Betätigungsposition
jedes Steuerventils 63 wird durch ein Steuersignal von
der voranstehend geschilderten Steuerung umgeschaltet, wodurch die
Zufuhr bzw. das Ablassen des Hydraulikdrucks zu den Hydraulikkammern 54 und 55 bzw.
weg von diesen durchgeführt
wird, und das Vorstehen bzw. Zurückfahren
der Eingriffsklaue 43 gesteuert wird. Zum Zeitpunkt der
Aufhebung der Verriegelung wird, wenn die Eingriffsklaue 43 zurückgezogen
ist, das Hydrauliköl
von einem Hydraulikbehälter 64 jedem
Steuerventil 63 über
eine Zufuhrleitung 67 durch eine Hydraulikpumpe 66 zugeführt, die
von einem Elektromotor 65 angetrieben wird, und zum Zeitpunkt
der Verriegelung wird, wenn die Eingriffsklaue 43 zum Vorstehen
veranlasst wird, das Hydrauliköl
von den Steuerventilen 63 zum Hydraulikbehälter 64 über eine
Rückführleitung 68 zurückgeführt.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderte
Ausführungsform
beschränkt,
sondern umfasst andere Konstruktionen, usw., die das Ziel der vorliegenden
Erfindung erreichen lassen, und es sind auch Abänderungen und dergleichen,
die nachstehend geschildert werden, so anzusehen, dass sie von der
vorliegenden Erfindung umfasst sind.
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Zwar
ist beispielsweise bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform
das Zahnrad, das direkt durch die Verriegelungsvorrichtung 40 angehalten
wird, ein Schrägverzahnungszahnrad 21,
jedoch kann es auch als ein Geradstirnverzahnungszahnrad ausgebildet
sein, das eine Geradverzahnung aufweist. Allerdings wird darauf
hingewiesen, dass zum Anhalten des Geradverzahnungszahnrads es erforderlich
ist, geringfügig
die jeweiligen Anordnungspositionen der Verriegelungseinheiten gegeneinander in
Drehrichtung abweichen zu lassen, so dass die Eingriffsklauen verlässlich in
Eingriff zwischen Zähnen
gelangen, unabhängig
von der Position, an welcher das Geradverzahnungszahnrad angehalten wird.
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Zwar
ist bei der Verriegelungsvorrichtung 40 der voranstehend
geschilderten Ausführungsform
die Anzahl an Eingriffsklauen 43 gleich drei, jedoch soll dies
nicht einschränkend
verstanden werden; es kann jede andere Anzahl vorhanden sein, soweit hierdurch
ermöglicht
wird, dass das Zahnrad verlässlich
angehalten wird. Daher kann die Anzahl an Eingriffsklauen gleich
zwei oder vier oder mehr sein.
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Weiterhin
ist die Anzahl an Verriegelungsvorrichtungen zum Anhalten des Zahnrads
nicht auf eins beschränkt;
es ist ebenfalls möglich,
mehrere Verriegelungsvorrichtungen in einer einzigen Pressenmaschine
einzusetzen.
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Zwar
muss bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform das Schrägverzahnungszahnrad 21 des
ungleichförmigen
Untersetzungsgetriebes 20 angehalten werden, jedoch kann
das anzuhaltende Zahnrad frei wählbar
sein; es kann sich beispielsweise um die Zahnräder 14 und 16 handeln,
welche das gleichförmige
Untersetzungsgetriebe 10 bilden. Abgesehen davon, ist anstelle
der Verwendung eines Zahnrads zur Kraftübertragung ebenfalls möglich, ein Zahnrad
zur Verfügung
zu stellen, das zur Gleitstückverriegelung
auf der Exzenterwelle speziell ausgebildet ist, und dieses Zahnrad
durch die Verriegelungsvorrichtung anzuhalten.
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Obwohl
bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform drei Verriegelungseinheiten 42 durch
den Basisblock 41 zusammengehalten werden, ist es ebenfalls
möglich,
mehrere Verriegelungseinheiten in vorbestimmten Umfangsabständen um das
anzuhaltende Zahnrad herum vorzusehen; kurz gefasst, ist es nur
erforderlich, die Verriegelungseinheiten und dergleichen so auszubilden,
dass zumindest eine Eingriffsklaue zwischen Zähnen in Eingriff gelangt, unabhängig von
der Position, an welcher das Zahnrad angehalten wird.
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Obwohl
bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform die Eingriffsklauen 43 mit
Hilfe von Öldruck
und der Druckfedern 49 und 53 betätigt werden,
kann auch die Antriebsquelle für
den Betrieb frei wählbar
in Abhängigkeit
von der speziellen Ausführungsform
ausgewählt
werden; hierbei kann es sich um Luftdruck, eine elektromagnetische
Kraft und dergleichen handeln.
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Die
voranstehend geschilderte beste Konstruktion, das beste Verfahren
und dergleichen zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung, wie voranstehend geschildert, sollten
nicht als einschränkend
verstanden werden. Die vorliegende Erfindung, die unter Bezugnahme
auf spezielle Ausführungsformen
dargestellt und erläutert
wurde, ermöglicht
es Fachleuten auf diesem Gebiet, verschiedene Abänderungen vorzunehmen, in Bezug
auf die Ausbildung, die Mengenangaben und andere Einzelheiten, ohne vom Umfang
der technischen Idee und des Ziels der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
voranstehende Beschreibung mit einer speziellen Konstruktion, speziellen
Mengen und dergleichen erfolgte daher nur beispielsweise, um das Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und schränkt in keiner Weise die vorliegende
Erfindung ein, so dass jede Beschreibung, welche Bauteile mit einigen
oder keinen voranstehend geschilderten Einschränkungen in Bezug auf die Ausbildung,
Mengen und dergleichen betrifft, auch vom Umfang der vorliegenden
Erfindung umfasst sein soll.