DE102009032110B3

DE102009032110B3 - Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen

Info

Publication number: DE102009032110B3
Application number: DE200910032110
Authority: DE
Inventors: Matthias BÖNING
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: WO2011003385A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen und soll so weiterentwickelt werden, dass mit geringem Aufwand bei einem Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen der Hubverlauf zusätzlich variabel einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist ein separat beaufschlagbarer Zusatzantrieb 5 zwischen Schwinge 3 und Pleuel 4 schwenkbar angelenkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Stand der Technik
Allgemein bekannt sind Exzenterpressen mit festem Hub, bei denen ein Elektromotor über einen Riemenrieb das Schwungrad antreibt, von welchem die Bewegung auf die Exzenterwelle übertragen wird. Die Stößelhubbewegung wird durch die auf dem Exzenter der Exzenterwelle angeordneten Schwinge erzeugt und über einen Pleuel auf den Stößel übertragen. Um den Hubweg einstellbar zu gestalten, werden zwei Exzenter eingesetzt, die zueinander verstellbar sind.
Nach DD 226 835 A1 ist ein Antrieb für mechanische Pressen mit mehrgliedrigen Koppelgetrieben bekannt, bei dem eine Kolben-Zylinder-Einheit im Kopfstück der Presse schwenkbar gelagert ist. Die Kolbenstange der Kolben-Zylinder-Einheit ist an einem Getriebeelement des mehrgliedrigen Koppelgetriebes angelenkt. Diese Lösung vermindert die Stoß- und Schwingungserscheinungen und beeinflusst nicht den Hubverlauf des Stößels.
Aus der DE 10 2005 001 878 B3 ist eine Servopresse bekannt, deren Stößelantrieb durch ein servomotorbetätigtes Kniehebelgetriebe erfolgt. Mindestens ein mit dem Stößel verbundener Zusatzantrieb wirkt zusätzlich auf den Stößel ein, um einen kontrolliert durchfahrenen Hub des Stößels über das durch den Kniehebelantrieb kontrolliert erzielbare Maß hinaus zu erreichen.
Beide vorgenannten Lösungen betreffen keinen Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen und die jeweilige zusätzliche Einheit ist einseitig am Maschinenkörper angeordnet.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand bei einem Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen den Hubverlauf zusätzlich variabel einstellbar zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere detaillierte Ausgestaltungen des Stößelantriebes sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, durch einen Zusatzantrieb eine Bewegungsveränderung des Stößelhubes zu erreichen. Je nach Bewegungsvorgabe für den Zusatzantrieb kann der Stößelhub vergrößert und/oder der Stößelverlauf verändert werden.
Die Bewegungsveränderung selbst erfolgt über die dem üblichen Stößelhub überlagerte Bewegung des Zusatzantriebes und das damit verbundene „Knicken” des Gelenks zwischen Schwinge und Pleuel. Diese Bewegung kann über den gesamten Hubverlauf des Stößelantriebes in Abhängigkeit der Maschinensteuerung gesteuert werden, wodurch jeder gewünschte Stößelverlauf erreichbar ist. Sobald jedoch der Stößel den Umformbereich erreicht muss der Zusatzantrieb in seiner „Ausfahrstellung” sein, da die Presskraft selbst über die Schwinge und das Pleuel eingebracht wird. Deshalb kann der Stößelverlauf im Umformbereich nur sehr bedingt variiert werden, weil ansonsten die vom Zusatzantrieb aufzubringende Kraft zu groß wird.
Durch den Zusatzantrieb kann der Stößelhub, vor allem bei relativ kleinem Exzenter, vergrößert werden. Dadurch verbessert sich die Freigängigkeit des Stößels erheblich, was zu einer deutlichen Erhöhung der Hubzahl führen kann. Hubzahlbegrenzend ist dann die maximal zulässige Umformgeschwindigkeit. Da durch den Zusatzantrieb ein kleinerer Exzenter gewählt werden kann als bei einer konventionellen Presse reduzieren sich bei gleicher Presskraft auch die Kräfte im Antriebsstrang und damit die Dimensionen der Bauteile.
Die Ausgestaltung des Zusatzantriebes als ein hydraulischer Antrieb ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass die Hydraulikpumpe über das Schwungrad angetrieben werden könnte. Damit wäre es möglich auch für den Zusatzantrieb den Energiespeichereffekt des Schwungrades zu nutzen.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt:
1 Prinzipieller Aufbau des Stößelantriebes im Bereich des oberen Totpunktes
2 Prinzipieller Aufbau des Stößelantriebes im Bereich des unteren Totpunktes
Der Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau einem bekannten Exzenterantrieb. Der Antrieb des Stößels 1 erfolgt von einem Antriebsexzenterrad 2 aus, dessen Antriebsexzenter 6 mit einer Schwinge 3 in Wirkverbindung steht. Das andere Ende der Schwinge 3 ist gelenkig mit einem Ende eines Pleuels 4 verbunden. Mit dem anderen Ende ist der Pleuel 4 an den Druckpunkt 7 des Stößels 1 angelenkt. Die Schwinge 3 und das Pleuel 4 bilden zusammen ein Knickstelzenpaar, das quer zur Achse des Antriebsexzenterrad 2 auslenkbar ist.
Ein separat beaufschlagbarer Zusatzantrieb 5 ist zwischen Schwinge 3 und Pleuel 4 schwenkbar angelenkt. Dabei ist der Zusatzantrieb 5 einerseits mit der Schwinge 3 und die Antriebsstange 8 des Zusatzantriebes 5 mit dem Pleuel 4 verbunden. Die Anlenkung des Zusatzantriebes 5 und der Antriebsstange 8 kann auch umgekehrt ausgebildet sein. Der Zusatzantrieb 5 selbst ist als ein Arbeitszylinder ausgebildet.
Auch die Wirkungsweise des Stößelantriebes für mechanische Exzenterpressen erfolgt grundsätzlich einem bekannten Exzenterantrieb. Die Drehbewegung des Antriebserzenterrades 2 wird auf die Schwinge 3 übertragen und in eine Hubbewegung gewandelt. Über die Schwinge 3 und das Pleuel 4 erfolgt die Übertragung der Hubbewegung auf den Druckpunkt 7 des Stößels 1. Der Knickwinkel zwischen Schwinge 3 und Pleuel 4 ist im oberen Totpunktbereich des Stößels 1 kleiner als im unteren Totpunkt (Arbeitsbereich) des Stößels 1. Der Stößelverlauf ist bis zum Arbeitsbereich beliebig vorgebbar.
Bei einem Pressenbetrieb mit Zusatzantrieb 5 befindet sich bei Stößelstellung im oberen Totpunktbereich die Antriebsstange 8 in einer eingefahrenen Stellung im Zusatzantrieb 5. Durch Zuschalten des Zusatzantriebs 5 im oberen Hubbereich fährt die Antriebsstange 8 eine definierte Länge in den Zusatzantrieb 5 hinein, wodurch der Stößel quasi im oberen Totpunktbereich verharrt. Dadurch wird die Freigängigkeit des Stößels 1 vergrößert. Bei weiteren Abwärtshub fährt die Antriebsstange 8 aus dem Zusatzantrieb 5 heraus und „streckt” die Schwinge 3 und das Pleuel 4 in den Arbeitsbereich, d. h., der Knickwinkel zwischen Schwinge 3 und Pleuel 4 wird vergrößert. Sobald der Stößel den Umformbereich erreicht, befindet sich die Antriebsstange 8 des Zusatzantriebes 5 in ausgefahrener Stellung, so dass die Presskraft selbst über die Schwinge 3 und das Pleuel 4 eingebracht wird.
Beim Aufwärtshub fährt die Antriebsstange 8 schnell in den Zusatzantrieb ein, dabei verkleinert sich der Knickwinkel zwischen Schwinge 3 und Pleuel 4, wodurch sich der Stößel 1 schneller in Richtung des oberen Totpunktbereiches bewegt und somit die Freigängigkeit des Stößels 1 vergrößert.

1: Stößel
2: Antriebsexzenterrad
3: Schwinge
4: Pleuel
5: Zusatzantrieb
6: Antriebsexzenter
7: Druckpunkt
8: Antriebsstange

Claims

Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen, wobei der Antrieb des Stößels (1) von einem Antriebsexzenterrad (2) erfolgt, dessen Antriebsexzenter (6) über eine Schwinge (3) und ein Pleuel (4) mit dem Druckpunkt des Stößels (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein separat beaufschlagbarer Zusatzantrieb (5) zwischen Schwinge (3) und Pleuel (4) schwenkbar angelenkt ist.
Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzantrieb (5) als ein Arbeitszylinder ausgebildet ist.
Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzantrieb (5) sich in ausgefahrener Stellung befindet, sobald der Stößel (1) den Umformbereich erreicht.
Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch oder in einer Kombination beaufschlagbar ist.
Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzantrieb (5) ein elektrischer oder ein positionsgeregelter Linearantrieb ist.
Stößelantrieb für mechanische Exzenterpressen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hydraulischen Zusatzantrieb (5) die Hydraulikpumpe über das Schwungrad antreibbar ist, wodurch der Energiespeichereffekt des Schwungrades für den Zusatzantrieb (5) nutzbar ist.