DE102009060978B4

DE102009060978B4 - Schmiedemaschine

Info

Publication number: DE102009060978B4
Application number: DE102009060978.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Vohskämper; Klaus Steingiesser; Günter Halleck
Original assignee: SMS Meer GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: AT509283A2; AT509283A3; AT509283B1; DE102009060978A1

Abstract

Schmiedemaschine (1), die mindestens eine Betätigungsvorrichtung (2) für ein Schmiedewerkzeug (3) umfasst, wobei die Betätigungsvorrichtung (2) von einer Antriebswelle (4) angetrieben wird und wobei die Antriebswelle (4) von einem Antrieb (5) angetrieben wird, der aus mindestens zwei Teilantrieben (5', 5'', 5''', 5'''') besteht, die parallel zueinander auf die Antriebswelle (4) und durch Synchronisationsmittel (6) synchron auf die Antriebswelle (4) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schmiedekasten (7) umfasst, wobei dieser in einzelne der Anzahl der Teilantriebe (5', 5'', 5''', 5'''') entsprechende Anzahl Segmente (8', 8'', 8''', 8'''') aufgeteilt ist, denen jeweils ein Teilantrieb (5', 5'', 5''', 5'''') zugeordnet ist, und wobei die Synchronisationsmittel (6) eine elektronische Regelung umfassen, mit der die Bewegung eines der Teilantriebe (5', 5'', 5''', 5'''') in Abhängigkeit der gemessenen Bewegung eines anderen Teilantriebs (5', 5'', 5''', 5'''') erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiedemaschine, die mindestens eine Betätigungsvorrichtung für ein Schmiedewerkzeug umfasst, wobei die Betätigungsvorrichtung von einer Antriebswelle angetrieben wird und wobei die Antriebswelle von einem Antrieb angetrieben wird, der aus mindestens zwei Teilantrieben besteht, die parallel zueinander auf die Antriebswelle und durch Synchronisationsmittel synchron auf die Antriebswelle wirken.
Eine als Servopresse ausgebildete Schmiedemaschine dieser Art ist aus der DE 10 2004 009 256 A1 bekannt. Derartige Maschinen werden zum Umformen von Schmiedestücken eingesetzt, wenn diese beispielsweise einem Stauch- oder Schmiedeprozess unterzogen werden sollen. Die den Stößel der Servopresse hin und her bewegenden Antriebseinrichtung weist mehrere Servomotoren auf, die über Getriebe mechanisch miteinander zwangsgekoppelt sind. Den Servomotoren ist eine Steuereinrichtung zugeordnet, die über einen Positionssensor den Drehwinkel des Exzenters der Servopresse erfasst und entsprechende Signale an die Steuereinrichtung sendet. Durch Vergleich mit einer gespeicherten Weg-Zeit-Kurve oder Drehwinkel/-Zeit-Wertepaare wird ein Servomotor angesteuert und die Synchronisation mit den anderen Servomotoren durch Getriebeverbindungen erzwungen. Optional verbindet jeweils ein Getriebe zwei Servomotoren mit den konzentrisch zu den Drehachsen der Exzenter angeordneten Stirnrändern, wobei die Synchronität der Exzenter durch eine entsprechende Ansteuerung der paarweise angeordneten Servomotoren erreicht wird. Trotz der durch die Aufteilung möglichen kleineren Dimensionierung ist der Getriebeaufwand groß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schmiedemaschine zu schaffen, die mit verringertem Aufwand gleichzeitig noch insgesamt verbesserte Betriebsbedingungen ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiedemaschine einen Schmiedekasten umfasst, wobei dieser in einzelne der Anzahl der Teilantriebe entsprechende Anzahl Segmente aufgeteilt ist, denen jeweils ein Teilantrieb zugeordnet ist, und wobei die Synchronisationsmittel eine elektronische Regelung umfassen, mit der die Bewegung eines der Teilantriebe in Abhängigkeit der gemessenen Bewegung eines anderen Teilantriebs erfolgt.
Der Antrieb besteht dabei bevorzugt aus drei oder vier Teilantrieben.
Die Betätigungsvorrichtung für das Schmiedewerkzeug ist zumeist als Exzenterantrieb ausgeführt. Das erfindungsgemäße Konzept ist aber auch im Falle anderer Antriebssysteme einsetzbar, insbesondere im Falle eines Kniehebelantriebs, eines mechanischen Mutter-Spindel-Antriebs, eines hydraulischen Kolben-Zylinder-Antriebs oder eines mechanisch-hydraulischen Kombiantriebs, z. B. Exzenter mit Hydraulikmotor, der unterschiedliche Fahrprofile erzeugen kann (wie bei der Verwendung in einer Pulverpresse).
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Schmiedemaschine und die vorgesehene Aufteilung des zentralen Antriebs in Einzelantriebe werden die Einzelbewegungen voneinander entkoppelt, deren Bewegungen dann aber durch eine elektronische Regelung in Abhängigkeit gemessener Größen synchronisiert. Die Kräfte können sich nicht mehr über das Gesamtgetriebe summieren. Wegen der Aufteilung der Antriebe bleiben die Kräfte jeweils auf einen Bereich der Maschine konzentriert, wobei jedes Segment als autarke Einheit insoweit eine eigene Teil-Presse darstellt.
Auch die Wartung der Maschine wird vereinfacht. Durch die Herausnahme bzw. das Ersetzen einer Antriebs-Kompakteinheit ist die Maschine im Störfall sofort wieder betriebsbereit. Die Reparatur der defekten Einheit kann dann außerhalb der Maschine erfolgen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 die Vorderansicht einer nur schematisch dargestellten Schmiedemaschine; und
2 eine Seitenansicht der Schmiedemaschine nach 1.
Die in den Figuren dargestellte Schmiedemaschine 1 wird zum Verformen von Schmiedestücken eingesetzt, wenn diese beispielsweise einem Stauch- oder Schmiedeprozess unterzogen werden sollen. Hierfür weist die Maschine eine Betätigungsvorrichtung 2 in Form eines Exzenterantriebs auf, die ein Schmiedewerkzeug 3 bewegt, was in den Figuren nur sehr schematisch angedeutet ist.
Die Betätigungsvorrichtung 2 wird von einer Antriebswelle 4 angetrieben, die wiederum von einem Antrieb 5 angetrieben wird. Der Antrieb 5 ist als Elektromotor ausgeführt.
Wie in 2 gesehen werden kann, ist der Antrieb 5 in mehrere unabhängige Teilantriebe 5', 5'', 5''' und 5'''' unterteilt. Alle Teilantriebe 5', 5'', 5''' und 5'''' wirken parallel auf die Antriebswelle 4. Damit dies im Gleichlauf erfolgt, sind Synchronisationsmittel 6 vorgesehen, die nach Art einer „elektronischen Welle” arbeiten.
Hierzu wird – was nur für die beiden Teilantriebe 5' und 5'''' in 2 angedeutet ist – die Wellendrehung n₁ der Antriebswelle des Teilantriebs 5'''' gemessen; ebenfalls gemessen wird die Wellendrehung n₂ der Antriebswelle des Teilantriebs 5'. Infolge einer gegebenenfalls gemessenen Differenz in den Winkelgeschwindigkeiten kann das Synchronisationsmittel 6 auf den Motorstrom I des Teilantriebs 5' einwirken, indem ein Differenzstrom ΔI bei der Ansteuerung des Teilantriebs 5' berücksichtigt wird. Die Regelung im Synchronisationsmittel hält so die beiden Bewegungen der Teilantriebe 5' und 5'''' im Gleichlauf. Entsprechendes gilt natürlich hinsichtlich der Bewegungen der anderen Teilantriebe 5'' und 5'''.
Wie in 2 weiter gesehen werden kann, wirkt die Betätigungsvorrichtung, d. h. der Exzenterantrieb 2, auf einen Schmiedekasten 7. Dieser ist in einzelne Segmente 8', 8'', 8''' und 8'''' unterteilt. Jedes Segment 8', 8'', 8''' und 8'''' stellt insoweit eine eigene Teil-Presse dar.
Die Exzenterantriebe werden im Stand der Technik üblicherweise über große Getriebekästen miteinander synchronisiert, wobei bei nicht symmetrischem Krafteintrag zwischen den Werkzeuge die Ausgleichskräfte über die Getriebe übertragen werden müssen. Gemäß der vorliegenden Erfindung laufen die Teilantriebe unabhängig voneinander, wobei sie untereinander synchronisiert werden.

Claims

Schmiedemaschine (1), die mindestens eine Betätigungsvorrichtung (2) für ein Schmiedewerkzeug (3) umfasst, wobei die Betätigungsvorrichtung (2) von einer Antriebswelle (4) angetrieben wird und wobei die Antriebswelle (4) von einem Antrieb (5) angetrieben wird, der aus mindestens zwei Teilantrieben (5', 5'', 5''', 5'''') besteht, die parallel zueinander auf die Antriebswelle (4) und durch Synchronisationsmittel (6) synchron auf die Antriebswelle (4) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schmiedekasten (7) umfasst, wobei dieser in einzelne der Anzahl der Teilantriebe (5', 5'', 5''', 5'''') entsprechende Anzahl Segmente (8', 8'', 8''', 8'''') aufgeteilt ist, denen jeweils ein Teilantrieb (5', 5'', 5''', 5'''') zugeordnet ist, und wobei die Synchronisationsmittel (6) eine elektronische Regelung umfassen, mit der die Bewegung eines der Teilantriebe (5', 5'', 5''', 5'''') in Abhängigkeit der gemessenen Bewegung eines anderen Teilantriebs (5', 5'', 5''', 5'''') erfolgt.
Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) aus drei oder vier Teilantrieben (5', 5'', 5''', 5'''') besteht.
Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (2) für das Schmiedewerkzeug (3) mindestens einen Exzenter umfasst.
Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (2) für das Schmiedewerkzeug (3) mindestens einen Kniehebelantrieb umfasst.
Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (2) für das Schmiedewerkzeug (3) mindestens einen mechanischen Mutter-Spindel-Antrieb umfasst.
Schmiedemaschine nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (2) für das Schmiedewerkzeug (3) mindestens einen hydraulischen Kolben-Zylinder-Antrieb umfasst.
Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (2) für das Schmiedewerkzeug (3) mindestens einen Hybridantrieb umfasst.