DE102011013549A1

DE102011013549A1 - Mechanische Umformmaschine, insbesondere Kurbelpresse

Info

Publication number: DE102011013549A1
Application number: DE102011013549A
Authority: DE
Inventors: Matthias Wolff
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: DE102011013549B4; WO2012119677A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mechanische Umformmaschine (1), insbesondere Kurbelpresse (2), welche einen Schwungradantrieb (3), einen Servoantrieb (4) und eine Hauptantriebswelle (5) umfasst, wobei der Schwungradantrieb (3) die Hauptantriebswelle (5) unter Zwischenschaltung einer Kupplungs-Brems-Einheit (6) antreibt, wobei der Servoantrieb (4) einen Servomotor (7) umfasst, wobei der Servoantrieb (4) die Hauptantriebswelle (5) unter Zwischenschaltung eines Zusatzgetriebes (8) antreibt, wobei die Hauptantriebswelle (5) ein Hauptgetriebe (9) antreibt und wobei das Hauptgetriebe (9) unter Zwischenschaltung eines Stößelantriebs (10) einen Stößel (11) antreibt. Hierbei umfasst die Umformmaschine (1) wenigstens eine Anhaltevorrichtung (12), wobei die Anhaltevorrichtung (12) zwischen dem Servoantrieb (4) und der Hauptantriebswelle (5) angeordnet ist und an eine sich drehende Komponente (13) des Zusatzgetriebes (8) angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mechanische Umformmaschine, welche insbesondere als Kurbelpresse ausgeführt ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 2007/091935 A1 ist eine mechanische Umformmaschine bekannt, welche einen Schwungradantrieb, einen Servoantrieb und eine Hauptantriebswelle umfasst, wobei der Schwungradantrieb die Hauptantriebswelle unter Zwischenschaltung einer Kupplungs-Brems-Einheit antreibt, wobei der Servoantrieb einen Servomotor und einen Antriebswelle umfasst, wobei der Servoantrieb die Hauptantriebswelle unter Zwischenschaltung eines Zusatzgetriebes antreibt, wobei die Hauptantriebswelle ein Hauptgetriebe antreibt und wobei das Hauptgetriebe unter Zwischenschaltung eines Stößelantriebs einen Stößel antreibt. Bei derartigen Umformmaschinen ist für Arbeiten an der Maschine eine Stößelverriegelung vorgesehen, um ein sicheres Arbeiten in der Gefahrenzone der Umformmaschine gewährleisten zu können. Eine Stößelverriegelung ist eine zusätzliche Baueinheit auf das Blockieren des Stößels in festgelegter Stellung beschränkt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, in die Umformmaschine eine Nothaltfunktion und/oder eine über eine herkömmliche Stößelverriegelung hinausgehenden Funktion einer Antriebsblockierung über 360° zu integrieren.
Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
Die erfindungsgemäße mechanische Umformmaschine umfasst wenigstens eine Anhaltevorrichtung, wobei die Anhaltevorrichtung zwischen einem zusätzlichen Servoantrieb und einer Hauptantriebswelle der Umformmaschine angeordnet ist und an eine sich drehende Komponente eines Zusatzgetriebes angekuppelt ist. Durch eine derartige Integration einer Anhaltevorrichtung in die Umformmaschine ist es abhängig davon, ob die Anhaltevorrichtung als Bremsvorrichtung oder als Verriegelungsvorrichtung oder als Brems- und Verriegelungsvorrichtung ausgeführt ist, möglich, eine Notbremsung für einen Not-Halt durchzuführen und/oder eine Blockierung des Servoantriebs in allen Stellungen der Umformmaschine vorzunehmen. Kern der Erfindung ist somit die Ausstattung des Zusatzgetriebes, welches zur Anbindung des Servoantriebs an die Hauptantriebswelle vorgesehen ist, mit einer Anhaltevorrichtung. Die Ausstattung einer Umformmaschine mit einer Anhaltevorrichtung ist insbesondere dann vorgesehen, wenn eine bestehende Umformmaschine mit einem Servoantrieb und einem Zusatzgetriebe zur Anbindung des Servoantriebs an die Hauptantriebswelle nachgerüstet wird.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Anhaltevorrichtung auf einer Antriebswelle des Zusatzgetriebes, über welche der Servomotor des Servoantriebs angeschlossen ist, anzuordnen. Bei einer derartigen Positionierung der Anhaltevorrichtung im Zusatzgetriebe steht das gesamte Untersetzungsverhältnis des Zusatzgetriebes zur Verfügung, um die maximal erforderliche Bremskraft bzw. Haltekraft möglichst gering zu halten. Hierdurch kann die Bremsvorrichtung bzw. die Verriegelungsvorrichtung insbesondere bezüglich der zur Erzeugung der Bremskraft bzw. Haltekraft erforderlichen Komponenten und insbesondere bezüglich der zum Lösen bzw. Offenhalten der Bremsvorrichtung bzw. der Verriegelungsvorrichtung erforderlichen Komponenten kostengünstig dimensioniert werden.
Alternativ sieht die Erfindung auch vor, die Anhaltevorrichtung auf einer Getriebewelle des Zusatzgetriebes anzuordnen. Bei einer derartigen Positionierung der Anhaltevorrichtung steht zwar nur noch ein Teil des gesamten Untersetzungsverhältnisses des Zusatzgetriebes zur Verfügung, um die maximal erforderliche Bremskraft bzw. Haltekraft gering zu halten, dafür eignet sich eine Getriebewelle des Zusatzgetriebes mit ihren zwei freien Enden besonders zur Anordnung von zwei Anhaltevorrichtungen, da diese leicht zugänglich und gut kühlbar an den freien Enden der Getriebewelle positioniert werden können.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Anhaltevorrichtung bei einer Ausbildung als Bremsvorrichtung als federbetätigte Bremsvorrichtung auszuführen, bei welcher die Bremskraft von einer vorgespannten Feder erzeugt wird, wobei bei offener Bremsvorrichtung die erforderliche Gegenkraft insbesondere durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb aufgebracht wird. Hierdurch kann die Maschine auch bei einem Ausfall der Energieversorgung abgebremst werden.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Anhaltevorrichtung bei einer Ausbildung als Verriegelungsvorrichtung als federbetätigte Verriegelungsvorrichtung auszuführen, bei welcher die Verriegelungskraft von einer vorgespannten Feder erzeugt wird, wobei bei offener Verriegelungsvorrichtung die erforderliche Gegenkraft insbesondere durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb aufgebracht wird. Hierdurch bleibt die Maschine auch bei einem Ausfall der Energieversorgung verriegelt.
Schließlich sieht die Erfindung vor, das Zusatzgetriebe als Untersetzungsgetriebe auszubilden, welches eine von dem Servoantrieb eingeleitete Drehzahl zur Abgabe an die Hauptantriebswelle reduziert. Hierdurch ist es möglich – wie oben bereits erwähnt – die für die Anhaltevorrichtung erforderliche Bremskraft bzw. Haltekraft gering zu halten.
Unter einer Anhaltevorrichtung wird im Sinne der Erfindung eine Bremsvorrichtung zur Abbremsung des Stößels, eine Verriegelungsvorrichtung zur Festsetzung des Stößels oder eine kombinierte Brems- und Verriegelungsvorrichtung zur Abbremsung und Festsetzung des Stößels verstanden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:
1: in schematischer Darstellung drei Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine;
2: in schematischer Darstellung drei weitere Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine und
3: in schematischer Darstellung nochmals vier weitere Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine.
In der 1 sind schematisch drei Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine 1 dargestellt, welche als Kurbelpresse 2 ausgeführt ist. Die Umformmaschine 1 umfasst im Wesentlichen einen Schwungradantrieb 3, einen Servoantrieb 4 eine Hauptantriebswelle 5, eine Kupplungs-Brems-Einheit 6, einen Servomotor 7, ein Zusatzgetriebe 8, ein Hauptgetriebe 9, einen Stößelantrieb 10, einen Stößel 11 und eine Anhaltevorrichtung 12. Hierbei treibt der Schwungradantrieb 3 die Hauptantriebswelle 5 unter Zwischenschaltung einer Kupplungs-Brems-Einheit 6 an. Der Servoantrieb 4 umfasst den Servomotor 7, welcher die Hauptantriebswelle 5 unter Zwischenschaltung des Zusatzgetriebes 8 antreibt. Über die Hauptantriebswelle 5 wird das Hauptgetriebe 9 angetrieben, welches seinerseits unter Zwischenschaltung des Stößelantriebs 10 den Stößel 11 antreibt. Der Stößelantrieb 10 ist als Pleuel- oder Gelenkantrieb ausgeführt. Die Anhaltevorrichtung 12 ist zwischen dem Servoantrieb 4 und der Hauptantriebswelle 5 angeordnet und wirkt auf eine sich drehende Komponente 13 des Zusatzgetriebes 8. Als drehende Komponenten 13 umfasst das Zusatzgetriebe 8 eine Antriebswelle 13a, welche der Servomotor 7 antreibt und eine Getriebewelle 13b, welche zwei Stirnräder 14, 15 trägt. Auf der Antriebswelle 13a sitzt ein weiteres Stirnrad 16, welches das Stirnrad 14 antreibt. Der Servoantrieb 4 wirkt über das Zusatzgetriebe 8 auf die Hauptantriebswelle 5 und unterstützt so den Schwungradantrieb 3, welcher eine Schwungrad 17, ein Antriebsritzel 18 und einen Antriebsmotor 19 umfasst, wobei der Antriebsmotor 19 das Schwungrad 17 über das Antriebsritzel 18 antreibt. Die Kupplungs-Brems-Einheit 6 dient insbesondere zum Ein- und Auskuppeln des Schwungradantriebs 3. Die Anhaltevorrichtung 12 ist gemäß einer ersten Ausführungsvariante als kraftschlüssige Bremsvorrichtung 20 ausgeführt, mit welcher der Stößel 11 über das Zwischengetriebe 8, der Hauptgetriebe 9 und den Stößelantrieb 10 bei Bedarf abgebremst wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist die Anhaltevorrichtung 12 als formschlüssige Verriegelungsvorrichtung 21 ausgeführt, welche es ermöglicht, den Stößel 11 in jeder Stellung zu arretieren.
Gemäß einer dritten Ausführungsvariante ist die Anhaltevorrichtung 12 als kombinierte Brems- und Verriegelungsvorrichtung 22, welche es ermöglicht, den Stößel 11 bei Bedarf abzubremsen und dann in jeder Stellung zu arretieren.
In der 2 sind schematisch drei weitere Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine 1 dargestellt, welche als Kurbelpresse 2 ausgeführt ist. Es wird ausdrücklich auf die Beschreibung zu 1 verwiesen. Im Unterschied zur 1 wirkt die Anhaltevorrichtung 12 bei den drei in der 2 gezeigten Ausführungsvarianten nicht auf die Antriebswelle 13a, sondern greift an der Getriebewelle 13b an, mit welcher sich auch die Stirnräder 14 und 15 des Zusatzgetriebes 8 drehen. Analog zu den in der 1 beschriebenen Ausführungsvarianten 1 bis 3 ist die Anhaltevorrichtung bei den in der 2 gezeigten Ausführungsvarianten 4 bis 6 wahlweise als kraftschlüssige Bremsvorrichtung 20, als formschlüssige Verriegelungsvorrichtung 21 oder als kombinierte Brems- und Verriegelungsvorrichtung 22 ausgebildet.
In der 3 sind schematisch vier weitere Ausführungsvarianten einer mechanischen Umformmaschine 1 dargestellt, welche als Kurbelpresse 2 ausgeführt ist. Es wird ausdrücklich auf die Beschreibungen zu 1 und 2 verwiesen. Im Unterschied zur 2 wirkt bei den in der 3 gezeigten Ausführungsvarianten 7 bis 10 nicht nur eine Anhaltevorrichtung 12 auf die Getriebewelle 13b, sondern wirken an Enden 23a, 23b der Getriebewelle 13b zwei Anhaltevorrichtung 12, 24.
Bei der siebten Ausführungsvariante sind beide Anhaltervorrichtung 12, 24 als kraftschlüssige Bremsvorrichtung 20, 25 ausgeführt.
Bei der achten Ausführungsvariante sind beide Anhaltervorrichtung 12, 24 als formschlüssige Verriegelungsvorrichtung 21, 26 ausgeführt.
Bei der neunten Ausführungsvariante sind beide Anhaltervorrichtung 12, 24 als kombinierte Brems- und Verriegelungsvorrichtung 22, 27 ausgeführt.
Bei der zehnten Ausführungsvariante ist die eine Anhaltevorrichtung 12 als kraftschlüssige Bremsvorrichtung 20 und die andere Anhaltevorrichtung 24 als formschlüssige Verriegelungsvorrichtung 26 ausgeführt.
Für alle beschriebenen Ausführungsvarianten gilt, dass sich die Anhaltervorrichtung bzw. Anhaltevorrichtungen direkt an einem Maschinenrahmen der Umformmaschine oder an einem Gehäuse des Zwischengetriebes abstützen.
Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.
Bezugszeichenliste

1: mechanische Umformmaschine
2: Kurbelpresse
3: Schwungradantrieb
4: Servoantrieb
5: Hauptantriebswelle
6: Kupplungs-Brems-Einheit
7: Servomotor
8: Zusatzgetriebe
9: Hauptgetriebe
10: Stößelantrieb
11: Stößel
12: Anhaltevorrichtung
13: drehende Komponente von 8
13a: Antriebswelle 13a
13b: Getriebewelle 13b
14, 15: Stirnrad
16: Stirnrad
17: Schwungrad von 3
18: Antriebsritzel von 3
19: Antriebsmotor von 3
20: kraftschlüssige Bremsvorrichtung
21: formschlüssige Verriegelungsvorrichtung
22: komb. Brems- und Verriegelungsvorrichtung
23a, 23b: Ende von 13b
24: zweite Anhaltevorrichtung
25: kraftschlüssige Bremsvorrichtung
26: formschlüssige Verriegelungsvorrichtung
27: komb. Brems- und Verriegelungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/091935 A1 [0002]

Claims

Mechanische Umformmaschine (1), insbesondere Kurbelpresse (2), umfassend, – einen Schwungradantrieb (3), – einen Servoantrieb (4) und – eine Hauptantriebswelle (5), – wobei der Schwungradantrieb (3) die Hauptantriebswelle (5) unter Zwischenschaltung einer Kupplungs-Brems-Einheit (6) antreibt, – wobei der Servoantrieb (4) einen Servomotor (7) umfasst, – wobei der Servoantrieb (4) die Hauptantriebswelle (5) unter Zwischenschaltung eines Zusatzgetriebes (8) antreibt, – wobei die Hauptantriebswelle (5) ein Hauptgetriebe (9) antreibt und – wobei das Hauptgetriebe (9) unter Zwischenschaltung eines Stößelantriebs (10) einen Stößel (11) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformmaschine (1) wenigstens eine Anhaltevorrichtung (12, 24) umfasst, wobei die Anhaltevorrichtung (12, 24) zwischen dem Servoantrieb (4) und der Hauptantriebswelle (5) angeordnet ist und an eine sich drehende Komponente (13) des Zusatzgetriebes (8) angeschlossen ist.
Mechanische Umformmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Anhaltervorrichtungen (12, 24) als Bremsvorrichtung (20, 25) ausgebildet ist, welche eine Bremskraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) gebremst wird, und wenigstens eine andere der Anhaltevorrichtungen (12, 24) als Verriegelungsvorrichtung (21, 26) ausgebildet ist, welche eine Haltekraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) blockiert wird.
Mechanische Umformmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhaltevorrichtung (12, 24) als Bremsvorrichtung (20, 25) ausgebildet ist, welche eine Bremskraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) gebremst wird.
Mechanische Umformmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhaltevorrichtung (12, 24) als Verriegelungsvorrichtung (21, 26) ausgebildet ist, welche eine Haltekraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) blockiert wird.
Mechanische Umformmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhaltevorrichtung (12, 24) als kombinierte Anhaltevorrichtung (22, 27) sowohl als Bremsvorrichtung als auch als Verriegelungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei die Bremsvorrichtung eine Bremskraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) gebremst wird, und wobei die Verriegelungsvorrichtung eine Haltekraft erzeugt, durch welche auch der Stößel (11) blockiert wird.
Mechanische Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhaltevorrichtung (12, 24) insbesondere auf einer Antriebswelle (13a) des Zusatzgetriebes (8) angeordnet ist, welche von dem Servomotor (7) des Servoantriebs (4) angetrieben ist oder insbesondere auf einer Getriebewelle (13b) des Zusatzgetriebes (8) angeordnet ist.
Mechanische Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (20, 25) federbetätigt ist und eine Abbremsung insbesondere durch Kraftschluss erfolgt, wobei ein Lösen der Bremsvorrichtung (20, 25) insbesondere hydraulisch oder pneumatisch erfolgt.
Mechanische Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (21, 26) federbetätigt ist und eine Verriegelung insbesondere durch Formschluss erfolgt, wobei ein Lösen der Verriegelungsvorrichtung (21, 26) insbesondere hydraulisch oder pneumatisch erfolgt.
Mechanische Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzgetriebe (8) als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist, welches eine von dem Servoantrieb (4) eingeleitete Drehzahl zur Abgabe an die Hauptantriebswelle (5) reduziert.