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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Presse oder Stanze mit einer Presseinrichtung, einer Kopfebene und einer Grundebene, die relativ zueinander bewegbar sind, und mindestens die Kopfebene oder die Grundebene eine schiefe Ebene aufweist und die Presseinrichtung mindestens einen keilförmigen Körper aufweist, der entlang der schiefen Ebene verschiebbar ist und dabei die relative Bewegung der Kopfebene und der Grundebene zueinander bewirkt, wobei die Antriebsvorrichtung eine zusätzliche Hubeinrichtung mit einer Oberebene und einer Unterebene aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind und dass die Hubeinrichtung dazu vorgesehen und ausgelegt ist, eine im Vergleich zu der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Kopfebene und Grundebene der Presseinrichtung höhere Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Oberebene und Unterebene der Hubeinrichtung zu ermöglichen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Presse oder Stanze mit einer solchen Antriebsvorrichtung.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebsvorrichtung.
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Aus der
US 5,746,122 A ist eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung bekannt, die eine obere Presse mit einem Keilantrieb und eine untere Presse mit einer Kniehebelpresse aufweist. Zwischen diesen beiden ist der Pressentisch angeordnet.
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Die
JP S56-91695 U beschreibt eine Presse und eine Antriebsvorrichtung für eine Presse, bei der unterhalb des eigentlichen Pressentischs eine keilförmige Antriebsvorrichtung ist und im oberen Teil eine lineare Presse vorgesehen ist.
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Die
EP 1 787 788 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Einpressen von Formen in ein Harz mit einer Mikrostruktur.
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Eine weitere Antriebsvorrichtung ist in der
US 2003/0164099 A1 offenbart, in der eine weitere Presseinrichtung beschrieben wird, die keilförmige Presselemente, insbesondere schiefe Ebenen aufweisen, die entlang von schräg verlaufenden Führungsschienen geführt sind. Dabei sind schräg und zueinander gegenläufig verlaufende oder ausgerichtete Kraftausübungselemente vorgesehen.
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Aus der
JP 2016-203267 A ist eine Presseeinrichtung mit zwei keilförmigen Körpern bekannt, die horizontal verschoben werden können und dadurch einen vertikalen Druck ausüben.
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Die
DE 10 2006 059 796 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Stößellageabweichungen an servo-elektrischen Pressen.
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Eine weitere Antriebsvorrichtung ist aus der
DE 20 2012 001 836 U1 bekannt. Danach kann eine Antriebsvorrichtung grundsätzlich in einer Stanze oder Schervorrichtung, einer Biege- oder Tiefziehvorrichtung, einer Bohr-, Dreh-, Fräs- oder Schleifvorrichtung oder einer Nietvorrichtung eingesetzt werden. Dies gilt auch für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung. Die Vorrichtung dieses Stands der Technik weist eine Grundplatte und mindestens eine Kopfplatte und mehrere sich zwischen Grund- und Kopfplatte erstreckende Stützelemente und mindestens ein kopf- und/oder grundplattenseitig vorgesehenes Bearbeitungswerkzeug auf einem translatorisch bewegbaren Bär auf. Weiterhin weist die Antriebsvorrichtung mindestens einen Antriebsmotor, mindestens eine Spindel oder Zahnstange und mindestens einen mit dem Rollen- oder Spindelmotor in Wirkverbindung stehenden Kreuzkopf auf. Dieser steht über mindestens eine rampenartig ausgebildete geneigte Ebene mit Bauteilen des Bärs in Wirkverbindung. Durch den Antriebsmotor wird eine Kraft auf die Rollen oder Spindelmutter und den Kreuzkopf sowie über die geneigte Ebene zur translatorischen Bewegung des Bärs eingesetzt. Eine derartige Presse wird auch als Keilpresse bezeichnet. Damit ist ein hoher Druck und eine präzise Bewegung erzielbar. Jedoch sind die Geschwindigkeit und der Hub, mit der die Antriebsvorrichtung arbeitet, begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Bearbeitungsgeschwindigkeit und/oder der Hub erhöht werden kann und gleichzeitig eine sehr präzise Druckausübung erfolgen kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei einer Antriebsvorrichtung für eine Presse oder Stanze oder ähnliche Vorrichtung mit einer Presseinrichtung mit einer Kopfebene und einer Grundebene, die relativ zueinander bewegbar sind, und wobei mindestens die Kopfebene oder die Grundebene eine schiefe Ebene aufweist und die Presseinrichtung mindestens einen keilförmigen Körper aufweist, der entlang der schiefen Ebene verschiebbar ist und dadurch die relative Bewegung der Kopfebene und der Grundebene zueinander bewirkt, wobei die Antriebsvorrichtung eine zusätzliche Hubeinrichtung mit einer Oberebene und einer Unterebene aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind und dass die Hubeinrichtung dazu vorgesehen und ausgelegt ist, eine im Vergleich zu der Geschwindigkeit und/oder dem Hub der Relativbewegung zwischen Kopfebene und Grundebene der Presseinrichtung höhere Geschwindigkeit und/oder Hub der Relativbewegung zwischen Oberebene und Unterebene der Hubeinrichtung zu ermöglichen, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Kopfebene oder die Grundebene der Presseinrichtung mit der Oberebene oder Unterebene der Hubeinrichtung in einem Bauelement realisiert ist, dass die Hubeinrichtung mindestens zwei Pleuelstangen aufweist und dass die Pleuelstangen unabhängig voneinander antreibbar sind.
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Mit einer solchen Antriebsvorrichtung, die im Wesentlichen aus einer Kombination einer Presseinrichtung auf Basis eines keilförmigen Körpers und einer zusätzlichen Hubeinrichtung mit einem schnelleren Hub oder Lüftungshub basiert, können die Vorteile von zwei unterschiedlichen Hubkonzepten wirkungsvoll miteinander kombiniert werden. Durch die zusätzliche Hubeinrichtung können größere Abstände schnell überbrückt werden und diese Hubeinrichtung dann in einen stabilen Haltezustand gebracht werden, so dass dann der eigentliche oder der wesentliche Teil des Pressvorgangs durch die bekannte Presseinrichtung auf Basis des keilförmigen Körpers erfolgt. Diese Antriebsvorrichtung kann mit Pressen, Stanzen, Schervorrichtungen, Biege- und Tiefziehvorrichtungen oder auch Nietvorrichtungen oder anderen entsprechenden Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß sind die Kopfebene oder die Grundebene der Presseinrichtung identisch zu der Oberebene oder der Unterebene der Hubeinrichtung. Es sind dann also nicht vier Bauebenen, sondern nur drei Bauebenen vorhanden. In diesem Fall werden die Presseinrichtung und die Hubeinrichtung unmittelbar übereinander angeordnet, so dass nur drei statt vier Bauebenen notwendig sind. Dabei kann entweder die Hubeinrichtung oder die Presseinrichtung oben angeordnet sein.
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Alternativ kann auch das Werkzeug in der Mitte angeordnet sein, so dass dieses von der einen Seite von der Hubeinrichtung und von der anderen Seite von der Presseinrichtung beaufschlagt wird.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Hubeinrichtung im Vergleich zur Presseinrichtung mindestens zweimal so schnell und/oder ermöglicht einen mindestens zweimal so großen Hub wie die Presseinrichtung. Bevorzugt ermöglicht die Hubeinrichtung einen Hub, der zwei bis zehnmal, insbesondere drei bis achtmal so groß ist wie der von der Presseinrichtung ermöglichte Hub.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird mindestens in Kopfebene, Grundebene, Oberebene oder Unterebene ein mit vertikalen Streben versteifter Hohlkörper eingesetzt. Diese können beispielsweise wabenartig sein oder besonders bevorzugt in Form einer mittleren Längsversteifung und dagegen gesetzten beidseitigen kammartigen Querversteifungen.
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Erfindungsgemäß weist die Hubeinrichtung zwei oder mehr Pleuelstangen auf. Bevorzugt ist jede Pleuelstange jeweils aus einem Paar von parallelen, gekoppelten Stangen ausgebildet. Mit derartigen Pleuelstangen lässt sich die Hubeinrichtung besonders gut als eine Art Lüftungshub realisieren. Bevorzugt sind dabei zwei Pleuelstangen auf mindestens einer Spindelstange angeordnet und dadurch seitlich verstellbar und damit höhenverstellbar. Erfindungsgemäß sind die Pleuelstangen unabhängig voneinander antreibbar, so dass dadurch auch eine Beeinflussung der horizontalen Ausrichtung der Oberebene oder der Unterebene ermöglicht wird. Dadurch kann entweder ein Ausgleich für die gewünschte Horizontalität erreicht werden oder auch eine gezielt vorgesehene Winkeleinstellung erreicht werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausbildungsform weist die Hubeinrichtung mindestens einen Hydraulikzylinder auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Hubeinrichtung zwei Hydraulikzylinder auf. Die Zahl der Hydraulikzylinder ist in Abhängigkeit von den Geschwindigkeitsanforderungen und den mechanischen Anforderungen auszuwählen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Presse, einer Stanze, einer Schervorrichtung, einer Nietvorrichtung, einer Biege- oder Tiefziehvorrichtung oder einer vergleichbaren Vorrichtung mit einem Rahmen und einem entsprechenden Werkzeug, das von der oben beschriebenen Antriebsvorrichtung beaufschlagt ist. Die Antriebsvorrichtung kann sich dabei vollständig oberhalb des Werkzeugs befinden oder aufgespalten sein und ein Teil der Antriebsvorrichtung, beispielsweise die Presseinrichtung, kann oberhalb des Werkzeugs und die Hubeinrichtung unterhalb des Werkzeugs angeordnet sein.
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Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer solchen Presse, in dem die Oberebene oder Unterebene der Hubeinrichtung gezielt verkippt werden kann. Durch den Einsatz von zwei Antriebseinheiten, nämlich der Presseinrichtung und der Hubeinrichtung, ist es erfindungsgemäß möglich, die Hubeinrichtung derart auszugestalten, dass eine Ebene, insbesondere die Unterebene, gezielt verkippt werden kann, um dadurch eine besonders gezielte Bearbeitung mit zusätzlichen Randbedingungen vornehmen zu können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird über die Verkippung die exakte horizontale Ausrichtung der Unterebene sichergestellt. Dazu können beispielsweise die Pleuel bei der Hubeinrichtung der ersten Ausführungsform seitlich unterschiedlich stark verschoben werden. Bei der dritten Ausführungsform können bei Anwendung von mehreren Hydraulikzylindern diese unterschiedlich stark oder weit ausgefahren werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens werden bevorzugt Wegaufnehmer verwendet, die die Position der untersten Bauebene, insbesondere des Pressenbärs, bestimmen. Bevorzugt sind an beiden Endbereichen der Unterebene Wegaufnehmer vorgesehen, um die Parallelität zu überwachen.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung dieses Verfahrens wird durch die Verkippung eine vorgegebene, lokal unterschiedliche Druckbeaufschlagung erzielt. Entsprechend vorher angegebenen Einstellungen kann die Hubeinrichtung derart gesteuert werden, dass die Unterebene zu einem bestimmten Zeitpunkt einen bestimmten Verkippungswinkel einnimmt und dadurch das Werkzeug auf verschiedenen Seiten unterschiedlich stark belastet wird. Diese unterschiedliche Druckbeaufschlagung kann während des Pressvorgangs oder Stanzvorgangs oder eines anderen Vorgangs verändert werden, so dass ein zeitlich veränderter Druck über das Werkzeug ausgeübt wird. Besonders bevorzugt erfolgt dies im Zusammenspiel mit unter dem Pressentisch angeordneten Kraftaufnehmern, mit denen der über die Antriebsvorrichtung ausgeübte Druck gemessen wird, so dass darüber eine Regelung der Hubeinrichtung erfolgen kann, so dass der gewünschte lokale Druck ausgeübt werden kann. Der gewünschte lokale Druck kann dabei lokal unterschiedlich oder überall gleich sein. Alternativ zu den Kraftaufnehmern kann eine Regelung des Pressvorgangs oder des Stanzvorgangs mit den oben beschriebenen Wegaufnehmern durchgeführt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
- 1: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2: eine schematische Ansicht eines Teils der Antriebsvorrichtung gemäß 1 in einem zweiten Betriebszustand;
- 3: eine schematische Ansicht eines Teils der Antriebsvorrichtung gemäß 1 in einem dritten Betriebszustand;
- 4: eine Presse mit einer Antriebsvorrichtung gemäß 1;
- 5: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
- 6: eine schematische Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß 5;
- 7: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform;
- 8: eine geschnittene Draufsicht einer Grundebene der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
- 9: eine schematische Darstellung von möglichen Verkippungen der Hubeinrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 10a: eine seitliche Ansicht des Pressentischs 4 mit Kraftaufnehmern;
- 10b: eine Draufsicht des Pressentischs 4 mit Kraftaufnehmern;
- 11a: einen Kraftverlauf der Presseinrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (5, 6);
- 11b: einen Kraftverlauf der Hubeinrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (5, 6);
- 11c: einen überlagerten Kraftverlauf gemäß der 11a und 11b;
- 12a: einen Positionsverlauf der Presseinrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (5, 6) mit nachgeschaltetem Presshub;
- 12b: einen Positionsverlauf der Hubeinrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (5, 6) mit nachgeschaltetem Presshub;
- 12c: einen überlagerten Positionsverlauf gemäß der 12a und 12b mit nachgeschaltetem Presshub;
- 13a: einen Positionsverlauf der Presseinrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung (7);
- 13b: einen Positionsverlauf der Hubeinrichtung 20 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung (7);
- 13c: einen überlagerten Positionsverlauf gemäß der 13a und 13b.
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In 1 ist eine Antriebsvorrichtung 2 mit einer Presseinrichtung 10 und einer Hubeinrichtung 20 dargestellt. Die Presseinrichtung 10 weist dabei insbesondere eine Kopfebene 11 und eine Grundebene 12 auf. Ein Rahmen 3 dient zur Aufnahme der Presseinrichtung 10 und der Hubeinrichtung 20 und insbesondere auch der Kopfebene 11 und der Grundebene 12 der Presseinrichtung 10. Die Presseinrichtung 10 weist einen Antrieb 13 auf, insbesondere einen elektrischen Motor, der eine Spindel 14, insbesondere eine Kugelrollspindel, bewegt. Die Spindel 14 ist in einem Loslager 18 und einem Festlager 15 gelagert. Das Gewinde der Spindel 14 ist zu beiden Seiten des Festlagers 15 gegensinnig. Die auf der Spindel 14 gelagerten keilförmigen Körper 19 bewegen sich daher gegensinnig gemeinsam nach innen oder gemeinsam nach außen. Die keilförmigen Körper 19 sind auf Führungswagen 17 gelagert, die entlang von Führungsleisten 16 gleiten. Durch Drehung der Spindel 14 gleiten die keilförmigen Körper 19 nach innen, so dass sich dann der Abstand zwischen der Kopfebene 11 und der Grundebene 12 verkleinert. In der dargestellten Position, bei der die keilförmigen Körper 19 ganz außen sind, ist der Abstand zwischen der Kopfebene 11 und der Grundebene 12 maximal. Durch die horizontale Anordnung der Spindel 14 und die Verwendung des Keil-Prinzips können die Vorteile von gewöhnlichen Spindelpressen auf wirtschaftlichere Weise genutzt werden. Die Dimensionierung der Spindel 14 hinsichtlich ihrer Nennkraft kann um den Faktor der Steigung der keilförmigen Körper 19 reduziert werden. Wenn die keilförmigen Körper 19 eine Steigung von 1:10 haben, sind die Spindeln 14 auf 10 % der Nennkraft ausgelegt. Diese Presseinrichtung 10 ist eine besonders einfache, technische und wirtschaftliche Lösung. Der Kraftbereich ist konstant abrufbar. Außerdem bestehen eine hohe Positionierungsgenauigkeit und ein hoher Wirkungsgrad. Auch lässt sich diese Pressvorrichtung 10 mit kompakten Maßen herstellen. In der Figur ist im unteren Teil die Hubeinrichtung 20 dargestellt. Diese weist insbesondere eine Oberebene 21 und eine Unterebene 22 auf, die als Pressenbär dienen kann, die ebenfalls an dem Rahmen 3 geführt sind. Die Oberebene 21 ist hier identisch mit der Grundebene 12 der Presseinrichtung 10, da die Hubeinrichtung 20 hier unmittelbar unter der Presseinrichtung 10 angeordnet ist. Die Hubeinrichtung 20 erlaubt einen Lüftungshub und weist hier im Wesentlichen zwei Pleuelstangen 31 und 32 oder auch Paare von Pleuelstangen auf. Diese werden an ihrer Oberseite seitlich mit Spindeln 25 und 26 der Hubeinrichtung 20 bewegt. Die Hubeinrichtung 20 weist zwei Antriebe 23 und 24 auf, die insbesondere als elektrische Antriebe ausgebildet sind und jeweils eine Spindel 25, 26 antreiben. Diese Spindeln 25, 26 sind gegenüberliegend von den Antrieben 23, 24 auf Festlagern 29, 30 gelagert. Die Pleuelstangen 31, 32 sind auf ihrer Oberseite mit Führungswagen 27 und 28 ausgestattet und gleiten damit an Führungsleisten 33 entlang. Die Pleuelstangen 31, 32 sind gelenkig an Pleuelaufnahmen 34 angeordnet, die wiederum mit den Führungswagen 27, 28 fest verbunden sind. Am gegenüberliegenden Ende sind die Pleuelstangen 31, 32 gelenkig an der Unterebene 22 angelenkt. Mit der Hubeinrichtung 20 können schnelle Bewegungsabläufe durchgeführt und ein relativ großer Hub erreicht werden. Weiterhin kann auch aktiv Einfluss auf die Planparallelität genommen werden.
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In den 2 und 3 sind jeweils Ausschnitte der 1, nämlich die Hubeinrichtung 20 jeweils mit Oberebene 21 und Unterebene 22 dargestellt. Mit den Antrieben 23 und 24, insbesondere elektrisch betriebenen Motoren, werden die Spindeln 25 und 26 bewegt und die oberen Enden der Pleuelstangen 31 und 32 positioniert. In 2 sind die Pleuelstangen 31 und 32 durch das Verfahren der Führungswagen 27 und 28 maximal angewinkelt, so dass der Abstand zwischen der Oberebene 21 und der Unterebene 22 minimiert wird. Im Gegensatz dazu war in 1 die Ausrichtung der Pleuelstangen 31 und 32 vertikal, so dass dort ein maximaler Abstand zwischen der Oberebene 21 und der Unterebene 22 gegeben ist.
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In 3 ist die Hubeinrichtung 20 vergleichbar zur 2 dargestellt. Im Unterschied dazu sind die Pleuelstangen 31 und 32 hier in unterschiedliche Positionen gefahren, so dass eine nichthorizontale Ausrichtung oder Schieflage der Unterebene 22 erzielt wird. Durch die Einzelansteuerung der Pleuelstangen 31 und 32 kann eine eventuell bestehende Schiefstellung ausgeglichen werden oder absichtlich eine Schiefstellung herbeigeführt oder während des Pressvorgangs verändert werden.
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In 4 ist eine Presse 1 mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 2 dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Auch hier ist die Grundebene 12 der Presseinrichtung 10 mit der Oberebene 21 der Hubeinrichtung 20 identisch. In der in 4 dargestellten Position sind sowohl die Presseinrichtung 10 als auch die Hubeinrichtung 20 maximal ausgefahren. Dementsprechend ist ein hier dargestelltes Werkzeug 6, das aus zwei Werkzeughälften besteht, zusammengefahren. Das Werkzeug 6 ist auf einem Pressentisch 4 angeordnet. Der Pressentisch 4 ist wiederum auf Schienen 7 gelagert, die mit Pneumatikzylindern 8 anhebbar sind. Unterhalb des Pressentischs 4 sind Kraftaufnehmer 5 angeordnet, mit denen eine genaue Regelung des von der Antriebsvorrichtung 2 ausgeübten Drucks vorgenommen werden kann. Die Unterebene 22 kann auch als Pressenbär oder Bär bezeichnet werden.
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In 5 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 2 dargestellt. Der obere Teil wird wieder von der Presseinrichtung 10 gebildet. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. An die Presseinrichtung 10 schließt sich nach unten wieder die Hubeinrichtung 20 an, die hier jedoch von einem Exzenter gebildet ist. Mit einem solchen Exzenter kann vor allem eine hohe Geschwindigkeit mit über 100 Hüben pro Minute erreicht werden. Es wird auch ein hoher Hubweg erreicht und die Hubeinrichtung 20 bringt bei dieser Ausführungsform auch eine eigene Presskraft auf. Mit einem Antrieb 46, der bevorzugt als Elektromotor ausgebildet ist, wird eine Exzenterwelle 40 angetrieben, an der Exzenterscheiben 41 mit Exzenterschalen 43 angeordnet sind. Die Exzenterwelle 40 ist über einen Rahmen 42 oder eine Abstützung für die Exzenterwelle 40 mit der Oberebene 21 verbunden, die hier aus zwei vertikalen Ebenen besteht. (Siehe auch 6.) Am unteren Endbereich der Exzenterschalen 43 sind Führungswagen 44 angeordnet, die über Führungsschienen 45 mit der Unterebene 22 verbunden sind, die als Pressenbär dienen kann.
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In 6 ist die Hubvorrichtung 2 gemäß 5 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Es wird damit im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 1 eine sehr hohe Hubgeschwindigkeit erreicht. Weiterhin ist ein hoher Hubweg und eine eigene Presskraft gegeben. Der Kraftbereich ist jedoch meist nicht konstant und nur im Bereich des unteren Totpunkts abrufbar. Diese Ausführungsform arbeitet mit einem sinusförmigen Hub. Bei dieser Kombination vom Pressen bestehen die Festkeile aus zwei vertikalen Ebenen, die durch die drei Rahmenelemente 42 für die Exzenterwelle 40 gebildet sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Stanzanwendungen interessant.
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In 7 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 2 dargestellt. Hier ist die Presseinrichtung 10 das untere Element. Oberhalb der Presseinrichtung 10 ist die Hubeinrichtung 20 angeordnet. Die Hubeinrichtung 20 weist wiederum eine Oberebene 21 und eine Unterebene 22 auf. Die Unterebene 22 ist hier mit der Kopfebene 11 der Presseinrichtung 10 als ein Bauteil ausgeführt. Die Hubeinrichtung 20 ist hier mit einem hydraulischen Element ausgebildet. Dieses gleicht den geringen Hub und die langsame Hubgeschwindigkeit der Presseinrichtung 10 aus. Dazu weist die Hubeinrichtung 20 einen Hydraulikzylinder 50 und Führungsstangen 51 auf. Weiterhin ist hier ein Ventil 52 für den Hydraulikzylinder 50 angedeutet, mit dem der Hydraulikzylinder 50 gesteuert wird. Alternativ können auch zwei oder mehr Hydraulikzylinder 50 verwendet werden.
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In 8 ist ein Querschnitt durch eine Grundebene 12 dargestellt. In gleicher Form können jedoch auch die Oberebene 21, die Kopfebene 11 oder die Unterebene 22 ausgebildet sein. Um bei vergleichsweise kleinem Gewicht eine hohe Steifigkeit zu erreichen, ist hier im Querschnitt bei Sicht von oben neben dem Außenrahmen 35 eine zentrale Längsversteifung 36 vorgesehen. Weiterhin sind von den Längsseiten ausgehende Kammversteifungen 37 und 38 vorgesehen, die senkrecht auf die mittige Längsversteifung 36 zulaufen, diese jedoch nicht berühren. Dadurch wird bei vergleichsweise geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit erreicht. Auch alternative Ausführungen sind möglich.
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Mit der Hubeinrichtung 20 gemäß der 1 bis 4 aber auch mit der Hubeinrichtung 20 gemäß 7 mit mehreren nebeneinander angeordneten Hydraulikzylindern 50 und entsprechender schwenkbarer Anordnung ist eine Planparallelitätsregelung möglich, auf die auch mit Bezug auf 9 weiter eingegangen werden soll. Die Planparallelitätsregelung ermöglicht es, den Pressenbär bzw. die Unterebene 22 gemäß der 1 bis 4 während des Pressvorgangs auf wenige tausendstel Millimeter genau parallel zum Pressentisch 4 (siehe 4) auszurichten. Dazu können Wegaufnehmer verwendet werden, die die Position der Unterebene 22 genau messen und daraus die aktuelle Verkippung bestimmen. Diese Wegaufnehmer positionieren auch die Presseinrichtung 10 (siehe 1). Dafür sollte immer eine von zwei Pleuelstangen 31, 32 senkrecht stehen, um mit voller Kraft über ein starres, senkrechtes Element pressen zu können. Falls eine Verkippung festgestellt wird, muss eine Pleuelstange 31, 32 nach außen gefahren werden, um die Verkippung auszugleichen. In der 9 wird nun der Fall einer plötzlichen Verkippung dargestellt, wobei die linke Pleuelstange 31 bereits gefahren war, um eine Verkippung auszugleichen. Für den Fall einer solchen negativen Verkippung müsste jetzt die rechte Pleuelstange 32 nach außen gefahren werden, um die richtige Seite der Unterebene anzuheben. Dann hätte man jedoch zwei nicht senkrechte Pleuelstangen. Dies gilt es zu vermeiden. In einem solchen Fall wird daher, wie im mittleren Bild dargestellt, zunächst die linke Pleuelstange 31 senkrecht gefahren und dann die rechte Pleuelstange 32 nach außen gefahren, um wieder eine Verkippung 0 zu erreichen.
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In 10a sind der Pressentisch 4 und die darunter angeordneten Kraftaufnehmer 5 in Seitenansicht und in 10b in Draufsicht dargestellt. Die Kraftaufnehmer 5 sind daher über den Pressentisch 4 verteilt und die Verteilung der Kraft auf dem Pressentisch 4 kann gemessen werden. Über die Planparallelitätsregelung kann nun auch gezielt während des Pressvorgangs eine Seite angekippt werden, um den Druck auf einer Seite zu erhöhen. Die Stärke der Druckerhöhung kann durch die Kraftaufnehmer 5 gemessen werden und die Planparallelitätsregelung kann durch das Verfahren/Verschieben der Pleuelstangen 31, 32 entsprechend nachgeregelt und auch über die Zeit in vorgegebener Weise ortsabhängig geändert werden. Die Anzahl und Position der Kraftaufnehmer ist im Einzelfall zu bestimmen.
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In 11 ist ein Verfahrensvorgang für die Ausführungsform gemäß der 5 und 6 dargestellt. Hier ist der Parallelbetrieb der Presseinrichtung 10 und der Hubeinrichtung 20 dargestellt.
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In 11a ist die Position der Presseinrichtung 10 dargestellt, wobei die obere gestrichelte Linie die Ruheposition und die in der Mitte befindliche gestrichelte Linie die Stanzposition oder Pressposition wiedergibt. In der 11b ist die Position der von dem Exzenter gebildeten Hubeinrichtung 20 wiedergegeben, wobei hier der obere Totpunkt OT und der untere Totpunkt UT die Umkehrpunkte bilden. In 11c ist die überlagerte Bewegung dargestellt. Die Presseinrichtung 10 fährt hier linear mit der gleichen Frequenz wie die Hubeinrichtung 20. Diese erreicht die Stanzposition genau dann, wenn der Exzenter der Hubeinrichtung 20 seinen unteren Totpunkt erreicht. Dadurch addieren sich die Kräfte der Presseinrichtung 10 und der Hubeinrichtung 20.
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In 12 ist für die Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 2 gemäß der 5 und 6 eine weitere Betriebsart dargestellt, nämlich bei nachgeschalteter Hubeinrichtung 20. Auch hier sind in den 12a der zeitliche Verlauf der Position der Presseinrichtung 10, in 12b der zeitliche Verlauf der Position der Hubeinrichtung 20 und in 12c die Überlagerung dieser beiden Positionen dargestellt. Gemäß 12b fährt die Hubeinrichtung 20 den unteren Totpunkt an und verweilt in dieser Position. Nachdem die Hubeinrichtung 20 bzw. der Exzenter den unteren Totpunkt erreicht hat, fährt die Presseinrichtung 10 in Stanzposition, um die eigentliche Pressung auszuführen. Anschließend bewegt sich die Hubeinrichtung 20 wieder zum oberen Totpunkt. Durch diese Art des Pressens kann die Kraft sehr präzise auf das Material wirken, da nun im Vergleich zum in 11 beschriebenen Parallelbetrieb linear gepresst bzw. gestanzt wird und die Unterebene 22 durch die Presseinrichtung 10 sehr präzise positioniert werden kann.
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In 13 ist der zeitliche Verlauf der Position für eine Antriebsvorrichtung 2 gemäß 7 dargestellt. In 13a wird die Position der Presseinrichtung 10 ausgehend von Ruheposition und Stanzposition RP und SP dargestellt. In 13b ist die Position der Hubeinrichtung 20, die durch die Hydraulik realisiert ist, mit ihrem oberen Totpunkt und ihrem unteren Totpunkt dargestellt. In 13c sind diese beiden Bewegungen überlagert dargestellt. Auch hier lässt sich, vergleichbar zu der Bewegung in 12, eine sehr präzise Hubbewegung erreichen. Die Hubeinrichtung 20 kann beliebig weit ein- und ausgefahren werden und den Druck an dieser Position halten.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
