DE1141534B

DE1141534B - Toggle press with rack and pinion drive

Info

Publication number: DE1141534B
Application number: DEH22193A
Authority: DE
Original assignee: Eisengiesserei GmbH; FRIEDRICH HORN MASCHINENFABRIK
Current assignee: Eisengiesserei GmbH; FRIEDRICH HORN MASCHINENFABRIK
Priority date: 1954-11-24
Filing date: 1954-11-24
Publication date: 1962-12-20

Description

Kniehebelpresse mit Zahnstangenantrieb Die Erfindung betrifft eine Kniehebelpresse, bei der in bekannter Weise der Kniehebel durch zwei gelenkig miteinander verbundene Hebel gebildet ist, von denen der eine mit seinem freien Ende an den Preßstempel angelenkt und der zweite, doppelarmig ausgebildete Hebel in einem Festpunkt gelagert ist. Die Besonderheit der Kniehebelpresse gemäß der Erfindung besteht in der Art ihres Antriebs, und zwar ist sie dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des zweiten Hebels eine mittels eines umlaufenden Zahnrades längsverschiebbare Doppelzahnstange angelenkt ist, deren letzter im Eingriff mit dem Zahnrad befindlicher Zahn beim Erreichen der Druck-Endlage des Preßstempels sich in seinem oberen Umkehrpunkt befindet, und bei gleichsinnigem Weiterdrehen des Zahnrades die Zahnstange ihre Rückwärtsbewegung auf der anderen Seite des Antriebszahnrades ausführt.Toggle press with rack and pinion drive The invention relates to a Toggle press, in which, in a known manner, the toggle lever is articulated with one another by two connected lever is formed, one of which with its free end to the Articulated ram and the second, double-armed lever in a fixed point is stored. The special feature of the toggle press according to the invention consists in the nature of its drive, and it is characterized by the fact that on the free The end of the second lever is a longitudinally displaceable by means of a rotating gear Double rack is hinged, the last of which is in engagement with the gear Tooth when reaching the pressure end position of the ram is in its upper reversal point is located, and when the gear wheel continues to rotate in the same direction, the rack is hers Performs backward movement on the other side of the drive gear.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung trägt den in der Praxis auftretenden Verhältnissen in sehr günstiger Weise Rechnung. Der Beginn des Preßhubes vollzieht sich bei großem Weg mit geringer Kraft. Je mehr die Preßmasse verdichtet wird, je größer also die Preßdrücke werden müssen, um so kürzer werden die Wege pro Zeiteinheit. In gleicher Weise, aber umgekehrt, vollzieht sich der Vorgang nach Durchlaufen der äußersten Preßstellung. Somit wird bei gleichbleibendem Antrieb denjenigen Arbeitsbedingungen Rechnung getragen, die im Zuge des Preßvorganges aufeinanderfolgen.This training according to the invention contributes to that which occurs in practice Conditions in a very favorable way. The start of the press stroke takes place long way with little force. The more the molding compound is compressed, the more The greater the pressing pressures, the shorter the distances per unit of time. In the same way, but vice versa, the process takes place after going through the extreme press position. Thus, with the same drive, those working conditions Taken into account, which follow one another in the course of the pressing process.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt, aus dessen Beschreibung sich in Verbindung mit den Ansprüchen noch weitere Merkmale der Erfindung ergeben.To illustrate the concept of the invention is in the drawing an embodiment shown, from the description of which can be found in connection still further features of the invention result with the claims.

Der doppelarmig ausgebildete Hebel, nämlich der Hebel mit den Armen 1 und 2, wird am freien Ende des Armes 2 über einen Zapfen 3 angetrieben. Der andere Arm 1 ist mittels eines Zapfens 4 an die Preßstange 5 angelenkt, die über einen Zapfen 6 den Preßstempel 7 betätigt. Der Kniehebel wird somit durch die Preßstange 5 und den über den Zapfen 4 angelenkten Arm 1 des doppelarmigen Hebels 1, 2 gebildet.The double-armed lever, namely the lever with the arms 1 and 2, is driven by a pin 3 at the free end of the arm 2. The other Arm 1 is hinged by means of a pin 4 to the press rod 5, which has a Pin 6 actuates the ram 7. The toggle lever is thus through the press rod 5 and the arm 1 of the double-armed lever 1, 2 articulated via the pin 4.

Als Drehachse für den doppelarmigen Hebel 1, 2 dient ein auf einer drehbar gelagerten Welle befestigter Exzenter B. Auf dieser den Exzenter 8 tragenden Welle ist ein radialer Verstellhebel9 befestigt, der durch Auf- und Niederschwenken den Mittelpunkt der Exzenterscheibe 8 und damit die geometrische Drehachse des doppelarmigen Hebels 1, 2 geringfügig auf-und niederbewegen kann. Das Ende dieses Verstellhebels 9 ist über eine Zugstange 10 mittels einer Druckfeder 11 in der Normallage gehalten. Diese Feder 11 ermöglicht ein elastisches Nachgeben, jedoch ist es im Rahmen der Erfindung nicht erforderlich, auf die Einzelheiten dieser elastischen Halterung näher einzugehen.The axis of rotation for the double-armed lever 1, 2 is one on one rotatably mounted shaft attached eccentric B. On this the eccentric 8 supporting A radial adjusting lever9 is attached to the shaft, which can be swiveled up and down the center of the eccentric 8 and thus the geometric axis of rotation of the double-armed Lever 1, 2 can move up and down slightly. The end of this lever 9 is held in the normal position via a pull rod 10 by means of a compression spring 11. This spring 11 allows elastic yielding, but it is within the scope of Invention does not require the details of this elastic mount to go into more detail.

Die wesentlichsten Elemente der Kniehebelpresse gemäß der Erfindung stellen die Doppelzahnstange 12 und das diese antreibende Zahnrad 13 dar. Die Doppelzahnstange 12 ist in diesem Fall als Treibstock mit Bolzen 14 ausgebildet, jedoch auch die Ausbildung als normale Doppelzahnstange ist durchaus möglich.The most essential elements of the toggle press according to the invention represent the double rack 12 and the gear 13 driving it. The double rack 12 is designed in this case as a driving stick with bolt 14, but also the Training as a normal double rack is quite possible.

Die Zahnstange ist so lang bemessen, daß in ihrer höchsten Stellung, d. h. in der Druck-Endlage des Preßstempels 7, der letzte Treibstockbolzen 14' sich in seinem oberen Umkehrpunkt befindet. Die Presse wird in der Weise betrieben, daß das Zahnrad 13 sich nach Erreichen des oberen Umkehrpunktes des Bolzens 14' in dem gleichen Sinne weiterdreht. Der Bolzen 14' wandert also aus der gezeichneten Stellung über seinen Umkehrpunkt auf die linke Seite hinüber, und die Zahnstange 12 führt alsdann ihre Abwärtsbewegung auf der linken Seite des Zahnrades 13 aus. Ein voller Arbeitshub, der also aus einem einmaligen Niederdrücken des Preßstempels 7 und dem anschließenden Anheben des Preßstempels besteht, wird somit durch eine fortlaufende Drehung des Zahnrades 13 in der gleichen Drehrichtung ausgeführt. Der anschließende Arbeitshub - erneutes Niederdrücken mit anschließendem Abheben des Preßstempels - erfolgt dann durch Drehung des Zahnrades 13 in entgegengesetztem Drehsinn.The rack is so long that in its highest position, d. H. in the pressure end position of the ram 7, the last sabot pin 14 'itself is at its top dead center. The press is operated in such a way that the gear 13 is after reaching the upper reversal point of the bolt 14 'in the continues in the same sense. The bolt 14 'thus moves out of the position shown over its reversal point over to the left side, and the rack 12 leads then their downward movement on the left side of the gear 13. A full one Working stroke, that is, from a single depression of the ram 7 and the subsequent lifting of the ram is thus carried out by a continuous Rotation of the gear 13 carried out in the same direction of rotation. The subsequent Working stroke - pressing down again with subsequent lifting of the ram - then takes place by rotating the gear 13 in the opposite direction of rotation.

Für die zuverlässige Arbeitsweise der Presse ist eine einwandfreie Führung der Zahnstange erforderlich. Diesem Zweck dient ein auf der dem Zahnrad zugewandten Seite der Zahnstange angeordneter Ring 15, der auf der Zahnradachse sitzt, beispielsweise eine zylindrische Buchse. Am einfachsten wird hierzu die Zahnradnabe benutzt. Auf dieser läuft somit die dem Zahnrad zugewandte Seite der Zahnstange entlang; diese wird dadurch einwandfrei in dem erforderlichen richtigen Eingriff gehalten. Die Antriebsbolzen werden also an der richtigen Stelle der Zahnflanken geführt und nicht etwa unter unzulässiger Beanspruchung bis auf den Grund der Zahnlücken gepreßt.A flawless one is essential for the reliable operation of the press Guide of the rack required. This is the purpose of an on the gear wheel facing Side of the rack arranged ring 15, which on the gear axle sits, for example a cylindrical bush. The easiest the gear hub is used for this. The one facing the gear wheel runs on this Side of the rack; this becomes flawlessly in the required correct engagement held. So the drive pins are in the right place of the tooth flanks and not under undue stress except for the bottom of the tooth gaps pressed.

In entsprechender Weise ist eine Führung erforderlich, die ein Abheben der Zahnstange vom Zahnrad verhindert. Diesem Zweck dient eine Führungskurve 16, die aus zwei starren Schienen der aus der Zeichnung ersichtlichen Form besteht, die zu beiden Seiten neben der Zahnstange - in Blickrichtung auf die Zeichnung also davor und dahinter - angeordnet sind. Zur Führung längs dieser beiden Führungsschienen wird der unterste Treibstockbolzen 14' benutzt, der zu diesem Zweck durch die beiden Zahnstangenwangen hindurch - in Blickrichtung auf die Zeichnung also nach vorn und nach hinten - verlängert ist und an seinen Enden je eine Laufrolle 17 trägt. Die Krümmung der beiden Führungsschienen 16 bestimmt sich nach den durch die Zahnstange 12 in der Bewegungsebene nacheinander einzunehmenden Lagen (Bewegung des Zapfens 3 längs einer Kreislinie) in der Weise, daß diese in jeder dieser Lagen mit der dem Zahnrad zugewandten Seite auf dem Führungsring 15 aufliegt und mittels des Treibstockbolzens 14' an dem Führungsschienenpaar 16 anliegt.In a corresponding manner, a guide that lifts off is required prevents the rack from the gear. A guide curve 16 serves this purpose, which consists of two rigid rails of the shape shown in the drawing, the one on both sides next to the rack - that is, in the direction of the drawing in front of and behind - are arranged. For guidance along these two guide rails the lowermost drive pin 14 'is used, which for this purpose by the two Rack cheeks through - in the direction of the drawing, that is, to the front and to the rear - is extended and carries a roller 17 at each of its ends. the The curvature of the two guide rails 16 is determined by the rack 12 positions to be taken one after the other in the plane of movement (movement of the pin 3 along a circular line) in such a way that this in each of these positions with the the side facing the gear rests on the guide ring 15 and by means of the drive pin 14 'rests on the pair of guide rails 16.

Das Führungsschienenpaar 16 hat wesentliche Kräfte aufzunehmen und muß daher zuverlässig und fest ausgeführt werden, zweckmäßigerweise als starrer Gußkörper, der mit dem Maschinengestell zuverlässig verbunden ist bzw. mit den sie tragenden Elementen aus einem Stück gegossen wird.The pair of guide rails 16 has to absorb significant forces and must therefore be performed reliably and firmly, expediently as more rigid Cast body that is reliably connected to the machine frame or with which it load-bearing elements are cast in one piece.

Der wesentliche Vorzug der Kniehebelpresse gemäß der Erfindung besteht darin, daß sie sehr einfach und robust ist und daher auch für solche Betriebe geeignet ist, in denen rauhe Betriebsbedingungen herrschen, wie beispielsweise in Betrieben zum Pressen von Schamottesteinen. Die bisher für diesen Zweck gebräuchlichen Kniehebelpressen mit hydraulischem Antrieb sind für solche rauhen Betriebsbedingungen etwas empfindlich. Die Verwendung eines rein mechanischen Antriebes ist jedenfalls vorzuziehen. Die bei dem Ausführungsbeispiel benutzte spezielle Konstruktion mit einer über den oberen Umkehrpunkt des Bolzens 14' hinwegwandernden Zahnstange ist für diesen Zweck insofern sehr vorteilhaft, als sie die während eines Arbeitshubes wechselnden Kraftanforderungen berücksichtigt: Gleichbleibendes Drehmoment und gleichmäßige Drehzahl des Antriebsritzels 13 vorausgesetzt, ist die in Längsrichtung der Zahnstange wirkende Kraft in der gezeichneten Stellung zunächst noch verhältnismäßig klein. Diese Kraft genügt aber für den ersten Teil des Arbeitshubes, weil die zu verdichtende Preßmasse zunächst noch locker ist. Im Endstadium des Preßhubes befindet sich der unterste Bolzen 14' im Bereich seines oberen Umkehrpunktes. In diesem Bereich entspricht aber einem bestimmten Drehwinkel des Ritzels 13 eine sehr geringe Längsverschiebung der Zahnstange 12 und damit eine entsprechend große Kraft. Bei gleichbleibender Umlaufszahl des Ritzels 13 wird somit im letzten Stadium des Preßvorgangs die Niederbewegung des Preßstempels 7 sehr klein, unter gleichzeitiger Entfaltung der höchstmöglichen Druckkraft. Ebenso setzt das bei Weiterdrehen des Ritzels 13 erfolgende Abheben des Preßstempels 7 zunächst ganz langsam ein, um dann nach erfolgter Ablösung des Preßstemples 7 vom Preßling mit entsprechend größerer Geschwindigkeit fortgeführt zu werden.The main advantage of the toggle press according to the invention is that it is very simple and robust and is therefore also suitable for those companies in which rough operating conditions prevail, such as in companies for pressing fireclay bricks. The toggle presses with hydraulic drives that have been used for this purpose up to now are somewhat sensitive to such harsh operating conditions. In any case, the use of a purely mechanical drive is preferable. The special construction used in the exemplary embodiment with a toothed rack moving over the upper reversal point of the bolt 14 ' is very advantageous for this purpose, as it takes into account the force requirements that change during a working stroke: assuming constant torque and constant speed of the drive pinion 13, the in The force acting in the longitudinal direction of the rack is initially still relatively small in the position shown. However, this force is sufficient for the first part of the working stroke because the molding compound to be compressed is initially still loose. In the final stage of the pressing stroke, the lowermost bolt 14 'is in the area of its upper reversal point. In this area, however, a certain angle of rotation of the pinion 13 corresponds to a very slight longitudinal displacement of the rack 12 and thus a correspondingly large force. If the number of revolutions of the pinion 13 remains the same, the downward movement of the press ram 7 becomes very small in the last stage of the pressing process, while the maximum possible compressive force is developed at the same time. Likewise, the lifting of the ram 7, which takes place when the pinion 13 continues to rotate, initially begins very slowly, in order then to be continued at a correspondingly greater speed after the press ram 7 has been detached from the compact.

Wenngleich das an Hand des Ausführungsbeispiels erläuterte Prinzip des Zahnstangenantriebs in erster Linie aus den Bedürfnissen der Schamotteindustrie entwickelt und für Drücke von 300 t und mehr geeignet ist, so ist doch dieses gleiche Prinzip auch für Kniehebelpressen, die anderen Zwecken dienen, mit gleichem Vorteil anwendbar.Although the principle explained on the basis of the exemplary embodiment of the rack and pinion drive primarily from the needs of the chamotte industry developed and suitable for pressures of 300 t and more, this is the same Principle also for toggle presses that serve other purposes, with the same advantage applicable.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Knee lever press, in which the knee lever is separated by two articulated lever is formed, one of which with his free end to the ram articulated and the second, double-armed Lever is pivotably mounted in a fixed point, characterized in that on the free end (2) of the second lever (1, 2) by means of a rotating gear (13) longitudinally displaceable double rack (12) is articulated, the last of which is in engagement tooth located with the gearwheel when reaching the pressure end position of the ram (7) is at its upper reversal point, and continues to turn in the same direction of the gear the rack its backward movement on the other side of the drive gear executes.

2. toggle press according to claim 1, characterized in that the rack designed in a manner known per se as a propulsion stick provided with bolts (14) is to gessen a guide on the side facing the gear on the gear axis arranged ring (15), for example the gear hub, and on the other side a rigid guide curve (16) is provided on which the last bolt (14 ') leads the stick.

3. toggle press according to claim 2, characterized in that the guide cam (16) consists of two identically shaped guide rails which are arranged on both sides of the sabot (12), and the guide-effecting sabot pin (14 ') on both sides of the sabot until engagement is extended with the two guide rails (16).

4. toggle press according to claim 3, characterized in that the engaging with the guide rails Ends of the drive pin (14 ') are equipped with rollers (17). Into consideration Drawn pamphlets: German Patent Nos. 251, 9 849, 11396, 520 515, 622 454, 833 580, 915 775; Swiss Patent No. 92 064.