DE19703908A1 - Bündel-Vorgelege für Pressen, Stanzautomaten und andere schwungradgetriebene Maschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, der Arbeitswelle schwungrad­ getriebener Maschinen ein möglichst hohes Drehmoment über einen möglichst langen Arbeitsweg zuzuführen und dabei mit verhältnismäßig einfachen Bauteilen und kleinen Abmessungen zu einer weitgehend universellen und kostengünstigen Lösung zu kommen.

Maschinen mit Schwungrad-Antrieb entnehmen für den Arbeitsvorgang kineti­ sche Energie, wobei die Höhe des bereitgestellten Arbeitsvermögens von der Größe des Schwungrades sowie von dessen Drehzahl abhängig ist (Abb. 3).

Maschinen mit relativ langsam laufender Arbeitswelle werden deshalb mit einem Vorgelege ausgerüstet, wobei ein möglichst großes Übersetzungsverhältnis ange­ strebt wird, da das Arbeitsvermögen eines Schwungrades quadratisch zu seiner Drehzahl steigt; gleichzeitig hat dieses Vorgelege das erforderliche Drehmoment zu übertragen.

Es sind Ausführungen bekannt, bei welchen die Übertragung von einer Ritzelwelle auf ein Stirnrad erfolgt (Abb. 4).

Legt man einen räumlich vertretbaren Durchmesser für das Stirnrad zugrunde, etwa den Durchmesser des Schwungrades nach Abb. 1, so ergeben sich über das geforderte Drehmoment die Grenzen für das Übersetzungsverhältnis.

Es sind deshalb auch Ausführungen mit einer zweiten Übersetzungsstufe bekannt (Abb. 5).

Die genannten Lösungen erfordern große Zahnabmessungen, aufwendige Lagerung und sind trotz Schräg- oder Pfeilverzahnung meist sehr geräuschintensiv.

Es sind deshalb heute Ausführungen gebräuchlich, die das Vorgelege-Schwungrad über ein Planetengetriebe mit der Arbeitswelle verbinden, wobei das Drehmoment sich auf mehrere Zahneingriffe verteilt (Abb. 6).

Diese Lösungen ermöglichen kleinere Zahngeometrie und größere Übersetzungen und bieten aufgrund der für gleichmäßigen Zahneingriff erforderlichen Prä­ zisionsfertigung auch entsprechende Laufruhe. Aus dem gleichen Grund sind sie aber auch teuer, erfordern präzise Anbindung an den Maschinenkörper und müssen im Verbindungsbereich zur Arbeitswelle deren Eigenbewegungen kompensieren. Meist als Sondergetriebe konzipiert, bedingen sie im Reparaturfall lange Ausfallzeiten, da sie als Großgetriebe in der Regel nicht lagerhaltig sein können.

Die vorliegende Erfindung macht sich nun alle Vorteile mehrerer Zahneingrif­ fe zunutze, ohne jedoch die Forderung nach präziser Zuordnung zueinander zu stellen und bietet unter Beibehaltung mehrerer gleicher relativ einfacher Bau­ einheiten die Möglichkeit der Staffelung von Drehmoment und Arbeitsvermögen für verschiedene Maschinengrößen (Abb. 1, Beispiel einer Exzenterpresse). Er­ findungsgemäß werden hierzu einem zentral auf der Arbeitswelle (1) gelagerten Zahnrad (2) zwei oder mehrere Antriebsräder (3) zugeordnet, welche mit eigenen Schwungscheiben (4) versehen sind und deren Abstand zueinander beliebig ist. Die Lagerung der Antriebsräder erfolgt zur Einstellung eines gewünschten Zahn­ spiels in vorzugsweise exzentrisch ausgeführten Gehäusen (5), welche sich in einer ebenfalls zentral auf der Antriebswelle gelagerten Aufnahme (6) befinden, die über eine oder mehrere Drehmomentstützen (7) mit dem Maschinenkörper (8) verbunden ist.

Die zentrale Lagerung des gesamten Vorgeleges direkt auf der Arbeitswelle macht deren Eigenbewegungen bedeutungslos.

Der motorische Antrieb erfolgt über eine der Antriebswellen direkt auf deren Schwungscheibe oder über eine zusätzliche Riemenscheibe (9), alle weiteren An­ triebsstationen werden durch das zentrale Zahnrad mit in Bewegung gesetzt. Das günstige Übersetzungsverhältnis des Riementriebes erlaubt zudem den Einsatz schnellaufender Motoren ohne Fremdlüftung und damit kleinere, kostengünstige­ re Baugrößen.

Da jede Antriebsstation mit eigener Schwungscheibe gleicher Größe und Drehzahl versehen ist, wird ihre rechnerische Zahnbelastung zuverlässig eingehalten, was bei Planetengetrieben nur durch äußerst präzise Fertigung erreichbar ist.

Zudem erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung ein im Vergleich zu einstufigen Planetengetrieben hohes Übersetzungsverhältnis im Rahmen der üblichen Maschinen- Geometrie, was die Verwendung sehr kleiner, schnellaufender Schwungscheiben geringen Gewichts ermöglicht.

Durch Bündeln einer im Rahmen der Geometrie beliebigen Anzahl gleicher Antriebsstationen kann die auf das zentrale Zahnrad wirkende Umfangskraft dem Maschinenbedarf entsprechend gestaffelt werden, das endgültige Dreh­ moment kann nochmals durch Verkleinern oder Vergrößern des zentralen Zahnrades variiert werden, ebenso wie das Arbeitsvermögen der schnellaufenden Schwungscheiben.

Für extrem langsam laufende Arbeitswellen mit hohem Bedarf an Arbeitsver­ mögen sieht die Erfindung vor, die einzelnen Arbeitsstationen nochmals zu übersetzen, wofür vorzugsweise handelsübliche kleine Planetengetriebe Verwen­ dung finden (Abb. 2).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß praktisch jede mit einem Direktantrieb versehene Maschine (Abb. 3) nach Entfernen des Schwungrades mit dem beschriebenen Vorgelege nachgerüstet werden kann, da der Platzbedarf nicht größer ist als der des entfernten Schwungrades selbst.

Gegebenenfalls kann das Schwungrad auch als Aufnahme für das zentrale Zahn­ rad nachgearbeitet werden und dann bei entsprechenden Platzverhältnissen im System verbleiben.

Claims (3)

1. Vorgelege für schwungradgetriebene Maschinen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einem zentral zur Arbeitswelle (1) gelagerten und mit dieser fest oder kuppelbar verbundenen Zahnrad (2) zwei oder mehrere Antriebsräder (3) eingreifen, welche mit eigenen Schwungscheiben (4) versehen sind.

2. Vorgelege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Antriebsrädern (3) und deren Schwungscheiben (4a) eine weitere Übersetzungsstufe (10) angeordnet ist.

3. Vorgelege nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwungscheiben (4, 4a) durch andere Antriebskomponenten, vorzugsweise Hydraulik- oder Getriebemotoren, ersetzt werden.