DE2165366A1

DE2165366A1 - Doppelt wirkende mechanische Presse mit einem Gelenkgestänge

Info

Publication number: DE2165366A1
Application number: DE19712165366
Authority: DE
Inventors: Tameo; Aoshima Kiyoji; Komatsu Ishikawa Kawagoshi (Japan)
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1972-07-27
Also published as: US3772986A

Description

2165366 fttöntanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84 62

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KABUSHIKI KAISMA KOMMSl) 5EISAKUSiIP 3-6, Akasaka 2-Chome_t Minato-NU, ToVyo-To, Tapan

Doppelt wirkende mechanisch'e Presse mit einem Celenkgestänge

Bti den bisher benutzten doppelt wirkenden mechanischen Pres* sen arbeitet der innere Schlitten mit einer einfachen Kurbel* einrichtung zusamwen, so daß die maximale Ziehgeschwindigkeit bei den Zieharbeiten entsprechend der Art des Werkstoffes auf einen bestimmten Zug begrenzt ist. Im allgemeinen wird die Ziehgeschwindigkeit bein Pressen genauso groß wie die Preßgeschwindigkeit des Schlittens, so daÄ der Werkstoff brechen kann, wenn die Schlittengeschwindigkeit die maximal zulässige bzw, Grenzgeschwindigkeit für den metallischen Werkstoff überschreitet. " ■■>,-■

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Wenn daher bei den bisher benutzten konventionellen Pressen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit einfach die Anzahl der Hübe bzw. der Arbeitstakte vergrößert wird, wird die kritische Ziehgeschwindigkeit des inneren Schlittens überschritten, wodurch sich die obenerwähnten Nachteile erpeben. Aus diesem Grunde ist es bisher unmöglich gewesen, den Ausstoß der Presse durch Steigerung der Anzahl ihrer Arbeitstakte zu erhöhen.

Um diese Machteile zu vermeiden, ist zur Verringerung der für einen Arbeitszyklus erforderlichen Zeit eine Anzahl von Bewegungseinrichtungen entwickelt worden, bei der anstelle der Zieharbeitsperiode, d.h. anstelle des Hubes bis zu» Kontakt,. mit dem metallischen Werkstück und des Rückkehrhubes nach den Arbeitsvorgang, die Leerlaufhübe mehr als die Geschwindigkeit bei der Ziehärbeit gesteigert werden.

Als zur Durchführung dieser Bewegung vorgesehene Einrichtung ist eine Presse mit vier Gelenken vorgeschlagen worden, obwohl jedoch die Gelenkeinrichtung selbst äußerst einfach ist, ist es in konstruktiver Hinsicht fast unmöglich, sie bei einer doppelt wirkenden Presse anzuwenden. Wenn daher die Absicht bestand, diese Art der Bewegung bei konventionellen doppelt wirkenden Pressen durchzuführen, war es erforderlich, eine außerordentlich komplizierte Gelenkeinrichtung zu verwenden, was jedoch von keinem praktischen Nutzen war.

Gewäß einem Siteren Vorschlag wird bei einer mechanischen, doppelt wirkenden Presse eine Gelenkeinrichtung verwendet, bei der das obenerwähnte Vierergelenk bei der doppelt wirkenden Presse zur Anwendung relangt. Es ließ sich iedoch in diesem Falle nicht vermeiden,die Hauptwelle zu teilen, was von den konstruktiv beengten Verhältnissen der Stirn-an-Rücken-Anordnung des Ouerjoches aufgrund der besonderen Ausbildung der doppelt wirkenden Presse herrührt; dies führt zu einer

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unzureichenden Genauigkeit sowie komolizierten Konstruktion und wirft in der Praxis zahlreiche Probleme auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Presse der obengenannten Art zu schaffen, die äußerst einfach in der Ausbildung ist und es ermöglicht, daß die Hauptwelle längs durch die Presse hindurchgeführt werden kann; insbesondere soll eine mechanische doppelt wirkende Presse geschaffen werden, die die früher auftretenden Probleme gleichzeitig löst.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Hauptwelle für einen inneren und einen äußeren Schlitten vorgesehen ist, die mit einem von einem Antrieb angetriebenen Antriebszahnrad versehen ist und den Pressekörper von der Stirnseite zur Rückseite durchsetzt, daß mit dem inneren Schlitten ein Treibgelenk verbunden ist, das an einem exzentrischen Kreisplattenteil des Antriebszahnrades befestigt und dessen oberes Ende zusammen mit einer Kurbelwelle für den Süßeren Schlitten mit dem Gelenk verbunden ist, wobei zugleich ein exzentrisches Rad an jedem Antriebszahnrad befestigt ist, daß auf dem exzentrischen Rad eine Kernstange angeordnet ist, die zusammen mit dem Kurbelarm mittels eines Zapfens derart verbunden ist, daß der Kurbelarm frei über einen gewünschten Winkel drehbar ist, daß das obere Ende des Treiogelenkes des äußeren Schlittens, das an der Hauptwelle befestigt ist, und das obere Ende des Kurbelarmes des äußeren Schlittens über ein Gelenk derart miteinander verbunden sind, daß der Kurbelarm frei innerhalb eines Bereiches des gewünschten Winkels schwingen kann,und daß das untere Ende des Treibgelenkes mit dem äußeren Schlitten verbunden ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzug-

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ten Ausftthrungsform anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 die doppelt wirkende mechanische Presse gemäß

der Erfindung in teilweise aufgebrochener Stirnansicht;

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Ansicht gemäß Linie A-A in Fig. 1 mit entferntem Deckel;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie ü-B in Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt pemäß Linie C-C in Fig. 1;

Fig. 5 schematisch die Gelenkverbindung der Presse gems'?. Fig. 1 und

Fig. 6 ein Arbeitstaktdiagramm des inneren und des Süßeren Schlittens.

Der Pressenkörper 1 besteht aus einem Oueriochkörper 2, einem Ständer 3 und aus einem mittels Ankerbolzen 5 befestigten Bettkörper 4; sowohl die rechte als auch die linke riauptwel-Ie 6, 6 durchsetzen den Ouerjochkörper 2 von seiner Stirnwand bis zu seiner rückwärtigen Wand; beide Enden dieser Heuptwellen 6,6 sind jeweils, wi,e aus Fig. 3 ersichtlich, mittels Platten 7,7 am Ouerjochkörper 2 befestigt, so daß sich die Hauptwellen 6,6 axial nicht verschieben können. Sie sind außerdem mittels Bolzen 8,8 fixiert, so daß sie nicht drehbar sind.

Auf den Hauptwellen 6,6 ist jeweils ein Antriebszahnrad 9 befestigt, Ober einen Motor 1o werden ein Transmissionsriemen 11, ein flieeend gelagerte·-. Rad 12, eine Kumlung 13,

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eine Antriebswelle 14, ein Antriebsritzel 11a und über ein dazwischengeschaitetes Zahnrad IFa ein Antriebszahnrad 1Γ> angetrieben. Da das Antrie szahnrad 15 mit der rechten (Antfiebsritzelwelle 1o und das Zwischenzahnrad 15n mit der linken Antriebsritzelwelle 'ba vernutet ist, drehen sich die Ritzel 16b,16b, wenn sich das Antriebszahnrad 15 und das dazwischenceschaltete Zahnrad 15a drehen. Die Ritzel 16b, lob und die Antriebszahnrader 9,9 stehen mit inande-r im Eingriff, so daß sie eleichzeitis gedreht werden.

Ein Treibpelenk 17 ist in ein exzentrisches Kreisnlnttenteil 9a eingesetzt, das im Abstand e vom Mitte Inunkt der Antriebszahnräder 9,9 c'nei ?xzent»lochen ^Mi tt M«ürikt aufweist und einstückig mit dem Treibgelenk 17 geformt ist; dieses ist an einem Ende mittels eines um oberen iinde des Treiucelenkes 17 vorgesehenen Zapfens 17a mit einem Kurbelarm 18 verbunden. Dieser Kurbelarm 18 1st an seinem anderen Ende mit einer Kurbelwelle 19 verbunden und ist mit der Kurbelwelle 19 als Schwenk-.bzw. Drehpunkt verschwenkbar.

AA unteren Ende des Treibgel'enkes 17 ist mittels eines Zapfens 2o das obere Ende eines Schwenkhebels 21 angelenkt, dessen unteres Ende fiber einen Zapfen 22 mit einer Schraube 2) verbunden ist. Diese ist mittels ihres Gewindes an eine« inneren Schlitten 24 befestigt und kann diesen auf- und abbe* wceen, und zwar über def Schwenkhebel 21 in \bhünrirkeit vdn der senkrechten Bewegung ,des' Treibhibels Wzw. Treibirelonkes 17, Die Relativstellunfr'*des· inneren Schlittens 24 Reje«.'lber de« Oueriochk^rper^Z kann mittels des ^tsindes der Schraube 23 eingestellt we/den.

Ein Zapfen 29 ist versetzt in einen newtlnschten Kinkel gegenüber dem exzentrischen Krci ?*>lattcnteil 9a vorgesehen» das an dem auf der Hauptwelle ό ant»eordneten Antrieaszahnrad 9 votgesehen ist. Mittels dieses Zapfens 29 sind der Endteil »liter

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Verbindungsstange 28 und das obere bzw. spitze Ende des Kurbelarmes 3o für den inneren Schlitten 24 mit dem exzentrischen Rad 24 verbunden, das mittels eines dammerzapfens 25 und eines Bolzens 26 am Antriebszahnrad 9 befestigt ist. Das exzentrische Rad 27 ist mit einem Abstand e zum Mittelpunkt des Antriebszahnrades 9 exzentrisch. Das iiasisende des Kurbelarmes 3o ist an der Kurbelwelle 19 befestigt. Mit dem Kurbelarm 3o und der Kurbelwelle 19 ist ein auf der Seite des äußeren Schlittens 31 vorgesehener Kurbelarm 32 einstückig ausgebildet, so daß er im gleichen Winkel wie der Kurbelarm 3o gedreht werden kann.

Das obere Ende des Kurbelarmes 32 ist mit dem oberen Ende eines an der Hauptwelle 6 befestigten Treibgelenkes 33 verbunden, und zwar mittels eines Verbindungshebels 33 und an beiden Enden vorgesehener Zapfen 35 bzw. 36. Das untere Ende des Treibgelenkes 33 ist mittels eines Zapfens 37 mit dem oberen Ende eines Verbindungsgelenkes 38 verbunden, dessen unteres Ende über einen Zapfen 39 mit einer Schraube 4o verbunden ist, die ihrerseits am äußeren Schlitten 31 befestigt ist. Genau wie beim inneren Schlitten 24 kann die relative Stellung des äußeren Schlittens 31 gegenüber dem Ouerjochkörper 2 mittels des an der Schraube 4o vorgesehenen Gewindes eingestellt bzw, verstellt werden.

j Weiterhin sind Ausgleichsgewichte 41,42 vorgesehen, die für ein sanftes, stoßfreies Heben und Senken des inneren und äußeren Schlittens 24, 31 sorgen.

Die oben beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:

■ Durch den Motor Io werden das fliegend gelagerte Rad 12, die Kupplung 13, die Antriebswelle 14, das Antriebsritzes 1 14a, das Antriebszahnrad IS und die dazwischtngeschalteten Zahnräder 15a gedreht. Da das Antriebszahnrad 15 alt der rechten

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Antriebsritzelwelle 16 und das Zwischenzahnrad 15a mit der linken Antriebsritzelwelle Iba vernutet ist, drehen sich die Ritzel 1bb, 1 bb, wenn eines der Antriebszahnräder 15 und das Zwischenzahnrad 15a drehen; die mit den Ritzeln 1bb, 1bb kämmenden Antriebszahnräder 9, 9 drehen in der aus Fig. 1 ersichtlichen Pfeil richtung.

Aufgrund der Drehung des auf der Seite des inneren Schlittens 24 befindlichen Antriebszahnrades 9 wird das Treibeelenk 17 über den Zapfen 17a und den Kurbelarm 18 zurückgezogen, und der Zapfen Zo am unteren F.nde des Treibgelenkes 17 beschreibt eine, in Fic.1 strichpunktiert dargestellte ceometrische Bahn S, Der sich aufgrund des Gelenkhebels 21 abwechselnd auf- und abbewegende innere Schlitten 24 senkt sich langsam in die Ziehgecend ab und kehrt nach einem leichten Pressen am unteren Totpunkt schnell zurück.

Andererseits bewirkt die Drehung des Antriebszahnrades 9, daß die daran befestigten exzentrischen Räder 27, 27 den Kurbelarm 3o verschwenken. Dieser verschwenkt fiber die Kurbelwelle den Kurbelarm 32 im gleichen Drehwinkel, und der Kurbelarm 32 dreht fiber den Verbindungshebel 34 und die Zapfen 35, 36 das obere F.nde des Treibgelenkes 33. CUeichzeitig erteilt das untere Ende des Gelenkes 33 dem äußeren Schlitten 31 über das Gelenk 38 eine vertikal hin- und hergehende bewegung; wenn der äußere Schlitten 31 den unteren Totpunkt erreicht, nähert sich der zwischen dem Verbindungshebel 34 und dem Kurbelarm gebildete Winkel etwa 1S0°, so daß der äußere Schlitten 31 sogar dann stillstehen bleibt, wenn sich das exzentrische Rad dreht. Während dieser Zeit setzt der innere Schlitten 24 seinen Ziehvorgang fort. .

Im einzelnen läßt sich die oben beschriebene Bewegung folgendermaßen beschreiben:

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Der äußere Schlitten 31 bewegt sich in der Zeit, in der er sich am unteren Totpunkt befindet, sehr geringfügig; diese Bewegung ist aber auf einen Schwingbereich beschränkt, der durch den Verbindungshebel 34 mit dem Zapfen 37 als Mittelpunkt sehr klein gehalten wird, wobei sich der Verbindungshebel 34 außerordentlich wenig bewegt, so daß auch die Bewegung des Zapfens 37 selbst sehr klein wird. Die Bewegung des Zapfens 37 ist so gering, daß sie fast vollständig von der elastischen Längung jedes Teiles des Celenkgestänge* absorbiert wird, wie sich aus der Bewegung des Süßeren Schlittens 31 ergibt. Diesem wird daher dadurch keine bedeutende Bewegung erteilt.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Gelenkverbindung, die den inneren Schlitten antreibt und die. mit einer unterbrochenen Linie dargestellte Gelenkverbindung, die den äuReren Schlitten antreibt, miteinander in Beziehung stehen. Di» Arbeitskurve beschreibt daher im Abstiegsbereich a des inneren Schlittens 24, wie aus Fig.6 ersichtlich, eine langsam abfallende Kurve und stellt nach einer Verweilzeit eine plötzlich stark ansteigende Kurve dar, wenn sie zum oberen Totpunkt ansteigt. Der äußere Schlitten arbeitet so, daß die Kurven beider Schlitten im Ziehbereich a und in der Rückkehrperiode symmetrisch sind.

Der gewünschte \tillistan&zeiträum am unteren Totpunkt des äußeren Schlittens 31 läßj sich mittels Hinstellen der Länge des Verbindungshebels 3#;er reichen.

Es ist daher mit der erflindungsgemißen doppelt wirkenden mechanischen Presse möglich, in einem Pressenzyklus die für den Ziehvorgang erforderliche Arbeitstaktzeit länger als diejenige Zeit auszubilden, die für den Hubtakt des inneren Schlittens erforderlich ist, sodaß die Ziehgeschwindigkeit des inneren Schlittens beträchtlich abnimmt. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl der Arbeitstakte der Presse pro Stunde sogar

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dann zu vergrößern, wenn die Ziehgeschwindigkeit auf einen Betrag unterhalb der kritischen Geschwindigkeit begrenzt ist; demgemäß kann die Leistungsfähigkeit des Fressens bedeutend verbessert werden.

Da bei der Erfindung als Antrieb für den äußeren Schlitten ein exzentrisches Rad und eine Verbindungsstange verwendet werden, wird es möglich, die Hauptwelle durch den Querjochkörper hindurchzuführen, so daß die Festigkeit der Hauptwelle in erheblichem Maße gesteigert wird; darüber hinaus wird die Durchbiegung der Hauptwelle selbst aufgrund der auf sie durch das Antriebszahnrad ausgeübten belastung verringert, wodurch die Genauigkeit des inneren Schlittens beim Pressen weitrehend verbessert werden kann. Weiterhin ist es in konstruktiver Hinsicht möglich, die Hauptwelle vorzusehen, ohne sie in zwei Teile, nrimlich in ein vorderes und in ein rückwärtiges Teil, aufzuteilen, so daß sich eine einfachere Konstruktion ergibt. Die erfindungsgeraäße Presse weist daher im Vergleich zu den bekannten doppelt wirkenden Pressen einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad und eine große Genauigkeit auf.

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Claims

- 1ο -

Patentanspruch

Doppelt wirkende mechanische Presse mit einem Celenkgestänge, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Hauptwelle (6) für einen inneren und einen äußeren Schlitten (24, 31) vorgesehen ist, die mit einem von einem Antrieb (1o) angetriebenen Antriebszahnrad (9) versehen ist und den Pressenkörper (1) von der Stirnseite zur Rückseite durchsetzt, daß mit dem inneren Schlitten ein Treibgelenk (17) verbunden ist, das an einem exzentrischen Kreisplattenteil (9a) des Antriebszahnrades befestigt und dessen oberes Ende zusammen mit einer Kurbelwelle (32) für den äußeren Schlitten mit dem Gelenk verbunden ist, wobei zugleich ein exzentrisches Rad (27) an jedem Antriebszahnrad befestigt ist, dall auf dem exzentrischen Rad eine Kernstange angeordnet ist, die zusammen mit dem Kurbelarm mittels eines Zapfens derart verbunden ist, daß der Kurbelarm frei über einen gewünschten Winkel drehbar ist, daß das obere Ende des Treibgelenkes (33) des äußeren Schlittens, das an der Hauptwelle befestigt ist, und das obere Ende des Kurbelarms des äußeren Schlittens über ein Gelenk (34) derart miteinander verbunden sind, daß der Kurbelarm frei innerhalb eines Bereiches des gewünschten Kinkels schwingen kann, und daß das untere Ende des Treibgelenkes mit dem äußeren Schlitten verbunden ist.

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