DE2305638A1

DE2305638A1 - Kurbelgetriebe mit einstellbarem hub

Info

Publication number: DE2305638A1
Application number: DE19732305638
Authority: DE
Inventors: John Ronald Coultish; Frank Petyt
Original assignee: Joseph Rhodes and Sons Ltd
Current assignee: Joseph Rhodes and Sons Ltd
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-02-06
Publication date: 1973-09-27
Also published as: BE795025A; GB1413984A; IT977736B; FR2171774A5

Description

Dipt.-Phys, Dr. jur. Jürgen Witte - Patentanwalt -

Umdshut, Adefroonnstr. 18Tel. 0871-26322 2305638

R 79.1

JOSEPH RHODES & SONS LIMITED Wakefield, England

Kurbelgetriebe mit einstellbarem Hub.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgetriebe mit einstellbarem Hub, insbesondere für Pressen zur Metallbearbeitung.

i'ür Iietallbearbeitungspressen sind Kurbelgetriebe mit einstellbarem Hub seit vielen Jahren bekannt. Bei einer Äusfiihrungsform ist auf dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle eine exentrische Buchse gelagert, deren Hub geringer als der Hub dec Kurbelzapfens Ice. Das Pleuel ir.t auf der Buchse gelagert, so dal; le.r Hub uer Kurbelwelle durch Drehung der Buchse auf dem Kurbelzapfen cingentellt v/eivlen kann; für den iformalbetrieb Όί· ±³ro:;re v/ex-uen buchse im 1 Kurbelzapfen fes'i; r,iii;cinarr-ier vei'buntlen. Die Kinstelluni^;· einer; "Lerarti ^-en

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Kurbelgetriebes wird normalerweise von Hand durchgeführt« Dies ist eine schwere und zeitraubende Arbeit _r besonders bei Hochleistungspressen, die drei oder mehr Meter über dem Fußboden angeordnete üüeiie enthalten..

Es ist daher die Aufgäbe.der Erfindung, einen Mechanismus zur Änderung des Hubes eines Kurbelwellengetriebes zu schaffen, durch den der Hub in kurzer Zeit und ohne aufwendige Handarbeit verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die Drehung der Buchse auf dem Kurbelzapfen kann der Hub der Buchse teilweise oder vollständig zum Hub des Kurbelzapfens addiert oder davon abgezogen werden. Als gemeinsamer Antrieb kann ein ferngesteuerter Elektromotor dienen, ebenso können die Blockierungsmittel ferngesteuert werden. Auf diese Weise kann eine automatische Einstellung des Gesamthubes ohne Jede Handarbeit von einem zentralen Punkt aus erfolgen..

Durch die technischen Lehren der Ansprüche 2 und J erreicht man eine sehr kompakte Bauweise und erzielt die verschiedenen Antriebsübersetzungen ohne Verwendung von Getriebete.ilen wesentlich verschiedenen Durchmessers. ·

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 4 bis 6 angegeben*

Die Energie zur Einstellung der Buchse auf dem Kurbelzapfen wird zweckmäßig von einem Elektromotor aufgebracht, der vorzugsweise mit dem Antriebszahnrad kuppelbar und entkuppelbar ist.

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Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 A und 1 B die beiden Hälften eines Querschnitts durch ein Kurbelwellengetriebe nach der Erfindung,

Pig. 2 eine Seitenansicht des Getriebes der Fig. 1 und

Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III der Fig.

Gemäß Fig. 1 A und B ist eine Kurbelwelle 1 um die Achse A - A in den Stützlagern 2 und 3 drehbar. Zwischen den Kurbelscheiben 5 und 6 erstreckt sich der Kurbelzapfen 4-, dessen Achse B-B exzentrisch zur Achse A-A liegt. Die Teile 1, 4, 5 und 6 können in bekannter Weise aus einem einzigen Schmiedestück bestehen. Auf dem Kurbelzapfen 4- ist eine Buchse 7 exzentrisch gelagert, deren Achse C-C exzentrisch zu den Achsen A-A und B-B verläuft. Der Abstand zwischen den Achsen A-A und B-B ist größer als der Abstand zwischen den Achsen B- B und C-C. Durch eine übliche Kupplung mit einer Auskleidung 11 aus Phosphor^f^rtie ist das Pleuel 9 auf der Buchse 7 drehbar gelagert. Durch Drehen der Buchse 7 auf dem Kurbelzapfen 4- kann somit der Hub der Buchse relativ zum Kurbelzapfen (der Abstand zwischen den Achsen B-B und C-C) ganz oder teilweise zum Hub des Kurbelzapfens gegenüber der Kurbelwelle (der Abstand zwischen den Achsen A-A und B - B) addiert oder davon abgezogen werden und dadurch der resultierende Hub zwischen der Kurbelwelle und dem Pleuel 9 eingestellt werden.

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3?ür die normale Betriebswelle des Kurbelwellengetriebes muß eine Drehung zwischen der Buchse 7 und dem Kurbelzapfen 4- verhindert werden. 5¹Ur diese Blockierung ist das eine Ende der Buchse 7 mit Getriebezähnen 12 versehen, deren Teilkreis konzentrisch zur Achse B-B des Kurbelzapfens 4- verläuft. Mit der Kur-. belscheibe 6 ist durch einen Keil 13a ein Zahnring 13 verkeilt, dessen Zähne mit den Getriebezähnen 12 identisch sind. In der in 3?ig. 1 gezeigten Stellung greift eine Kupplungsmuffe 14 mit Innenverzahnung in die Zahnungen 12 und 13 ein und verhindert damit eine Relativdrehung zwischen der Buchse 7 und dem Kurbelzapfen 4-.

Durch pneumatisch betriebene Zylinder 15 mit Kolben und Kolbenstangen 17 kann die Kupplungsmuffe 14- in axialer Richtung von den Zähnen 12 der Bifclße 7 abgezogen werden. Dazu sind die Kolbenstangen 17 mit einem Joch 18 verbunden, dessen Innenflansch 19 zwischen einen Flansch 20 der Kupplungsmuffe 14- und.eine Halteplatte 21 eingreift j die an einem Kragen 22 der Muffe 14- befestigt ist» Der Plansch 19 hat Stirnflächen 23 aus Phosphorbronze und besitzt ein radiales Spiel zum Kragen 22, der wiederum ein radiales Spiel gegenüber der Kurbelwelle 1 aufweist., Man erkennt, daß durch den Betrieb der Zylinder 15 die Kupplungsmuffe 14- mit den Zähnen 12 in oder außer Eingriff gebracht werden kann. Im letzteren lall kann die Buchse 7 auf dem Kurbelzapfen 4· zur Einstellung des Hubes des Kurbelwellengetriebes wie nachfolgend beschrieben gedreht werden.

An dem von der Kupplungsmuffe 14- abgewandten Ende der Buchse 7 sind Getriebezähne 24· ausgebildet, deren Teilkreis koaxial zur Kurbelzapfenachse B-B verläuft. Mit der Kurbelscheibe 5 ist durch einen Keil 26 ein Zahnring 25 verkeilt, der ebenfalls konzentrisch zur Achse B-B angeordnet ist _o Die Zähne 24- bilden einen

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Zahnring von etwas größerem Durchmesser und mit einer größeren Zähnezahl als der Zahnring 25. Am Ende der Kurbelscheibe 5 ist eine Zwischenscheibe 27 befestigt, deren Achse D-D zwischen den Achsen B-B und G-C liegt. Ein Haltering 28, der mit Gleitsitz auf der Zwischenscheibe 27 angeordnet ist, greift hinter einen Flansch 28a der Scheibe 27· Der Haltering 28 ist mit einem Zahnring 29 verbunden, der zwei Innenzahnungen 30, 31 aufweist, die mit den Zähnen 24 der Buchse 7 bzw. mit dem Zahnring 25 in Eingriff treten können. Die Mitten der Teilkreise der Zahnungen 30 und 31 liegen auf der Achse D-D, haben aber geringfügig unterschiedliche Durchmesser und verschiedene Zähnezahlen.

Durch einen Bolzen 32 ist an der Zwischensoheibe 27 eine Laufrolle 33 befestigt, die in einen radialen Schlitz 3^· in eine Scheibe 35 eingreift, die durch Bolzen 36 zur Drehung mit einem Antriebszahnrad 37 um die Kurbelwellenachse A-B befestigt ist. Das Antriebszahnrad 37 wird durch ein Ritzel 38 an einem Ende einer Welle 39 angetrieben, die in den Lagern 40 im Maschinengestell 2 gelagert ist und an ihrem anderen Ende ein weiteres Ritzel 41 aufweist.

Ein Ritzel 42 (Fig. 2) ist drehbar zwischen zwei die um eine mit dem Ritzel 41 koaxiale Achse schwenkbar sind, so daß das Ritzel 42 in jeder Winkelstellung der Arme 43 mit dem Ritzel 41 in Eingriff steht. Die Arme 43 sind durch einen druckmittelbetätigten Zylinder 44 schwenkbar, mit dessen Kolbenstange 45 sie gelenkig verbunden sind. Zur Einstellung der Buchse ^ wird die Kolbenstange 45 nach außen geschoben, um das Ritzel 42 mit einem weiteren Zahnrad 46 in Eingriff zu bringen, das Teil eines Kettenrades 47 ist, welches auf einer Achse 48 gelagert ist. Das Kettenrad 47 wird durch eine Kette 49 von einem Kettenrad 50 auf der

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Antriebswelle eines am Maschinengestell 2 befestigten Motors 51 angetrieben.

Zur Einstellung der Buchse 7 auf dem Kurbelzapfen 4 dreht der Motor das Antriebszahnrad 37 über die Getriebeteile 50, 49, 47, 46, 42, 41, 39 und 38. Die Scheibe 35 dreht sich mit dem Antriebszahnrad 37» und eine Laufrolle 33 überträgt diese Rotation auf die um die Achse D -D drehbare Zwischenscheibe ?^;7, wodurch wiederum der Zahnring 29 um den Zahnring 25 umläuft. Da der Zahnring 29 mit seinen Zähnen auch mit den Zähnen 29 in Eingriff steht und das Übersetzungsverhältnis von der Zahnung 31 zum Zahnring 25 vom Übersetzungsverhältnis von der Zahnung 30 zur Zahnung 24 verschieden ist, wird die Buchse 7 bei jedem Umlauf des Zahnringes 29 um einen kleinen Betrag um den Kurbelzapfen 4 gedreht. Durch Antrieb des Motors 51 erfolgt somit eine Einstellung des Hubes, indem die Buchse 7 um den Kurbelzapfen 4 gedreht wird.

Für den Normalbetrieb der Kurbelwelle 1 wird die Kupplungsmuffe 14 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung geschoben. Ferner ist die Kolbenstange 45 zurückgezogen, so daß das Ritzel 12 mit dem Ritzel 42 außer Eingriff kommt und mit einem Ritzel 52 in Eingriff gebracht wird. Das Ritzel 52 sitzt auf einer am Maschinengestell 2 befestigten Achse 53* Die Zahnung des Ritzels 52 ist breiter als die des Ritzels 42. Das Ritzel 52 kann daher außer in das Ritzel 42 noch in ein Zahnrad 54 eingreifen, das an der Kurbelwelle 1 befestigt ist und in Durchmesser und Zalmausbildung mit dem Antriebszahnrad 37 übereinstimmt. Bei NormaXbetr-ieb ist die Buchse 7 somit-durch di© Getriebeelesen-fee 37s 3^s ^s 4-2, 52 und 5^ mit d@r Kurbelwelle blockiert und sitzt arehfest auf dem Kurbelzapfen 4_Q

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Die Steuerung der Hubeinstellung kann durch ein elektrisches Steuersystem mittels eines Drei-Stellungs-Wahlsehalters, zweier Druckknöpfe für die Endeinstellung und zweier Anzeigeleuchten vorgenommen werden. Der Wahlschalter hat eine mittlere Ausschaltstellung

und zwei beiderseits dieser Ausschaltstellung liegende Schaltstellungen für die Vergrößerung und die Verminderung des Hubes, die entsprechend markiert sind. Zur Änderung des Hubes wird der Wahlschalter in die geeignete Stellung gebracht, wodurch die Umlaufrichtung des Motors 51 bestimmt und den Zylindern Druckluft zugeführt wird, um die Kupplungsmuffe 14 von der Zahnung 12 abzuziehen. Dabei wird ein erster Mikroschalter betätigt, der die Druckluftzufuhr «um Zylinder 44 steuert, um das Ritzel 42 mit dem Kitzel 46 in Eingriff zu bringen, wonach ein zweiter Mikroschalter den Motor 51 einschaltet. Danach dreht sich die Buchse 7 auf dem Kurbelzapfen 4 wie bereits beschrieben. Bei laufendem Motor 51 dreht sich also auch das Ritzel 41 und treibt ein damit in Eingriff stehendes Zahnrad einer Differentialeinheit. Ein anderes Zahnrad dieser Einheit greift in das Zahnrad ein, das während der Hubeinstellung stationär bleibt. Auf diese Weise wird ein Drehmoment auf eine Welle der Differentialeinheit gegeben, das durch einen flexiblen Antrieb an einen Zähler übertragen wird, der eine zu der Anzahl der Umdrehungen des Ritzels 41 proportionale Anzeige gibt. An dem Zähler kann infolgedessen der Änderungsbetrag des Hubes der Kurbelwelle abgelesen werden. Diese Anzeige des Zählers kann mit einer Tabelle oder einem Diagramm vergleichen werden, so daß der Motor bei Erreichen eines gewünschten Verstellwertes abgeschaltet werden kann, worauf der Zylinder 15 Druckluft zugeführt erhält und die Kupplungsmuffe 14 über die Zahnung 12 schiebt. Wenn die Zahnung 12 nicht exakt mit der Zahnung 13 fluchtet, läßt sich die Kupplungs-

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muffe 14 nicht auf die Zahnung 12 schieben. In diesem Falle muß ein geeigneter Schalter für den Vorwärts- oder Rückwärtsantrieb des Motors 51 betätigt werden, bis die Zahnungen 12 und 13 miteinander fluchten. Die Kupplungsmuffe 14- wird dann durch den Luftdruck in den Zylindern 15 weitergeschoben. Dabei wird der den Stellenzylinder 44 steuernde Mikroschalter betätigt, damit das Ritzel 42 vom Ritzel 46 gelöst und mit dem Ritzel 52 in Eingriff gebracht wird. Danach wird der Druckknopf für die Endeinstellung freigegeben, und der Kurbelwellenmechanismus kann wieder normal betrieben werden.

Die Einstellung der Kupplungsmuffe (in oder außer Eingriff mit der Zahnung 12) kann durch Anzeigelampen kenntlich gemacht werden.

Wenn die Kurbelwelle 1 nach der Hubeinstellung betriebsmäßig rotiert j drehen sich die Zahnräder 54 und 41 mit derselben Umfangsgeschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen« Die Welle der Differentialeinheit dreht sich daher nicht, und die Anzeige des Zählers bleibt auf dem eingestellten Wert stehen_o

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Claims

Patentansprüche

Kurbelgetriebe mit einstellbarem Hub, auf dessen Kurbelzapfen eine exzentrische Buchse drehbar gelagert ist, die relativ zur Kurbelzapfenachse einen geringeren Hub besitzt als der Kurbelzapfen zur Kurbelwellenachse, gekennzeichnet durch je

einen Drehantrieb für die Kurbelwelle (1) und den Kurbelzapfen (4) sowie für die Buchse (7),welche Drehantriebe unterschiedlicher Antriebsübersetzungen aufweisen und durch ein gemeinsames Antriebszahnrad ($?) drehbar sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehantrieb eine den Kurbelzapfen (4) bzw. die Buchse (7) umgebende Zahnung (24, 25) enthält, in die Zahnringe (29) eingreifen.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnringe eine Einheit (29) bilden und in Antriebsverbindung mit dem gemeinsamen Antriebszahnrad (37) stehen.
4. Getriebe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnringeinheit (29) mittels einer Scheibe (35) mit einem koaxial zur Kurbelwelle (1) angeordneten Antriebszahnrad (37) in Antriebsverbindung steht, wobei die mit dem Antriebszahnrad verbundene Scheibe (35) einen radialen Schlitz (34) aufweist, in den eine axiale Führungsrolle (33) geführt ist, die an einer Zwischenscheibe (27) montiert ist, deren Achse (D-D) zwischen der Achse (B-B) des Kurbelzapfens (4) und der Achse (C-C) der Buchse (4) angeordnet ist und in die die Zahnringeinheit (29) eingreift.

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5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnungen (24, 25) und die Zahnringeinheit (29) an einem axialen Ende des Kurbelzapfens (4) ausgebildet sind, dessen anderes axiales Ende ebenso wie das benachbarte Ende der Buchse (7) mit koaxial zum Kurbelzapfen (4) verlaufenden Zahnungen (12, 13) versehen sind, auf die eine innenverzahnte Kupplungsmuffe (14) axial aufschiebbar ist, um die Buchse (7) undden Kurbelzapfen (4) gegen Relativdrehung zu sichern.
6. Getriebe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmuffe (14) mittels einer druckmittelbetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit (15, verschiebbar ist.

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