DE2755962A1

DE2755962A1 - Antriebsverfahren fuer werkzeugmaschinen mit hin und her gehendem werkzeugtraeger, insbesondere fuer die bildsame formaenderung von metallen nach dem prinzip der kniehebelpressen

Info

Publication number: DE2755962A1
Application number: DE19772755962
Authority: DE
Inventors: Werner Ing Grad Leinhaas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1979-06-21
Also published as: BE872615A

Description

" Antriebsverfahren für Werkzeugmaschinen mit
hin und her gehendem Werkzeugträger, insbesondere für die bildsame Formänderung von Metallen nach dem Prinzip der Kniehebelpressen." Die Erfindung betrifft ein Antriebsverfahren für Werkzeugmaschinen mit hin und her gehendem Werkzeugträger, insbesondere für die bildsame Formänderung von Metallen nach dem Prinzip der Kniehebelpressen.
Es sind Antriebsverfahren und Systeme bekannt, die vorwiegend für den Antrieb von Pressen und ähnlichen Werkzeugmaschinen Anwendung finden.
Ausgehend von einem Kurbeltrieb, der auch heute als Hauptantriebssystem der mechanischen Pressen zu bezeichnen ist, und der eine gute Arbeitscharakteristik für die spanlose MetallverSormung in Verbindung mit der gespeicherten Energie in Form von Schwungmasse aufweist, wurde in weiterer Verbesserung dieses Antriebssystems der sogenannte Kniehebelantrieb entwickelt.
Dieses System wird z.B. im Lueger-Lexikon der Technik, Band 32, Seite 520 näher definiert.
Die Bewegungen des Pressenstössels erfolg bei dieser Presse über ein durch eine Kurbel bewegtes Kniehebelsystem, das entsprechend der Kurbeleinstellung gestreckt und gebeugt wird. Durch diese Kombination des Kurbeltriebes mit einem Kniehebelsystem wird eine ungleichförmigere Bewegung des Stössels als bei der Kurbelpresse erzielt. Die Stösselgeschwindigkeit ist im Bereich der Totpunkte geringer als bei Kurbelpressen gleichen Hubs, d.h. die Arbeitskraft erhöht sich und es wird eine Verbesserung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Abflachung der sinusförmigen Stösselgeschwindigkeit zum unteren Totpunkt hin bei annähernd gleicher Antriebsleistung erzielt.
Umgekehrt ist jedoch der Antrieb einer Kniehebelpresse aufwendiger als der einer entsprechenden urbelpresse.
Beide Systeme, d.h. der Kurbeltrieb und der Kniehebelantrieb sind jedoch unabhängig von ihrer, seit vielen Jahren bestätigten Bewährung aufgrund gesetzlicher Vorschriften für Arbeiten mit Schwungenergie, die ein kurzzeitiges hohes Arbeitsvermögen ausweist, hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit durch die linear bewegten Antriebssysteme , bei denen der Antrieb in aller Regel durch Hydrozylinder erfolgt,eingeholt worden, obwohl die Arbeitscharakteristik und die niedrige Hubzahl dieser linearen Antriebe für die spanlose Metallverformung nachteilig sind.
Es ist dehalb Aufgabe dieser Erfindung ein Antriebsverfahren nach der eingangs gegebenen Klassifizierung zu nennen, das die Vorteile des Kurbelantriebes und des Kniehebelantriebes ohne die Notwendigkeit einer vesentlichen Energiespeicherung und des damit verbundenen hohen Sicherheitsaufwandes vereint, und das bei relativ niedriger Antriebsleistung ein hohes Arbeitsvermögen sichert.
Das Antriebsverfahren nach der Erfindung sieht vor, daß durch eine hydraulische, dynamisch wirksame Strömung eine rotierende Kurbelbewegung erzeugt und diese Bewegung auf ein System paarweiser gelenkig miteinander verbundener, geschlossene Vierecke bildender Kniehebel in die verbindenden Kniegelenke übertragen und in eine hin und her gehende Bewegung gewandelt vird.
In der weiteren Ausbildung dieses Antriebsverfahrens ist vorgesehen, daß zwei einander zugeordnete, in einem gemeinsamen Drehpunkt, der als Widerlager ausgebildet ist, angeordnete Kniehebel durch einen mit einem exzentrischen Abtrieb versehenen Hydraulikmotor angetrieben werden, wobei die beiden Kniegelenke, bzw. zwei gegenüberliegende oder zwei winklig zueinander angeordnete Schenkel, über den exzentrischen Abtrieb des in einem Gelenkpunkt oder an einem Schenkel angeordneten Hydraulikmotors und ein Pieuel verbunden sind, und die Enden der Kniehebel entgegengesetzt dem gemeinsamen Festdrehpunkt in einem in einer Richtung verschiebbaren Drehpunkt, der Lager für den Werkzeugträger ist, fixiert sind und dieses Lager und damit der Werkzeugträger entsprechend dem aus dem Exzenterdurchmesser und/oder aus der Lage der Verbindung zwischen den Kniehebeln voreingestellten Abstandsänderung der Kniegelenke voneinander resultierenden Hub (17), hin und her bewegt wird.
Bei Anwendung dieses Verfahrens werden die Gelenkpunkte, d.h. die Kniegelenkpunkte von-bzw geyeneinander bewegt.
Der Werkzeug träger bewegt sich mit der Geschwindigkeit des Stössels einer Kniehebelpresse, wobei jedoch etwa des doppelte Arbeitsvermögen bei etwa gleicher Antriebsleistung gegeben ist.
Das Verfahren eignet sich besonders für Werkzeugmaschinen bei denen im wesenticklen im Bereich des unteren Totpunktes eine hohe Kraft zur Verfügung stehen muß.
Diese wird, wie erwähnt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei relativ geringer Antriebsenergie erreicht.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß im Gegensatz zu den bekannten Kniehebelantrieben die Arbeitswelle mit dem exzentrischen Antrieb und damit die Geyenkraft,nicht durch den Ständer aufgenommen werden muß, sondern der relativ leichte Hydraulikmotor mit seinem exzentrisch gelagerten Abtrieb innerhalb des Kniehebelsystems angeordnet wird, so daß die Gegenkraft aufgrund der Geschlossenheit dieses Systems, zumindest im wesentlichen, auf den Stössel, d.h. auf den Werkzeugträger wirksam wird.
Damit kann der Maschinenständer bzw. der Grundkörper der Werkzeugmaschine wesentlich leichter konzipiert werden.
Sofern die konstruktiven Gegebenheiten einen gesteigerten Platzbedarf zwischen den Kniehebeln, z.B. für die Anordnung des Antriebes erfordern, wird vorgeschlagen, daß die zwischen dem Widerlager an der Basis und dem Lager am Werkzeugträger bewegten Kniehebel fallweise, um im Abstand voneinander auf gleicher Höhe im Widerlager und/oder im Lager auf dem Werkzeugträyer angeordnete Drehpunkte verschwenken.
Das Verfahren wird durch die beigefügte Systemskizze in einer beispielsweisen Darstellung näher erläutert.
In der Basis 1 ist das Widerlager 2 für die schwenkbare Lagerung der Kniehebelpaare 3 und 4 angeordnet.
Die Schenkel 5,6 und 7,8 der Kniehebelpaare 3 und 4 sind in den beiden Knieqelenken 9 und 10 verbunden, wobei im Gelenk 10 der Hydraulikmotor 11 mit exzentrisch angeordnetem Abtrieb 12 angeordnet und über die Pleuelstange 13 dem Kniegelenk 9 verbunden ist.
Die Kniegelenkpaare 3 und 4 sind über die Schenkel 6 und 8 in dem verschiebbaren Drehpunkt, d.h. dem Lager 14 des WErkzeugträgers 15, der als Stössel bezeichnet werden kann, fest verbunden.
Der Werkzezu(ltracler 15 gleitet in der Führung 16, hin und her gehend, entsprechend dem eingestellten Kurbeldurchmesser des exzentrischen Abtriebes 11.

Claims

Patentansprüche 1. Antriebsverfahren für Werkzeugmaschinen mit hin und hergehendem Werkzeugträger, insbesondere für die bildsame Formänderung von Metallen nach dem Prinzip der Kniehebelpressen, dadurch gekennzeichnet, d a ß durch eine hydraulische, dynamisch wirksame Strömung eine rotierende Kurbelbewegung erzeugt und diese Bewegung auf ein System paarweiser gelenkig miteinander verbundener, geschlossene Vierecke bildenderKniehebel (3/4) in die verbindenden Kniegelenke (9/10) übertragen und in eine hin und her gehende Bewegung gewandelt wird.
2. Antriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a ß zwei einander zugeordnete, in einem gemeinsamen Drehpunkt, der als Widerlager (2) ausgebildet ist, angeordnete Kniehebel (3/4) durch einen mit einem exzentrischen Abtrieb (12) versehenen Hydraulikmotor (11) angetrieben werden, wobei die beiden Kniegelenke (9/10) bzw. zwei gegenüberliegende oder zwei winklig zueinander angeordnete Schenkel (5/7) oder (3/4) bzw. (5/8) oder (6/7), über den exzentrischen Abtrieb des in einem Gelenkpunkt (9/10) oder an einem Schenkel (5-8) angeordneten Hydraulikmotors (11) und ein Pleuel (13) verbund« sind, und die Enden der Kniehebel (3/4) entgegengesetzt dem gemeinsamen Festdrehpunkt (2) in einem in einer Richtung verschiebbaren Drehpunkt, der Lager (14) für den Werkzeugträger (15) ist, fixiert sind und dieses Lager (14) und damit der Werkzeugträger (15) entsprechend dem aus dem Exzenterdurchmesser und/oder aus der Lage der Verbindung zwischen den Kniehebeln (3/4) voreingestellten Abstandsänderung der Kniegelenke (9/10) voneinander resulterenden Hub (17), hin und her bewegt wird.
3. Antriebsverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d a ß die zwischen dem Widerlager (2) an der Basis und dem lager (14) am Werkzeugträger (15) bewegten Kniehebel (3/4) fallweise, um im Abstand voneinander auf gleicher Höhe im Widerlager (2) und/oder im Lager (14) auf dem Werkzeugträger (15) angeordnete Drehpunkte verschwenken.