DE2816429C2

DE2816429C2 - Mechanischer Pressenantrieb

Info

Publication number: DE2816429C2
Application number: DE2816429A
Authority: DE
Inventors: Robert Bernard Chicago Ill. Baranski; Paul Vojtech Berwyn Ill. Smejkal
Original assignee: Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich Us; Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1984-07-19
Also published as: FR2399317A1; DE2816429A1; AU3588278A; JPS5428076A; JPS5550759B2; GB1583290A; DE7811319U1; CA1072432A; ES470326A1; FR2399317B1; AU508051B2; US4107973A

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Antrieb des auf einer linearen Bewegungsbahn auf- und abbewegten Stößels einer Presse entsprechend der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

In der Vergangenheit ist ein erhebliches Maß an Entwicklungsarbeit geleistet worden, um die Bewegungs- und Geschwindigkeitscharakteristik der herkömmlichen Kurbelpressen zu verbessern, bei denen dem Stößel eine Hubbewegung mit sinusförmiger Bewegungs- und Geschwindigkeitscharakteristik erteilt wird. Es ist bekannt, daß die Qualität des von der Presse durchgeführten Arbeitsvorganges, z. B. eines Ziehvorganges, maßgebend von der Geschwindigkeit des Stößels über den Arbeitshub abhängt. Infolgedessen müssen die herkömmlichen Pressen mit einer solchen Hubzahl ihres Stößels arbeiten, daß über den Arbeitshub die für die Durchführung des Arbeitsvorganges gewünschte Geschwindigkeit vorliegt. Dies bedeutet bei Kurbelpressen, daß die Stößelgeschwindigkeiten beim Annäherungshub des Stößels bis zum Beginn des Arbeitshubes und beim Rückhub häufig verhältnismäßig klein sind, so daß die Presse mit einer verminderten Hubzahl betrieben werden muß. um während des &o Arbeitshubes die gewünschte Stößelgeschwindigkeit erzielen zu können. Die herkömmlichen Kurbelpressen weisen außerdem ein verhältnismäßig niedriges Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub auf. Außerdem ist die Kraftübertragung vom Pressenantrieb auf ⁶^ den Stößel wegen der schlechten Massen- una Kraftverteilung wahrend des Pressenbetriebs und wegen der hohen Bcschleunigungskräfte ungünstig.

Es sind zahlreiche Pressenantrie^ entwickelt worden mit dem Ziel, die Geschwindigkeits- und Bewegungscharakteristik der Kurbelpressen günstiger zu gestalten, insbesondere das Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub zu verbessern und/oder günstigere Kraftübertragungsverhältnisse zu schaffen. Beispielsweise hat man Gelenkpressen mit dem Ziel entwickelt, bei Einhaltung der Bedingung für die Grenzgeschwindigkeit der Stößelbewegung höhere Hubzahlen als mit dem herkömmlichen Exzenlerantrieb zu erreichen. Die verschiedenen Gelenkpressen hauen alle gemeinsam, daß der Exzenterbewegung eine Art Kniehebelbewegung überlagert wird. Damit wird erreicht, daß die Leerwege vom Stößel beschleunigt durchlaufen werden, während sich über den Arbeitshub eine verminderte Stößelgeschwindigkeii ergibt (Zeitschrift »Werkstattstechnik« 1967, Heft 5, Seite 233, Bild 3). Bekannt Ist auch eine Ziehpresse, deren Pressenantrieb eine Exzenterwelle aufweist, die einen mit dem Stößel über einen Stößellenker gekoppelten Pleuel aufweist, der über ein Bolzengelenk mit einem in einem ortsfest am Pressengestell schwenkbar gelagerten Schwinghebel verbunden ist (US-PS 27 81 015). Die Anordnung ist hler so getroffen, daß die Gelenkachsen der beiden Anschlußgelenke des Schwinghebels auf derselben Seite der Stößelbewegungsbahn und der auf der Stößelbewegungsbahn liegenden Achse der Antriebswelle liegen, wobei die Achse des Schwinghebel-Anschlußgelenks am Pressengestell unterhalb der Achse der Antriebswelle des Exzenters angeordnet ist. Bei der Umdrehung der Exzenterwelle führt der Pleuel demgemäß eine Schwingbewegung aus.

die durch den Schwinghebel derart beeinflußt wird, daß sich eine gesteuerte Bewegungs- und Geschwindigkeitscharakteristik des Stößels ergibt. Dabei ist der Pressenantrieb so ausgelegt, daß sich während des Arbeitshubes eine verminderte Stößelgeschwindigkeit und vor sowie hinter dem Arbeitshub, d. h. beim Annäherungs- und Rückhub eine erhöhte Stößeigeschwindigkeit ergibt. Allerdings sind auch diese Pressen nicht frei von Nachteilen. Sie erfordern ein Exzantermaß des Exzenters, welches gleich oder größer ist als ein Drittel des gesamten Pressenhubes. Der Pressenantrieb ist bauaufwendiger, verwickelter, schwerer und teurer als die herkömmlichen Kurbeiantriehe.

Um die Arbeitscharakteristik der herkömmlichen Kurbelantriebe zu verbesseiii, ist ferner ein Pressenantrieb bekannt geworden, welcher eine Kurbelwelle aufweist, die gegenüber der Stößelbewegungsbahn verhältnismäßig weit seitlich versetzt angeordnet ist, und dereii Kurbelarm mit einem Pleuel gelenkig verbunden ist, weicher über den Stößellenker mit dem Stößel gekoppelt ist, wobei zwischen dem Pleuel und dcrn Pressengesteil ein Schwinghebel gelenkig eingeschaltet ist (US-PS 37 66 771). Auch mit diese-n Pressenantrieb kann mit erhöhter Hubzahl des Stößels bei zugleich verminderter Stößelgeschwindigkeit über den Arbeitshub gearbeitet werden. Allerdings weist der Pressenantrieb ein schweres Hebelsystem und ein verwickeltes Pressenhaupt in Sonderausführung zur Anpassung an die gekröpfte Kurbelwelle und die Getriebeteile auf. Beispielsweise hat die Kurbelwelle eine Kröpfung, die etwa dem 0,7fachen des erzielten Stößelhubes entspricht. Der schwere Pleuel wird Biegekräften unterworfen, die nahezu gleich der gesamten Pressenkraft sind. Außerdem wirken an dem Pleuel Beschleunigungskräfte, die weit größer sind als bei den einfachen Kurbelantrieben. Infolgedessen sind solche Pressenantriebe bau- und raumaufwendig sowie in der Herstellung und Wartung teuer. Für mit großen Stößelhüben arbeitenden Pressen oder für Mehrfachpressen ist daher der Pressenantrieb wenig geeignet.

Aus der JF-PS 46 43 075 ist ein Pressenantrieb der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem der auf dem rotierenden Exzenter gelagerte Pleuel als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an dessen einem Hebelarm der Stößellenker und an dessen anderem Hebelarm der Schwinghebel gelenkig angeschlossen ist. Zwischen dem Exzenter unu dem Schwinghebel ist noch ein weiterer Getriebehebel gelenkig eingeschaltet. Die Achse der Antriebswelle liegt hier seiilich der Stößelbewegungsbahn. Allerdings liegen die Achse des den Schwinghebei mit dem Pressengesteli verbindenden Gelenks und die Achse des den Schwinghebel mit dem Pleuel verbindenden Gelenks auf derselben Seite der Stößelbewegungsbahn. Außerdem liegt die Achse des den Schwinghebel mit dem Pressengestell verbindenden Gelenks unterhalb der Achse der Antriebswelle.

Schließlich ist auch eine Presse mit Obenantrieb bekannt, deren mechanischer Pressenantrieb einen von einer Kurbel angetriebenen, mit dem Stößellenker gelenkig verbundenen zweiarmigen Schwenkpleuel aufweist, der mit einem am Pressengestell angelenkten Schwinghebel gekoppelt 1st (DE-OS 23 28 182). Das ortsfeste Anschlußgelenk des Schwinghebels am Pressengesteli liegt hier oberhalb der Kurbelachse auf der Stößelbewcgungsbahn.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pressenantrieb der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung so auszugestalten, daß die genannte günstige Antriebscharakteristik bei kompakter und vergleichsweise leichter Bauweise der in den Abmessungen verhältnismäßig kleinen Getriebeteile erreichbar ist, wobei auch ein erhöhter Pressenhub mit nur geringer Zunahme der Abmessungen der Getriebeteile erreichbar sein soll und die Möglichkeit geschaffen wird, ein Pressenquerhaupt zu verwenden, welches zumindest weitgehend dem bei herkömmlichen Pressenantrieben verwendeten Pressenquerhaupt entsprechen kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit dieser Ausgestaltung des Pressenantriebs erreicht man ein vergleichsweise kleines Exzentermaß des Antriebsexzenters des Pressenantriebs für einen Stößelhub, der um mindestens etwa das 5fache größer sein kann a!s das Exzentermaß. Außerdem kann bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb die Achse des zusätzlichen Gelenks, welches den Pleuel mit dem Schwinghebel verbindet, verhältnismäßig nahe zur Achse der Antriebswelle gelegt werden, wodurch die Beschleunigungskräfte zwischen Pleue¹ und Stößellenker bzw. Schwinghebe! gering gehalt«!.· werden. Ferner werden die Biegebeanspruchungen der hebelelemente beträchtlich vermindert. Zugleich wird eine gleichmäßigere Lastverteilung am Pressengestell erreicht. Gegenüber den bekannten Pressenantrieben, die mit gleichem Stößelhub arbeiten, ergibt sich insgesamt ein erheblich vermindertes Gewicht sowie auch eine Verminderung der Bauabmessungen des Getriebes. Außerdem läßt sich die Masse der Gelriebeteile vermindern. Der Pressenantrieb kann mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 5 : 1 arbeiten, ohne daß ein übermäßig starkes und schweres Hebelsystem und ein komplettes Pressenquerhaupt in Sonderausführung benötigt wird, wie dies bisher bei Pressenantrieben der Fall war, die mit gleicher Übersetzung arbeiten. Die vorgenannten Vorteile verbinden sich mit einer guten Antriebscharakteristik des Pressenantriebes, d. h. der gewünschten niedrigen Stößelgeschwindigkeit während des Arbeitrhubes und der hohen Stößelgeschwindigkeit während des Annäherungs- und Rückhubes.

Insgesamt wird demgemäß mit der Erfindung ein Pressenantrieb geschaffen, mit dem sich bei günstiger Antriebscharakteristik ein größeres Verhältnis von Exzenterkröpfung zu Stößeihub und im Bedarfsfall auch ein günstigeres Verhältnis von Arbeitshub zu Gt-samthub bei zugleich kompakter, leichter und wirtschaftlicher Ausführung des Getriebes erreichen läßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pressenantriebs ist die Anordnung so getroffen, daß der Schwinghebel als Anlenkpleuel mit seinem großen Pleuellager einen das zusätzliche Gelenk bildenden und die Antriebswelle samt Exzenter umschließenden scheibenförmigen Endzapfen des Pleuels außen umfaßt. Die Achse des zusätzlichen Gelenks, welches den Schwinghebel mit dem Pleiu.! verbindet, liegt zweckmäßig etwa am Außenumfang des Exzenters. Besonders günstige Antriebsverhältnisse erreicht man mit einer Getriebeanordnung, bei der der Winkel der durch die Exzenterachse und die Achse des genannten zusätzlichen Gelenks hindurchgehenden Geraden mit einer Geraden, welche durch die Exzenterachse und die Gelenkachse des den Stößellenker mit dem Pleuel verbindenden Gelenks hindurchgeht, zwischen 150° bis 180° betrügt. Die Achse der Antriebswelle befindet sich vorzugsweise In einem Absland von der Stößelbewegungsbahn, der mindestens gleich dem Abstand dieser Achse von der Exzenterachse ist. Ferner empfiehlt es sich, die

Schwingachse des Schwinghebels In einem Abstand oberhalb der Wellenachse der Antriebswelle anzuordnen, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung der Exzenterachse von der Achse der Antriebswelle ist.

Die Erfindung wird nachfolgend Im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Flg. ! eine mit einem erfindungsgemäßen Pressenantrieb ausgerüstete Presse in Seitenansicht, teilweise Im Vertikalschnitt;

Fig. 2 den Pressenantrieb der in Flg. 1 gezeigten Presse in größerem Maßstab in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2; F i g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 2;

Fig. 5 den Pressenanirieb nach den Flg. 1 bis 4 In einem Getriebeschema, wobei die von dem Gelenk zwischen Stößellenker und Pleuel hei einer vollen Umdrehung der Antriebswelle umschriebene Koppelkurve dargestellt ist;

Fig. ö eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Stößelgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Pressenantriebe:; über eine vollständige Umdrehung der Antriebswelle;

Fig. 7 ebenfalls eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Stößelbewegung über eine volle Umdrehung der Antriebswelle.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Presse 10 weist ein Pressengestell mit einem Querhaupt 12 und einem Fuß 14 auf, welcher das Pressenbett 16 bildet. Am Pressengestell ist eine lineare Führung 18 für die entlang der Stößelbewegungsbahn P in Richtung auf das Pressenbett 16 und in Gegenrichtung hubbeweglich geführte Stößelvorrichtung 20 mit dem Stößel 24 angeordnet. Die Stößelvorrichtung 20 und das Pressenbett 16 sind so ausgebildet, daß sich an ihnen zusammenwirkende Werkzeuge, z. B. Ziehwerkzeuge, anordnen lassen, die bei der Hubbewegung des Stößels an einem zwischen ihnen liegenden Werkstück einen Bearbeitungsvorgang durchführen.

Wie vor allem die Fig. 2 bis 4 zeigen, weist der Pressenantrieb eine Antriebswelle 26 auf, die sich zwischen den beiden Seiten des Pressengestells erstreckt und in dem Pressengestell um eine Wellenachse O drehbar ⁴$ gelagert ist. Die beiden Enden der Antriebswelle 26 sind an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Pressengestells in Wellenöffnungen mit darin sitzenden Wellenaufnahmehülser. 28 und Weüenlagerbuchsen 30 drehbar gelagert- Auf dem einen Wellenende ist ein Zahnrad 32 drehschlüssig befestigt, welches von einem motorgetriebenen Ritzel 34 (Fig. 1) angetrieben wird, wodurch die Antriebsweile 26 in Umdrehung versetzt wird.

Die Antriebswelle 26 weist ein Paar im Axialabstand zueinander angeordnete Exzenter 36 auf, die jeweils mit einer kreisförmigen Umfangsfläche versehen sind und deren gemeinsame Exzenterachse A parallel und seitlich versetzt zu der Wellenachse O verläuft. Ferner ist der Pressenamrieb mit einem Pleuel 38 versehen, dessen ^m Nabe 40 die Antriebswelle 26 umschließt und welches kreisrunde Öffnungen 42 für die Aufnahme der Exzenter 36 aufweist. In den Lageröffnungen 42 siizen Lagerbuchsen 44. Das Pleuel 38 ist demgemäß gegenüber der Antriebswelle 26 um die Exzenterachse A schwenkbar ^6S auf den Exzentern 36 gelagert. Das Pleuel 38 weist seinerseits ein Paar im Axialabstand zueinander angeordnete, als Exzenter wirkende scheibenförmige Endzapfen 46 an den gegenüberliegenden Enden der Nabe 40 auf, die jeweils mit einer kreisrunden Umfangsfläche 48 versehen sind, welche den zugeordneten Exzenter 36 der Antriebswelle 26 umschließen. Die Umfangsflächen 48 der beiden scheibenförmigen Endzapfen 46 weisen eine gemeinsame Achse D auf, die parallel und seitlich versetzt zu der Exzenterachse A und der Wellenachse O verläuft.

Das Pleuel 38 weist ein Paar Arme 50 auf, die sich von der Nabe 40 Im Axialabstand zueinander radial erstrecken. Das obere Ende eines Stößellenkers 52 faßt zwischen die Arme 50 und Ist mit diesen mittels eines Gelenkbolzens 54 gelenkig verbunden, der eine in der Bolzenöffnung des Stößellenkers 52 sitzenden Lagerbuchse 56 durchfaßt. Der Stößellenker 52 Ist daher gegenüber dem Pleuel 38 um die Gelenkachse D gelenkbeweglich, die parallel zu den Achsen O. A und B verläuft. Das untere Ende des Stößellenkers 52 trägt eine Gelenkkugel 58, die In einer Gelenkpfanne 6Ö des Stößels 24 gelagert Ist, so daß der Stößellenker 52 und der Stößel 24 um eine Achse E gegeneinander gelenkbeweglich sind.

Der Pressenantrieb weist ferner ein Paar Schwinghebel 62 auf, die jeweils mit einer kreisrunden Lageröffnung 64 für die Aufnahme eines scheibenförmigen Endzapfens 46 des Pleuels 38 versehen sind. Zwischen den Flächen 48 der scheibenförmigen Endzapfen 46 und den Innenflächen der Lageröffnungen 64 ist jeweils eine Lagerhülse 66 angeordnet. Die Schwinghebel 62 und das Pleuel 38 sind daher um die Achse des zusätzlichen Gelenks B relativ zueinander verschwenkbar. Die Schwinghebel 62 weisen jeweils einen gegenüber der Achse B radial verlaufenden Arm 68 auf, der mit einer Bolzenöffnung versehen Ist, durch den ein Gelenkbolzen 70 faßt, wodurch die Schwinghebel um die Schwingachse C schwenkbar am Pressengestell angeschlossen werden. Die Bolzen 70 durchfassen Lagerbüchsen 72, die In Bolzenöffnungen der Schwinghebelarme 68 sitzen.

Die Wellenachse O und die Schwingachse C sind gegenüber dem Pressengestell feststehend angeordnet. Wie vor allem die schematische Darstellung nach Fig. 5 zeigt, wird bei der Drehung der Antriebswelle 26 die Exzenterachse A der Exzenter 36 um die Wellenachse O gedreht, wodurch die Exzenter 36 die Achse B der scheibenförmigen Endzapfen 46 des Pleuels auf einem Bogenweg schwingen, dessen Radius gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Bei der Umdrehung der Antriebswelle 26 und bei der Schwingbewegung der Achse B wird von den Schwinghebeln 62 eine Schwenkbewegung des Pleuels 38 um die Achse A erzwungen, so daß die Achse D des das Pleuel 38 mit dem Stößellenker 52 verbindenden Gelenks 54 die in Fig. 5 gezeigte Koppelkurve 74 beschreibt. Da sich bei der Hubbewegung der Stößel 24 mit der Achse E auf der linearen Schüttenbewegungsbahn P bewegen, ergibt sich eine Hubbewegung des Stößels zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren Totpunktlage gegenüber dem Pressengestell. Die Abstände zwischen den Achsen A und B, A und D und der Winkel BAD sind konstant.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich z. B. um eine 601 schrägstellbare Presse, bei welcher der Stößel zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren Totpunktiage einen Gesamthub von 101,6 mm ausführt, wobei der Arbeitshub im Abstand von 25,4 mm oberhalb der unteren Totpunktlage beginnt. Für die Abmessungen des

!O

20

beschriebenen Pressenantriebes gelten dabei folgende Werte:

Seltenabstand der Wellenachse O

von der Stößelbewegungsbahn P: 33,8 mm

Exzentrizität der Exzenter 36, d. h.

Abstand der Exzenterachse A von der

Wemnachse O: 17,4 mm

Absta.id der Exzenterachse A

von der Achse B: 59,1 mm

Abstand der Exzenterachse A

von der Achse D: 165 mm

Winkel BAD des von den Achsen B,

A und D gebildeten Dreiecks: ca. 170°

Länge des Stößellenkers 52

zwischen den Achsen D und E: 347,3 mm

Länge des Schwinghebels 62

zwischen den Achsen B und C: 210.8 mm

Vertikaler Abstand der Achse C

von der Wellenachse O: 40 mm

Horizontaler Abstand der Achse C

von der S'.ößelbewegungsbahn: 140,5 mm.

25

In Fig. 5 ist das Schema eines Pressenantriebes mit den vorgenannten Abmessungen und Abmessungsverhältnissen wiedergegeben. Die Antriebswelle 26 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei sich die Exzenterachse A im Gegenuhrzeigersinn auf einem Kreisbogen um die Wellenachse O bewegt. Die Kreisbahn der Exzenterachse A ist, beginnend von dem Bezugspunkt o, in Stufen von jeweils 20° unterteilt. Die Drehung der Antriebswelle 26 bewirkt eine Bewegung der Achse D zwischen Pleuel 38 und Stößellenker 52 auf der Koppelkurve 74. In Fig. 5 1st die Bewegung der Achse D auf der Koppelkurve jeweils in Stufen gezeigt, die einem Drehwinkei von 20⁼ der Exzenterachse A entsprechen. Die Bewegung der Achse E des den Stößellenker 52 mit dem Stößel 24 verbindenden Gelenks 58 entspricht dem Stößelhub auf der Stößelbewegungsbahn P bei Bewegung der Achse D auf der Koppelkurve 74. Die Hubbewegung der Achse E über den vollen Stößelhub wird demgemäß vor. der Koppelkurve bestimmt und ist jeweils in einer Teilung wiedergegeben, die der 20°- Teilung der Umlaufbahn der Exzenterachse A entspricht. Die obere Totpunktlage des Stößels 24 ist mit TDC und seine untere Totpunktlage mit BDC bezeichnet. Der Arbeitshub beginnt an der Stelle WB und endet an der Stelle WE.

Fig. 5 zeigt, daß bei Drehung der Antriebswelle 26 im Gegenuhrzeigersinn der von der Exzenterachse A repräsentierte Exzenter 36 den von der Achse B repräsentierten scheibenförmigen Endzapfen auf einem Bogenweg gegenüber der feststehenden Achse C bewegt, dessen Radius gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Demgemäß sind die Positionen der Achse B auf dem Bogenweg in Abhängigkeit von der Umdrehung der Antriebswelle 26 in einer Teilung dargestellt, die der 20°-Stufenteilung der Drehung der Exzenterachse A entspricht. Die Bewegung der Achse B auf dem Bogenweg bewirkt eine entsprechende Schwingbewegung des Schwinghebels 62 um die Achse C, wodurch der Schwinghebel 62 dem Pleuel 38 eine Schwenkbewegung um die Exzenterachse A relativ zu dem Exzenter 36 aufzwingt mit der Folge, daß die Achse D des Pleuels 38 sich auf der Koppelkurve 74 bewegt. Wie erwähnt, sind die Abstände B-C, A-B, A-D sowie der Winkel BAU konstant. Für jeden Punkt der 20°-Teilung der Drehung der Kxzenteruchsc A um die Wellenachse O kann demgemäß die entsprechende Position der Achse D bestimmt werden, indem der Punkt A und der entsprechende Punkt B auf dem Bogenweg verbunden werden und dann der Abstand A-D auf einer Linie gemessen wird, die sich unter dem Winkel BAD von dem Punkt .·( erstreckt.

Fig. 5 zeigt, daß der Stößel 24 seine untere Totpunktlage BDC bei etwa 180°-Drehung der Antriebswelle 26 erreicht, während er bei einem Drehwinkel von etwa 320° der Antriebswelle 26 in seine obere Totpunktlage TDC gelangt. Wie erwähnt, weist die Presse einen Arbeltshub von 25,4 mm auf. Der Stößel 24 erreicht den Beginn des Arbeitshubes WB bei einem Drehwinkel der Antriebswelle 26 von 80°; das Ende des Arbeitshubes fällt mit der unteren Totpunktlage bei dem Drehwinkel von etwa 180° der Antriebswelle 26 zusammen. Infolgedessen dreht sich die Antriebswelle 26 während des Arbeitshubes über einen Winkel von 100°. Die Bewegung der Achsen D und E entlang der Koppelkurve bzw. auf der Stößelbewegungsbahn P von der unteren Totpunktlage BDC zu dem Punkt WB, welcher dem Beginn des nächsten Arbeitshubes entspricht, definiert den Rückhub und den Annitherungshub des Stößels 24.

Der Abstand der einzelnen Teilungspunkte auf der Koppelkurve 74 gibt die Geschwindigkeit der Achse D über eine volle Umdrehung der Antriebswelle 26 wieder. Entsprechend ist der Abstand der Teilungspunkte auf der Stößelbewegungsbahn P eine Anzeige für die Geschwindigkeit der Achse E und demgemäß des Stößels 24 während eines vollen Stößelhubes. Die Antriebswelle 26 wird mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben, so daß größere Abstände zwischen zwei aufeinander folgenden Teilungspunkten eine größere Stößelgeschwindigkeit bedeuten als kleinere Abstande der Teiiungspunkte.

Fig. 5 zeigt, daß sich die Achse E von der oberen Totpunktlage TDC bis zu dem Beginn des Arbeiishubes WB mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bewegt, die bei Annäherung und Erreichen des Arbeitshubes abnimmt. Beim Eintritt in den Arbeitshub wird die Geschwindigkeit der Achse E beträchtlich vermindert, wobei die verminderte Geschwindigkeit bis zum Erreichen der unteren Totpunktlage BDC beibehalten wird. Nach Durchgang durch die untere Totpunktlage BDC wird die Geschwindigkeit der Achse £ wieder beträchtlich erhöht, wobei sich die Achse E in die obere Totpunktlage TDC bewegt.

Die Stößelgeschwindigkeit über die verschiedenen Absc.initte des gesamten Stößelhubes ist in Fig. 6 graphisch durch die voll ausgezeichnete Linie für eine Presse wiedergegeben, die mit 90 Hüben je Minute arbeitet. Die gestrichelte Kurve gibt die Geschwindigkeit einer herkömmlichen kurbelgetriebenen Presse gleicher Größe wieder, die mit einer Hubzahl von 45 je Minute arbeitet. Die Stößelbewegung ist für den erfindungsgemäßen Pressenantrieb in F i g. 7 durch die durchgezogene Kurve angegeben, während die gestrichelte Kurve die Stößelbewegung bei der genannten herkömmlichen Kurbelpresse wiedergibt. Aus den Fig. 6 und 7 ergibt sich, daß der Beginn WB des Arbeitshubes des Stößels an einer Stelle liegt, die dem 80°-Drehwinkel der Antriebswelle 26 entspricht, und daß an dieser Stelle die Geschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb abnimmt und sich der Stößel hier in einem Abstand von 25.4 mm oberhalb

seiner unteren Totpunktlage BDC befindet. Im Vergleich hierzu erhöht sich bei der herkömmlichen Kurbelpresse an diesem Punkt die Stößelgeschwlndigkelt, wobei sie bis zu einem Kurbel-Drehwlnkel von 135° keine brauchbare Formgcbungsgcschwlndlgkelt erreicht. Bei d'esem Kurbel-Drehwinkel befindet sich der Stößel etwa 12,7 mm oberhalb der unteren Totpunktlage BDC. Infolgedessen weist die herkömmliche Kurbelpresse ein Verhältnis von Arbeltshub zu Gesamthub von etwa I : 8 auf, während dieses Verhältnis bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb 1 :4 beträgt. Fig. 6 zeigt welter, daß bei dem erfindungsgemäßen Antrieb der Stößel eine erheblich höhere Rückhub- und Annäherungsgeschwindigkeit hat als bei der herkömmlichen Kurbelpresse. Die Verminderung der \s Stößelgeschwindlgkeit während des Arbeitshubes auf eine für den Formgebungsvorgang geeignete Größe ist bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb In Verbindun° mit einer Hubzsh! der Presse rrtö"licii die das Doppelte der Hubzahl der Kurbelpressen beträgt.

Die Verminderung der Stößelgeschwindigkeit über den Arbeitshub ermöglicht demgemäß gegenüber den herkömmlichen Kurbelpressen höhere Hubzahlen. Der Stößelgeschwindlgkeit kommt hierbei die Hauptbedeutung zu, da hohe Stößelgeschwindigkeiten über den Arbeltshub für die Standzeit der Pressenwerkzeuge und die Qualität des bearbeiteten Werkstücks schädlich sind. Wie welter oben erwähnt, sind andere mechanische Pressenatitrlebe mit Hebelgetrieben bekannt, die ebenfalls die gewünschte niedrige Stößelgeschwindigkeit über den Arbeitshub und demzufolge höhere Betriebsgeschwindigkeiten der Presse ohne nachteilige Auswirkungen auf die Standzelt der Pressenwerkzeuge und die Qualität des Arbeltsvorganges zulassen. Der erflndungsgemäße Pressenantrieb weist im Vergleich zu den herkömmlichen Kurbelantrieben alle diese günstigen Eigenschaften und die sich hieraus ergebenden Vorteile auf, wobei er aber zugleich bei einer gegebenen Exzentrizität des Antriebsexzenters ein günstigeres Verhältnis von Arbeltshub zu Gesamthub und auch größere Stößelhübe als bisher ermöglicht. Außerdem zeichnet sich der erfindungsgemäße Pressenantrieb durch eine günstigere Massenverteilung innerhalb des Presseivestells und somit auch durch eine günstigere Kraftverteilung aus, wodurch die Beschleunigungskräfte stark vermindert und irr; Vergleich zu den bekannten Pressenantrieben auch die Herstellungskosten herabgesetzt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Pressenstößel einen Gesamthub von 101,6 mm, der mit einer Exzenterwelle erreicht wird, deren Kröpfung bzw. Exzentrizität nur 17,4 mm beträgt. Das Verhältnis der Exzentrizität der Antriebswelle zum Stößclhub beträgt daher nahezu 1 : 6.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanischer Antrieb des auf einer linearen Bewegungsbahn auf- und abbewegten Stößels einer Presse, deren im Pressengestell gelagerte und sich quer zur Stößelbeweguiigsbahn (P) erstreckende Antriebswelle (26) mittels eines Exzenters (36) mit parallel zur Achse (O) der Antriebswelle (26) verlaufender Exzenterachse (A) ein Pleuel (38) treibt, das mit seinem zum Stößel (24) weisenden Ende an einem Stößellenker (52) angelenkt ist, welcher den Stößel (24) und das im Abstand von der Achse (O) der Antriebswelle (26) und der Exzenterachse (A) liegende Ende des Pleuels (38) verbindet, und is welches mit der Achse (B) eines zusätzlichen Gelenks mit einem sich seitwärts erstreckenden Schwinghebel (62) verbunden ist, der mit seinem im Abstand yci der Achse (B) des zusätzlichen Gelenks liegenden Code um eine zu dieser Achse (B) parallele Schwingachse (Q schwenkbar am Pressengestell angeschlossen ist, wobei die Achse (O) der Antriebswelle (26) seitlich versetzt zur Stößelbewegungsbahn (P) angeordnet ist, und die zu der Achse (O) der Antriebswelle (26) und zu der Exzenterachse (A) des Exzenters (36) parallel verlaufende Achse (B) des zusätzlichen Gelenks des Pleuels (38) auf derselben Seite der Stößelbewegungsbahn (P), jedoch weiter entfernt von dieser als die Achse (O) der Antriebswelle (26) vnd höher als letztere liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse (O einerseits, die Achse (B) dei zusätzlichen Gelenks des Pleuels (38) andere· seUs auf gegenüberliegenden Seiten der Stößelbewegungsbahn (P) liegen und die Schwingachse (O höher als die Achse (O) der Antriebswelle (26) angeordnet ist.

2. Pressenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (62) als Anlenkpleuel mit seinem großen Pleuellager einen das zusätzliche Gelenk bildenden und die Antriebswelle (26) samt Exzenter (36) umschließenden scheibenförmigen Endzapfen (46) des Pleuels (38) außen umfaßt.

3. Pressenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der durch die Exzenterachse (A) und die Achse (B) hindurchgehenden Geraden mit einer Geraden, welche durch die Achse (A) und die Gelenkachse (D) des den Stößeüenker (52) mit dem Pleuel (38) verbindenden Gelenks (54) hindurchgeht, zwischen 150° bis 180° beträgt.

4. Pressenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (S) etwa am Außenumfang des Exzenters (36) liegt.

5. Pressenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (O) sich in einem Abstand von der Stößelbewegungsbahn (P) befindet, der mindestens gleich dem Abstand der Achse (O) von cUr Exzenterachse (a) ist.

6. Pressenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse (O in einem Abstand oberhalb der Wellenachse (O) angeordnet ist, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung der Achse (A) von der Wellenachse (O) ist.