DE3233083C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Exzenterpresse nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei der Verwendung von Mehrfolgenwerkzeugen für Pressen oder Stanzen treten für Ein-Pleuel-Maschinen zu große Kipp­ kräfte auf. Daher werden bei der Verwendung von Mehrfolgen­ werkzeugen Zwei-Pleuel-Maschinen bevorzugte, die den Pressen­ stößel mittels zweier exzentrisch gelagerter Pleuel und mittels zweier symmetrischer Anordnungen von Übertragungsgliedern, die Pleuel und den Stößel verbinden, antreiben.

Üblicherweise wird bei Zwei-Pleuel-Maschinen eine Änderung der Hubgröße dadurch ermöglicht, daß die Exzenter in­ einander verstellbar ausgebildet sind, so daß eine Hubgrößen­ änderung durch eine Änderung der Exzentrizität der Pleuel erreicht werden kann. Bei einer derartigen Einstel­ lung des Hubes ändert sich die Unwucht der Presse, die nur durch die Verstellung der Ausgleichsgewichte aufgefangen werden kann. Da jedoch die Verstellung der Ausgleichsgewich­ te aufwendig und zeitraubend ist und, wie die Erfahrung zeigt, zudem öfters vergessen wird, ist die Hubgrößenänderung mittels ineinander verstellbarer Exzenter, deren Funktionsweise dar­ über hinaus des öfteren durch Rostbildung an den Exzen­ tern gestört wird, eine unbefriedigende Lösung.

Diese Probleme können durch Verwendung von Doppelexzen­ tern mit Festhub, also von nichtverstellbaren Exzentern, zumindest in weitem Umfange gelöst werden. Eine Exzenter­ presse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung ist beispielsweise aus der DE-OS 29 00 901 bekannt. Diese bekannte Exzenterpresse verwendet zwei Exzenter mit Festhub, die über zwei Winkelhebelanordnun­ gen den Stößel betätigen. Zur Einstellung des Stößel­ hubes ist ein gemeinsamer Verstellantrieb vorgesehen, der auf Lagerwellen der Winkelhebel zur Stößelbetätigung wirkt. Hierzu sind die Lagerwellen der Winkelhebel in Längsschlitzen höhenverstellbar angeordnete, wobei die Höhenverstellung mittels Lagerspindeln, auf die der ge­ meinsame Verstellantrieb über Schraubenritzel und Schnec­ ken mit Schneckenhülsen wirkt, vorgenommen werden kann.

Aufgrund der Verwen­ dung von Winkelhebeln treten Biegemomente im Stößelantrieb auf, wodurch Durchbiegungen entstehen, die die Maschine "weich" machen. Dies bedeutet, daß bei einsei­ tiger Belastung des Stößels dieser zum Schrägstellen neigt, was zu hohem Schnittkantenverschleiß an den Werk­ zeugen führt. Dadurch werden insbesondere Hartmetall­ werkzeuge schneller stumpf, was geringere Werkzeugstand­ zeiten und damit einhergehende höhere Kosten zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist, bei einer Exzenterpresse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung die Vermeidung von Durchbiegungen der zum Antrieb des Stößels vorgesehenen Hebel durch eine Beaufschlagung mit Biege­ momenten, ferner die Hubgrößenänderung einer solchen Exzenterpresse mit Doppelexzenter.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch wird erreicht, daß die durch die Pleuelbewegung erzeugten Antriebskräfte biegemomentfrei mittels der zur Kraftübertragung vorgesehenen Stangenanordnung auf den Stößel übertragen werden kann. Damit treten keine Durchbiegungen am Stößelantrieb auf, was ein Kippen des Stößels bei einseitiger Belastung verhindert.

Darüber hinaus bleiben bei der erfindungsgemäßen Exzen­ terpresse alle den Exzenterpressen mit unverstellbarem Doppelexzenter eigenen Vorteile erhalten. Zu diesen Vorteilen zählen vor allem eine hohe Funktionssicher­ heit, da aufgrund des unverstellbaren Exzenters kein die Funktionsweise des Verstellmechanismus beeinträchtigen­ der Passungsrost auftreten kann. Weiterhin ist bei Ver­ wendung eines Doppelexzenters mit Festhub ein einstell­ barer rotatorischer Massenausgleich nicht nötig, da die Hubgrößenänderung nicht mittels Änderung der Exzentri­ zität bewerkstelligt wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Exzenter­ presse besteht darin, daß der Konstruktionsaufwand für die Stößelführung wesentlich kleiner gehalten werden kann, da schon durch die Art und Weise der Krafteinlei­ tung das Entstehen von Kippmomenten verhindert werden kann.

Aus der DE-PS 2 26 734 ist es zwar bei einer Antriebs­ vorrichtung für Maschinen mit veränderlichem Hub, die eine von einem Exzenter getriebene Pleuelstange und zwei mit dieser und unter sich gelenkig verbundene Übertra­ gungsstangen enthält, bekannt, eine Hubgrößenverstellung für den an der zweiten Stange angelenkten, geführten Stößel durch eine dritte Stange durchzuführen, die am Verbindungsgelenk der beiden Stangen angelenkt ist und um einen Festpunkt pendelt, welcher verstellbar ist, und außerdem bekannt, daß die eine Extremlage des Stößels trotz der Hubgrößenverstellung stets erhalten bleibt. Dabei geht es jedoch nicht um die Lösung der vorstehend genannten Auf­ gabe, sondern um die Ermöglichung einer Hubgrößenverstellung unter Beibehaltung der einen Totpunktlage.

Die Unteransprüche 2 bis 4 haben vorteilhafte Weiterbildun­ gen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematisch vereinfacht dargestellte Schnittan­ sicht des Stößelantriebs der erfindungs­ gemäßen Exzenterpresse, und

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Teiles des Stößelantriebs der Exzenterpresse gemäß Fig. 1 bei gegenüber Fig. 1 verändertem Stößelhub.

Bei der in den Fig. 1 und 2 beispielhaft veranschaulich­ ten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenter­ presse handelt es sich um eine Zwei-Pleuel-Maschine, deren Aufbau streng symmetrisch ist. Aus diesem Grunde sind die einander entsprechenden Teile jeweils mit glei­ chem Bezugszeichen versehen, wobei die gemäß der gewähl­ ten Darstellung auf der linken Seite der Symmetrieebene liegenden Pressenteile mit einem hochgestellten Strich als Index versehen sind.

Fig. 1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung einen Teil einer erfindungsgemäßen Exzenterpresse, die einen Stößel 1 aufweist, der mittels Plungerführungen 2, 2′ in einem gehäusefesten Lagerteil 3 translatorisch beweglich gelagert ist. An den Plungerführungen 2, 2′ sind zwei Stangenanordnungen 4, 4′ angelenkt, die wiederum mit zwei in gehäusefesten Lagerteilen 5, 5′ längsbeweg­ lich gelagerten Verbindungsstangen 6, 6′ gelenkig ver­ bunden sind. Die Verbindungsstangen 6, 6′ sind mit jeweils einem Pleuel 7, 7′ gelenkig verbunden.

Die Pleuel 7, 7′ umgreifen je einen Exzenterabschnitt 8, 8′ einer in Fig. 1 nicht sichtbaren Exzenterwelle. Die Exzenterabschnitte 8, 8′ sind mit unveränderbarer Ex­ zentrizität an der Exzenterwelle angeordnet, woraus sich ein in Fig. 1 mit FH bezeichneter Festhub ergibt.

Die Stangenanordnungen 4, 4′ weisen zwei gelenkig mit­ einander verbundene Gelenkstangen 9, 9′ und 10, 10′ auf, die die Pleuel 7, 7′ mit dem Stößel 1 zur Umwandlung der Pleuelbewegung in den Stößelhub verbinden.

Im Beispielsfalle sind die Gelenkstangen 9, 10 und 9′, 10′ jeweils als gerade Stangen 11 bzw. 12 und 11′ bzw. 12′ ausgebildet. Die Stangen 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ sind im Winkel zueinan­ der angeordnet und jeweils mittels eines Verbindungsgelenkes 13, 13′ gelenkig miteinander verbunden. In den Verbindungsgelenken 13, 13′ greift jeweils eine Stützstange 14, 14′ gelenkig an. Die Stützstangen 14, 14′ sind jeweils mit Stellstangen 15, 15′ gelenkig verbunden. Die Stellstangen 15, 15′ bilden einen Teil einer zentralen Hubvertellungsein­ richtung 16, die neben den Stellstangen 15, 15′ im Bei­ spielsfalle eine Gewindestange 17 aufweist, auf der zwei mit Innengewinde versehenen Stellteile 18, 18′ an­ geordnet sind. Die Stellteile 18, 18′ sind mit den Stell­ stangen 15 bzw. 15′ jeweils mittels eines Gelenkes 19, 19′ verbunden. Die die Stützstangen 14, 14′ mit den Stell­ stangen 15 bzw. 15′ verbindenden Gelenke 20, 20′ sind jeweils in einer kreisbogenförmigen Führung 21 bzw. 21′ geführt.

Zum Massenausgleich der translatorisch bewegten Pressen­ teile sind zwei Gegengewichte 22 und 22′ vorgesehen, de­ ren Ausbildung und Anordnung lediglich prinzipartig dargestellt ist. Dabei bringt eine Anordnung der Gegen­ gewichte im oberen Teil der Maschine, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, den Vorteil mit sich, daß der Gesamt­ schwerpunkt der Maschine weiter nach oben verlagert wird. Zum einen bildet bei einer derartigen Anordnung der Pressenantrieb eine kompakte Baueinheit, und zum an­ deren wird der Hebelarm, der zwischen dem Gesamtschwer­ punkt und einer Kippkraft, die aus nie ganz zu beseiti­ genden Restunwuchten resultiert, kleiner, wodurch das Kippmoment auf minimale Werte reduziert werden kann. Sollten es jedoch die Platzverhältnisse oder andere Um­ stände erfordern, die Gegengewichte in andere Bereiche der Maschine zu verlegen, ist dies beispielsweise gemäß Fig. 2 auch im Bereich der Stößelsäulen möglich, da auch bei einer Anordnung der Gegengewichte in diesem Bereich ein Massenausgleich der translatorisch bewegten Pressen­ teile ohne weiteres möglich ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Verbindungsge­ lenke 13 und 13′ zwischen den beiden Gelenkstangen 9 und 10 bzw. 9′ und 10′ der Stangenanordnungen 4 bzw. 4′ auf einer einstellbaren Bewegungsbahn B bzw. B′ zwangsge­ führt. Hierbei resultiert die Zwangsführung aus der Anlenkung der Stützstangen 14 bzw. 14′ in den Verbindungsgelenken 13 bzw. 13′ und die Einstellbarkeit durch die veränderbare Stellung des Fußpunktes der Stützstangen 14, 14′ in den kreisbogenförmigen Führungen 21 bzw. 21′. Gemäß dieser Führung in Verbindung mit der hin- und hergehenden An­ triebsbewegung der Pleuel 7 und 7′ wandern die Verbindungsgelenke 13 bzw. 13′ auf dem Kreisbogen B bzw. B′ zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT hin und her, wobei sich die Lage des oberen Totpunkts OT bzw. diejenige des unteren Totpunktes UT auf den Kreisbögen B bzw. B′ aus der mittels der Hubverstellungseinrichtung 16 einstellbaren Stellung der Stützstangen 14 bzw. 14′ ergibt. Der in der gewählten Darstellung senkrechte Ab­ stand zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT bildet den eingestellten Stößelhub SH. Bei der dargestellten Ausführungsform der Exzenterpresse fällt der Mittelpunkt des Kreisbogens, auf dem sich der Fußpunkt der Stützstange 14 bzw. 14′, der im Beispiels­ falle von den Gelenken 20 bzw. 20′ gebildet ist, und der zur Einstellung des Stößelhubes SH veränderbar anordenbar ist, mit der Lage des Verbindungsgelenkes 13 bzw. 13′ zusammen, die dem unteren Totpunkt UT des Stößels entspricht. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß unabhängig von der Wahl des Stößelhubes SH der Stößel selbst immer nur bis zu seinem unteren Totpunkt bewegt wird, so daß eine Nachstellung der Ausgangslage des Stößels zur Vermeidung des Aufschlagens des Stößels auf den Werkzeugtisch nicht nötig ist. Dessen ungeachtet ist trotzdem eine nicht näher dargestellte und in bekannter Weise ausgeführte Stelleinrichtung für die Höhenlage des Stößels vorge­ sehen, um besonderen Anforderungen und Gegebenheiten wie auch der Möglichkeit einer Feineinstellung der Stößel­ lage Rechnung tragen zu können.

Mittels der Hubverstellungseinrichtung 16 ist eine stufen­ lose Einstellung mittels der stufenlosen Einstellbarkeit der Lage der Stellteile 18 bzw. 18′ auf der Gewinde­ stange 17 und damit eine Veränderung der Stellung der Stellstangen 15 bzw. 15′ und einer wiederum daraus resul­ tierenden Änderung der Stellung der Stützstangen 14 bzw. 14′ möglich. Hierbei nimmt der Stößelhub SH gemäß Fig. 2 bei Veränderung der Stellung der Stützstange 14 auf die Stange 12 zu ab, während der Stößelhub SH gemäß Fig. 1 bei Verstellung der Stützstange 14 in die entgegenge­ setzte Richtung zunimmt. Entsprechendes gilt natürlich auch für die in Fig. 2 nicht dargestellte symmetrische linke Seite der Exzenterpresse.

Da sämtliche Stangen des Stößelantriebes der erfindungs­ gemäßen Exzenterpresse geradlinig ausgebildet und mit­ einander gelenkig verbunden sind, ist eine biegemoment­ freie Kraftübertragung von den Pleueln 7, 7′ auf den Stößel 1 möglich. Damit treten keine Durchbiegungen auf, die bei einseitiger Belastung des Stößels diesen zum Schrägstellen bringen könnten, was die bereits genannten Vorteile, wie u.a. hohe Wartungsstandzeiten und gerin­ geren konstruktiven Aufwand für die Stößelführung, mit sich bringt.

Obwohl im Vorangehenden das erfindungsgemäße Lösungs­ prinzip am Beispiel einer Zwei-Pleuel-Maschine erläutert wurde, wäre es ebenso möglich, das erfindungsgemäße Lösungsprinzip auch auf eine Ein-Pleuel-Maschine anzu­ wenden. In einem solchen Falle würde bei Verwendung eines Doppelexzenters mit Festhub die der zweiten Stangen­ anordnung zum Antrieb des Stößels entsprechende bewegte Masse durch ein entsprechendes Gegengewicht ersetzt, wo­ rauf auch eine solche Maschine alle Vorteile einer Zwei- Pleuel-Maschine mit festem Doppelexzenter aufweist, da der rotatorische Massenausgleich durch das Vorsehen des entsprechenden Gegengewichtes stets gegeben ist, da eine Veränderung der Exzentrizität im Betrieb zur Verstellung des Stößelhubes nicht vorgenommen wird. Dies wird viel­ mehr durch die zentrale Hubverstellungseinrichtung der erfindungsgemäßen Exzenterpresse erreicht, deren Wir­ kungsweise auch bei einer Ein-Pleuel-Maschine in vollem Umfange zum Tragen kommt.

Für den Stanz- bzw. Trennvorgang ist es günstig, wenn der Stößel während des Schneidens möglichst langsam läuft. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Exzenterpresse ist eine weitere Verbes­ serung des Geschwindigkeitsverhaltens des Stößels dadurch möglich, daß die Stützstangen 14, 14′ gegenüber der darge­ stellten Anordnung um 90° oder 180° nach oben gedreht und so oberhalb der Ebene der Gelenkstangen 9, 9′ abgestützt wer­ den. Durch diese Maßnahme wird der Bereich des Kreisbogens B mit geringerer Steigung in die Endphase der Stößelbewe­ gung verlegt, während der der Schneidvorgang erfolgt. Da die Steigung des Kreisbogens B ein Maß für die Stößelge­ schwindigkeit ist, wird durch diese Maßnahme genau der ge­ wünschte Effekt der geringen Stößelgeschwindigkeit während des Schneidvorganges erzielt, ohne daß dadurch etwas am übrigen Aufbau oder Konzept der Exzenterpresse geändert würde.

Claims (4)

1. Exzenterpresse mit zwei gleichen auf einer Exzenterwelle gegensinnig nebeneinander angeordneten Exzenterabschnit­ ten, die von je einem Pleuel umgriffen sind, die sich horizontal in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, mit wenigstens einem Mechanismus, bestehend aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Übertragungsgliedern, der die Pleuelbewegung in eine senkrechte Pressenstößelantriebsbe­ wegung einer Stößeltreibstange umleitet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mechanismus aus zwei etwa im rechten Winkel zueinander angeordneten Gelenkstangen (9, 10) besteht, die aneinander und die eine am Pleuel, die andere an der geführten Stößeltreibstange angelenkt sind, und daß ihr Verbindungsgelenk (13) in an sich be­ kannter Weise zwecks Hubgrößenänderung des Exzenter­ triebs auf einer änderbaren Bewegungsbahn (B) geführt ist.

2. Exzenterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützstange (14, 14′) an dem Gelenkpunkt (Ver­ bindungsgelenk 13, 13′) zwischen den Gelenkstangen (9, 10, 9′, 10′) angelenkt ist und daß der Fußpunkt (Gelenk 20, 20′) der Stützstange (14, 14′) in seiner Stellung veränderbar geführt ist.

3. Exzenterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußpunkt (Gelenk 20, 20′) auf einem Kreisbogen (Führung 21, 21′) geführt ist und daß der Mittelpunkt des Kreisbogens mit der Stellung des Gelenkpunktes (Ver­ bindungsgelenk 13, 13′) zusammenfällt, die dem unteren Totpunkt (UT) des Stößels (1) entspricht.

4. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstange (14, 14′) mittels einer Stellstange (15, 15′) zur Hubgrößenänderung des Exzentertriebs stufenlos in ihrer Lage einstellbar ist.