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Vorschaltgetriebe zur Erzeugung einer periodisch schwellenden
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Drehbewegung der Antriebswelle einer Transfereinrichtung in einer
Presse Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgetriebe zur Erzeugung einer periodisch
schwellenden Drehbewegung der Antriebswelle, insbesondere eines Zangenvorschubs
einer Transfereinrichtung in einer Presse, mit je einem mit der Antriebswelle und
mit der Abtriebswelle starr verbundenen Wellenzahnrad,mit den Wellenzahnrädern in
Eingriff stehenden und auf diesen begrenzt umlaufenden, auf einer Zwischenwelle
gelagerten Zwischenzahnrädern, mit einer Einrichtung zum gesteuerten Verändern der
Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle mit einer Steuerwelle, einem starr auf dieser
befestigten und mit einem Zahnrad der Antriebswelle kämmenden Steuerzahnrad und
einer auf der Steuerwelle angebrachten Kurvensteuerung zum Eingriff mit den umlaufenden
Zwischenzahnrädern.
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Der Transport von Werkstücken zwischen den Arbeitsstufen einer Stufenpresse
oder Pressenstraße erfordert eine genaue Abstimmung der Bewegung der Greifzeuge
zum Takt der Presse bzw. Pressenstraße. Die Greifzeuge müssen vor dem Schließen
der Pressenwerkzeuge den Werkstückaustausch ausgeführt haben und aus dem Bereich
zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil herausgeführt sein.
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Die kurzen Offenzeiten des Werkzeuges infolge hoher Ausstoßqtioten
erfordern eine schnellere Bewegung der Greifzeuge, insbesondere in der
Offenzeit
des Pressenwerkzeuges. Die Ablage und das Erfassen von Werkstücken in den Werkzeugen
erfolgt in den Zeiten der Umkehrung von der Rücklauf- in die Vorlaufphase bzw. aus
der Vorlauf- in die Rücklaufphase, also in Zeiten der Öffnen- und Schließ -Bewegungen
des Werkzeuges.
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Vorschubeinrichtungen ermöglichen zu diesem Zweck einen schnellen
Vorlauf und einen langsamen Rücklauf derart, daß der Pleuel des Stößelan-0 triebes
eine Drehbewegung von 90 umläuft, während die Abtriebswelle des Getriebes einen
Drehweg von 1800 ausführt. Der Rücklauf erfolgt bei einer 0 Drehbewegung der Abtriebswelle
von gleichfalls 180 während einer Drehbewegung des Pleuels von 2700. Andere Relationen
der vom Pleuel und Abtriebswelle gleichzeitig überlaufenen Winkelbereiche sind möglich,
beispielsweise Zwischenstufen und auch die Form eines langsamen Vorlaufes und schnellen
Bücklaufes.
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Mit der DE-AS 30 09 418 ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer
periodisch schwellenden Drehbewegung bekannt geworden mit dem Ziel, eine Antriebswelle
für eine Maschinenstation ungleichförmig anzutreiben. Die Welle wird durch Überlagerung
der Drehbewegung mittels eines Kurvengetriebes in ihrer Winkelgeschwindigkeit verändert.
Die Welle ist hierbei über ein Vorgelegegetriebe antreibbar, dessen Getriebeglieder
drehbar auf einer Vorgelegewelle gelagert und mit dieser schwenkbar um ein im wesentlichen
als Sonnenrad dienendes Getriebeglied beweglich sind. Eine Veränderung der Überlagerungsgröße
erfolgt durch Austausch der Kurvenscheibe des Kurvengetriebes. Der Austausch bedingt
ein Öffnen des Getriebekastens, das Lösen mehrerer Paßstellen und die Lagerung bzw.
Aufbewahrung von Kurvenscheiben mit unterschiedlichen Kurvenausbildungen. Der Aufbau
des Vorschaltgetriebes erfordert eine Vielzahl von Lagerstellen und Kraftanlenkpunkten,
von denen ein größerer Teil dazu noch zur Erzielung des angestrebten Erfolges auf
Bewegungselementen angeordnet ist, Weitere Nachteile sind in dem großbauenden Getriebe
zu sehen mit zueinander entfernten Lager- und Krafteingrlffstellen.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein kompakt aufgebautes
Vorschaltgetriebe mit leicht zugänglicher Einstelleinrichtung für die Verände-
rung
der Überlagerungsgröße für einen für den Werkstücktransport günstigen Bewegungs-
und Beschleunigungsablauf mit zentraler Antriebs- und Abtriebswelle und hiervon
abgesetzter Einstelleinrichtung zu schaffen mit zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle
spielfreiem Lauf.
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Diese Aufgabe wird bei einem Vorschaltgetriebe der im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 angegebenen Art dadurch gelöst, daß die Wellenzahnräder für
die Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle Kegelräder
sind, daß zwischen diesen und mit den Wellenzahnrädern kämmend zumindest ein als
Kegelrad ausgebildetes Zwischenzahnrad auf einer zentrisch zu den Wellenzahnrädern
drehbeweglichen Zwischenwelle gelagert ist, und daß die Zwischenwelle mit der Kurvensteuerung
im Sinne einer die Zwischenwelle in Drehung versetzenden Bewegung verbunden ist.
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Die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 2 beinhalten
eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, um einen stufenlosen Übergang zwischen
den Bewegungsphasen ohne Spiel zu erzielen.
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Die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 3 dienen einer
kompakten, zuverlässigen und den Zusammenbau der Bauteile fördernden Bauweise.
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Es sind zwar Ausgleichsgetriebe der verschiedenen Arten und zu anderen
Aufgabenstellungen bekannt. Diese lehren auch nicht die Überbrückung des Getriebeeinganges
mit dem Ausgleichs (Differential-) getriebeeingang zur Erzeugung einer periodisch
schwellenden Drehbewegung der Abtriebswelle solcher Getriebe, insbesondere solcher
zum Antrieb der Transfereinrichtung einer Presse.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben werden. Dabei zeigen: Fig. 1 die Bewegungsphasen
von Pleuel und Abtriebswelle des Getriebes, Fig. 2 ein Vorschaltgetriebe nach der
Erfindung in einer Schnittdarstellung und Fig. 3 eine Ansicht der Verstelleinrichtung
zur Änderung der Drehüberlagerung
Das Getriebe nach der Erfindung
ermöglicht Drehüberlagerungen in den in Fig. 1 aufgezeigten Grenzwerten. Ausgehend
von der als konstant anzusetzenden Bewegung 31 der Hauptwelle einer Presse durchläuft
der Stößel einen Weg, beispielsweise aus seinem oberen Totpunkt T in seinen unteren
Totpunkt T 0 u uld zurück bis zum oberen Totpunkt. Die Schließzeit des Werkzeuges
ist hier mit 30 angedeutet. In Abhängigkeit von der Einstellung der später noch
zu beschreibenden Verstelleinrichtung zur Änderung der Drehüberlagerung ergeben
sich folgende zwei Grenzbereiche für die Form der Vorlauf-Rücklaufphase der 0 Abtriebswelle.
Während der Drehbewegung 32 der Hauptwelle um 90 , hier beispielsweise ausgehend
von 2700 der Drehbewegung der Hauptwelle,durchläuft 0 die Abtriebswelle des Getriebes
einen Drehweg.34 von 180 entsprechend der Vorlaufphase der Transfereinrichtung.
Die Rücklaufphase 35 für die Transfer-0 einrichtung erfolgt über 180 , während die
Hauptwelle eine Drehung 33 um 2700 ausführt. Diese Form der Phasen ergibt sich dann,
wenn der Zapfen 17 in der Stellung 36 der in Fig. 3 gezeigten Verstelleinrichtung
zur Drehüberlagerung festgestellt ist. Bei Verstellung des Zapfens 17 in Position
36 in die Position 38 in Fig. 3 wird ein langsamer Vorlauf bei schnellem Rücklauf
bewirkt. Bei einer Drehung 32' (Fig. 1 ) der Hauptwelle um 1800 wird für diesen
Fall die Abtriebswelle für die Transfereinrichtung um eine Drehung 34' von 900 bewegt.
Die Rücklaufphase über eine Drehung 35' der 0 Abtriebswelle erfolgt bei weiterer
Drehung 33' der Hauptwelle um 180 . Je nach Stellung des Zapfens 17 sind Zwischenphasen
möglich. Für die Stellung des Zapfens 17 in 37 wird beispielsweise keine Drehüberlagerung
auf das Getriebe bewirkt.
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Aus den Ausführungen ist ersichtlich, daß sich während einer Einstellung
des Zapfens 17 das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite
des Vorschaltgetriebes ändert, und zwar in der Weise, daß, bezogen auf eine Stellung
des Zapfens 17 in Position 36, sich der Überlagerungsgrad von Faktor 1 zu Beginn
des Vorschubes ( 2700 ) vergrößert, z.B.
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auf den Faktor 2 und darüber, wodurch die Abtriebswelle gleich oder
größer als zweimal so schnell dreht wie die Antriebswelle, um für die Rücklaufphase
auf Werte weit unterhalb Faktor 1 abzusinken.
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Das Getriebe nach der Erfindung kann aufgebaut sein, wie es Fig.
2 zeigt. In dem Gehäuse 5 sind in Lagerstellen 25 eine Abtriebswelle 1, eine Antriebswelle
2 und eine Steuerwelle 8 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 2 ist mit der Hauptwelle
einer Presse synchron zu dieser laufend verbunden und trägt an einem Endteil ein
Kegelzahnrad, hier zur besseren Unterscheidung mit Wellenzahnrad 3 bezeichnet,und
in einem Mittelteil ein Stirnrad 10. Beide Zahnräder 3, 10 sind starr mit der Antriebswelle
2 verbunden. In Lagern 23 der Abtriebswelle 1 und in einem Lager 28 in dem Wellenzahnrad
3 ist eine Zwischenwelle 6 gelagert, die über die anschließend noch zu beschreibende
Verstelleinrichtung 11 mit der Steuerwelle 8 verbunden ist. Die Abtriebswelle 1
trägt an dem der Antriebswelle gegenüberstehenden Wellenende ein Kegelzahnrad, hier
mit Wellenzahnrad 4 bezeichnet. Die Zwischenwelle 6 ist durch dieses Wellenzahnrad
4 hindurch geführt und hier gleichfalls in einem Lager 23 gelagert. Die Zwischenwelle
6 trägt hier zwei Lagerzapfen 15, auf denen über weitere Lagerstellen 28 je ein
Kegelzahnrad, hier mit Zwischenzahnrad 7 bezeichnet, drehbar gelagert ist. Die Zwischenzahnräder
7 greifen in die Wellenzahnräder 3 und 4 ein und können bei Drehung der Zwischenwelle
6 zusätzlich auf diesen umlaufend abwälzen. Die Steuerwelle 8 trägt an dem einen
Ende ein Stirnrad, hier mit Steuerrad 9 bezeichnet, das mit dem Stirnrad 10 der
Antriebswelle 2 kämmt. Die aus dem Getriebegehäuse 5 -herausragenden Wellenenden
der Zwischenwelle 6 und der Steuerwelle 8 tragen weitere Bauelemente der Einrichtung
11 zum gesteuerten Verändern der Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 1 mit einer
Kurbelschwinge 12, einem Pleuel 18 und einer Schwinge 27. Diese und weitere Elemente
sind insbesondere auch aus Fig. 3 ersichtlich. Die Kurbelschwinge 12 ist fest auf
der Steuerwelle 8 über eine Paßfeder 16 aufgesetzt und weist eine Nut 14 auf, in
der ein Gleitstein 13 verschiebbar und in jeder Stellung festsetzbar ist. Einstell-
und Feststellmittel sind nicht dargestellt, da diese in bekannter Weise ausgeführt
sein können. Der Pleuel 18 ist in dem Zapfen 17 drehbeweglich gelagert und greift
mit dem anderen Ende über einen Pleuelzapfen 19 an der Schwinge 27 an. Die Schwinge
27 ist mit der Zwischenwelle 6 fest über einen Bund 21
und die Paßfeder
22 verbunden. Die Kennziffern 24 und 26 stellen Übertragungsmittel, wie eine Riemenscheibe
und einen Antriebsriemen, dar zur Übertragung der Drehbewegungen der Abtriebswelle
1 auf die Antriebswelle 40 der Transfereinrichtung 39.
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Bei Antrieb der Antriebswelle 2 durch die Hauptwelle der Presse wird
zunächst über das Wellenzahnrad 3, die Zwischenzahnräder 7, das Wellenzahnrad 4
und somit die Abtriebswelle 1 angetrieben im Sinne einer Drehbewegung. Über das
Stirnrad 10, das Steuerzahnrad 9, die Steuerwelle 8 und die Einrichtung 11 zum gesteuerten
Verändern der Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 1 werden die Zwischenräder
7 in Bezug auf den Eingriff mit den Wellenzahnrädern 3 und 4 verstellt, so daß sich
für das Wellenzahnrad 4 und somit für die Abtriebswelle 1 in Abhängigkeit von der
Momentanstellung des Zapfens 17 ein Vorauseilen im Sinne eines größeren Übersetzungsverhältnisses
oder ein Nacheilen im Sinne eines kleineren Übersetzungsverhältnisses als 1 des
Wellenzahnrades 4 einstellt. Das Übersetzungsverhältnis kennzeichnet hierbei den
momentanen Unterschied zwischen Abtriebswelle 1 zur Antriebswelle 2. Durch diese
Art des Antriebes ergeben sich absolut stoßfreie Übergänge aus den Stillstandsphasen
in die Transferphasen und aus diesen in die Stillstandsphasen.
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In den Stillstandszeiten, in denen der Antrieb nicht unterbrochen
werden muß, erfolgt der Angriff der Haltezangen am Werkstück mit dem daran anschließenden
Loslassen des Werkstückes durch die mit der Transfereinrichtung mitgeführten Vorschubzangen.
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