DE3510250A1

DE3510250A1 - Taumelpresse

Info

Publication number: DE3510250A1
Application number: DE19853510250
Authority: DE
Inventors: Alois Jona Bernet
Original assignee: Heinrich Schmid Maschinen und Werkzeugbau AG
Current assignee: Heinrich Schmid Maschinen und Werkzeugbau AG
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1985-10-31
Anticipated expiration: 2005-03-22
Also published as: IT8520421A0; GB2157601A; GB2157601B; DE3510250C2; FR2563152A1; US4698992A; ES542335A0; IT1184224B; AT401362B; GB8508853D0; CH662983A5; JPS60227939A; CS279685A2; ATA83685A; FR2563152B1; CS268669B2; ES8606802A1

Description

HAI ClM t A N W <\ '_ ' t

D R. - I NG. H. H. Wl LH E LM - D I P L. - I N G. H. D A U S T E R

D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B- TELEFON (07 11) 291133/29 28 57

Anmelder: Stuttgart, den 21. März 1985

P 7315/14a

Heinrich Schmid Dr.W/R

Maschinen- und Werkzeugbau AG
Glärnischstrasse 8

CH-8640 Rapperswil SG

Taumelpresse

Heinrich Schmid AG Rapperswil/Schweiz

Taumelpresse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelpresse, deren Untergesenk über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem vertikal nach oben gegen das Obergesenk verschiebbar am Maschinenständer abgestützt und deren Obergesenk in einer glockenförmigen, in einer kugelartigen Pfanne am Maschinenständer abgestützten Fassung eingebaut ist, wobei von der glockenförmigen Fassung vertikal nach oben ein Führungszapfen abragt, der, zur Erzeugung von Taumelbewegungen am Obergesenk, über Pendelrollenlagermittel in eine erste motorisch antreibbare Exzenterhülse eingreift, die in einer zweiten, am Maschinenständer motorisch antreibbar abgestützten Exzenterhülse umlaufend geführt ist.

Vergleichsweise dem Fliesspressen, bei dem die Umformkraft gleichzeitig auf die ganze Werkstückoberfläche wirkt, wird beim Taumelpressen bekanntlich nur auf eine Teilfläche Kraft ausgeübt, wodurch nur geringe Reibung auftreten kann und der Werkstoff ohne grossen Widerstand in radialer Richtung fliesst. Hierfür wird der Rohling zwischen Ober-

- JS -

und Untergesenk unter taumelnder Bewegung des Obergesenkes umgeformt, wobei sich die Umformkraft nur auf eine Teilfläche des Werkstückes konzentriert. Indem sich dann die Druckzone über die gesamte Werkstückoberfläche verlagert, wird die Umformung bewirkt.

Durch die kleinere Kontaktfläche und die günstigeren Reibungsverhältnisse ist somit die Umformkraft beim Taumelpressen wesentlich kleiner als beim konventionellen Fliesspressen.

Daraus ergeben sich die Vorteile erheblich kleinerer Maschinen, geringerer Gesenkbelastung und geringerer Lärmentwicklung. Zudem können mit dem Taumelpressen in einem Arbeitsgang bedeutend grössere Formänderungen erreicht werden, vergleichsweise der hierfür beim herkömmlichen Fliesspressen notwendigen Mehrstufengesenke mit all deren Kosten und Einrichtzeiten.

Somit gewinnt das Taumelpressen an Bedeutung, zumal in jüngerer Zeit die dazu erforderlichen Technologien insoweit erarbeitet werden konnten, das nunmehr funktionsfähige Maschinen der vorgenannten Art zur Verfügung stehen.

Allerdings bedürfen einige Funktionsmittel der bestehenden

Gesamtkonzeptionen weiterer Verbesserungen.

So ist beispielsweise der Aufbau und der Antrieb der am Führungszapfen der glockenförmigen Obergesenk-Fassung angreifenden Exzenterhülsen zur Erzeugung unterschiedlicher Bewegungsarten am Obergesenk problematisch.

Zwar gestatten die hierfür bisher verwendeten Mittel bereits eine Kreisbewegung des Obergesenkes für kreissymmetrische Umformungen; eine Spiralbewegung für radiale und axiale Umformungen; eine gradlinige Bewegung für Umformungen in zwei Richtungen sowie eine Mehrblatt-Kurvenbewegung für Umformungen von Teilen mit ausgeprägter Oberflächenstruktur, hingegen sind diese Mittel konstruktiv sehr aufwendig, begrenzt regelbar und beanspruchen ein sehr grosses Bauvolumen.

Ursache hierfür ist u.a. die koaxiale Führung von Antriebsachsen, von denen je eine mit einer der Exzenterhülsen drehverbunden ist. Beide Achsen enden dabei mit einem Zahnkranz, über welchen einerseits die eine Exzenterhülse mit einem regelbaren Gleichstrommotor in Antriebsverbindung steht und über welche Zahnkränze andrerseits die beiden Exzenterhülsen über ein aufwendiges Vorgelege-Getriebe in Mitnahmeverbindung stehen.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Taumelpresse der vorgenannten Art mit Antriebsmitteln für die Exzenterhülsen zu versehen, deren Aufbau und damit deren Aufwand vergleichsweise dem erwähnten Stand der Technik wesentlich geringer ist; die weniger Bauvolumen erfordern und die eine beliebige Regelung von Drehzahl und Drehrichtung der Exzenterhülsen gestatten.

Dies wird nun erfindungsgemass dadurch erreicht, dass die erste Exzenterhülse über Kupplungsmittel mit der Welle eines ersten Motors und die zweite Exzenterhülse über Zahnradmittel mit der Welle eines zweiten Motors in Antriebsverbindung stehen, wobei der eine und/oder der andere der Motoren über eine gemeinsame Steuereinrichtung bezüglich Drehzahl und Drehrichtung regelbar sind.

Dabei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Massnahmen dann, wenn sich die Welle des ersten Motors in der Mittelaxe der Maschine und sich die Welle des zweiten Motors zu ersterer achsenparallel mit einem Abstand entsprechend den Teilkreisradien der Zahnradmittel zwischen dieser Welle und der zweiten Exzenterhülse im oberen Bereich des Oberteils der Maschine erstrecken.

Hierbei ist es dann zweckmässig, wenn die zweite Exzenter-

hülse einen äusseren Zahnkranz trägt, der mit einem Zahnrad am freien Ende der Welle des zweiten Motors in Eingriff steht; und ferner, wenn das freie Ende der Welle des ersten Motors eine sich horizontal erstreckende Kupplungsplatte und die erste, innere Exzenterhülse einen oberen Stirnflansch tragen, wobei Kupplungsplatte und Stirnflansch gleitend und relativ zueinander verschiebbar aufeinanderliegen und wobei deren Mitnahmeverbindung von einem vom Stirnflansch abragenden Gleitstein hergestellt ist, der in eine stirnseitig an der Kupplungsplatte ausgebildete Gleitnut eingreift.

Weitere Vorteile ergeben sich dann, wenn die beiden Motoren auf der oberen Stirnfläche des Oberteils der Maschine aufgeflanscht sind.

Durch diese erfindungsgemässen Merkmale ergibt sich nun eine Taumelpresse der vorbeschriebenen Art, welche allen Anforderungen an den Aufbau und den Antrieb der am Führungszapfen der glockenförmigen Obergesenk-Fassung angreifenden Exzenterhülsen genügt. Wie leicht gesehen werden kann, gestattet die erfindungsgemässe Einzelantriebstechnik für jede Exzenterhülse neben einer wesentlich verbesserten Möglichkeit der Drehzahl- und Drehrichtungsregelung an den Exzenterhülsen und somit einer Erhöhung der Variations-

möglichkeiten der am Obergesenk erzeugbaren Taumelbewegungen einen vergleichsweise sehr einfachen Aufbau der Mittel bei wesentlich geringerer Bauhöhe der Maschine, was somit zu einer weitaus besseren Gesamtkonzeption einer solchen Taumelpresse führt.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Schnittdarstellung eine Gesamtansicht einer Taumelpressej und

Fig. 2 in einem Vertikalschnitt die erfindungsgemässe Taumelpresse, in Teilansicht und in grösserem Massstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Taumelpresse, die in geöffneter Lage nach einem Umformungsvorgang veranschaulicht ist, umfasst ein Untergesenk 7 sowie ein Obergesenk 5, zwischen denen ein Werkstück 20 unter taumelnder Bewegung des Obergesenkes 5 umgeformt wurde.

Hierfür stützt sich das Untergesenk 7 über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem 10,11 am Maschinenständer 12

- iar-

vertikal nach oben gegen das Obergesenk 5 verschiebbar ab. Das Üntergesenk 7 ist dabei in der Stirnseite des Kolbens des Drucksystems auswechselbar eingesetzt, dessen Zylinder in dessen oberem Randbereich von einer Manschette 13 umgeben ist, welche auf einer Ringschulter 14 des Maschinenständers 12 fest aufsitzt. Der Hub des Kolbens 10 im Zylinder 11 wird einerseits nach unten durch eine Ringschulter 10' am Kolben 10, welche mit der oberen Stirnseite des Zylinders 11 zusammenwirkt, begrenzt und andrerseits nach oben durch eine Anschlagmutter 14, welche mit der unteren Stirnseite des Zylinders 11 zusammenwirkt. Hierfür erstreckt sich der Kolben 10 mit einem unteren Zapfen 15 durch den Boden des Zylinders 11 flüssigkeitsdicht hindurch, auf welchen Zapfen 15 die Anschlagmutter 14 axial verstellbar aufgewindet ist. Die axiale Verstellung der Anschlagmutter für eine Hubveränderung am Druck-Kolben 10 und somit Einstellung der Werkstückhöhe erfolgt dabei über eine motorisch oder von Hand betätigbare Spindel 16, welche in einen Zahnkranz 17 am Aussenumfang der Anschlagmutter 14 eingreift.

Zur Erzeugung der vertikal nach oben gerichteten Presskraft am Druck-Kolben 10, welche einige tausend kN betragen kann, ist der Zylinder 11 des Kolben-Zylinder-Drucksystems an einem Hydrauliksystem 18 angeschlossen, das vorzugsweise eine verstellbare Hochdruck-Axialkolbenpumpe zur Erzeugung

der Presskraft und Niederdruck- und Hochdruckpumpenmittel für eine Schnellzustellung des Druck-Kolbens umfasst (nicht gezeigt).

Wie Fig. 1 weiter veranschaulicht, ist zentrisch innerhalb des Druck-Kolbens 10 ein vertikal verschiebbarer Auswerfer 19 angeordnet, welcher geeignet ist, das Werkstück 20 nach dessen Fertigstellung aus dem üntergesenk 7 herauszudrücken. Hierfür bildet der Auswerfer 19 in seinem unteren Teil einen Kolben 21, dessen Zylinderkammer 22 im Druck-Kolben ausgebildet und über entsprechende Druckleitungen an das Hydrauliksystem 18 angeschlossen ist.

Weiter trägt der Druck-Kolben 10 auf seiner oberen Stirnseite eine Mehrzahl vertikal nach oben abragende Führungssäulen 6, die bei der Hubbewegung des Druck-Kolbens 10 in entsprechende Ausbohrungen 6' an der unteren Stirnseite eines Oberteils 1 der Maschine, das fest mit dem Maschinenständer 12 verbunden ist, eintauchen und so eine optimale Ausrichtung von Ober- und üntergesenk 5,7 gewährleisten.

An diesem Oberteil 1 der Taumelpresse ist eine das Obergesenk 5 auswechselbar tragende glockenförmige Fassung 4 angeordnet und in einer kugelartigen Pfanne 3 derart abgestützt, dass durch eine entsprechende Verschiebung der

- Vt -

glockenförmigen Fassung in der kugelartigen Pfanne dem Obergesenk 5 die vorstehend beschriebenen Taumelbewegungen erteilt werden können.

Hierfür ragt von der glockenförmigen Fassung 4 zentrisch und vertikal nach oben ein Führungs2apfen 40 ab, welcher innerhalb eines Freiraumes 2 des Oberteils 1 der Maschine eine pendelnde Bewegung ausführen kann. Zur Erzeugung der vorerwähnten Bewegungen greift das freie Ende des Führungszapfens 40 über geeignete Pendelrollenlagermittel 41 in eine erste Exzenterhülse 42 ein, die über Lagermittel 44 in einer zweiten, am Oberteil 1 der Maschine über Lagermittel 45 drehbar abgestützten Exzenterhülse 43 umlaufend geführt ist.

Um diese beiden Exzenterhülsen 42 und 43 in der einleitend beschriebenen Weise antreiben zu können, stehen diese hier über koaxiale Antriebsachsen 46 und 47 und Zahnkränze 48 und 49 mit nicht näher gezeigten Motor- und Getriebemitteln in Antriebsverbindung.

Soweit kann der Aufbau und die Funktionsweise einer Taumelpresse als bekannt vorausgesetzt werden, so dass sich weitergehende Erläuterungen erübrigen.

Um nun eine solche Taumelpresse mit Antriebsmitteln für die Exzenterhülsen 42 und 43 zu versehen, die vergleichsweise dem Stand der Technik bezüglich Aufbau und damit bezüglich Aufwand wesentlich weniger Anforderungen stellen, gleichzeitig aber auch eine unbeschränkte Regelung von Drehzahl und Drehrichtung der Exzenterhülsen gestatten, ist erfindungsgemäss vorgesehen, die erste Exzenterhülse 42 über geeignete Kupplungsmittel 51-54 mit der Welle 31 eines ersten Motors 32 und die zweite Exzenterhülse 43 über Zahnradmittel 57,58 mit der Welle 33 eines zweiten Motors 34 zu verbinden, wie das in Fig. 2 mehr im Einzelnen veranschaulicht ist.

Hierbei erstreckt sich zunächst die Welle 31 des ersten Motors 32 in der Mittelaxe 50 der Maschine nach unten gegen die erste, innenliegende Exzenterhülse 42 durch den oberen Bereich des Oberteiles 1 der Maschine hindurch, wobei eine Abstützung über geeignete Lagermittel 59 erfolgen kann. Der betreffende Motor 32 ist ferner in geeigneter Weise auf der oberen Stirnfläche des Oberteils 1 der Maschine aufgeflanscht. Das freie Ende der Welle 31 trägt dabei eine sich horizontal erstreckende Kupplungsplatte 51, die gleitend und verschiebbar an einem Stirnflansch 52 an der inneren Exzenterhülse 42 anliegt. Die Mitnahmeverbindung zwischen Kupplungsplatte 51 und innerer Exzenterhülse 42

wird dabei von einem vom Stirnflansch 52 abragenden Gleitstein 53 hergestellt, der in eine stirnseitig an der Kupplungsplatte 51 ausgebildete Gleitnut 54 eingreift, wie das in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Weiter zeigt Fig. 2, dass sich die Welle 33 des zweiten Motors 34 zur Welle 31 des ersten Motors 32 achsenparallel mit einem Abstand entsprechend den Teilkreisradien der Zahnradmittel 57,58 zwischen dieser Welle 33 und der zweiten Exzenterhülse 43 durch den oberen Bereich des Oberteils der Maschine hindurch erstreckt. Auch hier ist eine Abstützung der Welle über geeignete Lagermittel 55 vorgesehen und der betreffende Motor 34 in geeigneter Weise auf der oberen Stirnfläche des Oberteils 1 der Maschine aufgeflanscht. Das freie Ende der Welle 33 des zweiten Motors trägt dabei ein Zahnrad 58, dass in einen äusseren Zahnkranz 57 an der zweiten, äusseren Exzenterhülse 43 eingreift.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist der Aufbau der vorbeschriebenen Antriebsmittel konstruktiv vergleichsweise relativ einfach und damit wenig aufwendig, wobei dieser einfache Aufbau eine hohe Präzision und Laufruhe gewährleistet. Zudem ergibt die Ansteuerung der beiden Motoren und 34, welche vorzugsweise Gleichstrom-Motoren sind, eine

-unpraktisch unbeschränkte Variabilität der Taumelbewegungen am Obergesenk.

Es besteht zudem die Möglichkeit, bestehende Maschinen entsprechend umzurüsten.

Selbstverständlich bestehen auch weitere Modifikationsmöglichkeiten an der vorbeschriebenen Taumelpresse, ohne hierfür den Erfindungsgedanken verlassen zu müssen. So können beispielsweise auch andere Motoreinheiten Anwendung finden. Zudem kann jeder Motor über ein Zwischengetriebe auf die jeweilige Exzenterscheibe wirken und ferner können die Kupplungsmittel zwischen der ersten Exzenterhülse und der Welle des zugeordneten Motors von anderem Aufbau sein. Weiter kann der Freiraum im Oberteil der Maschine, in welchem die Exzenterhülsen sowie die zugehörigen Kupplungs- und Getriebemittel umlaufen, ein Oelbad begrenzen.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Taumelpresse, deren Untergesenk über ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Drucksystem vertikal nach oben gegen das Obergesenk verschiebbar am Maschinenständer abgestützt und deren Obergesenk in einer glockenförmigen, in einer kugelartigen Pfanne am Maschinenständer abgestützten Fassung eingebaut ist, wobei von der glockenförmigen Fassung vertikal nach oben ein Führungszapfen abragt, der, zur Erzeugung von Taumelbewegungen am Obergesenk, über Pendelrollenlagermittel in eine erste motorisch antreibbare Exzenterhülse eingreift, die in einer zweiten, am Maschinenständer motorisch antreibbar abgestützten Exzenterhülse umlaufend geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Exzenterhülse (42) über Kupplungsmittel (51-54) mit der Welle (31) eines ersten Motors (32) und die zweite Exzenterhülse (43) über Zahnradmittel (57,58) mit der Welle (33) eines zweiten Motors (34) in Antriebsverbindung stehen, wobei der eine und/oder der andere der Motoren (32,34) über eine gemeinsame Steuereinrichtung (30) bezüglich Drehzahl und Drehrichtung regelbar sind.

2. Taumelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Welle (31) des ersten Motors (32) in der

Mittelaxe (50) der Maschine und sich die Welle (33) des zweiten Motors (34) zu ersterer achsenparallel mit einem Abstand entsprechend den Teilkreisradien der Zahnradmittel (57,58) zwischen dieser Welle (33) und der zweiten Exzenterhülse (43) im oberen Bereich des Oberteils (1) der Maschine erstrecken.

3. Taumelpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Exzenterhülse (43) einen äusseren Zahnkranz (57) trägt, der mit einem Zahnrad (58) am freien Ende der Welle (33) des zweiten Motors (34) in Eingriff steht.

4. Taumelpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Welle (31) des ersten Motors (32) eine sich horizontal erstreckende Kupplungsplatte (51) und die erste, innere Exzenterhülse (42) einen oberen Stirnflansch (52) tragen, wobei Kupplungsplatte (51) und Stirnflansch (52) gleitend und relativ zueinander verschiebbar aufeinanderliegen und wobei deren Mitnahmeverbindung von einem vom Stirnflansch (52) abragenden Gleitstein (53) hergestellt ist, der in eine stirnseitig an der Kupplungsplatte (51) ausgebildete Gleitnut (54) eingreift.

5. Taumelpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren (32,34) auf der oberen Stirnfläche des Oberteils (1) der Maschine aufgeflanscht sind.