DE4309785C2 - Exzenterpresse oder Stanze mit schaltbarem Planetengetriebe - Google Patents
Exzenterpresse oder Stanze mit schaltbarem PlanetengetriebeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenterpresse oder Stanze
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Presse oder z. B. aus der
US-A 28 60 529 bekannt. Bei dieser Presse wird in der er
sten Stufe das Hohlrad mit einem drehbar auf der Abtriebswelle
angeordneten Schwungrad gekuppelt. Das Schwungrad ist dazu mit
einer hydraulisch betätigbaren Reibkupplung versehen, wobei zum
Einkuppeln ein am Hohlrad sich radial erstreckender flanschähn
licher Fortsatz zwischen einem festen Kupplungsteil des
Schwungrades und einem beweglichen Kupplungsteil des Schwungra
des kraftschlüssig geklemmt wird. Das Schwungrad trägt zusätz
lich das Sonnenrad, so daß bei geklemmtem Hohlrad der Planeten
träger arretiert ist. Durch die Anordnung einer Kupplungsein
richtung im sich drehenden Schwungrad ist der Bauaufwand der in
der US-A-28 60 529 beschriebenen Anordnung jedoch erheblich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Exzenterpresse der
eingangs genannten Art weiterzuentwickeln derart, daß sie sich
durch einen geringen konstruktiven Aufwand auszeich
net.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in der ersten Stufe
das Hohlrad mit dem Planetenträger drehfest kuppelbar ist.
Diese Lösung ist einfach und ermöglicht es z. B., die Anordnung
des Schwungrades von dem Planetengetriebe räumlich zu trennen.
Darüberhinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Exzenterpresse
durch einen einfachen konstruktiven Aufbau aus.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Ex
zenterpresse oder Stanze eine auf dem Hohlrad drehfest aufge
brachte, in axialer Richtung, jeweils die erste und zweite
Schaltstufe darstellende Endlagen verschiebbare Schalthülse
aufweisen, die ein erstes und ein zweites stirnseitiges Ende
aufweist, wobei in der ersten Schaltstufe des Planetengetriebes
der Planetenträger mit dem ersten stirnseitigen Ende der
Schalthülse fest gekuppelt ist, während in der zweiten
Schaltstufe das zweite stirnseitige Ende der Schalthülse mit
dem Gehäuse drehfest gekuppelt ist und wobei das jeweils andere
stirnseitige Ende der Schalthülse außer Eingriff ist. Auf diese
Weise erhält man eine konstruktiv einfache Kupplung zwischen
dem Gehäuse und dem Hohlrad einerseits und dem Planetenträger
und dem Hohlrad andererseits.
Von Vorteil kann es dabei sein, wenn am ersten stirnseitigen
Ende der Schalthülse ein ringförmiger, radial abstehender Reib
flansch angebracht ist, der in der ersten Schaltstufe mit einer
mit dem Planetenträger drehfest in Verbindung stehenden koaxia
len, ringförmigen Reibfläche kraftschlüssig zusammenwirkt. Da
durch kann der beim Schalten der kraftschlüssigen Verbindungen
auftretende Schlupf, während des Betriebes von jeweils einer
Schaltstufe in die andere, die auftretenden Belastungsspitzen
reduzieren, wobei eine Drehzahlanpassung zwischen Hohlrad und
Planetenträger einerseits und Hohlrad und Gehäuse andererseits
stattfindet.
Als besonders vorteilhaft kann sich eine Anordnung erweisen,
bei der mindestens ein vorgespanntes federelastisches Ele
ment die benötigte Reibkraft erzeugt, um eine der beiden
Schaltstellungen einzurücken. In der bevorzugten Ausführung
des Planetengetriebes werden durch das vorgespannte feder
elastische Element Hohlrad und Planetenträger gekoppelt. Da
durch ist kein weiteres Bauteil in Eingriff, um die erste
Schaltstufe einzurücken und um die Schiebehülse in dieser
Schaltstellung zu halten. Ferner hemmt kein Bauteil die
Rotation des mit dem Planetenträger gekuppelten Hohlrades.
Weiterhin bedarf es lediglich eines aktiven Betätigungsele
mentes, das eine zur Wirkrichtung des vorgespannten feder
elastischen Elementes entgegengesetzte Wirkrichtung auf
weist, das auf die Hülse wirkt und dadurch kraftschlüssig
Hohlrad und Gehäuse verbindet, wobei Hohlrad und Planeten
träger automatisch entkuppeit werden. Das aktive Betäti
gungselement ist als einfach wirkendes, mit einer radialen
ringförmigen Reibfläche versehenes Bauteil ausgebildet,
dessen dem Reibbelag abgewandte Seite über ein drucker
zeugendes Medium die nötige Preßkraft zugeführt wird. Dabei
schiebt eine aus der Druckerhöhung resultierenden Axial
kraft das als axiale, ringförmige Reibfläche ausgebildete
Bauteil mit der Schalthülse in ihre zweite Endlage, wobei eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Hohlrad ent
steht. Ein Zurückschalten in die erste Schaltstufe erfolgt
durch Druckverminderung, wobei das vorgespannte feder
elastische Bauteil die Schalthülse selbständig in die erste
Endlage bewegt. Dabei wird die kraftschlüssige Verbindung
zwischen Hohlrad und Getriebe aufgehoben.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine Exzenter
presse mit Planetengetriebe.
Fig. 2 in einer schematischen Schnittansicht das Detail
aus Fig. 1.
In der Zeichnung ist eine Exzenterpresse 1 mit einem Gestell
2, einem höhenbeweglichen Stößel 3 und eine darunterliegen
den Pressentisch 4 dargestellt. Der höhenbewegliche Stößel 3
wird über ein Pleuel 5 angetrieben, das auf einer Exzenter
welle 6 gelagert ist. Zwischen einer Antriebswelle 7 und der
Exzenterwelle 6 befindet sich, am Gestell drehfest ange
flanscht ein Planetengetriebe 8, mit einem Schwungrad 9 und
einer Schwungradkupplung 10.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das Planetengetriebe 8 ein
Gehäuse 11 auf, in dem in einem Wälzlager 12 die Antriebswelle 7
gelagert ist. Auf der Antriebswelle 7 befindet sich ein
Sonnenrad 13, das in Planetenräder 14 eingreift, die auf Bolzen
15 und Wälzlagern 16 in einem Planetenträger 17 gelagert sind.
Die Antriebswelle 7 ist mit einem Wälzlager 18 im
Planetenträger 17 gelagert. Der Planetenträger 17 ist in einem
Wälzlager 19 im Gehäuse 11 gelagert und auf der Exzenterwelle 6
drehfest aufgebracht. Die Planetenräder 14 greifen in ein
dreiteiliges, mit Schraubverbindungen zusammengeflanschtes
Hohlrad 20, das mit einem Wälzlager 21 im Gehäuse 11 gelagert
ist und mit einem Wälzlager 22 auf dem Planetenträger 17
gelagert ist. Auf dem Hohlrad 20 befindet sich eine drehfest, in
axialer Richtung verschieblich aufgebrachte Schalthülse 23 mit
einem stirnseitigen Ende 24 und mit einem stirnseitigen Ende 25.
Die beiden stirnseitigen Enden sind als von der Schalthülse 23
radial abstehende Reibflächen ausgebildet, wobei das
stirnseitige Ende 24 nach innen weist, und das stirnseite Ende
25 nach außen weist. Das stirnseitige Ende 24 bildet in einer
ersten Schaltstufe, zusammen mit einer ringförmigen Reibfläche
26, die über Bolzen 27 mit einem, auf den Planetenträger 17
mittels einer Spannsatzverbindung 28 drehfest aufgebrachten
Flansch 29 und mehreren vorgespannten Druckfedern 30 eine
drehfeste, kraftschlüssige Verbindung zwischen Planetenträger 17
und Hohlrad 20. Dabei wirken die Druckfedern 30 in einer axialen
Richtung a auf das ringförmige stirnseite Ende 24 und stützen
sich über mehrere, am Umfang des Hohlrades 20 angebrachten
Bohrungen 31 am Hohlrad 20 ab. Ferner befinden sich zwischen dem
stirnseitigen Ende 24 und der Reibfläche 26, sowie zwischen
Reibfläche 26 und Hohlrad 20, Reibbeläge 32. Das stirnseitige
Ende 25 bildet zusammen mit einer fest am Gehäuse angebrachten,
ringförmigen Reibfläche 33, mit einem darauf angebrachten
Reibbelag 34 sowie einer, in einer axialen Richtung
verschieblichen Hülse 35, die eine radiale, nach innen weisende
Reibfläche 36 mit einem Reibbelag 37 aufweist, in einer zweiten
Schaltstufe eine kraftschlüssige, drehfeste Verbindung
zwischen Gehäuse 11 und Hohlrad 20. Die Hülse 35 ist in einer
Hülse 38 gelagert, die am Gehäuse 11 angebracht ist und zusammen
mit einer an Hülse 35 angebrachten, radial abstehenden
Druckfläche 39 und mit einer Dichtung 40 und mit einer Dichtung
41 eine Druckkammer 42 bildet. Bei Beaufschlagung mit einem
unter Druck stehenden Medium vergrößert sich die Druckkammer 42,
wobei die Hülse 35 in eine Richtung b verschoben wird, entgegen
der Federkraft der Druckfedern 30 und mehrerer, radial am Umfang
des Gehäuses angebrachter Druckfeder 43. Dadurch bildet die
Hülse 35 mit dem Reibbelag 37 und mit dem stirnseitigen Ende 25
und mit dem Reibbelag 34 eine drehstarre, kraftschlüssige
Verbindung zwischen Hohlrad 20 und Gehäuse 11, wobei die
drehstarre Verbindung zwischen Hohlrad 20 und Planetenträger 17
gelöst wird. Die Druckfedern 43 befinden sich in radial am
Gehäuse 11 angeordneten Bohrungen 44 und stützen sich gegen das
Gehäuse 11 und die Hülse 35. Bei Druckverminderung in der
Druckkammer 42 schieben die Druckfedern 43 die Hülse 35 in
Richtung a vollständig gegen die Hülse 38, wodurch die drehfeste
Verbindung zwischen Hohlrad 20 und Gehäuse 11 gelöst wird und
das stirnseitige Ende 25 frei beweglich ist. Gleichzeitig
schieben die Druckfedern 30 die Schalthülse 23 selbständig in
die Schaltstellung 1. Das Schwungrad 9 ist mit einem Wälzlager
45 auf einer gehäusefesten Nabe gelagert und über die Schwungradkupplung
10 mit der Antriebswelle 7 kuppelbar.
Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Exzenterpresse
näher erläutert:
Wenn die Exzenterpresse in Betrieb genommen wird, überträgt
das Planetengetriebe 8 das auf der Antriebswelle 7 aufge
brachte Drehmoment von der Antriebswelle 7 auf die Exzen
terwelle 6. Das Planetengetriebe 8 weist zwei Schaltstufen
auf und kann entweder im Stillstand oder während des Be
triebes in eine der beiden Schaltstufen geschaltet werden,
wobei drei mögliche Betriebszustände unterschieden werden.
Schaltstufe 1: Gleichsinnige Übertragung des Antriebsdreh
momentes von der Antriebswelle 7 auf die
Exzenterwelle 6 im Verhältnis 1 : 1.
Schaltstufe 2: Gleichsinnige Übertragung des Antriebsdreh
momentes von der Antriebswelle 7 auf die
Exzenterwelle 6 in einem Übersetzungsver
hältnis ungleich 1 : 1.
Betriebszustand 1: Betrieb des Planetengetriebes 8 in Schalt
stufe 1, wobei das Einlegen der Schalt
stufe 1 im Stillstand der Exzenterpresse
erfolgt.
Betriebszustand 2: Betrieb des Planetengetriebes 8 in
Schaltstufe 2, wobei das Einlegen der
Schaltstufe 2 im Stillstand der Exzenter
presse erfolgt.
Betriebszustand 3: Betrieb des Planetengetriebes 8 wechsel
weise in Schaltstufe 1 oder Schaltstufe
2, wobei das Einlegen der Schaltstufe 1
oder der Schaltstufe 2 während des Be
triebes der Exzenterpresse erfolgt.
Beim Einschalten der Exzenterpresse befindet sich das
Planetengetriebe in Schaltstufe 1, wobei das Antriebsdreh
moment von den auf die Antriebswelle 7 aufgebrachten Sonnen
rad über die im Eingriff befindlichen Planetenräder 14 auf das
Hohlrad 20 übertragen wird. Das Hohlrad 20 ist über die,
durch die Druckfeder 30 in axialer Richtung vorgespannte
Schiebehülse 23 mit dem stirnseitigen Ende 24 und den Reib
belägen 32 mit der ringförmigen Reibfläche 26 kraftschlüssig
gekuppelt. Die Reibfläche 26 überträgt mit den Bolzen 27 das
Drehmoment des Hohlrades 20 auf den Planetenträger 17, der
drehfest mit der Exzenterwelle verbunden ist und somit das
Drehmoment auf die Exzenterwelle 6 weiterleitet. Die Kop
pelung von Hohlrad 20 und Planetenträger 17 bewirkt eine
starre Drehmomentenübertragung, wodurch sich ein Über
setzungsverhältnis von 1 : 1 zwischen Antriebswelle 7 und Ex
zenterwelle 6 ergibt.
Soll nun die zweite Schaltstufe aktiviert werden, so kann dies
entweder im Stillstand der Exzenterpresse oder während des
Betriebes erfolgen. In beiden Fällen ist die Vorgehensweise
dieselbe: eine Druckerhöhung in der Druckkammer 42 führt über
die Druckfläche 39 der Hülse 35 zu einer axialen Bewegung der
Hülse 35 in Bewegungsrichtung b, wobei der auf der Reibfläche 36
angebrachte Reibbelag 37, mit dem stirnseitigen Ende 25 in
Eingriff gerät und dadurch die Schiebehülse 23 entgegen der
Wirkrichtung der Druckfedern 30 und 43 gegen die Reibfläche 33
mit dem Reibbelag 34 bewegt. Dabei entsteht eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen Hohlrad 20 und Gehäuse 11, wobei das
Antriebsdrehmoment von dem auf der Antriebswelle angebrachten
Sonnenrad 13 über die Planetenräder 14 auf den Planetenträger 17
übertragen wird, wodurch sich eine Untersetzung ergibt.
Gleichzeitig wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen
Hohlrad 20 und Planetenträger 17 aufgehoben. Soll nun von der
zweiten in die erste Schaltstufe geschaltet werden, so wird der
Druck des Mediums in der Druckkammer 42 gesenkt, wobei die
kraftschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse 11, Gehäuse 35 und
dem stirnseitigen Ende 25 der Schalthülse 23 aufgehoben wird und
Hohlrad 20 und Gehäuse 11 gegeneinander verdrehbar sind. Dabei
bewegen die Druckfedern 30 die Schalthülse 23 über deren
stirnseitiges Ende 24 in Bewegungsrichtung a, wodurch über das
stirnseitige Ende 24 und der Reibfläche 26 und dem
Planetenträger 17 eine drehfeste Verbindung zwischen Hohlrad 20
und Planetenträger 17 hergestellt wird. Gleichzeitig bewegen die
vorgespannten Druckfedern 43 die Hülse 35 in Bewegungsrichtung a
bis in die Endlage, wodurch Hohlrad 20 und Gehäuse 11 frei axial
gegeneinander verdrehbar sind. Soll das Schalten der
Schaltstufen während des Betriebes der Exzenterpresse erfolgen,
so bleibt die Vorgehensweise dieselbe, wobei der auftretende
Drehzahlunterschied zwischen Hohlrad 20 und Planetenträger 17
bzw. Hohlrad 20 und Gehäuse 11 durch Schlupf an den Reibbelägen
32, 34 und 37 während des Schaltvorganges eliminiert wird.
Während der drei Betriebszustände ist das Schwungrad 9 über die
Schwungradkupplung 10 mit der Antriebswelle 7 gekoppelt.
Claims (5)
1. Exzenterpresse oder Stanze mit einem Gestell (2), einer
Exzenterwelle (6), einer Antriebswelle (7) und einem
Planetengetriebe (8) zwischen Exzenterwelle (6) und
Antriebswelle (7), wobei das Planetengetriebe ein Sonnenrad
(13), einen Planetenträger (17), mindestens ein Planetenrad
(14), ein Hohlrad (20) und ein gestellfestes Gehäuse (11) aufweist,
und das Sonnenrad (11) der Antriebswelle (7) und der
Planetenträger (17) der Exzenterwelle (6) zugeordnet ist, und
ferner das Planetengetriebe (8) in zwei Stufen schaltbar ist,
wobei in einer ersten Stufe das Übersetzungsverhältnis 1 : 1
beträgt und zum Erzielen einer Untersetzung in der zweiten
Stufe das Hohlrad (20) mit dem Gehäuse (11) kuppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in der
ersten Stufe das Hohlrad (20) mit dem Planetenträger (17) drehfest
kuppelbar ist.
2. Exzenterpresse oder Stanze nach Anspruch 1, gekennzeich
net durch eine auf dem Hohlrad (20) drehfest aufge
brachte, in axialer Richtung in jeweils die erste und
die zweite Schaltstufe darstellende Endlagen verschieb
bare Schalthülse (23), die ein erstes und ein zweites
stirnseitiges Ende (24, 25) aufweist, wobei in der ersten
Schaltstufe des Planetengetriebes (8) der Planetenträger
(17) mit dem ersten stirnseitigen Ende (24) der Schalt
hülse (23) drehfest gekuppelt ist, während in der zweiten
Schaltstufe das zweite stirnseitige Ende (25) der Schalt
hülse mit dem Gehäuse (11) drehfest gekuppelt ist und wo
bei das jeweils andere stirnseitige Ende der Schalthülse
(23) außer Eingriff ist.
3. Exzenterpresse oder Stanze nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß am ersten stirnseitigen Ende
(24) der Schalthülse (23) ein ringförmiger, radial
abstehender Reibflansch angebracht ist, der in der ersten
Schaltstufe mit einer mit dem Planetenträger (17)
drehfest in Verbindung stehenden koaxialen, ringförmigen
Reibfläche (26) kraftschlüssig zusammenwirkt.
4. Exzenterpresse oder Stanze nach Anspruche 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten stirnseitigen
Ende (25) der Schalthülse (23) ein ringförmiger, radial
abstehender Reibflansch angebracht ist, der in der
zweiten Schaltstufe mit einer mit dem Gehäuse (11)
verbundenen koaxialen, ringförmigen Reibfläche (33, 34)
kraftschlüssig zusammenwirkt.
5. Exzenterpresse oder Stanze nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthülse (23) durch
mindestens ein federelastisches Element (30) in eine der
Endlagen vorgespannt ist und daß ferner an der Schalt
hülse ein der Wirkungsrichtung des federelastischen Ele
mentes entgegengesetzt wirkendes, aktiv betätigbares Be
tätigungselement angreift (36, 37, 38, 40, 41), welches die
Schiebehülse (23) von der ersten in die zweiten Endlage
bringt.
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