DE4430244C2 - Mechanische Presse - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine mechanische Presse, umfassend die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine mechanische Presse dieser Art ist aus der DE 88 90 008 U1, Fig. 2, bekannt. In dieser mechanischen Presse sind die vom Schlitten ausgehenden Verbindungsstangen und die vom Ausgleichsgewicht herkommenden Verbindungshebel paarweise mit je einem gemeinsamen Lager in je einem der beiden Gleitblöcke gelagert. Zwar wird in dieser Presse die Trägheitskraft des Schlittens der Presse durch diejenige des Ausgleichsgewichts ausgeglichen. Jedoch erfolgt dieser Trägheitskraftausgleich u. a. über die Verbindungsstangen, welche den Schlitten mit den Gleitblöcken verbinden. Bei dieser bekannten Presse sollen sich alle Kräfte, also offenbar auch die Massenkräfte, über die Gleitblöcke am Pressengestell abstützen. Unbestimmte oder wechselnde Kraft-Abstützungen können jedoch deshalb nicht ausgeschlossen werden, weil es von den Spielen der zentralen Kniegelenk-Punkte und der Gleitflächen der Gleitsteine abhängt, welche dieser Teile tatsächlich tragen. Es wird angenommen, daß diese mögliche Unbestimmtheit oder Schwankungen auch zu Positionsfehlern des Pressengesenks führen können, vor allem bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und bei den dann vorhandenen Schwingungen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ausgehend von einer mechanischen Presse der eingangs genannten, gattungsgemäßen Art bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten eine gute Präzision der Arbeitspositionen des Pressenschlittens zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert; in dieser ist:

Fig. 1 ein schematischer Schnitt durch ein bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel der mechanischen Presse der vorliegenden Erfindung, von ihrer Vorderseite her gesehen,

Fig. 2 ein schematischer Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1, von der Seite der Presse her gesehen,

Fig. 3 ein schematischer Schnitt längs Linie III-III in Fig. 1, von der Seite der Presse her gesehen,

Fig. 4 ein schematischer Schnitt eines Nockenmecha­ nismusabschnitts, von der Oberseite der Presse her gesehen,

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die aber eine modifizierte mechanische Presse der Erfindung zeigt, und

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die jedoch eine andere modifizierte mechanische Presse der Erfindung zeigt.

Ein Rahmen 1 umfaßt einen oberen tragenden Abschnitt 2, einen mittleren tragenden Ab­ schnitt 3, einen unteren tragenden Abschnitt 4 und ein Paar mittlerer vorstehender Abschnitte 5, die zwischen dem oberen tragenden Abschnitt 2 und dem mittleren tragenden Abschnitt 3 vorgesehen sind und aufeinanderzu von der rechten bzw. linken Seitenwand des Rahmens 1 vorstehen. Ein Schlitten 7 mit rechteckiger Form ist durch ein Lager 6 am mittleren tragen­ den Abschnitt 3 zur Gleitbewegung in vertikaler Richtung ge­ tragen. Ein oberes Pressengesenk ist an der unteren Ober­ fläche des Schlittens 7 angebracht. Eine Führungsnut 8 ist sowohl im rechten als auch linken mittleren vorspringenden Abschnitt 5 ausgebildet und erstreckt sich horizontal. Ein Gleitblock 10 ist verschieblich in jeder der Führungsnuten 8 durch ein Lager 9 (Lagerplatten) aufgenommen. Zwei Nocken-Nachläufer 11 (Rollen) sind drehbar am inneren Abschnitt eines jeden Gleitblocks 10 angebracht, und eine Kurvenrolle 12 ist drehbar an einem äußeren Abschnitt eines jeden Gleit­ blocks 10 angebracht. Eine Verbindungsstange 14 ist drehbar oder schwenkbar mit ihrem einen gegabelten Ende an einer Tragewelle 13 für jede Kurvenrolle 12 auf eine solche Weise angebracht, daß die Kurvenrolle 12 im gegabelten Ende der Verbindungsstange 14 aufgenommen ist. Die anderen gegabelten Enden der beiden Verbindungsstangen 14 sind drehbar jeweils mit dem rechten bzw. linken Seitenabschnitt einer oberen Fläche des Schlittens 7 durch entsprechende Verbindungszapfen 15 verbunden.

Ein Paar Gleitführungen 16 mit jeweils einer sich vertikal erstreckenden Führungsnut sind fest an jedem der Gleitblöcke 10 angebracht, und ein Gleitstück 17 ist verschieblich und passend in jeder der Gleitführungen 16 angebracht. Ein erster Verbindungshebel 18 und ein zweiter Verbindungshebel 19 sind schwenkbar mit ihrem jeweils einen Ende durch einen Verbin­ dungszapfen 20 mit den beiden Gleitstücken 16 an jedem Gleit­ block 10 verbunden. Das andere Ende des ersten Verbindungshe­ bels 18 ist schwenkbar durch einen Verbindungszapfen 23 mit einer unteren Oberfläche eines Ausgleichsgewichts 22 verbun­ den. Das Ausgleichsgewicht 22 mit rechteckiger Form ist durch ein Lager 21 am oberen tragenden Abschnitt 2 des Rahmens 1 zur vertikalen Gleitbewegung angebracht. Das andere Ende des zweiten Verbindungshebels 19 ist schwenkbar mit der oberen Oberfläche des Schlittens 7 durch einen Verbindungszapfen 24 verbunden. Das Ausgleichsgewicht 22 ist in der Größe gleich dem Schlitten 7 und ist im Gewicht dem Schlitten 7 äquiva­ lent. Der erste Verbindungshebel 18 und der zweite Verbin­ dungshebel 19 haben dieselbe Länge und sind mit entsprechen­ den Abschnitten des Ausgleichsgewichts 22 bzw. des Schlittens 7 verbunden.

Eine Eingangs- bzw. Antriebswelle 25 ist drehbar an einer Rückwand des Rahmens 1 durch Lager 26 und 27 abgestützt, wo­ bei sich die Antriebswelle 25 von der Rück­ seite des Rahmens 1 zu seiner Vorderseite hin erstreckt. Ein Schwungrad 28 ist fest an einem Ende der Antriebswelle 25 an­ gebracht und wird von einem Motor 29 zur Drehung über eine Treibscheibe 30 angetrieben, die fest an der rotierenden Welle des Motors 29 angebracht ist, sowie von einem Riemen 31, der sich rund um die Treibscheibe 30 und das Schwungrad 28 erstreckt, wobei der Motor 29 auf der Oberseite des Rah­ mens 1 angebracht ist. Ein Rippennocken 32 ist fest am ande­ ren Endabschnitt der Antriebswelle 25 angebracht und weist einen Rand auf, der an seiner äußeren Umfangskante ausge­ bildet ist und nach vorne und hinten vorsteht. Der Rand des Rippennockens 32 ist bezüglich der Mitte oder Drehachse des Rippennockens 32 seitensymmetrisch. Die beiden Nocken-Nachläufer 11, die an jedem Gleitblock 10 getragen sind, sind in Be­ rührung mit der inneren Umfangsfläche des Randes des Rippen­ nockens 32 gehalten, während die Kurvenrolle 12, die an jedem Gleitblock 10 abgestützt ist, in Berührung mit einer äußeren Umfangsfläche des Randes des Rippennockens 32 gehalten ist. Die beiden Nocken-Nachläufer 11 und die Kurvenrolle 12, die an jedem Gleitblock 10 getragen sind, werden in Übereinstim­ mung mit der Drehung des Rippennockens 32 so gedreht, daß sie die beiden Gleitblöcke 10 rechts und links in Gegenrichtungen hin- und herbewegen, d. h. aufeinanderzu und voneinanderweg. Um die beiden Gleitblöcke 10 rechts und links auf symmetri­ sche Weise zu bewegen, ist der Rippennocken 32 so ausgebil­ det, daß die Bedingung S = 2n (n = 1, 2, 3, 4 . . . ) herge­ stellt ist, wobei S die Anzahl von Nockenvorsprüngen des Rip­ pennockens 32 darstellt. Wenn beispielsweise n = 1 gewählt ist, dann wird S = 2 erhalten, und deshalb ist ein symmetri­ scher 180°-Nocken vorgesehen, bei dem die Anzahl von Vor­ sprüngen sowie die Anzahl von Vertiefungen 2 ist. Wenn n = 2 gewählt ist, liegt ein vierteiliger Nocken vor, bei dem die Anzahl von Vorsprüngen sowie die Anzahl von Rücksprüngen 4 ist.

Die Lagen des rechten und linken Verbindungszapfens 15 an der oberen Fläche des Schlittens 7, die Lagen des rechten und linken Tragezapfens 13 an den Gleitblöcken 10 und die Lage der Drehung des Rippennockens 32 sind so bestimmt, daß die Geschwindigkeit an einem unteren Totpunkt des Hubes des Schlittens 7 am niedrigsten ist, so daß eine Art Kniehebel­ mechanismus vorgesehen ist.

Wenn der Motor 29 gedreht wird, um seine Drehkraft auf das Schwungrad 28 über die Treibscheibe 30 und den Riemen 31 zu übertragen, dann wird der Rippennocken 32 gedreht oder in seiner Winkellage aus der dargestellten Lage (wo die Rücksprünge des Rippennockens 32 an den Nocken-Nachläufern 11 und den Kurvenrollen 12 angeordnet sind) so bewegt, daß der rechte und linke Gleitblock 10 aus den dargestellten Lagen voneinander weg in eine rechte bzw. linke Lage bewegt werden, die zueinander symmetrisch sind. In Übereinstimmung mit die­ ser Bewegung wird jede Verbindungsstange 14 in eine vertikal angeordnete Lage bewegt, um den Schlitten 7 vom dargestellten oberen Totpunkt weg nach unten zu bewegen. Gleichzeitig wird durch die Gleitführungen 16, die Gleitstücke 17, die ersten Verbindungshebel 18 und die zweiten Verbindungshebel 19 das Ausgleichsgewicht 22 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Bewegung des Schlittens 7 bewegt, d. h. nach oben, und zwar um einen Abstand, der gleich ist dem Ausmaß der Bewegung des Schlittens 7. Wenn der Rippennocken 32 sich um 90° dreht, so daß die Vorsprünge des Rippennockens 32 die Nocken-Nachläufer 11 und die Kurvenrollen 12 erreichen, dann sind die beiden Gleitblöcke 10 am weitesten voneinander ent­ fernt, und der Schlitten 7 ist am unteren Totpunkt angeord­ net, wobei er ein Werkstück bearbeitet, und auch das Aus­ gleichsgewicht 22 erreicht einen oberen Totpunkt.

Wie oben beschrieben, wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Massenkraft, die von dem sich abwärts bewegenden Schlitten 7 erzeugt wird, durch die entgegengesetzt gerichtete Massen­ kraft des sich nach oben bewegenden Ausgleichsgewichts 22 über die beiden Verbindungshebel 19, die Gleitstücke 17, die vertikal beweglich an den Gleitblöcken 10 getragen sind, und die ersten Verbindungshebel 18 aufgehoben. Deshalb kann eine dynamische Präzision gefördert werden, ohne daß man eine große Durchbiegung bzw. Verformung in der Gesamtheit der Presse erzeugt. Deshalb wird eine Preßlast in der Nähe des unteren Totpunktes lediglich von den beiden Verbindungsstan­ gen 14 aufgenommen, und durch Verkürzen der Verbindungsstan­ gen kann die Starrheit der Presse gefördert werden, und selbst wenn das Gesenk einer unausgeglichenen Last unterzogen wird, wird die Parallelität der Gleitblöcke 10 nicht beein­ trächtigt.

Fig. 5 zeigt eine modifizierte Form der Erfindung, die sich vom obigen Ausführungsbeispiel nur dahingehend unterscheidet, daß die Verbindungspunkte zwischen einem Schlitten 7′ und den Verbindungsstangen 14′ vier sind. Mehr im einzelnen ist ein Paar gegabelter Verbindungsabschnitte 7′a und 7′b sowohl am rechten als auch am linken Seitenabschnitt der oberen Fläche des Schlittens 7′ ausgebildet. Zwei Verbindungsabschnitte 14′a und 14′b sind am unteren Ende einer jeden der beiden Verbindungsstangen 14′ ausgebildet und sind drehbar mittels jeweils eines Verbindungszapfens 15′a und 15′b mit einem Ver­ bindungsabschnitt 7′a bzw. 7′b verbunden. Der andere Aufbau ist derselbe wie der des ersten Ausführungsbeispiels, und deshalb wird dessen Erläuterung weggelassen. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist wegen der Vier-Punkt-Verbindungsanord­ nung der Schlitten 7′ daran gehindert, nicht nur nicht nach rechts oder links, sondern auch nicht nach vorne und hinten gekippt zu werden.

Fig. 6 zeigt eine andere modifizierte Form der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Flansch 22′a an jeder der gegenüberliegenden (rechten und linken) Seiten eines Aus­ gleichsgewichts 22′ ausgebildet, und eine Druck-Spiralfeder 33 ist zwischen jedem Flansch 22′a und einem oberen tragenden Abschnitt 2 des Rahmens 1 vorgesehen. Der andere Aufbau ist derselbe wie der des ersten Ausführungsbeispiels, und deshalb wird dessen Erläuterung weggelassen. Da in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel das Ausgleichsgewicht 22′ am Rahmen 1 mittels der Druck-Spiralfedern 33 getragen ist, kann irgendeine zu­ sätzliche andere Kraft als die, die zum Einstellen des Aus­ gleichs des Schlittens 7 benutzt wird, absorbiert werden. Dieser Aufbau kann sowohl an der Zwei-Punkt-Presse der Fig. 2 als auch der Vier-Punkt-Presse der Fig. 5 Anwendung finden.

Wie oben beschrieben, kann bei der vorliegenden Erfindung, weil der Schlitten und das Ausgleichsgewicht miteinander durch Verbindungshebel verbunden sind, eine nicht-ausgegli­ chene Massenkraft des Schlittens im Schlittensystem aufgeho­ ben werden, und deshalb kann die dynamische Präzision erhöht werden, ohne daß man eine große Verformung der Presse ins­ gesamt erzeugt.

Ferner können die vorteilhaften Wirkun­ gen erreicht werden, daß eine Bewegungskurve frei gewählt werden kann, weil der Nocken als ein Antriebselement genutzt ist, daß eine gute Rotationsauswuchtung erhalten werden kann, da die Anzahl von Vorsprüngen des Nockens auf ein ganzzahli­ ges Vielfaches von 2 festgesetzt ist, und daß die Effizienz des Betriebs hoch ist, weil der Nockenmechanismus mit einem Rollenpaar benutzt ist.

Claims (5)

1. Mechanische Presse, umfassend:

• a) einen Schlitten (7, 7′), der an einem Rahmen (1) zu einer vertikalen Gleitbewegung geführt ist und ein oberes Pressengesenk aufweist, das an seiner unteren Fläche angebracht ist,
• b) ein Paar Gleitblöcke (10), die am rechten und linken Seitenabschnitt des Rahmens (1) zu einer horizontalen Gleitbewegung gelagert sind,
• c) ein Paar aus einer rechten und linken Verbindungsstange (14, 14′), die mit ihren einen Enden mit je einem der beiden Gleitblöcke (10) gelenkig verbunden sind, während die anderen Enden der beiden Verbindungsstangen mit dem Schlitten (7) schwenkbar verbunden sind,
• d) eine angetriebene und im Rahmen (1) drehbar gelagerte Antriebswelle (25), die über einem Bewegungsantrieb (11, 12, 32) zur Umsetzung ihrer Drehbewegung in zwei horizontale, zum Zentrum symmetrisch gegenläufige Bewegungen mit den Gleitblöcken (10) getrieblich verbunden ist,
• e) ein Ausgleichsgewicht (22), das an einem oberen Abschnitt des Rahmens (1) zur vertikalen Gleitbewegung angebracht ist,
• f) je einen ersten Verbindungshebel (18), der mit seinem einen Ende mit je einem der beiden Gleitblöcke (10) verbunden ist, während sein anderes Ende drehbar mit dem Ausgleichsgewicht (22) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• (1) in jedem der Gleitblöcke (10) je ein Gleitstück (17) zur vertikalen Gleitbewegung gelagert ist;
• 2) je einer der ersten Verbindungshebel (18) schwenkbar mit je einem Gleitstück (17) verbunden ist;
• 3) je ein zweiter Verbindungshebel (19) mit seinem einen Ende drehbar mit je einem der Gleitstücke (17) verbunden ist, während das andere Ende des zweiten Verbindungshebels (19) schwenkbar mit dem Schlitten (7, 7′) verbunden ist; und
• 4) der erste und zweite Verbindungshebel (18, 19) die gleiche Länge haben.

2. Mechanische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende einer jeden der beiden Verbindungsstangen (14′) an zwei Stellen (15′a, 15′b) mit dem Schlitten (7′) verbunden ist.

3. Mechanische Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsantrieb (11, 12, 32) je einen Nocken-Nachläufer (11) und je eine Kurvenrolle (12) umfaßt, die drehbar an je einem der beiden Gleitblöcke (10) angebracht ist, sowie einen Rippennocken (32), der fest an der Antriebswelle (25) angebracht ist und einen Umfangsabschnitt aufweist, welcher zwischen dem Nocken-Nachläufer (11) und der Kurvenrolle (12) an jedem der beiden Gleitblöcke (10) hindurchläuft.

4. Mechanische Presse nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rippennocken (32) bezüglich seiner Drehachse Vorsprünge und Rücksprünge aufweist, deren Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches von zwei ist.