DE69606789T2 - Antriebsvorrichtung zum zentimeterweisen Vorrücken in einer mechanischen Presse - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Presse und insbesondere ein motorbetriebenes Verriegelungs- oder Bewegungssystem zur schrittweisen Bewegung des Schlittens zum Bett oder von diesem weg während der Werkzeugeinrichtung.
• Die typische mechanische Presse umfasst einen Rahmen mit einer Krone und einem Bett an gegenüberliegenden Seiten und einem im Rahmen gehaltenen Schlitten zur Bewegung zum Bett hin und von diesem weg. Das Bett ist an einer Plattform auf dem Boden der Werkstätte befestigt. Der Kronenteil ist innerhalb einer oder mehrerer Ständer befestigt, um eine vertikal beabstandete Trennung zwischen Krone und Bett zu schaffen. Die Krone enthält die Antriebsanordnung für den Schlitten, die im allgemeinen mit einer Kurbelwelle mit einer Mehrzahl von Exzentern darauf und mit Verbindungsstangen versehen ist, welche an ihrem oberen Ende mit den Exzentern der Kurbelwelle und an ihrem unteren Ende mit dem Schlitten verbunden sind. Der Schlitten ist innerhalb der Ständer für eine vertikale Hin- und Herbewegung angebracht und so ausgelegt, dass die obere Hälfte des Werkzeugsets an ihm angebracht ist, wobei die andere Hälfte an der Unterlage angebracht ist, die mit dem Bett verbunden ist.
• An einem Ende der Kurbelwelle ist normalerweise eine Schwungrad- Kupplungsanordnung angebracht. Das Schwungrad ist durch einen Riemen mit der Arbeitsscheibe eines Hauptantriebsmotors verbunden, so dass, wenn der Motor in Betrieb genommen wird, sich das massive Schwungrad kontinuierlich bewegt. Wenn die Kupplung in Betrieb genommen wird, wird die Drehbewegung des Schwungrads auf die Kurbelwelle übertragen, wodurch die Verbindungsstangen zu einer Rotations-Schwingbewegung angeregt werden. Diese Bewegung wird - beispielsweise mittels eines Schwingzapfens - auf die Schlittenanordnung übertragen, so dass die Rotations-Schwingbewegung in eine gerade Hin- und Herbewegung konvertiert wird. Die Verbindungsstangen sind direkt mit dem Schlitten verbunden, oder über Kolben, die ihrerseits gleitbar in mit der Krone verbundenen Zylindern aufgenommen sind.
• Während der Werkzeugeinrichtung ist es wünschenswert, den Schlitten in eine bestimmte Anhubstellung zu bringen. Um dies auszuführen, verwendet die ältere Technik mindestens zwei Methoden. Die erste Methode besteht darin, einen Hebel, beispielsweise eine lange Metallstange, in Bohrungen im Schwungrad einzuführen und den Hebel anzuheben oder nach unten zu ziehen, um das Schwungrad manuell zu drehen und damit eine Auf- oder Abbewegung des Schlittens zu bewirken. Diese Methode ist umständlich und ineffizient. Um den Schlitten in die gewünschte Anhubstellung zu bringen, sind zwei Personen erforderlich. Eine Person muss die Stange anheben und das Schwungrad drehen, während die andere Person den Vorgang beobachtet und die andere Person verständigt, wenn der Schlitten die gewünschte Anhubstellung erreicht hat. Für die erste Person ist der Blick auf die Schlittenbewegung beschränkt, wodurch die Bestimmung der Schlittenposition schwierig ist.
• Eine zweite Methode zur Anpassung des Schlittens an eine bestimmte Anhubposition besteht in einem zwischenzeitlichen Einlegen der Kupplung, während sich das Schwungrad dreht, wodurch der Schlitten schrittweise weiterbewegt wird, bis er die gewünschte Anhubstellung erreicht hat. Diese Methode ist problematisch wegen der Schwierigkeit, den Schlitten um kleine Einheiten weiter zu bewegen und weil das häufige Einlegen und Trennen der Kupplung ein Überhitzen, übermäßigen Verschleiß und Verwerfungen der entsprechenden Kupplungs- und Bremsbeläge bewirkt.
• Die vorliegende Erfindung überwindet die Probleme und Nachteile der oben beschriebenen Verriegelungssysteme mechanischer Pressen älterer Technik durch Bereitstellung einer mechanischen Presse, welche die Funktionsmerkmale von Anspruch 1 umfasst.
• In US-A-3 797 623 wird eine mechanische Presse offenbart, die eine Antriebsmotoranordnung umfasst, welche ein Rotationselement selektiv eingreifen lässt, und einen mit der Antriebsmotoranordnung verbundenen Eingreifmechanismus, wodurch die Antriebsmotoranordnung einen Mechanismus zur Inbetriebnahme des Rotationselements umfasst.
• Das genannte Dokument offenbart jedoch nicht die weiteren Funktionsmerkmale von Anspruch 1. Deshalb weist diese mechanische Presse bestimmte Nachteile gemäß obiger Beschreibung auf.
• Fig. 1 ist eine Aufrissansicht der Erfindung in einer Form derselben, bei der das Schrittantriebssystem in das Schwungrad eingreift.
• Fig. 2 ist eine Aufrissansicht der Erfindung, bei der das Schrittantriebssystem seinen Eingriff in das Schwungrad gelöst hat;
• Fig. 3 ist eine Seitenaufrissansicht der Erfindung, bei der das Schrittantriebssystem in das Schwungrad eingreift;
• Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Schrittantriebssystem; und
• Fig. 5 ist eine vordere Aufrissansicht einer mechanischen Presse, in der die Erfindung enthalten ist.
• Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durch alle Ansichten hindurch auf die selben Teile. Die hier festgelegten Beispiele stellen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Form derselben dar, sie haben aber auf den Geltungsbereich der Erfindung keine wie auch immer beschränkende Wirkung.
• Das Schrittantriebssystem 10 der vorliegenden Erfindung ist in die mechanische Presse 11 (Fig. 5) eingebaut, die - mit Ausnahme des Schrittantriebsystems 10 - in Konzept und Konstruktion konventionell ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die mechanische Presse 11 hauptsächlich aus dem Rahmen 13 mit der Krone 15 und dem Bett 17 an gegenüberliegenden Enden. Der Schlitten 19 wird innerhalb des Rahmens 13 gehalten und bewegt sich auf das Bett 17 zu und von diesem weg. Die Krone 15 enthält oder hält die Antriebsanordnung 14 für den Schlitten 19, die ein Schwungrad 12, eine Kupplungsanordnung und eine Kurbelwelle 8 umfasst. Die Krone 15 enthält zudem konventionelle Vorrichtungen wie (nicht dargestellte) Verbindungsstangen zur Konvertierung der Rotations- Schwingbewegung der Rotationselemente in eine gerade Hin- und Herbewegung des Schlittens 19, wie in der Fachwelt gut bekannt.
• Bezugnehmend auf Fig. 1, besteht das Schrittantriebssystem 10 aus zwei Primärmechanismen: Der Antriebsmotoranordnung 16 und dem Eingreifmechanismus 18. Die Antriebsmotoranordnung 16, die zum Eingreifmechanismus 18 reicht, greift selektiv in ein Rotationselement wie das Schwungrad 12 ein und bringt dieses zur Rotation. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schwungrad 12 das Rotationselement, welches vom Antriebssystem 10 in Rotation versetzt wird. Die Radzähne 20 sind um den sehr großen Außenumfang des Schwungrades 12 herum angeordnet, um das Eingreifen und die Rotation durch das Schrittantriebssystem 10 zu ermöglichen. Der Eingreifmechanismus 18 steuert das selektive Eingreifen der Antriebsmotoranordnung 16 in das Schwungrad 12, um den Schlitten 19 schrittweise in die Stellung für eine Werkzeugeinrichtung zu bewegen. Während der Werkzeugeinrichtung wird das Schwungrad 12 durch das Schriffantriebssystem 10 bei niedriger Geschwindigkeit rotiert, wodurch sich der Schlitten 19 schrittweise in eine gewünschte Anhubstellung bewegt.
• In einer bevorzugten Form umfasst die Antriebsmotoranordnung 16 den Hydraulikmotor 24 mit den Hydraulikflüssigkeitsöffnungen 30 für das Ein- und Ausfliessen von Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikmotor 24 und aus diesem heraus. Der Hydraulikmotor 24 kann konventionell konzipiert sein, wie das Hydraulikmotor-Modell RE-10-07-04 von der White Hydraulics Inc. Ein Zahnrad 22 ist mit dem Hydraulikmotor 24 verbunden und wird von diesem zur Rotation gebracht. Ein Antriebskontrollmittel 28 ist auf flüssige Weise mit den Hydraulikflüssigkeitsöffnungen 30 verbunden, um das Strömen von Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikflüssigkeitsöffnungen 30 in den Hydraulikmotor 24 zu kontrollieren. Eine solche Antriebskontrolle kann durch manuell oder computergesteuerte Ventile, Solenoide oder Rohrverzweiger bewirkt werden, die in der Lage sind, den Strom der Hydraulikflüssigkeit zu steuern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Antriebskontrollmittel 28 ein dreistufiges Solenoidventil zur Steuerung des Vorwärts-, Rückwärts- und Anhalte/Bremsbetriebs des Hydraulikmotors 24 umfassen. Der Hydraulikmotor 24 und das Zahnrad 22 drehen sich durch die Einführung von Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikmotor 24 vorwärts oder rückwärts.
• Während der Werkzeugeinrichtung greift das Zahnrad 22 in die Zähne 20 des Schwungrads 12 ein. Eine langsame Rotation des Zahnrads 22 im Eingriffzustand mit den Zähnen 20 bewirkt eine langsame Rotationsbewegung des Schwungrads 12, welches seinerseits die Bewegung des Schlittens 19 in eine für die Werkzeugeinrichtung erforderliche Stellung bewirkt. Weil der Außenumfang des Schwungrads 12 wesentlich größer ist als der Außenumfang des Zahnrads 22, ist der Schrittantrieb 16 geeignet, das Schwungrad 12 sehr langsam und mit relativ hohem Drehmoment zu drehen. Beispielsweise kann das Schwungrad 12 einen Umfang von 40 Inch und 249 Zähne auf dem Zahnrad 20 aufweisen, wohingegen das Zahnrad 22 einen Außenumfang von 6 Inch mit 36 Zähnen aufweisen kann.
• Das selektive Eingreifen des Schwungrads 12 durch das Zahnrad 22 wird vom Eingreifmechanismus 18 gesteuert. Der Eingreifmechanismus 18 ermöglicht der Antriebsmotoranordnung 16, sich geradlinig auf das Schwungrad 12 oder von diesem weg zu bewegen oder zu gleiten, um einzugreifen oder den Eingriff zu lösen.
• Der Eingreifmechanismus 18 umfasst eine Schieberhalterungsanordnung 26 mit einem Gleitblock 32 und einer Schieberhalterung 34. Die Schieberhalterung 34 hat Seiten, die sich vertikal aufwärts und nach innen erstrecken, um die sich horizontal erstreckenden Seiten des Gleitblocks 32 zu sichern und zu beschränken und um eine vertikale oder Rotationsbewegung des Gleitblocks 32 zu verhindern, jedoch eine geradlinige Gleitbewegung vorwärts und rückwärts zuzulassen. Ein Hydraulikzylinder 36 ist an der Schieberhalterung 34 befestigt und weist einen innen angebrachten Kolben und außen angebrachte Flüssigkeitsöffnungen 40 auf. Ein Eingriffsteuerungsmittel 38 ist über die Flüssigkeitsöffnungen 40 auf flüssige Weise mit dem Hydraulikzylinder 36 verbunden, während mit dem Kolben bzw. der Schieberhalterung 34 eine Stößelstange 46 mit den Enden 45 und 47 verbunden ist.
• Die Eingriffsteuerung 38 steuert die Einführung der hydraulischen Flüssigkeit in den Hydraulikzylinder 36 durch die Flüssigkeitsöffnungen 40. In einem Ausführungsbeispiel kann die Eingriffsteuerungsvorrichtung 38 ein zweistufiges Solenoidventil umfassen. Andere alternative Mechanismen zur Steuerung von Hydraulikflüssigkeit, die dem Hydraulikzylinder 36 zugeführt wird, können manuell oder computergesteuerte Ventile, Pumpen, Rohrverzweiger oder andere Mechanismen zur Kontrolle und Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit umfassen.
• Zwar wurde diese Erfindung in einer bevorzugten Konzeption beschrieben, doch kann die vorliegende Erfindung innerhalb von Geist und Geltungsbereich dieser Offenbarung weiter modifiziert werden. Dieser Patentantrag soll deshalb alle Variationen, Nutzungen oder Adaptierungen der Erfindung abdecken, die sich deren allgemeine Prinzipien zunutze machen. Des weiteren soll diese Erfindung alle Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung erfassen, die in die bekannte oder gewohnheitsmäßige Praxis jenes Faches fallen, zu dem diese Erfindung gehört und welche innerhalb der Grenzen der angehängten Ansprüche liegen.

Claims (1)

1. Mechanische Presse des Typs mit einem Bett (17), einem Schlitten (19) und einem Antriebsmittel (14), das eine rotierend-oszillierende Bewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung des Schlittens entlang eines definierten Betriebswegs auf das Bett zu und von diesem weg umwandelt, wobei das Antriebsmittel mit einem Rotationselement (12) versehen ist,

des weiteren eine Antriebsmotoranordnung (16), welche selektiv in das Rotationselement (12) eingreift, um eine schrittweise Rotation des Rotationselements (12) zu bewirken; und

einen Eingriffmechanismus (18), der mit der Antriebsmotoranordnung (16) verbunden ist und das selektive Eingreifen der Antriebsmotoranordnung (16) in das Rotationselement (12) veranlasst;

wobei die Antriebsmotoranordnung (16) ein Zahnrad (22) mit einer Mehrzahl von Zähnen aufweist, die in das Rotationselement (12) eingreifen; des weiteren einen Antriebsmotor (24), der mit dem Zahnrad (22) verbunden ist, um eine langsame Rotationsbewegung des Zahnrads (22) zu bewirken; und ein Antriebssteuerungsmittel (28) zur Steuerung des Antriebsmotors (24), um den Antriebsmotor (24) zur Rotation des Zahnrads (22) zu veranlassen;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

das Rotationselement (12) umfasst ein Schwungrad mit Zähnen (20), die um seinen Außenumfang angeordnet sind, und die Antriebsmotoranordnung (16) enthält ein angetriebenes Zahnrad (22), welches in die Verzahnung des Schwungrades einzugreifen vermag;

das angetriebene Zahnrad (22) weist einen wesentlich kleineren Außenumfang auf als der Außenumfang des Schwungrads;

wobei der Antriebsmotor (24) ein hydraulischer Antriebsmotor ist, der geeignet ist, das Zahnrad (22) in langsame Rotationsbewegung zu versetzen, und die Rotation des Antriebsmotors (24) von der Strömung der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des hydraulischen Antriebsmotors beeinflusst wird;

wobei das Antriebssteuerungsmittel (28) ein Magnetventil mit drei Einstellungen ist;

wobei der Eingriffmechanismus (18) folgende Elemente umfasst:

eine Schieberhalterungsanordnung (26), welche die Antriebsmotoranordnung (16) auf gleitbare Art und Weise an der Presse befestigt;

einen Eingriffzylinder (36), der an der Schieberhalterungsanordnung (26) befestigt ist, um die Antriebsmotoranordnung (16) zu veranlassen, nach vor und zurück zu gleiten; und

ein Eingriffsteuerungsmittel (38), welches den Eingriffzylinder (36) steuert, um die Gleitbewegung zu bewirken;

wobei es sich bei dem Zylinder (36) um einen hydraulischen Zylinder und bei dem Eingriffsteuerungsmittel (38) um ein Magnetventil mit zwei Einstellungen handelt.