DE7811319U1 - Presse - Google Patents
PresseInfo
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- DE7811319U1 DE7811319U1 DE19787811319U DE7811319U DE7811319U1 DE 7811319 U1 DE7811319 U1 DE 7811319U1 DE 19787811319 U DE19787811319 U DE 19787811319U DE 7811319 U DE7811319 U DE 7811319U DE 7811319 U1 DE7811319 U1 DE 7811319U1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
- B30B1/14—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism operated by cams, eccentrics, or cranks
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- B30B—PRESSES IN GENERAL
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- B30B1/268—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks using a toggle connection between driveshaft and press ram
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Press Drives And Press Lines (AREA)
- Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE ·· "
DlPL-ING. BUSCHKOFF
Dl?L.-lNG. HENNICKE
DIPL.-ING. VOLLBACH
5 KÖLN/RH.
Reg.-Nr.
I Gl 14Q I KÖLN,
Anm.: GuIf & Western Manufacturing Company
23IOO Providence Drive
Southfield, Michigan 48075 (USA)
Southfield, Michigan 48075 (USA)
Titel: Presse
Die Erfindung betrifft eine Presse mit im Pressenge- »tell auf linearer Bewegungsbahn zwischen einer oberen
und unteren Hubstellung geführten Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell
gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungsbahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche
den Schlitten über einen Exzentertrieb antreibt.
In der Vergangenheit ist ein erhebliches Maß an Entwicklungsarbeit
geleistet worden, um die Bewegungsund Geschwindigkeitscharakteristik eines kurbelgetriebenen
Pressenschlittens zu verbessern, welcher von einer Kurbel über eine Pleuelstange bzw. einen Stößel-Q
lenker angetrieben wird, derart, daß dem Schlitten bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Kurbel eine
Hubbewegung mit im wesentlichen gleichförmiger, sinusförmiger Bewegungs- und Geschwindigkeitscharakteristik
erteilt wird. Es ist bekannt, daß die Qualität des von der Presse durchgeführten Arbeitsvorganges, z.B. des
Ziehvorganges, teilweise von der Geschwindigkeit des Schlittens über den Arbeitshub abhängt, welcher nur
einen !Teil des Gesamthubes des Schlittens beträgt. Infolgedessen muß die Presse mit einer solchen Hub—
zahl ihres Schlittens arbeiten, daß über den Arbeitshub die für die Qualität des Arbeitsvorganges erfor-
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derliche Geschwindigkeit vorliegt. Dies "bedeutet "bei
Eurbelpressen, daß die Schliirfcengeschwindigkeiten "beim
Annäherungshub cLes Schlittens bis zum Beginn des Arbeitshubes
und beim Schlittenrückhub häufig verhältnismäßig
klein sind, so daß die Presse zumeist mit einer gegenüber ihrer Nennleistung verhinderten Hubzahl betrieben
werden muß. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit und damit der Produktionsleistung der Presse
durch Steigerung der Hubzahl führt zu einer Verminderung der Qualität des an dem Werkstück durchzuführenden
Arbeitsvorganges.
Bei Kurbelpressen ist es an sich erwünscht, die Kurbelwelle im Kopf bzw. Querhaupt der Presse oberhalb der
Schlittenbewegungsbahn und in Ausrichtung zu dieser unterzubringen, da dies zu einer einfachen und wirtschaftlichen
Bauweise des Pressenquerhauptes führt.
Allerdings weisen die herkömmlichen Kurbelpressen ein unerwünscht niedriges Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub
auf. Außerdem ist die Kraftübertragung vom Pressenantrieb auf den Schlitten mechanisch ungünstig.
Diese Nachteile ergeben sich aus der schlechten Massenverteilung, der schlechten Kraftverteilung während des
Pressenbetriebs und den hohen Beschleunigungskräften.
Es sind zahlreiche Pressen und Pressenantriebe entwickelt worden mit dem Ziel, die Geschwindigkeitsund Bewegungscharakteristik der Kurbelpressen günstiger
zu gestalten, ferner das Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub zu verbessern und/oder günstigere
Kraftübertragungsverhältnisse zu schaffen. Unter anderem ist ein Pressenantrieb mit einer Exzenterwelle
vorgeschlagen worden, welche ein mit dem Schlitten über einen Stößellenker o.dgl. verbundenes Treibglied
aufweist, welches jeweils über ein Bolzengelenk einer-
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seits am Schwinghebel und andererseits am Pressengestell angeschlossen ist, wobei die Achsen der beiden
Bolzen auf derselben Seite der Wellenachse liegen und die Achse des am Pressengestell befindlichen Bolzengelenks
unterhalb der Wellenachse angeordnet ist. Bei der Umdrehung der Exzenterwelle führt das Treibglied
eine Schwingbewegung gegenüber dem Exzenter aus, wobei seine Bewegung durch den Schwinghebel derart beeinflußt
wird, daß sich eine gesteuerte Bewegungsund Geschwindigkeitscharakteristik des Schlittens
ergibt. Der Pressenantrieb ist hierbei so ausgebildet, daß sich über dem Arbeitshub eine verminderte
Schlittengeschwindigkeit und vor sowie hinter dem Arbeitshub, d.h. beim Annäherungs- und Eückhub eine
erhöhte Schlittengeschwindigkeit ergibt.-Allerdings weisen auch diese Pressenantriebe nur sehr geringe
mechanische Vorteile gegenüber den einfachen Kurbelantrieben auf; sie erfordern ein Maß der Exzentrizität
des Exzenters, welches gleich oder größer ist als ein Drittel des gesamten Pressenhubes. Der Pressenantrieb
ist bauaufwendiger, verwickelter, schwerer und teurer als die einfachen Kurbelantriebe. Der
einzige Vorteil gegenüber den Kurbelantrieben erschöpft
sich darin, daß die Presse gegenüber einer Kurbelpresse mit gleicher Hublänge mit höherer Hubzahl
betrieben werden kann, indem über dem Arbeitshub die Schlittengeschwindigkeit vermindert wird.
Um die Eigenschaften der einfachen Ku*beiantriebe zu
verbessern, ist ferner ein Pressenantrieb vorgesehen worden, welcher eine Kurbelwelle aufweist, die gegenüber
der Schlittenbewegungsbahn um ein beträchtliches Maß seitlich versetzt angeordnet ist und deren Kurbelarm
mit einem Schlepphebel gelenkig verbunden ist,
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welcher über einen Stößellenker bzw. eine Pleuelstange mit dem Schlitten gekoppelt ist. Bei dieser bekannten
Kurbelpresse mit Hebelgetriebe ist ein Schwinghebel vorgesehen, der mit dem Schlepphebel und dem Pressengestell
gelenkig verbunden ist. Hit diesem Antriebsmechanismus läßt sich ein Antriebsgewinn bis zu ^>'.Λ
gegenüber den einfachen Kurbelpressen erreichen, wobei
zugleich die erwünschte verminderte Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub erzielt wird. Allerdings
erfordern solche Pressenantriebe ein schweres Regelsystem und ein verwickeltes Pressenhaupt in Sonderausführung
zur Anpassung an die gekröpfte Kurbelwelle und die Hebelteile. Beispielsweise hat die Kurbelwelle
eine Kröpfung, die etwa dem 0,7-fachen des erzielten Schlittenhubes entspricht. Der Schlepphebel,
welcher der schwerste von sämtlichen Hebeln ist, wird außerdem Biegekräften unterworfen, die nahezu gleich
der gesamten Pressenlast sind. Außerdem wirken an dem ßchlepphebel Seschleusigungskräfte, die weit größer
|| sind als bei den einfachen Kurbelantrieben. Infolge-
,1 dessen sind solche Pressen raumaufwendig und in der
Herstellung und Wartung teuer, so daß diese Antriebe für mit großen Schlittenhüben arbeitende Pressen oder
für Mehrfachpressen wenig geeignet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Presse bzw. einen Pressenantrieb zu schaffen, mit welchem sich die gewünschte
Geschwindigkeits- und Bewegungscharakteristik des Pressenstößels bzw. Schlittens erreichen läßt, ohne
daß die vorstehend im Zusammenhang mit den bisherigen Pressenantrieben genannten Nachteile voll in Kauf
genommen werden müssen. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, einen mit einer Exzenterwelle
bzw. einer besonderen Kurbelwelle, einem Treibglied,
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einem Schwinghebel und einem Stößellenker bzw. einer
Pleuelstange -versehenen Pressenantrieb mit günstiger
Betriebscharakteristik zu schaffen, welcher dem Schlitten die erwünscht niedrige Hubgeschwindigkeit über den
.Arbeitshub erteilt, wobei aber die Hubgeschwindigkeit über den Annäherungs- und Eückhub möglichst groß sein
soll. Dabei wird zugleich eine gegenüber den bisherigen Antrieben in den Bauabmessungen verminderte Auslegung
des gesamten Eebelsystems sowie eine solche Bauweise des Pressenantriebs angestrebt, daß sich eine
Erhöhung des Pressenhubes mit nur geringer Zunahme der Abmessungen des Hebelsystems erreichen läßt, wodurch
sich die Masse des Antriebssystems am Verbindungspunkt mit dem Stößellenker sowie die Masse für
den Stößellenker selbst herabsetzen lassen und die Möglichkeit geschaffen wird, ein Pressenhaupt zu verwenden,
welches mehr oder weniger dem herkömmlichen Pressenhaupt er·*1'spricht.
Der Pressenantrieb gemäß der Erfindung weist eine Exzenterwelle,
ein hiermit gekoppeltes, in Abhängigkeit von der Umdrehung der Exzenterwelle schwingendes
Treibglied, einen am Pressengestell angelenkten Schwinghebel und einen Stößellenker auf, der einerseits
mit dem Stößel bzw. Schlitten und andererseits mit dem Treibglied gelenkig gekoppelt ist. Die Erfindung
ist dabei gekennzeichnet durch die bauliche Ausgestaltung und Zuordnung zwischen dem Treibglied und
dem Schwinghebel, wodurch sich die vorgenannten Vorteile erzielen lassen. In bevorzugter Ausführungsform
weist das Treibglied einen Exzenter auf, dessen Acäse parallel zu der Achse der Exzenter-Antriebswelle verläuft,
wobei der Schwinghebel mit üem Exzenter des Treibgliedes gekoppelt ist, welcher mit seiner äußeren
Umfangsfläche die Achse der Exzenter-Antriebs-
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welle umschließt. Die Achse des Treibglied-Exzenters
befindet sich hierbei in -unmittelbarer Nähe der Achse
der Exzenter-Antriebswelle, während die Gelerikachse des Anschlußgelenks des Treibgliedes an dem Pressengestell
oberhalb der Achse der Antriebswelle liegt. Me Gelenkachse des das Treibglied mit dem Pressengestell
verbindenden Gelenks ist dabei auf der einen Seite der Schlittenbewegungsbahn angeordnet, während
sich die Achse des das Treibglied mit dem Schwinghebel verbindenden Gelenks an der anderen Seite der
Schlittenbewegungsbahn befindet. Bei Umdrehung der Antriebswelle wird demgemäß der Achse des Treibgliedexzenters
eine Schwingbewegung auf einem von dem | Schwinghebel bestimmten Bogenweg erteilt, wodurch I
die Hubbewegung des Pressenschlittens bzw. Stößels f bewirkt wird. Die enge Zuordnung zwischen den Ex- {
zenterachsen und die Anordnung der Schwinghebelachse
gegenüber der Schlittenbewegungsbahn bewirken, daß das Treibglied und der Schwinghebel geringe Schwenk-
und Schwingbewegungen ausführen, und daß der Schlittenhub um mindestens das Fünffache größer ist als die
Exzentrizität der Exzenter-Antriebswelle. Zugleich wird mit diesen Maßnahmen bei der gewünschten geringen
Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub eine hohe Annäherungs- und Euckhubgeschwindigkeit des :
Schlittens erreicht. Das Antriebssystem ermöglicht einen Arbeitsgewinn von etwa 5ί1·
Weitere im Hinblick auf die Aufgabenstellung uad die
Zweckbestimmung der Erfindung wesentliche Merkmale sind in den einzelnen Ansprüchen aufgeführt.
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Mit der Erfindung wird demgemäß ein. verbesserter Pressenantrieb
geschaffen, mit welchem sich gegenüber den bekannten Antrieben ein größeres Verhältnis von Schlittenhub
zu Exzentrizität (Exzenterkröpfung) und im Bedarfsfall auch ein günstigeres Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub erreichen läßt. Zugleich ist es mög- fi
lieh, im Vergleich zu den bisherigen Pressenantrieben ■*
die Beschleunigungskräfte an den verschiedenen Antriebskomponenten zu vermindern, die Masse des Antriebes
gegenüber Pressen gleicher Baugröße herabzusetzen und insgesamt einen in der Herstellung und Wartung
wirtschaftlicheren Pressenantrieb zu schaffen, bei dem das Pressengestell ein mehr oder weniger in herkömmlicher
Weise ausgebildetes.-Pressenhaupt erhalten kann. Ferner werden die Biegebeanspruchungen an den
Antriebsteilen vermindert und es wird insgesamt die Kraftverteilung vom Antrieb auf das Pressengestell
verbessert. Der erfindungsgemäße Pressenantrieb ermöglicht die Verwendung einer Kurbelwelle oder einer Ex- *
zenterwelle mit einer Kröpfung bzw. Exzentrizität, die v
!deiner ist als ein Fünftel der Länge des Schlittenhubes. Die bekannten Antriebe erfordern demgegenüber
eine Kurbelkröpfung bzw. eine Exzentrizität, die mindestens gleich einem Drittel des Pressenhubes ist und
bei Kurbelpressen sogar gleich oder größer ist als die Hälfte des Pressenhubes. Das Hebelsystem kann bei
der erfindungsgemäßen Presse ein geringeres Gewicht erhalten, was ebenfalls in baulicher Hinsicht vorteilhaft
ist. Es läßt sich mit ihm ein im Verhältnis euro. Gesamthub größerer Arbeitshub erreichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes
Äusführungsbeispiei der- Ez-findung dargestellt ist.
In der Zeichnung zeigt:
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Pig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Pressenantrieb ausgerüstete Presse in Seitenansicht,
teilweise im Schnitt;
Fig. 2 den Pressenantrieb der in Fig. 1 gezeigten
Presse in größerem Maßstab in Seitenansicht , teilweise im Schnitt;
Pig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Pig. 2; Pig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Pig. 2;
Pig. 5 cLen erfindungsgemäßen Pressenantrieb in
einem Diagramm, wobei die bei einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle umschriebene
Koppelkurve dargestellt ist;
Pig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Schlxttengeschwxndigkeit des erfindungsgemäßen
Pressenantriebes auf einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle;
Pig. 7 ebenfalls eine graphische Darstellung sur
Erläuterung der Schlittenbewegung während einer vollen Umdrehung der Antriebswelle.
Die in Pig. 1 gezeigte Presse 10 weist ein Pressengeetell
mit einem Querhaupt 12 und einem Fußteil 14 auf, welches das Pressenbett 16 bildet. Am Pressengestell
ist eine lineare Führung 18 für die entlang der Schlit tenbewegungsbahn B in Sichtung auf das Pressenbett 16
und in Gegenrichtung hubbeweglich geführte Schlittenvorrichtung
20 mit Sehlitten 24 angeordnet, Reicher
mit dem Pressenantrieb gekoppelt ist. wie üblich sind die Schlittenvorrichtung und das Pressenbett so ausge-
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bildet, daß sich au ihnen zusammenwirkende Werkzeuge,
z.B. Ziehwerkzeuge, anordnen lassen, die bei der Hubbewegung des Schlittens an einem zwischen ihnen liegenden
Werkstück einen Bearbeitungsvorgang bewirken.
Wie vor allem die Fig. 2 bis 4 zeigen, weist der Pressenantrieb eine Eingangs- oder Antriebswelle 26 auf,
die sich zwischen den beiden Seiten des Fressenge-Etells erstreckt und in dem Pressengestell um eine
Wellenachse 0 drehbar gelagert ist. Das Pressenge-Btell
weist an seinen gegenüberliegenden Seiten durchgehende Wellenöffnungen mit darinsitzenden Wellenaufnahmehülsen
28 und Wellenlagerbuchsen 30 auf, in welchen die Welle 26 mit ihren beiden Enden drehbar gelagert
ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem einen Wellenende ein Zahnrad 32 drehschlüssig
befestigt, welches von einem moborgetriebenen Ritzel 34 (Fig· Ό angetrieben wird, wodurch die
Welle 26 in Umdrehung versetzt wird.
Die Antriebswelle 26 weist ein Paar im Axialabstand zueinander
angeordnete Exzenter 36 auf, die jeweils mit einer kreisförmigen Umfangsflache versehen sind und deren
gemeinsame Achse A parallel und seitlich versets^ au der Wellenachse O verläuft. Ferner ist der Antriebs-Mechanismus
mit einem als Hebel ausgebildeten Treibglied 38 versehen, dessen Nabe 40 die Antriebswelle
tunschließt und welches kreisrunde Öffnungen 4-2 für
die Aufnahme der Exzenter 36 aufweist. In den Lageröffnungen 42 sitzen Lagerbuchsen 44. Die Anordnung
ist so getroffen, daß das Treibglied 38 gegenüber der
Antriebswelle 26 um die Achse A der Exzenter 36 schwenkbar auf den Exzentern gelagert ist. Das
Sreibglied 38 weist seinerseits ein Paar im Axial—
abstand zueinander angeordnete Exzenter 46 an den
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gegenüberliegenden Enden der Nabe 40 auf, die jeweils
mit *?iner kreisrunden äußeren TJmf angsfläche 48 versehen
sind, welche den zugeordneten Exzenter 36 der Antriebswelle
"umschließen. Die kreisförmigen TJmfangsflachen 48
der beiden Exzenter 46 weisen eine gemeinsame Exzenterachse B auf, die parallel und seitlich versetzt zu der
Exzenterachse A und der Wellenachse 0 verläuft.
Das Treibglied 38 weist ein Paar Arme 50 auf, die sich
von der Nabe 40 im Axialabstand zueinander radial erstrecken. Das obere Ende einer Pleuelstange bzw. eines
Stößellenkers 52 faßt zwischen die Arme 50 und ist mit
diesen mittels eines Gelenkbolzens 54 gelenkig verbunden,
welcher fluchtende Bolzenöffnungen der Arme 50 und des Stößellenkers 52 durchgreift. Der an den Armen
50 gesicherte Bolzen 54 durchfaßt eine Lagerbuchse 565 die in der Bolzenöffnung des Stößellenkers 52
sitzt. Der Stößellenker 52 ist daher gegenüber dem Treibglied 38 um die Bolzenachse D gelenkbeweglich,
die parallel zu den Achsen 0, A und B verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere
Ende des Stößellenkers 52 mit einer Gelenkbügel 58
versehen, die in einer Kugelpfanne 60 des Schlittens 24 gelagert ist, so daß der Stößellenker und der
Schlitten gegeneinander um eine Achse E gelenkbeweglich sind.
Der Pressenantrieb ist ferner mit einem Paar Schwinghebel
62 versehen, die jeweils eine kreisrunde Lageröffnung 64 für die Aufnahme eines Exzenters 46 des
Treibgliedes aufweisen. Zwischen den Plächen 48 der Exzenter 46 und den Innenflächen der Lageröffnungen
64 ist jeweils eine Lagerhülse 66 eingeschaltet. Die Schwinghebel 62 und das Treibglied 38 sind daher um
die Achse B relativ zueinander verschwenkbar. Die
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Schwinghebel 62 -weisen jeweils einen gegenüber der Achse
B radial verlaufenden Arm 68 auf, der mit einer Bolzenöffnung
verseilen ist. Ein Gelenkbolzen 70 durchfaßt die Bolzenöffnungen der Arme 68, wodurch die Schwinghebel um
die Bolzenachse C schwenkbar am Pressengestell gelagert sind. Die Bolzen 70 durchfassen Lagerbüchsen 72, die in
den Bolzenöffnungen der Schwinghebelarme 68 sitzen.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Wellenachse 0 "and die Schwinghebelachse C gegenüber dem Eressengestell
feststehend angeordnet sind. Wie vor allem die schematische
Darstellung nach Fig. 1 zeigt, wird bei Drehung der Antriebswelle 26 die Exzenterachse A der Exzenter
36 um die Wellenachse 0 gedreht, wodurch die Exzenter
36 die Achse B der Exzenter 46 des Treibgliedes auf einem
Bogenweg schwingen, dessen Radius gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Bei dieser Umdrehung der Antriebswelle
26 und Schwingbewegung der Achse B wird von den Schwinghebeln 62 eine Schwenkbewegvjig des Treibgliedes
38 um die Achse A erzwungen, so daß die Achse D des das Treibglied 38 mit dem Stößellenker 52 verbindenden
Gelenks die in Pig. 5 gezeigte Koppelkurve 7^ beschreibt.
Da sich der Pressenschlitten sowie die Achse E bei der Hubbewegung auf der linearen Schlittenbewegungsbahn P
bewegen, ergibt sich eine Hubbewegung des Schlittens zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren
Totpunktlage gegenüber dem Pressenbett. Der Abstand zwischen den Exzenterachsen A und B, der Abstand zwischen
den Achsen A und D und der Winkel BAD sind konstant.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich z.B. um eine 60 t schrägstellbare
Presse, bei welcher der Schlitten zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren Totpunktlage einen
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Gesamthub von 101,6 mm ausführt, wobei der Arbeitshub im Abstand von 25 j4 mm oberhalb der unteren Totpunktlage
beginnt. Έόχ die Abmessungen des beschriebenen
Pressenantriebes gelten folgende Werte:
Seitenabstand der Wellenachse 0 von der Schlittenbewegungsbahn P: 33»8 mm
Exzentrizität der Exzenter 36, d.h. Abstand der Exzenterachse A von der Wellenachse 0: 17,4 mm
Abstand der Erzenterachse A von der
Exzenterachse B: 59j1 mm
Abstand der Exzenterachse A und der
Achse D: 165 mm
Winkel BAD des von den Achsen B, A
und D gebildeten Dreiecks: ca. 170 °
Länge des Stößellenkers 52 zwischen
den Achsen D und E: 347,3 mm
Länge des Schwinghebels 62 zwischen
den Achsen B und C: 210,8 mm
Vertikales Abstand der Achse C von
der Welle.nachse 0: 40 mm
Horizontaler Abstand der Achse 0 von der Schlittenbewegungsbahn: 140,5 nim
In Pig. 5 ist ein Pressenantrieb mit den vorgenannten Abmessungen und Abmessungsverhältnissen schematisch
wiedergegeben. Die Welle 26 dreht sich im Gegenukrzeigersinn, wobei sich die Exzenterachse A im Gegenuhrzeigersinn
auf einem Kreisbogen um die Welle 0 bewegt. Die Kreisbahn der Achse A ist, beginnend von dem
Bezugspunkt o, in Stufen von jeweils 20 ° unterteilt. Die Drehung der Antriebswelle 26 bewirkt eine Bewegung
der Achse D zwischen Treibglied 38 und Stößellenker auf der Koppelkurve 74. In Fig. 5 ist die Bewegung der
Achse D auf der Koppelkurve jeweils in Stufen gezeigt, die jeweils einem Drehwinkel von 20 ° der Exzenterachse
A entsprechen. Die Bewegung der Achse E des den Sjößellenker 52 mit dem Schlitten 24 verbindenden Gelenks
entspricht dem Schlittenhub auf der Schlittenbewegungs-
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"bahn P bei Bewegung der Achse D auf der Koppelkurve
Die Hubbewegung der Achse E über den vollen SchlitteniLub
wird demgemäß von der Koppelkurve bestimmt und ist jeweils in einer !Teilung wiedergegeben, die der 20 °-
Teilung der "Umlaufbahn der Exzenter achse A entspricht.
Die obere Totpunktlage des Schlittens ist mit TDC und seine obere Totpunktlage mit BDC bezeichnet- Der Arbeitshub
beginnt an der Stelle WB und endet an der
Stelle WE.
Aus 3?ig. 5 ei-gibt sich, daß bei Drehung der Antriebswelle
26 im Gegenuhrzeigersinn der von der Achse A repräsentierte erste Exzenter 36 den von der Achse B repräsentierten
Treibgliedexzenter 46 auf einem Bogenweg gegenüber der feststehenden Achse C bewegt, dessen Radius
gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Demgemäß sind die Positionen der Achse B auf dem Bogenweg
76 in Abhängigkeit von der Umdrehung der Antriebswelle
in einer Trilung dargestellt, die der 20 °-Stufenteilung
der Drehung der Exzenterachse A entspricht. Die Bewegung der Achse B auf dem Bogenweg 76 bewirkt eire
entsprechende Schwingbewegung des Schwinghebels 62 um die Achse C , wodurch der Schwinghebel 62 dem Treibglied
38 eine Schwenkbewegung um die Exzenterachse A relativ zu dem ersten Exzenter 36 aufzwingt mit der
Folge, daß die Achse D des Treibgliedes sich auf der Koppelkurve 74 bewegt. Wie erwähnt, sind die Abstände
B-C9 A-B, A-D sowie der Winkel BAD konstant. ]?ür jeden
Punkt der 20 °-Teilung der Drehung der Wellenachse A um die Wellenachse 0 kann demgemäß die entsprechende
Position der Achse D bestimmt werden, indem der Punkt A und der entsprechende Punkt B auf dem Bogenweg
76 verbunden werden und dann eier Abstand A-D auf einer Linie gemessen wird, die sich unter dem Winkel
BAD von dem Punkt A erstreckt.
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]?ig. 5 zeigt, daß der Schlitten 24 seine untere Totpunktlage
BDC "bei etwa 180 °-Drehung der Antriebswelle
26 erreicht, während er bei einem Drehwinkel von etwa 320 ° der Antriebswelle in seine obere (Dotpunktlage gelangt.
Wie erwähnt, weist die Presse einen Arbeitshub von 25,4 nun auf. Der Schlitten erreicht den Beginn des
Arbeitshubes VB bei einem Drehwinkel der Antriebswelle von 80 °; das Ende des Arbeitshubes fällt mit der unte
ren Totpunktlage bei dem Drehwinkel von etwa 180 ° der Antriebswelle zusammen. Infolgedessen drehen sich die
Antriebswellen 26 während des Arbeitshubes über einen
Winkel von 100 °. Die Bewegung der Achsen D und E entlang der Koppelkurve bzw. auf der Schlittenbewegungsbahn
von der unteren Totpunktlage zu dem Punkt WB, wel cher dem Beginn des nächsten Arbeitshubes entspricht,
definiert den Eückhub und den Annäherungshub des Schlittens.
Der Abstand der einzelnen Teilungspunkte auf der Koppelkurve 74 gibt die Geschwindigkeit der Achse D über
eine volle Umdrehung der Welle 26 wieder. Entsprechend ist der Abstand der Teilungspunkte auf der Schlittenbewegungsbahn
P eine Anzeige für die Geschwindigkeit der Achse E und demgemäß des Pressenschlittens wähv
rend eines vollen Schlittenhubes. Die Antriebswelle
26 wird mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben, so daß größere Abstände zwischen zwei aufeinander
folgenden Teilungspunkten eine größere Schlittengeschwindigkeit
bedeuten als kleinere Abstände der Teilungspunkte .
J?ig. 5 zeigt, daß sich die Achse E von der obereD Totpunktlage
bis zu dem Beginn des Arbeitshubes WB mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bewegt, die bei
Annäherung und Erreichen des Arbeitshubes abnimmt. Beim Eintritt in den Arbeitshub wird die Geschwindig-
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keit der Achse beträchtlich vermindert, wobei die verminderte
Geschwindigkeit bis zum Erreichen der unteren Totpunktlage beibehalten wird. Nach Durchgang durch die
untere Totpunktlage wird die Geschwindigkeit der Achse £ wieder beträchtlich erhöht, wobei sich die Achse E in
die obere Totpunktlage bewegt.
Die Schlittengeschwindigkeit über die verschiedenen Abschnitte des gesamten Schlittenhubes ist in Pig. 6
graphisch durch die voll ausgezeichnete Linie für eine Presse wiedergegeben, die mit neunzig Hüben je Minute
arbeitet» Die gestrichelte Kurve gibt die Geschwindigkeit einer herkömmlichen kurbelgetriebenen Presse gleicher
Größe wieder, die mit einer Hubzahl von fünfundvierzig je Minute arbeitet. Die Schlittenbewegung ist
für den erfindungsgemäßen Antrieb in Pig. 7 durch die durchgezogene Kurve angegeben, während die gestrichelte
lurve die Schlittenbewegung bei der genannten herkömmlichen Presse wiedergibt. Aus den Pig. 6 und 7 ergibt
eich, daß der Beginn des Arbeitshubes des Schlittens an einer Stelle liegt, die dem 80 °-Drehwinkel der Antriebswelle
entspricht, und daß an dieser Stelle die Geschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb
abnimmt und sich der Schlitten hier in einem Abv etand von 25,4 mm oberhalb seiner unteren Totpunktlage
befindet. Im Vergleich hierzu erhöht sich bei der herkömmlichen Kurbelpresse an diesem Punkt die Schlittengeschwindigkeit
, wobei sie bis zu einem Kurbel-Drehwinkel von 135 ° keine brauchbare Pormgebungsgeschwindigkeit
erreicht. Bei dem Kurbel-Drehwinkel von 185 ° befindet sich der Schlitten etwa 12,7 ^m oberhalb der
unteren Tctpunktlage. Infolgedessen weist die herkömmliche Kurbelpresse ein Verhältnis von Arbeitshub zu
Gesaiathub von etwa 1:8 auf, während dieses Verhältnis
bei der erfindungsgemäßen Presse 1:4 beträgt. Pig. 6 zeigt weiter, daß bei dem erfindungsgemäßen Pressen-
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antrieb der Schlitten eine erheblich höhere Rückhubtind
Annäherungsgeschwindigkeit hat als bei der herkömmlichen
Kurbelpresse. Die Verminderung der Schlittengeschwindigkeit während des Arbeitshubes auf eine
für den Formgebungsvorgang geeignete Größe ist bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb in Verbindung
»it einer Hubzahl der Presse möglich, die das Doppelte der Hubzahl der Eurbelpressen beträgt.
Die Verminderung der Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub ermöglicht demgemäß gegenüber den herkömmlichen
Kurbelpressen höhere Hubzahlen. Der Schlittengeschwindigkeit kommt hierbei die Hauptbedeutung zu,
da hohe Schlittengeschwindigkeiten für die Standzeit der Pressenwerkzeuge und die Qualität des bearbeiteten
Werkstücks schädlich sind. Vie weiter oben erwähnt, hat man andere Pressenantriebe vorgesehen, die
ebenfalls die gewünschte niedrige Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub und demzufolge höhere Betriebsgeschwindigkeiten
der Presse ohne nachteilige Auswirkungen auf die Standzeit der Pressenwerkzeuge und die Qualität des Arbeitsvorganges zulassen. Die-Be
Pressenantriebe haben ebenso wie derjenige nach der Erfindung den Vorteil eines mechanischen Arbeitsgewinns von etwa 5:1 in bezug auf die Übertragung der
Arbeitskraft auf den Schlitten. Der erfindungsgemäße Eeessenantrieb weist im Vergleich mit herkömmlichen
Kurbelantrieben alle diese günstigen Eigenschaften und die sich hieraus ergebenden Vorteile auf, wobei
er aber zugleich bei einer gegebenen Kurbelkröpfung oder einer gegebenen Exzentrizität der Antriebswelle
ein günstigeres Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamt-
hub und auch größere Schlittenhübe als bisher möglich ermöglicht. Außerdem zeichnet sich der er£indungsgemäße
Pressenantrieb durch eine bessere Mas-
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Gl 14-9 /
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senverteilung innerhalb des Pressengestells und somitdurch eine günstigere Kraftverteilung aus, wodurch die
Beschleunigungokräfte stark vermindert und im Vergleich zu den bekannten Pressenantrieben auch die Fertigungskosten
herabgesetzt werden.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Pressenschlitten einen Gesamthub von 101,6 mm, der mit
einer Exzenterwelle erreicht wird, deren Kröpfung bzw. Ixzentrizität nur 17,4- mm beträgt. Das Verhältnis der
Exzentrizität der Antriebswelle zum Schlittenhub beträgt daher nahezu 1:6. Von Bedeutung für die Erzielung
der vorgenannten Verbesserungen ist die Lage der Achse 0 innerhalb einer Horizontalebene, die im Abctand
oberhalb der Horizontalebene der Achse 0 liegt, wobei die Achse C auf der der Achse B gegenüberliegenden
Seite der Schlittenbewegungsbahn angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Achse 0 oberhalb der Achse
A in einem Abstand angeordnet, der mindestens gleich der Exzentrizität 0-A der Antriebswelle ist. Weiterhin
empfiehlt es sich, die Achsen B und C an den gegenüberliegenden Seiten der Wellenachse E und auch
an den gegenüberliegenden Seiten der Schlittenbewegungsbahn P anzuordnen. Der Winkel BAD beträgt vor-Eugsweise
150 bis 180 °. Gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Uellenachse 0 der Antriebswelle
auch zur anderen Seite der Schlittenbewegungsbahn hin in ihrer Exzentrizität versetzt sein,
wobei das Maß der Versetzung (Exzentrizität) vorzugsweise nicht mehr als etwa das Zweifache des Abstandes
0-A beträgt.
7811319 io.oa78
Claims (18)
- Ansprüche :«1. Presse mit im Pressengestell auf linearer Bewegungsbahn zwischen einer oberen und unteren Hubstellung geführtem Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungsbahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche den Schlitten über einen Exzentertrieb antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzentertrieb eine mit dar Welle (26) umlaufende erste Exzentervorrichtung (36) mit parallel zur Wellenachse (0) verlaufender Exzenterachse (A), mindestens ein auf dieser ersten Exzentervorrichtung schwenkbewegliches Treibglied (38) und einen Stößellenker (52) aufweist, welcher den Schlitten (24) und das im Abstand von der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) liegende Ende des Treibgliedes gelenkig verbindet, daß das Treibglied (38) mit einer zweiten Exzentervorrichtung (46) versehen ist, deren Exzenterachse (B) zu der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung parallel versetzt verläuft, und daß am Außenumfang der zweiten Exzen-7811319 10.08.78*■■···«■- ΪΙ "tervorrichtung (46) ein Schwinghebel (62) angelenkt ist, der mit seinem im Abstand von der Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichirung liegenden Ende tun eine zu dieser Exzenterachse parallele Schwinghebelachse (C) schwenkbar am Pressengestell angeschlossen ist.
- 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Exzentervorrichtung (46) mit ihrer TJmfangsflache die Wellenachse (0) umschließt.
- 3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Exzentrizität der Exzenterachse (A) der ersten Exzentorvorrichtung (36) zu dem Gesamthub des Schlittens (24) mindestens 1:5 beträgt.
- 4. Presse npch 'xnem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der dizrch die genannten Exzenterachsen (A und B) hindurchgehenden Geraden mit einer Geraden, welche durch die Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung und die Gelenkachoe (D) zwischen Stößellenker und Treibglied verläuft, etwa 150 ° bis 180 ° beträgt.
- 5· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) in Nähe des Außenumfangs der ersten Exzentervorrichtung (36) liegt.
- 6. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebelachse (C) sich in einer oberhalb der Horizontalebene der Wellenachse (0) liegenden horizontalen Ebene befindet.7811319 10.08.78
- 7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) im Seitenabstand von der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.
- 8. Presse nach einem der Ansprüche 1 "bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) auf der einen Seite und die Schwinghebelachse (O) auf der anderen Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.
- 9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) im Seitenabstand auf derjenigen Seite del Schlittenbewegungsbahn (P) liegt, auf der sich die Wellenachse (O) befindet.
- 10. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Exzentervorrichtung (36) einen Exzenter mit einer die Wellenachse (O) umschließenden kreisförmigen TJmf angsflache aufweist, die in einer kreisförmigen Exzenteröffnung (4-2) des Treibgliedes (38) angeordnet ist.
- 11. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis ΊΟ, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Exzentervorrichtimg (46) einen Exzenter aufweist, der mit einer den ersten Exzenter (36) umschließenden kreisförmigen Umfangsflache versehen ist.
- 12. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (62) eine kreisförmige Öffnung aufweist, in welche der zweite Exzenter (46) gelenkbeweglich eingreift.7811319 iQ.08.78Gl 149
- 13. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) unterhalb der Schwinghebelachse (C) liegt.
- 14. Presse nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) auf der der Schwinghebelachse (0) gegenüberliegenden Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.
- 15· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (0) sich in einem Abstand von der Schlittenbewegungsbahn (P) befindet, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung der Wellenachse (O) von der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung ist.
- 16. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebelachse (O) in einem Abstand oberhalb der Wellenachse (0) angeordnet ist, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung zwischen der Wellenachse (O) und und der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung ist.
- 17· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet 5 daß die Wellenachse (0) und die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung auf derselben Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegen.7811319 io.08.78Gl 149 .......■ ·-V-
- 18. Presse mit im Pressengestell auf linearer Bewegungsbahn zwischen einer oberen und einer unteren Hubstellung geführtem Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungsbahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche den Schlitten über einen Exzenterantrieb antreibt, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) eine mit ihr umlaufende Exzentervorrichtung (36) mit parallel zur Wellenachse (0) verlaufender Exzenterachse (A) aufweist, daß mindestens ein Treibglied (38) an dieser umlaufenden Exzentervorrichtung (36) Bchwenkbeweglich angeordnet ist, mit dessen im Ab-Btand von der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) ein mit dem Schlitten (24) gelenkig gekoppelter Btößellenker (52) angelenkt ist, daß ferner an einer gegenüber der Wellenachse (0) und der Exzenterachse(A) versetzten, zu diesen parallelen zweiten Achse(B) des Treibgliedes (38) mindestens ein Schwinghebel (62) angelenkt ist, der über eine Schwinghebelechse (C) am Pressengestell gelenkig angeschlosssn ist, die parallel zur zweiten Achse (B) verläuft und in bezug auf die obere und untere Hubposition des ßchlittens (24) oberhalb der Wellenachse (0) liegt, wobei die zweite Exzenterachse (B) und die Schwinghebelachse (C) auf gegenüberliegenden Seiten der ßchlittenbewegungsbahn (P) liegen.7811319 io.08.76
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