EP1370411B1 - Antriebseinrichtung, insbesondere für eine mechanische presse oder stanze - Google Patents

Antriebseinrichtung, insbesondere für eine mechanische presse oder stanze Download PDF

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EP1370411B1
EP1370411B1 EP02724216A EP02724216A EP1370411B1 EP 1370411 B1 EP1370411 B1 EP 1370411B1 EP 02724216 A EP02724216 A EP 02724216A EP 02724216 A EP02724216 A EP 02724216A EP 1370411 B1 EP1370411 B1 EP 1370411B1
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EP
European Patent Office
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drive
shaft
gear
drive apparatus
flywheel
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EP02724216A
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EP1370411A1 (de
Inventor
Alexander P. Desch
Siegfried Nolte
Ernst Zimmermann
Thomas Volbers
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Nidec Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
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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
    • B30B1/26—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
    • B30B1/266—Drive systems for the cam, eccentric or crank axis

Definitions

  • the present invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1.
  • Actuators of mechanical eccentric presses or punches use as energy storage for performing a power stroke, a flywheel with high moment of inertia, which is mounted by a drive motor drivable on the fixed stand.
  • the drive torque can be introduced to carry out a working stroke via a clutch in the output shaft, which is connected to the input of the working gear, preferably a planetary gear.
  • the output shaft, d. H. the output shaft of the work gear transmits the drive torque to a crankshaft or eccentric shaft, which forms the actual ram drive for performing the tool working stroke.
  • a speed adjustable drive means for an eccentric press or punch is known in the art DE 43 09 785 C2 described. It is proposed that a switchable planetary gear is used as a work gear. The switching of the transmission ratio takes place in that optionally individual transmission elements, namely the ring gear with the planet carrier rotatably coupled. Between the drive input from the drive shaft via the sun gear input speed and the planet carrier tapped output speed of the eccentric shaft then gives a gear ratio of 1: 1. In the second switching stage, the planet carrier and the ring gear are decoupled from each other and at the same time the ring gear rotatably fixed to the stationary stand. This results in the predetermined by the dimensioning of the planetary gear ratio between the drive shaft and output shaft.
  • a drive device for a press is also from the US 4,050,557 known.
  • a drive device in particular for a mechanical press or punch, with a rotatably driven flywheel, which is coupled to the drive shaft of a power transmission, which has an output shaft for actuating a tool drive, with a gearbox with a gear ratio greater than 1 via switchable clutches optional between the flywheel and the drive shaft plaguekuppelbar or mosstarr is bridged described.
  • Another drive device for a press is in the U.S. 4,051,933 been described. Again, a drive device for a press is described, which is equipped with a primary gear and a clutch. Optionally, the pre-gear can be switched by the clutch between the drive and output, so that different ratios between drive and output can be achieved.
  • the previously known drive device thus open up the possibility during a power stroke to switch the speed of the output shaft and thus the tool speed, ie to reduce or increase targeted.
  • the disadvantage is that the known drive means are constructed with little compact, ie they require a comparatively large space.
  • the invention has for its object to provide a switchable drive for a press or punch, which allows a compact design.
  • the working gear is designed as a planetary gear, wherein the flywheel, the drive shaft, the clutches and the gearbox are arranged coaxially. Due to the symmetrical structure and the particularly good transmission properties, the use of planetary gears for driving the tool ram in pressing and punching has particular advantages.
  • the flywheel which is rotatably mounted externally on a projection on the stator, the drive shaft, which is passed through the stator in the flywheel, can thereby together with the primary gear and the clutches plus the brake and the transmission designed as a planetary gear as an integrated drive unit be made particularly compact with all functional components.
  • the primary gear according to the invention may be formed for example as a two-stage spur gear.
  • Such an embodiment can be structurally well adapted to the required boundary conditions and requires a relatively small overall design and manufacturing costs.
  • only an input and output gear as well as with these engaged, non-rotatably interconnected pairs of step wheels must be provided.
  • the transmission ratio between input and output speed can be, for example, 2: 1, so that when the primary gear is coupled into the torque flow, the tool drive is slowed down in order to reduce the impact speed.
  • the primary gear can have any gear ratio which is best suited for the switching ratio of a particular application.
  • the primary gear may have an input shaft which is rotatably coupled to the flywheel and an output shaft which is coupled to the drive shaft.
  • the intermediate gearbox selectively between the flywheel and the drive shaft.
  • the input shaft of the primary gear is rotatably connected to the flywheel.
  • the primary gear is constantly driven and can, if necessary, d. H. be coupled with the switching with its output shaft to the drive shaft.
  • a first shiftable clutch is inserted between the input shaft of the primary gear and the drive shaft. This makes it possible to drive the drive shaft with the input speed of the primary gear.
  • this input shaft is coupled to the flywheel, this means that there is a direct transmission between the flywheel and the drive shaft; H. a gear ratio of 1: 1. In this shift position, therefore, the primary gear is deactivated, d. H. bridged.
  • a second switchable clutch is used between the output shaft of the primary gear and the drive shaft.
  • the second clutch When this second clutch is engaged, the drive shaft is driven at the output speed of the primary gear. Based on the torque transmission between the flywheel and the drive shaft, therefore, the transmission ratio of the transmission is activated, for example, a translation of 2: 1 in order to reduce the tool speed.
  • the input shaft is connected to a coaxially mounted on the drive shaft rotatably mounted input gear of the master gear.
  • the output shaft is connected to a coaxially rotatably mounted on the drive shaft output gear of the master gear.
  • the input or output gear can be designed to form a spur gear each as a spur gear.
  • the input and output wheels may be respectively engaged with first and second step gears, which are rotatably connected to each other and are rotatably supported on the stationary stator of the drive means.
  • first and second step gears which are rotatably connected to each other and are rotatably supported on the stationary stator of the drive means.
  • a plurality of step wheels In order to achieve a high degree of efficiency and a favorable distribution of the transmitted torques, it is advantageous for a plurality of step wheels to be arranged uniformly concentrically distributed with respect to the input or output wheel.
  • a switchable brake may be mounted between the drive shaft and the stationary stator of the drive device. This is required for controlled deceleration of the plunger. Because of the torque conditions, this brake is preferably attached to the input of the work gear. It is also conceivable to form this brake together with a clutch as a clutch-brake combination.
  • Fig. 1 is a drive device according to the invention reproduced in a schematic functional representation and understand it as a whole by the reference numeral 1.
  • This comprises a flywheel 2, which is rotatably mounted on a fixed stand 3, for example a press stand.
  • the flywheel 2 is rotationally driven by means of a drive motor, not shown.
  • the flywheel 2 with a drive shaft 5 can be coupled.
  • This drive shaft 5 extends coaxially with the flywheel 2 through the stator 3 and is connected on the input side to a planetary gear 6 designed working gear.
  • the flywheel 2 is fixed in the drawing right next to the clutch 4 is coupled to a primary gear 7, which is shown in dashed lines as a whole.
  • This has an input shaft 7a, which is connected to a coaxially rotatably mounted on the drive shaft 5 respectivelysstirnrad 7b.
  • stepped gears 7c Via pairs of stepped gears 7c, which are rotatably mounted on the stator 3 and of which a plurality, at least two uniformly distributed around the mattersssparnrad 7b, the torque is transmitted to a Jerusalemstirnrad 7d.
  • This like the input spur gear 7b, is rotatable coaxially on the drive shaft 5 stored. With this Congressstirnrad an output shaft 7 e is firmly connected.
  • the output shaft 7e of the primary gear 7 is coupled via a second releasable coupling 8 with der.Antriebswelle 5.
  • the reference numeral 9 denotes a releasable brake, with which the drive shaft 5 can be coupled to the stationary stator 3 for braking.
  • cooling oil can be fed in as hydraulic medium for actuating the first clutch 4, the second clutch 8 and the brake 9.
  • the first clutch 4 is engaged by acting on the pressure medium supply 10 and the second clutch 8 is released.
  • the drive torque is transmitted from the flywheel 2 via the clutch 4 directly to the drive shaft 5, so that a transmission ratio of 1: 1 is realized.
  • the first clutch 4 is released and the second clutch 8 is engaged.
  • the drive torque from the flywheel 2 via the input shaft 7a is introduced into the primary gear 7.
  • the drive torque is transmitted to the drive shaft 5 via the output shaft 7c and the engaged clutch 8. This results in a total of between the flywheel 2 and the drive shaft 5, a gear ratio corresponding to that of the Vorschaltgetriebes 7, for example, a gear ratio of 2: 1.
  • the timing of the clutches 4 and 8 can be exactly matched, so that the one clutch is engaged exactly when the other is solved, optionally with a minimum overlap of the switching times to avoid undefined intermediate states during switching.
  • the proposed drive device is characterized in particular by the fact that the clutches 4 and 8 need only be designed for the transmission of the torque differences occurring during the switching, and not on the total drive torque.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Antriebe von mechanischen Exzenterpressen oder -stanzen nutzen als Energiespeicher zur Durchführung eines Arbeitshubs ein Schwungrad mit hohem Trägheitsmoment, welches von einem Antriebsmotor antreibbar am feststehenden Ständer gelagert ist. Das Antriebsmoment kann zur Durchführung eines Arbeitshubes über eine Kupplung in die Abtriebswelle eingeleitet werden, welche mit dem Eingang des Arbeitsgetriebes verbunden ist, vorzugsweise eines Planetengetriebes. Die Ausgangswelle, d. h. die Abtriebswelle des Arbeitsgetriebes überträgt das Antriebsmoment auf eine Kurbelwelle bzw. Exzenterwelle, welches den eigentlichen Stößelantrieb bildet zur Durchführung des Werkzeug-Arbeitshubs.
  • Bei Pressen und Stanzen wird einerseits eine kurze Taktzeit, d. h. eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Stößels mit dem Werkzeug angestrebt, andererseits jedoch eine möglichst geringe Auftreffgeschwindigkeit des Werkzeugs auf die Materialoberfläche des Werkstücks. Um dies zu erreichen, sind im Stand der Technik bereits Antriebseinrichtungen mit modulierbarer Antriebsgeschwindigkeit vorgeschlagen worden, welche eine gesteuerte Erhöhung bzw. Verringerung der Werkzeuggeschwindigkeit während der Durchführung eines Arbeitshubs ermöglichen.
  • Eine in der Geschwindigkeit einstellbare Antriebseinrichtung für eine Exzenterpresse oder Stanze ist im Stand der Technik in der DE 43 09 785 C2 beschrieben. Darin wird vorgeschlagen, dass als Arbeitsgetriebe ein schaltbares Planetengetriebe verwendet wird. Die Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt dadurch, dass wahlweise einzelne Getriebeelemente, nämlich das Hohlrad mit dem Planetenträger drehfest kuppelbar ist. Zwischen der von der Antriebswelle über das Sonnenrad eingeleiteten Antriebsdrehzahl und der am Planetenträger abgegriffenen Abtriebsdrehzahl der Exzenterwelle ergibt sich dann ein Übersetzungsverhältnis von 1:1. In der zweiten Schaltstufe werden der Planetenträger und das Hohlrad voneinander entkuppelt und zugleich das Hohlrad drehfest am feststehenden Ständer festgelegt. Dadurch ergibt sich das durch die Dimensionierung des Planetengetriebes vorgegebene Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle.
  • Eine Antriebseinrichtung für eine Presse ist ebenfalls aus der US 4,050,557 bekannt geworden. Hier wird eine Antriebseinrichtung, insbesondere für eine mechanische Presse oder Stanze, mit einem drehend antreibbaren Schwungrad, welches mit der Antriebswelle eines Arbeitsgetriebes kuppelbar ist, welches eine Abtriebswelle zur Betätigung eines Werkzeugantriebs hat, wobei ein Vorschaltgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis größer als 1 über schaltbare Kupplungen wahlweise zwischen das Schwungrad und die Antriebswelle zwischenkuppelbar oder drehstarr überbrückbar ist, beschrieben.
  • Eine weitere Antriebseinrichtung für eine Presse ist in der US 4,051,933 beschrieben worden. Auch hier wird eine Antriebseinrichtung für eine Presse beschrieben, die mit einem Vorschaltgetriebe und einer Kupplung ausgestattet ist. Wahlweise kann das Vorschaltgetriebe durch die Kupplung zwischen Anrieb und Abtrieb geschaltet werden, so dass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen Antrieb und Abtrieb erzielt werden können.
  • Die vorbekannten Antriebseinrichtung eröffnen demnach die Möglichkeit, während eines Arbeitshubs die Geschwindigkeit der Abtriebswelle und damit die Werkzeuggeschwindigkeit umzuschalten, d. h. gezielt zu verringern oder zu erhöhen. Nachteilig ist jedoch, dass die bekannten Antriebseinrichtungen wenig kompakt aufgebaut sind, d.h. sie benötigen einen vergleichsweise großen Bauraum.
  • Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen umschaltbaren Antrieb für eine Presse oder Stanze anzugeben, welcher eine kompakte Bauweise ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird für eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Arbeitsgetriebes als Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei das Schwungrad, die Antriebswelle, die Kupplungen und das Vorschaltgetriebe koaxial angeordnet sind. Durch den symmetrischen Aufbau und die besonders guten Übertragungseigenschaften hat die Verwendung von Planetengetrieben zum Antrieb des Werkzeugstößels in Pressen und Stanzen besondere Vorteile. Das Schwungrad, welches außen auf einem Ansatz an dem Ständer drehbar gelagert ist, die Antriebswelle, welche durch den Ständer im Bereich des Schwungrades hindurchgeführt ist, können dadurch zusammen mit dem Vorschaltgetriebe und den Kupplungen zuzüglich der Bremse und des als Planetengetriebe ausgebildeten Arbeitsgetriebes als integriertes Antriebsaggregat mit sämtlichen Funktionskomponenten besonders kompakt ausgebildet sein.
  • Das erfindungsgemäße Vorschaltgetriebe kann beispielsweise als zweistufiges Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Eine derartige Ausführung lässt sich konstruktiv gut an die geforderten Randbedingungen anpassen und erfordert insgesamt einen relativ geringen Konstruktions- und Herstellungsaufwand. Im einzelnen müssen lediglich ein Eingangs- und Ausgangsrad sowie mit diesen in Eingriff stehende, drehfest miteinander verbundene Paare von Stufenrädern vorgesehen sein. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl kann beispielsweise 2:1 betragen, so dass bei einer Einkupplung des Vorschaltgetriebes in den Drehmomentfluss eine Verlangsamung des Werkzeugantriebs erfolgt, um die Auftreffgeschwindigkeit zu verringern. Prinzipiell kann das Vorschaltgetriebe ein beliebiges Übersetzungsverhältnis haben, welches für das Umschaltverhältnis einer speziellen Anwendung jeweils am besten geeignet ist.
  • Das Vorschaltgetriebe kann eine Eingangswelle haben, die drehfest mit dem Schwungrad kuppelbar ist und eine Ausgangswelle, die mit der Antriebswelle kuppelbar ist. Dadurch ist es grundsätzlich möglich, das Vorschaltgetriebe wahlweise zwischen das Schwungrad und die Antriebswelle zwischenzukuppeln. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Eingangswelle des Vorschaltgetriebes drehfest mit dem Schwungrad verbunden ist. Bei dieser Ausführung wird das Vorschaltgetriebe ständig angetrieben und kann bei Bedarf, d. h. bei der Umschaltung mit seiner Ausgangswelle an die Antriebswelle angekuppelt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Eingangswelle des Vorschaltgetriebes und der Antriebswelle eine erste schaltbare Kupplung eingesetzt. Dies ermöglicht es, die Antriebswelle mit der Eingangsdrehzahl des Vorschaltgetriebes anzutreiben. Wenn diese Eingangswelle an das Schwungrad gekuppelt ist, bedeutet dies, dass zwischen dem Schwungrad und der Antriebswelle eine direkte Übertragung erfolgt, d. h. ein Übersetzungsverhältnis von 1:1. In dieser Schaltposition ist folglich das Vorschaltgetriebe deaktiviert, d. h. überbrückt.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, dass zwischen der Ausgangswelle des Vorschaltgetriebes und der Antriebswelle eine zweite schaltbare Kupplung eingesetzt ist. Wird diese zweite Kupplung eingerückt, wird die Antriebswelle mit der Ausgangsdrehzahl des Vorschaltgetriebes angetrieben. Bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen dem Schwungrad und der Antriebswelle wird folglich das Übersetzungsverhältnis des vorschaltgetriebes aktiviert, beispielsweise eine Übersetzung von 2:1, um die Werkzeuggeschwindigkeit herabzusetzen.
  • Durch die vorgenannte erste Kupplung kann somit eine direkte Übertragung mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 und mit der zweiten Kupplung ein durch das Vorschaltgetriebe vorgegebenes Übertragungsverhältnis eingeschaltet werden, beispielsweise 2:1. Diese Ausführung mit zwei getrennt zu betätigenden Kupplungen hat den besonderen Vorteil, dass die Steuerzeiten beim Umschalten zum Lösen der einen und Einrücken der anderen Kupplung bzw. umgekehrt unabhängig voneinander und daher besonders präzise vorgegeben werden können. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass undefinierte und daher unerwünschte Zwischenzustände, die sich dadurch ergeben können, wenn beispielsweise beide Kupplungen ganz oder teilweise gelöst sind, weitestgehend vermieden werden können. Hier kann beispielsweise eine definierte Überlappung der Kupplungsbetätigung im ms-Bereich vorgesehen werden. Im Gegensatz dazu tritt bei der Umschaltung des aus der vorgenannten DE 43 09 785 C2 bekannten Getriebes zwangsläufig ein undefinierter Zwischenzustand auf, wenn das Hohlrad vom Ständer gelöst ist, sich jedoch noch nicht voll im Kraftschluss mit dem Planetenträger befindet. Dieses grundsätzliche Problem kann durch die Steuerung der Kupplungen in der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung einfach durch die Steuerung der Kupplungen gelöst werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Eingangswelle mit einem koaxial auf der Antriebswelle drehbar gelagerten Eingangsrad des Vorschaltgetriebes verbunden ist. Entsprechend ist es möglich, dass die Ausgangswelle mit einem koaxial auf der Antriebswelle drehbar gelagerten Ausgangsrad des Vorschaltgetriebes verbunden ist. Das Eingangs- bzw. Ausgangsrad kann zum Aufbau eines Stirnradgetriebes jeweils als Stirnrad ausgebildet sein. Die koaxiale Anordnung auf der Antriebswelle ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise und ist durch die symmetrisch Bauweise bezüglich der auftretenden Massenträgheitsmomente vorteilhaft.
  • Die Eingangs- bzw. Ausgangsräder können jeweils mit ersten bzw. zweiten Stufenrädern in Eingriff stehen, die drehfest miteinander verbunden sind und an dem feststehenden Ständer der Antriebseinrichtung drehbar gelagert sind. Dadurch werden zwei miteinander gekoppelte, das Übersetzungsverhältnis bestimmende Stirnradstufen gebildet.
  • Um einen hohen Wirkungsgrad und eine günstige Aufteilung der übertragenen Drehmomente zu erreichen, ist es vorteilhaft, dass eine Mehrzahl von Stufenrädern gleichmäßig konzentrisch verteilt bezüglich des Eingangs- bzw. Ausgangsrades angeordnet sind.
  • Zwischen der Antriebswelle und dem feststehenden Ständer der Antriebseinrichtung kann eine schaltbare Bremse angebracht sein. Diese ist zur kontrollierten Abbremsung des Stößels erforderlich. Wegen der Drehmomentverhältnisse wird diese Bremse vorzugsweise am Eingang des Arbeitsgetriebes angebracht. Es ist ebenfalls denkbar, diese Bremse zusammen mit einer Kupplung als Kupplungs-Brems-Kombination auszubilden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung in einer schematischen Funktionsdarstellung wiedergegeben und darin als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 verstehen. Diese umfasst ein Schwungrad 2, welches drehbar auf einem feststehenden Ständer 3 gelagert ist, beispielsweise einem Pressenständer. Das Schwungrad 2 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebsmotors drehend antreibbar.
  • Über eine erste schaltbare Kupplung 4 ist das Schwungrad 2 mit einer Antriebswelle 5 kuppelbar. Diese Antriebswelle 5 erstreckt sich koaxial zu dem Schwungrad 2 durch den Ständer 3 hindurch und ist eingangsseitig mit einem als Planetengetriebe 6 ausgebildeten Arbeitsgetriebe verbunden. Dieses umfasst als Eingangsrad ein Sonnenrad 6a, ein fest mit dem Ständer 3 verbundenes Hohlrad 6b sowie einen Planetenträger 6c, welcher die Abtriebswelle bildet und beispielsweise mit einer nicht dargestellte Exzenterwelle eines Werkzeugsantriebs verbunden sein kann.
  • Das Schwungrad 2 ist in der Zeichnung rechts neben der Kupplung 4 fest an ein Vorschaltgetriebe 7 gekuppelt, welches als Ganzes gestrichelt eingezeichnet ist. Dieses hat eine Eingangswelle 7a, welche mit einem koaxial auf der Antriebswelle 5 drehbar gelagerten Eingangsstirnrad 7b verbunden ist. Über Paare von Stufenrädern 7c, welche an dem Ständer 3 drehbar gelagert sind und von denen mehrere, zumindest zwei gleichmäßig um das Eingangsstirnrad 7b verteilt angeordnet sind, wird das Drehmoment auf ein Ausgangsstirnrad 7d übertragen. Dieses ist wie das Eingangsstirnrad 7b koaxial auf der Antriebswelle 5 drehbar gelagert. Mit diesem Ausgangsstirnrad ist eine Ausgangswelle 7e fest verbunden.
  • Die Ausgangswelle 7e des Vorschaltgetriebes 7 ist über eine zweite lösbare Kupplung 8 mit der.Antriebswelle 5 kuppelbar.
  • Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine lösbare Bremse bezeichnet, mit der die Antriebswelle 5 zum Abbremsen mit dem feststehenden Ständer 3 kuppelbar ist.
  • Über eine Druckmittelversorgung 10 kann Kühlöl als Hydraulikmedium zur Betätigung der ersten Kupplung 4, der zweiten Kupplung 8 sowie der Bremse 9 eingespeist werden. Um die erste Schaltstufe einzuschalten, wird durch Beaufschlagung über die Druckmittelversorgung 10 die erste Kupplung 4 eingekuppelt und die zweite Kupplung 8 gelöst. Dadurch wird das Antriebsmoment vom Schwungrad 2 über die Kupplung 4 unmittelbar auf die Antriebswelle 5 übertragen, so dass ein Übertragungsverhältnis von 1:1 realisiert wird.
  • Um die zweite Schaltstufe einzuschalten, wird die erste Kupplung 4 gelöst und die zweite Kupplung 8 eingekuppelt. Nunmehr wird das Antriebsmoment vom Schwungrad 2 über die Eingangswelle 7a in das Vorschaltgetriebe 7 eingeleitet. Nach Übersetzung in dem Vorschaltgetriebe 7, beispielsweise mit einem Übersetzungsverhältnis von 2:1, wird das Antriebsmoment über die Ausgangswelle 7c und die eingerückte Kupplung 8 auf die Antriebswelle 5 übertragen. Dadurch ergibt sich insgesamt zwischen dem Schwungrad 2 und der Antriebswelle 5 ein Übersetzungsverhältnis, welches dem des Vorschaltgetriebes 7 entspricht, beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis von 2:1.
  • Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, dass in der zweiten Schaltstufe das Vorschaltgetriebe 7 zwischen dem Schwungrad 2 und der Antriebswelle 5 zwischengekuppelt ist. Hingegen wird dieses Vorschaltgetriebe 7 in der ersten Schaltstufe durch die erste Kupplung 4 drehstarr überbrückt, d. h. es liegt nicht im Drehmomentfluss des Antriebs. Durch die feste Kupplung an das Schwungrad 2 läuft es zwar mit, hat ausgangsseitig über die gelöste zweite Kupplung 8 jedoch keine Verbindung mit der Antriebswelle 5.
  • Die Steuerzeiten der Kupplungen 4 und 8 können exakt aufeinander abgestimmt werden, so dass die eine Kupplung genau dann in Eingriff gebracht wird, wenn die andere gelöst wird, gegebenenfalls mit einer minimalen Überlappung der Schaltzeiten, um undefinierte Zwischenzustände beim Umschalten zu vermeiden. Die vorgeschlagene Antriebseinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Kupplungen 4 und 8 lediglich zur Übertragung der beim Umschalten auftretenden Drehmomentdifferenzen ausgelegt sein müssen, und nicht, auf das gesamte Antriebsmoment.

Claims (11)

  1. Antriebseinrichtung, insbesondere für eine mechanische Presse oder Stanze, mit einem drehend antreibbaren Schwungrad, welches mit der Antriebswelle eines Arbeitsgetriebes kuppelbar ist, welches eine Abtriebswelle zur Betätigung eines Werkzeugantriebs hat, wobei ein Vorschaltgetriebe (7) mit einem Übersetzungsverhältnis größer als 1 über schaltbare Kupplungen (4, 8) wahlweise zwischen das Schwungrad (2) und die Antriebswelle (5) zwischenkuppelbar oder drehstarr überbrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgetriebe als Planetengetriebe (6) ausgebildet ist, wobei das Schwungrad (2), die Antriebswelle (5), die Kupplungen (4, 8) und das Vorschaltgetriebe (7) koaxial angeordnet sind.
  2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgetriebe (7) als zweistufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist.
  3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgetriebe (7) eine Eingangswelle (7a) hat, die drehfest mit dem Schwungrad (2) kuppelbar ist und eine Ausgangswelle (7e), die mit der Antriebswelle (5) kuppelbar ist.
  4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (7a) des Vorschaltgetriebes (7) drehfest mit dem Schwungrad (2) verbunden ist.
  5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Eingangswelle (7a) des Vorschaltgetriebes (7) und der Antriebswelle (5) eine erste schaltbare Kupplung (4) eingesetzt ist.
  6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausgangswelle (7e) des Vorschaltgetriebes (7) und der Antriebswelle (5) eine zweite schaltbare Kupplung (8) eingesetzt ist.
  7. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (7a) mit einem koaxial auf der Antriebswelle (5) drehbar gelagerten Eingangsrad (7b) des Vorschaltgetriebes (7) verbunden ist.
  8. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (7e) mit einem koaxial auf der Antriebswelle (5) drehbar gelagerten Ausgangsrad (7d) des Vorschaltgetriebes (7) verbunden ist.
  9. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs- bzw. Ausgangsräder (7b, 7d) mit ersten bzw. zweiten Stufenrädern (7c) in Eingriff stehen, die drehfest miteinander verbunden sind und an dem feststehenden Ständer (3) der Antriebseinrichtung (1) drehbar gelagert sind.
  10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Stufenrädern (7c) gleichmäßig konzentrisch verteilt bezüglich des Eingangs- bzw. Ausgangsrades (7b, 7d) angeordnet sind.
  11. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (5) und dem feststehenden Ständer (3) der Antriebseinrichtung (1) eine schaltbare Bremse (9) angebracht ist.
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