EP1600228A1 - Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine - Google Patents

Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine Download PDF

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EP1600228A1 EP05450093A EP05450093A EP1600228A1 EP 1600228 A1 EP1600228 A1 EP 1600228A1 EP 05450093 A EP05450093 A EP 05450093A EP 05450093 A EP05450093 A EP 05450093A EP 1600228 A1 EP1600228 A1 EP 1600228A1
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Definitions

  • the invention relates to a device for intermittent Driving a spindle for a workpiece holder, in particular a Forging machine, with a traction mechanism from an endless to a Drive wheel and a driven wheel guided traction means, with a continuous Rotary drive for the drive wheel and with a torsional vibrations exporting Superposition drive.
  • the arrangement affects of the spring accumulator in the axial extension of the worm of Worm gear access to the spring elements of the spring accumulator, what the adjustment of the oscillation frequency of the superposition drive the hammering frequency of the forging tools by replacing the spring elements of the spring memory difficult.
  • the invention is therefore based on the object, a device for intermittent driving a spindle for a workpiece holder, in particular a forging machine, of the kind described at the outset, that reduces the design effort and the adaptation of the rotationally oscillating Overhead drive to the respective requirements easier can be.
  • the invention solves the problem posed by the fact that the superposition drive a rotationally displaceable about the axis of the driven wheel Carrier and mounted on the support pulleys for the respect having the drive wheel and expiring Wegstofftrume.
  • the driven wheel By a back and forth rotation of the carrier thus the driven wheel is rotating shifted so that the continuous rotary drive of the drive wheel be superimposed with the help of the superposition drive torsional vibrations, which lead to an intermittent drive of the driven wheel.
  • the for the intermittent drive of the driven wheel required torsional vibration the carrier about the axis of the driven wheel can in different ways be achieved according to the respective requirements, so that open advantageous customization options.
  • the carrier for the pulleys in a simple manner to a spring store after a suggestion of a periodic detention of the driven over the spindle workpiece the intermittent Drive for the spindle by resonance-induced torsional vibrations of the carrier ensures.
  • the carrier for the pulleys To drive via a vibratory drive, depending on the tool drive is controlled, which changes in the area of the tool drive an otherwise required adjustment of the spring accumulator superfluous power.
  • traction means for the traction mechanism can ropes, belts or Chains are used. Particularly advantageous construction conditions However, arise when the traction mechanism as a toothed belt transmission is formed because with the timing belt a positive connection between the input and the output gear without special design effort is reached.
  • the illustrated device for intermittently driving a Spindle 1 for a workpiece holder such as a chuck for a Forging workpiece, has a frame 2, in which the spindle 1 via bearings. 3 not only rotatable, but is also mounted axially displaceable.
  • an actuating cylinder 4 To the axial Adjusting the spindle 1 is an actuating cylinder 4.
  • a rotary drive 5 is provided, which is connected to the drive wheel 6 of a traction mechanism 7 is in drive connection.
  • the driven gear 8 of the traction mechanism 7 sits on a hollow shaft 9, for example, as Dahlnutwelle for non-rotatable, but axially displaceable receptacle of the spindle 1 is formed.
  • the spindle could be shifted axially with the rotary actuator 5.
  • the traction mechanism 7 is connected to a superposition drive 10 to a Assembly summarized to the spindle 1 via the output gear. 8 to drive intermittently.
  • a carrier 11 for two on both sides of the driven wheel 8 provided pulleys 12 provided over which the traction means 13 of the traction mechanism 7, in the Ausretevor, about the traction means 13 of the traction mechanism 7, in the embodiment a timing belt is endlessly guided, as is the case in particular Fig. 1 can be removed.
  • the arrangement is made such that in a drawn in Fig. 1 center position of the carrier 11, the two pulleys 12 symmetrical to a common axial plane through the drive wheel 6 and the driven gear 8 of the traction mechanism 7 are.
  • a spring 16th provided on the one hand on the frame 2 and on the other hand on an arm 17 of the Carrier 11 is articulated.
  • This spring 16 which from the illustrated Can be stretched to the middle position shown in FIG. 1 to both sides, becomes when holding the blacksmith's work piece by the attacking him Forging tools stretched over the carrier 11 when passing through the continuous driven traction means 13, the guide rollers 12 with respect to the Spindle 1 held driven wheel 8 is rotated about the axis of the driven wheel 8 become.
  • the stored energy in the spring 16 energy is used for turning back of the carrier 11, while the spindle 1 through the forging tools is released, so that for the carrier 11 a by the forging tools excited, torsional drive with the effect that the Spindle 1 in spite of the continuous rotary drive 5 synchronous to the Schmieder tools intermittently driven.
  • the torsionally vibrating drive of the carrier 11 by no means needs to be done by a spring 16. It can be different Vibration drives are used, if only it is ensured that these Vibration drives controlled synchronously to drive the forging tools become.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel (1) für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine, mit einem Zugmittelgetriebe (7) aus einem endlos um ein Antriebrad (6) und ein Abtriebrad (8) geführten Zugmittel (13), mit einem kontinuierlichen Drehantrieb (5) für das Antriebrad (6) und mit einem Drehschwingungen ausführenden Überlagerungsantrieb (10) beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß der Überlagerungsantrieb (10) einen um die Achse des Abtriebrades (8) drehschwingend verlagerbaren Träger (11) und auf dem Träger (11) gelagerte Umlenkrollen (12) für die hinsichtlich des Antriebrades (6) zu- und ablaufenden Zugmitteltrume (14) aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine, mit einem Zugmittelgetriebe aus einem endlos um ein Antriebrad und ein Abtriebrad geführten Zugmittel, mit einem kontinuierlichen Drehantrieb für das Antriebrad und mit einem Drehschwingungen ausführenden Überlagerungsantrieb.
Beim Rundschmieden wird das über einen Spannkopf gehaltene und mit Hilfe einer Spindel angetriebene Werkstück während des Eingriffs der Schmiedewerkzeuge gegen ein Mitdrehen mit der Spindel durch die Schmiedewerkzeuge festgehalten, was zu einer Torsionsbelastung des Werkstücks führt, wenn nicht ein entsprechend intermittierender Antrieb für die Spindel vorgesehen wird. Zu diesem Zweck ist es bekannt (AT 278 481 B), die Spindel über ein Schneckengetriebe anzutreiben, dessen axial verschiebbar in einer hohlen Antriebswelle gelagerte Schnecke sich axial an einem Federspeicher abstützt. Dem kontinuierlichen Drehantrieb der Schnecke über ein Riemengetriebe kann sich somit ein drehschwingender Antrieb durch das Schneckengetriebe überlagern, wenn die Schnecke axial verlagert wird. Diese axiale Verlagerung tritt beim Festhalten des Werkstückes durch die Schmiedewerkzeuge auf, wobei der dabei gespannte Federspeicher für eine axiale Rückstellbewegung der Schnecke sorgt, sobald das Werkstück durch die Schmiedewerkzeuge wieder freigegeben wird. Bei einer entsprechenden Abstimmung des Resonanzverhaltens des Federspeichers auf das schwingungsfähige Antriebsystem kann somit ein mit dem Antrieb der Schmiedewerkzeuge synchroner, intermittierender Antrieb für die Spindel erreicht werden. Nachteilig bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung für die Spindel einer Schmiedemaschine ist jedoch der vergleichsweise große Konstruktionsaufwand. Außerdem beeinträchtigt die Anordnung des Federspeichers in axialer Verlängerung der Schnecke des Schneckengetriebes den Zugang zu den Federelementen des Federspeichers, was die Anpassung der Schwingungsfrequenz des Überlagerungsantriebes an die Schlagfrequenz der Schmiedewerkzeuge durch ein Austauschen der Federelemente des Federspeichers erschwert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß der Konstruktionsaufwand verringert und die Anpassung des drehschwingenden Überlagerungsantriebes an die jeweiligen Anforderungen erleichtert werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Überlagerungsantrieb einen um die Achse des Abtriebrades drehschwingend verlagerbaren Träger und auf dem Träger gelagerte Umlenkrollen für die hinsichtlich des Antriebrades zu- und ablaufenden Zugmitteltrume aufweist.
Da zufolge dieser Maßnahmen der Überlagerungsantrieb mit dem Zugmittelgetriebe zu einer Baueinheit verbunden wird, ergeben sich einfache Konstruktionsverhältnisse. Es ist ja lediglich ein um die Achse des Abtriebrades drehschwingend verlagerbarer Träger mit Umlenkrollen für die hinsichtlich des Antriebrades zu- und ablaufseitigen Zugmitteltrume vorzusehen. Wird nun der Träger um die Achse des Abtriebrades verdreht, so verlängert sich das Zugmitteltrum zwischen dem Antriebrad und der Umlenkrolle auf der einen Seite, während sich das Zugmitteltrum zwischen Antriebrad und Umlenkrolle auf der anderen Seite verkürzt, was einen Ausgleich über das zwischen den beidseitigen Umlenkrollen über das Abtriebrad geführte Zugmitteltrum erfordert, mit dessen Verlagerung eine Drehbewegung des Abtriebrades verbunden ist. Durch ein Hin- und Herdrehen des Trägers wird somit das Abtriebrad drehschwingend verlagert, so daß dem kontinuierlichen Drehantrieb des Antriebrades mit Hilfe des Überlagerungsantriebes Drehschwingungen überlagert werden, die zu einem intermittierenden Antrieb des Abtriebrades führen. Die für den intermittierenden Antrieb des Abtriebrades erforderliche Drehschwingung des Trägers um die Achse des Abtriebrades kann in unterschiedlicher Weise den jeweiligen Anforderungen entsprechend erreicht werden, so daß sich vorteilhafte Anpassungsmöglichkeiten eröffnen.
Sind die Umlenkrollen in einer Mittelstellung des Trägers symmetrisch zu einer gemeinsamen Axialebene des Antrieb- und des Abtriebrades gelagert, so ergeben sich einfache Konstruktionsverhältnisse, weil die Verlängerungen und Verkürzungen der Zugmitteltrume auf den beiden Seiten des Antriebrades aneinander weitgehend angeglichen werden können, was zusätzliche Spanneinrichtungen für das Zugmittel überflüssig macht.
Eine weitere Konstruktionsvereinfachung ergibt sich, wenn das Abtriebrad zwischen die beidseitigen Umlenkrollen ragt und das Zugmitteltrum zwischen den beidseitigen Umlenkrollen über den zwischen die Umlenkrollen ragenden Umfangsabschnitt des Abtriebrades geführt wird. Allerdings verlangt eine solche Zugmittelführung ein Zugmittel, das auf seiner Innenseite mit dem Antriebrad und auf seiner Außenseite mit dem Abtriebrad zusammenwirkt.
Wie bereits ausgeführt wurde, stehen für den drehschwingenden Antrieb des Trägers um die Achse des Abtriebrades unterschiedliche Möglichkeiten offen, zumal der Träger keine einschränkenden Baubedingungen vorgibt. So kann der Träger für die Umlenkrollen in einfacher Weise an einen Federspeicher angelenkt werden, der nach einer Anregung durch ein periodisches Festhalten des über die Spindel angetriebenen Werkstückes den intermittierenden Antrieb für die Spindel durch resonanzbedingte Drehschwingungen des Trägers sicherstellt. Es ist aber auch möglich, den Träger für die Umlenkrollen über einen Schwingungsantrieb anzutreiben, der in Abhängigkeit vom Werkzeugantrieb gesteuert wird, was bei Änderungen im Bereich des Werkzeugantriebes ein sonst erforderliches Anpassen des Federspeichers überflüssig macht.
Als Zugmittel für das Zugmittelgetriebe können Seile, Riemen oder Ketten zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich jedoch, wenn das Zugmittelgetriebe als Zahnriemengetriebe ausgebildet ist, weil mit dem Zahnriemen eine formschlüssige Verbindung zwischen dem An- und dem Abtriebrad ohne besonderen konstruktiven Aufwand erreicht wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung in einer vereinfachten Stirnansicht und
Fig. 2
diese Vorrichtung in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Die dargestellte Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel 1 für eine Werkstückhalterung, beispielsweise einen Spannkopf für ein Schmiedewerkstück, weist ein Gestell 2 auf, in dem die Spindel 1 über Lager 3 nicht nur drehbar, sondern auch axial verschiebbar gelagert ist. Zum axialen Verstellen der Spindel 1 dient ein Stellzylinder 4. Zur Drehung der Spindel 1 ist ein Drehantrieb 5 vorgesehen, der mit dem Antriebrad 6 eines Zugmittelgetriebes 7 in Antriebsverbindung steht. Das Abtriebrad 8 des Zugmittelgetriebes 7 sitzt auf einer Hohlwelle 9, die beispielsweise als Vielnutwelle zur drehfesten, aber axial verschiebbaren Aufnahme der Spindel 1 ausgebildet ist. Statt der gegenüber dem Drehantrieb 5 axial verstellbaren Spindel 1 könnte die Spindel auch mit dem Drehantrieb 5 axial verlagert werden.
Das Zugmittelgetriebe 7 ist mit einem Überlagerungsantrieb 10 zu einer Baueinheit zusammengefaßt, um die Spindel 1 über das Abtriebrad 8 intermittierend antreiben zu können. Zu diesem Zweck ist auf der Hohlwelle 9 ein Träger 11 für zwei beidseits des Abtriebrades 8 vorgesehene Umlenkrollen 12 vorgesehen, über die das Zugmittel 13 des Zugmittelgetriebes 7, im Ausfühvorgesehen, über die das Zugmittel 13 des Zugmittelgetriebes 7, im Ausführungsbeispiel ein Zahnriemen, endlos geführt ist, wie dies insbesondere der Fig. 1 entnommen werden kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß in einer in der Fig. 1 gezeichneten Mittelstellung des Trägers 11 die beiden Umlenkrollen 12 symmetrisch zu einer gemeinsamen Axialebene durch das Antriebrad 6 und das Abtriebrad 8 des Zugmittelgetriebes 7 liegen. Wird der Träger aus der mittleren Stellung verdreht, so wird eines der beiden Zugmitteltrume 14 zwischen dem Antriebrad 6 einerseits und den beiden Umlenkrollen 12 anderseits verlängert und das andere verkürzt, was eine Verlagerung des über das Abtriebrad 8 geführten Zugmitteltrums 15 zwischen den Umlenkrollen 12 zum Längenausgleich der Zugmitteltrume 14 und damit eine Drehung des Abtriebrades 8 zur Folge hat. Da diese Drehung des Abtriebrades 8 von der Drehrichtung des Trägers 11 abhängt, kann durch einen drehschwingenden Antrieb des Trägers 11 das Abtriebrad 8 hin- und hergedreht werden, wobei sich dieser drehschwingende Antrieb des Abtriebrades 8 der kontinuierlichen Umlaufbewegung des Zugmittels 13 durch das angetriebene Antriebrad 6 überlagert und den geforderten intermittierenden Antrieb für die Spindel 1 sichert.
Zum drehschwingenden Antrieb des Trägers 11 ist ein Federspeicher 16 vorgesehen, der einerseits am Gestell 2 und anderseits an einem Arm 17 des Trägers 11 angelenkt ist. Dieser Federspeicher 16, der aus der dargestellten Mittelstellung gemäß der Fig. 1 nach beiden Seiten hin gespannt werden kann, wird beim Festhalten des Schmiedewerkstückes durch die an ihn angreifenden Schmiedewerkzeuge über den Träger 11 gespannt, wenn durch das kontinuierlich angetriebene Zugmittel 13 die Umlenkrollen 12 gegenüber dem mit der Spindel 1 festgehaltenen Abtriebrad 8 um die Achse des Abtriebrades 8 gedreht werden. Die im Federspeicher 16 gespeicherte Energie dient zum Rückdrehen des Trägers 11, während die Spindel 1 durch die Schmiedewerkzeuge freigegeben wird, so daß sich für den Träger 11 ein durch die Schmiedewerkzeuge angeregter, drehschwingender Antrieb mit der Wirkung ergibt, daß die Spindel 1 trotz des kontinuierlichen Drehantriebes 5 synchron zu den Schmiederwerkzeugen intermittierend angetrieben wird.
Der drehschwingende Antrieb des Trägers 11 braucht jedoch keineswegs durch einen Federspeicher 16 zu erfolgen. Es können unterschiedliche Schwingungsantriebe eingesetzt werden, wenn nur sichergestellt ist, daß diese Schwingungsantriebe synchron zum Antrieb der Schmiedewerkzeuge gesteuert werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum intermittierenden Antreiben einer Spindel für eine Werkstückhalterung, insbesondere einer Schmiedemaschine, mit einem Zugmittelgetriebe aus einem endlos um ein Antriebrad und ein Abtriebrad geführten Zugmittel, mit einem kontinuierlichen Drehantrieb für das Antriebrad und mit einem Drehschwingungen ausführenden Überlagerungsantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlagerungsantrieb (10) einen um die Achse des Abtriebrades (8) drehschwingend verlagerbaren Träger (11) und auf dem Träger (11) gelagerte Umlenkrollen (12) für die hinsichtlich des Antriebrades (6) zu- und ablaufenden Zugmitteltrume (14) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (12) in einer Mittelstellung des Trägers (11) symmetrisch zu einer gemeinsamen Axialebene des Antrieb- und des Abtriebrades (6, 8) gelagert sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebrad (8) zwischen die beidseitigen Umlenkrollen (12) ragt und daß das Zugmitteltrum (15) zwischen den beidseitigen Umlenkrollen (12) über den zwischen die Umlenkrollen (12) ragenden Umfangsabschnitt des Abtriebrades (8) verläuft.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) für die Umlenkrollen (12) an einem Federspeicher (16) abgestützt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger 11 für die Umlenkrollen 12 an einen Schwingungsantrieb angeschlossen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittelgetriebe (7) als Zahnriemengetriebe ausgebildet ist.
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