DE10139029B4

DE10139029B4 - Pressenantrieb

Info

Publication number: DE10139029B4
Application number: DE2001139029
Authority: DE
Inventors: Rainer Reichenbach; Erich Harsch
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: DE10139029C5; DE10139029A1

Abstract

Pressenantrieb für eine Presse ohne Vorgelege-Getriebestufe, bei der die Bewegung des Stößels (11) durch zumindest eine Kurbel- oder Exzenterwelle (9) über zumindest ein Pleuel (10) eingeleitet wird, mit einer Anordnung von Kompaktantrieben (2), jeweils bestehend aus Motor (3), Riementrieb (4, 5), Schwungrad (6), Kupplungsbremskombination (7) und Planetengetriebe (8), wobei zum Antrieb der zumindest einen Kurbel- oder Exzenterwelle (9) mindestens zwei Kompaktantriebe (2) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Pressenantrieb für Pressen ohne Vorgelege-Getriebestufe. Insbesondere schlägt die Erfindung die Anordnung eines Antriebssystems vor, welches in einer Art Baukasten flexibel für Pressen mit unterschiedlichen Leistungsdaten einsetzbar ist.
Stand der Technik
Hohe Anforderungen werden an das Betriebsverhalten von Pressen gestellt. Bezogen auf den Pressenantrieb sind dieses beispielhaft eine hohe Dynamik, hohe Taktzahlen im Einzelhubbetrieb, regelbare Geschwindigkeiten, hohe Drehmomente und ein spezieller Geschwindigkeitsverlauf des Stößels, bezogen auf den jeweiligen Umform- oder Schneidvorgang. Zusätzlich muß der Antrieb auch für die Verarbeitung unterschiedlicher Werkstoffe ausgelegt sein, sowohl bei einer Kalt- als auch bei einer Warmumformung.

Bekannt für den Antrieb kleiner Pressen sind sogenannte Kompaktantriebe, wie sie z. B. im Handbuch der Umformtechnik der Schuler GmbH, Ausgabe 1996, auf Seite 63 beschrieben sind.

Diese Kompaktantriebe bestehen aus einem Motor mit Riemenscheibe und Riemen, einem Schwungrad, Kupplung, Bremse und Planetengetriebe. Ein frequenzgeregelter Drehstrommotor treibt dabei über einen Riementrieb ein Schwungrad an welches über eine Kupplungs-/Bremskombination und einem Planetengetriebe mit der Exzenter- oder Kurbelwelle verbunden ist. Auf ein Vorgelege kann verzichtet werden und die gesamte Einheit hat bei einem niedrigen Massenträgheitsmoment einen hohen Wirkungsgrad. Weiterhin vorteilhaft sind die erzielbaren kleinen Bremswinkel, die hohe Lebensdauer und die geringen Wartungskosten. Nachteilig ist die Beschränkung auf Pressen mit kleinen Umformkräften, da bei Anlagen mit hohen Kräften die Dimensionen des Kompaktantriebs derart groß sind, dass eine Verwendung nur mit erheblichem baulichen Aufwand möglich ist. Insbesondere die bevorzugte sog. fliegende Anordnung ist bei diesen Dimensionen äußerst ungünstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mechanischen Antrieb von Pressen so zu gestalten, dass der Einsatz der bei kleineren Pressen verwendeten Kompaktantriebe auch in Pressen mit mittleren und hohen Umformkräften möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde Exzenter- oder Kurbelwellen von mittleren und großen Pressen so zu gestalten, dass pro Welle mindestens ein Kompaktantrieb einsetzbar ist.

Ohne Probleme kann dabei auch jedes Wellenende mit einem Kompaktantrieb verbunden werden, d.h. pro Kurbelwelle zwei Antriebe. Nach dem Prinzip eines Baukastens kommen kostengünstige Standard-Baugruppen zum Einsatz. Ein weiterer Vorteil besteht in der Dimensionierung der Triebwerksteile. Bei idealer symmetrischer Stößelbelastung ist kein wesentlicher Unterschied in den Abmessungen bei Verwendung von einem oder zwei Kompaktantrieben pro Welle. Somit führt eine Verdoppelung der Preßkräfte nicht im gleichen Maße zu einer entsprechenden größeren Dimensionierung der Exzenter- oder Kurbelwelle. Dieser Vorteil ergibt eine Reduzierung der Massenkräfte und der Kosten.

Die Erfindung bezieht sich nicht auf Pressen mit Vorgelegewellen und Gelenkantrieben.

Der Leistungsfluß des hier vorgeschlagenen Pressenantriebes ist wie folgt:
Die Antriebsenergie fließt über einen in seiner Drehzahl regelbaren Antriebsmotor, mit angebauter Riemenscheibe, über Riemen auf das Schwungrad und von dort über eine Kupplungs/Bremskombination und über ein Planetengetriebe auf die Exzenter- oder Kurbelwelle. Der Stößel ist mit den Antriebswellen über Pleuel und gegebenenfalls Druckpunkten verbunden. Über die Pleuel erfolgt der Kraftfluß von Stößel zum Triebwerk. Je nach der Anzahl der verwendeten Pleuel zur Stößelaufhängung unterscheidet man zwischen Ein-, Zwei- und Vierpunktpressen. Nach Anordnung der Antriebswellen unterscheiden sich Längs- und Querwellen-Pressen.

Für die Energieeinleitung zum Stößelantrieb wird dabei bisher in der Regel ein Hauptmotor verwendet. Gemäß der Erfindung wird die Leistung des Hauptmotor aufgeteilt auf mehrere Antriebsmotoren, bevorzugt mit gleicher Leistung. Diese Anordnung gewährleistet eine sehr kompakte, platzsparende und steife Ausführung der Pressen. Die günstig bauenden Kompaktantriebe können außerhalb oder im äußeren Ständerbereich angebaut werden. Die im Kraftfluß liegenden Baugruppen, wie Stößel, Pleuel und Exzenterwelle können optimal gelagert und geführt werden, wodurch Kippungen und Biegungen minimiert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, in der einige Ausführungsbeispiele bei einer Kurbelpresse dargestellt sind.
Es zeigen:
1 Schematische Darstellung einer Kurbelpresse in der Frontansicht
2 Draufsicht auf die Antriebswelle einer 2-Punkt-Presse
3 wie 2, jedoch 4-Punkt-Presse
4 wie 3, jedoch 4 Antriebe Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Kurbelpresse 1 mit Kompaktantrieben 2, jeweils bestehend aus einem Motor 3, Riemenscheibe 4, Riemen 5, Schwungrad 6, Kupplungs-/Bremskombination 7, Planetengetriebe 8 welches mit einer Kurbelwelle 9 in Wirkverbindung steht. Über ein Pleuel 10 ist der Stößel 11 mit der Kurbelwelle 9 verbunden. Beispielhaft wird die Kurbelwelle 9 durch 2 Kompaktantriebe 2, 2' angetrieben. Die Darstellung zeigt den Stößel 11 in seinem unteren Totpunkt, d. h. bei geschlossenem Werkzeug oder Form.
Eine Draufsicht, als Schnitt durch die Kurbelwelle 9, zeigt 2. Die zweifach vorhandenen Pleuel 10 zeigen beispielhaft eine Zweipunktpresse in Längswellenausführung. Auf die Kurbelwelle 9 wirken die Kompaktantriebe 2, 2'.
In 3 ist eine Vierpunktpresse in Querwellenausführung dargestellt. Auf zwei parallel zueinander angeordneten Kurbelwellen 9, 9' befinden sich jeweils zwei Pleuel 10, 10' angeordnet. Jede Kurbelwelle 9, 9' wird durch einen Kompaktantrieb 2, 2' angetrieben. Die Kompaktantriebe 2, 2' sind diagonal zueinander angeordnet, wodurch der Abstand A der Kurbelwelle 9, 9' besonders gering ausgeführt werden kann. Insbesondere bei der Massivumformung ist dieses sehr vorteilhaft. Auf eine kleine Stößelfläche wirken dabei sehr hohe Umformkräfte oder Prellschläge die durch den geringen Abstand der Stößelaufhängung sicher aufgenommen werden. Um die Abstände zur Kraftaufnahme weiter zu verringern ist auch eine schräge Pleuellage im unteren Totpunkt möglich. Die Schräglage der Pleuel 10, 10' wird erreicht wenn das Maß der Anlenkpunkte am Stößel nochmals gegenüber dem Kurbelwellenabstand A verringert wird. Eine Zwangssynchronisation der beiden Kurbelwellen 9, 9' wird durch den Zahnradtrieb 12 erreicht, dessen Zahnräder fest mit den jeweiligen Kurbelwellen 9, 9' verbunden sind. Bei Entfall von jeweils einem Pleuel 10, 10' kann die Anordnung ohne Probleme auch für eine Zweipunktpresse verwendet werden. Bei gleichen Leistungen der Kompaktantriebe 2, 2' in 2 und 3 sind auch die Leistungsdaten der Kurbelpressen gleich.
Eine Kurbelpresse mit etwa dem doppelten Leistungsvermögen würde eine Anordnung der Kompaktantriebe 2, 2' gemäß 4 entsprechen. Hierbei steht jedes Ende der Kurbelwellen 9, 9' mit einem Kompaktantrieb 2, 2' in Verbindung. Die Zwangssynchronisation bewirkt wiederum Zahnradtrieb 12.
Erkennbar ist aus dieser 4 auch, dass bei einer annähernd gleichen Preßkraftverteilung die Kurbelwellen 9, 9' nicht wesentlich größer dimensioniert werden müssen als z. B. in der Anordnung gemäß 3.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann die Anordnung bei Verwendung von Kompaktantrieben bei einer Zweiwellenausführung auch parallel zueinander erfolgen. Auch der eigentliche Motor ist nicht auf einen Elektromotor beschränkt und kann durch andere Energieformen, wie z. B. Hydraulik, angetrieben werden.

Claims

Pressenantrieb für eine Presse ohne Vorgelege-Getriebestufe, bei der die Bewegung des Stößels (11) durch zumindest eine Kurbel- oder Exzenterwelle (9) über zumindest ein Pleuel (10) eingeleitet wird, mit einer Anordnung von Kompaktantrieben (2), jeweils bestehend aus Motor (3), Riementrieb (4, 5), Schwungrad (6), Kupplungsbremskombination (7) und Planetengetriebe (8), wobei zum Antrieb der zumindest einen Kurbel- oder Exzenterwelle (9) mindestens zwei Kompaktantriebe (2) vorgesehen sind.
Pressenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Pressen mit einer Kurbel- oder Exzenterwelle (9) zwei Kompaktantriebe (2) vorgesehen sind.
Pressenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Pressen mit zwei Kurbel- oder Exzenterwellen (9, 9') zwei oder vier Kompaktantriebe (2, 2') vorgesehen sind.
Pressenantrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Pressen mit zwei Kurbel- oder Exzenterwellen (9, 9') und zwei Kompaktantrieben (2, 2') diese diagonal zueinander angeordnet sind.