DE102019110889A1 - Drive unit with linear drives for a forming machine and forming machine with such a drive unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (9) für eine Umformmaschine, insbesondere für einen Schmiedehammer (1), aufweisend eine Stütz- oder Trägerstruktur, an der zumindest zwei elektromechanische Linearantriebe (10a,..., 10d,10aa,...,10dd) zur Bereitstellung von Antriebsenergie für die Umformmaschine festgelegt sind, wobei die zumindest zwei Linearantriebe (10a,..., 10d,10aa,...,10dd) elektrisch parallel geschaltet sind.The invention relates to a drive unit (9) for a forming machine, in particular for a forging hammer (1), having a support or carrier structure on which at least two electromechanical linear drives (10a, ..., 10d, 10aa, ..., 10dd) to provide drive energy for the forming machine are set, the at least two linear drives (10a, ..., 10d, 10aa, ..., 10dd) are electrically connected in parallel.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit Linearantrieben für eine Umformmaschine, insbesondere für einen Schmiedehammer, sowie eine Umformmaschine mit einer solchen Antriebseinheit.The invention relates to a drive unit with linear drives for a forming machine, in particular for a forging hammer, and to a forming machine with such a drive unit.
Ein Schmiedehammer mit Linearantrieb ist beispielsweise aus der
Die Druckschrift
Ferner offenbart die
Es ist Aufgabe der Erfindung eine vorteilhafte Antriebseinheit für eine Umformmaschine anzugeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Umformmaschine bereitzustellen, die eine vorteilhafte Antriebseinheit umfasst.It is the object of the invention to specify an advantageous drive unit for a forming machine. Furthermore, it is an object of the invention to provide a forming machine which comprises an advantageous drive unit.
Diese Aufgabe wird insbesondere gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den abhängigen Patentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved in particular by the features of the independent patent claims. Refinements result in particular from the dependent claims and from the following description.
Die hierin beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen gemäß der zu Grunde liegenden Erfindung sind nicht durch die in den Patentansprüchen gewählte(n) Merkmalskombination(en) und die gewählten Rückbeziehungen beschränkt. Jedes Merkmal einer Anspruchskategorie, beispielsweise einer Vorrichtung, kann beispielsweise auch in einer anderen Anspruchskategorie, beispielsweise einem Verfahren beansprucht werden. Ferner kann jedes Merkmal in den Patentansprüchen, auch unabhängig von der jeweiligen patentanspruchsgemäßen Rückbeziehung, beispielsweise in einer beliebigen Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmal(en) der Patentansprüche oder der nachfolgenden Beschreibung beansprucht werden. Ferner kann jedes Merkmal, das in der nachfolgenden Beschreibung und/oder den anhängenden Zeichnungen beschrieben oder offenbart ist, für sich, unabhängig oder losgelöst von dem Zusammenhang, in dem es steht, allein oder in jeglicher Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen, das oder die in den Patentansprüchen, der Beschreibung und/oder in den Zeichnungen beschrieben oder offenbart ist oder sind, beansprucht werden, insbesondere in dem Umfang, in welchem das jeweilige Merkmal zumindest einen Beitrag zur Lösung der genannten Aufgabe liefert.The features and feature combinations described herein according to the underlying invention are not restricted by the feature combination (s) selected in the patent claims and the selected back-references. Each feature of a claim category, for example a device, can also be claimed, for example, in another claim category, for example a method. Furthermore, each feature in the patent claims can also be claimed independently of the respective back-reference according to the patent claim, for example in any combination with one or more other feature (s) of the patent claims or the following description. Furthermore, each feature that is described or disclosed in the following description and / or the accompanying drawings, independently or separately from the context in which it is placed, alone or in any combination with one or more other features, may include the or which is or are described or disclosed in the patent claims, the description and / or in the drawings are claimed, in particular to the extent that the respective feature makes at least a contribution to solving the stated object.
Erfindungsgemäß umfasst eine Antriebseinheit für eine Umformmaschine, insbesondere für einen Schmiedehammer, aufweisend eine Stütz- oder Trägerstruktur, an der zumindest zwei elektromechanische Linearantriebe zur Bereitstellung von Antriebsenergie für die Umformmaschine festgelegt sind, wobei die zumindest zwei Linearantriebe elektrisch parallel geschaltet sind.According to the invention comprises a drive unit for a forming machine, in particular for a forging hammer, having a support or carrier structure on which at least two electromechanical linear drives for providing drive energy for the forming machine are fixed, the at least two linear drives being electrically connected in parallel.
Eine Stütz- oder Trägerstruktur kann als Rahmenstruktur oder als Gehäusestruktur oder als eine Mischform vorliegen. Die elektrische Parallelschaltung der Linearantriebe oder Linearmotoren erlaubt eine vorteilhafte Skalierung der Antriebsleistung der Antriebseinheit, beispielsweise bei der Verwendung unterschiedlicher Hammergrößen. Unter einer elektrischen Parallelschaltung soll insbesondere verstanden werden, dass alle gleichnamigen Pole der Linearantriebe oder Linearmotoren jeweils gemeinsam verbunden sind. Als elektromechanische Linearantriebe können beispielsweise Synchron-Linearmotoren oder Asynchron-Linearmotoren vorgesehen sein.A support or carrier structure can be present as a frame structure or as a housing structure or as a mixed form. The electrical parallel connection of the linear drives or linear motors allows an advantageous scaling of the drive power of the drive unit, for example when using different hammer sizes. An electrical parallel connection is to be understood in particular to mean that all poles of the same name of the linear drives or linear motors are each connected together. Synchronous linear motors or asynchronous linear motors, for example, can be provided as electromechanical linear drives.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung definiert die Stütz- oder Trägerstruktur einen Innenraum, in dem ein Vorschubelement bewegbar ist, wobei die Linearantriebe Antriebsschäfte aufweisen, die mit dem Vorschubelement so gekoppelt sind, dass deren Bewegung bei Betrieb der Linearantriebe auf das Vorschubelement übertragen wird.In an advantageous embodiment of the invention, the support or carrier structure defines an interior space in which a feed element can be moved, the linear drives having drive shafts which are coupled to the feed element in such a way that their movement is transmitted to the feed element when the linear drives are in operation.
Auf diese Weise ist eine besonders wirksame und einfache Kopplung der Antriebsenergien oder Antriebsleistungen der einzelnen Linearantriebe ermöglicht. Ein derartiges Vorschubelement kann auch in einfacher Weise in dem Innenraum der Stütz- oder Trägerstruktur geführt sein. Außerdem ermöglicht eine solche Ausgestaltung eine sehr kompakte Antriebseinheit, die separat von dem Gestell und allen weiteren Komponenten der Umformmaschine aufgebaut sein kann und mit dieser verbindbar ist.In this way, a particularly effective and simple coupling of the drive energies or drive powers of the individual linear drives is made possible. Such a feed element can also be guided in a simple manner in the interior of the support or carrier structure. In addition, such a design enables a very compact one Drive unit which can be constructed separately from the frame and all other components of the forming machine and can be connected to it.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erfordert, dass die Antriebseinheit drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf zwölf Linearantriebe oder eine größere gerade oder eine größere ungerade Anzahl an Linearantrieben umfasst, die an der Stütz- oder Trägerstruktur festgelegt sind, insbesondere wobei alle Linearantriebe elektrisch parallel geschaltet sind und insbesondere wobei jeder der Linearantriebe einzeln und unabhängig von den anderen Linearantrieben ansteuerbar ist.A further advantageous embodiment of the invention requires that the drive unit comprises three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, eleven, twelve linear drives or a larger even number or a larger odd number of linear drives attached to the support or carrier structure are set, in particular wherein all linear drives are electrically connected in parallel and in particular wherein each of the linear drives can be controlled individually and independently of the other linear drives.
Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit eine gerade oder ungerade Anzahl an Linearantrieben aufweist. Es ist gleichfalls möglich, dass die Antriebseinheit einen oder drei oder fünf oder sieben oder eine größere ungerade Anzahl an Linearantrieben umfasst. Eine gerade Anzahl an Antriebseinheiten hat sich in den Fällen als besonders vorteilhaft erwiesen, in denn durch eine besonders symmetrische Anordnung der Linearantriebe eine symmetrische Antriebskrafteinleitung in das Vorschubelement erwünscht ist. Eine ungerade Anzahl an Antriebseinheiten kann bei bestimmten Fertigungsaufgaben vorteilhaft sein, beispielsweise wenn unsymmetrische Werkstücke eine unsymmetrische Krafteinleitung erfordern.It is possible that the drive unit according to the invention has an even or odd number of linear drives. It is also possible that the drive unit comprises one or three or five or seven or a larger odd number of linear drives. An even number of drive units has proven to be particularly advantageous in those cases in which a symmetrical introduction of the drive force into the feed element is desired through a particularly symmetrical arrangement of the linear drives. An uneven number of drive units can be advantageous for certain manufacturing tasks, for example when asymmetrical workpieces require an asymmetrical introduction of force.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn jeder Linearantrieb ein Wegmesssystem aufweist, mit dem beispielsweise ein zurückgelegter Weg oder eine Position des dem jeweiligen Linearantrieb zugeordneten Antriebsschaftes ermittelt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Bewegungen von mehreren parallel betriebenen Linearantrieben durch Regelung präsise zu synchronisieren.In particular, it can be advantageous if each linear drive has a position measuring system with which, for example, a distance covered or a position of the drive shaft assigned to the respective linear drive can be determined. In this way it is possible to precisely synchronize the movements of several linear drives operated in parallel by means of control.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn jeder der zumindest zwei Linearantriebe einzeln und/oder unabhängig voneinander ansteuerbar ist und/oder wenn wenigstens ein synchroner Linearmotor als erster Linearantrieb und wenigstens ein asynchroner Linearmotor als zweiter Linearantrieb vorgesehen sind, insbesondere wobei der synchrone Linearmotor und der asynchrone Linearmotor elektrisch parallel geschaltet sind. Es ist zudem möglich einen synchronen Linearmotor für den Abwärtshub und ein asynchronen Linearmotor für den Aufwärtshub oder einen asynchronen Linearmotor für den Abwärtshub und ein synchronen Linearmotor für den Aufwärtshub vorzusehen.It is also advantageous if each of the at least two linear drives can be controlled individually and / or independently of one another and / or if at least one synchronous linear motor is provided as the first linear drive and at least one asynchronous linear motor is provided as the second linear drive, in particular the synchronous linear motor and the asynchronous linear motor are electrically connected in parallel. It is also possible to provide a synchronous linear motor for the downward stroke and an asynchronous linear motor for the upward stroke or an asynchronous linear motor for the downward stroke and a synchronous linear motor for the upward stroke.
Jeder elektromechanische Linearantrieb oder Linearmotor kann einzeln angesteuert werden, ohne dass zugleich ein Steuersignal für einen anderen Linearantrieb erforderlich ist. Indem die Linearantriebe unabhängig voneinander ansteuerbar sind, kann jeder Linearantrieb zur gleichen Zeit mit unterschiedlichen Steuersignalen oder unterschiedlichen Parametern angesteuert werden, die Ansteuerung des einen Linearantriebs ist dabei nicht abhängig, oder zumindest nicht zwingend abhängig von der Ansteuerung des anderen Linearantriebs. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der kostenintensive synchrone Linearmotor zur Erhöhung der Genauigkeit verwendet wird und zu diesem Zweck mit dem asynchronen Linearmotor elektrisch parallel geschalten wird. Unterschiedliche Motoren für den Abwärtshub und den Aufwärtshub vorzusehen ermöglicht zudem einen besonders ökonomischen Fertigungsprozess.Each electromechanical linear drive or linear motor can be controlled individually without the need for a control signal for another linear drive. Since the linear drives can be controlled independently of one another, each linear drive can be controlled at the same time with different control signals or different parameters; the control of one linear drive is not dependent, or at least not necessarily dependent, on the control of the other linear drive. It is particularly advantageous if the cost-intensive synchronous linear motor is used to increase the accuracy and, for this purpose, is connected electrically in parallel with the asynchronous linear motor. Providing different motors for the downward stroke and the upward stroke also enables a particularly economical manufacturing process.
Ferner kann vorteilhafterweise das Vorschubelement eine Koppelplatte aufweisen,
die eine im Wesentlichen rechteckförmige Kontur aufweist oder
die eine im Wesentlichen hexagonale Kontur aufweist,
insbesondere wobei die Eckbereiche der Kontur mit einem bezogen auf eine Seitenlänge der Kontur relativ großen Radius abgerundet sind, vorzugsweise mit einem Radius R1,..., R4 > ¼ einer Seitenlänge der Kontur, besonders bevorzugt mit einem Radius R1,..., R4. > ½ einer Seitenlänge der Kontur.Furthermore, the feed element can advantageously have a coupling plate,
which has a substantially rectangular contour or
which has a substantially hexagonal contour,
in particular where the corner areas of the contour are rounded off with a relatively large radius in relation to a side length of the contour, preferably with a radius R 1 , ..., R 4 > ¼ of a side length of the contour, particularly preferably with a radius R 1 , .. ., R 4 . > ½ a side length of the contour.
Rechteckförmige Konturen sind besonders einfach herzustellen und können einfach an die Geometrie der Stütz- oder Trägerstruktur angepasst werden. Rechteckförmige Konturen können für alle Baugrößen einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit Verwendung finden. Hexagonale Formen sind bei verhältnismäßig kleinen und mittleren Baugrößen bei gleichzeitig verhältnismäßig großen übertragenen Kräften vorteilhaft. Die Abrundung der Eckbereiche mit großen Radien reduziert die Gefahr von Spannungs- oder Ermüdungsrissen in den Eckbereichen der Koppelplatte.Rectangular contours are particularly easy to produce and can be easily adapted to the geometry of the support or carrier structure. Rectangular contours can be used for all sizes of a drive unit according to the invention. Hexagonal shapes are advantageous for relatively small and medium-sized sizes with relatively large transmitted forces at the same time. The rounding of the corner areas with large radii reduces the risk of stress or fatigue cracks in the corner areas of the coupling plate.
Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Vorschubelement wenigstens einen Versteifungskörper aufweist, der die Koppelplatte versteift, vorzugsweise fest mit dieser verbunden ist, insbesondere wobei sich der Versteifungskörper entlang einer Querachse des Vorschubelements längs erstreckt, vorzugsweise wobei der Versteifungskörper annährend keilförmig oder doppelkeilförmig oder annährend dreieckförmig ausgebildet ist und/oder wobei der Versteifungskörper als plattenartiges Gebilde ausgebildet ist und wenigstens eine Hauptfläche aufweist, die im Verhältnis zu den Flächen der Stirnkanten des Versteifungskörpers sehr groß ist und/oder wobei der Versteifungskörper hinsichtlich seiner Hauptfläche im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche der Koppelplatte orientiert ist.In addition, it has proven to be advantageous if the feed element has at least one stiffening body which stiffens the coupling plate, preferably is firmly connected to it, in particular wherein the stiffening body extends longitudinally along a transverse axis of the feed element, preferably wherein the stiffening body is approximately wedge-shaped or double-wedge-shaped or is approximately triangular in shape and / or wherein the stiffening body is designed as a plate-like structure and has at least one main surface which is very large in relation to the areas of the front edges of the stiffening body and / or wherein the stiffening body is essentially perpendicular to a main surface of the Coupling plate is oriented.
Mit einem Versteifungselement kann die Steifheit der Koppelplatte erhöht werden und im Betrieb auftretende Verbiegungen der Koppelplatte reduziert oder vermieden werden.With a stiffening element, the stiffness of the coupling plate can be increased and in the Bending of the coupling plate occurring during operation can be reduced or avoided.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn ein zweiter Versteifungskörper vorgesehen ist, der die Koppelplatte versteift, vorzugsweise fest mit dieser verbunden ist, insbesondere wobei der zweite Versteifungskörper quer zu oder rechtwinklig überkreuz mit dem ersten Versteifungskörper auf der Koppelplatte montiert ist, insbesondere wobei der zweite Versteifungskörper annährend keilförmig oder doppelkeilförmig oder annährend dreieckförmig ausgebildet ist und/oder wobei der zweite Versteifungskörper als plattenartiges Gebilde ausgebildet ist und wenigstens eine Hauptfläche aufweist, die im Verhältnis zu den Flächen der Stirnkanten des Versteifungskörpers sehr groß ist und/oder wobei der Versteifungskörper hinsichtlich seiner Hauptfläche im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche der Koppelplatte orientiert ist und/oder wobei der erste Versteifungskörper, insbesondere in seiner Erstreckung in Richtung einer ersten Querachse, länger ist als der zweite Versteifungskörper, insbesondere in seiner Erstreckung in Richtung einer zweiten Querachse.It is further advantageous if a second stiffening body is provided which stiffens the coupling plate, preferably is firmly connected to it, in particular wherein the second stiffening body is mounted on the coupling plate at right angles or at right angles to cross with the first stiffening body, in particular wherein the second stiffening body is approximately is wedge-shaped or double-wedge-shaped or approximately triangular and / or wherein the second stiffening body is designed as a plate-like structure and has at least one main surface which is very large in relation to the surfaces of the front edges of the stiffening body and / or wherein the stiffening body is essentially in terms of its main surface is oriented perpendicular to a main surface of the coupling plate and / or wherein the first stiffening body, in particular in its extension in the direction of a first transverse axis, is longer than the second stiffening body, in particular in its length stretching in the direction of a second transverse axis.
Quer zueinander oder kreuzweise angeordnete Versteifungskörper sind besonders dann vorteilhaft, wenn Linearantriebe oder Motoren nicht auf einer der Querachsen der Koppelplatte angeordnet sind. In solchen Fällen und insbesondere, wenn eine einzige zentral an der Koppelplatte angeordnete Antriebsstange vorgesehen ist, treten Biegemomente an der Koppelplatte auf, die in einer besonders ungünstigen Verformung der Koppelplatte resultieren. Insbesondere Quer zueinander oder kreuzweise angeordnete Versteifungskörper können die Verformung aufgrund dieser Biegemomente reduzieren oder vermindern. Neben einer rechtwinklig überkreuzten Anordnung kann auch eine überkreuz Anordnung der Versteifungskörper unter einem anderen, von einem rechten Winkel beziehungsweise von 90° abweichend vorgesehen sein, beispielsweise unter einem Winkelbereich von kleiner 90° bis 45°.Stiffening bodies arranged transversely to one another or crosswise are particularly advantageous when linear drives or motors are not arranged on one of the transverse axes of the coupling plate. In such cases and in particular when a single drive rod arranged centrally on the coupling plate is provided, bending moments occur on the coupling plate which result in a particularly unfavorable deformation of the coupling plate. In particular, stiffening bodies arranged transversely to one another or crosswise can reduce or lessen the deformation due to these bending moments. In addition to a right-angled crossed arrangement, a crossed arrangement of the stiffening bodies can also be provided at another, deviating from a right angle or from 90 °, for example under an angular range of less than 90 ° to 45 °.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Koppelplatte mit im Wesentlichen rechteckförmiger Kontur eine erste Seitenlänge aufweist, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Querachse des Vorschubelements orientiert ist und eine zweite Seitenlänge, die im Wesentlichen parallel zu einer senkrecht zur ersten Querachse orientierten zweiten Querachse des Vorschubelements orientiert ist, wobei die erste Seitenlänge länger als die zweite Seitenlänge ist, und/oder wobei zwei Linearantriebe vorgesehen sind, die auf der zweiten Querachse angeordnet und/oder wobei sich der Versteifungskörper entlang der ersten Querachse längs erstreckt und/oder wobei der Versteifungskörper zwischen den zwei Linearantrieben angeordnet ist oder sich zwischen den zwei Linearantrieben erstreckt.In a further advantageous embodiment of the invention, the coupling plate with an essentially rectangular contour has a first side length which is oriented essentially parallel to a first transverse axis of the feed element and a second side length which is essentially parallel to a second transverse axis oriented perpendicular to the first transverse axis of the feed element is oriented, wherein the first side length is longer than the second side length, and / or wherein two linear drives are provided, which are arranged on the second transverse axis and / or wherein the stiffening body extends longitudinally along the first transverse axis and / or wherein the stiffening body is arranged between the two linear drives or extends between the two linear drives.
Eine derartige Ausführungsform ist besonders für kleine Baugrößen einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit geeignet und in Anwendungsfällen, bei denen nur verhältnismäßig geringe Antriebskräfte benötigt werden.Such an embodiment is particularly suitable for small sizes of a drive unit according to the invention and in applications in which only relatively low drive forces are required.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Koppelplatte mit im Wesentlichen hexagonaler Kontur zwei Seiten, insbesondere mit einer ersten Seitenlänge, auf, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Querachse des Vorschubelements orientiert sind und vier Seiten, insbesondere mit einer zweiten Seitenlänge, aufweist, die nicht parallel zu einer senkrecht zur ersten Querachse orientierten zweiten Querachse des Vorschubelements orientiert sind, insbesondere in einem Winkel zu der zweiten Querachse angeordnet sind, und/oder wobei, vorzugsweise mindestens vier, besonders bevorzugt genau vier, Linearantriebe vorgesehen sind, die in einer im Wesentlichen quadratischen Konfiguration an der Koppelplatte angeordnet sind, vorzugsweise wobei die Linearantriebe in etwa die Eckpunkte des Quadrates bilden, und/oder wobei ein erster Versteifungskörper und ein zweiter Versteifungskörper vorgesehen sind, die in einer kreuzartigen Konfiguration auf der Koppelplatte angeordnet sind, insbesondere wobei jeweils ein Linearantrieb jeweils einem Quadranten der kreuzartigen Konfiguration zugeordnet ist oder jeweils in einem Quadranten der kreuzartigen Konfiguration angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the coupling plate with an essentially hexagonal contour has two sides, in particular with a first side length, which are oriented essentially parallel to a first transverse axis of the feed element and has four sides, in particular with a second side length, which are not oriented parallel to a second transverse axis of the feed element, which is oriented perpendicular to the first transverse axis, in particular are arranged at an angle to the second transverse axis, and / or wherein, preferably at least four, particularly preferably exactly four, linear drives are provided which are in a Substantially square configuration are arranged on the coupling plate, preferably wherein the linear drives form approximately the corner points of the square, and / or wherein a first stiffening body and a second stiffening body are provided, which are arranged in a cross-like configuration on the coupling plate et are, in particular with one linear drive in each case assigned to a quadrant of the cross-like configuration or in each case arranged in a quadrant of the cross-like configuration.
Eine solche Ausführungsform ist besonders für kleine bis mittlere Baugrößen einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit vorteilhaft und besonders in Anwendungsfällen, bei denen nur verhältnismäßig mittelgroße Antriebskräfte benötigt werden.Such an embodiment is particularly advantageous for small to medium sizes of a drive unit according to the invention and especially in applications in which only relatively medium-sized drive forces are required.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch definiert, dass die Koppelplatte mit im Wesentlichen rechteckförmiger Kontur eine erste Seitenlänge aufweist, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Querachse des Vorschubelements orientiert ist und eine zweite Seitenlänge, die im Wesentlichen parallel zu einer senkrecht zur ersten Querachse orientierten zweiten Querachse des Vorschubelements orientiert ist, wobei die erste Seitenlänge kürzer als die zweite Seitenlänge ist, und/oder wobei, vorzugsweise mindestens sechs, besonders bevorzugt genau acht, Linearantriebe vorgesehen sind, die in zwei Reihen, vorzugsweise zu je drei oder vier Antrieben, auf der Koppelplatte angeordnet sind und die sich insbesondere jeweils parallel zu der zweiten Querachse erstrecken, und/oder oder wobei ein erster Versteifungskörper und ein zweiter Versteifungskörper vorgesehen sind, die in einer kreuzartigen Konfiguration auf der Koppelplatte angeordnet sind, insbesondere wobei jeweils die gleiche Anzahl von Linearantrieben, vorzugsweise mindestens jeweils zwei, besonders bevorzugt jeweils genau zwei, Linearantriebe jeweils einem Quadranten der kreuzartigen Konfiguration zugeordnet sind oder jeweils in einem Quadranten der kreuzartigen Konfiguration angeordnet sind.A further advantageous embodiment is defined in that the coupling plate with an essentially rectangular contour has a first side length which is oriented essentially parallel to a first transverse axis of the feed element and a second side length which is essentially parallel to a second side which is oriented perpendicular to the first transverse axis The transverse axis of the feed element is oriented, the first side length being shorter than the second side length, and / or where, preferably at least six, particularly preferably exactly eight, linear drives are provided, which are arranged in two rows, preferably three or four drives each Coupling plate are arranged and which in particular each extend parallel to the second transverse axis, and / or or wherein a first stiffening body and a second stiffening body are provided, which are arranged in a cross-like configuration on the coupling plate, in particular each being the same Number of linear drives, preferably at least two each, particularly preferably exactly two each, linear drives each one quadrant of the cross-like Configuration are assigned or are each arranged in a quadrant of the cross-like configuration.
Eine solche Ausführungsform ist besonders für mittlere bis große Baugrößen einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit vorteilhaft und besonders in Anwendungsfällen, bei denen nur verhältnismäßig mittelgroße bis große Antriebskräfte benötigt werden.Such an embodiment is particularly advantageous for medium to large sizes of a drive unit according to the invention and especially in applications in which only relatively medium to large drive forces are required.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn ein Antriebselement, beispielsweise eine Antriebsstange, vorgesehen ist, die mit dem Vorschubelement fest verbunden ist Insbesondere kann die Antriebsstange in einem Antriebsstangensitz an dem Vorschubelement gehaltert sein. Vorzugsweise wird der Antriebsstangensitz von einer Aussparung der Koppelplatte und/oder einer Aussparung eines ersten und/oder zweiten Versteifungskörpers gebildet. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Antriebsstange durch die Aussparung der Koppelplatte hindurch in die dahinter angeordnete Aussparung des ersten und/oder zweiten Versteifu ngskörpers.It is also advantageous if a drive element, for example a drive rod, is provided which is firmly connected to the feed element. In particular, the drive rod can be held in a drive rod seat on the feed element. The drive rod seat is preferably formed by a recess in the coupling plate and / or a recess in a first and / or second stiffening body. The drive rod particularly preferably extends through the recess of the coupling plate into the recess of the first and / or second stiffening body arranged behind it.
Eine derartige Antriebstange ermöglicht die Übertragung der Antriebsenergie und -bewegung, beziehungsweise der Antriebskraft von dem Vorschubelement, beziehungsweise der Koppelplatte auf einen Hammerbären. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebsstange sowohl in der Koppelplatte als auch in dem oder den Versteifungskörpern gehalten ist.Such a drive rod enables the drive energy and movement, or the drive force, to be transmitted from the feed element or the coupling plate to a hammer head. It when the drive rod is held both in the coupling plate and in the stiffening body or bodies is particularly advantageous.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn die Antriebseinheit eine Antriebsstangenführung aufweist, die an einem unteren Querriegel der Antriebseinheit vorgesehen ist und in der die Antriebstange auf und ab beweglich geführt werden kann, insbesondere wobei die Antriebsstangenführung in einem, vorzugsweise blockförmigen, Bereich des unteren Querriegels angeordnet ist, der gegenüber dem ihn umgebenden Bereich des Querriegels einen erheblich vergrößerten Querschnitt oder eine erheblich vergrößerte Wandstärke aufweist.A further advantageous embodiment of the invention is when the drive unit has a drive rod guide which is provided on a lower cross bar of the drive unit and in which the drive rod can be movably guided up and down, in particular the drive rod guide in a preferably block-shaped area of the The lower cross bar is arranged, which has a considerably enlarged cross section or a considerably increased wall thickness compared to the region of the transverse bar surrounding it.
Das Vorsehen einer Antriebsstangenführung reduziert die im Betrieb auftretende Knickbelastung der Antriebsstange, stabilisiert diese also im Betrieb. Außerdem ist die Antriebsstangenführung vorteilhaft in die Antriebseinheit integriert, wodurch die Antriebseinheit als kompakte Baugruppe ausgebildet ist. Wird die Antriebsstangenführung in den unteren Querriegel der Antriebseinheit integriert, der zugleich als Querhaupt der Umformmaschine dient, ist die Antriebsstangenführung sehr nahe an der Umformmaschine geführt, was die Stabilisierungswirkung weiter verbessert.The provision of a drive rod guide reduces the buckling load on the drive rod that occurs during operation, and thus stabilizes it during operation. In addition, the drive rod guide is advantageously integrated into the drive unit, whereby the drive unit is designed as a compact assembly. If the drive rod guide is integrated into the lower crossbar of the drive unit, which also serves as the crosshead of the forming machine, the drive rod guide is guided very close to the forming machine, which further improves the stabilizing effect.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst, durch eine Umformmaschine, insbesondere Schmiedehammer, zur Umformung von Werkstücken, umfassend eine erfindungsgemäße Antriebseinheit, ein Gestell zur Halterung eines ersten Gesenks und zur Führung einer Bewegung eines zweiten Gesenks, insbesondere eines Hammerbären, in Richtung einer Längsachse der Umformmaschine, wobei die Antriebseinheit mit dem zweiten Gesenk so gekoppelt ist, dass das zweite Gesenk in Richtung der Längsachse durch die Antriebseinheit auf und ab bewegt werden kann und wobei die Antriebseinheit als Ganzes mit dem Gestell fest verbindbar und als Ganzes von dem Gestell lösbar ist. Insbesondere ist es möglich eine Umformmaschine bereitzustellen, die mit einer Antriebseinheit mit Linearantrieben oder alternativ mit einer hydraulischen Antriebseinheit betrieben werden kann, ohne dass aufwändige Umbauten an der Umformmaschine selbst notwendig werden.The object of the invention is further achieved by a forming machine, in particular a forging hammer, for forming workpieces, comprising a drive unit according to the invention, a frame for holding a first die and for guiding a movement of a second die, in particular a hammer, in the direction of a longitudinal axis of the Forming machine, the drive unit being coupled to the second die in such a way that the second die can be moved up and down in the direction of the longitudinal axis by the drive unit, and the drive unit as a whole can be firmly connected to the frame and detached as a whole from the frame. In particular, it is possible to provide a forming machine that can be operated with a drive unit with linear drives or, alternatively, with a hydraulic drive unit, without the need for complex modifications to the forming machine itself.
Die Antriebseinheit kann also mit dem Unterbau der Umformmaschine verbunden und von diesem wieder gelöst werden. Die Umformmaschine kann so mit verschiedenen Antriebseinheiten ausgestattet werden, die sich beispielsweise hinsichtlich der zur Verfügung gestellten Antriebskraft, -dynamik oder auch des Hubes der Antriebsstange unterscheiden können.The drive unit can therefore be connected to the substructure of the forming machine and detached from it again. The forming machine can thus be equipped with different drive units, which can differ, for example, with regard to the drive force, dynamics or the stroke of the drive rod made available.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Antriebselement, insbesondere die Antriebsstange, der Antriebseinheit mit dem Hammerbären verbindbar und von dem Hammerbären lösbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the drive element, in particular the drive rod, of the drive unit can be connected to the hammer head and detached from the hammer head.
Auf diese Weise können verschiedene Antriebseinheiten für den Antrieb desselben Hammerbären mit der Umformmaschine verbunden werden.In this way, different drive units for driving the same hammer head can be connected to the forming machine.
Ferner vorteilhaft ist es, wenn zwischen Antriebseinheit und Gestell Puffer vorgesehen sind, die benachbart zu der Antriebsstangenführung angeordnet sind, insbesondere konzentrisch um die Antriebsstangenführung herum angeordnet sind, vorzugsweise wobei die Puffer Schwingungen, Stöße oder Schläge die von dem Gestell auf die Antriebseinheit übertragen werden, zumindest teilweise dämpft oder absorbiert.It is also advantageous if buffers are provided between the drive unit and the frame, which are arranged adjacent to the drive rod guide, in particular are arranged concentrically around the drive rod guide, preferably with the buffers vibrations, shocks or impacts being transmitted from the frame to the drive unit, at least partially attenuates or absorbs.
Dadurch kann die Antriebseinheit hinsichtlich von im Betrieb erzeugten Schwingungen, Stöße oder Schläge von der Umformmaschine entkoppelt werden, wodurch die Linearantriebe der Antriebseinheit geschützt werden und auch die Laufruhe und Führung der Antriebsstange im Betrieb verbessert wird.As a result, the drive unit can be decoupled from the forming machine with regard to vibrations, shocks or impacts generated during operation, thereby protecting the linear drives of the drive unit and also improving the smoothness and guidance of the drive rod during operation.
Insgesamt zeigt sich aus der obigen Beschreibung erfindungsgemäßer Ausgestaltungen, dass die hierin vorgeschlagene Vorrichtung und das hierin vorgeschlagene Verfahren, bzw. die hierin vorgeschlagene Umsetzung und Verwendung der Positioniereinheit, die zu Grunde liegende Aufgabe lösen, wobei beispielsweise ein vereinfachter Arbeitsablauf und vereinfachte Bewegungsabläufe bei vergleichsweise vorteilhaftem Aufbau und vorteilhafter Bauhöhe erreicht werden können.Overall, the above description of embodiments according to the invention shows that the device proposed herein and the method proposed herein, or the implementation and use of the positioning unit proposed herein, achieve the underlying task, whereby, for example, a simplified workflow and simplified movement sequences can be achieved with a comparatively advantageous structure and an advantageous overall height.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der anhängenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine teilweise geschnittene Frontalansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schmiedehammers; -
2 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit in einem ersten Ausführungsbeispiel -
3 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel -
4 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit in einem dritten Ausführungsbeispiel -
5 eine teilweise geschnittene Frontansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit gekoppelt an einen Schmiedehammer in einem vierten Ausführungsbeispiel -
6 eine teilweise geschnittene Frontansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit gekoppelt an einen Schmiedehammer in einem fünften Ausführungsbeispiel -
7 eine teilweise geschnittene Frontansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheit gekoppelt an einen Schmiedehammer in einem sechsten Ausführungsbeispiel
-
1 a partially sectioned front view of a forging hammer designed according to the invention; -
2 a schematic plan view of a drive unit designed according to the invention in a first embodiment -
3 a schematic plan view of a drive unit designed according to the invention in a second embodiment -
4th a schematic plan view of a drive unit designed according to the invention in a third embodiment -
5 a partially sectioned front view of a drive unit designed according to the invention coupled to a forging hammer in a fourth embodiment -
6 a partially sectioned front view of a drive unit designed according to the invention coupled to a forging hammer in a fifth embodiment -
7th a partially sectioned front view of a drive unit designed according to the invention coupled to a forging hammer in a sixth embodiment
Die Ausführungsbeispiele gemäß
Zur Bereitstellung von Arbeitsenergie für den Bären
Die Antriebseinheit
An dem oberen Querriegel
Die Linearantriebe
Ein plattenförmiges Vorschubelement
Zur weiteren Bewegungsführung der Antriebsstange
Benachbart zu dem blockförmigen Bereich
Ein unteres Ende der Antriebsstange
Das Vorschubelement
Indem die Verbindung zwischen Antriebsstange
Die Stütz- oder Tragestruktur der Antriebseinheit
Die zwei vorgesehenen Linearantriebe
Die Rahmenstreben
Ein Vorschubelement
Ein erster Versteifungskörper
Die vier Linearantriebe
Auch in dieser Ausführungsform ist die Antriebsstange
Auf der Koppelplatte
Auch in dieser Ausführungsform ist die Antriebsstange
Die Linearantriebe
In allen Ausführungsformen ist es möglich ausschließlich synchrone Linearmotoren oder asynchrone Linearmotoren als Linearantriebe
Im Inneren der Stütz- oder Trägerstruktur ist ein zusätzlicher, zweiter Halteriegel
Zwei erste Linearantriebe
Ein sich quer zur Arbeitsrichtung
Diese Anordnung der Linearantriebe
Zudem erlaubt das Vorsehen des zusätzlichen oberen Querriegels
Beispielsweise ist es möglich, die Linearantriebe
In der dargestellten Anordnung sind die Linearantriebe
Mit dieser Anordnung wird das in Bezug auf
Um der im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäß
Im Allgemeinen können die unteren Querriegel
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SchmiedehammerBlacksmith hammer
- 22
- HammergestellHammer frame
- 33
- StänderStand
- 44th
- unterer Querriegellower crossbar
- 55
- unteres Hammergesenklower hammer die
- 66th
- oberes Hammergesenkupper hammer die
- 77th
- Bärbear
- 88th
- BärführungBear guide
- 99
- AntriebseinheitDrive unit
- 10a, b, c, d10a, b, c, d
- LinearantriebeLinear drives
- 10aa, bb, cc, dd10aa, bb, cc, dd
- LinearantriebeLinear drives
- 110a, 110b110a, 110b
- LinearantriebeLinear drives
- 210, 2100210, 2100
- LinearantriebeLinear drives
- 11, 11a11, 11a
- SeitenwangenSidewalls
- 1212
- oberer Querriegelupper crossbar
- 1313th
- VorschubelementFeed element
- 13a13a
- KoppelplatteCoupling plate
- 13b13b
- VersteifungskörperStiffening body
- 13c13c
- VersteifungskörperStiffening body
- 1414th
- AntriebsstangeDrive rod
- 140140
- AntriebsstangeDrive rod
- 1515th
- AntriebsstangensitzDrive rod seat
- 1616
- AntriebsstangenführungDrive rod guide
- 160160
- AntriebsstangenführungDrive rod guide
- 1717th
- AntriebsstangenbefestigungDrive rod attachment
- 1818th
- oberer Befestigungsflanschupper mounting flange
- 1919th
- unterer Befestigungsflanschlower mounting flange
- 2020th
- AntriebsschaftDrive shaft
- 120a, 120b120a, 120b
- AntriebsschäfteDrive shafts
- 220, 2200220, 2200
- AntriebsschäfteDrive shafts
- 2121st
- BefestigungsmittelFasteners
- 2222nd
- Pufferbuffer
- 2323
- RahmenstrebenFrame struts
- 2424
- FührungsöffnungGuide opening
- 2525th
- Hintere WangeBack cheek
- 2626th
- Vordere WangeFront cheek
- 27, 27027, 270
- blockförmiger Bereichblock-shaped area
- 2828
- Innenrauminner space
- 2929
- Hauptfläche der KoppelplatteMain surface of the coupling plate
- 3030th
- Hauptfläche des VersteifungskörpersMain surface of the stiffening body
- 3131
- StirnkanteFront edge
- 3232
- DämpfungselementeDamping elements
- 3333
- HalteriegelRetaining latch
- 33a33a
- SeitenwangenSidewalls
- 33b33b
- oberer Querriegelupper crossbar
- 3434
- Auslegerboom
- 4040
- QuerhauptCrosshead
- 4141
- Durchgangsloch Through hole
- LL.
- LängsachseLongitudinal axis
- AA.
- AntriebsrichtungDrive direction
- LFührung L leadership
- FührungslängeGuide length
- LGehäuse L housing
- Länge eines AntriebsgehäusesLength of a drive housing
- X, YX, Y
- QuerachsenTransverse axes
- X1, X2 X 1 , X 2
- Längelength
- Y1, Y2 Y 1 , Y 2
- Breitewidth
- S1, S2 S 1 , S 2
- SeitenlängeSide length
- R1, R2, R3, R4 R 1 , R 2 , R 3 , R 4
- RadienRadii
- FLFL
- Freie LängeFree length
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102015116881 A1 [0003]DE 102015116881 A1 [0003]
- EP 1892084 A2 [0004]EP 1892084 A2 [0004]
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-
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