DE2816429A1

DE2816429A1 - Presse

Info

Publication number: DE2816429A1
Application number: DE19782816429
Authority: DE
Inventors: Robert Bernard Baranski; Paul Vojtech Smejkal
Original assignee: Gulf and Western Manufacturing Co
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2816429C2; FR2399317A1; DE7811319U1; JPS5550759B2; CA1072432A; US4107973A; ES470326A1; JPS5428076A; GB1583290A; AU508051B2; FR2399317B1; AU3588278A

Description

Gl 14Q I KÖLN, d«-ιt.4.-1978

Ana.: GuIf & Western Manufacturing Company 231 CX) Providence Drive
Southfield, Michigan 48075 (USA)

Titel: Presse

Die Erfindung betrifft eine Presse mit ±m Pressengestell auf linearer Bewegungsbahn zwischen einer oberen und unteren Hubstellung geführten Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungebahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche den Schlitten über einen Exzentertrieb antreibt.

In der Vergangenheit ist ein erhebliches MaB an Entwicklungsarbeit geleistet worden, um die Bewegungsund Geschwindigkeitscharakteristik eines kurbelgetriebenen Pressenschlittens zu verbessern, welcher von einer Kurbel über eine Pleuelstange bzw. einen Stößellenker angetrieben wird, derart, daß dem Schlitten bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Kurbel eine Hubbewegung mit im wesentlxchen gleichförmiger, sinusförmiger Bewegungs- und Geschwindigkeitscharakteristik erteilt wird. Es ist bekannt, daß die Qualität des von der Presse durchgeführten Arbeitsvorganges, z.B. des Ziehvorganges, teilweise von der Geschwindigkeit des Schlittens über den Arbeitshub abhängt, welcher nur einen Teil des Gesamthubes des Schlittens beträgt. Infolgedessen muß die Presse mit einer solchen Hubzahl ihres Schlittens arbeiten, daß über den Arbeitshub die für die Qualität des Arbeitsvorganges erfor-

909807/0652

Gl 149

derliche Geschwindigkeit vorliegt. Dies bedeutet bei Kurbelpressen, da£ die Schlittengeschwindigkeiten beim Annäherungshub des Schlittens bis zum Beginn des Arbeitshubes und beim Schlittenrückhub häufig verhältnismäßig klein sind, so daß die Presse zumeist mit einer gegenüber ihrer Nennleistung verminderten Hubzahl betrieben werden muß. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit und damit der Produktionsleistung der Presse durch Steigerung der Hubzahl führt zu einer Verminderung der Qualität des an dem Werkstück durchzuführenden Arbeitsvorganges.

Bei Kurbelpressen ist es an sich erwünscht, die Kurbelwelle im Kopf bzw. Querhaupt der Presse oberhalb der Schlittenbewegungsbahn und in Ausrichtung zu dieser unterzubringen, da dies zu einer einfachen und wirtschaftlichen Bauweise des Pressenquerhauptes führt. Allerdings weisen die herkömmlichen Kurbelpressen ein unerwünscht niedriges Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub auf. Außerdem ist die Kraftübertragung vom Pressenantrieb auf den Schlitten mechanisch ungünstig. Diese Nachteile ergeben sich aus der schlechten Massenverteilung, der schlechten Kraftverteilung während des Pressenbetriebs und den hohen Beschleunigungskräften.

Es sind zahlreiche Pressen und Pressenantriebe entwickelt worden mit dem Ziel, die Geschwindigkeitsund Bewegungscharakteristik der Kurbelpressen günstiger zu gestalten, ferner das Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub zu verbessern und/oder günstigere Kraftübertragungsverhältnisse zu schaffen. Unter anderem ist ein Pressenantrieb mit einer Exzenterwelle vorgeschlagen worden, welche ein mit dem Schlitten über einen Stößellenker o.dgl. verbundenes Treibglied aufweist, welches Jeweils über ein Bolzengelenk einer-

909807/0652

Gl 149

"*" 2816423

seit» an Schwinghebel und andererseits am Pressenge stell angeschlossen ist, wobei die Achsen der beiden Bolzen auf derselben Seite der Vellenachse liegen und die Achse des am Pressengestell befindlichen Bolzengelenks unterhalb der Wellenachse angeordnet ist. Bei der Umdrehung der Exzenterwelle führt das Treibglied eine Schwingbewegung gegenüber dem Exzenter aus, wobei seine Bewegung durch den Schwinghebel derart beeinflußt wird, daß sich eine gesteuerte Bewegungsund Geschwindigkeitscharakteristik des Schlittens ergibt. Der Pressenantrieb ist hierbei so ausgebildet, daß sich über dem Arbeitshub eine verminderte Schlittengeschwindigkeit und vor sowie hinter dem Arbeitshub, d.h. beim Annäherungs- und Eückhub eine erhöhte Schlittengeschwindigkeit ergibt. Allerdings weisen auch diese Pressenantriebe nur sehr geringe mechanische Vorteile gegenüber den einfachen Kurbelantrieben auf; sie erfordern ein Maß der Exzentrizität des Exzenters, welches gleich oder größer ist als ein Drittel des gesamten Pressenhubes. Der Pressenantrieb ist bauaufwendiger, verwickelter, schwerer und teurer als die einfachen Kurbelantriebe. Der einzige Vorteil gegenüber den Kurbelantrieben erschöpft sich darin, daß die Presse gegenüber einer Kurbelpresse mit gleicher Hublänge mit höherer Hubzahl betrieben werden kann, indem über dem Arbeitshub die ßchlittengeschwindigkeit vermindert wird.

Um die Eigenschaften der einfachen Kurbelantriebe zu verbessern, ist ferner ein Pressenantrieb vorgesehen worden, welcher eine Kurbelwelle aufweist, die gegenüber der Schlittenbewegungsbahn um ein beträchtliches Haß seitlich versetzt angeordnet ist und deren Kurbelarm mit einem Schlepphebel gelenkig verbunden ist,

909807/0652

welcher über einen Stößellenker bzw. eine Pleuelstange mit dem Schlitten gekoppelt ist. Bei dieser bekannten Kurbelpresse mit Hebelgetriebe ist ein Schwinghebel vorgesehen, der mit dem Schlepphebel und dem Pressengestell gelenkig verbunden ist. Mit diesem Antriebsmechanismus läßt sich ein Antriebsgewinn bis zu 5:1 gegenüber den einfachen Kurbelpressen erreichen, wobei zugleich die erwünschte verminderte Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub erzielt wird. Allerdings erfordern solche Pressenantriebe ein schweres Hebelsystem und ein verwickeltes Pressenhaupt in Sonderausführung zur Anpassung an die gekröpfte Kurbelwelle und die Hebelteile. Beispielsweise hat die Kurbelwelle eine Kröpfung, die etwa dem 0,7-fachen des erzielten Schlittenhubes entspricht. Der Schlepphebel, welcher der schwerste von sämtlichen Hebeln ist, wird außerdem Biegekraften unterworfen, die nahezu gleich der gesamten Pressenlast sind. Außerdem wirken an dem Schlepphebel Beschleunigungskräfte, die weit größer sind als bei den einfachen Kurbelantrieben. Infolgedessen sind solche Pressen raumaufwendig und in der Herstellung und Wartung teuer, so daß diese Antriebe für mit großen Schlittenhüben arbeitende Pressen oder für Mehrfachpressen wenig geeignet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Presse bzw. einen Pressenantrieb zu schaffen, mit welchem sich die gewünschte Geschwindigkeits- und Bewegungscharakteristik des Pressenstößele bzw. Schlittens erreichen läßt, ohne daß die vorstehend im Zusammenhang mit den bisherigen Pressenantrieben genannten Nachteile voll in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, einen mit einer Exzenterwelle bzw. einer besonderen Kurbelwelle, einem Treibglied,

909807/0652

Gl 149

einem Schwinghebel "und einem Stößellenker bzw. einer Pleuelstange versehenen Pressenantrieb mit günstiger Betriebscharakteristik zu schaffen, welcher dem Schlitten die erwünscht niedrige Hubgeschwindigkeit über den Arbeitshub erteilt, wobei aber die Hubgeschwindxgkeit über den Annäherungs- und Eückhub möglichst groß sein soll. Dabei wird zugleich eine gegenüber den bisherigen Antrieben in den Bauabmessungen verminderte Auslegung des gesamten Hebelsystems sowie eine solche Bauweise des Pressenantriebs angestrebt, daß sich eine Erhöhung des Pressenhubes mit nur geringer Zunahme der Abmessungen des Hebelsystems erreichen läßt, wodurch sich, die Masse des Antriebs systems am Verbindungspunkt mit dem StöSellenker sowie die Masse für den Stößellenker selbst herabsetzen lassen und die Möglichkeit geschaffen wird, ein Pressenhaupt zu verwenden _s welches mehr oder weniger dem herkömmlichen Pressenhaupt entspricht.

Der Sressenantrieb gemäß des? Erfindung weist eine Exzenterwelle, ein hiermit gekoppeltes, in Abhängigkeit von der Umdrehung der Exzenterwelle schwingendes Treibglied, einen am Pressengestell angelenkten Schwinghebel und einen Stößellenker auf, der einerseits mit dem Stößel bzw. Schlitten und andererseits mit dem Treibglied gelenkig gekoppelt ist. Die Erfindung ist dabei gekennzeichnet durch die bauliche Ausgestaltung und Zuordnung zwischen dem Treibglied und dem Schwinghebel, wodurch sich die vorgenannten Vorteile erzielen lassen. In bevorzugter Ausführungsform weist das Treibglied einen Exzenter auf, dessen Achse parallel zu der Achse der Exzenter-Antriebswelle verläuft, wobei der Schwinghebel mit dem Exzenter des Treibgliedes gekoppelt ist, welcher mit seiner äußeren Umfangsfläche die Achse der Exzenter-Antriebs-

909807/0652

well· umschließt. Sie Achse des Treibglied-Exzenters befindet sich hierbei in unmittelbarer Nähe der Achse der Exzenter-Antriebswelle, während die Gelenkachße des Anschlußgelenks des Treibgliedes an dem Pressengestell oberhalb der Achse der Antriebswelle liegt. Die Gelenkachse des das Treibglied mit dem Pressengestell verbindenden Gelenks ist dabei auf der einen Seite der Schlittenbewegungsbahn angeordnet, während sich die Achse des das Treibglied mit dem Schwinghebel verbindenden Gelenks an der anderen Seite der Schlittenbewegungsbahn befindet. Bei Umdrehung der Antriebswelle wird demgemäß der Achse des Treibgliedexzenters eine Schwingbewegung auf einem von dem Schwinghebel bestimmten Bogenweg erteilt, wodurch die Hubbewegung des Pressenschlittens bzw. Stößels bewirkt wird. Die enge Zuordnung zwischen den Exzenterachsen und die Anordnung der Schwinghebelachse gegenüber der Schlittenbewegungsbahn bewirken, daß das Treibglied und der Schwinghebel geringe Schwenk- und Schwingbewegungen ausführen, und daß der Schlittenhub um mindestens das Fünffache größer ist als die Exzentrizität der Exzenter-Antriebswelle. Zugleich wird mit diesen Maßnahmen bei der gewünschten geringen Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub eine hohe Annäherungs- und Eückhubgeschwindxgkeit des Schlittens erreicht. Das Antriebssystem ermöglicht einen Arbeitsgewinn von etwa 5s1·

Weitere im Hinblick auf die Aufgabenstellung und die Zweckbestimmung der Erfindung wesentliche Merkmale sind in den einzelnen Ansprüchen aufgeführt.

909807/0652

Gl 149

Hit der Erfindung wird demgemäß ein verbesserter Pressenantrieb geschaffen, mit welchem sich gegenüber den bekannten Antrieben ein größeres Verhältnis von Schlittenhub zu Exzentrizität (Exzenterkröpfung) und im Bedarfsfall auch ein günstigeres Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub erreichen läßt. Zugleich ist es möglich, im Vergleich zu den bisherigen Pressenantrieben die Beschleunigungskräfte an den verschiedenen Antrieb skomponenten zu vermindern, die Masse des Antriebes gegenüber Pressen gleicher Baugröße herabzusetzen und insgesamt einen in der Herstellung und Wartung wirtschaftlicheren Pressenantrieb zu schaffen, bei dem das Pressengestell ein mehr oder weniger in herkömmlicher Weise ausgebildetes. Pressenhaupt erhalten kann. Ferner werden die Biegebeanspruchungen an den Antriebsteilen vermindert und es wird insgesamt die Kraftverteilung vom Antrieb auf das Pressengestell verbessert. Der erfindungsgemäße Pressenantrieb ermöglicht die Verwendung einer Kurbelwelle oder einer Exzenterwelle mit einer Kröpfung bzw. Exzentrizität, die kleiner ist als ein Fünftel der Länge des Schlittenhubes. Die bekannten Antriebe erfordern demgegenüber eine Kurbelkröpfung bzw. eine Exzentrizität, die mindestens gleich einem Drittel des Pressenhubes ist und bei Kurbelpressen sogar gleich oder größer ist als die Hälfte des Pressenhubes. Das Hebelsystem kann bei der erfindungsgemäßen Presse ein geringeres Gewicht erhalten, was ebenfalls in baulicher Hinsicht vorteilhaft ist. Es läßt sich mit ihm ein im Verhältnis sum Gesamthub größerer Arbeitshub erreichen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Aueführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:

909807/0652

Gl 149

iig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Pressenantrieb ausgerüstete Presse in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Pig. 2 den Pressenantrieb der in Pig. 1 gezeigten Presse in größerem Maßstab in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Pig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Pig. 2; Pig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Pig. 2;

Pig. 5 den erfindungsgemäßen Pressenantrieb in

einem Diagramm, wobei die bei einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle umschriebene Koppelkurve dargestellt ist;

Pig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Schlittengeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Pressenantriebes auf einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle;

Pig. 7 ebenfalls eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Schlittenbewegung während einer vollen Umdrehung der Antriebswelle.

Die in Pig. 1 gezeigte Presse 10 weist ein Pressenge- stell mit einem Querhaupt 12 und einem Fußteil 14 auf, welches das Pressenbett 16 bildet. Am Pressengestell ist eine lineare Führung 18 für die entlang der Schlittenbewegungsbahn B in Richtung auf das Pressenbett 16 und in Gegenrichtung hubbeweglich geführte Schlittenvorrichtung 20 mit Schlitten 24 angeordnet, welcher mit dem Pressenantrieb gekoppelt ist. Vie üblich sind die Schlittenvorrichtung und das Pressenbett so ausge-

909807/0652

Gl 149

bildet, daß sich an ihnen zusammenwirkende Werkzeuge, z.B. Ziehwerkzeuge, anordnen lassen, die bei der Hubbewegung des Schlittens an einem zwischen ihnen liegenden Werkstück einen Bearbeitungsvorgang bewirken.

Wie vor allem die Pig. 2 bis 4 zeigen, weist der Pressenantrieb eine Eingangs- oder Antriebswelle 26 auf, die sich zwischen den beiden Seiten des Pressengestells erstreckt und in dem Pressengestell um eine Wellenachee O drehbar gelagert ist. Das Pressengestell weist an seinen gegenüberliegenden Seiten durchgehende Wellenöffnungen mit darinsitzenden Wellenaufnahmehülsen 28 und Wellenlagerbuchsen 30 auf, in welchen die Welle 26 mit ihren beiden Enden drehbar gelagert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem einen Wellenende ein Zahnrad 32 drehschlüssig befestigt, welches von einem motorgetriebenen fiitzel 34- (Fig. 1) angetrieben wird, wodurch die Welle 26 in Umdrehung versetzt wird.

Pie Antriebswelle 26 weist ein Paar im Axialabstand zueinander angeordnete Exzenter 36 auf, die jeweils mit einer kreisförmigen Umfangsfläche versehen sind und deren gemeinsame Achse A parallel und seitlich versetzt zu der Wellenachse 0 verläuft. Ferner ist der Antriebsmechanismus mit einem als Hebel ausgebildeten Treibglied 38 versehen, dessen Nabe 40 die Antriebswelle umschließt und welches kreisrunde öffnungen 42 für die Aufnahme der Exzenter 36 aufweist. In den Lageröffnungen 42 sitzen Lagerbuchsen 44. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Treibglied 38 gegenüber der Antriebswelle 26 um die Achse A der Exzenter 36 schwenkbar auf den Exzentern gelagert ist. Das Ireibglied 38 weist seinerseits ein Paar im Axialabstand zueinander angeordnete Exzenter 46 an den

909807/0652

Gl 149

gegenüberliegenden Enden der Nabe 40 auf, die jeweils nit einer kreisrunden äußeren TJmfangsfläche 48 versehen sind, welche den zugeordneten Exzenter 36 der Antriebswelle umschließen. Die kreisförmigen Umfangsflächen der beiden Exzenter 46 weisen eine gemeinsame Exzenterachse B auf, die parallel und seitlich versetzt zu der Exzenterachse A und der Wellenachse O verläuft.

Das Treibglied 38 weist ein Paar Arme 50 auf, die sich von der Nabe 40 im Axial ab stand zueinander radial erstrecken. Das obere Ende einer Pleuelstange bzw. eines Stößellenkers 52 faßt zwischen die Arme 50 und ist mit diesen mittels eines Gelenkbolzens 54 gelenkig verbunden, welcher fluchtende Bolzenöffnungen der Arme 50 und des Stößellenkers 52 durchgreift. Der an den Armen 50 gesicherte Bolzen 54 durchfaßt eine Lagerbuchse 56, die in der Bolzenöffnung des Stößellenkers 52 sitzt. Der Stößellenker 52 ist daher gegenüber dem Treibglied 38 um die Bolzenachse D gelenkbeweglich, die parallel zu den Achsen 0, A und B verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere Ende des Stößellenkers 52 mit einer Gelenkkugel 58 versehen, die in einer Kugelpfanne 60 des Schlittens 24 gelagert ist, so daß der Stößellenker und der Schlitten gegeneinander um eine Achse E gelenkbeweglich sind.

Der Pressenantrieb ist ferner mit einem Paar Schwinghebel 62 versehen, die jeweils eine kreisrunde Lageröffnung 64 für die Aufnahme eines Exzenters 46 des Treibgliedes aufweisen. Zwischen den Flächen 48 der Exzenter 46 und den Innenflächen der Lageröffnungen 64 ist jeweils eine Lagerhülse 66 eingeschaltet. Die Schwinghebel 62 und das Treibglied 38 sind daher um die Achse B relativ zueinander verschwenkbar. Die

909807/0652

Schwinghebel 62 weisen jeweils einen gegenüber der Achse B radial verlaufenden Arm 68 auf, der mit einer Bolzenöffnung versehen ist. Ein Gelenkbolzen 70 durchfaßt die Bolzenöffnungen der Arme 68, wodurch die Schwinghebel um die Bolsenachse C schwenkbar am Pressengestell gelagert sind. Die Bolzen 70 durchfassen Lagerbuchsen 72, die in den Bolzenöffnungen der Schwinghebelarme 68 sitzen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Wellenachse 0 und die Schwinghebelachse 0 gegenüber dem Pressengestell feststehend angeordnet sind. Wie vor allem die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt, wird bei Drehung der Antriebswelle 26 die Exzenterachse A der Exzenter 36 um die Wellenachse 0 gedreht, wodurch die Exzenter 36 die Achse B der Exzenter 4-6 des Treibgliedes auf einem Bogenweg schwingen, dessen Radius gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Bei dieser Umdrehung der Antriebswelle 26 und Schwingbewegung der Achse B wird von den Schwinghebeln 62 eine Schwenkbewegung des Treibgliedes 38 um die Achse 1 erzwungen, so daß die Achse D des das Treibglied 38 nut dem Stößellenker 52 verbindenden Gelenks die in Pig. 5 gezeigte Koppelkurve 7^ beschreibt. Da sich der Pressenschlitten sowie die Achse E bei der Hubbewegung auf der linearen Schlittenbewegungsbahn P bewegen, ergibt sich eine Hubbewegung des Schlittens zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren Totpunktlage gegenüber dem Pressenbett. Der Abstand zwischen den Exzenterachsen A und B, der Abstand zwischen den Achsen A und D und der Winkel BAD sind konstant.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich z.B. um eine 60 t schrägstellbare Presse, bei welcher der Schlitten zwischen seiner oberen Totpunktlage und seiner unteren Totpunktlage einen

909807/0652

Gl 149

Gesamthub von 101,6 mm ausführt, wobei der Arbeitshub im Abstand von 25,4 mm oberhalb der unteren Totpunktlage beginnt. Pur die Abmessungen des beschriebenen Pressenantriebes gelten folgende Werte:

Seitenabstand der Wellenachse 0 von der Schlittenbewegungsbahn P: 33»8 mm Exzentrizität der Exzenter 36, d.h. Abstand der Exzenterachse A von der Wellenachse 0: 17,4 mm

Abstand der Exzenterachse A von der Exzenterachse B: 59 $1 mm

Abstand der Exzenterachse A und der

Achse D: 165 mm

Winkel BAD des von den Achsen B, A und D gebildeten Dreiecks: ca. 170 Länge des Stößellenkers 52 zwischen

den Achsen D und E: 347»3 ™&

Länge des Schwinghebele 62 zwischen

den Achsen B und C: 210,8 mm

Vertikaler Abstand der Achse 0 von

der Wellenachse 0: 40 mm

Horizontaler Abstand der Achse 0 von der Schlittenbewegungsbahn: 140,5 mm

In Pig. 5 ist ein Pressenantrieb mit den vorgenannten Abmessungen und Abmessungsverhältnissen schematisch wiedergegeben. Die Welle 26 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei sich die Exzenterachse A im Gegenuhrzeigersinn auf einem Kreisbogen um die Welle 0 bewegt. Die Kreisbahn der Achse A ist, beginnend von dem Bezugspunkt o, in Stufen von jeweils 20 ° unterteilt. Die Drehung der Antriebswelle 26 bewirkt eine Bewegung der Achse D zwischen Treibglied 38 und Stößellenker auf der Koppelkurve 74. In Pig. 5 ist die Bewegung der Achse D auf der Koppelkurve jeweils in Stufen gezeigt, die jeweils einem Drehwinkel von 20 ° der Exzenterachse A entsprechen. Die Bewegung der Achse E des den Stößellenker 52 mit dem Schlitten 24 verbindenden Gelenks entspricht dem Schlittenhub auf der Schlittenbewegungs-

909807/0652

Gl 9

bahn F bei Bewegung der Achse S auf der Koppelkurve Die Hubbewegung der Achse E über den vollen Schlittenhub wird demgemäß von der Koppelkurve bestimmt und ist jeweils in einer Teilung wiedergegeben, die der 20 °- Teilung der Umlaufbahn der Exzenterachse A entspricht. Die obere Totpunktlage des Schlittens ist mit TDC und seine obere Totpunktlage mit BDC bezeichnet. Der Arbeitshub beginnt an der Stelle WB und endet an der Stelle VE.

Aus Fig. 5 ergibt sich, daß bei Drehung der Antriebswelle 26 im Gegenuhrzeigersinn der von der Achse A repräsentierte erste Exzenter 36 den von der Achse B repräsentierten Treibgliedexzenter 46 auf einem Bogenweg gegenüber der feststehenden Achse C bewegt, dessen .Radius gleich dem Abstand der Achsen B und C ist. Demgemäß sind die Positionen der Achse B auf dem Bogenweg 76 in Abhängigkeit von der Umdrehung der Antriebswelle in einer Teilung dargestellt, die der 20 °-Stufenteilung der Drehung der Exzenterachse A entspricht. Die Bewegung der Achse B auf dem Bogenweg 76 bewirkt eine entsprechende Schwingbewegung des Schwinghebels 62 um die Achse C , wodurch der Schwinghebel 62 dem Treibglied 38 eine Schwenkbewegung um die Exzenterachse A relativ zu dem ersten Exzenter 36 aufzwingt mit der Folge, daß die Achse D des Treibgliedes sich auf der Koppelkurve 74 bewegt. Wie erwähnt, sind die Abstände B-O, A-B, A-D sowie der Winkel BAD konstant. Für jeden Punkt der 20 °-Teilung der Drehung der Wellenachse A um die Wellenachse 0 kann demgemäß die entsprechende Position der Achse D bestimmt werden, indem der Punkt A und der entsprechende Punkt B auf dem Bogenweg 76 verbunden werden und dann der Abstand A-D auf einer Linie gemessen wird, die sich unter dem Winkel BAD von dem Punkt A erstreckt.

909807/0652

Gl 149

Pig. 5 Jceigt, daß der Schlitten 24 seine untere Totpunktlage BDC bei etwa 180 °-Drehung der Antriebswelle 26 erreicht, während er bei einem Drehwinkel von etwa 320 ° der Antriebswelle in seine obere Totpunktlage gelangt. Wie erwähnt, weist die Presse einen Arbeitshub von 25,4 mm auf. Der Schlitten erreicht den Beginn des Arbeitshubes WB bei einem Drehwinkel der Antriebswelle von 80 °; das Ende des Arbeitshubes fällt mit der unteren Totpunktlage bei dem Drehwinkel von etwa 180 ° der Antriebswelle zusammen. Infolgedessen drehen sich die Antriebswellen 26 während des Arbeitshubes über einen Winkel von 100 °. Die Bewegung der Achsen D und E entlang der Koppelkurve bzw. auf der Schlittenbewegungsbahn von der unteren Totpunktlage zu dem Punkt WB, welcher dem Beginn des nächsten Arbeitshubes entspricht, definiert den Rückhub und den Annäherungshub des Schlittens.

Der Abstand der einzelnen Teilungspunkte auf der Koppelkurve 74 gibt die Geschwindigkeit der Achse D über eine volle Umdrehung der Welle 26 wieder. Entsprechend ist der Abstand der Teilungspunkte auf der Schlittenbewegungsbahn P eine Anzeige für die Geschwindigkeit der Achse E und demgemäß des Pressenschlittens während eines vollen Schlittenhubes. Die Antriebswelle 26 wird mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben, so daß größere Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungspunkten eine größere Schlittengeßchwindigkeit bedeuten als kleinere Abstände der Teilungspunkte .

Fig. 5 zeigt, daß sich die Achse E von der oberen Totpunktlage bis zu dem Beginn des Arbeitshubes WB mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bewegt, die bei Annäherung und Erreichen des Arbeitshubes abnimmt. Beim Eintritt in den Arbeitshub wird die Geschwindig-

909807/0652

Gl 149

keit der Achse "beträchtlich vermindert, wobei die verminderte Geschwindigkeit "bis zum Erreichen der unteren Totpunktlage "beibehalten wird. Nach Durchgang durch die untere Totpunktlage wird die Geschwindigkeit der Achse E wieder beträchtlich erhöht, wobei sich die Achse E in die obere Totpunktlage bewegt.

Die Schlittengeschwindigkeit über die verschiedenen Abschnitte des gesamten Schlittenhubes ist in Pig. 6 graphisch durch die voll ausgezeichnete Linie für eine Presse wiedergegeben, die mit neunzig Hüben Je Minute arbeitet. Die gestrichelte Kurve gibt die Geschwindigkeit einer herkömmlichen kurbelgetriebenen Presse gleicher Größe wieder, die mit einer Hubzahl von fünfundvierzig Je Minute arbeitet. Die Schlittenbewegung ist für den erfindungsgemäßen Antrieb in Fig. 7 durch die durchgezogene Kurve angegeben, während die gestrichelte Kurve die Schlittenbewegung bei der genannten herkömmlichen Presse wiedergibt. Aus den Fig. 6 und 7 ergibt eich, daß der Beginn des Arbeitshubes des Schlittens an einer Stelle liegt, die dem 80 °-Drehwinkel der Antriebswelle entspricht, und daß an dieser Stelle die Geschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb abnimmt und sich der Schlitten hier in einem Abstand von 25,4 mm oberhalb seiner unteren Totpunktlage befindet. Im Vergleich hierzu erhöht sich bei der herkömmlichen Kurbelpresse an diesem Punkt die Schlittengeschwindigkeit, wobei sie bis zu einem Kurbel-Drehwinkel von 135 ° keine brauchbare Formgebungsgeschwindigkeit erreicht. Bei dem Kurbel-Drehwinkel von 185 ° befindet sich der Schlitten etwa 12,7 mm oberhalb der unteren Totpunktlage. Infolgedessen weist die herkömmliche Kurbelpresse ein Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub von etwa 1:8 auf, während dieses Verhältnis bei der erfindungsgemäßen Presse 1:4 beträgt. Fig. 6 zeigt weiter, daß bei dem erfindungsgemäßen Pressen-

909807/0652

Gl 149

2816428

antrieb der Schlitten eine erheblich höhere Bückhub-■und Annäherungsgeschwindigkeit hat als bei der herkömmlichen Kurbelpresse. Die Verminderung der Schlittengeschwindigkeit während des Arbeitshubes auf eine für den Formgebungsvorgang geeignete Größe ist bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb in Verbindung mit einer Hubzahl der Presse möglich, die das Doppelte der Hubzahl der Kurbelpressen beträgt.

Die Verminderung der Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitsnub ermöglicht demgemäß gegenüber den herkömmlichen Kurbelpressen höhere Hubzahlen. Der Schlittengeschwindigkeit kommt hierbei die Hauptbedeutung zu, da hohe Schlittengeschwindigkeiten für die Standzeit der Pressenwerkzeuge und die Qualität des bearbeiteten Werkstücks schädlich sind. Wie weiter oben erwähnt, hat man andere Pressenantriebe vorgesehen, die ebenfalls die gewünschte niedrige Schlittengeschwindigkeit über den Arbeitshub und demzufolge höhere Betriebsgeschwindigkeiten der Presse ohne nachteilige Auswirkungen auf die Standzeit der Pressenwerkzeuge und die Qualität des Arbeitsvorganges zulassen. Diese Pressenantriebe haben ebenso wie derjenige nach der Erfindung den Vorteil eines mechanischen Arbeitsgewinns von etwa 5:1 in bezug auf die übertragung der Arbeitskraft auf den Schlitten. Der erfindungsgemäße Pressenantrieb weist im Vergleich mit herkömmlichen Kurbelantrieben alle diese günstigen Eigenschaften und die sich hieraus ergebenden Vorteile auf, wobei er aber zugleich bei einer gegebenen Kurbelkröpfung oder einer gegebenen Exzentrizität der Antriebswelle ein günstigeres Verhältnis von Arbeitshub zu Gesamthub und auch größere Schlittenhübe als bisher möglich ermöglicht. Außerdem zeichnet sich der erfindungsgemäße Pressenantrieb durch eine bessere Mas-

909807/0652

Gl 149

- 37 -

•enverteilung innerhalb dee Pressengestells und somit durch eine günstigere Kraftverteilung aus, wodurch die Beschleunigungskräfte stark vermindert und im Vergleich zu den bekannten Pressenantrieben auch die Fertigungskosten herabgesetzt werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Pressenschlitten einen Gesamthub von 101,6 mm, der mit einer Exzenterwelle erreicht wird, deren Kröpfung bzw. Exzentrizität nur 17»4- mm beträgt. Das Verhältnis der Exzentrizität der Antriebswelle zum Schlittenhub beträgt daher nahezu 1:6. Von Bedeutung für die Erzielung der vorgenannten Verbesserungen ist die Lage der Achse C innerhalb einer Horizontalebene, die im Abstand oberhalb der Horizontalebene der Achse 0 liegt, wobei die Achse C auf der der Achse B gegenüberliegenden Seite der Schlitteiibewegungsbahn angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Achse C oberhalb der Achse A in einem Abstand angeordnet, der mindestens gleich der Exzentrizität 0-A der Antriebswelle ist. Weiterhin empfiehlt es sich, die Achsen B und C an den gegenüberliegenden Seiten der Wellenachse E und auch an den gegenüberliegenden Seiten der Schlittenbewegungsbahn P anzuordnen. Der Winkel BAD beträgt vorzugsweise 150 bis 180 °. Gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Wellenachse 0 der Antriebswelle auch zur anderen Seite der Schlittenbewegungsbahn hin in ihrer Exzentrizität versetzt sein, wobei das Maß der Versetzung (Exzentrizität) vorzugsweise nicht mehr als etwa das Zweifache des Abstandes 0-A beträgt.

909807/0652

Claims

Ansprüche :

: 1.) Presse mit im Pressengestell auf linearer Bewegungsbahn «wischen einer oberen und unteren Hubstellung geführtem Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungsbahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche den Schlitten über einen Exzentertrieb antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzentertrieb eine mit der Welle (26) umlaufende erste Exzentervorrichtung (36) mit parallel zur Wellenachse (0) verlaufender Exzenterachse (A), mindestens ein auf dieser ersten Exzentervorrichtung schwenkbewegliches Treibglied (38) und einen Stößellenker (52) aufweist, welcher den Schlitten (24) und das im Abstand von der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) liegende Ende des Treibgliedes gelenkig verbindet, daß das Treibglied (38) mit einer zweiten Exzentervorrichtung (46) versehen ist, deren Exzenterachse (B) zu der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung parallel versetzt verläuft, und daß am Außenumfang der zweiten Exzen-

ORIGINAL INSPECTED

909807/06 5 2

Gl 149

tervorrichtung (46) ein Schwinghebel (62) angelenkt ist, der mit seinem im Abstand von der Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung liegenden Ende um eine zu dieser Exzenterachse parallele Schwinghebelachse (C) schwenkbar am Pressengestell angeschlossen ist.

2· Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Exzentervorrichtung (46) mit ihrer Umfangsflache die Vellenachse (0) umschließt.

3· Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Exzentrizität der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung (36) zu dem Gesamthub des Schlittens (24) mindestens 1:5 beträgt.

4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der durch die genannten Exzenterachsen (A und B) hindurchgehenden Geraden mit einer Geraden, welche durch die Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung und die Gelenkachse (D) zwischen Stößellenker und !Ereibglied verläuft, etwa 150 ° bis 180 ° beträgt.

5· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) in Nähe des Außenumfangs der ersten Exzentervorrichtung (36) liegt.

6« Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebelachse (C) sich in einer oberhalb der Horizontalebene der Vellenachse (0) liegenden horizontalen Ebene befindet.

ο η ο ρ η η '

- SHl -

3 281642S

7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) im Seitenabstand von der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.

8· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) auf der einen Seite und die Schwinghebelachse (C) auf der anderen Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.

9· Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) im Seitenabstand auf derjenigen Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt, auf der sich die Wellenachse (O) befindet.

10, Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Exzentervorrichtung (36) einen Exzenter mit einer die Wellenachse (0) umschließenden kreisförmigen Umfangsfläche aufweist, die in einer kreisförmigen Exzenteröffnung (42) des Ireibgliedes (38) angeordnet ist.

11· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Exzentervorrichtung (46) einen Exzenter aufweist, der mit einer den ersten Exzenter (36) umschließenden kreisförmigen Umfangsfläche versehen ist.

12. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (62) eine kreisförmige Öffnung aufweist, in welche der zweite Exzenter (46) gelenkbeweglich eingreift.

909807/0652

Gl 149

13. Presse nach einem der Ansprüche 1 bie 12,. dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) unterhalb der Schwinghebelachse (C) liegt.

14. Fresse nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung (46) auf der der Schwinghebelachse (C) gegenüberliegenden Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegt.

15· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) sich in einem Abstand von der Schlittenbewegungsbahn (P) befindet, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung der Wellenachse (O) von der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung ist.

16. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15t dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebelachse (C) in einem Abstand oberhalb der Wellenachse (O) angeordnet ist, der mindestens gleich der exzentrischen Versetzung zwischen der Wellenachse (O) und und der Exzenterachse (A) der ersten Exzentervorrichtung ist.

17· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenachse (O) und die Exzenterachse (B) der zweiten Exzentervorrichtung auf derselben Seite der Schlittenbewegungsbahn (P) liegen.

909807/0652

Gl 149

18. Presse mit in Pressengestell auf linearer Bewegungabahn zwischen einer oberen und einer unteren Hubstellung geführtem Schlitten und mit einem Schlittenantrieb, bestehend aus einer im Pressengestell gelagerten, um eine quer zur Schlittenbewegungsbahn verlaufende Wellenachse rotierenden Welle, welche den Schlitten über einen Exzenterantrieb antreibt, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) eine mit ihr umlaufende Exzentervorrichtung (36) mit parallel zur Wellenachse (0) verlaufender Exzenterachse (A) aufweist, daß mindestens ein Treibglied (38) an dieser umlaufenden Exzentervorrichtung (36) echwenkbeweglich angeordnet ist, mit dessen im Abstand von der Wellenachse (0) und der Exzenterachse (A) ein mit dem Schlitten (24-) gelenkig gekoppelter Stößellenker (52) angelenkt ist, daß ferner an einer gegenüber der Wellenachse (0) und der Exzenterachse

(A) versetzten, zu diesen parallelen zweiten Achse

(B) des Treibgliedes (38) mindestens ein Schwinghebel (62) angelenkt ist, der über eine Schwinghebelachse (C) am Pressengestell gelenkig angeschlossen ist, die parallel zur zweiten Achse (B) verläuft und in bezug auf die obere und untere Hubposition des Schlittens (24-) oberhalb der Wellenachse (0) liegt, wobei die zweite Exzenterachse (B) und die Schwinghebelachse (C) auf gegenüberliegenden Seiten der Schlittenbewegungsbahn (P) liegen.

909807/0652