DE3418609A1

DE3418609A1 - Gesenkanordnung fuer eine pressvorrichtung allgemeiner bauart

Info

Publication number: DE3418609A1
Application number: DE19843418609
Authority: DE
Inventors: Yasuo Komatsu Ishikawa Suzuki; Chieo Urata
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1983-05-25
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1984-11-29
Also published as: JPH0227080B2; JPS59229298A; US4653310A

Description

Patentanwalt Dr. ]ur. J. SANDMANN, Diplom-Ingenieur Hirtenstraße 19 ■ 8012 Ottobrunn · Telefon (089) 601 3894

Amtl. Aktenzeichen: Neuanrneldung ^ ^ ' ^Oü Mein Zeichen: 261 1

Anmelder(in): KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO

Bezeichnung: Gesenkanordnung für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart

Beschreibung:

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Gesenkanordnung für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart, insbesondere eine mechanische Preßvorrichtung allgemeiner Bauart, bei der ein Schlitten oder Bär mechanisch mittels einer Antriebseinrichtung wie beispielsweise Kurbel, Exzenter, Kniegelenk, Kniehebel, Lenkstange, Nocken usw. bewegt wird.

2. Stand der Technik

Bei bekannten mechanischen PreBvorrlchtungen allgemeiner Bauart wird das Werkstück zwischen einem an einem Schlitten befestigten Obergesenk und einein Untergesenk geformt, das an einem Rahmen befestigt ist, indem das Obergesenk während seiner Abwärtsbewegung unter Druck gesetzt wird. Bei derartigen Preßvorrichtungen lassen sich die Werkstücke nicht durch synchrone Bewegungen des Obergesenks und des Untergesenks aufeinanderzu formen. Um eine solche Formgebung des Werkstücks durch gleichzeitige Bewegungen des Obergesenks und des Untergesenks aufeinanderzu zu erreichen, muß eine Presse mit einem Spezialantrieb oder eine Preßvorrichtung mit einem eine Servosteuerung aufweisenden Antriebssystem verwendet werden, bei dem ein Computer verwendet wird. Daraus ergeben sich verschiedene Nachteile wie vergrößerte Abmessungen des Gesamtsystems, eine Erhöhung der Formungskosten der Werkstücke, eine Verlängerung der für eimen Arbeitszyklus erforderlichen Zeit usw.

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3. Erfindungsaufgabe

. Mit der Erfindung soll den vorgenannten Verhältnissen bei der bekannten mechanischen Preßvorrichtung allgemeiner Bauart Rechnung getragen werden und eine Gesenkanordnung für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart geschaffen werden, mit der sich auf einfache Veise synchrone Bewegungen des Obergesenks und des Untergesenks aufeinanderzu erzielen lassen.

Dabei soll eine mechanische Preßvorrichtung allgemeiner Bauart zur Verfügung gestellt werden, mit der sich die Herstellungs- oder Formgebungskosten der Werkstücke senken lassen. Des weiteren soll die Formungsarbeit in kurzzeitigen Arbeitszyklen durchgeführt werden, die etwa den Arbeitszyklen der bekannten Preßvorrichtung entsprechen.

k, ErfindungsgemMße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gesenkanordnung für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart ein Obergesenk und ein Untergesenk aufweist, die sich gegenüberliegen und in einen Obergesenksatz bzw. einen Untergesenksatz so eingebaut sind, daß sie über eine vorbestimmte Hubstrecke frei verschiebbar sind, und daß eine Differentialeinrichtung zwischen dem Obergesenk und dem Untergesenk angeordnet ist, die in Übereinstimmung mit der Bewegung oder Verlagerung des Obergesenksatzes einen vorbestimmten Anteil der Verlagerung auf das Untergesenk überträgt.

5. Ausgestaltungen

Nach einer Weiterbildung ist eine Gesenkanordnung zur Verwendung bei einer mechanischen Preßvorrichtung allgemeiner Bauart vorgesehen, bei der die Differentialeinrichtung ein Ritzel aufweist, das drehbar am Untergesenk abgestützt ist. Eine feste Zahnstange ist am Untergesenksatz befestigt und kämmt mit dem Kitzel. Eine bewegbare Zahnstange ist der festen Zahnstange gegenüberliegend angeordnet, kämmt mit dem Ritzel und wird synchron mit dem Obergesenksatz bewegt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Di f ferentia Ie i.nrichtung mit einer Gelenkgliederanordnung versehen, die zwei Paare von Gelenkgliedervorrichtungen aufweist, die jede aus einem Paar Gelenkgliedern bestehen, deren erste Enden an den Obergesenksatz bzw. an den Untergesenksatz angelenkt sind, und deren zweite Enden, an zwei Armen angelenkt sind, die vom Untergesenk, an dem sie fest angebracht sind, auf der linken bzw. rechten Seite horizontal vorragen, wobei die zweiten Enden der Gelenkglieder in horizontaler Richtung frei bewegbar, in vertikaler Richtung jedoch ohne Bewegungsfreiheit sind.

Bei einer Weiterbildung der Ausführungsform mit einem Ritzel weist dieses einen ersten Sektor und einen zweiten Sektor auf, die unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen.

Alternativ können zwei Sätze von Ritzeln koaxial auf einer Welle angeordnet sein, die mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet sind.

Schließlich können bei der Ausführungsform mit Gelonkgliedern deren erste Enden an weitere zwei Anne angelenkt sein, die am Obergesenksatz bzw. am Untergesenksatz fest angeordnet sind, von denen sie auf der linken und der rechten Seite horizontal vorspringen.

6. Zeichnungsbeschreibung mit Ausführungsbeispielen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Gesenkanordnung;

Fig. 2 das Schema einer Hydraulikanlage zur Verwendung bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gesenkanordnung ;

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Flg. 3 A ein mit der erfindungsgemäßen Gesenkanordnung geformtes Werkstück in Draufsicht;

Fig. 3 B das geformte Werkstück gemäß 3 A in Seitenansicht;

Fig. k eine Stirnansicht zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der Gesenkanordnung;

Fig. 5 eine Seitenansicht zu Fig. k; und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Gesenkanordnung in Stirnansicht.

Figur 1 zeigt die Ausbildung und Arbeitsweise bei einer Ausführungsform der Gesenkanordnung für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart, wobei linksseitig der Mittellinie die Gesenkanordnung während des Betriebs dargestellt und rechtsseitig der Mittellinie die Gesenkanordnung nach ihrer Betätigung gezeigt i s t.

Gemäß Fig. 1 ist ein Obergesenksatz 1 vorgesehen, der fest an der Unterseite eines vertikal bewegbaren Schlittens 2 angebracht ist. Ein Untergesenksatz 3 ist an einem Matrizenrahmen h fest angebracht. Der Obergesenksatz 1 weist eine ringförmige, mit Druckmittel beaufschlagbare Druckkammer 5 auf. Ein Ringkolben 6 ist im unteren Teil der Druckkammer 5 angeordnet. Eine Platte 7i die der Ausbildung der Druckkammer 5 dient, ist am Obergesenksatz 1 befestigt. In das untere Ende des Obergesenksatzes 1 ist ein Obergesenk 9 so eingebaut, daß es über eine vorbestimmte Hubstrecke in vertikaler Richtung frei bewegbar ist. Eine Mehrzahl von beispielsweise sechs Stößeln 10 ist in Umfangsrichfcung verteilt zwischen der oberen Fläche des Obergesenks 9 und dem Ringkolben 6 angeordnet. Ein oberer Stoßdorn 11 ist in eine Axialbohrung des Obergesenks 9 eingesetzt. Ferner ist ein Auswerferring 12 vorgesehen, in den der obere Stoßdorn 11 eingepaßt ist. PJin Zwischenring 13 liegt an der

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Oberseite des Auswerferrings 12 und an den unteren Enden von Auswerferstiften 14 an. Ferner sind ein Zwischenstück 15 zur Anlage an den oberen Enden der Auswerferstifte 14 und eine Auswerferstange 16 vorgesehen, die an dar Oberseite des Zwischenstücks 15 anliegt. Eino Feder 17 spannt den Auswerferring 12 nach oben vor. Der obere Stoßdorn 11 ist mittels einer Scheibe 18 fest mit dem Obergesenksntz 1 verbunden.

Wie der Obergesenksatz 1 weist der Untergesenksatz 3 eine mit Druckmittel beaufschlagbare ringförmige Druckkammer 19, einen Ringkolben 20 in der Druckkammer 10, Stößel 21, ein Untergesenk 22, einen unteren Stoßdorn 23, einen am Untergesenksatz befestigten Halter 24, einen Auswerferring 25, einen Zwischenring 26, Auswerferstifte 27, eine Auswerferstange 28 usw. auf. Der untere Stoßdorn 23 ist fest mit dem Halter 2k verbunden.

Das Obergesenk 9 und das Untergesenk 22 weisen Formhohlräume 9a bzw. 22a in ihren einander zugewandten Flächen auf. Das Untergesenk 22 ist in Richtung auf den Halter 2k des Untergesenksatzes 3 über eine vorbestimmte Hubstrecke in vertikaler Richtung bewegbar.

Der Obergesenksatz 1 ist auf seiner linken und rechten Seite mit fest angeschlossenen Blöcken 1a, 1a versehen. Schubplatten 1b, 1b sind fest an den Blöcken 1a, 1a angebracht, so daß deren jeweilige Vertikalstellungen eingestellt werden können.

Ein Ringglied 29 ist am Außenumfang des Untergesenks 22 befestigt und so eingebaut, daß es sich in vertikaler Richtung gegenüber dem Untergesenksatz 3 bewegen kann. Arme 30 springen von der linken und der rechten Seite des Ringglieds 29 vor, und jeder Arm 30 trägt ein Ritzel 32, das mittels einer Tragwelle 31 drehbar gelagert ist. Auf beiden Seiten des Untergesenksatzes 3 sind Träger Jk befestigt, die jeweils eine feste Zahnstange 33 aufweisen, die mit dem Ritzel 32 kämmt. Ferner ist eine verlagerbare Zahnstange 35 gleitend verschiebbar auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 3h eingebaut. Diese

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verlagerbare Zahnstange 35 kämmt mit dem Ritzel 32 auf der der festen Zahnstange 33 gegenüberliegenden Seite. Die verlagerbare Zahnstange 35 liegt mit ihrem oberen Ende am unteren Ende der Schubplatte 1b an, so daß sie von dieser abwärts bewegt wird. Die Stellungsbeziehung zwischen dem oberen Ende der verlagerbaren Zahnstange 35 und dem unteren Ende der Schubplatte 1b ist derart, daß nach dem Abwärts- bzw. Aufwärtsbewegen des Obergesenks 9 und des Untergesenks 22 durch das der oberen Druckkammer 5 und der unteren Druckkammer 19 zugeführte Druckmittel und nach dein Abwärtsbewegen des Schlittens 2 unter Bewirkung der gegenseitigen Anlage des Obergesenks 9 und des Untergesenks 22 das obere Ende der verlagerbaren Zahnstange an der Unterseite der Schubplatte 1b anliegt.

Wie Fig. 2 zeigt sind die Druckkammern 5 und 19 jeweils über eine Anordnung aus einem Überströmventil 37 und einem Rückschlagventil 38 mit einem Flüssigkeitsbehälter ?6 verbunden, der durch Druckluft auf einen vorbestimmten Druck eingestellt ist.

Die vorbescliriebene Anordnung arbeitet in folgender Weise:

Nachdem ein Rohling "A" (es ist ein zylindrischer Rohling dargestellt) auf den unteren Stoßdorn 23 innerhalb des Untergesenks 22 gestellt wurde, wird der Schlitten 2 abwärts bewegt. Während der Abwärtsbewegung des Schlittens 2 und nach Anlage des Obergesenks 9 am Untergesenk 22 tritt die am Obergesenksatz 1 befestigte Schubplatte 1b mit ihrer Unterseite in Berührung mit dem oberen Ende der verlagerbaren Zahnstange 35· Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt die Verhältnisse in diesem ZeItpunkt.

Wird nun der Schlitten 2 weiter abwärts bewegt, so verlagert .sich das Obergesenk 9 relativ zum Obergesenksatz 1 nach oben, und dna Un torgesonk 22 bewegt sich relntiv zum Untergesenk-KMt¹/. 3 nach unton. Dabei werden das Obergesenk 9 und das

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Untergesenk 22 gegen den Strömungs'ni tte Idruck in den Druckkammern 5 bzw. 19 bewegt, und ihre Bewegungen werden vom Ritzel 22, der festen Zahnstange 33 und der verlagerbaren Zahnstange 35 gesteuert .

Wenn der Schlitten 2 weiter abwärts bewegt wird, nachdem das Obergesenk 9 in Anlage an das Untergesenk 22 getreten ist, wird die verlagerbare Zahnstange 35 nach unten gedruckt, so daß sich das Ritzel 32 gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht. Do das Ritzel 32 auch mit der festen Zahnstange 33 kämmt, wird die Tragwelle 3I des Ritzels 32 dabei um den halben Betrag der Abwärtsverlagerung des Schlittens 2 durch die Differentialwirkung abwärts bewegt, die zwischen dem Ritzel 32 sowie der festen Zahnstange 33 und der beweglichen Zahnstange 35 auftritt, so daß das Untergesenk 22 um den Betrag abwärts bewegt wird, welcher der Verlagerung der Tragwelle 3I entspricht. Dementsprechend kann sich das Obergesenk 9, das in Anlage am Untergesenk 22 gehalten wird, um eine Strecke abwärts bewegen, die der halben Abwärtsverlagerung des Schlittens 2 entspricht. Dabei wird der obere Stoßdorn 11 um die selbe Strecke wie der Obergesenksatz 1 abwärts bewegt, während der untere Stoßdorn 23 in fester Stellung gehalten wird.

Aus diesem Grunde werden die Gesenke 9 und 22 unter Beibehaltung ihrer gegenseitigen Anlage um die Hälfte des Hubes des oberen Stoßdorns 11 abwärts bewegt, so daß die Anlageflächen des Obergesenks 9 und des Untergesenks 22 in der Stellungsbeziehung gehalten werden können, in der sie sich zu Beginn der Abwärtsbewegung zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des oberen Stoßdorns 11 und des unteren Stoßdorns 23 befinden.

Wenn also die Anlageflächen der Gesenke 9 und 22 in der Mitte der Abstandsstrecke zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen der Stoßdorne 11 und 23 angeordnet sind, wenn die Gesenke 9 und 22 erstmalig in gegenseitige Anlage kommen oder am Anfang der Abwärtsbewegung der Gesenke 9 und 22, dann bleiben auch bei

weiteren Bewegungen des Schlittens 2 die Anlageflächen der Gesenke 9 und 22 stets in einer Stellung in der Mitte zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnflächen der Stoßdorne 11 und 23. Dieses bedeutet, daß, wenn man die Stoßdorne 11 und 23 als relativ feststehend betrachtet, die Gesenke 9 und 22 um den halben Hub des Schlittens 2 in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Somit besitzen das Obergesenk 9 und das Untergesonk 22 die gleiche Funktion wie bei Pressen, bei denen die Gesenke gleichzeitig aufeinanderzu bewegt werden.

Während der vorgenannten Wirkung werden die Gesenke 9 und gegen den Flüssigkeitsdruck in der oberen Druckkammer 5 und in der unteren Druckkammer 19 bewegt. Der Flüssigkeitsdruck in den Druckkammern 5 und 19 wird über das Überströmventil geregelt.

In Figuren 3 A und 3 B ist ein Werkstück in Draufsicht und in Seitenansicht dargestellt, das durch Preßformung erhalten wird, wenn die vorbeschriebene Gesenkanordnung in der vorgenannten Weise betätigt wird.

Für die bisher behandelte Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, daß das Ritzel 32 und die mit ihm kämmenden Zahnstangen 33 und 35, welche die Differentialeinrichtung für das Obergesenk 9 und das Untergesenk 22 bilden, mit gleichem Übersetzungsverhältnis arbeiten, so daß sich die Gesenke 9 und um die halbe Hubstrecke des Schlittens 2 in entgegengesetzte Richtungen verlagern. Daher hat das mit dem Zeichen "B" bezeichnete Werkstück, das mit der in vorbeschriebener Weise funktionierenden Gesenkanordnung hergestellt wurde, entsprechend der Darstellung in Fig. 3 B Quervorsprünge "b", die in det' vertikalen Mittelstellung bzw. in mittlerer Höhe des Werkstücks au ge ο r d ti ο t si η d .

Lsi. os erwünscht, die Quorvorsprünge "b" in einer vertikalen Stellung oberhalb oder unterhalb der horizontalen Mittelebene auszubilden, no ist es lediglich erforderlich, das Ritzel 32

in einen ersten Sektor und in einen zweiten Sektor zu unterteilen ( nicht dargestellt ), oder auf der Tragwelle 31 koaxial ein erstes Ritzel und ein zweites Ritzel anzuordnen (beide nicht dargestellt), die sich im Übersetzungsverhältnis unterscheiden, wobei das Kämmen und dir Betätigungsgeschwindigkeit der festen Zahnstange 3"^ und der vorlagerbaren Zahnstange 35 unterschiedlich gestaltet werden.

Während bei dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eine Differentialeinrichtung mit einem Ritzel und mit Zahnstangen beschrieben wurde, können statt dessen als Differentialeinrichtung Gelenkgliederanordnungen verwendet werden, wie es in den Figuren k, 5 und 6 dargestellt ist.

Bei dem in Figuren h und 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die beiden Gesenksätze 1 und 3 mit Gliederlagerungen kO bzw. 39 versehen, die in symmetrischen Stellungen fest angebracht sind. Ferner ist das Untergesenk mit Armen 50, 50 versehen, die fest am Untergesenk 22 angebracht sind und von dessen linker und rechter Seite vorspringen. Die Gliederlagerungen '+O und 39 sind mit den linksseitigen und rechtsseitigen Armen 50,50 über ein Paar von Gelenkgliedervorrichtungen 51>51 von symmetrischer Ausbildung verbunden. Jede Gelenkgliedervorrichtung 51 besteht aus einem Paar von Gelenkgliedern. Die Verbindung zwischen den Gelenkgliedervorrichtungen 51 j 51 und den Armen 50,50 ist in horizontaler Richtung frei, jedoch fehlt Bewegungsfreiheit in vertikaler Richtung. Eine Stange 52 verhindert Querbewegungen der oberen und der unteren Gliederlagerung ^O und 39, wozu das untere Ende der Stange 52 fest mit der unteren Gliederlagerung 39 verbunden ist, während das obere Ende der Stango 5 in vertikaler Richtung frei gleitend durch die obere Gliederlagerung k0 geführt ist.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsboispiel, bei dem eine Gelenkgliederanordnung vorgesehen ist, die dem beim zweiten

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Ausf iJhrungsbeispxel gemäß Figuren h und 5 vorgesehenen Prinzip folgt. Jedoch ist eine Konstruktion gewählt, bei der die oberen und unteren Gliederlagerungen mit Armen außerhalb des Gesonksatzes verbunden sind.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel befindet sich kein Hindernis vor den Gesenken, und daher ist es für die Bedienungsperson bequem, ihre Tätigkeit auszuüben.

Claims

Patentanwalt Dr. jur. J. SANDMANN, Diplom-Ingenieur Hirtenstraße 19 · 8012 Ottobrunn · Telefon (089) 601 3894

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung MeinZeichen: 2611

Anmelder(in): KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO

Bezeichnung: Gesenkanordnung für eino Preßvorrichtung

allgemeiner Bauart

Ansprüche :

1. Gesenkanordnung mit einem Obergesenk und einem Untergesenk für eine Preßvorrichtung allgemeiner Bauart, dadurch gekennzeichnet , daß das Obergesenk (9) und das Untergesenk (22) so in einen Obergesenksatz (i) bzw. in einen Untergesenksatz (3) eingebaut sind, daß sie über eine vorbestimmte Hubstrecke frei verschiebbar sind, und daß eine Differentialeinrichtung (30 bis 35; 50 bis 52) zwischen dem Obergesenk (9) und dem Untergesenk angeordnet ist, die in Übereinstimmung mit der Bewegung oder Verlagerung des Obergesenksatzes (1) einen vorbestimmten Anteil der Verlagerung auf das Untergesenk (22) überträgt.

2. Gesenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Differentialeinrichtung (30 bis 35) ein Ritzel (32) aufweist, das drehbar am Untergesenk (22) abgestützt ist, daß eine feste Zahnstange (33) am Untergesenksatz (3) befestigt ist und mit dem Ritzel (32) kämmt und daß eine bewegbare Zahnstange (35) der festen Zahnstange (33) gegenüberliegend angeordnet ist, mit dem Ritzel (32) kämmt und synchron mit dem Obergesenksatz (1) bewegt wird.

3. Gesenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Differentialeinrichtung (50 bis 52) mit einer Gelenkgliederanordnung versehen ist, die zwei Paare von Gelenkgliedervorrichtungen (51» 51) aufweist, die jede aus einem Paar Gelenkgliedern bestehen, deren erste

Enden an den Obergesenksatz (i) bzw. an den Untergesenksatz (3) angelenkt sind, und deren zweite Enden an zwei Armen (5O,5O) angelenkt sind, die vom Untergesenk (22), an dem sie fest angebracht sind, auf der linken bzw. rechten Seite horizontal vorragen, wobei die zweiten Enden der Gelenkglieder in horizontaler dichtung frei bewegbar, in vertikaler Richtung ,jedoch ohne Bewegungsfreiheit sind.

Ί. Gesenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ritzel (32) einen ersten Sektor und einen zweiten Sektor aufweist, die unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen.

5. Gesenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Sätze von Ritzeln koaxial auf einer Tragwelle (31) angeordnet sind, die mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet sind.

6. Gesenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

/. e i ch net, daß die ersten Enden der Gelenkglieder an weiteren zwei Armen angelenkt sind, die am Obergesenksatz (i) bzw. am Untergesenksatz (3) fest angeordnet sind, von denen sie auf der linken und der rechten Seite horizontal vorspringen (Fig. 6).