DE3732646C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenterpresse mit Hubverstellung, mit einer einen Exzenter aufweisenden Antriebswelle, einer darauf angeordneten Exzenterbuchse, die von einem Pleuelkopf umgeben ist, und mit einer zur Antriebswelle aus einer Lösestellung in eine Kupplungsstellung verschiebbaren, radial zwischen der Exzenterbuchse in der Kupplungsstellung mit der Antriebswelle drehfest verbindenden über Verschiebeelemente zu betätigende Kupplungshülse.

Eine solche Presse bzw. Stanze ist aus der FR-PS 380 141 bekannt. Dort läßt sich die Kupplungshülse mittels einer axial festgelegten Mutter axial gegenüber dem Exzenter der Antriebswelle und der Exzenterbuchse verschieben, um so aus einer Lösestellung in eine Kupplungsstellung und umgekehrt zu gelangen. Die Exzenterbuchse stützt sich bei der bekannten Exzenterpresse ausschließlich über die Kupplungshülse an dem Exzenter der Antriebswelle ab, d. h. der Druck vom Pleuel auf die Exzenterwelle muß von der Verzahnung aufgenommen werden. Ferner beansprucht die zum Verschieben der Kupplungshülse notwendige Mutter seitlich Platz neben der Exzenterbuchse, so daß die Lagerstellen der Antriebswelle mindestens um den Betrag der Mutter und dem zu leistenden Verschiebeweg der Kupplungshülse von der Stelle der Einleitung der Querkraft in die Antriebswelle entfernt angeordnet werden müssen.

Ferner ist aus der DE-PS 28 06 584 eine Exzenterpresse mit einer Hilfsexzenterwelle bekannt, auf der eine verstellbare Exzenterbuchse angeordnet ist. Hier stützt sich die Exzenterbuchse bereits auf dem Exzenter der Antriebswelle ab. Zum Einkuppeln der Exzenterbuchse mit dem Exzenter der Hilfsexzenterwelle ist ein die Exzenterbuchse in axialer Richtung durchsetzendes Zahnstangensegment vorgesehen, das von außen in entsprechende Zähne des Exzenters eingerückt werden kann. Bei dieser Anordnung ist es erforderlich, daß zur Betätigung des axial über die Exzenterbuchse hinausstehenden Zahnstangensegmentes die Lagerstellen der Hilfsexzenterwelle axial weit genug von der Stelle der Krafteinleitung in den Exzenter entfernt sind. Hierdurch wird die Exzenterwelle unerwünschten Biegebelastungen unterworfen.

Relativ platzsparende Lösungen für eine Hubverstellung bei einer Exzenterpresse zeigen z. B. die DE-OS 22 41 599, 14 27 435 und 28 06 585, bei denen zur Verriegelung der Exzenterhülse mit der Antriebswelle ein radial bewegbares Kupplungselement Verwendung findet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Exzenterpresse der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß trotz Hubverstellung die Lagerstellen der Antriebswelle möglichst nahe dem Pleuellager, d. h. nahe zu der Stelle der Einleitung der auf die Antriebswelle wirkenden Querkräfte, angeordnet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Exzenterpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Exzenterbuchse in einem mittleren Längsabschnitt zum Exzenter hin eine zu diesem konzentrische Ausnehmung aufweist, in der die ebenfalls zum Exzenter konzentrische Kupplungshülse zwischen der Kupplungsstellung und der Lösestellung axial verschieblich angeordnet ist, und daß die Exzenterbuchse in ihrer übrigen Längserstreckung, d. h. mit einem vorderen und einem hinteren Längsabschnitt, unmittelbar hinter dem Exzenter lagert.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die von dem Pleuel über die Exzenterbuchse auf den Exzenter der Antriebswelle ausgeübten Querkräfte unmittelbar neben den Lagerstellen der Antriebswelle eingeleitet werden können, da axial außerhalb des Exzenters der Antriebswelle keine Verstelleinrichtung für die Kupplungshülse vorgesehen sein muß. Die Kupplungshülse selbst braucht im wesentlichen nur das von der Antriebswelle ausgeübte Drehmoment auf die Exzenterbuchse zu übertragen. Da die Biegebelastung der Antriebswelle verringert wird, kann der gesamte Antrieb der Exzenterpresse bei gleicher Leistung kleiner und leichter ausgebildet sein. Dadurch bedingt können mit den Pressen höhere Hubzahlen gefahren werden.

Zur Hubverstellung kann mindestens ein sich radial durch einen Durchbruch in der Exzenterbuchse erstreckendes Verschiebeelement mit einem Ende an der Kupplungshülse angebracht sein. Da sich das Verschiebeelement radial erstreckt, wird seitlich neben dem Exzenter kein zusätzlicher Platz für die Hubverstellung benötigt.

Besonders zweckmäßig für eine automatische Hubverstellung ist es, wenn in dem Pleuelkopf mindestens ein in axialer Richtung verschiebbarer, fluidbetätigbarer Kolben eines im Pleuelkopf ausgebildeten und axial ausgerichteten Fluidzylinders angeordnet ist, welcher Kolben in Lösestellung mit dem anderen Ende des Verschiebeelementes in Eingriff ist, wobei die Kupplungshülse und die Exzenterbuchse, bezogen auf den Pleuelkopf, in Lösestellung drehfest gehalten sind. Das heißt Pleuelkopf, Kupplungshülse und Exzenterbuchse sind in Lösestellung formschlüssig miteinander verbunden.

Es hat sich gezeigt, daß die Kolben während des Betriebes der Presse stark entlastet werden, wenn am Pleuelkopf Rasten angebracht sind, die in Kupplungsstellung in Gegenrasten des Kolbens eingreifen. So wird durch die Rasten ein axiales Verschieben des Kolbens verhindert.

Die axiale Erstreckung der Innenverzahnung der Exzenterbuchse kann hingegen so gewählt sein, daß die Kupplungshülse sich auch in Lösestellung in Eingriff mit der Verzahnung der Exzenterbuchse befindet. Hierdurch wird das anschließende Einkuppeln erleichtert. Außerdem wird auf diese Weise die Exzenterbuchse stets drehfest zur Kupplungshülse und damit in Lösestellung automatisch drehfest zu dem Pleuelkopf gehalten. Die eigentliche Hubverstellung erfolgt dann durch Verdrehen der Antriebswelle.

Der Zusammenbau des Exzenterantriebes wird in vorteilhafter Weise vereinfacht, wenn die Kupplungshülse aus mehre­ ren Ringsegmenten besteht, von denen jedes mit einem Ver­ schiebeelement verbunden ist. In gleicher Weise kann auch die Exzenterbuchse geteilt ausgebildet sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pleuelkopf einer Exzenterpresse mit eingerückter Kupplungshülse,

Fig. 2 den Pleuelkopf aus Fig. 1, jedoch mit ausge­ rückter Kupplungshülse und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Pleuelkopf aus Fig. 2 entlang der Linie III-III.

In den Zeichnungen ist das Pleuel 1 einer Exzenterpresse mit Hubverstellung dargestellt. Aufgrund der aufgeschnit­ tenen Darstellung erkennt man den Pleuelkopf 2, der auf einer Exzenterbuchse 3 aufsitzt, welche selbst wiederum auf einem Exzenter 4 der Antriebswelle 5 sitzt. Der Ex­ zenter 4 besitzt eine Exzentrizität e ₁, während die Ex­ zentrizität der Exzenterbuchse 3 zum Exzenter mit e ₂ gekennzeichnet ist. Durch relatives Verdrehen der Exzenterbuchse 3 ge­ genüber dem Exzenter 4 läßt sich die Gesamtexzentrizität in den Grenzen zwischen e ₁-e ₂ und e ₁+e ₂ einstellen.

Die Exzenterbuchse 3 kann auf dem Exzenter 4 mittels einer Kupplungshülse 6 festgelegt werden. Die Kupplungs­ hülse 6 läßt sich in Achsrichtung der Antriebswelle 5 verschieben und kann so aus einer Lösestellung (vgl. Fig.2) in eine Kupplungsstellung (vgl. Fig. 1) und zurück bewegt werden.

Die Kupplungshülse 6 ist radial zwischen der Exzenter­ buchse 3 und dem Exzenter 4 der Antriebswelle 5 angeordnet. Es ist erkennbar, daß die Exzenterbuchse zum Exzenter 4 hin eine radiale Ausnehmung 7 aufweist, wobei der Ausnehmungsgrund konzentrisch zum Exzenter 4 liegt. Die Kupplungshülse 6 ist innerhalb der Ausnehmung 7 axial verschiebbar. Die Ausnehmung 7 wird axial durch Stirnseiten der Exzenterbuchse 3 verschlossen, die sich radial bis zum Exzenter 4 erstrecken.

Die Kupplungshülse 6 ist mit einer Außenverzahnung 8 und einer Innenverzahnung 9 versehen, während in der Exzen­ terbuchse 3 ein innenverzahnter Ring 10 drehfest einge­ setzt ist, der mit der Außenverzahnung 8 der Kupplungs­ hülse 6 kämmt. In gleicher Weise ist auf dem Exzenter 4 ein außenverzahnter Ring 11 drehfest aufgebracht, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung 9 der Kupplungs­ hülse 6 in Eingriff ist, wenn sich die Kupplungshülse 6 in Kupplungsstellung befindet (vgl. Fig. 1).

Wie besonders deutlich aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, erstreckt sich die Ausnehmung 7 neben dem innenver­ zahnten Ring 10 der Exzenterbuchse weiter und zu einem Durchbruch 12 radial nach außen. An der Kupplungshülse 6 ist ein sich radial durch den Durchbruch 12 in der Exzenter­ buchse 4 erstreckendes Verschiebeelement 13 in Form eines Mitnehmers mit einem Ende angebracht.

Mit dem anderen Ende greift der Mitnehmer 13 in einen in axialer Richtung verschiebbaren fluidbetriebenen Kolben 14 ein, der im Pleuelkopf 2 gelagert ist. Der Kolben 14 ist genauer gesagt in einem axial ausgerichteten, dop­ pelt wirkenden und im Pleuelkopf 2 eingearbeiteten Fluid­ zylinder 15 angeordnet. Der Fluidzylinder 15 weist zwei Druckanschlüsse 16 und 17 auf, die über Druckleitungen 18 und 19 mit einer Fluidsteuereinrichtung 20 verbunden sind.

An dem Pleuelkopf ist eine federbelastete Raste 21 ange­ bracht, die in Kupplungsstellung der Kupplungshülse 6 (vgl. Fig. 1) in eine Kerbe 22 des Kolbens 14 einrastet. Diese Raste 21 verhindert eine axiale Verschiebung des Kolbens 14 auch dann, wenn der Fluidzylinder 15 drucklos ist.

Besonders gut aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die axiale Erstreckung der Ausnehmung 7 in der Exzenterbuchse 3 min­ destens doppelt so groß ist, wie die axiale Erstreckung der Außenverzahnung des Exzenters 4 der Antriebswelle 5, wobei der außenverzahnte Ring 11 des Exzenters 4 an dem in Fig. 2 erkennbaren linken axialen Ende der Ausnehmung 7 angeordnet ist.

Die axiale Erstreckung des innenverzahnten Ringes 10 der Exzenterbuchse 3 hingegen ist so bemessen, daß sich die Außenverzahnung 8 der Kupplungshülse 6 auch in Lösestel­ lung (vgl. Fig. 2) mit dem innenverzahnten Ring 10 der Exzenterbuchse 3 in Eingriff befindet. Dadurch ist die Kupplungshülse 6 gegenüber der Exzenterbuchse 3 drehfest gehalten.

Obwohl in der obigen Beschreibung stets von einem Fluid­ zylinder 15 und einem Verschiebeelement 13 die Rede war, können mehrere solche Betätigungselemente vorgesehen sein, wie aus der Zeichnung auch ersichtlich ist. Aus Fig. 3 ist auch erkennbar, daß die Kupplungshülse 6, wie auch die Exzenterbuchse 3 und der Pleuelkopf 2 geteilt ausgebildet sind.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich die Kupplungshülse 6 im eingekuppelten Zustand. Dadurch ist die Exzenterbuchse 3 drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Bei Betätigung der Antriebswelle 5 dreht sich daher nun die Exzenterbuchse 3 gegenüber dem Pleuelkopf 2, so daß der Pleuel 1 auf- und abbewegt wird.

Soll der Hub dieser Auf- und Abbewegung verstellt werden, so muß die Kupplungshülse 6 ausgerückt werden. Das ge­ schieht dadurch, daß die Fluidsteuerung 20 über die Druckleitung 18 und den Druckanschluß 16 ein Druckfluid, wie z.B. Hydrauliköl in den Fluidzylinder 15 fördert. Da­ durch verschiebt sich der Kolben 14, gemäß der Darstel­ lung in den Fig. 1 und 2, nach rechts. Der Kolben 14 nimmt dabei über das Verschiebeelement 13 die Kupplungs­ hülse 6 mit. Am Ende dieser Verschiebebewegung des Kol­ bens bzw. der Kolben 14 befindet sich die Kupplungshülse 6 in der in Fig. 2 dargestellten Lösestellung. Die Außen­ verzahnung 8 der Kupplungshülse 6 steht weiterhin in Ein­ griff mit dem innenverzahnten Ring 10 der Exzenterbuchse 3. Der außenverzahnte Ring 11 des Exzenters 4 ist in die­ ser Stellung von der Innenverzahnung 9 der Kupplungshülse 6 getrennt. Die Exzenterbuchse 3 läßt sich daher in die­ ser Stellung gegenüber dem Exzenter 4 verdrehen. Da aber die Verschiebeelemente 13 in der in Fig. 2 dargestellten Lösestellung in Schlitze 23 des Pleuelkopfs eingeführt sind, ist die Exzenterbuchse 3 in Lösestellung gegenüber dem Pleuelkopf 2 fixiert. Die Hubverstellung erfolgt da­ her dadurch, daß die Antriebswelle und damit der Exzenter 4 gegenüber der Exzenterbuchse 3 verdreht werden. Durch Verdrehen des Exzenters 4 gegenüber der Exzenterbuchse 3 können beliebige Hubhöhen eingestellt werden zwischen den Grenzen e ₁-e ₂ bis e ₁+e ₂.

Soweit die gewünschte Hubhöhe eingestellt ist, fördert die Fluidsteuereinrichtung 20 über die Druckleitung 19 und den Druckanschluß 17 ein Druckfluid, z.B. Hydraulik­ öl, in den Fluidzylinder 15. Der bzw. die Kolben 14 wer­ den, entsprechend den Fig. 1 und 2, nach links verschoben und nehmen dabei über die Verschiebeelemente 13 die Kupp­ lungshülse 6 mit. Die Kupplungshülse 6 befindet sich an­ schließend in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand. Wenn der Kolben 14 seine Endstellung erreicht, schnappt die feder­ gestützte Raste 21 in die Kerbe 22 des Kolbens ein, wo­ durch der Kolben und damit auch die Kupplungshülse 6 in axialer Richtung arretiert sind. Nun kann die Exzenter­ presse wieder in Betrieb genommen werden.

Es ist auch möglich, die oben beschriebene Hubverstellung in anderen Maschinen als Exzenterpressen, z.B. bei Exzen­ terstanzen od. dgl. zu verwenden.

Der Fluidzylinder kann doppelt- oder einfach wirkend aus­ gebildet sein, wobei letzterer zweckmäßigerweise mit einer Rückstellfeder ausgerüstet ist.

Claims (6)

1. Exzenterpresse mit Hubverstellung, mit einer einen Exzenter (4) aufweisenden Antriebswelle (5), einer darauf angeordneten Exzenterbuchse (3), die von einem Pleuelkopf (2) umgeben ist, und mit einer zur Antriebswelle (5) aus einer Lösestellung in eine Kupplungsstellung verschiebbaren, radial zwischen dem Exzenter (4) und der Exzenterbuchse (3) angeordneten und die Exzenterbuchse (3) in der Kupplungsstellung mit Antriebswelle (5) drehfest verbindenden, über Verschiebeelemente (13) zu betätigende Kupplungshülse (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterbuchse (3) in einem mittleren Längsabschnitt zum Exzenter (4) hin eine zu diesem konzentrische Ausnehmung (7) aufweist, in der die ebenfalls zum Exzenter (4) konzentrische Kupplungshülse (6) zwischen der Kupplungsstellung und der Lösestellung axial verschieblich angeordnet ist, und daß die Exzenterbuchse (3) in ihrer übrigen Längserstreckung, d. h. mit einem vorderen und einem hinteren Längsabschnitt, unmittelbar auf dem Exzenter (4) lagert.

2. Exzenterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein sich radial durch einen Durchbruch (12) in der Exzenterbuchse (3) erstreckendes Verschiebeelement (13) mit einem Ende an der Kupplungshülse (6) angebracht ist.

3. Exzenterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pleuelkopf (2) mindestens ein in axialer Richtung verschiebbarer, fluidbetätigbarer Kolben (14) eines im Pleuelkopf (2) ausgebildeten und axial ausgerichteten Fluidzylinders (15) angeordnet ist, welcher Kolben in Lösestellung mit dem anderen Ende des Verschiebeelementes (13) in Eingriff ist, wobei die Kupplungshülse (6) und die Exzenterbuchse (3), bezogen auf den Pleuelkopf, in Lösestellung drehfest gehalten sind.

4. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Pleuelkopf (2) Rasten (21) angebracht sind, die in Kupplungsstellung in Gegenrasten (22) des Kolbens (14) eingreifen.

5. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Innenverzahnung (10) der Exzenterbuchse (3) so bemessen ist, daß die Außenverzahnung (8) der Kupplungshülse (6) auch in Lösestellung mit der Innenverzahnung (10) der Exzenterbuchse (3) in Eingriff ist.

6. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (6) aus mehreren Ringsegmenten besteht, von denen jedes mit einem Verschiebeelement (13) verbunden ist.