DE102005062168A1

DE102005062168A1 - Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere Pressenantrieb, sowie Umformmaschine

Info

Publication number: DE102005062168A1
Application number: DE102005062168A
Authority: DE
Inventors: Uwe Geilker; Gerd Dr. Wunderlich; Rainer Schulte-Siepmann
Original assignee: Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Nidec Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-06-28
Also published as: EP1800850A2; EP1800850A3

Abstract

Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere Pressenantrieb, umfassend einen Antriebsmotor (1, 9) und ein Getriebe (2, 10), wobei die Antriebseinrichtung über kein Schwungrad verfügt, sowie Umformmaschine, insbesondere Umformpresse, wobei eine Antriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere eine Umformpresse, sowie eine Umformmaschine.
Eine Antriebseinrichtung gemäß dem bekannten Stand der Technik umfasst regelmäßig einen Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektromotor, einen Energiespeicher, beispielsweise ein Schwungrad, sowie ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe.
In einer Antriebseinrichtung gemäß dem bekannten Stand der Technik stellt das Schwungrad einen erheblichen Teil der Umformenergie bereit, der beim eigentlichen Umformprozess benötigt wird. Andererseits kann die Trägheitsmasse des Schwungrades auch hinderlich sein, beispielsweise wenn die Umformmaschine aus anderen Gründen, insbesondere zur Bereitstellung eines vorbestimmten Geschwindigkeitsprofils, abgebremst bzw. beschleunigt werden muss. Ein derartiger Vorgang ist stets mit einem Energieverlust verbunden.

Zur Minimierung des Verlustes, insbesondere zur Rückgewinnung von Schwungradenergie, wird in der DE 100 42 068 A1 eine energiesparende Beeinflussung der Bewegung mechanischer Schwungmassenantriebe mittels scheiben- oder ringförmiger Elektromaschinen vorgeschlagen. Gemäß den hier vorgetragenen Ausführungen, soll eine Beeinflussung der Drehbewegung eines Schwungmassenantriebs durch die Einwirkung elektromagnetisch erregter Drehmomentimpulse stattfinden. Diese Drehmomentimpulse sollen in Drehrichtung eine Beschleunigung und entgegen der Drehrichtung eine Abbremsung der Drehbewegung bewirken. Ferner wird die Integration einer Elektromaschine in Außenläuferordnung in einem als Schwungmasse wirkenden Planetengetriebe zur Realisierung einer raumsparenden Anordnung der Drehmomentanpassung vorgeschlagen. Letztendlich handelt es sich jedoch lediglich um eine raumsparende Verlagerung der Schwungmasse. Das eigentliche Problem des Abbremsens und Beschleunigens der Schwungmasse wird hier nicht behoben.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine bereitzustellen, die weitgehend ohne den mit dem Beschleunigen und Abbremsen des Schwungrades verbundenen Energieverlust auskommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass die Antriebseinrichtung über kein Schwungrad verfügt, kann an dieser Stelle keine Energie verloren gehen. Es ist stattdessen vorgesehen, dass die benötigte Energie vollständig durch einen entsprechend ausgestalteten Elektromotor bereitgestellt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Antriebsmotor und das Getriebe eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen, kann eine raumsparende, sowie wartungsarme Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann eine präzise Ansteuerung der Umformmaschine erfolgen, da die Umformmaschine quasi „direkt" angesteuert werden kann. Auch weist eine derartige Antriebseinrichtung einen vergleichsweise geringen bis gar keinen Schlupf auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Elektromotor mit einer Abtriebswelle handelt, wobei es sich bei dem Getriebe um ein Planetengetriebe handelt, wobei die Rotationsachse des Planetengetriebes und die Rotationsachse des Antriebsmotors deckungsgleich sind. Eine derartige Anordnung verspricht ebenfalls eine überaus platzsparende Ausgestaltung der Antriebseinrichtung.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Antriebsmotor mit einer Hohlwelle als Abtriebswelle handelt, wobei das Getriebe zumindest abschnittsweise innerhalb der Hohlwelle angebracht ist. Eine derartige Anordnung ist noch platzsparender, da der Motor quasi das Getriebe vollständig umgeben kann.

In diesem Zusammenhang kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Torquemotor mit einer Hohlwelle als Abtriebswelle handelt, wobei es sich bei dem zumindest abschnittsweise innerhalb der Hohlwelle vorgesehenen Getriebe um ein Planetenradgetriebe handelt. Eine derartige Bauform verspricht ebenfalls eine erhebliche Platzersparnis.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

1 eine erfindungsgemäß Antriebseinrichtung in einer seitlichen schematischen Ansicht an einer Umformmaschine, insbesondere einer Presse;

2 eine erfindungsgemäß Antriebseinrichtung in einer seitlichen schematischen Ansicht an einer Umformmaschine, insbesondere einer Presse;

3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in einer seitlichen schematischen Ansicht an einer Umformmaschine, insbesondere einer Presse;

4 eine vergrößerte Ansicht auf eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung in einer schematischen Ansicht von vorne;

5 eine erfindungsgemäß Antriebseinrichtung in einer seitlichen schematischen Ansicht.

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
Ein erfindungsgemäßer Pressenantrieb umfasst im Wesentlichen einen Antriebmotor 1 sowie eine Getriebe 2, jedoch keine Schwungmasse wie im Stand der Technik üblich. Es sind ebenfalls wesentliche Elemente einer Presse erkennbar, nämlich eine entsprechende Kurbelwelle 5 mit Lagerung, ein Stirnradvorgelege 6, sowie ein Pressenständer 7.
In beispielhafter Weise soll davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Getriebe 2 um ein Planetenradgetriebe handelt und dementsprechend ein zentrales Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern, sowie ein Hohlrad umfasst. Selbstverständlich entwickeln die Massen der beteiligten Rotationskörper, wie beispielsweise die Komponenten des Planetengetriebes oder der Rotor des Elektromotors ein Massenträgheitsmoment. Diese Massenträgheitsmomente müssen zwangsläufig hingenommen werden. Sämtliche Energie soll vorzugsweise ausschließlich von dem verwendeten Elektromotor bereitgestellt werden. Dementsprechend ist es nunmehr möglich die gesamte Dynamik des Elektromotors vollständig für den Antrieb einer Umformmaschine nutzbar zu machen. So können beispielsweise sehr variable Geschwindigkeitsprofile durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung bereitgestellt werden. Auch kann eine Drehrichtungsumkehr stattfinden, ohne dass es einer aufwändigen Umsteuerung innerhalb des Getriebes bedürfen würde. Insgesamt ergeben sich ohne die Zwischenschaltung eines Schwungrades und durch den direkten Antrieb des Elektromotors erhebliche Vorteile hinsichtlich der Möglichkeiten für einen variablen Antrieb einer Umformeinrichtung.
Entsprechend dieser Anordnung sind die zuvor genannten Komponenten um die Rotationsachse des Sonnenrades angeordnet. Durch die strichpunktierte Linie 8 ist erkennbar, dass sowohl die Antriebsachse des Antriebsmotors, als auch die Rotationsachse des Getriebes 2 übereinstimmen. Dementsprechend ergibt sich eine vorteilhafte Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen sogenannten Torquemotor 9 handelt. In 3 ist ein entsprechendes Antriebskonzept abgebildet.
Bei einem Torquemotor handelt es sich um einen Drehmomentmotor, der eine ringförmige Geometrie mit einer Hohlwelle 11 als Abtriebswelle aufweist. Ein Torquemotor 9 eignet sich insbesondere als Direktantrieb, der große Drehmomente bei kleinen Drehzahlen aufbringen kann. Seine Einsatzgebiete liegen jedoch, gemäß dem vorbenannten Stand der Technik, nicht im Bereich der Pressenantriebe, sondern vielmehr im Bereich von Werkzeugmaschinen mit Rundtischen oder Schwenkachsen, also beispielsweise bei High-Speed-Cutting-Bearbeitungszentren oder beim Formfräsen mit Schwenkköpfen in Groß-Bearbeitungszentren.
Hier wird vorgeschlagen einen Torquemotor 9 als Teil der Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere einen Pressenantrieb zu verwenden, insbesondere das Getriebe, vorzugsweise ein Planetengetriebe 10 innerhalb der als Hohlwelle 11 ausgestalteten Abtriebswelle des Torquemotors 9 unterzubringen, wodurch sich eine besonders platzsparende Ausführungsform eines Pressenantriebes ergeben kann.
In 4 und 5 ist eine beispielhafte Darstellung eines Torquemotors 9 abgebildet, insbesondere ist die zentrale, als Hohlwelle 11 ausgestaltete Abtriebswelle erkennbar, wobei ebenfalls das Planetengetriebe 10 dargestellt ist.

Claims

Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere Pressenantrieb, umfassend einen Antriebsmotor (1, 9) und ein Getriebe (2, 10), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung über kein Schwungrad verfügt.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1, 9) und das Getriebe (2, 10) eine gemeinsame Rotationsachse (8) aufweisen.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antriebsmotor (1, 9) um einen Elektromotor mit einer Abtriebswelle handelt, wobei es sich bei dem Getriebe um ein Planetengetriebe (2, 10) handelt, wobei die Rotationsachse des Planetengetriebes (2, 10) und die Rotationsachse (8) des Antriebsmotors (1, 9) deckungsgleich sind.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Motor mit einer Hohlwelle (11) als Abtriebswelle handelt, wobei das Getriebe (10) zumindest abschnittsweise innerhalb der Hohlwelle (11) angebracht ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Torquemotor (9) mit einer Hohlwelle (11) als Abtriebswelle handelt, wobei es sich bei dem zumindest abschnittsweise innerhalb der Hohlwelle (11) vorgesehenen Getriebe um ein Planetenradgetriebe (10) handelt.
Umformmaschine, insbesondere Umformpresse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen ist.
Umformmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformmaschine ein Stößelantrieb mit einer Antriebswelle aufweist, wobei die Antriebswelle eine Rotationsachse aufweist, wobei die Rotationsachse der Antriebswelle mit der Rotationsachse des Planetengetriebes und der Rotationsachse des Antriebsmotors zusammenfällt.