DE2131013A1

DE2131013A1 - Presse,insbesondere Ziehpresse

Info

Publication number: DE2131013A1
Application number: DE19712131013
Authority: DE
Inventors: Spachner Sheldon Arthur; Desai Prakash Dhirubhai
Original assignee: Gulf & Western Ind Prod Co; GULF and WESTERN INDUSTRIAL PRODUCTS Co
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1970-06-24
Filing date: 1971-06-23
Publication date: 1971-12-30
Also published as: FR2100820B1; US3766771A; CA947532A; DE2131013C2; FR2100820A1; JPS5141946B1

Description

GuIf + Western Industrial Products Company, 420-50th Street S.V.

Grand Bapids, Michigan 49508 (USA)

Presse, insbesondere Ziehpresse

Die Erfindimg betrifft eine Presse, insbesondere eine Ziehpresse, mit einem im Pressengestell hin- und herbeweglichen Pressenstößel od.dgl., der über ein Hebelgetriebe angetrieben ist. Tor allem bezieht sich die Erfindung auf einen Antrieb für Ziehpressen, die mit großen Stößelhüben und Stößelkräften arbeiten, obwohl der Anwendungsbereich der Erfindung breiter ist und Pressen unterschiedlicher Arten und Größen umfaßt.

Bei den meisten mechanisch angetriebenen Ziehpressen werden

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zum Antrieb des Stoßeis oder Schlittens Kurbelantriebe herkömmlicher Bauart verwendet. Der Stößel wird hierbei mittels eines Zwischenhebels angetrieben, der unmittelbar mit der Kurbel der Presse verbunden ist. Der Verwendung dieser Pressenantriebe sind jedoch vor allem bei größeren Pressen in wirtschaftlicher Hinsicht Grenzen gesetzt. Geht man z.B. davon aus, daß von einer Standardpresse mit mechanischem Antrieb für den Preßvorgang eine angenähert konstante Kraft . von 200 t über einen Arbeitshub von 152 mm verlangt wird und daß die Presse bei einem Gesamthub von 406 mm ihre Hennkräfte bei etwa 12,2 mm von der unteren Hubendstellung aus entwickelt, so läßt sich zeigen, daß eine Presse dieser Bauart nur etwa 35 - 40# ihrer Hennkraft an einer Stelle liefert, die 152 mm oberhalb der unteren Hubendstellung liegt, wenn das Kurbeldrehmoment seinen maximal zulässigen Wert hat. Eine Belastung auf größere Werte an dieser Stelle führt daher zwangsläufig zu einer Überlastung der Kurbel und des Untersetzungsgetriebes. Wird im Antriebszug der Presse eine ' Kupplung verwendet, so wird auch diese überlastet. Bei unmittelbarem Pressenantrieb (ohne Schwungrad oder sonstige Energie speichervorrichtung zwischen Ho tor und Getriebekette) wird auch der Pressenmotor überlastet. Um daher die gewünschte Arbeitskraft von 200 t am Anfang des Arbeitshubes von 152,4 mm zu erhalten, müßte hier ein auf eine Leistung von 500 t ausgelegter Pressenantrieb verwendet werden. Dies würde selbstverständlich in hohem Maße unwirtschaftlich sein, da eine solche Presse über den größten Teil ihres Hubes mehr

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als die geforderten 200't zu liefern in der Lage wäre.

Darüber hinaus würde eine Fresse, die in der vorgenannten Weise aatriebsmäßig ausgelegt ist, ein außerordentlich groß bauendes Pressengestell benötigen. Beispielsweise würde die .vorerwähnte Fresse in Nähe ihrer unteren Hubendstellung Kräfte entwickeln, die in der Größenordnung bis zu 400% der Tonnen-Kennlast betragen. TJm das Fressengestell gegen Überlastung zu schützen, muß nach einer bestehenden Faustregel das Gestell so ausgelegt werden, daß es das Breifache der maximal zulässigen Last der Fresse aufzunehmen vermag. Bei dem gewählten Beispiel würde dies bedeuten, daß die Fresse, um eine Kraft von 200 t über einen Arbeitshub von 152 mm zu erhalten, einen auf 300 t ausgelegten Fressenantrieb und demgemäß ein auf 1500 t ausgelegtes Fressengestell erhalten müßte.

Um den. genannten Schwierigkeiten zu begegnen, sind in der Vergangenheit zahlreiche verschiedene Antriebsarten vorgeschlagen worden. Dabei hat es sich jedoch, gezeigt, daß es äußerst schwierig ist, die bestehenden Nachteile mittels mechanischer Antriebe zu beheben und einen mechanischen Fressenantrieb mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu schaffen, der den nachstehenden Forderungen in möglichst weitgehendem Maße entspricht:

a) Der Antrieb sollte ein möglichst geringes Eingangsdrehmoment über einen großen Arbeitshub auf-

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weisen, so daß die Abmessungen der Kupplung und der Kurbel möglichst klein gehalten werden können}

b) Die Geschwindigkeit des Stößels bzw. Schlittens sollte über den Arbeitsweg "des Gesamthubes verhältnismäßig klein und über alle anderen Hubbereiche verhältnismäßig groß sein, so daß sich hohe !Produktionsgeschwindigkeiten selbst bei solchen Werkstof-

• fen erreichen lassen, deren Verformungsgeschwindigkeiten Grenzen gesetzt sindj

c) Die Querkraftkomponente der auf den Stößel ausgeübten Kraft sollte möglichst klein sein, um die Seitenkräfte an dem Stößel bzw. Schlitten und damit auch die Belastung des Pressengestells und den Verschleiß an den Stößelführungsleisten geringzuhalten.

Antriebsvorrichtungen, die, wie Nockenkurven- und Eollenantriebe, mit Punkt- oder Linienkontakt arbeiten, erfüllen zwar in gewissem Maße die vorstehend genannten Forderungen. Solche Antriebe sind jedoch aufgrund der hohen Flächenkräfte für Hochbelastungszwecke ungeeignet.

Bei Ziehpressen ergibt sich noch ein weiteres Erfordernis, durch welches die Entwicklung einer leistungsfähigen Presse zusätzlich erschwert wird. Die meisten Metalle müssen mit einer Geschwindigkeit gezogen werden, die unterhalb eines bekannten maximalen Geschwindigkeitswertes liegt. Für Stahl beträgt dieser maximale Geschwindigkeitswert etwa 0,46 m/s.

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Bei eines Ziehhub von 152 ma darf demgemäß die Stößelgeschwindigkeit auf den letzten 152 mm des Gesamthubs nicht hoher als 0,46 as liegen. Um dies mit einer herkömmlichen Kurbelpresse zu erreichen, muß die Drehgeschwindigkeit der Kurbel entsprechend vermindert werden. Da eine Kurbelumdrehung einem vollen Pressenzyklus entspricht, wird demgemäß die Arbeitsgeschwindigkeit der Presse durch den Langsamlauf während des Ziehhubs herabgesetzt. Diese seit langen bekannten Probleme und Schwierigkeiten haben dazu geführt, daß in der Vergangenheit zahlreiche Einrichtungen entwickelt wurden, mit denen die Stößelgeschwindigkeit lediglich während des Pressenziehhubs herabgesetzt wird. Zu diesem Zweck hat man hydraulisch arbeitende Pressen, daneben aber auch über Steuerkurven und über Lenkschubstangen u.dgl. betriebene Pressen entwickelt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zwei gesonderte Antriebszüge vorzusehen, die wechselweise über gesonderte Reibkupplungen eingeschaltet werden. Einige bekannte Pressen weisen eine unmittelbar oberhalb des Stößels liegende Kurbel in einer solchen Anordnung auf, daß die Stößelachse durch den Gelenkpunkt der Kurbel hindurchgeht. Dieses Bauprinzxp führt jedoch zu einem starken Ausschwingen des Zwischengelenkteils und demgemäß zu einem erheblichen Anstieg des Seitendrucks am Stößel. Außerdem ist bei diesem Bauprinzip eine Kniegelenkwirkung im unteren !Totpunkt der Presse vorhanden, die zu hohen Belastungen des Kurbelbolzens und der Kurbeldrehlager in dieser Stößelposition bei dem Kurbelnenndrehmoment führt. Werden bei den ver-

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schiedenen Pressenantrieben lediglich Stößel-Kurbelverbindüngen verwendet, so ergeben sich hier keine Koppelkurven, die im Hinblick auf den Pressenstößel als optimal angesehen werden können. Außerdem weisen diese Pressenantriebe begrenzte Langsamlauf eigenschaften auf $ es ergeben sich hier nicht selten unzulässige Drehmomente und hohe Seitenkräfte am Pressenstößel.

Der Erfindung liegt vornehm!ich die Aufgabe zugrunde, eine Presse mit einem mechanischen Pressenantrieb zu schaffen, die den vorgenannten Erfordernissen entspricht, dabei jedoch keine Belastungsbegrenzungen hat und sich vor allem auch durch eine besonders vorteilhafte kinematische und dynamische Antriebscharakteristik des Pressenstößels bzw· Pressenschlittens auszeichnet.

Gemäß der Erfindung weist das Hebelgetriebe einen endseitig am Stößel angelenkten Gelenkhebel auf, dessen anderes Ende mit einem Zwischengelenkhebel gelenkig verbunden ist, der seinerseits an einer Kurbel angelenkt ist. Weiterhin ist ein Lenkerhebel od.dgl. vorgesehen, der einerseits am Pressengestell und andererseits an einer Stelle an dem Zwischengelenkhebel angelenkt ist, die im Abstand von dem den Gelenkhebel und den Zwischengelenkhebel verbindenden Gelenk liegt.

Durch Einstellung und Veränderung der Längenverhältnisse der einzelnen Gelenk- bzw. Hebelteile lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Pressenantrieb zahlreiche höchst erwünschte Ei-

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genschaften erzielen, die sich, grundsätzlich durch die Bewegungs- bzw. die Koppelkurve der oberen Gelenkachse des mit dem Stößel verbundenen Gelenk- bzw. Hebelteils definieren lassen· Insbesondere wird es erfindungsgemäß hiermit möglich, eine Presse zu. schaffen, die sich in ihren Eigenschaften und ihrer .Antriebscharakteristik allenfalls mit den hydraulischen Pressen vergleichen läßt.

vorgenannte Bewegungs- bzw. Koppelkurve der Achse des den Stößel mit der Antriebsseite verbindenden Gelenks bestimmt die Bewegung des Stößels, Stempels oder Schlittens der Presse in Abhängigkeit von der Zeit und wird im folgenden durchweg mit "Koppelkurve" bezeichnet.

Erfindungsgemäß ist das Hebel system so ausgelegt, daß eine Koppelkurve erhalten wird, bei der der Stößel od.dgl. rasch in Richtung auf die untere Totpunktlage und von dieser hinwegbewegt wird, mit Ausnahme desjenigen Hubweges, bei dem der Ziehvorgang durchgeführt wird, wahrend des Arbeite- bzw. Ziehhübes ergibt sich über die Koppelkurve eine deutliche Verlangsamung der Stößelgeschwindigkeit.

Einzelheiten und die wesentlichen Erfindungsmerkmale der erfindungsgemäßen Presse und ihres Antriebs sind in den einzel nen Ansprüchen aufgeführt. Mt diesen Maßnahmen wird somit eine besonders vorteilhafte kinematische und dynamische An- ■ triebscharakteristik der Presse entsprechend den jeweiligen Arbeitebedingungen erzielt, wobei sich über einen vergleichs

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weise langen Arbeitshub bei konstantem Kurbeldrehmoment gleichmäßige Stößelkräfte erreichen lassen. Die erfindungsgemäße Presse arbeitet mit einem verhältnismäßig niedrigen Kurbeleingangsdrehmoment während des Arbeitshubs, was die Verwendung einer entsprechend schwach ausgelegten Kupplung ermöglicht. Zugleich kann das Pressengestell gegenüber den bekannten mechanisch angetriebenen Pressen leichter gebaut werden. Weiterhin werden die Seitenkräfte am Schlitten oder Stößel der Presse erheblich herabgesetzt. Damit verbunden ist ferner eine Kosteneinsparung insbesondere bei Tiefzieh- und Extrusionspressen, wie sie z.B. in mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten arbeitenden Fließbandstraßen verwendet werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Presse gemäß der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Aufriß;

Fig. 2 die Presse gemäß Fig. 1 in Stirnansicht} Fig.- 5 einen Querschnitt nach Linie 5-3 der Fig. 1;

Fig. 4· in einer Ansicht von vorne das Antriebssystem, welches bei der erfindungsgemäßen Presse verwendet wird ι

Fig. 5 "bis 8 das Antriebssystem der erfindungsgemäßen Presse schematisch in den verschiedenen Stellungen während eines geschlossenen Arbeitszyklus;

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?ig. 9 in größerem Maßstab schematisch das in Verbindung mit den Fig. 1 bis 8 dargestellte Antriebssystem und dessen Koppelkurve!

Fig. IO die Koppelkurve des vorstehend erwähnten Antriebssysteas in größerem Maßstab}

Pig· 11 schematisch das Hebelsystem in einer Position der Koppelkurve, in der ein maximaler Übertragungswinkel vorhanden ist j

Pig. lla schematisch eine andere Position des Hebelsystems j

Fig. 12 schematisch das Hebel system in einer Position der Koppelkurve, bei der der geringstmögliche ■Übertragungswinkel vorliegt}

Fig. 12a schematisch eine andere Arbeitscharakteristik des erfindungsgemäßen Antriebssystems{

Fig. 13 bis 15 verschiedene Diagramme zur Sarstellung der Charakteristik des erfindungsgemäßen Pressenantriebs j

Fig. 16 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung}

Fig. 17 eine geometrische Barstellung des Antriebssystems.

Sie Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben ist, läßt in den Fig. 1 und 2 die Gesamtanordnung einer langhubigen Ziehpresse gemäß der Erfindung erkennen. Sie Presse weist ein vertikales Hauptpressengestell A, einen Pressenantrieb B und eine mechanische Antriebs-Hebelübertragung G auf.

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Das Pressengestell A

Das Pres senge stell Δ kann von unterschiedlicher Bauweise und Formgebung sein. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht es aus einem Vertikalgestell in Schweißkonstruktion. Das Pressengestell weist ein. Hauptfußteil 10 auf, welches einen vertikal angeordneten Knüppelbehälter 10a od.dgl. aufnimmt und trägt. Das Fußteil 10 ist in das Fundament eingelassen, so daß seine Oberseite in Höhe der Bodenfläche 11 des Fundaments liegt. An dem Fußteil sind zwei vertikale, rechteckige bzw. kastenförmige Ständer 12 und 14 angeordnet. Die beiden Ständer 12 und 14 sind an ihren oberen Enden über ein Querhaupt 16 verbunden.

Das Querhaupt 16 ist dreiteilig ausgebildet; es besteht aus drei rechteckigen Kastenteilen 18, 20 und 22. An dem Querhaupt 16 ist das Gelenkhebelsystem so gelagert, daß die Teilungsebenen zwischen den Kastenteilen 18, 20 und 22 mit den Hauptgelenken des Hebelsystems C zusammenfallen. Hierdurch werden die Herstellung und der Zusammenbau der Teile erleichtert.

Die Hauptbauteile des Pressengestells sind über sechs vertikale Zug- bzw. Anker stangen miteinander verbunden. Vie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, erstrecken sich jeweils zwei Ankerstangen 24 mit großem Durchmesser durch die beiden Ständer 12, während jeweils eine im Durchmesser kleinere Ankerstange 26 die vorderen Ständer 14 durchgreift. Die Ankerstan-

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gen 24 liegen in gleichen Abständen an den gegenüberliegenden Seiten der Hauptgelenkstellen des Gelenkhebel systems} diese Hauptgelenkstellen sind in der Zeichnung mit D und O bezeichnet. Die Ankerstangen 24 nehmen daher die Reaktionskräfte der Hauptpressenkräfte auf. Die im Durchmesser kleineren Anker stangen 26 nehmen demgegenüber nur einen kleinen Anteil der Beaktionskräfte auf; sie dienen vornehmlich der Aufnahme der von dem Stößel bzw. Schlitten ausgeübten Querkrafte.

Wie üblich, werden die Anker stangen 24 und 26 während des Zusammenbaus des Pressengestells vorzugsweise warm eingezogen. Außerdem werden die einzelnen Bauteile des Fressengestells an verschiedenen Stellen ihrer aufeinanderliegenden flächen, wie z.B. an der Stelle 28 in den Fig. 1 und 2, verkeilt, um das Rahmengestell in den Querrichtungen starr zu verriegeln.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Ständer 12 und 14 so angeordnet, daß sie die Gleit- bzw. Bewegungsbahn des Hauptpressenschlittens oder Fressenstößels 114 begrenzen. An den Innenkanten der Stander sind Stößelführungslei st en 12' und 14* herkömmlicher Art zur Führung des Stößels od.dgl. bei seiner Tertikaibewegung vorgesehen.

Obwohl nicht eigens dargestellt, ist die Fresse mit einem üblichen Mechanismus zur Handhabung und Querabtrennung des Kmippelmaterials od.dgl. sowie mit den zusätzlichen Hilfs-

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einrichtungen, wie sie "bei solchen Ziehpressen zur Verwendung kommen, ausgerüstet.

Antriebsvorrichtung B

Obwohl der Pressenantrieb. B in dem Pressengestell A gelagert sein konnte, ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung seitlich neben der Presse ein besonderer Tisch oder Tragrahmen 30 für den Pressenantrieb vorgesehen. Der Pressenantrieb weist einen Elektromotor 32 auf, der über eine Kupplung 3^ 3ait einer Antriebswelle 36 verbunden ist, auf der ein im Durchmesser großes Schwungrad 38 sitzt. Das Schwungrad 38 und die Welle 36 sind in lagern bzw. in Stehlagern 40 drehbar gelagert.

An dem Schwungrad 38 ist eine druckmittelbetätigte Hochleistungskupplung 44 herkömmlicher Bauart gelagert, über die bei entsprechender Einschaltung das Schwungrad über die Welle 46 mit der Hauptantriebswelle 42 antriebsmäßig verbunden wird. Die Welle 46 ist in Stehlagern 48 od.dgl. des Gestells 30 gelagert.

Wie vor allem die Fig. 1 und 3 zeigen, ist die Getriebekette des Pressenantriebs in einem zweiteiligen Gehäuse bzw. einem Getriebekasten 52 untergebracht, der an der Rückseite der Presse nach außen hervorragt. Die Antriebswelle 4-2 erstreckt sich quer durch den Getriebekasten 52 und trägt an ihrem äußeren Ende eine Bremse 50 herkömmlicher Art. Die Welle 4-2

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ist in Vellenlagern gelagert, die sich in der Teilungsebene des Gehäuses 52 befinden.

Die Getriebekette besteht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem Zahnradgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 150 : 1. Das Getriebe weist ein Hauptantriebsrad 54 auf, welches auf die Antriebswelle 42 aufgekeilt oder in sonstiger Weise mit der Welle verbunden ist. Mit dem Zahnrad 54 steht ein zweites Zahnrad 56 im Eingriff, welches auf einer horizontalen Welle 58 aufgekeilt ist, die in Lagern des Getriebegehäuses 52 gelagert ist. Auf der Welle 58 sitzen beiderseits des Zahnrades 56 zwei Zahnräder 60, die mit Zahnrädern 62 im Eingriff stehen. Die letztgenannten Zahnräder weisen einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufj sie sind auf einer durchgehenden Antriebswelle 64 aufgekeilt, die sick an der Rückseite der Presse in Querrichtung derselben erstreckt und an beiden Enden über die Seiten des Pressengestells hervorragt. An diesen äußeren Enden der Welle 64 sitzen die beiden Hauptantriebsräder 66.

Die Getrieberäder 66 stehen jeweils im Eingriff mit einem schweren Zahnrad 68 von großem Durchmesser. Wie Fig. 3 zeigt, bestehen die beiden Zahnräder 68 jeweils aus einem ringföraigen Zahnkranz 70, der an zwei im Abstand voneinander angeordnete Stirnplatten 72 angeschweißt ist, die ihrerseits mit einer zentralen Nabe 74- verbunden sind. Die zentrale Nabe 74-ist verkeilt oder in sonstiger Weise mit den außenliegenden

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Enden von zwei Stummelwellen 76 verbunden, die im Querhaupt der Presse gelagert sind. Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die beiden Stummelwellen 76 in der Teilungsebene zwischen.denIAb^. schnitten 18 und 20 des Querhauptes gelagert sind, wobei zur;" Lagerung entsprechende Lagerhülsen 78 vorgesehen sind. Gemäß den Pig. 1 und 4 sind die innenliegenden Enden der Stummelwellen 76 mit zwei Gelenkgliedern 80 verkeilt, die über einen Kurbelzapfen 82 verbunden sind. Diese Teile bilden somit die Hauptantriebskurbel des Pressenantriebs, wobei die Kurbelkröpfung gleich dem Abstand zwischen der Mittellinie O der Stummelwellen 76 und der Mittellinie a des Kurbelzapfens 82 ist.

Gelenkhebelsystem 0

Von besonderer Bedeutung für den erfindungsgemäßen Antrieb ist die gelenkige antriebsmäßige Verbindung zwischen der Kurbel und dem Stößel bzw. Schlitten. Obgleich auch diese Gelenk-Zwischenverbindung von unterschiedlicher Ausbildung sein kann, empfiehlt sich besonders das in den Mg. 1 bis 4 dargestellte Gelenkhebel system. Das Gelenkhebelsystem besteht hier aus einem ersten Gelenkstück bzw. einem Zwischengelenkhebel 84, der mittels einer geteilten Kappe 83 od.dgl. an den Kurbelzapfen 82 der Kurbel gelenkig angeschlossen ist. Dieser Gelenkanschluß hat die Achse a. Vie dargestellt, ist der Hebel 84 zweiteilig ausgebildet, wobei sein äußeres Ende von einem Zylinderteil 86 begrenzt ist. Das Zylinderteil 86 weist

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einen Schlitz 87 auf, der das Gelenkteil 84 aufnimmt und mittels eines Bolzenpaares 87a mit diesem verbunden ist.

Zwei hin- und her schwingende Lenkerhebel bzw. Schwingen 88 sind mit ihrem einen Ende an einer horizontalen Achse 92 angelenkt, die im oberen Bereich des Pressengestells zwischen den Abschnitten 20 und 22 des Querhauptes angeordnet ist. Die mit D bezeichnete Mitte dieser Achse 92 liegt vertikal oberhalb der Mitte 0 der beiden Stummelwellen 76. Die durch die beiden Mittelpunkte 0 und D hindurchgehende vertikale Linie verläuft parallel zu der Bewegungslinie bzw. der Bewegungsbahn des Stößels 114.

Die äußeren Enden der Lenkerhebel 88 sind mittels geteilter Kappen 90 od.dgl. mit dem zylindrischen Endteil 86 des Zwischengelenkhebels 84 verbunden. Vie Fig. 1 zeigt, wird auf diese Weise eine Gelenkverbindung zwischen den Hebeln 88 und 84 erreicht, deren wirksamer Gelenkmittelpunkt durch den Mittelpunkt b des zylindrischen Teils 86 gebildet wird.

Quer zu dem zylindrischen !Teil 86, in einem Abstand L von dessen Mittelpunkt, erstreckt sich eine Achse bzw. ein Gelenkbolzen 94 mit verhältni smäßig großem Durchmesser. Dieser Gelenkbolzen ragt beiderseits über das zylindrische Teil 86 vor und ist mittels Deckel oder Kappen 95 mit dem gegabelten oberen Ende des Hauptantriebsgelenkstücks 98 des Stoßeis verbunden. Dieses Gelenkstück, im folgenden als Gelenkhebel bezeichnet, ist mit seinem unteren Ende an dem Stößel 104 an-

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gelenkt, der sick im Betrieb über die Schlittenbahn F (Fig. bis 9) bewegt. Die Gelenkverbindung erfolgt mittels eines Gelenkbolzens 100, der zwischen zwei Wangen 102 gehalten ist, die sich von einer Horizontalplatte 103 des Stößels 104 nach oben erstrecken.

Obgleich der Stößel im wesentlichen von herkömmlicher Bauart ist, mag seine Bauweise im folgenden kurz erwähnt werden. Die Platte 103 ist über eine motorgetriebene Stößeleinstellschraube 106 einstellbar mit dem Stößel 104 verbunden. Diese Einstellschraube faßt durch eine Gewindeöffnung eines Bauteils 108, welches im unteren Ende einer Hülse 110 sitzt, die eine Gleitbahn bzw. ein Gehäuse für das leil 103 bildet. Die Hülse 110 ist am unteren Ende mittels einer Platte 112 verschlossen, welche den Hauptstößel bzw. den eigentlichen Schlitten 114 trägt. Der letztgenannte besteht aus einem Außengehäuse 116, welches Hauptdruckblöcke 118 und 120 umschließt. Der eigentliche Ziehstößel 122 und der Durchstößer 123 sind mit der unteren Platte 124 lösbar verbunden, die ihrerseits an das Gehäuse 116 angeschlossen ist.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Antriebs läßt sich am besten den Pig. 5 bis 8 entnehmen, in denen die verschiedenen Positionen der Kurbel und des Gelenkhebelsystems während der verschiedenen Stufen des Arbeitszyklus schematisch dargestellt sind. In den Fig. 5 bis 8 sind die Bauteile, die mit den Bauteilen der Presse gemäß den Fig. 1 bis 4 übereinstimmen, mit denselben Bezugsziffern versehen, wobei diese Be-

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zugsziffera liier zur Unterscheidung einen Indexstrich tragen.

Fig. 5 zeigt das Hebelsystem und den Kurbelantrieb in einer Stellung, in der sich der Stößelanlenkpunkt E in der oberen Totpunktlage befindet. Die Kurbel dreht sich im Uhrzeigersinn, wobei sich bei der dargestellten Anordnung des Hebelsystems die obere Totpunktlage bei einem Drehwinkel der Kurbel von etwa 56° einstellt.

Venn sich die Kurbel aus der in Fig. 5 dargestellten Lage weiterdreht, wird der Stößelanschlußpunkt E beim Ziehhub nach unten bewegt, wobei er die Position gemäß Fig. 6 durchläuft. In dieser Position befindet sich die Kurbel in einer Drehlage von etwa 200°.

Bei der Weiterdrehung von der Stellung gemäß Fig. 6 in die Stellung gemäß Fig. 7 bewegt sich der Stößelanlenkpunkt E weiterhin nach unten, wobei der volle Ziehhub ausgeführt wird und der Punkt E die Stelle der maximalen Last bei einem Kurbel-Drehwinkel von etwa 254-° durchläuft. In Fig. 7 (Kurbel-Drehwinkel von etwa 320°) befindet sich der Stößel in seiner unteren Totpunktlage. Anschließend durchläuft das Gelenkhebelsystem beim Rückhub die in Fig. 8 dargestellte Position.

Beispiel I Bei den hier gewählten Ausführungebeispiel ist die Presse so

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ausgelegt, daß sie einen Gesamthub von 3327 nun, einen Arbeitshub von 914·,4- mm gegen einen konstanten Belastungswiderstand von 3265 t (Ziehhub) und einen Arbeitshub von 1060,4 mm gegen einen konstanten Belastungswiderstand von 1088,4 t (Durchstoßhub) aufweist. Um dies zu erreichen, werden die Längenverhältnisse der verschiedenen Hebelverbindungsteile vorzugsweise wie folgt gewählt:

Teil 80' (Kurbelkröpfung)j Abstand 0 bis a - 1524 mm

Teil 84» ^M a bis b - 2286 mm

" " * b bis C - 762 mm

Teil 88' " b bis D - 3048 mm

Teil 98' "0 bis E - 4572 mm

* 0 bis D - 3048 mm

ⁿ 0 bis F - 2438,4 mm

" a bis 0 » 3048 mm

Bei den vorgenannten Längenverhältnissen ist das über den 914,4 mm Arbeitshub aufzubringende maximale Drehmoment etwa gleich 1674 mt, während das über den 1060,4 mm Arbeitshub aufgebrachte Drehmoment etwa 1355 mt beträgt. Das Pressengestell braucht hier nur auf eine Belastung von 9795 t ausgelegt zu werden. Diese Werte liegen erheblich unter denjenigen der herkömmlichen Fressen-Kurbelantriebe, welche so ausgelegt sind, daß sie dieselben Arbeitsfunktionen ausführen können. In diesen Fällen stellt sich ein nahezu dreimal größeres Drehmoment bei einer um das Zwei- bis Eineinhalbfache höheren Belastung des Pressengestells ein. Dieses Beispiel ist in Fig. 9 dargestellt.

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_ TQ _

• Beispiel II

Eine rasche Annäherungs- und Eückhubgeschwindigkeit bei zugleich langsamer Stößelgeschwindigkeit über den Arbeitshub läßt sich mit demselben oder aber einem größeren bzw. einem -kleineren Gesamthub bei entsprechender Änderung der oben angegebenen Längenverhältnisse erreichen. Wenn z.B. die Presse einen Gesamthub von 406,4 mm, einen Arbeitshub von 152,4 um gegen eine konstante Last von 181,4 t aufweisen soll, so können die Längenverhältnisse wie folgt gewählt werden;

Teil 80' (Kurbelkröpfung): Abstand 0 bis a ■ 259,7 mm Seil 84«
Teil 84'
Teil 88'
Teil 98«

If	a	bis	b -	420	mm
N	b	bis	C -	184,4	TOlTl
η	b	bis	D -	719,6	mm
π	C	bis	Έ -	1085,1	TDTO
η	0	bis	Ώ -	815,6	Ttym
η	0	bis	F -	418,6	τητη
π	a	bis	C -	604,5	turn

Der Winkel zwischen der Linie 0-33 und der Stößelbewegungsbahn F beträgt hier 7° und der Abstand 0-F ist rechtwinklig zu dieser Linie zwischen den Achsen 0 und D gemessen.

Es ist zu erwähnen, daß in diesem Fall die allgemeine Gelenkhebelanordnung dieselbe wie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist, wobei jedoch die Hebelverhältnisse abweichen. Auch bei diesen Hebelverhältnissen ist die Stößelvorschub-

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und -rückhubbewegung eine Eilgangbewegung, wahrend der Stößel über den 152,4 mm-Arbeitshub bei konstanter Winkelgeschwindigkeit der Antriebskurbel eine langsame Hubbewegung ausführt. .Das maximale Drehmoment beträgt hier etwa 16.128 mkp.

Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels II

Um die Arbeitsweise zu verdeutlichen, wird Bezug genommen auf 3fig. 9, in der das gemäß Beispiel II ausgelegte Antriebssystem schematisch dargestellt ist. Zur Vereinfachung und Übersichtlichkeit sind die verschiedenen Längen und Achsen hier wie folgt bezeichnet:

erstes Gelenkteil: zweites Gelenkteil: drittes Gelenkteil: Kurbel:
erste Achse: zweite Achse: dritte Achse: vierte Achse: fünfte Achse: sechste Achse:

Gelenkhebel 98 Zwischengelenkhebel Lenkerhebel 88 Kurbel 80 Achse E Achse 0 Achse a Achse C Achse D Achse b.

Wenn sich die Kurbel 80 gemäß Fig. 9 in Pfeilrichtung E dreht, bewegt sich die vierte Achse 0 über die Koppelkurve, welche die Bewegung der ersten Achse Έ entlang der Stößel-

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■bahn F bestimmt. Der Verlauf der Koppelkurve ist so festgelegt, daß sich der Stößel zunächst im Eilgang in Richtung auf den Arbeitshiib, dann mit einer langsamen Hubbewegung über den Arbeite- bzw. Ziehhub und schließlich im Eilgang über den Bückhub zu der oberen Totpunktlage TDO bewegt. In Fig. 10 ist die Koppelkurve gesondert dargestellt. Die Koppelkurve wird von der Stößelachse bzw. der Linie, auf der sich der Stößel bewegt, geschnitten und somit in zwei Abschnitte bzw. Sektoren unterteilt, wobei der eine Sektor im wesentlichen der untersten Hubstellung des Stößels und der andere Sektor im wesentlichen der Bewegung des Stößels im oberen Hubbereich, entspricht. Diejenigen Punkte der geschlossenen Koppelkurve, die den größten Abstand voneinander haben, sind durch eine Gerade miteinander verbunden, welche die Hauptachse der Koppelkurve bildet. Senkrecht zu der Hauptachse ist die Nebenachse eingezeichnet, welche diejenigen Punkte der Koppelkurve verbindet, die senkrecht zu der Hauptachse den größten gegenseitigen Abstand aufweisen. Die Hauptachse und die Ifebenachse schneiden sich in dem Punkt P. Die Zusammenhange zwischen den verschiedenen Sektoren, der Haupt- und Ifebenachse und die verschiedenen Positionen des Hebelsystems sind für die Arbeitscharakteristik des Stößelantriebs von Bedeutung und werden nachfolgend näher erläutert.

Der zweite Sektor der Koppelkurve umschließt den größten Teil der Hauptachse. Dieser Sektor liegt auf derjenigen Seite der

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Stößelbahn P, welche der Kurbel 80 abgewandt ist. Der zweite Sektor betrifft die Eilgangbewegung des Stößels und entspricht ferner der Bewegung des Stößels im oberen Hubbereich. Da sich der zweite Sektor auf der der Kurbel abgewandten Seite der Stößelbahn i¹ befindet, wenn sich die Kurbel in Richtung auf die Koppelkurve hin bewegt, wird eine hohe Geschwindigkeit erzeugt. Diese rasche Geschwindigkeit wird durch Abkröpfen der Kurbel zur anderen Seite bzw. zu der der Stößelbahn F gegenüberliegenden Seite hin erhöht. Auf diese Weise bewirkt die abgekröpfte Kurbel eine Eilgangbewegung, wenn sich die Achse C in dem zweiten Sektor befindet. Diese Eilgangbewegung stellt sich sowohl bei der Stößelbewegung in Richtung auf die obere Totpunktlage CDDO als auch in Gegenrichtung ein. Der zweite Sektor der Koppelkurve hat die vertikale Höhenabmessung m und die horizontale Längenabmessung n. Um eine rasche Aufwärtsbewegung des Schlittens oder Stößels zu erzielen, ist die Höhenabmessung m kleiner als die Längenabmessung n. Entsprechend weist der erste Sektor der Koppelkurve eine Höhenabmessung a' und eine Breitenabmessung b¹ auf. Die Höhenabmessung a¹ ist größer als die Breitenabmessung b¹. Da die Breitenabmessung b¹ die Größe der Seiten- bzw. Querkraft des Stößels während des Ziehhubs bestimmt, sollte sie so gering wie möglich gehalten werdea. In der Praxis liegt das Verhältnis von a¹ : b¹ im allgemeinen oberhalb 1,5 : 1,0. Das Verhältnis von m : η ist größer als 1,0 und vorzugsweise größer als etwa 1,5 '· 1,0. Diese Abmessungsverhältnisse der beiden Sektoren der Koppelkurve bewirken den raschen Aufwärts-

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gang und die hohe Stößelkraft beim Abwärtsgang bzw. beim Arbeitshüb bei kleinstmöglichem ßeitendruck. Der Seitendruck beträgt im allgemeinen weniger als 10% der gesamten am Stößel erzeugten Kraft.

Durch Versetzen der Kurbel gegenüber der Stößelbahn F läßt sich eine in stärkerem Maße geradlinige Auf- und Abwärtsbewegung des ersten Hebels 98 beim Arbeite- bzw. Ziehhub erreichen. Venn die Kurbel in unmittelbarer Fluchtlinie zu der Stößelbahn F angeordnet wäre, so würde sich eine Kniehebelwirkung ergeben, bei der der Hebel 98 in Nähe der un-.teren Totpunktlage zwangsläufig eine weite Ausschwingbewegung ausführen würde. Dies würde zu erheblichen Seitendrükken und demgemäß zu einem beträchtlichen Verschleiß der Stößelführungen und äußerst kräftig bauenden Lagerungen u.dgl. führen. Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, schneidet die Hauptachse der Koppelkurve die Stößelbahn F unter einem stumpfen Winkel k. Dieser Winkel sollte größer als etwa 110° und vorzugsweise größer als etwa 120° sein, um sicherzustellen, daß die Koppelkurve gegenüber der Stößelbahn F einen angenähert vertikalen Verlauf hat.

Aus den Fig. 11, 12, 11a und 12a sind weitere Betriebseigenschaften des erfindungsgemäßen Antriebs schematisch dargestellt. Der in den Fig. 11 und 12 eingezeichnete Winkel q ist der "Übertragungswinkel" des Hebel systems. Wenn dieser Winkel etwa 90° beträgt, liegt die wirksamste Kraftübertragung vor. Ist dieser Winkel dagegen verhältnismäßig klein,

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so ergibt sich die wirksamste Bewegungsübertragung. Erfindungsgemäß ist der Übertragung swinkel q, wie in 3Fig. 11 dargestellt, dann am größten, wenn sich der Stempel bzw. Stößel in Richtung auf seine untere Totpunkt lage BDO bewegt. Der Antrieb hat hierbei das gewünschte günstigste Kraftübertragung sverhältnis. Gemäß Fig. 12 ist der Winkel q dann am kleinsten, wenn sich die vierte Achse 0 über den aweiten Sektor der Koppelkurve bewegt. Dies ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dann der Fall, wenn günstigste Bewegungsübertragungsverhältnisse vorliegen. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sollte der Winkel q sich nicht wesentlich unter 40° vermindern, um eine hohe Stößelbeschleunigung und rasche Änderungen der Stößelbeschleunigung zu vermeiden.

Fig. 11a läßt erkennen, daß die Koppelkurve hier durch die Stößelbahn F in die beiden genannten Sektoren unterteilt wird. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß sich die vierte Achse C mitten im ersten Sektor der Koppelkurve befindet, wenn, wie in Fig. 11a gezeigt, die Kurbel 80 den zweiten Hebel 84 übergreift bzw. der zweite Hebel in der Kurbelebene liegt. Dies hat zur Folge, daß sich die vierte Achse beim Durchgang durch die untere Totpunktlage BDC in Vertikalrichtung langsam bewegt. Entsprechend ergibt sich bei diesem Betriebszustand die gewünschte niedrige Arbeite- bzw. Ziehgeschwindigkeit· Die vierte Achse befindet sich, wie er-

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wähnt, in dem ersten Sektor der Koppelkurve und ist unmittelbar bereit, ihre Abwärtsbewegung zur unteren Totpunktle^e hin zu beginnen. Hierdurch wird die .Kraftübertragung erhöht und die Antriebscharakteristik des erfindungsgemäßen Antriebssystems in der gewünschten Weise eingestellt. In Fig. 12a ist eine weitere Eigenart des erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Die Kurbel 80 und der dritte Hebel 88 haben zwei Positionen, in denen sie zueinander parallel sind. Venn die Hauptachse der Koppelkurve die beiden Endpunkte P-, und Pg i» Schnittpunkt mit der Koppelkurve haben und wenn, wie voll ausgezeichnet, die Kurbel 80 und der dritte Hebel 88 parallel zueinander stehen, bewegt sich die vierte Achse 0 entlang der Koppelkurve nach unten, wobei sie sich in erheblichem Abstand von den beiden Schnittpunkten P-, und P₂ befindet. In der anderen parallelen Position, die in Fig. 12a strichpunktiert dargestellt ist, ist die Achse C von einem der beiden Punkte Pp, P-i weiter entfernt. Die Eilgangbewegung des Hebelsystems ist hauptsächlich zwischen diesen beiden Parallelpositionen und über den Bereich der Aufwärtsbewegung der Achse C entlang der Koppelkurve gegeben. Der Punkt Po liegt unmittelbar vor der unteren Totpunktlage BDG der Achse C, wenn sich diese entlang der Koppelkurve zu dem Punkt BDC hin bewegt.

Wird eine Presse mit'einem Hebelantriebssystem ausgestattet, welches eine oder sämtliche der in den Fig. 10, 11, 12, lla und 12a dargestellten Arbeitscharakteristiken aufweist, so

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läßt sich eine äußerst leistungsfähige Presse erzielen. Die Verwirklichung aller dieser Merkmale bei einer einzigen Presse führt zu der wirksamsten Anwendung der Erfindung.

Im folgenden werden noch einige weitere Merkmale der Erfindung näher erläutert: Wie vorstehend bereits erwähnt, dreht sich die Kurbel 80 um eine Achse O, die gegenüber der Stößelbahn P seitlich versetzt ist. Der Hebel 88 schwingt um eine obere Achse D über einen Bogenweg. Die Achse 0 der Kurbel liegt vertikal unter dem Gelenk D des Hebels 88, so daß dieser sich im wesentlichen über eine Bahn, bewegt, die angenähert der Koppelkurve des Hebelsystems entspricht. Da die Kurbel an das Ende des Hebels 84 angeschlossen ist, wird der Hebel 84 bei der Kurbelumdrehung wechselnd auf Druck und auf Zug beansprucht. Dies ergibt eine äußerst wirksame Bewegungsund Kraftübertragung, die durch die Lenkercharakteristik des herabhängenden Lenkerhebels 88 beeinflußt wird. Dies trägt dazu bei, den Kraftübertragungswert an der Kurbel während des Hebelantriebs zu vermindern und das Drehmoment der Kur-

" bei herabzusetzen. Der Hauptteil der Koppelkurve, der sich über den größeren Längenbereich der Hauptachse auf der einen oder der anderen Seite des Stößelwegs 3? erstreckt, befindet sich auf derjenigen Seite des Stößelwegs, die der Kurbelachse abgewandt ist. Dieser Teil der Koppelkurve weist demgemäß einen schräg nach oben und von der Kurbelachse sowie dem Stößel der Presse fortlaufenden Verlauf auf. Die Achse b liegt in geringerem Abstand von der Achse c als von der Achse a. Auf

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diese Weise wird während des letzten Teils des auf den Stößel ausgeübten Abwärtsdruckes eine günstige Kraftübertragung erhalten. Alle diese vorerwähnten Merkmale sind für ,die Erfindung von Bedeutung und tragen zu einer Verbesserung der Arbeitscharakteristik der Presse bei.

In Fig. 13 ist ein Diagramm dargestellt, welches im Vergleich die Arbeitscharakteristik einer Presse gemäß der Erfindung und diejenige einer herkömmlichen Ziehpresse darstellt. Wenn z.B. die maximale Ziehgeschwindigkeit für Stahl etwa 0,46 m/s beträgt und die Presse einen Gesamthub von 406,4 mm und einen Ziehhub von etwa 152,4 mm haben soll, so darf während der letzten 152,4 mm des Stößelhubs die Geschwindigkeit des Stößels den Wert von 0,46 m/s nicht überschreiten. Die voll ausgezogenen Linien beziehen sich auf eine Presse der erfindungsgemäßen Bauart, während die gestrichelte linie eine Presse herkömmlicher Bauweise betrifft. Bei der vorbekannten Presse ist die Kurbe!geschwindigkeit auf einundzwanzig Umdrehungen ^e Minute herabgesetzt, so daß die Geschwindigkeit über den letzten 152,4 mm-Hubbereich den Geschwindigkeit swert von 0,46 m/s nicht überschreitet. Es versteht sich, daß die Abwärts- und Aufwärtsbewegung des Stößels sich nach derselben Geschwindigkeitskurve vollziehen. Anders liegen die Verhältnisse bei dem erfindungsgemäßen Antrieb. Die Kurbelgeschwindigkeit kann hier auf sechzig Umdrehungen 3e Minute erhöht werden, ohne daß dabei die Stößelgeschwindigkeit während des Ziehhubs den Geschwindigkeitswert von

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0,46 m/s überschreitet. Bei der Bewegung des Stößels von der unteren lotpunktlage BDC zu der oberen lotpunktlage TDC folgt er der oberen Kurve a, deren Maximal geschwindigkeit etwa 2,6 m/s beträgt. Bei dem Abwärtshub weist die erfindungsgemäße Presse die Geschwindigkeitskurve b mit dem Abschnitt I auf, über den die Geschwindigkeit auf angenähert 1,2 m/s ansteigt und dann über den Arbeitshub auf etwa 0,46 m/s abfällt. Anschließend geht die Kurve b in den zweiten Abschnitt II über, in dem die Geschwindigkeit im Bereich von 0,46 m/s liegt. Im Abschnitt III geht dann die Kurve von einem Geschwindigkeitswert von 0,46 m/s auf den Wert Null zurück. Es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Presse erheblich schneller arbeiten kanu, als die vorbekannte Presse. Da die Geschwindigkeitskurve sich während des Ziehvorgangs dem Wert von etwa 0,46 m/s nähert, ist zu erwarten, daß die Geschwindigkeit der Presse um etwa 10% auf vierundfünfzig Umdrehungen je Minute vermindert wird. Hieraus folgt, daß eine Presse gemäß der Erfindung, welche die Betriebscharakteristik W der Pig. 13 hat, etwa 2,6 mal schneller arbeitet als eine

herkömmliche Presse. Die Steigerung der Produktionsgeschwin-• digkeit beträgt demgemäß etwa 157%·

In Fig. 14 ist ein weiteres Diagramm dargestellt, in dem sich die Kurve a auf eine bekannte Presse bezieht, die über ihren gesamten Arbeitshub von 152 mm eine !Donnenleistung von etwa 200 t haben soll. Es ist zu erkennen, daß die wirkliche Tonnenleistung einer solchen Presse im Bereich der unteren

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!Dotpunktlage etwa I7OO t übersteigt. Würde die vorbekannte Presse auf eine maximale Tonnenleistung von etwa 800 t herabgesetzt, so würde sich über den Ziehhub gemäß Kurve b eine OJonnenleistung ergeben, die erheblich unter dem geforderten Nennwert von 200 t liegt. Die Kurve c gibt die Werte einer erfindungsgemäßen Presse an. In diesem Fall ergibt sich im Bereich der unteren iDotpunktlage eine Preßkraft von etwa 800 t, wenn die Preßkraft über den Ziehhub der Presse etwa 200 t beträgt. Aus der Gegenüberstellung dieser Kurven ist somit zu entnehmen, daß die Belastungsspitzen bei einer erfindungsgemäßen Presse erheblich niedriger liegen und daß die erfindungsgemäße Presse somit ein Pressengestell erhalten kann, welches wesentlich leichter bauen kann als dasjenige einer Presse herkömmlicher Bauart.

Aus Fig. 15 ist eine weitere Betriebscharakteristik der erfindungsgemäßen Presse zu entnehmen. In diesem Diagramm sind die Kurbeldrehmoaente über den 152 mm-Ziehhub für eine Vorbekannte Presse und eine Presse gemäß der Erfindung einander gegenübergestellt, wobei sich die Kurve a auf die Presse herkömmlicher Bauart und die Kurve b auf die erfindungsgemäße Presse bezieht. Ein Spitzendrehmoment von etwa 38.500 mkp ist bei einer 200 t-Presse bei 152 mm Ziehhub erforderlich, un die 200 t-Kraft zu,erhalten, wenn sich der Stößel im Bereich der 152 mm-Hubstellung befindet. Erfindungsgemäß ist demgegenüber nur ein Drehmoment von etwa 13*800 mkp erforderlich, um die 200 t über den Ziehhub von 152 mm zur Ver-

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fiigtmg zu stellen. Diese Verminderung des maximalen Pressendrehmoments führt zu einer Herabsetzung der Baugröße der Presse und zu einem Kurbelantrieb, der entsprechend kleiner und leichter ausgebildet werden kann.

Beispiel III

In Fig. 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Schlitten oder Stößel 200 von dem ersten Hebel 202 über den Stößelweg P¹ bewegt. Ein zweiter Hebel 204 verbindet einen dritten Hebel 206 mit der Kurbel 208. Die Koppelkurve ist mit 210 bezeichnet; sie weist die eingezeichnete Hauptachse und die ebenfalls eingezeichnete Nebenachse auf. Die Zahl en auf der Koppelkurve entsprechen den Ziffern auf dem Kreisbogen der Kurbel 208. Je dichter die entsprechenden Punkte auf der Koppelkurve liegen, um so kleiner ist die Stößelgeschwindigkeit, da die Ziffern auf dem Kurbelkreis gleiche Stufen einer gleichmäßig rotierenden Kurbel sind. Venn der Abstand zwischen den Punkten der Koppelkurve ansteigt, so steigt entsprechend die Stößelgeschwindigkeit an. Der erste Hebel 202 hat die Gelenkanschlußstellen bzw. die Achsen a-^ und a*· Der zweite Hebel ist zwischen den Gelenkachsen b.-, und ag angeschlossen. Die feststehende Achse a₂ ist der Mittelpunkt der Kurbel 208, während die feststehende Achse aider Mittelpunkt des Bogens ist, der von dem hin- und herschwingenden dritten Hebel 206 umschrieben wird. Bei diesem

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Ausführungsbeispiel sind folgende Längenabmessungen vorgesehen:

Kurbel 208	261,4	τητη	O
Hebel 204	591,8	τητη
Hebel 206	549,2	τητη	mm.
a₂ - a₅	653,9	mm
Hebel 202	1268,5	τητη
^a3 "" ^a4-	374,4	τητη
Winkel X	18,5
a» - I (Schnittpunkt der
Linie i¹ und einer Linie, die senkrecht zu der Linie a* - durch die Achse a_o verläuft)	^a5 226,3

Es ist zu erwähnen, daß die Koppelkurve gemäß Pig. 16 im wesentlichen dieselben Eigenschaften hat wie diejenige der Ausführungsbeispiele I und II. Auch die grundsätzliche Anordnung der einzelnen Hebel- und Gelenkglieder entspricht derjenigen der Ausführungsbeispiele I und II, obwohl hier im einzelnen einige Unterschiede bestehen.

In Fig. 17 ist eine mathematische Beziehung dargestellt, mit der die einzelnen Punkte auf der Koppelkurve 220 in Abhängigkeit von zwei rechtwinkligen Achsen bestimmt werden, deren Ursprung mit dem Mittelpunkt 0 der Kurbel zusammenfällt. Es ist nicht notwendig, hier in die Einzelheiten der verschiedenen mathematischen Beziehungen einzugehen. Die Kurbel ist mit T₁, der zweite Hebel mit r₂, der dritte Hebel mit r, "und der

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Abstand zwischen den zwei feststehenden Achsen O und C mit r^ bezeichnet. Die vierte Achse ist die Achse D, über welche die Kupplung mit dem (nicht dargestellten) ersten Hebel erfolgt. Aus der mathematischen Ableitung ergeben sich für die Bestimmung der einzelnen Punkte der Koppelkurve 220 die beiden folgenden Gleichungen:

(1) X₁) * T₁ GOS θ_χ + e GOS (θ₂ +

(2) T_D - V₁ SIN Q₁ + e SIN (Q₂ +

Aus der Darstellung der Fig. 5 ^is 8 ist zu entnehmen, daß der Hebel an dem Balken 84' während des Pressenhübs im Zustand der Biegung verbleibt. Dies ergibt sich aus dem Abstand zwischen den beiden Achsen b und c sowie aus dem "umstand, daß diese Achsen während des Pressenhubs in Vertikal richtung nicht miteinander fluchten. Die ständige Durchbiegung des genannten Hebelarms bewirkt, daß die Quer- und Seitenkräfte des Stößels niedrig gehalten werden.

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Claims

Ansprüche

/ 1./Presse, insbesondere Ziehpresse, mit im Pressengestell hin- und herbeweglichem Pressenstoßel od.dgl., der über ein Hebelgetriebe angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelgetriebe (0) einen endseitig am Stößel (104) angelenkten Gelenkhebel (98) aufweist, dessen anderes Ende mit einem Zwischengelenkhebel (84) gelenkig verbunden ist, der seinerseits an einer Kurbel (80) angelenkt ist, und daß ein Lenkerhebel (88) vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende am Pressengestell (A) und mit seinem anderen Ende an einer Stelle an den Zwischengelenkhebel (84) angelenkt ist, die im Abstand von dem den Gelenkhebel (98) und den Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenk (94) liegt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (92), in dem der Lenkerhebel (88) mit dem Pressengestell verbunden ist, auf einer durch das Kurbelgelenk (76) hindurchgehenden, zur Bewegungsrichtung (F) des
Stößels (104) parallelen Linie liegt.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu dem Lenkerhebel (88) paralleler zweiter Lenkerhebel vorgesehen ist.

4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkerhebel (88) an einer Stelle (D) an

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das Pressengestell (A) angelenkt ist, die in Längsrichtung im Abstand von dem Endpunkt der Stößelbahn (P) liegt.

5- Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (80) an einer Stelle (O) in dem Pressengestell (A) gelagert ist, die im seitlichen Abstand von der Stößelbahn (F) liegt.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Lenkerhebel (88) mit dem Pressengestell verbindende Gelenk (92) vertikal oberhalb der Kurbel (80) liegt.

7« Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkerhebel (88) an einer Stelle an dem Pressengestell (A) angelenkt ist, die im seitlichen Abstand von der Stößelbahn (S¹) liegt.

8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein vertikales Pressengestell (A) aufweist.

9- Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (80) seitlich von der Stößelbahn (F) an einer Stelle (76) gelagert ist, deren Abstand von der Stößelbahn (I¹) etwa das Null- bis Dreifache der Kurbelkröpfung beträgt.

10. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine solche Auslegung des Hebelgetriebes, daß die Achse (C) des den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenk-

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hebel (84) verbindenden Gelenks (94) bei der 36O°-Drehung der Kurbel (80) um ihre Drehachse (O) eine langgestreckte, angenähert elliptische Koppelkurve beschreibt.

11. Presse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die

- Haupt- und Nebenachse der Koppelkurve sich in einem Punkt (P) schneiden, wobei der Abstand des einen Endes der Hauptachse von der Stößelbahn (F) und dem Achsenschnittpunkt (P) kleiner ist als der Abstand des anderen Endes der Hauptachse hierzu.

12. Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve des Geschwindigkeits-Zeitverhältnisses der Stößelgeschwindigkeit einen ersten Abschnitt aufweist, bei dem die Stößelgeschwindigkeit von Null auf einen Maximalwert ansteigt und dann auf eine vorbestimmte Arbeitsgeschwindigkeit abfällt, die erheblich kleiner ist als die Maximalgeschwindigkeit, daß die Kurve einen zweiten Abschnitt hat, über den die Geschwindigkeit im wesentlichen der Arbeitsgeschwindigkeit entspricht, und daß über einen dritten Abschnitt die Geschwindigkeit auf Null abfällt, wobei der erste Abschnitt erheblich größer ist als die beiden anderen Kurvenabschnitte.

13. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte, etwa elliptische Koppelkurve der Gelenkachse (C) des den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenks (94) durch die folgenden Beziehungen definiert ist:

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a) Xj₃-T₁ COS Q₁ + e COS (θ₂

b) X₀ - r_x SIN θ_χ + e SIN (θ₂ + ψ),

wobei im einzelnen bedeuten: -

Xjj « eine senkrechte Komponente der Kurve mit einem Nullpunkt auf der Kurbelachse (O);

r-, ■» die Länge, der Kurbel (80) §

& - der feststehende Abstand der Gelenkachse (e) des die Kurbel mit dem Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenks (82) von der Gelenkachse (C) ?

Θ, « der veränderliche Winkel der Kurbel (80) gegenüber der Komponente X^ j

θρ » der veränderliche Winkel der die Achsen a und b verbindenden Geraden gegenüber der Komponente X^ $

\U m der unveränderliche Winkel zwischen der die Achsen a und c verbindenden Geraden und der die Achsen a und b verbindenden Geraden.

14. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (C) des den Zwischengelenkhebel (84) mit dem Gelenkhebel (98) verbindenden Gelenks (9²I-) bei der 360 -Kurbeldrehung eine längliche, im wesentlichen elliptische Koppelkurve besclireibt und die Kurbelachse (0) seitlich versetzt neben der Stößelbahn (F) liegt.

15· Fresse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (D) des den Lenkerhebel (88) mit dem Gestell (A)

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verbindenden Gelenks (92) in derselben Richtung wie die Achse (O) gegenüber der Stößelbahn (F) seitlich versetzt ist.

16. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte, etwa elliptische Koppelkurve der Gelenkachse (C) des den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenks (94-) von der Stößelbahn (S¹) so geschnitten wird, daß ein größerer und ein kleiner Sektor der Koppelkurve gebildet wird.

17. Presse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Sektor der Koppelkurve auf derjenigen Seite der Stößelbahn (F) liegt, auf der sich die gegenüber der Stößelbahn versetzte Kurbel (80) befindet.

18. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Gelenkachse (C) des den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenks (94) zu der Achse (b) des Anschlußgelenks zwischen Lenkerhebel und Zwischengelenkhebel kleiner ist als zu der die Kurbel (80) mit dem Zwischengelenkhebel verbindenden Gelenkachse (a).

19. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachse der Koppelkurve der Gelenkachse (C) die Stößelbahn (F) stumpfwinklig schneidet, wobei der stumpfe Winkel (K) größer als etwa 110° ist.

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20. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 19, gekennzeichnet durch einen veränderlichen Übertragungswinkel (q) zwischen Iienkerhebel (88) und Zwischengelenkhebel (84) , wobei dieser Winkel am kleinsten ist, wenn die Achse (0) des den Gelenkhebel mit dem Zwischengelenkhebel verbindenden Gelenks sich in dem zweiten Sektor der Koppelkurve befindet, während der erste Sektor der von der Stößelbahn (F) geschnittenen Koppelkurve im wesentlichen der Bewegung des Stößels (104) in Nähe seiner unteren Hubstellung entspricht.

21. Presse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungswinkel (q) am größten ist, wenn sich der Stößel in Richtung auf seine untere Hubendstellung bewegt.

22. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelkurve der Gelenkachse (C) ein erstes, im wesentlichen der Bewegung des Stößels in Nähe seiner unteren Endstellung entsprechendes Ende und ein zweites, im wesentlichen der Bewegung des Stößels in seiner oberen Hubstellung entsprechendes Ende aufweist und so angeordnet ist, daß ihr erstes Ende der Kurbelachse (0) zugewandt ist.

23· Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (D) des den Lenkerhebel (88) mit dem Pressengestell verbindenden Gelenks (92) einen Abstand von der einen Hubendstellung des Stößels hat, der größer ist als der Abstand der Kurbelachse (0) von dieser Hubendstellung.

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24. Presse nach einem der Ansprüche 1 "bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischengelenkhebel (84-) ein zweiarmiger Hebel ist, der in Nähe seines einen Endes an der Kurbel (80) angelenkt ist.

25· Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Stößelbahn (I") geschnittene Koppelkurve der Gelenkachse (C) einen Sektor hat, der im wesentlichen der äußersten Hubendstellung des Stößels entspricht, und ferner einen zweiten Sektor, dessen Abmessung in der zur Stößelbahn parallelen Richtung erheblich größer ist als seine Abmessung senkrecht zur Stößelbann.

26. Presse nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sektor eine dritte Abmessung parallel zur Stößelbahn (3?) und eine vierte Abmessung rechtwinklig zur Stößelbahn hat und daß die dritte Abmessung größer ist als die vierte Abmessung.

27- Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis der Abmessung des einen Sektors - parallel zur Stößelbahn (F) gesehen - zu der Abmessung des anderen Sektors - senkrecht zur Stößelbahn (3f) gesehen - mindestens 1,5 : 1 beträgt.

28. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelkurve einen solchen Verlauf hat, daß, wenn die Kurbel (80) und der Zwischengelenkhebel (84) einander übergreifen bzw. ineinanderliegen,

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der Stößel (104) sich in Sichtung auf seine äußerste Hübendstellung bewegt.

29. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 28, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung des Hebel systems, daß die den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenkhebel (84·) verbindende Gelenkachse (C) in dem ersten Sektor der von der Stößelbahn (Ψ) geschnittenen Koppelkurve der genannten Gelenkächse (C) liegt, wenn die Kurbel und der Zwischen-

^ gelenkhebel ineinanderliegen bzw. einander übergreifen.

30. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (80) und der Lenkerhebel (88) zwei Parallelstellungen aufweisen, von denen sich zumindest die eine darm einstellt, wenn die genannte Gelenkachse (C) in erheblichem Abstand von den beiden am weitesten entfernten Punkten der Koppelkurve liegt, in denen die Hauptachse die Koppelkurve schneidet.

. 31· Presse nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die

eine Parallelstellung vorhanden ist, wenn sich der Stößel .-...,.zu., seiner äußersten Hubendstellung hin bewegt.

32. Presse nach einem der Ansprüche 10 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkhebel (98) bei der Hubbewegung des Stößels in Richtung auf seine äußerste Hubendstellung eii maximalen Winkel mit der Stößelbahn (F) bildet, der als 30° ist.

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33- Presse nach, einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (C) des den Gelenkhebel (98) mit dem Zwischengelenkhebel (84) verbindenden Gelenks auf einer Linie liegt, die durch die Achse (a) des den Zwischengelenkhebel mit der Kurbel verbindenden Gelenks (82) und die Achse (b) des den Lenkerhebel mit dem Zwischengelenkhebel verbindenden Gelenks hindurchgeht.

34. Presse nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Gelenkachse (C) zwischen den beiden anderen Gelenkachsen (a und b) liegt.

35· Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwisehengelenkhebel (84) während eines vollständigen Kurbelzyklus zwischen der Gelenkachse (C) und der Gelenkachse (b) im Biegezustand ist.

36. Verfahren zum Antrieb des hubbeweglichen Stößels od.dgl. einer Presse mittels eines Gelenkhebelgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Stößel (104) angelenkter Antriebshebel an seinem im Abstand von diesem Anlenkpunkt liegenden Gelenkpunkt (C) mittels eines Hebelsystems über eine langgestreckte, im wesentlichen elliptische Koppelkurve angetrieben wird und dabei die Koppelkurve so beeinflußt wird, daß sich ihre Haupt- und Nebenachse in einem Punkt (P) schneiden, wobei der eine Schnittpunkt der Hauptachse mit der Koppelkurve näher zur Stößelbahn (F) und zu dem Achsenschnittpunkt (P) hin liegt als der andere Schnittpunkt der Hauptachse mit der Koppelkurve.

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