DE3104263C2

DE3104263C2 - Antriebsgestänge mit progressiver Übersetzung als Zwischenbauteil

Info

Publication number: DE3104263C2
Application number: DE3104263A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr.-Dipl.-Ing. Kunkel; Zoltan Dipl.-Ing. Laszlofalvi; Armin 8720 Schweinfurt Olschewski
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1983-11-24
Also published as: US4449421A; EP0058828A2; DE3104263A1; JPS57146497A; BR8200607A; EP0058828B1; EP0058828A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hebelwerkzeug mit progressiver Übersetzung zur Steigerung der Kraft bei Pressen u.dgl. Die Steigerung der Kraft wird durch ein Hebelsystem bewirkt, das abhängig von der Stellung des Stößels der Presse verschiedene Übersetzungsverhältnisse aufweist, wobei die größte Kraft während der eigentlichen Bearbeitung des Werkstückes erzeugt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsgestänge mit progressiver Übersetzung als Zwisch^nbauteil zur Steigerung der Kraft bei Pressen und dgl., bestehend aus einer am Stößel der Maschine befestigten Halteplatte, aus einem beweglichen Werkzeugträger und aus einer mit dem Tisch der Presse verbundenen Aufnahmeplatte für ein feststehendes Werkzeugteil.

Eine Presse zum Stanzen, Prägen, Tiefziehen und dgl. besteht unter anderem aus einem auf verschiedene Art angetriebenen Stößel und aus einer mit dem Gestell fest verbundenen Grundplatte. Stößel und Grundplatte haben Einrichtungen zur Aufnahme von auswechselbaren Werkzeugen. Die Nutzbarkeit der Presse wird unter anderem begrenzt durch die maximale Preßkraft und den Hub. Die von der Industrie benötigten Maschinen werden aus Kostengründen bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit meist den laufenden Produkten gemäß angeschafft. Nicht selten fallen Produkte an, die mit den vorhandenen maschinellen Einrichtungen nicht mehr bearbeitet werden können, weil die Anforderungen die technischen Daten der Presse überschreiten. Dies ist besonders oft bezüglich der verfügbaren Preßkraft der Fall.

Bei der durch die GB-PS 15 02 142 bekannten Presse wird ein Hebelsystem verwendet, das über Ausgleichsarme für die Abstützung der Hebel verfügt, um sich verschiedenen Positionen während des Hubes anpassen b5 zu können. Eine Verwendung als Zwischenbauieil für vorhandene Pressen ist nicht beabsichtigt, auch nicht angeregt oder erkennbar.

Bei dem durch die US-PS 4140 001 bekannten Drück-Werkzeug wird ein mit der Erfindung vergleichbares Hebelsystem verwendet, das aber in der dargestellten Form ebenfalls nicht als Zwischenbauteil zur progressiven Erhöhung der Preßkraft eingesetzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebsgestänge als Hilfseinrichtung für vorhandene Pressen zu schaffen, mit dem die Preßkraft erhöht werden kann, ohne größere Veränderungen an der Presse selbst vornehmen zu müssen und ohne den Hub des Stößels wesentlich zu verkürzen.

Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dieser einfachen Ausführung wird nach dem Hebelgesetz eine Erhöhung der Preßkraft erzielt. Die Krafteinleitung erfolgt durch den Stößel über die daran befestigte Halteplatte auf den einen Drehpunkt der Hebelschwinge. Da der dritte Drehpunkt der Hebelschwinge über einen Ausgleichsarm mit der Aufnahmeplatte verbunden ist, schwenkt der untere Drehpunkt um den Drehpunkt an der Halteplatte und bewegt über einen Arm den beweglichen Werkzeugträger. Während der gleichförmigen Hubbewegung des Stößels ergeben sich durch die sich ständig ändernden Hebelverhältnisse des Hebelsystems unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für den zurückgelegten Weg des beweglichen Werkzeugträgers. Daraus resultiert vorteilhafterweise eine von der Position des beweglichen Werkzeugträgers abhängige Übersetzung der Preßkraft, die durch Veränderung der Hebelverhältnisse so gewählt werden kann, daß eine sehr große Krafterhöhung nur bei der eigentlichen Bearbeitung des Werkstückes, nämlich im letzten Teil des Hubbereiches auftritt. Während der bewegliche Werkzeugträger an das Werkstück herangeführt wird, ist praktisch keine Kraft erforderlich, so daß dieser Vorgang auch schneller ablaufen kann. Aus diesem Grund können die Hebelverhältnisse so gewählt werden, daß in diesem Bereich von dem beweglichen Werkzeugträger ein gegenüber dem Stößel größerer Weg zurückgelegt wird. Auf diese Weise ist der Hubverlust infolge Krafterhöhung während der Arbeitsphase der Werkzeugteile vorteilhafterweise kompensiert durch die Verlängerung des Hubes während des Heranführens des beweglichen Werkzeugträgers an das Werkstück. Je nach Auslegung des Hebelsystems kann dadurch erzielt werden, daß der von der Presse vorgegebene, maximale Hub des Stößels nur geringfügig verkürzt wird, obwohl durch das erfindungsgemäße Antriebsgestänge eine Erhöhung der Preßkraft um ein Vielfaches erreicht wird.

Für die Aufnahme des feststehenden Werkzeugteiles ist eine getrennte, den Anforderungen entsprechende Aufnahmeplatte vorgesehen. An dieser ist der dritte Drehpunkt der Hebelschwinge über den Ausgleichsarm befestigt. Die Aufnahmeplatte selbst ist lösbar am Pressengestell verankert. Die durch das erfindungsgemäße Antriebsgestänge gewonnene Preßkraft wird in diesem Fall als Zugkraft über den Ausgleichsarm auf die getrennte Aufnahmeplatte übertragen, so daß keinerlei Überlastung des Pressengestelles auftritt.

Das Antriebsgestänge ist mit einer zusätzlichen Axialführung für den beweglichen Werkzeugträger vergehen. In axialer Richtung des Stößels ist an der Halleplatte ein Führungsbolzen angebracht, auf dem der bewegliche Werkzeugträger über eine darin angebrachte Führungsbohrung in axialer Richtung gleiten kann. Die Hebel haben dann nur noch die

Aufgabe der Kraftübertragung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden die Halteplatte, die Aufnahmeplatte, die Axialführung, der Werkzeugträger, die Hebelschwingen und die Arme eine auswechselbare Einheit. Diese bevorzugte Ausführung kann mil wenigen Handgriffen in die Presse eingebaut werden. Die Kräfteverhältnisse sind auf die beiden Werkzeugteile und auf das herzustellende Werkstück abgestimmt. Somit kann ein optimiertes Antriebsgestänge als Wechselkomponente vorgesehen werden.

Die Erfindung zeigt eine für viele Fälle einsetzbare Lösung, die insbesondere dann wirtschaftlich wirksam ist, wenn die vorhandenen maschinellen Einrichtungen hinsichtlich Kraftreserven überfordert sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Antriebsgestänge mit zwei Hebelsystemen in Seitenansicht in verschiedenen Arbeitsstellungen und F i g. 2 ein Preßkraft/Hub- Diagramm.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Antriebsgestänge ist nur das für die Funktion Wesentliche gezeigt. Es sind zwei Hebelsysteme in gleicher Ausführung symmetrisch zur Achse der Werkzeugteile angeordnet. In der rechten Bildhälfte ist der Stößel 1 abgesenkt, während die linke Bildhälfte die Ausgangsposition darstellt.

Das Antriebsgestänge besteht im wesentlichen aus einer Halteplatte 2, einem beweglichen Werkzeugträger 3, einer Aufnahmeplatte 4 und den beiden Hebelsystemen 6,9,12.

An der Halteplatte 2 sind zwei gegenüberliegende Drehpunkte 7 vorgesehen, die über Bolzen die Lagerstellen von zwei gleichen Hebelschwingen 6 bilden. Die Hebelschwingen 6 sind dreieckig ausgeführt, wobei an jeder Ecke ein Drehpunkt 7,8,11 angeordnet 3 > ist. Der in der rechten Bildhälfte dargestellte Drehpunkt 7 ist dabei gelenkig mit der Halteplatte 2, der untere Drehpunkt 8 über einen Arm 9 gelenkig mit dem beweglichen Werkzeugträger 3 und der dritte Drehpunkt 11 über einen Ausgleichsarm 12 ebenfalls gelenkig mit der Aufnahmeplatte 4 verbunden. Die Arme 9, 12 haben die Aufgabe, bei Bewegung der Hebelschwingen 6 um ihren Drehpunkt 7 die horizontale Verlagerung der anderen Drehpunkte 8, 11 auszugleichen. Dies geht deutlich beim Vergleich der rechten mit der linken Bildhälfte hervor. Die Aufnahmeplatte 4 ist hier fest mit dem Gestell der Presse verbunden und nimmt ein feststehendes (nicht näher dargestelltes) Wc-kzeugteil auf. Die Halteplatte 2 ist fest mit dem Stößel 1 der Presse verbunden. Die in Haltepiaue 2 ist axial durch Gleitbolzen 13 verlängert, auf denen der bewegliche Werkzeugträger 3 über darin angebrachte Führungsbohrungen axial geführt ist.

Wahrend des Betriebes wirkt, hervorgerufen durch den Stößel 1 der Presse, die Preßkraft über die v, Halteplatte 2 auf die Drehpunkte 7 der Hebelschwingen 6 ein. Da die dritten Drehpunkte 11 über die Ausgleichsarme 12 mit der Aufnahmepialte 4 verbunden sind und ihre Lage in Richtung der Preßkraft nicht verändern können, schwenken die unteren Drehpunkte 8 der Hebelschwingen 6 um die dritten Drehpunkte 11. Über die Arme 9 erfolgt dadurch eine zusätzliche axiale Bewegung des Werkzeugträgers 3 relativ zur Halteplatte 2, beziehungsweise relativ zum Stößel 1 der Presse, wobei sich die zusätzliche Bewegung zur Stößelbewegung vektoriel! addiert. In der in der linken Bildhälfte dargestellten Ausgangsposition befindet sich der untere Drehpunkt 8 der Hebelschwinge 6 noch innen. Beim Absenken des Stößels 1 bewegt sich dieser Drehpunkt 8 nach außen und erreicht zunächst die Verbindungslinie zwischen dem Drehpunkt 7 und dem Drehpunkt am beweglichen Werkzeugteil 3. Während dieser Bewegung hat sich der Abstand des beweglichen Werkzeugträgers 3 von der Halteplatte 2 stetig vergrößert Diese zusätzliche Bewegung addiert sich in diesem Fall zur Abw-lrtsbewegung des Stößels 1, wodurch der Werkzeugträger 3 eine größere Strecke als der Stößel 1 zurücklegt. Daraus ergibt sich nach dem Hebelgesetz, daß die auf den beweglichen Werkzeugträger 3 einwirkende Preßkraft in diesem Teilbereich des Stößelhubes kleiner ist als die maximale Preßkraft des Stößels 1.

Beim weiteren Absenken des Stößels 1 entfernt sich der untere Drehpunkt 8 der Hebelschwinge 6 von der Verbindungslinie »Drehpunkt 7 — Drehpunkt am beweglichen Werkzeugträger 3« nach außen. Dadurch wird der Abstand des beweglichen Werkzeugträgers 3 von der Halteplatte 2 stetig kleiner. Diese Bewegung wirkt in diesem Fall der Abwärtsbewegung des Stößels 1 entgegen, wodurch der bewegliche Werkzeugträger 3 eine kleinere Strecke als der Stößel 1 zurücklegt. Dadurch ergibt sich nach dem Hebelgesetz, daß die auf den beweglichen Werkzeugträger 3 einwirkende Preßkraft in diesem Teilbereich des Stößelhubes größer ist als die maximale Preßkraft des Stößels 1. Die rechte Bildhälfte zeigt gegenüber der linken deutlich den nach außen bewegten unteren Drehpunkt 8 der Hebelschwinge 6.

Im dargestellten Beispiel wird der durch die Erhöhung der Preßkraft im zweiten Teilbereich auftretende Hubverlust durch einen relativ zum Stößel 1 größeren Hub im ersten Teilbereich kompensiert, so daß nahezu der gesamte maximale Hub der Presse erhalten bleibt.

F i g. 2 zeigt den Verlauf der sich mit dem erfindungsgemäßen Antriebsgestänge ergebenden Preßkraft (Kurve B). Der übersichtlichen Darstellung wegen, wurde von einer über den gesamten Hub s des Stößels 1 gleichbleibenden Preßkraft der Presse ausgegangen (Kurve A). Im ersten Teilbereich bis zum Punkt B 1 ergibt sich eine geringere Preßkraft, während im zweiten Teilbereich bis zum unteren Umkehrpunkt B 2 des Stößels 1 die Preßkraft stetig ansteht.

Die dargestellte Ausführung ist ein Beispiel des erfindungsgemäßen Antriebsgestänges. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, durch Wahl der Hebelverhältnisse sich dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Antriebsgestänge mit progressiver Übersetzung als Zwischenbauteil zur Steigerung der Kraft bei Pressen und dgl, bestehend aus einer am Stößel der Maschine befestigten Halteplatte, aus einem beweglichen Werkzeugträger und aus einer mit dem Tisch der Presse verbundenen Aufnahmeplatte für ein feststehendes Werkzeugteil, gekennzeichnet durch eine mit einer Ecke nach unten weisende dreieckige Hebelschwinge (6) mit Drehpunkten (7,9, 11) im Bereich der Ecken, von denen der untere Drehpunkt (8) über einen Arm (9) gelenkig mit dem beweglichen Werkzeugträger (3), ein Drehpunkt (7) gelenkig mit der Halteplatte (2) und der dritte (11) über einen Ausgleichsarm (12) gelenkig mit der Aufnahmeplatte (4) verbunden sind, wobei der urtere Drehpunkt (8) in der Ausgangsposition innerhalb und bei abgesenktem Stößel (1) außerhalb der Verbindungslinie zwischen dem Drehpunkt (7) und dem Verbindungspunkt des Armes (9) am beweglichen Werkzeugteil (3) angeordnet ist, und eine in Richtung des Stößels (1) verlaufende Axialführung (13) für den beweglichen Werkzeugträger (3).

2. Antriebsgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei symmetrisch zur Achse der Werkzeugteile angeordnete Hebelsysteme (6,9,12) vorgesehen sind. ·

3. Antriebsgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (2), die Aufnahmeplatte (4), die Axialführung (13), der Werkzeugträger (3), die Hebelschwingen (6) und die Arme (9,12) eine auswechselbare Einheit bilden.

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