DE4020579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung des Auswerfzeitpunktes bei einer Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist im wesentlichen aus der DE-OS 33 45 462 bekannt.

Bei der bekannten Presse verlaufen die mittels einer lösbaren Kupplung miteinander gekuppelten Wellen zueinander senkrecht, wobei die Kraftübertragung durch ein Schneckengetriebe erfolgt. Von diesem Schneckengetriebe ist das Schneckenrad auf der zweiten Drehwelle umlaufend angeordnet. Es weist eine Stirnverzahnung auf, in die eine entsprechende Stirnverzahnung eingreift, die an einem Kupplungsring ausgebildet ist, der drehfest, aber axial verschieb­ bar auf der zweiten Drehwelle angebracht ist. Die Stirnverzahnun­ gen werden durch eine auf den Kupplungsring einwirkende Feder in Eingriff gehalten, während eine hydraulisch betätigte Trennein­ richtung die Stirnverzahnungen gegen die Kraft der genannten Feder außer Eingriff bringen kann, um es zu ermöglichen, die beiden Drehwellen gegeneinander zu verdrehen, um die von der zweiten Drehwelle getriebene Zusatzeinrichtung, beispielsweise den Aus­ werfer, hinsichtlich des Arbeitszeitpunktes gegenüber dem des Pressenschlittens zu verstellen.

Aus der DE-OS 23 21 071 ist eine Steuerwalze zum Steuern von im Arbeitstakt einer Presse ablaufenden Vorgängen bekannt, die als Ganzes einstellbar ist und mit einem von einer Antriebswelle ange­ triebenen Teil durch Federdruck kraftschlüssig in Eingriff gehal­ ten ist, aus dem sie zum Zwecke der Verstellung lösbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Lösungsmittel anzu­ geben, mit denen der Auswerfzeitpunkt bei einer Presse genau und schnell eingestellt werden kann. Die Lösung weicht von den bisherigen Lösungen konstruktiv ab.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung werden die ersten und zweiten Wellen voneinander gelöst, indem das außenverzahnte Verbindungszahnrad verschoben wird, um das Antriebszahnrad vom Abtriebszahnrad zu trennen. In diesem Zustand wird entweder die erste oder die zweite Welle um einen vorbestimmten Winkel vorgedreht oder zurückgedreht, womit eine gegenseitige Verdrehung der beiden Wellen hervorgerufen wird, von denen die zweite den Nocken trägt. Anschließend wird die Ver­ stellwelle unter Verwendung der Verbindungseinrichtung zurückge­ schoben, um die Antriebs- und Abtriebszahnräder wieder miteinander zu verbinden, wobei die durch die gegenseitige Verdrehung der ersten und zweiten Wellen hervorgerufene Phasendifferenz in der Drehrichtung aufrechterhalten wird.

Der Auswerfzeitpunkt kann daher in Übereinstimmung mit der Dreh­ phasendifferenz, die zwischen den ersten und zweiten Wellen auf­ tritt, eingestellt werden.

Man kann den Auswerfzeitpunkt leicht und schnell einstellen. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist klein und einfach und benötigt zur Betätigung keine großen Kräfte. Die Kupplung benötigt keinen zusätzlichen Platz.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeich­ nungen dargestellte Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Presse mit ihren wesentlichen Teilen;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Blockdarstellung der automatischen Steuerung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Betriebsablauf bei der Einstel­ lung des Auswerfzeitpunkts zeigt.

Die erste Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 umfaßt eine erste Welle 20, eine zweite Welle 21, einen Antriebsnocken 27, eine Kupplung 29 zum lösbaren Kuppeln der ersten und zweiten Wellen 20 und 21, eine Druckfeder 35 als Verbindungseinrichtung, eine Trenneinrichtung 36, und eine Steuervorrichtung 60 (Fig. 4) für die Kupplung 29.

In an sich bekannter Weise umfaßt die Auswerfeinheit den Antriebs­ nocken 27, an dem eine Rolle 24 anliegt, die am einen Ende eines Nockenfolgehebels 23 gelagert ist, der an einer Tragachse 22 schwenkbar gelagert ist, und eine Auswerfstange 26, die mittels eines Zapfens am anderen Ende des Nockenfolgehebels 23 angelenkt ist. Die auf- und abgehende Bewegung der Auswerfstange 26 treibt den hier nicht dargestellten Auswerfstab, um das Werkstück aus einem unteren Gesenk auszuwerfen. Die unter der Auswerfstange 26 liegenden Komponenten sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Die erste Welle 20 ist im Pressenrahmen gelagert und läuft syn­ chron mit der Kurbelwelle einer Presse um. Die zweite Welle 21 läuft zusammen mit dem Antriebsnocken 27 um, der mit ihr mittels einer Paßfeder 28 drehfest verbunden ist. Die ersten und zweiten Wellen 20 und 21 können mittels der Kupplung 29 lösbar miteinander verbunden werden.

Die Kupplung 29 umfaßt ein Antriebszahnrad 30, das an der ersten Welle 20 befestigt ist, ein Abtriebszahnrad 31, das an der zweiten Welle 21 befestigt ist, und ein Kupplungszahnrad 32, um die Zahn­ räder 30 und 31 miteinander verbinden zu können. Die Zahnräder 30 und 31 sind Innenzahnräder, die einander mit leichtem Zwischenraum achsgleich gegenüberstehen. Die Zahnräder 30 und 31 können direkt an den Enden der Wellen 20 und 21 ausgebildet sein, sie sind, wie in der Zeichnung gezeigt, jedoch vorzugsweise gesonderte Bauteile, die austauschbar an den Wellen 20 und 21 mittels Stiften oder Bol­ zen 33 befestigt sind. Das Kupplungszahnrad 32 ist mit einer beweglichen Verstellstange 34 verbunden und ist dadurch axial (in Richtung P-Q) verschiebbar, um die Zahnräder 30 und 31 miteinander zu kuppeln bzw. voneinander zu entkuppeln.

Die Feder 35 verstellt die Verstellstange 34 zusammen mit dem Kupplungszahnrad 32 derart, daß das Antriebszahnrad 30 und das Abtriebszahnrad 31 miteinander gekuppelt werden. Die Trenneinrich­ tung 36 löst andererseits das Antriebszahnrad 30 vom Abtriebszahn­ rad 31 durch eine entsprechende entgegengerichtete Bewegung des Kupplungszahnrads 32. In der dargestellten Ausführungsform ist diese Welle 20 so aufgebaut, daß eine nichtgezeigte Bremseinrich­ tung die erste Welle an einer Drehung hindert, wenn die Zahnräder 30 und 31 voneinander gelöst sind, damit eine relative Verdrehung zwischen ihnen durch Verdrehung der zweiten Welle 21, die den Antriebsnocken 27 trägt, stattfinden kann.

Eine Einheit 47 zum Verdrehen der zweiten Welle 21 im von der ersten Welle 20 gelösten Zustand umfaßt ein Zahnrad 48, ein Zwi­ schenzahnrad 49 und einen Antriebsmotor 50 mit Zahnrad, das in dem Zwischenzahnrad kämmt. Eine Steuereinheit 60 (Fig. 4) sorgt für eine Verdrehung der zweiten Welle 21 gegenüber der ersten Welle 20 in der einen oder anderen Richtung mit Hilfe des Motors 50.

Um den Auswerfzeitpunkt zu ändern, wird die Trenneinrichtung 36 betätigt, um die Verstellstange 34 in Richtung Q zu verschieben, so daß die erste Welle 20 von der zweiten Welle 21 entkuppelt wird. Sodann wird die zweite Welle 21 mit Hilfe des Motors 50 um einen vorbestimmten Winkel, beispielsweise um 5° gegenüber der ersten Welle in Vorwärtsrichtung, verdreht. Anschließend wird die Feder 35 wirksam, um mittels des Kupplungszahnrads 32 das Antriebszahnrad 30 und das Abtriebszahnrad 31 und somit die zwei Wellen miteinander zu kuppeln, so daß die Drehphasendifferenz zwi­ schen den beiden Wellen verriegelt wird. Diese Drehphasendifferenz wirkt sich in einer Verstellung des Auswerfzeitpunktes aus.

Im dargestellten Beispiel wird die erste Welle von der Kurbelwelle selbst gebildet.

Die zweite Welle 21 ist im Pressenrahmen 37 mittels einer Büchse 38 drehbar jedoch axial (in den Richtungen P und Q) nicht ver­ schiebbar gelagert. Die zweite Welle 21 weist eine Bohrung 39 auf. Die Bohrung 39 hat abgestufte Abschnitte 40 und 41 an beiden Enden, und zwar einen Abschnitt 40 größeren Durchmessers am einen Ende und einen eine zylindrische Kammer bildenden Abschnitt 41 am anderen Ende.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Kupplungszahnrad 32 ein Außenzahnrad, das einem Vielkeil vergleichbar in die Innen­ zahnräder 30 und 31 eingreift. Das Abtriebszahnrad 31 hat eine Bohrung 42, deren Durchmesser größer als der eines an dem Kupp­ lungszahnrad 32 ausgebildeten Ansatzes ist, um diesen aufnehmen zu können.

Die zweite Welle 21 trägt mittels einer Paßfeder 46 einen Satz von Nocken, um die Transfermechanismen der Presse antreiben zu können, nämlich einen ersten Nocken 43 zum Klemmen und Lösen von Förder­ stangen, einen zweiten Nocken 44 zum Heben und Senken derselben und einen dritten Nocken 45 zum Vor- und Zurückschieben dersel­ ben.

Ein Antriebsmotor 50 kann in unterschiedlichen Drehrichtungen betrieben werden. Vorzugsweise ist die Verstellstange 34 so klein und leicht wie möglich, hat aber eine ausreichende Festigkeit.

Das Kupplungszahnrad 32 kann die Innenzahnräder 30 und 31 in ver­ schiedenen gegenseitigen Verdrehungen miteinander kuppeln, die um jeweils 5° voneinander abweichen, entsprechend der Zahnteilung der an der Kupplung beteiligten Zahnräder 30, 31 und 32. Das Kupp­ lungszahnrad 32 ist so leicht wie möglich bei Beachtung der erfor­ derlichen Festigkeit, damit eine ausreichende Auswerfkraft (und Antriebskraft für den Transfermechanismus) zwischen den Zahnrädern 30 und 31 übertragen werden kann.

Die Verstellstange 34 hat einen Durchmesser, der geringfügig klei­ ner als der der Bohrung 39 der zweiten Welle 21 ist, so daß sie in axialer Richtung leicht gleiten kann. Die Verstellstange 34 trägt eine Scheibe 51 an dem aus der zweiten Welle 21 vorstehenden Ende, und ein Detektor 52 steht der Scheibe 51 in einem gewissen Abstand gegenüber.

Der Detektor 52 befindet sich im Ausschaltzustand, wenn die Ver­ stellstange 34 sich in Richtung P bewegt, um die Zahnräder 30 und 31 miteinander zu verbinden, und im Einschaltzustand, wenn die Welle 34 sich in Richtung Q bewegt, um die Zahnräder 30 und 31 voneinander zu entkuppeln. Die Kupplungsstellung kann daher mit­ tels dieses Detektors 52 ermittelt werden.

Die Feder 53 erstreckt sich vom Boden des Bohrungsabschnitts 40 größeren Durchmessers der zweiten Welle 21 zur Stirnfläche des Ansatzes am Kupplungszahnrad 32 und umgibt die Verstellstange 34. Diese wird daher von der Feder 53 in Richtung P beaufschlagt, so daß das Kupplungszahnrad 32 mit den Zahnrädern 30 und 31 in Ein­ griff ist, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Trenneinrichtung 36 besteht aus einem Kolben 54, der am der ersten Welle 20 abgewandten Ende der Verstellstange 34 befestigt ist und sich in einem Zylinder 55 befindet, der in der zylindri­ schen Kammer 41 der zweiten Welle 21 angeordnet ist. Zwischen dem Kolben 52 und der Bodenwand des Zylinders 55 befindet sich eine Ölkammer 56, in die Drucköl von einer Hydraulikeinheit 57 zuge­ führt wird und aus der das Öl, gesteuert von der Steuereinrichtung 60 (Fig. 4) abgelassen wird.

Wenn die Hydraulikeinheit 57 in Betrieb gesetzt wird, um Drucköl in die Ölkammer 56 einzuführen, wird der Kolben 54 und mit ihr die bewegliche Welle 34 und das Kupplungszahnrad 32 in Richtung Q ver­ schoben, so daß die Verkupplung der Zahnräder 30 und 31 aufgehoben wird.

Die schon erwähnte Steuereinheit 60 bewirkt eine automatische Steuerung der Hydraulikeinheit 57, des Antriebsmotors 50 usw.. Während des normalen Pressenbetriebs kann auch für eine Entkupp­ lung zwischen dem Zahnrad 48 und dem Motor 50 gesorgt werden, bei­ spielsweise durch axiales Verschieben des Zwischenzahnrades 49, oder durch eine lösbare Kupplungseinrichtung zwischen dem Motor 50 und dem von ihm getriebenen Zahnrad (ohne Bezugszeichen), ggf. ebenfalls gesteuert durch die Steuereinheit 60.

Gemäß Fig. 5 bewirkt auf einen Befehl zum Ändern des Auswerfzeit­ punkts (Schritt S10) die Steuereinheit 60, daß die erste Welle 20 zusammen mit der zweiten Welle 21 gedreht wird, bis sie eine gewünschte Winkelposition erreicht haben, woraufhin die Drehung angehalten wird. Sodann betätigt die Steuereinheit 60 die Hydrau­ likeinheit 57, um das Drucköl in die Ölkammer 56 einzuleiten, um damit die Trenneinrichtung 36 zu betätigen (Schritt S12). Darauf­ hin bewegt sich die Verstellstange 34 in Richtung Q gegen die Kraft der Feder 53. Als Folge davon wird das Kupplungszahnrad 32 aus dem Eingriff mit dem Antriebszahnrad 30 gelöst, wodurch das Abtriebszahnrad 31 von Antriebszahnrad entkuppelt ist. Die Ent­ kupplung der Zahnräder 30 und 31 wird durch den Detektor 32 ermit­ telt, der dieses durch seinen Einschaltzustand anzeigt (Schritt S14).

Wenn sich die Zahnräder 30 und 31 im entkuppelten Zustand befin­ den, betätigt die Steuereinheit 60 den Antriebsmotor (und sorgt ggf. zuvor für die Ankupplung des Motors 50 an das Zahnrad 48), so daß die zweite Welle 21 mittels des Motors 50 um einen Winkel gedreht wird, der der mittels eines Schalters 61 eingegebenen Änderung des Auswerfzeitpunktes entspricht (Schritt S16).

Zu diesem Zeitpunkt zeigt ein nicht gezeigter Kodierer an, um wie­ viel die zweite Welle 21 gedreht wird, wodurch eine Verdrehung um einen in Stufen vorbestimmten Drehwinkel exakt möglich wird (Schritt S18).

Wenn die zweite Welle mit dem Antriebsnocken 27 um den vor­ bestimmten Winkel gegenüber der ersten Welle 20 verdreht worden ist, wirkt die Steuereinheit 60 auf die Hydraulikeinheit 57 derart ein, daß das Drucköl aus der Ölkammer 56 abgelassen wird, damit die Feder 35 wieder wirksam werden kann (Schritt S20). Die Ver­ stellstange 34 wird daher durch die Kraft der Feder 53 in Richtung P bewegt, so daß das Antriebszahnrad 30 mittels des Kupplungszahn­ rads 32 mit dem Abtriebszahnrad 31 verbunden wird. Die Verbindung zwischen den Zahnrädern 30 und 31 wird durch den Detektor 52 ermittelt, der seinen Ausschaltzustand anzeigt (Schritt S22). Diese Verbindung wird durch die Vorspannkraft der Feder 53 auf­ rechterhalten. Ggf. wird auch der Motor 50 vom Zahnrad 48 abge­ kuppelt, damit er sich im gewöhnlichen Pressenbetrieb nicht mit­ dreht.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfin­ dung zur Anwendung bei einer Schwerlastpresse. Beispielsweise bei einer Presse der 3000-t-Klasse, bei der eine Auswerfkraft von etwa 200 t benötigt wird, ist der Nocken zum Antreiben des Auswerfsta­ bes natürlich sehr groß, um die Belastungen auszuhalten. Bei die­ ser Art von Presse ist eine sehr direkte Zuführung von Schmieröl erforderlich.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die erste Welle 20 mit zwei zweiten Wellen, d. h. je einer an beiden Enden verbunden, wie Fig. 2 zeigt, um die zu übertragende Auswerfkraft zu vermindern und das Schmieröl direkt zuzuführen. Fig. 3 zeigt jedoch nur eine der zweiten Wellen. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 70, 71 und 72 eine Pressen­ säule, ein Bett und eine Auswerfeinheit mit einem Auswerfstab.

Um das Schmieröl unmittelbar zuzuführen, ist die Verstellstange 34 bei der zweiten Ausführungsform hohl ausgeführt, d. h. mit einer Axialbohrung 73; und die erste Welle 20 hat einen Wellenabschnitt 74 kleineren Durchmessers an ihrem Ende, der einen Ölkanal 75 darin aufweist und in die Bohrung 73 derart eingesetzt ist, daß eine axiale Relativbewegung möglich ist. Diese Anordnung erlaubt es, das Schmieröl der ersten Welle 20 und anderen Teilen zuzu­ führen.

Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen wird eine Änderung des Auswerfzeitpunktes durch Verdrehen der zweiten Welle 21 her­ vorgebracht, während die erste Welle 20 im entkuppelten Zustand festgehalten wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, die erste Welle 20 zu drehen, während die zweite Welle 21 festgehalten wird.

Es kann auch von pneumatischen oder hydraulischen Druckeinrich­ tungen anstelle der Feder 53 als Vorspanneinrichtung Gebrauch gemacht werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Einstellen des Auswerfzeitpunktes bei einer Presse, enthaltend:
eine erste Welle, die mit der Pressenkurbelwelle synchron umläuft;
eine zweite Welle, auf der ein Antriebsnocken zum Antrieb eines Auswerfmechanismus drehfest angebracht ist;
eine lösbare Zahnkupplung, die wirkungsmäßig zwischen der ersten und der zweiten Welle angebracht ist und die Drehung von der ersten auf die zweite Welle überträgt;
eine Verbindungseinrichtung, um die Kupplung in Eingriff zu bringen;
eine Trenneinrichtung zum Lösen der Kupplung, und
eine Dreheinrichtung, mit deren Hilfe die beiden Wellen im gelösten Zustand der Kupplung gegeneinander verdrehbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
die beiden Wellen (20, 21) stehen einander mit ihren Enden achs­ gleich gegenüber, und
die Kupplung (29) zwischen den Enden der Wellen (20, 21) enthält:
ein Antriebs-Innenzahnrad (30), das zentrisch an dem Ende der ersten Welle (20) befestigt ist,
ein gleiches Abtriebs-Innenzahnrad (31), das zentrisch an dem Ende der zweiten Welle (21) befestigt ist und dem Antriebs-Innen­ zahnrad (30) in engem Abstand gegenübersteht, und ein Kupplungs-Außenzahnrad (32), das eine zu den Innenzahn­ rädern (30, 31) komplementäre Zahnung aufweist und in den Innenzahnrädern (30, 31) zwischen zwei Endstellungen axial beweglich angeordnet ist, um diese in einer seiner Endstel­ lungen miteinander zu kuppeln und in seiner anderen Endstel­ lung voneinander zu entkuppeln, und das am einen Ende einer Verstellstange (34) befestigt ist, die sich durch eine Axial­ bohrung (39) in der zweiten Welle (21) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (50, 49, 48) mit der zweiten Welle (21) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (35) eine Feder (53) ist, die auf die Verstellstange (34) einwirkt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Welle (21) am freien Ende mit einer Ölkammer (56) zur Aufnahme eines an der Verstellstange (34) befe­ stigten Kolbens (54) versehen ist, und eine Hydraulikeinheit (57) den Kolben (54) und damit das Kupplungszahnrad (32) durch Zuführen von Drucköl in die Ölkammer (56) in eine Richtung (Q) bewegt, in der das Kupplungszahnrad (32) die Antriebs- und Abtriebszahnräder (30, 31) voneinander entkuppelt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Scheibe (51) am freien Ende der Verstellstange (34) und eine Einrichtung (52) zum Erfassen der axialen Stellung der Scheibe (51).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dreheinrichtung (47) einen Antriebsmotor (50) mit Zahnrad, das über ein Zwischenzahnrad (49) ein Zahnrad (48) antreibt, das auf der zweiten Welle (21) befestigt ist, umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ersten Welle (20) an beiden Enden zweite Wellen (21) gegenüberstehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenzahnräder (30, 31) an den ersten und zweiten Wellen (20, 21) austauschbar mittels Stiften (33) befestigt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstellstange (34) mit einer Bohrung (73) ver­ sehen ist, und daß die erste Welle (20) einen Wellenabschnitt (74) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurch­ messer der Bohrung (73) ist und der einen Ölkanal (75) aufweist, um Schmieröl zur ersten Welle (20) und anderen Teilen zuzuführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (50) und dem Zwischenzahnrad (49) eine lösbare Kupplung angeordnet ist.