Механический формовочный пресс

Изобретение относится к механическому формовочному прессу с зубчатой передачей пресса,механически соединяющей ползун пресса с приводом, причем привод состоит по меньшей мере из одного электрического сервомотора. Для выполнения указанного пресса максимально простой конструкции с минимальным количеством конструктивных элементов в изобретении предложена зубчатая передача пресса, имеющая бесступенчатое изменение передаточного отношения между ведущим валом сервомотора и выходным валом ползуна пресса.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АНДРИЦ ТЕКНОЛОДЖИ ЭНД ЭСЕТ МЭНИДЖМЕНТ ГМБХ (AT) 016473 Изобретение относится к механическому формовочному прессу с зубчатой передачей пресса, механически соединяющей ползун пресса с приводом, причем привод состоит по меньшей мере из одного электрического сервомотора. Формовочный пресс этого типа известен, например, из публикации DE 102004009256 В 4. Этот тип формовочного пресса имеет сложную конструкцию с большим количеством конструктивных элементов. Проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается в создании механического формовочного пресса, принадлежащего к типу, упомянутому выше, и обладающего исключительно простой конструкцией с минимальным количеством конструктивных элементов. Для устранения проблемы, решаемой изобретением, предлагается механический формовочный пресс в соответствии с формулой изобретения, оснащенный зубчатой передачей пресса, механически соединяющей ползун пресса с приводом, причем привод состоит по меньшей мере из одного электрического сервомотора, а зубчатая передача имеет бесступенчатое изменение передаточного отношения между ведущим валом сервомотора и выходным валом ползуна пресса. В результате при вращении приводного вала сервомотора с достаточно постоянной угловой скоростью выходной вал приводит ползун пресса с переменной угловой скоростью. Активируя сервомотор и оперируя им, по существу, на постоянной угловой скорости, можно получить переменный ход ползуна. Мощный электрический сервомотор обладает высоким крутящим моментом и может быть использован в качестве основного привода. Переменный ход ползуна позволяет обеспечить новые технологические возможности в формовании, пробивке и штамповке. При помощи зубчатой передачи пресса ползун пресса преобразует вращательное движение сервомотора в поступательное движение. Сервомотор может непрерывно работать с определенным КПД,по существу, с постоянной угловой скоростью и без потерь энергии, вызываемых, например, периодическими ускорениями и торможениями электродвигателя и всей зубчатой передачи пресса. Бесступенчатое изменение передаточного отношения зубчатого привода пресса позволяет замедлять ползун пресса непосредственно в формовочной зоне механического формовочного пресса, получая более низкие скорости при ударе, более низкий уровень шума и более длительный срок эксплуатации инструмента. В результате получен механический формовочный пресс, относящийся к типу, упомянутому выше, обладающий исключительно простой конструкцией с очень небольшим количеством конструктивных элементов, что,таким образом, устраняет проблему, решаемую изобретением. Зубчатая передача пресса предпочтительно оснащена многокривошипной передачей. Многокривошипная передача обеспечивает простое бесступенчатое изменение передаточного отношения зубчатой передачи пресса. В предпочтительном варианте выполнения изобретения зубчатая передача пресса оснащена механизмом с продольной тягой. В этом варианте осуществления изобретения бесступенчатое изменение передаточного отношения зубчатой передачи пресса обеспечено в пределах весьма ограниченного пространства. Механизм с продольной тягой предпочтительно содержит выходной вал ползуна пресса и промежуточную шестерню, причем выходной вал расположен эксцентрически относительно промежуточной шестерни и соединен с ней продольной тягой. В этом варианте осуществления изобретения механизм с продольной тягой может быть реализован в очень простой конструкции и исключительно простыми средствами. В предпочтительном варианте изобретения выходной вал выполнен в виде эксцентрикового вала. Эксцентриковый вал обеспечивает главную передачу зубчатой передачи пресса. Если продольная тяга воздействует в качестве выходного вала непосредственно на эксцентриковый вал, главная передача зубчатой передачи пресса может быть легко многократно увеличена бесступенчатым изменением передаточного отношения механизма с продольной тягой, в то время как общее передаточное число зубчатой передачи пресса может быть задано ходом ползуна согласно требуемому ходу. Передаточное отношение зубчатой передачи пресса предпочтительно может увеличиваться в формовочной зоне формовочного пресса. В итоге, ползун пресса замедляет ход в формовочной зоне, где можно получить более низкую скорость и увеличенный рабочий ход до нижней мертвой точки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения ползун пресса связан с приводом без соединений. Таким образом, получают передачу ползуна пресса с непрерывной связью для полного хода ползуна. Кроме того, отсутствие соединений уменьшает количество элементов. Эксцентриковый вал предпочтительно содержит по меньшей мере один эксцентрик, через который эксцентриковый вал воздействует на соединительный шток. Обеспечена очень простая настройка общего передаточного числа зубчатой передачи пресса. В предпочтительном варианте выполнения предлагается соединительный шток, воздействующий на ползун пресса, выполненный в регулируемом исполнении на эксцентрике эксцентрикового вала, где соединительный шток и эксцентрик разделены эксцентриковым диском. Вследствие этого общее передаточное число зубчатой передачи пресса может быть легко отрегулировано.-1 016473 Эксцентриковый вал предпочтительно содержит по меньшей мере два эксцентрика, а промежуточная шестерня расположена между двумя эксцентриками, предпочтительно посередине. Таким образом,создан так называемый центральный привод, усилие которого передается от вспомогательного валашестерни от середины пресса через эксцентриковые валы к эксцентрикам. С помощью бокового привода привод проходит на одной стороне рядом с эксцентриками. Передаваемый крутящий момент вызывает вращение эксцентрикового вала. Это вращение реализуется в различных величинах углов кручения эксцентриковых колес. Углы кручения различных величин вызывают наклон ползуна пресса. Этого эффекта можно избежать, установив привод между двумя эксцентриками. В предпочтительном варианте выполнения изобретения вспомогательный вал-шестерня может быть расположен посередине между двумя эксцентриками. Как следствие - торсионные углы обоих эксцентриковых колес равны по размеру и направлению. Таким образом, наклон ползуна пресса может быть эффективно предотвращен. По меньшей мере одна ступень передачи предпочтительно расположена между приводом и промежуточной шестерней. Таким образом, для получения оптимальных результатов крутящий момент, воздействующий на промежуточную шестерню, может быть отрегулирован в соответствии с требованиями в любой момент времени. В предпочтительном варианте выполнения приводной вал сервомотора вращается с большей скоростью, чем промежуточная шестерня и/или выходной вал ползуна пресса. При достаточно мощном приводе привод может быть соединен непосредственно с промежуточной шестерней. В предпочтительном варианте выполнения изобретения ступень передачи предпочтительно зацепляется с приводом и/или промежуточной шестерней. Таким образом, обеспечена передача без проскальзывания. Ступень передачи предпочтительно сформирована одноступенчатой прямозубой цилиндрической зубчатой передачей. Блок зубчатого механизма такого типа очень прост в монтаже. Вращение электрического сервомотора в одном направлении на всем ходе ползуна может быть благоприятным. При этом к электрическому сервомотору приложена меньшая нагрузка и им можно управлять на меньшей мощности. Предпочтительный аспект изобретения относится к процессу управления механическим формовочным прессом согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения изобретения, в котором электрический сервомотор работает, по существу, с одинаковой скоростью на протяжении всего хода ползуна. В результате предотвращены энергоемкие изменения скорости вращения, и сервомотор работает особенно эффективно и непрерывно. Предпочтительный вариант выполнения изобретения и применение изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на чертеж. Краткое описание чертежа На фигуре изображен вид в аксонометрии зубчатой передачи пресса согласно изобретению. Подробное описание предпочтительного варианта выполнения изобретения Изобретение относится к механическому формовочному прессу с непрерывной или бесстыковочной зубчатой передачей пресса, механически соединяющей ползун пресса с приводом. Привод содержит по меньшей мере один электрический сервомотор с приводным валом, в котором зубчатая передача пресса имеет бесступенчатое изменение передаточного отношения между ведущим валом сервомотора и выходным валом ползуна пресса, так что при вращении приводного вала сервомотора с достаточно постоянной угловой скоростью выходной вал имеет переменную угловую скорость. Формовочный пресс смонтирован в корпусе пресса с корпусом зубчатой передачи и головкой пресса. Корпус пресса, предоставляющий опорные точки для зубчатых деталей, и ползуны пресса здесь не показаны для обеспечения лучшего общего представления. На фигуре изображен вид в аксонометрии зубчатой передачи 1 пресса согласно изобретению для механического формовочного пресса. В данном случае привод пресса состоит из двух электрических сервомоторов 2, каждый из которых оснащен приводным валом 20 и ведущей шестерней 21. Ведущие шестерни 21 электрических сервомоторов 2 соединены с зубчатой передачей 1 пресса. Зубчатая передача 1 пресса содержит передачу, механизм 3 с продольной тягой и кривошипношатунный механизм. Передача состоит из ступени 4 передачи в виде прямозубной цилиндрической зубчатой передачи с зубчатым венцом 41 большого колеса и зубчатым венцом 42 малого колеса. Зубчатый венец 41 большого колеса вводится в зацепление с ведущими шестернями 21 электрических сервомоторов 2, а зубчатыйвенец 42 вводится в зацепление с промежуточной шестерней 31 механизма 3 с продольной тягой. Механизм 3 с продольной тягой содержит выходной вал 30 для ползуна (ползунов) пресса и промежуточной шестерни 31. Выходной вал 30 расположен эксцентрически относительно промежуточной шестерни 31 и непрерывно соединен механизмом с продольной тягой (здесь не показан) с промежуточной шестерней 31, так что при вращении промежуточной шестерни 31 с достаточно постоянной угловой скоростью выходной вал 30 имеет переменную угловую скорость.-2 016473 Выходной вал 30, выполненный в виде эксцентрикового вала, образует кривошипно-шатунный механизм и состоит из двух эксцентриков 32, на которых установлены соединительные штоки 34 с эксцентриковыми дисками 33 между ними. Соединительные штоки 34 соединены со штампом пресса, не показанным на чертеже, известным способом, причем штамп пресса расположен в вертикально скользящем креплении в головке корпуса пресса. Эксцентриковые диски 33 предпочтительно регулируются относительно эксцентрикового вала 30. Промежуточная шестерня 31 расположена посередине между двумя эксцентриками 32. Приводные валы 20 сервомоторов 2, ступень 4 передачи, промежуточная шестерня 31 и эксцентриковый вал 30 предпочтительно расположены, по существу, параллельно друг другу, причем ступень 4 передачи, промежуточная шестерня 31 и эксцентриковый вал 30 в соответствующих опорных точках корпуса формующего пресса имеют фиксированные шарнирные крепления. Способ работы и функционирование изобретения подробно описаны ниже. При работе формующего пресса 1 согласно изобретению электрические сервомоторы, вращающиеся в одном направлении, по существу, с постоянной угловой скоростью, работают в качестве привода. Силы на выходе электрических сервомоторов 2 воздействует на промежуточную шестерню 31 через ступень 4 передачи, причем промежуточная шестерня 31 соединена с эксцентриковым валом 30 через механизм с продольной тягой с бесступенчатым изменением передаточного отношения. При вращении промежуточной шестерни 31, по существу, с постоянной угловой скоростью механизм с продольной тягой обеспечивает переменную угловую скорость эксцентрикового вала 30, причем передаточное отношение увеличивается в формовочной зоне формовочного пресса 1. При вращении эксцентрикового вала 30 выходные усилия электрических сервомоторов 2 воздействуют на эксцентриковые колеса 32, которые, в свою очередь, передают усилие на соответствующие соединительные штоки 34. Затем соединительные штоки 34 приводят в действие ползун пресса, не проиллюстрированный на чертеже. Благодаря центральному расположению привода эксцентрикового вала 30 углы вращения двух эксцентриковых колес 32 относительно промежуточной шестерни 31, по существу, одинаковы, что предотвращает наклон ползуна пресса (не показан на чертеже). Изобретение основано на идее применения в качестве основного привода мощных сервомоторов 2 с возможностью получения переменного хода ползуна при работе сервомотора. Бесступенчатая зубчатая передача 1 пресса с бесступенчатым изменением передаточного отношения преобразует вращение сервомоторов 2 в поступательное движение. В отличие от сервопрессов с эксцентриковыми передачами, не обеспечивающими оптимальное преобразование имеющегося крутящего момента электропривода в необходимое формующее усилие,передаточное отношение увеличивается по изобретению в формующей зоне формующего пресса. Изобретение обладает следующими преимуществами. Передаточное отношение кривошипно-шатунного механизма (эксцентрикового вала) в качестве основной передачи привода пресса повышается передаточным отношением, меняющимся в зависимости от угла поворота кривошипа механизма с продольной тягой. Прямая активация сервомоторов, работающих в качестве основных электродвигателей, позволяет добиться переменного хода ползуна пресса. В пределах угла поворота кривошипа от 120 до 180, т.е. в области формовочной зоны, передаточное отношение повышается механизмом с продольной тягой. Таким образом, при определенных крутящих моментах сервомоторов ход при номинальном прижимающем усилии пресса увеличивается. Например, ход при номинальном прижимающем усилии пресса усилием в 6300 кН с обыкновенным эксцентриковым приводом равен 7,6 мм, в то время как сервопресс, оснащенный интегрированным механизмом с продольной тягой, обладает ходом при действии номинального прижимающего усилия равным 10,5 мм до нижней мертвой точки. Таким образом, использование одинаковых сервомоторов позволяет обеспечить более высокую работоспособность для процесса технологического формования. В силовой цепи пресса дополнительных шарнирных соединений с зазором не предусмотрено, что означает, что можно получить такую же жесткость конструкции привода, как в эксцентриковых прессах. Для всего хода ползуна может быть выполнена передача с постоянным ходом. В приводе пресса нет необходимости в обратном ходе. Это обеспечивает значительное улучшение общего энергетического баланса привода пресса и значительное снижение количества элементов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Механический формовочный пресс с зубчатой передачей (1) пресса, механически соединяющей ползун пресса с приводом (2), причем привод (2) состоит по меньшей мере из одного электрического сервомотора, а зубчатая передача (1) пресса выполнена с бесступенчатым изменением передаточного отношения между ведущим валом (20) сервомотора и выходным валом (30) ползуна пресса, при этом зубчатая передача (1) пресса оснащена механизмом (3) с продольной тягой, содержащим выходной вал ползуна пресса, выполненный в виде эксцентрикового вала (30), и промежуточную шестерню (31), причем выходной вал (30) расположен эксцентрически относительно промежуточной шестерни (31) и соединен с промежуточной шестерней (31) продольной тягой, отличающийся тем, что эксцентриковый вал(30) содержит по меньшей мере два эксцентрика (32), при этом промежуточная шестерня (31) расположена между двумя эксцентриками (32), причем предусмотрен соединительный шток (34), приводящий в действие ползун пресса и установленный с возможностью регулировки на эксцентрике (32) эксцентрикового вала (30), а соединительный шток (34) и эксцентрик (32) разделены эксцентриковым диском (33).