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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialpresse
mit einem Grundkörper, einem Druckring, einem fest
mit dem Grundkörper verbundenen Widerlager und einer
Mehrzahl konzentrisch um eine Pressenachse herum
angeordneter Preßbacken, wobei der über Keilschrägen
auf die Preßbacken wirkende Druckring unter
Einwirkung einer ringförmigen hydraulischen Kolben-
Zylinder-Anordnung längs der Pressenachse relativ zum
Grundkörper verschiebbar ist und die Preßbacken sich
an dem Widerlager radial verschiebbar geführt
abstützen.
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An Radialpressen der hier in Rede stehenden Art
werden, ebenso wie an Radialpressen mit einem hiervon
abweichenden Aufbau, mehrere sich zum Teil
widersprechende Anforderungen gestellt. Hierzu zählen, um nur
die wichtigsten Anforderungen zu nennen, insbesondere
eine kompakte, leichte Bauweise mit möglichst
geringer axialer Länge bei möglichst hohen Preßkräften und
einem möglichst großen Pressenhub, wobei die Presse
im Hinblick auf eine hohe Genauigkeit und
Reproduzierbarkeit eine extreme Formsteifigkeit aufweisen
muß. Weitere für die Praxis relevante Gesichtspunkte
sind die Zuverlässigkeit, Herstell- und
Betriebskosten sowie Montagefreundlichkeit.
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Eine Radialpresse der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 28 44 475 C2 bekannt. Bei dieser Radialpresse umfaßt
der Grundkörper einem zylindrischen Gehäusemantel und
einen endseitig an diesem angeordneten, radial nach
innen gerichteten Flansch. Der Druckring ist
einerseits an einer zylindrischen Innenfläche des
Gehäusemantels und andererseits an einer zylindrischen
Innenfläche des Flansches dichtend geführt; der
Arbeitsraum der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung
wird dabei begrenzt jeweils von einer Zylinderfläche
und einer Stirnfläche sowohl des Grundkörpers als
auch des Druckrings. Das Widerlager in Form einer
Ringplatte ist mit dem Gehäusemantel verschraubt.
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Nachteilig bei dieser Radialpresse ist, daß sich die
für hohe Preßkräfte und/oder gute Preßergebnisse
erforderliche hohe Formsteifigkeit der Presse nur bei
extrem dicken Wandstärken des Gehäusemantels und der
Ringplatte erreichen läßt. Dies führt zu einer
Radialpresse mit einem unerwünscht hohen Gewicht. Des
weiteren ist bei jener Radialpresse nachteilig, daß
Schmutz in das Gehäuse eindringen und aufgrund der
Bauweise nicht entfernt werden kann; der sich
ansammelnde Schmutz beeinträchtigt insbesondere die
Funktionsfähigkeit der Gleitflächen.
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Als Alternative zu der gattungsgemäßen Gestaltung
wird in demselben Dokument (DE 28 44 475 C2)
vorgeschlagen, in dem Grundkörper einen zentral
angeordneten Hydraulikzylinder unterzubringen, wobei der
entsprechende Kolben über eine Kolbenstange auf eine
Flanschplatte wirkt, die ihrerseits über als
Druckstangen wirkende Distanzstücke mit dem Druckring
verbunden ist. Bei dieser Radialpresse sind der
Grundkörper und das Widerlager über außenliegende
Zuganker miteinander verbunden. Nachteilig bei dieser
Radialpresse ist insbesondere die ganz erhebliche
axiale Baulänge.
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Aus der EP 239875 B1 ist eine Radialpresse mit zwei
im wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgeführten
ringförmigen Steuerkörpern, von denen der eine ortsfest
und der andere längs der Pressenachse bewegbar ist,
bekannt. Die hydraulische Antriebseinrichtung besteht
dabei aus zwei oder vier Hydraulikzylindern, die sich
außen an diesem anliegend auf dem beweglichen
Steuerkörper abstützen, und Kolben und Kolbenstangen, die
gleichzeitig als Zuganker wirken und fest mit dem
ortsfesten Steuerkörper verbunden sind. Bei dieser
Radialpresse beeinträchtigen die nach außen von dem
bewegbaren Steuerkörper abstehenden Hydraulikzylinder
die Nutzungsmöglichkeiten der Presse. Entsprechendes
gilt für die aus der DE 35 12 241 C2 bekannte
Radialpresse.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine
Radialpresse der gattungsgemäßen Art bereitzustellen,
die sich im Hinblick auf die eingangs dargelegten
Anforderungen als ein besonders praxistauglicher
Kompromiß erweist. Insbesondere zielt die vorliegende
Erfindung darauf ab, eine vergleichsweise kompakte
und leichte Radialpresse der eingangs angegebenen Art
zu schaffen, die sich bei hohen Preßkräften durch
eine hohe Zuverlässigkeit und hohe
Wartungsfreundlichkeit auszeichnet.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch, daß die hydraulische Kolben-
Zylinder-Anordnung einen in einen Ringzylinder
eintauchenden Ringkolben umfaßt und daß das Widerlager
mit dem Grundkörper über radial innerhalb der Kolben-
Zylinder-Anordnung angeordnete Zugstangen verbunden
ist. Ein besonders wesentliches, für die
erfindungsgemäße Radialpresse charakteristisches Merkmal ist
somit die Verbindung des Widerlagers, an welchem sich
die Preßbacken abstützen, mit dem Grundkörper über
eine Mehrzahl von Zugstangen, welche radial innerhalb
der Kolben-Zylinder-Anordnung angeordnet sind. Auf
diese Weise ergibt sich, da die Zugstangen einen
kurzen Kraftfluß zwischen dem Widerlager und dem
Grundkörper der Radialpresse herstellen, auch bei einem
vergleichsweise geringem Materialaufwand für das
Widerlager sowie die das Widerlager mit dem Grundkörper
verbindenden Bauteile eine besonders hohe
Formstreitigkeit der Presse; besonders deutlich erkennbar wird
dies daran, daß die vorliegende Erfindung, wie dies
weiter unten in größerem Detail erläutert wird, die
Anordnung der Preßbacken jeweils zwischen zwei
Zugstangen ermöglicht. Durch die Verbindung des
Widerlagers mit dem Grundkörper mittels einer Mehrzahl von
Zugstangen kann auf ein äußeres Gehäuse verzichtet
werden; dies ist unter Gesichtspunkten der
Gewichtseinsparung besonders günstig. Die Ausgestaltung der
hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung dergestalt,
daß sie radial außerhalb der vorstehend erläuterten
Zugstangen angeordnet ist und einen in einen
Ringzylinder eintauchenden Ringkolben umfaßt, resultiert im
übrigen in einem günstigen Verhältnis zwischen den
Abmessungen der Radialpresse und den möglichen
Preßkräften; denn durch den vergleichsweise großen
Durchmesser der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung
ergibt sich eine im Hinblick auf die Preßkraft
günstige große Kolbenfläche. Auch die Zuverlässigkeit
der Radialpresse profitiert von der erfindungsgemäßen
Ausführung der hydraulischen Kolben-Zylinder-
Anordnung; denn der Zylinder ist gekapselt, so daß
kein Schmutz eindringen kann.
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Eine erste bevorzugte Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Radialpresse zeichnet sich dadurch aus, daß der
Druckring auf zumindest einem Teil der Zugstangen
axial geführt ist. Beispielsweise kann in diesem
Sinne bei einer Radialpresse mit acht Preßbacken und
acht Zugstangen der Druckring auf vier Zugstangen
geführt sein. Eine derartige Führung verhindert ein
Kippen des Druckringes selbst dann, wenn dieser im
Hinblick auf einem möglichst kurze axiale Baulänge
der Radialpresse vergleichsweise kurz ausgeführt ist.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist
vorgesehen, daß der Ringkolben dem Grundkörper und
der Ringzylinder dem Druckring zugeordnet ist.
Insbesondere kann dabei der Ringkolben einen integralen
Bestandteil des Grundkörpers bilden und der
Ringzylinder einen integralen Bestandteil des Druckrings.
Bei dieser Gestaltung der hydraulischen Kolben-
Zylinder-Anordnung lassen sich Radialpressen mit
besonders kompakten Abmessungen realisieren.
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Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten
Weiterbildung der Erfindung sind die Keilschrägen einstufig
ausgeführt. Besonders bevorzugt sind dabei im Bereich
der Keilschrägen auswechselbare Gleitlagerbleche
vorgesehen. In diesem Zusammenhang erweist sich als
wesentlich, daß die erfindungsgemäße Radialpresse
aufgrund ihrer Bauweise mit besonders hohen, auf dem
Druckring wirkenden Axialkräften arbeiten kann, so
daß sich auch bei einem vergleichsweise steilen
Keilwinkel, der bei einem vorgegebenen axialen
Verschiebeweg des Druckringes einen ausreichenden Pressenhub
bereitstellt, die bereits weiter oben erwähnten hohen
Preßkräfte erzielen lassen. Die Einstufigkeit der
Keilschrägen hinwiederum ermöglicht erst eine
praxisgerechte Integration von Gleitlagerblechen im Bereich
der Keilschrägen, wobei erst die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung mögliche Abwesenheit eines
äußeren Gehäuses die Auswechselbarkeit entsprechender
Gleitlagerbleche mit einem vertretbaren
Montageaufwand erlaubt. Die auswechselbaren Gleitlagerbleche,
die besonders bevorzugt eben ausgeführt sind und
somit eine definierte Flächenpressung ermöglichen, sind
sowohl im Hinblick auf die Qualität und
Reproduzierbarkeit des Preßergebnisses als auch im Hinblick auf
die Lebensdauer der Presse besonders günstig.
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Obwohl sich aufgrund des durch die vorliegende
Erfindung möglichen vergleichsweise steilen Keilwinkels
(s. o.) auch mit einstufigen Keilschrägen bei
tolerierbaren Axialabmessungen der Radialpresse ein im
allgemeinen ausreichender Pressenhub erreichen läßt,
so können - unter Verzicht auf die vorstehend
erläuterte Möglichkeit der praxisgerechten Integration von
Gleitlagerblechen - die Keilschrägen auch zweistufig
ausgeführt sein. Auf diese Weise lassen sich bei
weiter reduzierter axialer Baulänge der Radialpresse
besonders große Pressenhübe erreichen.
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Besonders bevorzugt wirkt die Stirnseite des
Druckrings auf eine an dem Widerlager angeordnete
Wegmeßeinrichtung, welche mit der Steuerung der Presse
in Verbindung steht. Diese Anordnung der
Wegmeßeinrichtung resultiert in einer Minimierung möglicher
Meßfehler.
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Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mit dem
Druckring eine in einem Durchbruch des Grundkörpers
verschiebbare Hülse verbunden ist. Eine derartige
Hülse stellt eine ergänzende wirksame Kapselung des
die Zugstangen aufnehmenden Innenraumes des
Grundkörpers gegen das Eindringen von Verschmutzungen dar.
Die Hülse braucht dabei nicht einmal vollständig
geschlossen zu sein. Sie kann vielmehr gemäß einer
abermals bevorzugten Weiterbildung eine Aussparung
aufweisen; dies erweist sich als besonders günstig
beim Bearbeiten von Rohrbögen. Anstelle der
vorstehend erläuterten Hülse lassen sich in entsprechender
Weise vergleichbare, funktionsähnliche
Abdichtelemente einsetzen, welche sich zwischen dem Druckring und
dem Grundkörper erstrecken.
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Die das Öffnen der Presse bewirkende axiale
Verschiebung des Druckringes kann im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine
erste bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Radialpresse zeichnet sich in diesem Zusammenhang
dadurch aus, daß zwischen dem Druckring und dem
Widerlager radial außerhalb des Ringzylinders eine
Mehrzahl von Rückholfedern angeordnet ist. In
Betracht kommt auch eine einzige, den Ringzylinder
umgebende, als Schraubenfeder ausgeführte Rückholfeder.
Durch Verwendung derartiger mechanischer
Rückholfedern ergibt sich eine vergleichsweise einfache,
kostengünstige Bauweise der Radialpresse, wobei
allerdings ein Teil der von der hydraulischen Kolben-
Zylinder-Anordnung bereitgestellten Kraft für das
Spannen der Rückholfedern benötigt wird. Energetisch
günstiger, jedoch mit einem höheren baulichen Aufwand
verbunden ist die Ausführung der Radialpresse gemäß
einer alternativen bevorzugten Weiterbildung, bei der
nämlich zwischen dem Druckring und dem Widerlager
radial außerhalb des Ringzylinders eine Mehrzahl von
hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten angeordnet
ist. Derartige ergänzende hydraulische Kolben-
Zylinder-Einheiten lassen sich dabei nicht nur für
das Öffnen der erfindungsgemäßen Radialpresse
einsetzen; vielmehr können sie auch dem Schließen der
Presse im Eilgang vor Beginn des Kraftpressens dienen.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand
zweier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines
Radialpressenaggregats nach der Erfindung in geöffneter
Stellung in einer in zwei Ebenen axial
geschnittenen perspektivischen Ansicht,
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Fig. 2 das Radialpressenaggregat gemäß Fig. 1 in
geschlossener Stellung in derselben Ansicht wie
Fig. 1,
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Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine das
Radialpressenaggregat gemäß den Fig. 1 und 2
umfassende Radialpresse,
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Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines
Radialpressenaggregats nach der Erfindung in
geschlossener Stellung in einer in zwei Ebenen axial
geschnittenen perspektivischen Ansicht und
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Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine das
Radialpressenaggregat gemäß Fig. 4 umfassenden
Radialpresse.
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Das in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte
Radialpressenaggregat umfaßt einen Grundkörper 1, einen
Druckring 2, acht konzentrisch um die Pressenachse 3
herum angeordnete Preßbacken 4 und ein Widerlager 5.
Das Widerlager 5 ist als Ringplatte 6 mit zwei radial
abstehenden Anschlußlaschen 7 ausgeführt und über
acht parallel zur Pressenachse 3 ausgerichtete,
gleichmäßig um die Pressenachse herum angeordnete
Zugstangen 8 mit dem Grundkörper 1 fest verbunden. Zu
diesem Zweck sind die Zugstangen 8 jeweils an ihrem
einen Ende mittels eines Gewindeansatzes 9 mit der
Ringplatte 6 verschraubt und an ihrem
gegenüberliegenden Ende mittels der Mutter 10 an dem Grundkörper
1 im Bereich eines radial nach innen gerichteten
Flanschteils 11 fixiert. Wie dies insbesondere in
Fig. 1 erkennbar ist, sind die Preßbacken 4 jeweils
zwischen zwei einander benachbarten Zugstangen 8
angeordnet.
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Die acht Zugstangen 8 durchdringen den Druckring 2 in
entsprechenden Bohrungen 12. Dabei sind vier der
Zugstangen 8 und die zugehörigen Bohrungen 12 des
Druckrings durch eine entsprechende Dimensionierung und
Oberflächenbearbeitung, ggfs. durch Einsetzen von
Gleitlagerbuchsen in den Druckring 2 dergestalt
aufeinander abgestimmt, daß der Druckring auf jenen vier
Zugstangen 8 parallel zur Pressenachse 3 geführt
wird. Der Verschiebung des Druckrings 2 längs der
Pressenachse 3 dient eine hydraulische Kolben-
Zylinder-Anordnung, welche einen Ringkolben 13
umfaßt, welcher in einen Ringzylinder 14 eintaucht. Der
Ringkolben 13 bildet dabei einen integralen
Bestandteil des Grundkörpers 1; der Ringzylinder 14 bildet
demgegenüber einen integralen Bestandteil des
Druckrings 2. Der Ringkolben 14 ist mittels zweier
Ringdichtungen 15 in dem Ringzylinder 14 abgedichtet. Der
auf diese Weise gebildete ringförmige hydraulische
Arbeitsraum 16 ist zu seiner Beaufschlagung mit
Hydraulikflüssigkeit über die Bohrung 17 und den
Anschlußnippel 18 an eine Druckmittelquelle
anschließbar.
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Die acht Preßbacken 4 umfassen jeweils - in als
solches bekannter Weise - einen Preßbacken-Grundkörper
19 und ein auf diesen lösbar aufsteckbares
Preßbacken-Wechselteil 20. Die Preßbacken-Grundkörper 19
sind dabei über Führungsstücke 21, welche mittels der
Schrauben 22 mit der Ringplatte 6 verbunden sind und
in korrespondierende Führungen 23 der Preßbacken-
Grundkörper 19 eingreifen, radial verschiebbar an dem
Widerlager 5 geführt abgestützt. Der Druckring 2 und
die acht Preßbacken-Grundkörper 19 liegen über
zueinander korrespondierende Keilschrägen aneinander an.
Sowohl die Keilflächen 24 der Preßbacken-Grundkörper
19 als auch die Keilflächen 25 des Druckrings 2 sind
dabei eben ausgeführt. Sie schließen mit der
Pressenachse 3 jeweils einen vorgegebenen Winkel ein. Die
Keilflächen 25 des Druckrings sind mit
auswechselbaren Gleitlagerblechen 26 belegt, welche jeweils
mittels der Schrauben 27 am Druckring 2 fixiert sind.
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Zwischen jeweils zwei einander benachbarten
Preßbacken 4 wirken - in als solches bekannter Weise - zwei
in der Zeichnung nur schematisch dargestellte
Spreizfedern F, die sich jeweils an den betreffenden
Preßbacken-Grundkörpern 19 abstützen und dem Spreizen der
Preßbacken 4 beim Öffnen der Radialpresse dienen.
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Zwischen der Ringplatte 6 und dem Druckring 2 wirken
zwei außenliegende hydraulische Kolben-Zylinder-
Einheiten 28, welche dem Öffnen der Radialpresse
sowie dem Schließen im Eilgang bis zum Beginn des
Kraftpressens dienen. Dabei ist jeweils der Zylinder
29 der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 28 an
einer radial nach außen vom Druckring 2 abstehenden
Befestigungslasche 30 fixiert. Die Kolbenstangen 31
der Kolben-Zylinder-Einheiten 28 sind an den radial
von der Ringplatte 6 abstehenden Anschlußlaschen 7
fixiert.
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Der Druckring 2 weist insgesamt acht stirnseitig in
diesen eingebrachte Entlastungsbohrungen 32 auf, die
jeweils zwischen zwei einander benachbarten, als
Durchführungen für die Zugstangen 8 dienenden
Bohrungen 12 angeordnet sind.
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Der in Fig. 3 wiedergegebene, durch eine
Preßbackenebene hindurch geführte Vertikalschnitt durch eine
Radialpresse zeigt das vorstehend erläuterte
Radialpressenaggregat gemäß den Fig. 1 und 2 mitsamt
einer dieses einhausenden Verkleidung 33. Die
Verkleidung 33 umfaßt ein Basisteil 34 und eine auf
dieses aufsetzbare und von dieser abnehmbare Haube
35. Das in Form eines L-förmig abgekanteten
Blechteils ausgeführte Basisteil 34 umfaßt dabei eine
Rückwand 36, einen Boden 37 sowie einen
Frontwandabschnitt 38; es ist mit einer zum Halten des
Radialpressenaggregats ausreichenden Wandstärke ausgeführt,
wobei der Grundkörper 1 des Radialpressenaggregats im
Bereich des Flanschteils 11 mit der Rückwand 36 des
Basisteils 34 verschraubt und das Widerlager 5
mittels der Hutmutter 39, welche auf die Kolbenstange 31der unteren Kolben-Zylinder-Einheit 28 aufgeschraubt
ist, an dem Frontwandabschnitt 38 fixiert ist. Die
Haube 35 umfaßt eine Frontwand 40, einen Deckel 41
und zwei Seitenwände 42. Sie wird mittels der
Hutmutter 43, welche auf die Kolbenstange 31 der oberen
Kolben-Zylinder-Einheit 28 aufgeschraubt ist, sowie
der weiteren Schraube 49 lagegesichert. In der
Frontwand 40 und der Rückwand 36 der Verkleidung 33 sind
im Bereich der Pressenachse 3 die zum Einführen von
Werkstücken in die Presse erforderlichen Durchbrüche
vorgesehen.
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An dem Druckring 2 ist stirnseitig eine Hülse 44
angeschraubt, die in einem durch den Innenumfang des
Flanschteils 11 definierten Durchbruch des
Grundkörpers 1 verschiebbar geführt ist. Die Hülse kapselt
den die Zugstangen 8 aufnehmenden Innenraum I des
Grundkörpers 1 gegen das Eindringen von
Verschmutzungen. Sie weist in ihrem oberen Bereich eine
Aussparung 45 auf, welche das Bearbeiten von Rohrbögen mit
engen Krümmungen begünstigt.
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Das in Fig. 4 veranschaulichte Radialpressenaggregat
entspricht hinsichtlich seines grundsätzlichen
Aufbaus dem Radialpressenaggregat gemäß den Fig. 1
und 2. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die
vorstehenden Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 3
verwiesen, die, abgesehen von den nachstehend
beschriebenen Abweichungen, auch für das
Radialpressenaggregat gemäß Fig. 4 und die dieses enthaltende
Radialpresse gemäß Fig. 5 gelten.
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Zum Öffnen der Radialpresse sind bei dem
Radialpressenaggregat gemäß Fig. 4 zwei einander diametral
gegenüberstehende Federeinheiten 46 vorgesehen, welche
jeweils eine als Schraubenfeder ausgeführte
Rückholfeder 47 umfassen. Die Rückholfedern 47 erstrecken
sich jeweils zwischen der Anschlußlasche 7 des
Widerlagers 5 und der Befestigungslasche 30 des Druckrings
2, wobei sich die Rückholfedern 47 jeweils an einem
an der Befestigungslasche 30 angeschraubten
Lagerblech 48 abstützen. Als Schutz gegen Ausknicken ist
in jede der Rückholfedern 47 ein Dorn 50 eingesetzt.
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Das Widerlager 5 ist mittels der Schraube 51 an dem
Frontwandabschnitt 38 fixiert. Der Lagesicherung der
Haube 35 an dem Widerlager 5 dient neben der Schraube
49 die weitere Schraube 52. Der Grundkörper 1 ist
mittels der Schrauben 53, welche in endseitig in den
Zugstangen 8 angeordnete Gewindebohrungen eingreifen,
an der Rückwand 36 des Basisteils 34 angeschraubt.
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Der in Fig. 5 wiedergegebene, durch eine
Zugstangenebene hindurch geführte Axialschnitt durch eine
Radialpresse zeigt das Radialpressenaggregat gemäß Fig.
4 mitsamt einer dieses einhausenden Verkleidung 33.
Der Axialschnitt gemäß Fig. 5 ist gegenüber der
Vertikalen um 22,5° geneigt; daher sind der Boden 37 des
Basisteils 34 und die in diesen vorgesehenen
Durchbrüche 54 für geeignete Befestigungsmittel teilweise
von unten her sichtbar.