DE10158861A1

DE10158861A1 - Device to move press ram has spindle and spindle nut with outer side formed as double piston rod and guided in cylinder via ring piston

Info

Publication number: DE10158861A1
Application number: DE2001158861
Authority: DE
Inventors: Norbert Vogel
Original assignee: Schuler Automation GmbH and Co KG
Current assignee: Schuler Automation GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: DE10158861C2

Abstract

The device has a first lifting element with spindle (5) and spindle nut, for movement along a first path, and a second hydraulic lifting element with cylinder (9) and piston (8), moving along a second much shorter connected path. The spindle nut is formed on its outer side like a double piston rod, and is guided in the synchronous cylinder via a ring piston on the piston rod. The press ram (2) has an aperture (10) to contain the spindle. The spindle is turned by a drive (4), pref. a hollow shaft drive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Stößels einer Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for moving a Ram of a press according to the preamble of claim 1.

Nach dem Stand der Technik sind mechanische Pressen z. B. aus dem Handbuch der Umformtechnik der Firma Schuler GmbH, ISBN 3-540-61099-5 bekannt. Bei mechanischen Pressen ist der Stößel über mindestens ein Pleuel mit einem im Kopfstück der Presse aufgenommenen Exzenterantrieb verbunden. Bei jedem Arbeitsgang wird ein am Stößel befestigtes Werkzeugoberteil gegenüber einem auf einem Pressentisch Werkzeugunterteil abgehoben. Währenddessen wird das nächste zu bearbeitende Werkstück der Presse zugeführt. Der Stößel fährt zurück in Richtung des Pressentischs. Mittels des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils wird das Werkstück bearbeitet, d. h. geschnitten, umgeformt oder dgl.. According to the prior art, mechanical presses are e.g. B. from the manual of the forming technology of the company Schuler GmbH, ISBN 3-540-61099-5 known. In the case of mechanical presses Tappet over at least one connecting rod with one in the head of the Press connected eccentric drive connected. With everyone The work step becomes an upper part of the tool attached to the ram compared to a tool base on a press table lifted. Meanwhile, the next one to be processed Workpiece fed to the press. The ram moves back in Direction of the press table. By means of the upper part of the tool and The lower part of the tool is used to machine the workpiece. H. cut, reshaped or the like ..

Mechanische Pressen mit Exzenterantrieb können mit hohen Taktraten betrieben werden. Das Vorsehen eines Exzenterantriebs erfordert allerdings einen hohen Herstellungsaufwand. Mechanische Pressen sind teuer. Mechanical presses with eccentric drives can with high Clock rates are operated. The provision of an eccentric drive however, requires a high manufacturing effort. Mechanical presses are expensive.

Eine Alternative stellen hydraulische Pressen dar. Das Vorsehen eines Hydraulikantriebs zum Bewegen des Stößels ist weniger aufwendig. Hydraulische Pressen können kostengünstig bereitgestellt werden. Sie haben allerdings den Nachteil, daß damit vergleichsweise nur geringe Taktraten erzielbar sind. Hydraulic presses are an alternative Providing a hydraulic drive for moving the plunger is less expensive. Hydraulic presses can be inexpensive to be provided. However, they have the disadvantage that so that only relatively low clock rates can be achieved.

Um diesen Nachteil entgegenzuwirken, ist in der gattungsbildenden DE 200 20 007 U1 eine Presse vorgeschlagen worden, deren Stößel mittels einer elektromechanisch betreibbaren Spindel bewegbar ist. Die Spindelmutter ist außerdem hydraulisch bewegbar. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist durch die räumliche Konzentration von Spindelantrieb und den hydraulischen Komponenten relativ kompliziert aufgebaut. Die vertikale Bewegbarkeit der Spindelmutter erfordert eine vertikale Bewegbarkeit der horizontal angebrachten Spindel. Das erfordert zusätzlichen Aufwand, z. B. das Vorsehen von Gelenkwellen. To counteract this disadvantage, is in the generic DE 200 20 007 U1 a press has been proposed whose plunger can be operated by means of an electromechanical device Spindle is movable. The spindle nut is also hydraulic movable. The proposed device is through the spatial concentration of spindle drive and the hydraulic Components are relatively complex. The vertical Movability of the spindle nut requires vertical Movability of the horizontally mounted spindle. That requires additional effort, e.g. B. the provision of cardan shafts.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung zum Bewegen eines Stößels einer Presse angegeben werden, die einfach und kostengünstig herstellbar ist. The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art of technology to eliminate. In particular, it should Device for moving a ram of a press can be specified which is easy and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 10. This object is solved by the features of claim 1. Appropriate configurations result from the features of claims 2 to 10.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spindelmutter an einer das Gegengewinde umgebenden Außenseite nach Art einer Doppel-Kolbenstange ausgebildet und mit einem auf deren Umfang vorgesehenen als Ringkolben ausgebildeten Kolben in einem Zylinder geführt ist. According to the invention it is provided that the Spindle nut on an outside surrounding the counter thread Kind of a double piston rod trained and with one on the circumference provided pistons designed as annular pistons is guided in a cylinder.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist einfach aufgebaut. Sie besteht aus wenigen bewegbar miteinander verbundenen Teilen. Die vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich durch eine besonders geringe Reparaturanfälligkeit aus. Wegen des relativ einfachen Aufbaus können mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in einer Presse angeordnet werden. So kann die auf das Preßwerkzeug wirkende Preßkraft variiert und an die jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. The proposed device is simple. she consists of a few movably connected parts. The proposed device is characterized by a particularly low susceptibility to repairs. Because of the relative simple structure can have several inventive Devices are arranged in a press. So it can on that Pressing force acting press force varies and to the be adapted to the respective requirements.

Unter dem Begriff "Spindelmutter" ist vorliegend allgemein eine Vorrichtung zu verstehen, in die ein Gewinde einer Spindel eingreift, und wobei durch eine Drehbewegung der Spindel relativ zur Spindelmutter eine Linearbewegung der Spindel relativ zur Spindelmutter bewirkt wird. The term "spindle nut" is general here to understand a device in which a thread of a Spindle engages, and wherein by a rotational movement of the spindle a linear movement of the spindle relative to the spindle nut is effected relative to the spindle nut.

Vorteilhafterweise ist der Zylinder als Gleichgangzylinder ausgebildet. Er kann am Stößel angebracht sein. In diesem Fall ist im Stößel zweckmäßigerweise eine Ausnehmung zum Einfahren der Spindel vorgesehen. Falls der Stößel innen hohl ausgebildet ist, handelt es sich bei der Ausnehmung um einen Durchbruch in der Oberseite des Stößels. Die vorgeschlagene Ausführungsform ist relativ einfach und kostengünstig herstellbar. Sie kann durch einen entsprechenden Aufbau auf dem Stößel realisiert werden. The cylinder is advantageously a synchronous cylinder educated. It can be attached to the plunger. In this Case is conveniently a recess in the plunger Retraction of the spindle provided. If the plunger is hollow on the inside is formed, the recess is a Breakthrough in the top of the ram. The proposed one Embodiment is relatively simple and inexpensive produced. You can by an appropriate structure on the Tappets can be realized.

Zweckmäßigerweise ist ein Antrieb zum Drehen der Spindel an einem oberen Querhaupt angebracht. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Antrieb am Stößel anzubringen. In diesem Fall ist die Ausnehmung bzw. der Durchbruch zum Einfahren der Spindel im oberen Querhaupt vorgesehen. Der Antrieb zum Drehen der Spindel kann ein, vorzugsweise als Hohlwellengetriebe ausgeführtes, Kegelradgetriebe sein. Ein solcher Antrieb eignet sich zum schnellen und präzisen Drehen der Spindel. A drive for rotating the spindle is expediently on attached to an upper crosshead. It goes without saying also possible to attach the actuator to the ram. In this The case is the recess or the opening for retracting the Spindle provided in the upper crosshead. The drive to Turning the spindle can, preferably as a hollow shaft gear executed, bevel gear. Such a drive is suitable for fast and precise turning of the spindle.

Der aus Spindel und Spindelmutter bestehende Gewindetrieb kann ein Trapezgewindetrieb sein. Ein solcher Trapezgewindetrieb kann durch Aufbringung hydrostatischen Drucks besonders reibungsarm betreibbar sein. Es kann aber auch sein, daß der Gewindetrieb als Kugel- oder Rollengewindetrieb ausgebildet ist. Bei dem Rollengewindetrieb kann es sich zweckmäßigerweise um ein Planetenrollengewinde handeln. Das Vorsehen eines Planetenrollengewindetriebs trägt dazu bei, daß besonders hohe Kräfte über eine stillstehende Spindel abgetragen werden können. The screw drive consisting of spindle and spindle nut can be a trapezoidal screw drive. Such a Trapezoidal screw drives can do so by applying hydrostatic pressure be operated with little friction. But it may also be that the Screw drive designed as a ball or roller screw drive is. With the roller screw drive it can be expediently act on a planetary roller thread. The provision of one Planetary roller screw contributes to that particularly high forces are transferred via a stationary spindle can.

Der erste Weg kann um ein vielfaches länger als der zweite Weg sein. Der zweite Weg ist vorzugsweise < 50 mm, vorzugsweise < 6 mm. The first way can be many times longer than the second Be away. The second way is preferably <50 mm, preferably <6 mm.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: An exemplary embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht einer Presse und Fig. 1 is a partial cross-sectional view of a press and

Fig. 2 eine Detailansicht nach Fig. 1. FIG. 2 shows a detailed view according to FIG. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Presse gezeigt, mit einem Kopfstück bzw. oberen Querhaupt 1 und einem Stößel 2, der in Säulen 3 geführt ist. Der Stößel 2 ist mit zwei Hubvorrichtungen mit dem oberen Querhaupt 1 verbunden. Jede der Hubvorrichtungen weist ein am oberen Querhaupt 1 angebrachtes Hohlwellengetriebe 4 auf, das antriebsmäßig mit einer sich davon erstreckenden Spindel 5 verbunden ist. Die zweckmäßigerweise ein Trapezgewinde aufweisende Spindel 5 greift in ein korrespondierendes Gegengewinde der Spindelmutter 6 ein. Die Spindelmutter ist als Rollengewinde, vorteilhafterweise als Planetenrollengewinde, ausgeführt. Ein Pressentisch ist mit dem Bezugszeichen 14 und ein unteres Querhaupt mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet. In Figs. 1 and 2, a press is shown with a head and upper cross-beam 1 and a plunger 2 which is performed in columns 3. The plunger 2 is connected to the upper crosshead 1 by two lifting devices. Each of the lifting devices has a hollow shaft gear 4 attached to the upper crosshead 1, which is connected in terms of drive to a spindle 5 extending therefrom. The spindle 5 , which expediently has a trapezoidal thread, engages in a corresponding counter thread of the spindle nut 6 . The spindle nut is designed as a roller thread, advantageously as a planetary roller thread. A press table is designated by the reference number 14 and a lower crosshead by the reference number 15 .

Eine Spindelmutter 6 ist an ihrer Außenseite zylindrisch und nach Art einer Doppel-Kolbenstange ausgebildet. Unter Außenseite ist in diesem Fall die Außenseite eines das Rollengewinde aufnehmenden Gehäuses zu verstehen. Sie weist einen zylindrischen Ringflansch 7 auf. Auf dem Ringflansch 7 ist ein Ringkolben 8 angebracht. Der Ringkolben 8 ist in einem Gleichgangzylinder 9 geführt. Der Ringkolben 8 weist eine Kolbendichtung 12 auf. Der Hub des Ringkolbens 8 beträgt 6 bis 50 mm. A spindle nut 6 is cylindrical on its outside and designed in the manner of a double piston rod. In this case, the outside is to be understood as the outside of a housing receiving the roller thread. It has a cylindrical ring flange 7 . An annular piston 8 is attached to the annular flange 7 . The ring piston 8 is guided in a synchronous cylinder 9 . The annular piston 8 has a piston seal 12 . The stroke of the ring piston 8 is 6 to 50 mm.

Die als Doppel-Kolbenstange ausgebildete Spindelmutter 6 ist mittels einer Verdrehsicherung 11 drehfest im Gleichgangzylinder 9 gehalten. Sie ist mit Kolbenstangendichtungen 13 gegen den Gleichgangzylinder 9 abgedichtet. Die Spindel 5 durchgreift die Spindelmutter 6. Das freie Ende der Spindel 5 durchgreift einen an der Oberseite des hohl ausgebildeten Stößels 2 vorgesehenen Durchbruch 10. In den Durchbruch 10 ragt auch ein Abschnitt der Doppel-Kolbenstange. The spindle nut 6 designed as a double piston rod is held in the synchronous cylinder 9 in a rotationally fixed manner by means of an anti-rotation device 11 . It is sealed with piston rod seals 13 against the synchronous cylinder 9 . The spindle 5 passes through the spindle nut 6 . The free end of the spindle 5 passes through an opening 10 provided on the upper side of the hollow plunger 2 . A section of the double piston rod also projects into the opening 10 .

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Zum Schließen z. B. eines am Stößel 2 angebrachten Werkzeugs (hier nicht gezeigt) wird der Stößel 2 durch die Bewegung der Spindel 5 entlang eines ersten Wegs in die Schließstellung bewegt. Diese Bewegung erfolgt mittels des Hohlwellengetriebes 4. Sie kann relativ schnell ausgeführt werden. The function of the device is as follows:
To close z. B. a tool attached to the plunger 2 (not shown here), the plunger 2 is moved by the movement of the spindle 5 along a first path into the closed position. This movement takes place by means of the hollow shaft gear 4 . It can be done relatively quickly.

Sobald ein vorgegebenes Ende des ersten Wegs erreicht worden ist, wird der Ringkolben 8 mittels einer (hier nicht gezeigten) Hydraulikeinrichtung im Gleichgangzylinder 9 entlang eines zweiten Wegs bewegt, der sich an den ersten Weg anschließt. Der Hub des zweiten Wegs beträgt etwa 6 bis 50 mm. Entlang des zweiten Wegs kann wegen der hydraulischen Kraftaufbringung eine hohe Kraft auf das Werkzeug aufgebracht werden. Der zweite Weg dient zweckmäßigerweise dem Umformen, Schneiden und dgl. As soon as a predetermined end of the first path has been reached, the annular piston 8 is moved in a synchronous cylinder 9 by means of a hydraulic device (not shown here) along a second path which adjoins the first path. The stroke of the second path is about 6 to 50 mm. Along the second path, a high force can be applied to the tool due to the hydraulic application of force. The second way expediently serves for forming, cutting and the like.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist einfach aufgebaut. Sie ermöglicht einen Betrieb einer Presse mit einer hohen Taktrate. Außerdem können Rüstzeiten verkürzt werden. Der Stößel 2 kann zur Anpassung an das jeweilige Werkzeug schnell und einfach auf eine gewünschte Ausgangshöhe gefahren werden. Bezugszeichenliste 1 oberes Querhaupt
2 Stößel
3 Säule
4 Hohlwellengetriebe
5 Spindel
6 Spindelmutter
7 Ringflansch
8 Ringkolben
9 Gleichgangzylinder
10 Durchbruch
11 Verdrehsicherung
12 Kolbendichtung
13 Kolbenstangendichtung
14 Pressentisch
15 unteres Querhaupt
The proposed device is simple. It enables a press to be operated at a high cycle rate. Setup times can also be shortened. The plunger 2 can be moved quickly and easily to a desired starting height in order to adapt to the respective tool. List of Reference Numerals 1 upper crosshead
2 pestles
3 pillar
4 hollow shaft gears
5 spindle
6 spindle nut
7 ring flange
8 ring pistons
9 synchronous cylinders
10 breakthrough
11 Anti-rotation device
12 piston seal
13 piston rod seal
14 press table
15 lower crosshead

Claims

1. Device for moving a ram of a press,
a first lifting element is provided for movement along a first predetermined path, in which a spindle ( 5 ) engages with its thread in a counter thread of a spindle nut ( 6 ),
and wherein for further movement along a second path adjoining the first path, a hydraulically movable second lifting element connected to the first lifting element is provided with a piston ( 8 ) rotatably guided in a cylinder ( 9 ),
characterized in that
the spindle nut ( 6 ) is designed on the outside of the counter-thread in the manner of a double piston rod and is guided in the cylinder ( 9 ) with a piston ( 8 ) provided on its circumference as an annular piston.

2. Device according to claim 1, wherein the cylinder is designed as a synchronous cylinder ( 9 ).

3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein the cylinder ( 9 ) is attached to the plunger ( 2 ).

4. Device according to one of the preceding claims, wherein in the plunger ( 2 ) a recess ( 10 ) for retracting the spindle ( 5 ) is provided.

5. Device according to one of the preceding claims, wherein a drive ( 4 ) for rotating the spindle ( 5 ) is attached to an upper crosshead ( 1 ).

6. Device according to one of the preceding claims, wherein the drive ( 4 ) for rotating the spindle ( 5 ) is a, preferably designed as a hollow shaft gear, bevel gear.

7. Device according to one of the preceding claims, wherein the screw drive formed from the spindle ( 5 ) and spindle nut ( 6 ) is a trapezoidal screw drive.

8. Device according to one of the preceding claims, the screw drive being a ball or roller screw drive, preferably a planetary roller screw drive.

9. Device according to one of the preceding claims, the first way being many times longer than the second way is.

10. Device according to one of the preceding claims, the second path being <50 mm, preferably <6 mm.