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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringpresse, umfassend einen Dorn, über den ein zu pressendes ringförmiges Werkstück in Axialrichtung der Ringpresse zuführbar ist und an dem das Werkstück abstützbar ist, mehrere in Radialrichtung geführt bewegliche Presselemente, mit denen Druck auf das Werkstück ausübbar ist, und eine in Umfangsrichtung relativ zu den Presselementen drehbare Druckerzeugungsanordnung, bei deren Verdrehung relativ zu den Presselementen die Presselemente von einer Freigabestellung in eine Pressstellung beweglich sind, wobei die Druckerzeugungsanordnung einen Laufring umfasst, an dessen radialer Innenseite sich an den Presselementen abgestützte Rollen abwälzen, und der auf seiner radialen Außenseite in Axialrichtung konisch ausgeführt ist und an der Innenseite eines in Axialrichtung gegenläufig konisch ausgebildeten Spannrings der Druckerzeugungsanordnung anliegt, wobei der Spannring und der Laufring im Betrieb der Ringpresse kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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Bei einer derartigen Ringpresse kann die Hülse zu Beginn der Druckausübung mittels der Presselemente relativ zum Dorn zentriert werden. Dabei kann die Hülse zunächst mit ihrem Innenumfang in geringem Abstand zum Außenumfang des Dorns gehalten sein, da sie an ihrem Außenumfang durch die Presselemente gehalten bzw. eingespannt ist. Bei weiterem Fortschreiten des Pressvorgangs (Druckerhöhung) erfolgt eine plastische Verformung der Hülse, wobei durch radiales Bewegen der Presselemente zum Dorn hin das Hülsenmaterial zum Dorn hin verdrängt wird und dann ggf. an diesem anliegt. Die dabei erzeugte plastische Verformung kann insbesondere zu einer Verringerung des Innen- und Außendurchmessers der Hülse führen, wobei die Dicke der Hülse im Wesentlichen gleich bleibt wie vor dem Pressen in der Ringpresse oder nur geringfügig verringert wird. Ein solcher Pressvorgang ermöglicht die Herstellung von Hülsen mit hoher Maßgenauigkeit und Präzision.
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Eine derartige Ringpresse ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 031 482 A1 bekannt. Die dort vorgestellte Verstellung des Spannrings in axialer Richtung relativ zum Laufring erfolgt mittels mehrerer Schrauben, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und von einer Bedienperson einzeln eingestellt werden müssen. Dabei kann es vorkommen, dass nicht alle Schrauben in der exakt gleichen Drehstellung positioniert sind, so dass auf den Spannring unterschiedliche Kräfte ausgeübt werden. Falls die Schrauben unterschiedlich eingestellt sind, können sich Spannungen im Spannring selbst ergeben und ferner sind die auf den Laufring und somit die Presselemente und das Werkstück übertragenen radialen Kräfte ungleichmäßig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Ringpresse derart weiterzubilden, dass die Spannringverstellung optimiert werden kann.
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Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zur axialen Verstellung des Spannrings relativ zum Laufring die kraftschlüssige Verbindung durch Aufbau von Hydraulikdruck zwischen den konischen Reibflächen von Laufring und Spannring lösbar ist.
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Der dabei aufgebaute Hydraulikdruck kann bis zu etwa 40 t entsprechen, um zwischen den Reibflächen von Laufring und Spannring eine für die axiale Verstellung des Spannrings erforderliche Schmierschicht zu erzeugen. Durch die Schmierschicht kann der Spannring entlang dem in axialer Richtung konischen Laufring mit geringem Kraftaufwand verschoben werden.
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Der Spannring ist vorzugsweise mit seiner Außenumfangsfläche mit einer Innenumfangsfläche eines Antriebsrings der Druckerzeugungsanordnung verbunden. Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen, dass der Spannring an seinem Außenumfang einen Gewindeabschnitt aufweist, der mit einem Gewindeabschnitt an der Innenumfangsfläche des Antriebsrings in Verbindung steht. Ferner ist es bevorzugt, dass bei der axialen Verstellung des Spannrings der Antriebsring relativ zum Spannring verdrehbar ist.
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Der zur axialen Verstellung des Spannrings aufgebaute Hydraulikdruck führt zu einer Schmierschicht zwischen dem Innenumfang des Antriebsrings und dem Außenumfang des Spannrings, insbesondere auch im Bereich der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeabschnitte. Nach Aufbau des Hydraulikdrucks ist somit der Spannring vom Laufring und vom Antriebsring durch eine dünne Schmierschicht getrennt, was seine axiale Verstellung vereinfacht. Die axiale Verstellung erfolgt nach Aufbau des Hydraulikdrucks durch Verdrehen des Antriebsrings relativ zum dann in Drehrichtung feststehenden bzw. fixierten Spannring. Durch die Gewindeverbindung wird die Drehbewegung des Antriebsrings in eine axiale Bewegung des Spannrings übersetzt. Wenn der Hydraulikdruck wieder abgebaut worden ist, kann das Hydrauliköl zwischen dem Antriebsring und dem Spannring bzw. dem Spannring und dem Laufring wieder herausgepresst werden und abfließen, so dass zwischen Spannring und Antriebsring bzw. Laufring erneut eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung aufgebaut werden kann. Der Spannring und der Laufring können dann vom Antriebsring direkt angetrieben werden. Der Antriebsring dient somit sowohl dem Antrieb der Ringpresse im Normalbetrieb als auch der Verstellung des Spannrings bei angehaltener Ringpresse zur Einstellung bzw. Veränderung des im Betrieb auf das Werkstück wirkenden Drucks.
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Der Laufring und der Antriebsring sind vorzugsweise in axialer Richtung unverschieblich gelagert, wobei sie in axialer Richtung zwischen einer Grundplatte, insbesondere auf der Hinterseite der Ringpresse und einer Abdeckung, insbesondere auf der Vorderseite der Ringpresse aufgenommen sind. Diese axiale Abstützung von Laufring und Antriebsring ermöglicht die axiale Verstellung des Spannrings relativ zu den beiden in Axialrichtung feststehenden Ringen, wenn der Hydraulikdruck aufgebaut worden ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Spannring wenigstens eine in Axialrichtung verlaufende Bohrung aufweist, in welcher ein Druckstift verschieblich aufgenommen ist. Vorzugsweise weist der Spannring über seinen Umfang verteilt mehrere Bohrungen, vorzugsweise acht Bohrungen mit einem jeweiligen Druckstift auf. Es ist also pro Bohrung ein Druckstift vorgesehen. Diese Druckstifte sind vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und einer die Verstellung des Spannrings ermöglichenden Öffnungsstellung beweglich.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Bohrung im Spannring mit einer in der Grundplatte ausgebildeten Hydraulikzuführung in Verbindung steht. Über die Hydraulikzuführung und die Bohrungen im Spannring kann Hydrauliköl zugeführt werden, um den gewünschten Hydraulikdruck zwischen Spannring, Laufring und Antriebsring aufbauen zu können.
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Der Druckstift ist auf der Grundplattenseite (Rückseite der Ringpresse) vorzugsweise durch einen Ventilstift beaufschlagbar und auf der axial gegenüberliegenden Abdeckungsseite (Vorderseite der Ringpresse) ist er durch einen Schließstift beaufschlagbar. Im Betrieb der Ringpresse wird vorgeschlagen, dass der Schließstift am Druckstift anliegt und mit seinem vorderen Ende in Eingriff mit der Bohrung im Spannring steht. Beim Verstellen des Spannrings wird vorgeschlagen, dass der Ventilstift am Druckstift anliegt und diesen in axialer Richtung zum Schließstift drückt, derart, dass der Ventilstift in Eingriff mit der Bohrung des Spannrings steht und der Schließstift außer Eingriff mit der Bohrung steht.
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Der Druckstift überträgt somit in axialer Richtung beim Aufbau von Hydraulikdruck durch den Ventilstift aufgebrachte Druckkräfte in axialer Richtung auf den Schließstift, so dass die durch den Schließstift im Normalbetrieb erzeugte Sicherungskopplung zur gemeinsamen Verdrehung von Antriebsring und Spannring gelöst werden kann. Bei gelöster Sicherungskopplung kann der Antriebsring dann beim Verstellen relativ zum Spannring verdreht werden.
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Der angesprochene Schließstift ist vorzugsweise in Richtung zum Spannring hin vorgespannt, vorzugsweise mittels einer in diese Richtung wirkenden Feder.
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Der Ventilstift weist bevorzugt eine axiale Zentralbohrung auf, durch welche hindurch Hydrauliköl zum Druckstift fließen kann. Ferner kann der Ventilstift in Richtung weg vom Spannring vorgespannt sein, vorzugsweise durch eine in diese Richtung wirkende Feder. Diese Vorspannung weg vom Spannring beim Ventilstift wirkt dem beim Verstellen erforderlichen Hydraulikdruck entgegen und die Vorspannung wird durch Aufbau von Hydraulikdruck überwunden. Die Vorspannung beim Ventilstift gewährleistet nach Abbau des Hydraulikdrucks, dass der Ventilstift außer Eingriff mit dem Spannring gebracht werden kann.
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Der im Spannring aufgenommene Druckstift bzw. die mehreren Druckstifte weist bzw. weisen einen axial verlaufenden Hydraulikkanal auf, welcher mit der Zentralbohrung des Ventilstifts fluchtet, derart, dass Hydrauliköl durch die Zentralbohrung hindurch in den Hydraulikkanal fließen kann.
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Um das Hydrauliköl zu den bereits angesprochenen Gewindeabschnitten und zu den Reibflächen zwischen Spannring und Laufring bzw. Antriebsring zu leiten, wird vorgeschlagen, dass der Druckstift vom axialen Hydraulikkanal ausgehende, im Wesentlichen radial verlaufende Verbindungskanäle aufweist. Dabei werden diese radial verlaufenden Verbindungskanäle erst durch axiale Verschiebung des Ventilstifts geöffnet und stehen dann mit radialen Hochdruckkanälen im Spannring in Verbindung. Wenn kein Hydraulikdruck wirkt, sind die radialen Verbindungskanäle des Druckstifts durch die Innenumfangsfläche der Bohrung im Spannring geschlossen.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Spannring in axialer Richtung um etwa 2 bis 4 Millimeter, vorzugsweise etwa 2,5 bis 3,5 Millimeter verstellbar ist, wobei die konischen Reibflächen des Spannrings und des Laufrings derart ausgebildet bzw. geneigt sind, dass der Laufring durch die axiale Verstellung des Spannrings um etwa 2 bis 5 Zehntel Millimeter, vorzugsweise etwa 3 bis 4 Zehntel Millimeter in radialer Richtung verstellbar ist. Durch den Spannring wird der Laufring also um wenige Zehntel Millimeter geschrumpft, um höhere Drücke auf die Rollen, Presselemente und somit das zu bearbeitende Werkstück auszuüben.
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Als Antrieb für die Ringpresse wird ein Torque-Motor vorgeschlagen, dessen als Hohlwelle ausgebildeter Rotor mit dem Antriebsring gekoppelt ist. Hinsichtlich einer Ringpresse mit Torque-Motor wird auf die zeitgleich von der Anmelderin eingereichte Patentanmeldung mit dem Titel ”Ringpresse mit Torque-Motor” hingewiesen, deren Inhalt in Bezug auf die Ausgestaltung des Antriebs durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
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Der Torque-Motor, welcher direkt mit dem Antriebsring gekoppelt ist, ermöglicht somit das Betreiben der Ringpresse sowie die Verstellung des Spannrings, wobei die Ansteuerung eines solchen Torque-Motors sehr genau erfolgen kann und insbesondere bei der Verstellung des Spannrings keine Verluste durch Schlupf oder dgl. zu berücksichtigen sind, wie im Falle eines Antriebs mit einem Getriebe (Zahnräder, Ritzel oder dgl.). Es soll allerdings hier nicht ausgeschlossen werden, dass die vorgestellte hydraulische Spannringverstellung nicht auch mit einem herkömmlichen Antrieb, wie er aus der
DE 10 2007 031 482 A1 bekannt ist, funktioniert. Bei entsprechend genauer Fertigung von Getriebebestandteilen und der Berücksichtigung von Schlupf oder dgl. kann auch mit einem solchen durch ein Getriebe übersetzten Antrieb die Verstellung des Spannrings erreicht werden.
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Die Ringpresse weist bevorzugt eine Steuereinrichtung auf, die derart eingerichtet ist, dass der zur Verstellung des Spannrings erforderliche Hydraulikdruck aufgebaut wird, dass der Antriebsring insbesondere mittels des Torque-Motors relativ zum Spannring verdreht wird, um eine gewünschte axiale Stellung des Spannrings einzustellen, und dass der Hydraulikdruck wieder abgebaut wird, um den Kraftschluss bzw. Reibschluss zwischen Antriebsring, Spannring und Laufring für den Betrieb der Ringpresse wieder herzustellen.
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Eine derartige Steuereinrichtung kann selbstverständlich auch für den Betrieb der Ringpresse genutzt werden, insbesondere zur Einstellung oder Programmierung von für die Herstellung der Hülsen erforderlichen Betriebsparametern, wie etwa Drehzahl der Ringpresse und dgl.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand einer Ausführungsform beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ringpresse mit hydraulischer Spannringverstellung.
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2 zeigt eine Teilschnittdarstellung durch die Ringpresse entsprechend der Linie II-II der 1, wobei der Spannring in einer hinteren Anschlagsposition dargestellt ist.
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3 zeigt die gleiche Schnittdarstellung wie 2 zu Beginn des Aufbaus von Hydraulikdruck zur Verstellung des Spannrings.
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4 zeigt den gleichen Schnitt wie 2 nach einer maximal möglichen Verstellung des Spannrings bei noch aufgebautem Hydraulikdruck.
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5 zeigt den verstellten Spannring in einer vorderen Anschlagposition für den Betrieb der Ringpresse bei abgebautem Hydraulikdruck.
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1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ringpresse 10, wobei zur Ringpresse zugehörige Abdeckungen abgenommen sind, so dass der Blick in das Innere der Ringpresse 10 freigegeben ist. Die Ringpresse 10 umfasst einen Dorn 12, um dessen Außenseite eine zu bearbeitende Hülse mit ihrem Innenumfang angeordnet werden kann. Eine insgesamt mit 14 bezeichnete Druckerzeugungsanordnung weist einen Antriebs- bzw. Druckring 16, einen Spann- bzw. Stellring 18 und einen Laufring 20 auf. Der Antriebsring 16 ist mit einem als Hohlwelle ausgebildeten Rotor 22 eines Torque-Motors 24 verbunden. Entlang seinem radial äußeren Umfang weist der Rotor 22 Magnete 26 auf. Der Torque-Motor 24 umfasst einen Stator 28, in welchem zugehörige Wicklungen sowie Kühlkanäle vorgesehen sind.
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In radialer Richtung schließen sich an den Laufring 20 Rollen 30 und mehrere Presselemente 32 an, die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und sich an ihren radial äußeren Endbereichen und an ihren radial inneren Endbereichen in Umfangsrichtung sehr nahe nebeneinander liegen, wobei sie sich in einer Pressstellung ggf. an diesen Endbereichen auch berühren können. An ihrem radial äußeren Rand 34 weisen die Presselemente 32 ein regelmäßiges Profil auf, das abwechselnd radiale Erhebungen und Senkungen umfasst. Ferner weisen die Presselemente 32 jeweils eine langlochförmige Öffnung 36 auf, durch die ein Führungselement 38 durchgeht. Dieses Führungselement 38 weist in radialer Richtung R eine Länge auf, die etwas kleiner ist als die Länge des Langlochs 36, so dass sich die Presselemente 32 in radialer Richtung relativ zum feststehenden Führungselement 38 bewegen können. Die Presselemente 32 werden durch das Abrollen der Rollen 30 auf der kontinuierlichen Umfangsbahn in radialer Richtung R zum Dorn 12 bewegt, über den das zu bearbeitende Werkstück, insbesondere eine Hülse, aufgeschoben ist. Die Hülse wird durch die jeweils ein Kreisbogensegment bildenden radialen Innenränder 40 der Presselemente 32 beaufschlagt und unter Druck gesetzt, wobei sie zunächst mit geringem Abstand (Ringspalt) zentriert zum Dorn 12 gehalten ist. Durch weiteren Druckaufbau wird die Hülse zwischen den Presselementen 32 und dem Dorn 12 in ihre endgültige Form gepresst, wobei das Hülsenmaterial in den Bereich plastischer Deformation kommt. Dabei verringern sich insbesondere der Innen- und Außendurchmesser der Hülse, wobei die Dicke der Hülse etwa gleich bleibt.
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Die Ringpresse ist normalerweise Bestandteil einer Arbeitsmaschine in Form einer Biegemaschine zur Herstellung von zylindrischen Hülsen. Hinsichtlich des Grundaufbaus einer derartigen Biegemaschine wird auf die zeitgleich von der Anmelderin eingereichte Patentanmeldung mit dem Titel ”Ringpresse mit Torque-Motor” hingewiesen und deren diesbezüglicher Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen. Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass die Druckerzeugungsanordnung 14, insbesondere der Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Rollen 30 um die Biegeachse BA drehbar sind bzw. im Falle der Laufrollen 30 abgerollt werden.
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2 zeigt eine Teilschnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie II-II der 1 durch die Ringpresse 10 im Bereich des Antriebs- bzw. Druckrings 16, Spann- bzw. Stellrings 18 und Laufrings 20. Die in 1 sichtbare Vorderseite V befindet sich in den Schnittdarstellungen der 2 bis 5 auf der linken Seite. Die in der 1 nicht sichtbare Rückseite RS der Ringpresse 10 befindet sich in den Schnittdarstellungen der 2 bis 5 auf der rechten Seite. Der Antriebsring 16, der Spannring 18 und der Laufring 20 sind zwischen einer rückseitigen Grundplatte 42 und einer vorderseitigen Abdeckung 44 aufgenommen. Die Grundplatte 42 ist sowohl im Betrieb der Ringpresse 10 als auch während der Verstellung des Spannrings 18 in axialer Richtung AR unverschieblich gehalten und kann nicht um die Biegeachse BA gedreht werden. In der Grundplatte 42 ist eine Ventilaufnahmeöffnung 46 vorgesehen, in welcher ein Ventilstift 48n Axialrichtung AR verschieblich aufgenommen ist. Der Ventilstift 48 weist an seinem hinteren bzw. rückseitigen Ende einen Ventilstößel 50 auf, dessen Durchmesser größer ist als ein sich daran anschließender Ventilschaft 52. Der Ventilschaft 52 weist an seinem vorderen Ende eine konisch ausgebildete Spitze 54 auf. Im Ventilstift 48 ist eine Zentralbohrung 56 ausgebildet, durch welche Hydrauliköl in Richtung des Spannrings 18 zugeführt werden kann beim Aufbau von Hydraulikdruck bzw. abgeführt werden kann bei nachlassendem Hydraulikdruck. Hydrauliköl wird durch eine Zuführleitung 58 im Bereich des Ventilstößels 50 zugeführt, um Hydraulikdruck aufbauen zu können. Der Ventilstift 48 ist mittels einer Feder 60 in axialer Richtung AR weg vom Spannring 18 vorgespannt, so dass er die Zuführleitung 58 unter drucklosen Verhältnissen mit dem Ventilstößel 50 verschließt.
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Im Spann- bzw. Stellring 18 ist eine Bohrung 62 vorgesehen, in welcher ein Druckstift 64 in Axialrichtung AR verschieblich aufgenommen ist. Im Druckstift 64 ist ein zur Zentralbohrung 46 des Ventilstifts 48 offener Kanal 66 ausgebildet, so dass Hydrauliköl von der Zuführleitung 58 durch die Zuführleitung 56 und den Kanal 66 strömen kann. In einem mittleren Bereich des Ventilstifts 64 endet der axial verlaufende Hydraulikkanal 66 und weist radial verlaufende Verbindungskanäle 68 auf, durch welche Hydrauliköl in radialer Richtung austreten kann.
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In der Abdeckung 44 ist ein Schließstift 70 in einer entsprechenden Öffnung 72 axial verschieblich aufgenommen. Dieser Schließstift 70 ist in dem den Normalbetrieb der Ringpresse darstellenden Zustand der 2 in Richtung des Spannrings 18 ausgefahren und er steht mit seinem hinteren, konisch ausgebildeten Stiftende 74 in Eingriff mit der Bohrung 62 im Spannring 68. Der Schließstift 70 ist mittels einer Feder 76 in Richtung des Spannrings 18 vorgespannt, so dass er bei drucklosen Verhältnissen (kein Hydraulikdruck) stets in Eingriff mit dem Spannring 18 steht. Die Feder 76 ist auf ihrer vorderen Seite an einem in die Abdeckung 44 geschraubten Schraubverschluss 78 abgestützt. Dieser Schraubverschluss 78 weist eine mit dem Schließstift 70 fluchtende Öffnung 80 auf, in welche ein Schaft 82 des Schließstifts verschoben wird, wenn Hydraulikdruck angelegt wird. Das vordere Ende des Schafts 82 ist somit von außen für eine Bedienperson sichtbar, und es kann in einfacher Weise überprüft werden, ob sich Schließstifte 70 in der gewünschten Stellung befinden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Spannring 18 mehrere Bohrungen 62 mit jeweiligen Druckstiften 64 aufweist und dass entsprechend auch mehrere Ventilstifte 48 und Schließstifte 70 vorhanden sind. Dies wird beispielsweise aus der 1 ersichtlich, in welcher beispielhaft acht Schraubverschlüsse 78 und den Schließstift 70 vorspannende Federn 76 ersichtlich sind.
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Der Laufring 20 weist einen sich in Axialrichtung AR von der Rückseite RS zur Vorderseite V hin konisch vergrößernden Durchmesser auf, so dass eine konische Reibfläche 84 gebildet wird. Der Spannring 18 weist an seinem Innenumfang eine ebenfalls konisch ausgebildete Reibfläche 86 auf, welche im Normalbetrieb der Ringpresse 10 mit der Reibfläche 84 des Laufrings 20 in reibschlüssiger bzw. kraftschlüssiger Verbindung steht. An seinem Außenumfang weist der Spannring 18 eine weitere Reibfläche 88 auf, die in reibschlüssiger bzw. kraftschlüssiger Verbindung mit einer den Innenumfang des Antriebsrings 16 bildenden Reibfläche 90 steht. In einem bezogen auf die axiale Erstreckung mittleren Bereich weisen der Spannring 18 und der Antriebsring 16 einen jeweiligen Gewindeabschnitt 92 bzw. 94 auf, die miteinander in Gewindeverbindung stehen. Ferner sind im Spannring 18 zu den Gewindeabschnitten 92, 94 und zu den Reibflächen 84 und 86 radial verlaufende Hydraulikleitungen 96 bzw. 98 vorgesehen, durch welche Hydrauliköl zu den Gewindeabschnitten 92, 94 bzw. den Reibflächen 84, 86 und 88, 90 zugeführt werden kann.
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2 zeigt einen Betriebszustand, in welchem der Spannring 18 in seiner hinteren Anschlagstellung liegt und den geringsten Druck auf den Laufring 20 ausübt. Wie bereits erwähnt, ist in einer solchen normalen Betriebsstellung der Schließstift 70 mit seinem vorderen Ende 74 in Eingriff mit dem Spannring 18. Wenn die Ringpresse angetrieben wird, so werden Drehbewegungen des Antriebsrings 16 über die Reibflächen 88, 90 sowie 84, 86 auf den Spannring und von diesem auf den Laufring 20 übertragen. Im Normalbetrieb wird auch die normalerweise ringförmige Abdeckung 44 mitgedreht. Somit drehen sich der Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Abdeckung 44 relativ zur feststehenden Grundplatte 42 um die Biegachsse BA und den Dorn 12 (1).
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3 zeigt den Zustand bei nicht drehender Ringpresse, bevor der Spannring 18 in axialer Richtung AR verstellt wird. Durch die Zuführleitung 58 wird Hydrauliköl unter Druck zugeführt und drückt den Ventilstift 48 mittels seines beaufschlagten Stößels 50 in Richtung des Spannrings 18. Diese Bewegung des Ventilstifts 48 in axialer Richtung AR erfolgt gegen die Vorspannkraft der Feder 60. Der Ventilstift 48 liegt mit seinem vorderen konischen Ende 54 am Druckstift 64 an und bewegt diesen in Richtung der Abdeckung 44 durch die Bohrung 62 im Spannring 18. Durch diese axiale Verstellung des Druckstifts 64 aus seiner Schließstellung (2) in seine Öffnungsstellung (3) wird der Schließstift 70 außer Eingriff mit der Bohrung 62 des Spannrings 18 gebracht. Der bzw. die radialen Verbindungskanäle 68 des Druckstifts 64 stehen nun in Fluidverbindung mit den radialen Verteilleitungen 96, 98, so dass von der Hydraulikzuführung 58 zugeführtes Hydrauliköl mittels Zentralbohrung 56 und Kanal 66 in den Bereich der Gewinde 92, 94 sowie der Reibflächen 88, 90 und 84, 86 gepresst werden kann. Durch den Aufbau von Hydraulikdruck mit einer Kraft von bis zu 40 t wird zwischen den Reibflächen 88, 90 zwischen Antriebsring 16 und Spannring 18 sowie zwischen den Reibflächen 84, 86 zwischen Spannring 18 und Laufring 20 eine Schmierschicht bereitgestellt, welche die kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsring 16 und dem Spannring 18 bzw. dem Laufring 20 und dem Spannring 18 temporär löst. Der Spannring 18 ist in dieser Öffnungsstellung des Druckstifts 64 gegen Verdrehung gesichert aufgrund des Eingriffs des Ventilstifts 48 in die Bohrung 62 des Spannrings 18. Wie bereits oben erläutert, gibt es in Umfangsrichtung verteilt mehrere Ventilstifte 48, welche in jeweilige Bohrungen 62 im Spannring 18 eingreifen. In der in 3 dargestellten Öffnungsstellung des Druckstifts 64 ist somit die im Normalbetrieb der Ringpresse 10 vorhandene reib- bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebsring 16, Spannring 18 und Laufring 20 aufgehoben. Ferner ist die durch die Schließstifte 70 im Normalfall hergestellte Drehkopplung zwischen Spannring 18 und Abdeckung 44 aufgehoben. Dies führt dazu, dass der Antriebsring 16 alleine relativ zum Spannring 18, zum Laufring 20, zur Abdeckung 44 und zur Grundplatte 42 verdreht werden kann. Es wird noch darauf hingewiesen, dass die Bohrung 62 einen radial nach innen weisenden Vorsprung 99 aufweist, an welchem der Druckstift 64 in der Öffnungsstellung gemäß 3 anliegt.
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4 zeigt die Ringpresse 10 nach wie vor unter Hydraulikdruck, also in Öffnungsstellung des Druckstifts 64. Nachdem ausreichend Hydraulikdruck aufgebaut worden ist, wird der Antriebsring 16 relativ zum Spannring 18 verdreht. Aufgrund der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeabschnitte 92, 94 wird die Drehbewegung des Antriebsrings 16 in eine axiale Verstellung des Spannrings 18 von der Rückseite RS zur Vorderseite V bzw. weg von der Grundplatte 42 hin zur Abdeckung 44 übersetzt. Der Spannring 18 ist in 4 in seiner vordersten Stellung dargestellt, in welcher er aufgrund der konisch verlaufenden Reibflächen 84, 86 den größten Druck auf den Laufring 20 ausübt. Es wird darauf hingewiesen, dass der Spannring 18 in jeder beliebigen axialen Stellung zwischen der in 2 und 3 dargestellten hinteren Position und der in 4 dargestellten vorderen Position eingestellt werden kann. Es ist insbesondere daran gedacht, dass durch eine nicht dargestellte Steuereinheit axiale Verstellschritte des Spannrings 18 von wenigen Zehntel Millimeter möglich sind, so dass in radialer Richtung der Laufring 20 in Schritten von wenigen Hundertstel Millimeter geschrumpft werden kann. Insgesamt beträgt der axiale Verschiebeweg des Spannrings 18 zwischen seiner hinteren Position (2 bzw. 3) zu seiner vorderen Position (4) etwa 2,5 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 3 bis 4 mm. Die maximale radiale Verstellung des Laufrings 20 aufgrund der konischen Reibflächen 84, 86 beläuft sich auf etwa 3 bis 5 Zehntel Millimeter.
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5 zeigt den Spannring 18 in seiner vordersten Stellung, wobei kein Hydraulikdruck mehr herrscht und der Spannring 18 aufgrund des Reibschlusses zwischen ihm und dem Antriebsring 16 bzw. dem Laufring 20 in dieser vordersten Stellung fixiert ist. Durch das Nachlassen des Hydraulikdrucks wird zuerst die zwischen den Reibflächen 84, 86 bzw. 88, 90 vorhandene Schmiermittelschicht herausgepresst, so dass die reibschlüssige Verbindung wieder hergestellt wird. Das übrige im System befindliche und noch unter Druck vorhandene Hydrauliköl fließt über die bereits erwähnten Kanäle und Leitungen 66, 56, 58 ab. Es wird darauf hingewiesen, dass durch eine wenige Dichtungen aufweisende Bauweise ein rasches Abfließen des Hydrauliköls bei nachlassendem Hydraulikdruck ermöglicht wird.
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Der Ventilstift 48 wird bei nachlassendem Hydraulikdruck aufgrund der Feder 60 wieder außer Eingriff mit dem Spannring 18, insbesondere der Bohrung 62 gebracht und liegt in seiner Ruhestellung in der Öffnung 46 der Grundplatte 42. Da der Ventilstift 48 keine Kraft in axialer Richtung mehr auf den Druckstift 64 ausübt, drückt der Schließstift 70 aufgrund der Federkraft der Feder 76 den Druckstift 64 wieder in seine Schließstellung, so dass auch die Zuführung von Hydrauliköl über die radialen Kanäle 68 wieder geschlossen wird. Die Abdeckung 44 ist somit wieder in Drehmitnahmeeingriff mit dem Spannring 18, so dass der Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Abdeckung 44 gemeinsam relativ zur Grundplatte 42 verdreht werden können.
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Selbstverständlich weist die Ringpresse zur Erzeugung des Hydraulikdrucks ein hier nicht dargestelltes Reservoir mit Hydrauliköl sowie eine Hochdruckpumpe auf. Ferner ist auch eine Steuerung für die Ringpresse vorgesehen, mittels welcher die Verstellung des Spannrings gesteuert bzw. geregelt werden kann. Verfahrensmäßig können die 2 bis 5 in etwa wie folgt beschrieben werden. Der Normalbetrieb der Ringpresse, in welchem der Spannring 18 in einer ersten, beispielsweise hinteren Position liegt, wird gestoppt. Dann wird Hydraulikdruck aufgebaut, um die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Spannring 18 und dem Laufring 20 bzw. dem Antriebsring 16 zu lösen. Anschließend erfolgt eine Verdrehung des Antriebsrings 16 relativ zum Spannring, wodurch der Spannring 18 aufgrund einer Gewindeverbindung mit dem Antriebsring 16 in axialer Richtung in eine gewünschte zweite Position, welche von der ersten Position unterschiedlich ist, verstellt wird. Der Hydraulikdruck wird wieder abgebaut, um den Spannring 18 in seiner zweiten Position reibschlüssig zwischen Antriebsring 16 und Laufring 20 zu fixieren. Nachdem der Einstellvorgang abgeschlossen worden ist, kann der Betrieb der Ringpresse mit dem Spannring in seiner zweiten, beispielsweise vorderen Position wieder aufgenommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007031482 A1 [0003, 0020]
