DE102010064400A1

DE102010064400A1 - Pressscheibe und Pressvorrichtung

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Publication number: DE102010064400A1
Application number: DE102010064400A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: EP2646181A1; WO2012072686A1; SI2646181T1; CA2819279A1; DE102010064400B4; DE102011007729B3; EP2646180A1; EP2646180B1; US20130247640A1; US9492855B2; WO2012072688A1; CA2819279C; EP2646181B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pressscheibe zur Montage am Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei die Pressscheibe wenigstens ein Füllstück mit einer Pressfläche umfasst, über die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann, und das Füllstück an seinem Außendurchmesser konisch mit einer Außenkegelfläche ausgebildet ist und von einem ebenfalls zur Pressscheibe gehörenden Dichtring umgeben ist, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche und der Außenkegelfläche des Füllstückes einen Spalt ausbildet. Zwischen dem Füllstück und dem Dichtring verläuft wenigstens ein radialer Spalt, der sich von innen nach außen konisch aufwertet, wobei das Füllstück und der Dichtring über ein Verbindungselement an dem Pressstempel montierbar sind und die Rückzugskraft des Pressstempels über das Verbindungselement auf den Dichtring übertragbar ist. Erfindungsgemäß ist über ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe je nach Drehrichtung eine Sicherung der Pressscheibe an dem Pressstempel gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar, wodurch der Dichtring und das Füllstück von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressscheibe zur Montage am Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei die Pressscheibe wenigstens ein Füllstück mit einer Pressfläche umfasst, über die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann. Das Füllstück ist von einem ebenfalls zur Pressscheibe gehörenden Dichtring umgeben, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche und der Außenkegelfläche des Füllstücks einen ersten Spalt ausbildet. Zwischen dem Füllstück und dem Dichtring verläuft ferner wenigstens ein radialer Spalt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Pressvorrichtung mit einer solchen Pressscheibe.
Nach dem Stand der Technik sind Pressen bekannt, welche Pressscheiben umfassen, mit denen Druck auf das zu verpressende Material übertragen werden können. Die Pressscheiben sind in der Regel rotationssymmetrisch und befinden sich während des Pressvorganges in einem Aufnehmer, der sie ummantelt. In der Regel besteht die Pressscheibe aus einem Metall wie Warmarbeitsstahl.
Beim Pressen ist die Pressscheibe einer starken Druckbelastung und einer Durchmesservergrößerung ausgesetzt, die eine Beanspruchung des Materials mit sich führt. Diese Beanspruchung führt zu einem Verschleiß des Pressscheibenmaterials. Weiterhin ergibt sich bei den Pressvorrichtungen nach dem Stand der Technik die Problematik, dass zu Beginn des Pressvorgangs im Aufnehmer enthaltene Luft oftmals nicht vollständig entweichen kann und das zu verpressende Material beeinträchtigt.
Daher ist man bestrebt, Pressscheiben zu entwickeln, die eine möglichst geringe Materialbeanspruchung und damit eine höhere Lebensdauer der Pressscheibe mit sich bringen. Beispielsweise offenbart die Deutsche Patentschrift DE 100 36 463 B4 eine vorteilhafte Pressscheibe und eine Pressvorrichtung mit einer solchen Pressscheibe, bei der die Pressscheibe ein Füllstück mit einer Pressfläche umfasst, mit der eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann. Das Füllstück ist von einem Dichtring umgeben, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche und der Außenkegelfläche des Füllstücks einen ersten Spalt ausbildet. Zwischen dem Füllstück und dem Dichtring verläuft ferner wenigstens ein radialer Spalt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet.
Will man eine solche bekannte Pressscheibe verbessern, umfasst diese diverse Bauteile, die beispielsweise auch einstückig ausgeführt werden könnten, um die Anzahl der Bauteile zu reduzieren. Darüber hinaus wäre es erstrebenswert, wenn die Bauhöhe der Pressscheibe reduziert werden könnte, um insgesamt das Gewicht zu reduzieren und somit die Montage und Demontage zu erleichtern. Dies ist jedoch bei dieser bekannten Pressscheibe nicht möglich, ohne die Funktionalität und Lebensdauer der Pressscheibe erheblich zu beeinträchtigen.
Ferner wäre es vorteilhaft, wenn lediglich die Verschleißteile einer Pressscheibe von vorne abgenommen und ausgetauscht werden könnten, ohne dass die gesamte Konstruktion demontiert werden muss. Als Verschleißteile können wenigstens der Dichtring und das Füllstück angesehen werden, die im Betrieb in einer Presse großen Belastungen ausgesetzt sind und Verschleiß zeigen. Will man bei der aus der DE 100 36 463 B4 bekannten Pressscheibe nur das Füllstück und den Dichtring austauschen, ist es dazu jedoch erforderlich, diverse andere Bauteile vollständig zu demontieren, bevor das Füllstück und der Dichtring entfernt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pressscheibe mit effizienter Entlüftung hoher Verschleißbeständigkeit und damit hoher Lebensdauer bereitzustellen, die eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist und deren Verschleißteile auf einfache Weise von vorne montiert und demontiert werden können, ohne dass dazu eine Vielzahl von anderen Bauteilen ebenfalls montiert und demontiert werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Pressvorrichtung mit einer solchen Pressscheibe bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Pressscheibe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Pressscheibe ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–14. Die Aufgabe wird ferner durch eine Pressvorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Pressvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 16–17.
Die erfindungsgemäße Pressscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass über ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe je nach Drehrichtung eine Sicherung der Pressscheibe an dem Pressstempel gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar ist, wodurch der Dichtring und das Füllstück von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar sind. Durch ein Drehen des Dichtrings können daher die Verschleißteile wie das Füllstück und der Dichtring auf einfache Weise von vorne montiert und demontiert werden.
Entscheidend für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Pressscheibe ist dabei jedoch auch, dass die Rückzugskräfte über das Verbindungselement auf den Dichtring übertragen werden. Der Dichtring spreizt auch bei maximaler Druckbelastung limitiert auf und wird so bei der Rückzugsbewegung nicht im Konus belastet, so dass ein Spreizen durch Reibungskräfte am Aufnehmer verhindert wird. Ferner wird eine Biegespannung erzeugt, welche einen Verschleiß der Pressscheibe, insbesondere der Kegelflächen, stark vermindert und die Pressscheiben zum gewünschten Zeitpunkt aufweitet. Durch den radialen Spalt zwischen Füllstück und Dichtring wird dieses Biegemoment in dem Füllstück ermöglicht, welches zu einer größeren Verschleißbeständigkeit des Füllstücks und damit der Pressscheibe führt. Weiterhin wird auf das zu pressende Material beim Aufstauchen der Druck mittig weitergeleitet, bevor die Pressscheibe sich aufweitet, was zu einer besseren und insbesondere gleichmäßigeren Entlüftung führt.
Mit dieser Art von Pressscheibe kann somit eine längere Lebensdauer erzielt werden, die einen geringeren Verschleiß aufweist und die Durchmesservergrößerung und die anschließende Entlastung dauerhaft sicherstellt. Weiterhin wird der Einschluss von Luft in dem Pressvolumen verhindert, wodurch die Pressqualität verbessert wird.
Durch den so gewählten Aufbau der Pressscheibe und ein Verbindungselement, das zum einen die Pressscheibe mit einem Pressstempel bzw. dem Adapter eines Pressstempels verbindet und zum anderen die Rückzugskräfte auf den Dichtring. überträgt, kann die Bauhöhe der Pressscheibe erheblich reduziert werden, was zu einer Materialersparnis und einfacheren Handhabung führt.
Ferner ist es möglich, dass nicht nur die Rückzugskräfte über das jeweilige Verbindungselement übertragen werden, sondern auch die Druckkräfte, wodurch sich die Bauhöhe der Pressscheibe ebenfalls reduzieren lässt, ohne dass dies die Funktionalität und Lebensdauer der Pressscheibe negativ beeinträchtigt. Der Dichtring behält dabei trotz der geringen Bauhöhe seine Elastizität bei.
Die zu erreichenden Bauhöhen hängen von der Elastizität des eingesetzten Warmarbeitsstahls ab. Für Durchmesser der Pressscheibe von 6 Zoll bis 25 Zoll können durch diese Bauweise geringste Bauhöhen in der Größenordnung von 40 mm bis 105 mm erreicht werden, wenn man als Bauhöhe der Pressscheibe in etwa den Abstand zwischen der Pressfläche und dem Presstempel bzw. einem Adapterstück des Pressstempels ansieht. Dabei tragen Verbindungselemente, die in den Pressstempel bzw. in ein Adapterstück des Presstempels hineinragen, im Sinne dieser Erfindung nicht zur Bauhöhe der Pressscheibe bei.
Die genannten Bauhöhen der Pressscheibe sollen jedoch auch keine Beschränkung der Erfindung darstellen, sondern auch bei größeren Bauhöhen bewirkt der erfindungsgemäße Aufbau der Pressscheibe Vorteile insbesondere bei der Montage und Demontage und dem Austausch von Verschleißteilen.
Das eingesetzte Verbindungselement kann dabei auf verschiedene Weisen realisiert werden, wobei allen Ausführungsformen gemeinsam ist, dass die Rückzugskräfte über das jeweilige Verbindungselement auf den Dichtring übertragbar sind und die Verschleißteile der Pressscheibe über ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe von vorne montierbar bzw. demontierbar sind. In einigen möglichen Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst die Pressscheibe das Verbindungselement, und der Dichtring ist so mit dem Verbindungselement verbunden, dass ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe ein gleichgerichtetes Drehen des Verbindungselements um die Rotationsachse der Pressscheibe bewirkt. Hierdurch ist je nach Drehrichtung eine Sicherung des Verbindungselementes an dem Pressstempel gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar, und zusammen mit dem Dichtring und dem Füllstück ist auch das Verbindungselement von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar.
Hierbei kann das Verbindungselement beispielsweise ein Verbindungsbolzen sein, der gegen axiale Bewegung am Pressstempel gesichert werden kann und durch den Dichtring in das Füllstück ragt, wobei der Verbindungsbolzen so ausgeformt ist, dass er sowohl das Füllstück als auch den Dichtring gegen axiale Bewegung sichert. In einer Fortbildung dieser Ausführungsform können der Verbindungsbolzen und das Füllstück auch als einteiliges Bauteil ausgeführt sein, was die Fertigung der Pressscheibe weiter erleichtern kann.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Verbindungselement ein Verbindungsring, der einen Adapterbolzen umgibt, wobei der Adapterbolzen am Pressstempel gegen eine axiale Bewegung an dem Pressstempel gesichert ist, und der Verbindungsring gegen eine axiale Bewegung an dem Adapterbolzen gesichert. Der Dichtring ist dabei gegen eine rotatorische Bewegung an dem Verbindungsring gesichert, und ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe bewirkt ein gleichgerichtetes Drehen des Verbindungsrings um die Rotationsachse der Pressscheibe, wodurch je nach Drehrichtung eine Verbindung des Verbindungsrings mit dem Adapterbolzen herstellbar oder lösbar ist. Die Verbindung zwischen Verbindungselement und Dichtring kann dabei wenigstens eine Stiftverbindung umfassen.
Das jeweilige Verbindungselement kann an seinem Umfang wenigstens eine Stufe mit einer im Wesentlichen radial verlaufenden Zugfläche aufweisen, so dass über diese Zugfläche die Rückzugskraft des Pressstempels über das Verbindungselement auf den Dichtring übertragbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Rückzugskraft gezielt auf eine bestimmte Fläche des Dichtrings geleitet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Pressstempel das Verbindungselement, und durch ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe ist je nach Drehrichtung eine Sicherung des Dichtrings an dem Verbindungselement gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar. Hierdurch sind der Dichtring und das Füllstück von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar, während das Verbindungselement am Pressstempel verbleibt. Diese Ausführungsform ermöglicht die weitere Reduzierung von Bauteilen, die bei der Montage und Demontage der Pressscheibe befestigt bzw. gelöst werden müssen.
Sowohl wenn der Pressstempel, als auch wenn die Pressscheibe das Verbindungselement umfassen, ist es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement ein umlaufender Verbindungssteg ist, der in eine entsprechende, ebenfalls umlaufende Ausnehmung in einem gegenüber liegenden Bauteil hineinragt. Das Füllstück ist dabei unabhängig von diesem Verbindungselement gegen eine axiale Bewegung am Dichtring gesichert, und zwischen dem Verbindungssteg und der Ausnehmung sind Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen dem Dichtring und dem Pressstempel gegen axiale Bewegung vorgesehen. Über diese Mittel ist auch die Rückzugskraft des Pressstempels auf den Verbindungssteg und damit den Dichtring übertragbar.
Der Verbindungssteg kann somit am Dichtring oder am Pressstempel bzw. einem Adapterstück des Pressstempels angebracht sein, und die entsprechende umlaufende Ausnehmung ist jeweils so am jeweils anderen Bauteil angebracht, dass der Verbindungssteg bei der Montage der Pressscheibe in diese Ausnehmung hineinragt. Ist der Verbindungssteg am Dichtring vorgesehen, befindet sich die Ausnehmung daher im Pressstempel, während sie sich im Dichtring befindet, wenn der Verbindungssteg am Pressstempel angebracht ist. Welche dieser beiden Anordnungen gewählt wird, kann von den Abmessungen der Pressscheibe abhängig gemacht werden, da der Verbindungssteg beispielsweise am Dichtring und die Ausnehmung im Presstempel vorgesehen werden können, wenn für die Ausnehmung ansonsten im Dichtring nicht genügend Raum vorhanden wäre.
Die Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen Dichtring und Pressstempel gegen axiale Bewegung können beispielsweise einen Bajonettverschluss umfassen. Dabei sind am Außen- und/oder am Innenrand des Verbindungsstegs jeweils wenigstens zwei Bajonettnocken vorgesehen, während am Außen- und/oder Innenrand der Ausnehmung entsprechende Führungsrillen zur Aufnahme dieser Bajonettnocken vorgesehen sind.
Die Pressscheibe kann so mittels des Bajonettverschlusses durch eine einfache Steck-Dreh-Bewegung an dem Pressstempel montiert bzw. demontiert werden. Dabei bietet die Stirnfläche des Verbindungsstegs eine ausreichende Fläche, um die Druckkräfte beim Pressvorgang aufnehmen zu können, während die Rückzugsbewegung des Pressstempels über die Bajonettnocken auf den Dichtring übertragen werden kann. Ferner hat diese Ausführungsform mit umlaufenden Verbindungssteg und Bajonett den Vorteil, dass darüber eine schwimmende Lagerung der Pressscheibe für alle Bauformen der Pressscheibe erreicht werden kann.
Ferner kann die Pressscheibe ein Zwischenelement umfassen, das zwischen radialen Flächen des Dichtrings und des Füllstücks angeordnet ist. In wenigstens eine druckbelastete Oberfläche dieses Zwischenelements kann wenigstens eine Nut eingebracht sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Zwischenelement aus einem Material bestehen, das eine geringere Härte als das Material des Füllstücks und/oder des Dichtrings aufweist.
Wird das Füllstück schwimmend zwischen dem Dichtring und dem Verbindungselement gelagert, kann das Füllstück vorzugsweise anschließend an seine Außenkegelfläche eine im Wesentlichen axial in Richtung des Pressstempels verlaufende Anlagefläche aufweisen, die gegenüber einer gleich verlaufenden Anlagefläche des Dichtrings liegt, wobei sich die Anlagefläche des Dichtrings an dessen Innenkegelfläche anschließt. Der radiale Abstand zwischen diesen beiden Anlageflächen ist dann vorzugsweise geringer als der radiale Abstand zwischen der Innenkegelfläche des Dichtrings und der Außenkegelfläche des Füllstücks. Durch diese Ausführungsform kann insbesondere verhindert werden, dass sich der Spalt zwischen der Außenkegelfläche des Füllstücks und dem Dichtring nachteilig auf Null reduziert, während zwischen dem Füllstück und dem Verbindungselement eventuell ein großer Spalt verbleibt, der gegebenenfalls nicht erforderlich und auch nicht erwünscht wäre.
Von der Erfindung umfasst ist auch eine Pressvorrichtung, die eine solche erfindungsgemäße Pressscheibe umfasst.
Vorzugsweise ist zwischen dem Dichtring und dem Pressstempel eine Verdrehsicherung vorgesehen, die auf verschiedene Weisen ausgeführt sein kann. Beispielsweise umfasst der Pressstempel ein Adapterstück und einen darum verlaufenden Außenring mit zwei Stirnflächen, von denen eine Stirnfläche in Richtung des Dichtrings ausgerichtet ist. Der Dichtring ist mittels wenigstens einer Stiftverbindung gegen eine rotatorische Bewegung an dem Außenring gesichert, und. die andere Stirnseite des Außenrings ist in Richtung einer Verbindungsfläche des Adapterstücks ausgerichtet. Diese andere Stirnfläche des Außenrings und/oder die gegenüberliegende Verbindungsfläche des Adapterstücks weisen einen Nutenabschnitt mit mehreren radialen Halbnuten auf, und in wenigstens zwei gegenüberliegende Halbnuten ist ein Verbindungsstift einbringbar. Durch die auf beiden Seiten des Außenrings vorgesehenen Aufnahmen für Verbindungsstifte ist eine ausreichende Anzahl von Positionen vorhanden, in denen der Dichtring gegenüber dem Pressstempel gegen Verdrehen gesichert werden kann, so dass die Pressscheibe so weit wie erforderlich auf den Pressstempel aufgeschraubt werden kann, ohne dabei durch die Möglichkeiten der Verdrehsicherung nachteilig beschränkt zu sein.
Eine weitere vorteilhafte Verdrehsicherung besteht darin, dass von der Frontseite des Pressscheibe aus eine Schraube in das Verbindungselement eingeschraubt wird, die gegenüber der Pressscheibe ein entgegen gesetztes Gewinde aufweist und so ein Lösen der Pressscheibe verhindert.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:
1 eine Pressscheibe gemäß dem Stand der Technik
2 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungsbolzen ist;
3 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein gestufter Verbindungsring ist und ein Adapterbolzen einen Teil der Pressfläche bildet;
4 eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Füllstück eine durchgehende Pressfläche aufweist;
5 eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungsring ist und ein Adapterbolzen einen Teil der Pressfläche bildet;
6 eine schematische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungssteg am Pressstempel mit Bajonettverschluss ist;
7 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach 6;
8 eine schematische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungssteg am Pressstempel mit Gewindeverbindung ist; und
9 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach 8.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der eingangs erläuterten Pressscheibe aus dem Stand der Technik. Dabei besteht die Pressscheibe aus einem Pressscheibenkern 5, auf dem mittels eines Zentrierbolzens 4 als Befestigungsmittel ein in einem zentralen Bereich konisch nach außen geformtes Füllstück 3 in eine im Pressscheibenkern 5 eingelagerte Mutter 6 eingeschraubt ist, wobei das Füllstück eine Pressfläche 16 aufweist. Die Mutter 6 wird durch einen Sicherungsstift 7 arretiert. Das Füllstück 3 umgibt ein Dichtring 1, auf den wiederum ist ein Zwischenring 2 aufgesetzt ist, welcher auch den Pressscheibenkern 5 umgibt. Zwischen Dichtring 1 und Füllstück 3 ist ein radialer Spalt 3A ausgebildet. Auf dem Zwischenring 2 ist eine weitere Stützscheibe 9 hinterlegt. Parallel zur in der Mitte durch die durchbrochene Linie angedeuteten Rotationsachse der Pressscheibe verlaufen in einem Winkel von 90° vier Bohrungen 14 durch die Stützscheibe 9 und setzen sich im Pressscheibenkern 5 fort. Die Bohrungen 14 weiten sich im vorderen Bereich der Stützscheibe 9 und im hinteren Bereich des Pressscheibenkerns 5 auf und nehmen jeweils einen Zentrierstift 8 auf. In die Bohrungen 14 münden in der Stützscheibe 9 die Bohrungen 13 für Schlüssel zum Auf- und Abschrauben der Pressscheibe. Ein Zuganker, beziehungsweise Verbindungsbolzen 12, durchtritt entlang der Rotationsachse die Stützscheibe 9 und den Pressscheibenkern 5. Hinter der Stützscheibe 9 ist ein Pressstempel 11 hinterlegt, der ebenfalls vom Zuganker 12 durchlaufen wird. Der Pressstempel 11 und die Stützscheibe 9 nehmen in einem Hohlraum den Sicherungsstift 17 auf.
Will man bei dieser Pressscheibe die Verschleißteile in Form des Füllstücks 3 und des Dichtrings 1 auswechseln, ist es dazu erforderlich, den Zentrierbolzen 4, den Pressscheibenkern 5, den Zwischenring 2, die Stützscheibe 9, die Befestigung des Füllstücks und sämtliche Stiftverbindungen zu lösen. Der Dichtring muss dann nach hinten abgestreift und ein neuer Dichtring auch von hinten montiert werden, bevor die einzelnen Komponenten wieder am Pressstempel montiert werden können.
Ferner lässt sich die Bauhöhe dieser bekannten Pressscheibe nicht erheblich reduzieren, ohne die Funktionalität zu beinträchtigen und damit die Lebensdauer der Pressscheibe negativ zu verkürzen, da jedes der eingesetzten Bauteile eine gewisse Bauhöhe benötigt, um die auftretenden Zug- und Druckbelastungen aufzunehmen und dauerhaft seine Funktion zu erfüllen.
Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den Aufbau der Pressscheibe bezüglich eines Füllstücks und eines Dichtrings mit einem ersten Spalt zwischen der Kegelfläche des Füllstücks und dem Dichtring und eines zweiten radialsymmetrischen Spalts beizubehalten, um die Vorteile dieses Aufbaus zu nutzen. Der übrige Aufbau und insbesondere die Montage der Pressscheibe an einem Pressstempel bzw. dem Adapter eines Pressstempels werden jedoch anders ausgestaltet, um die gestellten Aufgaben erfüllen zu können.
Die Erfindung kann dabei auf unterschiedliche Weise realisiert werden, wobei verschiedene Anwendungen unterschiedliche Ausführungsformen erfordern können, die an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Beispielsweise kann es für die Ausgestaltung der Pressscheibe erheblich sein, ob eine schwimmende Lagerung innerhalb der Bauteile der Pressscheibe realisiert werden muss oder die Verbindung zum Pressstempel bereits schwimmend gelagert ist.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pressscheibe in einem schematischen Halbschnitt, bei dem das Verbindungselement als Verbindungsbolzen 60 ausgeführt ist, der in eine Bohrung in dem Pressstempel 20 bzw. einem Adapterstück 21 am Pressstempel eingeschraubt ist. Dieser Verbindungsbolzen ragt durch den Dichtring 40 in das Füllstück 30 hinein und ist an seinem vorderen Ende kegelförmig ausgeformt, um das Füllstück formschlüssig zu halten. Die vordere Fläche des Verbindungsbolzens 60 ergänzt somit als Pressfläche 63 die Pressfläche 32 des Füllstücks 30, wobei die so gebildete gesamte Pressfläche beispielsweise am Übergang von Verbindungsbolzen 60 zum Füllstück 30 abfällt und somit nach außen gewölbt ist. Bei Beginn eines Pressvorgangs gelangt daher der mittlere Bereich der gesamten Pressfläche zuerst in Kontakt mit dem Pressgut.
Das Füllstück 30 umgibt einen Dichtring 40, wobei zwischen der Außenkegelfläche 31 des Füllstücks 30 und der Innenkegelfläche 41 des Dichtrings 40 vorzugsweise ein Spalt 50 vorgesehen ist. Der Dichtring ist mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt, dass er mit der Außenkegelfläche 31 des Füllstücks 30 einen minimalen Kontakt hat oder mit dieser Kegelfläche den Spalt 50 ausbildet, solange die Pressscheibe keinen Druck auf das zu pressende Material ausübt.
Ferner befindet sich zwischen dem Füllstück 30 und dem Dichtring 40 ein weiterer radialsymmetrischer Spalt 51, der sich von innen nach außen konisch aufweitet. Durch diese konische Fläche auf der dem Pressstempel 20 zugewandten Seite des Füllstücks 30 ist bei Einleitung des Stauchvorganges die Innenkegelfläche 41 des Dichtrings 40 weitestgehend unbelastet. Der entstehende Druck wird auf den Dichtring 40 im Berech des radialen Spalts 51 weitergeleitet. Dies bewirkt, dass die sich noch im Aufnehmer befindliche Luft entweichen kann, da der Dichtring 40 nicht schon bei Beginn der Pressung nach außen gedrückt wird. Nach vollständiger Druckbelastung des Füllstücks 30 wird dieses unter Biegebeanspruchung in den Dichtring 40 gepresst. Der Dichtring 40 spreizt so zum genau definierten Zeitpunkt, wenn die Luft entwichen ist und dichtet ab. Das Entweichen der Luft führt auch dazu, dass die Pressung nicht durch Lufteinschlüsse gestört wird, und sich Fehlstellen in dem ausgepressten Material befinden. Nach Beendigung des Pressvorgangs nimmt das Füllstück 30 seine Ausgangsform ein und der Dichtring 40 ist entlastet.
Bei der Rückzugsbewegung des Pressstempels 20 wird die Zugkraft vom Verbindungsbolzen 60 auf den Dichtring 40 geleitet. Hierdurch wird verhindert, dass sich im Bereich des Spalts 50 die Kegelflächen des Dichtrings 40 und des Füllstückes 30 in Kontakt befinden. Auf diese Weise ist eine reibungsfreie Rückzugsbewegung möglich, wodurch die Lebensdauer der Pressscheibe 20 erhöht wird. Zwischen dem Füllstück 30 und dem Verbindungsbolzen 60 und/oder zwischen dem Dichtring 40 und dem Verbindungsbolzen 60 ist vorzugsweise ein Spiel in der Größenordnung von 0,1 bis 1,4 mm bezogen auf den Durchmesser vorgesehen, um eine schwimmende Lagerung dieser Bauteile in Bezug zum Verbindungsbolzen 60 zu erreichen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Verbindungsbolzen 60 an seinem Umfang eine Stufe mit einer radial verlaufenden Zugfläche 66 auf. Diese Zugfläche 66 liegt am Dichtring 40 an und bei der Rückzugsbewegung des Pressstempels wird die Rückzugskraft von dem Verbindungsbolzen 60 über diese Zugfläche auf den Dichtring 40 übertragen.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform können der Verbindungsbolzen 60 und das Füllstück 30 auch als einstückiges Bauteil ausgeführt sein, so dass die Zugfläche 66 für die Übertragung der Rückzugskraft durch den stufenförmigen Übergang zwischen diesen beiden Bereichen ausgebildet ist.
Durch den beschriebenen Aufbau der Pressscheibe 10 kann die Bauhöhe der Pressscheibe gegenüber bekannten Pressscheiben erheblich reduziert werden, ohne dass die Funktionalität und Lebensdauer der Pressscheibe beeinträchtigt ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Verbindungselement in Form des Verbindungsbolzens 60 bis in das Füllstück 30 hineinragt und sowohl die Rückzugskraft als auch die Druckkraft übertragen kann.
Auch die Montage und Demontage der Verschleißteile in Form des Dichtrings 40 und des Füllstücks 30 kann auf einfache Weise über den Verbindungsbolzen 60 erfolgen. Dazu ist der Dichtring 40 formschlüssig mit dem Verbindungsbolzen 60 verbunden, was beispielsweise über eine oder mehrere Stiftverbindungen 90 erfolgen kann, wie sie in der 2 dargestellt ist. Diese Verbindung führt dazu, dass ein Drehen des Dichtrings 40 um die Rotationsachse der Pressscheibe 10 ein Drehen des Verbindungsbolzens 60 bewirkt. Über ein Drehen des Dichtrings 40 kann der Verbindungsbolzen 60 somit in den Pressstempel 20 bzw. das Adapterstück 21 des Pressstempels 20 eingedreht oder aus diesem herausgedreht werden, was aufgrund der Konstruktion der Pressscheibe 10 direkt die Verbindung der Pressscheibe 10 mit dem Pressstempel herstellt oder löst. Das Füllstück 30 und der Dichtring 40 können so schnell und einfach von vorne montiert bzw. demontiert werden, wobei der Dichtring 40 dabei über eine gestrichelt dargestellte Aufnahme 91 an seinem Umfang mit einem passenden Schlüssel gedreht werden kann.
Um nach der Montage der Pressscheibe 10 eine Verdrehsicherung gegenüber dem Pressstempel 20 zu gewährleisten, kann die zum Pressstempel gewandte Fläche des Dichtrings 40 mit einer Stiftverbindung am Pressstempel bzw. einem Adapterstück verbunden werden. Dazu können am Adapterstück und/oder am Dichtring 40 mehrere Bohrungen vorgesehen sein, mit denen diese Verbindung hergestellt werden könnte, um beim Andrehen des Verbindungsbolzens und damit der Pressscheibe an den Adapter mehrere Befestigungsstellen zur Verfügung zu haben. Dies kann auch über radiale Halbnuten und radiale Verbindungsstifte erreicht werden, und so wäre es zum Beispiel möglich, den Verbindungsbolzen 60 ganz oder annähernd bis zum Ende eines Sacklocks im Adapter einzudrehen und die Pressscheibe dann in einer geeigneten Position gegen Verdrehen zu sichern, was die Aufnahme der Druckkraft über den Verbindungsbolzen verbessern würde. Hierbei wären dann mehrere Halbnuten für eine Stiftfixierung vorgesehen.
Um die Verdrehsicherung noch flexibler auszugestalten, kann der Dichtring 40 auch wie in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Außenring 80 anliegen und mit diesem über wenigstens eine Stiftverbindung 70 formschlüssig verbunden sein. Dabei ragt der zugehörige Verbindungsstift jedoch vorzugsweise nur soweit wie erforderlich in den Dichtring 40 hinein, um diesen nicht zu stark zu schwächen. Da der Dichtring 40 zur angestrebten Reduzierung der Bauhöhe der gesamten Pressscheibe 10 nicht zu hoch ausgeführt werden soll, trägt dies zur vorteilhaften Konstruktion der Pressscheibe bei.
Der Außenring 80 ist wiederum um ein Adapterstück 21 des Pressstempels 20 drehbar und vorzugsweise in jeder erforderlichen Position arretierbar. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Innendurchmesser des Außenrings 80 durch eine Schraubverbindung reduziert wird, um den Außenring so an dem Adapterstück 21 zu fixieren. Auf diese Weise kann der Dichtring 40 beim Andrehen der Pressscheibe 10 zuerst mit dem Außenring 80 über die Stiftverbindung 70 verbunden werden. Dann wird der Verbindungsbolzen 60 bis zu der gewünschten Position in den Adapter 21 eingedreht, wobei sich der gelöste Außenring 80 noch um den Adapter 21 drehen kann. In der gewünschten Position wird der Außenring 80 dann durch eine Reduzierung des Innendurchmessers und die so entstehende Klemmkraft an dem Adapter 21 fixiert.
Alternativ zur Fixierung des Außenrings 80 an dem Adapter durch eine Klemmkraft können zwischen Außenring 80 und Adapter 20 ebenfalls Stiftverbindungen vorgesehen sein, was zu der Ausführungsform der 3 erläutert werden wird. Diese Art der Verdrehsicherung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel der 3 beschränkt, sondern kann auch bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung zur Anwendung kommen. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auch Abwandlungen und insbesondere Kombinationen einzelner Merkmale sind von der Erfindung umfasst.
Eine mögliche Entlüftungsbohrung 92 ist in 2 ebenfalls nur gestrichelt dargestellt, zeigt aber, dass die Entlüftung bei der erfindungsgemäßen Pressscheibe mit möglichst geringer Bauhöhe auf kurzem Wege erfolgen kann und Luft aus dem radialen Spalt 51 zwischen dem Füllstück 30 und dem Dichtring 40 schnell entwichen kann.
3 zeigt einen schematischen Halbschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pressscheibe, wobei das Verbindungselement ein gestufter Verbindungsring 61 ist und ein Adapterbolzen 62 einen Teil der Pressfläche bildet. Der Adapterbolzen 62 kann dabei lösbar in den Adapter 21 eingeschraubt sein oder fest mit ihm verbunden sein bzw. einstückig mit dem Adapter 21 ausgeformt sein. Den Adapterbolzen 62 umgibt ein Verbindungsring 61, der als Verbindungselement im Sinne der Erfindung dient, wobei die Rückzugskraft über dieses Verbindungselement auf den Dichtring 40 übertragen werden kann.
Die Übertragung der Rückzugskraft erfolgt vorzugsweise über eine Stufe am Umfang des Verbindungsrings 61 mit einer radialen Zugfläche 66', die am Dichtring 40 anliegt, wenn der Pressstempel 20 zusammen mit dem Adapterbolzen 62 zurückgezogen wird. Die Übertragung der Rückzugskraft vom Adapterbolzen 62 auf den Verbindungsring 61 erfolgt dabei beispielsweise über eine Gewindeverbindung, während zwischen dem Verbindungsring 61 und dem Füllstück 30 und dem Verbindungsring 61 und dem Dichtring 40 Spiel vorhanden sein kann, um eine schwimmende Lagerung dieser Bauteile zu realisieren.
Der Verbindungsring 61 weitet sich an seiner dem Pressgut zugewandten Seite vorzugsweise nach innen und nach außen auf und hält so das Füllstück 30 formschlüssig fest. Der Verbindungsring 61 ragt dabei bis in das Füllstück 30 hinein und auch durch dieses hindurch, wodurch die Vorderseite des Verbindungsrings durch die Pressfläche 64 in Ergänzung zur Pressfläche 32 des Füllstücks 30 einen weiteren Teil der Pressfläche der Pressscheibe 10 bildet. Das Gleiche gilt für den Adapterbolzen 62, der das Füllstück 30 ebenfalls durchdringt und mit seiner Vorderseite eine weitere Pressfläche 65 bildet. Vorzugsweise verjüngt sich die gesamte so gebildete Pressfläche am Übergang zwischen Verbindungsring 61 und Füllstück 30 und ist so erneut nach außen gewölbt ausgeführt.
Der Verbindungsring 61 kann auch so ausgeführt sein, dass seine vordere Fläche den Adapterbolzen 62 abdeckt, d. h. dass die Frontfläche 64 des Verbindungsrings 61 den mittleren Teil der gesamten Pressfläche der Pressscheibe bildet, während das Füllstück 30 eine äußere Fläche bildet. Der Adapterbolzen 62 ragt dann in den Verbindungsring 61 hinein, durchdringt ihn aber nicht vollständig.
Zur Montage und Demontage der Pressscheibe am Pressstempel 20 bzw. einem Adapterstück 21 des Pressstempels 20 ist der Dichtring 40 über die bereits erläuterte Stiftverbindung 90 formschlüssig mit dem Verbindungsring 61 verbunden. Ein Drehen des Dichtrings 40 um die Rotationsachse der Pressscheibe 10 bewirkt somit ein Drehen des Verbindungsrings 61 in die gleiche Richtung, wodurch sich die Pressscheibe 10 von dem Adapterbolzen 62 löst, der im Adapter 21 verbleibt.
Die Verdrehsicherung des Dichtrings 40 gegenüber dem Pressstempel 20 ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 2 anders ausgeführt und soll hier beispielhaft erläutert werden, sie kann jedoch auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Der Dichtring 40 ist dabei über eine Stiftverbindung 71 mit dem Außenring 80 verbunden, wobei es sich um wenigstens einen axial eingebrachten Stift oder um wenigstens einen radial eingebrachten Stift handeln kann, wie es in 3 dargestellt ist.
Bei radial eingebrachten Stiften ist sowohl in der oberen Stirnfläche 81 des Außenrings 80 als auch an der unteren Fläche des Dichtrings 40 wenigstens eine radiale Halbnut eingebracht, in die ein Stift eingeschoben werden kann, wenn der Dichtring 40 in Relation zum Außenring 80 so angeordnet ist, dass sich zwei gegenüberliegende Halbnuten zu einer Bohrung ergänzen. Vorzugsweise sind im Außenring 80 jedoch mehrere Halbnuten in verschiedenen Winkeln angebracht, um verschiedene Positionen abdecken zu können, an denen bei der Montage der Pressscheibe eine oder mehrere Halbnuten im Dichtring 40 zum liegen kommen können.
Auf der anderen Seite des Außenrings 80 sind an seiner zweiten Stirnfläche 82 weitere Halbnuten vorgesehen, die jedoch versetzt zu den Halbnuten auf der ersten Stirnfläche 81 in unterschiedlichen Winkellagen angeordnet sind. Auf einer Verbindungsfläche 23 des Adapterstücks 21 zum Außenring 80 sind ebenfalls ein oder mehrere Halbnuten versetzt zueinander angeordnet, die mit den Halbnuten auf der Stirnfläche 82 des Außenrings Bohrungen zur Einbringung wenigstens eines Verbindungsstiftes bilden, wenn sich die Halbnuten gegenüberliegen.
Wird der Dichtring 40 und damit die Pressscheibe 10 am Adapterbolzen 62 festgedreht, kann eine erste Auswahl getroffen werden, über welche Halbnuten der Dichtring 40 am günstigsten mit dem Außenring 80 verbunden wird. Der Halbnutenkranz an der Verbindungsfläche zum Adapter 21 bietet dann weitere Positionen zur Verbindung des Außenrings 80 mit dem Adapter. Da die Halbnuten an den beiden Stirnflächen des Außenrings 80 versetzt zueinander in unterschiedlichen Winkellagen angeordnet sind, ergibt sich eine ausreichen Anzahl von Positionen, um den Dichtring 40 möglichst nah an den Adapter 21 herandrehen und dort gegen Verdrehen sichern zu können, ohne in einem Bauteil an einer Seite zu viele Bohrungen/Nuten vorsehen zu müssen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pressscheibe, wobei dieser schematische Halbschnitt ein Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem das Füllstück 30 eine durchgehende Pressfläche 32 aufweist. Der Adapterbolzen 62' dieses Ausführungsbeispiels ragt dabei zwar bis in das Füllstück 30 hinein, durchdringt es aber nicht vollständig. Das Gleiche gilt für den auch hier als Verbindungselement vorgesehenen Verbindungsring 61'. Die Übertragung der Rückzugskraft vom Verbindungsring 61' auf den Dichtring 40 erfolgt hierbei über eine Gewindeverbindung, es kann jedoch auch eine Stufe im Verbindungsring vorgesehen werden wie im Ausführungsbeispiel der 3. Ferner können das Füllstück 30 und der Verbindungsring 61' auch einstückig ausgeführt sein, wobei der Verbindungsring 61' jedoch im Sinne dieser Erfindung immer noch als das Verbindungselement anzusehen ist, über das die Rückzugskraft auf den Dichtring 40 übertragen wird.
Die Rückzugskraft kann auch indirekt vom Verbindungsring 61' über das Füllstück 30 auf den Dichtring 40 übertragen werden, was über eine Gewindeverbindung zwischen Verbindungsring 61' und dem Füllstück 30 erfolgen kann. Die Übertragung der Rückzugskraft von dem Adapterbolzen 62' auf den Verbindungsring 61' erfolgt ebenfalls über eine Gewindeverbindung.
Zwischen dem Verbindungsring 61' und dem Dichtring sorgt wenigstens eine Stiftverbindung 90 für eine formschlüssige Verbindung, so dass sich der Verbindungsring 61' durch Drehen des Dichtrings 40 vom Adapterbolzen 62' lösen lässt. Um die gesamte Pressscheibe möglichst einfach ablösen zu können, kann der Verbindungsstift 90 gleichzeitig das Füllstück mit dem Verbindungsring 61' verbinden, was zur Vereinfachung der Darstellung lediglich gestrichelt dargestellt ist.
Ein Außenring 80'' kann erneut für eine Verdrehsicherung der Pressscheibe 10 gegenüber dem Pressstempel 20 genutzt werden, wobei in diesem Ausführungsbeispiel ein Außenring mit axialer Bohrung und einem axialen Verbindungsstift 70 dargestellt ist, der beliebig an dem Adapter 21 fixiert werden kann.
Für eine Verdrehsicherung der Pressscheibe 10 gegenüber dem Pressstempel 20 kann beispielsweise in der Ausführungsform der 4 auch eine Schraube vorgesehen sein, die von vorne in den Verbindungsbolzen bzw. den Adapterbolzen eingeschraubt wird. Das Gewinde dieser Schraube kann eine dem jeweiligen Verbindungselement entgegen gesetzte Drehrichtung haben. So kann die Pressscheibe mit dem Verbindungsring 61' zuerst bis zum Anschlag auf den Adapterbolzen 62' aufgeschraubt werden. In entgegengesetzter Richtung wird dann die Schraube von vorne eingedreht, so dass das Füllstück 30 am Adapterbolzen fixiert wird. Ein Loslösen der Pressscheibe 10 vom Adapterbolzen wird dadurch verhindert, dass ein Losdrehen der Pressscheibe nicht gegen die Drehrichtung der Schaube erfolgen kann. Eine solche Schraube eignet sich auch als Verdrehsicherung, wenn ein Verbindungsring so ausgeführt ist, dass seine vordere Fläche einen Adapterbolzen abdeckt, d. h. dass der Adapterbolzen zwar in den jeweiligen Verbindungsring hineinragt, ihn jedoch nicht vollständig durchdringt.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pressscheibe mit einem Verbindungsring 61'' und einem Adapterbolzen 62'', deren Ausgestaltung und Anordnung grundsätzlich dem Ausführungsbeispiel der 3 entsprechen. Allerdings weist der hier verwendete Verbindungsring 61'' keine Stufe mit einer Zugfläche auf, um die Rückzugskraft auf den Dichtring 40 zu übertragen. Vielmehr erfolgt hier die Übertragung der Rückzugskraft wie im Ausführungsbeispiel der 4 über Gewindeverbindungen jeweils zwischen dem Verbindungsring 61'' und dem Dichtring 40 und zwischen dem Verbindungsring 61'' und dem Füllstück.
Auch hier kann die formschlüssige Verbindung des Dichtrings 40 zum Verbindungsring 61'' über eine Stiftverbindung 90 erfolgen, die jedoch nicht das Füllstück umfassen muss, da dieses durch die Aufweitung des Verbindungsrings 61'' an seiner Frontseite gehalten wird.
Ferner kann auch hier der Verbindungsring 61'' so ausgeführt sein, dass seine vordere Fläche den Adapterbolzen 62'' abdeckt, d. h. dass die Frontfläche 64 des Verbindungsrings 61'' den mittleren Teil der gesamten Pressfläche der Pressscheibe bildet, während das Füllstück 30 eine äußere Fläche bildet. Der Adapterbolzen 62'' ragt dann in den Verbindungsring 61'' hinein, durchdringt ihn aber nicht vollständig.
Bei einem selbsttragenden Verbindungsbolzen kann alternativ zu einer Gewindeverbindung, mit der Bauteile in dem Pressstempel 20 bzw. in einem Adapterstück 21 des Pressstempels 20 gegen eine axiale Bewegung gesichert sind, auch eine Bajonettverbindung mit einem oder vorzugsweise mehreren Bajonettverschlüssen ausgeführt sein.
6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der das Verbindungselement ein umlaufender Verbindungssteg 110 ist, der am Pressstempel 20 bzw. einem Adapterstück 21 des Pressstempels 20 angebracht ist. Vorzugsweise handelt es sich um einen durchgehenden Verbindungssteg in Ringform, der um die Längsachse der Pressscheibe 10 herum verläuft, aber der Verbindungssteg kann auch abschnittsweise unterbrochen ausgeführt sein. Der Verbindungssteg ist dabei an derjenigen Fläche des Adapterstücks 21 angebracht, die dem Dichtring 40 zugewandt ist und ragt in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung 109 hinein, die im Dichtring 40 vorgesehen ist. Der Verbindungssteg 110 kann einstückig mit dem Adapterstück 21 oder als separates Bauteil ausgeformt sein, das an dem Adapterstück fixiert werden kann.
Der umlaufende Verbindungssteg 110 und die Aussparung 109 sind im Wesentlichen formgleich, wobei zwischen Verbindungssteg 110 und der Ausnehmung 109 ein geringes Spiel besteht, um die beiden Bauteile gegeneinander drehen zu können. In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl am Außenrand als auch am Innenrand des Verbindungsstegs 110 mehrere Bajonettnocken vorgesehen. Dabei sind in 6 nur eine Bajonettnocke 111 am Außenrand und eine gegenüber liegende Bajonettnocke am Innenrand des Verbindungsstegs 110 dargestellt, wobei über den gesamten Verbindungssteg jedoch vorzugsweise weitere Bajonettnocken angeordnet sind. Beispielsweise können im Abstand von 90° jeweils vier Bajonettnocken am Außen- und Innenrand vorgesehen sein. Möglich ist es aber auch, nur am Außen- oder Innenrand Bajonettnocken vorzusehen und die Bajonettnocken des Außenrandes können im Gegensatz zur Darstellung in 6 auch versetzt zu den Bajonettnocken des Innenrandes angeordnet sein.
Die Bajonettnocken greifen in nicht dargestellte Führungsrillen ein, die in den Seitenwänden der Ausnehmung 109 eingebracht sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise jeweils um eine Rille in Längsrichtung und eine quer stehende Rille am Ende der Längsrille. So können die Bajonettnocken in die Längsrillen eingeführt und der Verbindungssteg 110 am Ende so gedreht werden, dass die Bajonettnocken in die Querrillen einrasten und so eine weitere axiale Bewegung verhindert ist. Ein Bajonettnocken kann als beliebig geformte Erhebung auf dem Umfang des Verbindungsstegs 110 ausgeformt sein, wobei der Bajonettnocken etwa 2,5 bis 15 mm von dem Verbindungssteg 110 absteht. Vorzugsweise werden die Bajonettnocken durch einen umlaufenden Kranz mit mehreren Unterbrechungen gebildet, wobei die Bereiche zwischen den Unterbrechungen die Bajonettnocken bilden, die in entsprechend breit ausgeführte Führungsrillen in der Ausnehmung 109 eingreifen können.
Das Füllstück 30 ist in dieser Ausführungsform mit Verbindungssteg unabhängig vom dem gewählten Verbindungselement mit dem Dichtring 40 verbunden. Beispielsweise kann dies durch einen Befestigungsbolzen 100 erfolgen, der in das Füllstück 30 und den Dichtring 40 eingeschraubt und zusätzlich gegen. Verdrehen durch eine nur gestrichelt dargestellte Stiftverbindung 73 gesichert ist. Die Frontseite des Befestigungsbolzens 100 bildet dabei zusammen mit dem Füllstück 30 einen Teil der Pressfläche aus. Durch eine Steck-Dreh-Bewegung kann so der Dichtring 40 zusammen mit dem Füllstück 30 und dem Befestigungsbolzen 100 auf den Verbindungssteg 110 aufgedreht und durch den Bajonettverschluss gegen axiale Bewegung gesichert werden.
Das Drehen des Dichtrings 40 und damit der Pressscheibe 10 kann auch hier über Aufnahmen 91 erfolgen, die sich seitlich am Dichtring 40 befinden. Als Verdrehsicherung der Pressscheibe 20 gegenüber dem Adapterstück 21 kann. wenigstens eine seitliche Stiftverbindung 73 vorgesehen sein, wobei der verwendete Stift in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine weitere Schraube 120 gegen ein Herausfallen gesichert sein kann.
Die Rückzugskraft des Pressstempels 20 kann in dieser Ausführungsform über die Zugflächen 66'' im Bereich der Bajonettnocken vom Adapterstück 21 auf den Dichtring 40 übertragen werden, während die Druckkräfte vollständig von der Frontfläche des Verbindungsstegs 110 aufgenommen werden können. Durch Entlüftungskanäle 92 kann Luft aus dem Spalt 51 ferner auf kurzem Wege über die Ausnehmung 109 seitlich abgeführt werden.
Alternativ kann diese Ausführungsform auch gemäß 7 abgewandelt werden und ein umlaufender Verbindungssteg 110' am Dichtring 40 ausgeformt werden, während sich eine entsprechende Ausnehmung 109' im Adapterstück 21 befindet, um den Verbindungssteg 110' bei der Montage aufzunehmen. Entsprechende Bajonettnocken 111' und 112' sind am Verbindungssteg 110' ausgebildet, und auch hier kann die Pressscheibe 10 durch eine Steck-Dreh-Bewegung am Adapterstück 21 montiert bzw. demontiert werden. Eine Verdrehsicherung des Dichtrings 40 gegenüber dem Adapterstück 21 könnte hierbei durch wenigstens eine Schraube 120 realisiert werden, die in das Adapterstück 21 und dann in den Verbindungssteg 110' eingeschraubt würde.
Diese Ausführungsform kann beispielsweise für kleinere Durchmesser der Pressscheibe vorteilhaft sein, wenn in dem Dichtring 40 nicht genügend Raum für einen geeigneten Verbindungssteg wäre, ohne den Dichtring 40 zu stark zu schwächen. Durch den Verbindungssteg 110' erhöht sich zwar gegenüber der Ausführungsform der 6 die Gesamtbauhöhe der Pressscheibe, aber sieht man als Bauhöhe nur den Abstand zwischen der Pressfläche und dem Adapterstück an, muss sich die Bauhöhe nicht verändern. Die Rückzugskräfte können bei dieser Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels vorteilhaft über die Zugflächen 66'' im Bereich der Bajonettnocken vom Adapterstück 21 auf den Verbindungssteg 110' und damit den Dichtring 40 übertragen werden.
8 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls als Verbindungselement ein Verbindungssteg 110 am Adapterstück 21 und eine Ausnehmung 109 im Dichtring 40 gewählt wurden. Als Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung gegen eine axiale Bewegung zwischen Verbindungssteg 110 und Ausnehmung 109 ist jedoch hier ein Gewinde vorgesehen, so dass der Verbindungssteg 110 in die Ausnehmung 109 eingeschraubt ist. Die Rückzugskräfte werden über das Gewinde übertragen, aber zur Aufnahme der Druckkräfte steht die gesamte Frontfläche des Verbindungsstegs 110 zur Verfügung. Als Verdrehsicherung können ein Außenring 80 und Stiftverbindungen 71 und 72 eingesetzt werden, wie sie zur 3 erläutert wurden. Luft aus dem Spalt 51 kann erneut über Entlüftungskanäle 92 seitlich abgeführt werden.
9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der 8, wobei der Aufbau wie in der Ausführungsform der 7 umgekehrt wurde, so dass der Verbindungssteg 110' nun am Dichtring 40 und die Ausnehmung im Adapterstück 21 angebracht sind. Ferner wurde die Form des Dichtrings 40 verändert und zum Adapterstück 21 hin stufenförmig ausgeführt, so dass der Verbindungssteg 110 und damit auch die Ausnehmung 109' an ihrem jeweiligen Außen- und Innenrand unterschiedlich hoch sind.
Ein Dichtring 40 kann in allen Ausführungsformen beispielsweise auch zweistückig ausgeführt sein, wobei die beiden Teilstücke des Dichtrings dann beispielsweise über eine Stiftverbindung miteinander verbunden sind. Der Dichtring 40 kann auch aus mehr als zwei Teilen gebildet werden, die so miteinander verbunden sind, dass ein Drehen des äußeren Teils ein Drehen aller damit verbundenen Teile bewirkt. Dies hat den Vorteil, dass Teile bei Verschleiß einzeln ausgetauscht werden können, was insbesondere für ein äußeres Teil der Fall ist, welches die Innenkegelfläche 41 umfasst und mit dieser Fläche den Spalt 50 zu der Außenkegelfläche 31 des Füllstücks ausbildet.
Der Dichtring 40 hat in allen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung außen eine größere Bauhöhe als innen, so dass sich zwischen diesen Bereichen unterschiedlicher Bauhöhe eine Stufe ergibt, die in die Auflagefläche des Füllstücks 30 mündet. Am Übergang zwischen diesen beiden Bereichen kann bei jeder Ausführungsform ein axialer Einstich in den Dichtring vorgesehen sein. Durch diesen Einstich spreizt sich der Dichtring 40 leichter zu einem definierten Zeitpunkt auf.
Ferner kann zwischen den radialen Flächen des Dichtrings 40 und des Füllstücks 30 ein Zwischenelement vorgesehen sein. Dieses Zwischenelement bringt beispielsweise den Vorteil mit sich, dass der zuvor erwähnte Einstich im Dichtring 40 nicht so tief ausgeführt werden muss, da dies aus fertigungstechnischen Gründen gegebenenfalls nicht möglich ist. So kann ein Einstich mit geringer Tiefe vorgesehen werden, das Zwischenelement vergrößert den Dichtring funktional aber in Richtung des Füllstücks 30 und bildet dann mit dem Füllstück 30 den radialen Spalt 51 aus.
Ein solches Zwischenelement kann jedoch auch so ausgeführt werden, dass sich seine Dicke bei fortlaufender Druckbelastung im Betrieb der Pressscheibe reduziert bzw. stärker reduziert als die Dicke des Füllstücks 30 und des Dichtrings 40. So kann erreicht werden, dass der Spalt 51 zwischen dem Füllstück 30 und dem Dichtring 40 sich nicht nachteilig aufgrund von Verschleiß dieser Bauteile reduziert, denn durch die gleichzeitige Dickenreduzierung des Zwischenelementes wäre dennoch stets ein ausreichender Spalt zwischen den beiden Bauteilen gewährleistet.
Die gezielte Reduzierung der Dicke des Zwischenelementes kann beispielsweise durch ein Zwischenelement aus einem Material mit geringerer Härte erreicht werden. Alternativ oder ergänzend dazu könnten in wenigstens einer druckbelasteten Fläche des Zwischenelementes mehrere Nuten bzw. Rillen vorgesehen werden, deren Höhe sich im Betrieb der Presse durch Abnutzung und Druck reduziert, wodurch sich die Gesamthöhe des Zwischenelementes reduzieren würde.
Wird das Füllstück 30 schwimmend zwischen dem Dichtring 40 und einem Verbindungselement gelagert, können Maßnahmen erforderlich sein, damit sich der Spalt 50 zwischen Füllstück 30 und Dichtring 40 nicht nachteilig verringert. Hierzu kann das Füllstück 30 beispielsweise anschließend an seine Außenkegelfläche 32 eine im Wesentlichen axial in Richtung des Pressstempels 20 verlaufende Anlagefläche aufweisen, die gegenüber einer gleich verlaufenden Anlagefläche des Dichtrings 40 liegt, wobei sich die Anlagefläche des Dichtrings 40 an dessen Innenkegelfläche 41 anschließt. Wird der radiale Abstand zwischen diesen beiden Anlageflächen geringer gewählt als der radiale Abstand zwischen der Innenkegelfläche 41 des Dichtrings 40 und der Außenkegelfläche 32 des Füllstücks 30, führt dies dazu, dass die beiden Anlageflächen kontaktiert werden, bevor sich der Spalt 50 zwischen Füllstück und Dichtring 40 auf Null reduziert. Sonst wäre es möglich, dass sich der Spalt 50 auf Null reduziert, während zwischen dem Füllstück 30 und dem Verbindungselement ein großer Spalt verbleibt, der gegebenenfalls aber nicht erforderlich und auch nicht erwünscht wäre.
Bezugszeichenliste

10: Pressscheibe
20: Pressstempel
21, 21', 21'': Adapterstück
23: Verbindungsfläche des Adapterstücks
30: Füllstück
31: Außenkegelfläche
32: Pressfläche des Füllstücks
40: Dichtring
41: Innenkegelfläche
50, 51: Spalt
60: Verbindungsbolzen
61, 61', 61'': Verbindungsring
62, 62', 62'': Adapterbolzen
63: Pressfläche eines Verbindungsbolzens
64: Pressfläche eines Verbindungsrings
65: Pressfläche eines Adapterbolzens
66, 66', 66'': Zugfläche
70, 71: Stiftverbindung zwischen Dichtring und Außenring
72: Stiftverbindung zwischen Außenring und Adapterstück
73: Stiftverbindung zwischen Dichtstück und Adapterstück
80, 80', 80'': Außenring
81, 82: Stirnfläche
90: Stiftverbindung zwischen Dichtring und Verbindungselement
91: Aufnahme
92: Entlüftungskanal
100: Befestigungsbolzen
110: Verbindungssteg
111, 111': Bajonettnocke außen
112, 112': Bajonettnocke innen
120: Schraube
1: Dichtring
2: Zwischenring
3: Füllstück
3A: Spalt
4: Zentrierbolzen
5: Pressscheibenkern
6: Mutter
7: Sicherungsstift
8: Zentrierstift
9: Stützscheibe
11: Pressstempel
12: Verbindungsbolzen, Zuganker
13, 14: Bohrung
16: Pressfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10036463 B4 [0005, 0007]

Claims

Pressscheibe (10) zur Montage am Pressstempel (20) einer Pressvorrichtung, wobei die Pressscheibe (10) wenigstens ein Füllstück (30) mit einer Pressfläche (31) umfasst, über die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann, und das Füllstück (30) an seinem Außendurchmesser konisch mit einer Außenkegelfläche (32) ausgebildet ist und von einem ebenfalls zur Pressscheibe gehörenden Dichtring (40) umgeben ist, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche (41) und der Außenkegelfläche (32) des Füllstückes (30) einen Spalt (50) ausbildet, und zwischen dem Füllstück (30) und dem Dichtring (40) wenigstens ein radialer Spalt (51) verläuft, der sich von innen nach außen konisch aufweitet, wobei das Füllstück (30) und der Dichtring (40) über ein Verbindungselement (60; 61; 61'; 61''; 110; 110') an dem Pressstempel (20) montierbar sind und die Rückzugskraft des Pressstempels (20) über das Verbindungselement (60; 61; 61'; 61''; 110; 110') auf den Dichtring (40) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Drehen des Dichtrings (40) um die Rotationsachse der Pressscheibe (20) je nach Drehrichtung eine Sicherung der Pressscheibe (10) an dem Pressstempel (20) gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar ist, wodurch der Dichtring (40) und das Füllstück (30) von der Seite der Pressscheibe (10) aus an dem Pressstempel (20) montierbar und demontierbar sind.
Pressscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressscheibe (10) das Verbindungselement (60; 61; 61'; 61''; 110') umfasst und der Dichtring (40) so mit dem Verbindungselement (60; 61; 61'; 61''; 110') verbunden ist, dass ein Drehen des Dichtrings (40) um die Rotationsachse der Pressscheibe (10) ein gleichgerichtetes Drehen des Verbindungselements (60'; 61; 61'; 61'') um die Rotationsachse der Pressscheibe (10) bewirkt, wodurch je nach Drehrichtung eine Sicherung des Verbindungselementes (60; 61; 61'; 61''; 110') an dem Pressstempel (20) gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar ist, und das Verbindungselement (60; 61; 61'; 61''; 110') zusammen mit dem Dichtring (40) und dem Füllstück (30) von der Seite der Pressscheibe (10) aus an dem Pressstempel (20) montierbar und demontierbar ist.
Pressscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Verbindungsbolzen (60) ist, der gegen axiale Bewegung am Pressstempel (20) gesichert werden kann und durch den Dichtring (40) in das Füllstück (30) ragt, wobei der Verbindungsbolzen (60) so ausgeformt ist, dass er sowohl das Füllstück (30) als auch den Dichtring (40) gegen axiale Bewegung sichert.
Pressscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Verbindungsring (61; 61'; 61'') ist, der einen Adapterbolzen (62; 62'; 62'') umgibt, wobei der Adapterbolzen (62; 62'; 62'') am Pressstempel (20) gegen eine axiale Bewegung an dem Pressstempel (20) gesichert ist und der Verbindungsring (61; 61'; 61'') gegen eine axiale Bewegung an dem Adapterbolzen (62; 62'; 62'') gesichert ist, während der Dichtring (40) gegen eine rotatorische Bewegung an dem Verbindungsring (61; 61'; 61'') gesichert ist, und dass ein Drehen des Dichtrings (40) um die Rotationsachse der Pressscheibe (10) ein gleichgerichtetes Drehen des Verbindungsrings (61; 61'; 61'') um die Rotationsachse der Pressscheibe (10) bewirkt, wodurch je nach Drehrichtung eine Verbindung des Verbindungsrings (61; 61'; 61'') mit dem Adapterbolzen (62; 62'; 62'') herstellbar oder lösbar ist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (60; 61) an seinem Umfang wenigstens eine Stufe mit einer im Wesentlichen radial verlaufenden Zugfläche (66; 66') aufweist und über diese Zugfläche (66; 66') die Rückzugskraft des Pressstempels (20) über das Verbindungselement (60; 61) auf den Dichtring (40) übertragbar ist.
Pressscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (20) das Verbindungselement (110) umfasst und durch ein Drehen des Dichtrings (40) um die Rotationsachse der Pressscheibe (10) je nach Drehrichtung eine Sicherung des Dichtrings (40) an dem Verbindungselement (110) gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar ist, wodurch der Dichtring (40) und das Füllstück (30) von der Seite der Pressscheibe (10) aus an dem Pressstempel (20) montierbar und demontierbar sind, während das Verbindungselement (110) am Pressstempel (20) verbleibt.
Pressscheibe nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (30) gegen eine axiale Bewegung am Dichtring (40) gesichert ist und das Verbindungselement ein umlaufender Verbindungssteg (110; 110') ist, der in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung (109; 109') hineinragt, wobei zwischen dem Verbindungssteg (110; 110') und der Ausnehmung (109; 109') Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen dem Dichtring (40) und dem Pressstempel (20) gegen axiale Bewegung vorgesehen sind, über welche die Rückzugskraft des Pressstempels (20) auf den Verbindungssteg (110; 110') und damit den Dichtring (40) übertragbar ist.
Pressscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (110') am Dichtring (40) angebracht ist und in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung (109') im Pressstempel (20) hineinragt.
Pressscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (110) am Pressstempel (20) angebracht ist und in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung (109) im Dichtring (20) hineinragt.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen Dichtring (40) und Pressstempel (20) gegen axiale Bewegung einen Bajonettverschluss umfassen.
Pressscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Außen- und/oder am Innenrand des Verbindungsstegs (110; 110') jeweils wenigstens zwei Bajonettnocken (111; 111', 112; 112') vorgesehen sind, während am Außen- und/oder Innenrand der Ausnehmung (109; 109') entsprechende Führungsrillen zur Aufnahme dieser Bajonettnocken (111; 111', 112; 112') vorgesehen sind.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressscheibe (10) ein Zwischenelement umfasst, das zwischen radialen Flächen des Dichtrings (40) und des Füllstücks (30) angeordnet ist.
Pressscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eine druckbelastete Oberfläche des Zwischenelements wenigstens eine Nut eingebracht ist und/oder das Zwischenelement aus einem Material besteht, das eine geringere Härte als das Material des Füllstücks (30) und/oder des Dichtrings (40) aufweist.
Pressscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (30) schwimmend zwischen dem Dichtring (40) und dem Verbindungselement (60; 61; 61'; 61'') gelagert ist, und das Füllstück (30) anschließend an seine Außenkegelfläche (32) eine im Wesentlichen axial in Richtung des Pressstempels (20) verlaufende Anlagefläche aufweist, die gegenüber einer gleich verlaufenden Anlagefläche des Dichtrings (40) liegt, wobei sich die Anlagefläche des Dichtrings (40) an dessen Innenkegelfläche (41) anschließt, und dass der radiale Abstand zwischen diesen beiden Anlageflächen geringer ist als der radiale Abstand zwischen der Innenkegelfläche (41) des Dichtrings (40) und der Außenkegelfläche (32) des Füllstücks (30).
Pressvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.
Pressvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtring (40) und dem Pressstempel (20) eine Verdrehsicherung vorgesehen ist.
Pressvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (20) ein Adapterstück (21; 21'; 21'') und einen darum verlaufenden Außenring (80; 80'; 80'') mit zwei Stirnflächen (81; 82) aufweist, von denen eine Stirnfläche (81) in Richtung des Dichtrings (40) ausgerichtet ist, wobei der Dichtring (40) mittels wenigstens einer Stiftverbindung (70; 71) gegen eine rotatorische Bewegung an dem Außenring (22; 22'; 22'') gesichert ist, und dass die andere Stirnseite (82) des Außenrings (22; 22'; 22'') in Richtung einer Verbindungsfläche (23) des Adapterstücks (21; 21'; 21'') ausgerichtet ist und diese andere Stirnfläche (82) des Außenrings (22; 22'; 22'') und/oder die gegenüberliegende Verbindungsfläche (23) des Adapterstücks (21; 21'; 21'') einen Nutenabschnitt mit mehreren radialen Halbnuten aufweisen, und dass in wenigstens zwei gegenüberliegende Halbnuten ein Verbindungsstift (72) einbringbar ist.