DE1577222C3 - Schwungrad-Spindelpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungrad-Spindelpresse mit einer wechselweise antreibbaren Mutter und Spindel, deren Hauptschwungrad eine Axialverschiebung des profilierten Spindelendes in der entsprechend profilierten Schwungradnabe gestattet und infolge seines Eigengewichtes auf einem angetriebenen, seinerseits die Spindelmutter antreibenden Hilfsschwungrad ruht und während des Arbeitens mittels eines Preßluftkissens von demselben getrennt und gehoben wird, mit je einer Bremse für das Hauptschwungrad und die Spindelmutter.

Gegenstand einer älteren Patentanmeldung P 15 77 219 ist eine Schwungrad-Spindelpresse, bei der der Arbeitshub des Stößels von dem sich nur in einer Richtung drehenden Hauptschwungrad abgeleitet wird, während die Mutter gegen Drehen gesichert ist. Der Rückhub des Stößels erfolgt, nachdem die Mutter in Umdrehungen versetzt wird, während das Hauptschwungrad zur gleichen Zeit abgebremst wurde. Die einzelnen Hübe des Stößels werden also durch wechselweises Drehen des Schwungrades und der Mutter und Festbremsen der Mutter und des Schwungrades erreicht.

Bei Schwungrad-Spindelpressen dieser Ausführung ist die Antriebsscheibe — ein Hilfsschwungrad — fest mit der Mutter verbunden. Dreht sich also die Antriebsscheibe, dreht sich zugleich auch die Mutter. Wird andererseits die Mutter abgebremst, so wird somit auch die Antriebsscheibe abgebremst. Die in der Antriebsscheibe gespeicherte Energie wird dabei in Wärme umgesetzt und in dieser Weise der Wirkungsgrad einer derartigen Presse herabgesetzt.

Das Versetzen des Hauptschwungrades in Umdrehungen erfolgt durch die Antriebsscheibe, während die Mutter und die Spindel zugleich in demselben Drehsinn rotieren. Diese Art des Antriebes ermöglicht keine einfache automatische Kontrolle und Regelung der gespeicherten Energie, was nachfolgend noch geschildert wird.

Weil bei diesen Pressen die Antriebsscheibe mit der Mutter fest verbunden ist, ist auf dem Antriebsmotor eine Kupplung angebracht, die beim Bremsen der Antriebsscheibe und der Mutter ausgeschaltet wird, während der Motor mit seiner vollen Drehzahl weiterläuft. Im Augenblick des Einschaltens der Kupplung muß der Elektromotor die Antriebsscheibe ausschließlich durch sein eigenes Nenndrehmoment in Umdrehungen versetzen. Für diese Pressen wird also ein entsprechend starker Elektromotor benötigt, ίο Auch die zur Übertragung der Drehbewegung vom Antriebsmotor auf die Antriebsscheibe dienenden Keilriemen leiden stark unter dem ständigen Anlaufen und Stillsetzen des Motors und werden rasch abgenutzt. Die Keilriemen leiden auch dadurch, daß die üblicherweise auf dem Elektromotor angebrachte Kupplung und die zum Abbremsen der Antriebsscheibe bestimmte Bremse unabhängig betätigt werden, wobei eine Synchronisation beider Funktionen nicht immer gewährleistet ist.

Die erwähnten Mangel und Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen energiesparenden Antrieb hoher Lebensdauer für eine Schwungrad-Spindelpresse zu schaffen, bei dem das Hilfsschwungrad nicht mehr für das Sillsetzen der Mutter abgebremst werden muß und bei dem eine stufenlose Einstellung der gewünschten kinetischen Energie des Schwungrades ohne bauliche Änderungen möglich ist.

Die Erfindung besteht darin, daß das Hilfsschwungrad frei drehbar auf der Spindelmutter gelagert und durch eine Lamellenkupplung mit dieser verbindbar ist.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Lamelle der Lamellenkupplung nach dem Öffnen zugleich als Bremslamelle für die Spindelmutter dient.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es auch, diese Bremskupplung in der Aushölung der Antriebsscheibe, d. h. des Hilfsschwungrades, anzuordnen, wo ein ausreichend großer Raum für deren vorteilhafte Größe vorhanden ist, so daß die Belastung einzelner Antriebselemente, insbesondere der Keilriemen, günstiger ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, welche einen teilweisen Schnitt durch einen Antriebsmechanismus einer Schwungrad-Spindelpresse dargestellt, bei welcher das Schwungrad von der Antriebsscheibe mittels einer Druckluftschicht getrennt wird.

Die Schwungrad-Spindelpresse gemäß dieses Ausführungsbeispieles ist mit einer im Ständer 17 in Lagern 6 drehbar gelagerten Mutter 2 versehen. Der Unterteil der Mutter 2 ist als flanschartiger Kopf 2 α ausgebildet, der auf der zum Ständer zugekehrten Innenseite mit einem Reibbelag 16 versehen ist. In dem Gewinde der Mutter 2 ist die mit einem Gewinde versehene Spindel 3 eingeschraubt. Auf dem unteren Ende der Spindel 3 ist der Stößel 4 derart angebracht, daß die Spindel 3 in demselben frei drehbar ist. Der Oberteil der Spindel 3 ist unrund und profilartig ausgebildet, und das Profil dieses Spindelteiles entspricht einer in dem Hauptschwungrad 5 durchgeführten Öffnung. Das Hauptschwungrad 5 ist auf diesem Teil der Spindel 3 durch diese Öffnung aufgeschoben. Unter dem Hauptschwungrad 5 ist auf der Mutter 2 ein Hilfsschwungrad 1 drehbar gelagert, das mit einem kreisringförmigen Flansch 9 versehen ist. Die Mutter 2 ist an ihrem Umfang mit einer Verzahnung versehen, worauf eine mit Reibbelag 8 und 10

versehene Lamelle 7 axial verstellbar angebracht ist. Ferner sind Federn 15 vorgesehen, die auf die Lamelle 7 einen Druck ausüben, indem sie gegen eine mit der Mutter! fest verbundene Scheibe 18 gestützt sind. Die Federn 15 drücken diese Lamelle 7 gegen den kreisringförmigen Flansch 9. Unter der Lamelle 7, die die Funktion einer Reibungskupplung und Bremse hat, befindet sich ein ringförmiger Kolben 11, der gegen Verdrehen mittels eines Stiftes 20 gesichert ist.

Das Hauptschwungrad 5 ist axial verschiebbar auf dem profilierten Ende der Spindel 3 angebracht und auf seiner Unterseite mit einem Reibbelag 12 versehen, wodurch dasselbe auf der Oberfläche des Hilfsschwungrades 1 aufliegt. Der Reibbelag 12 ist rinnenförmig ausgebildet, und deren Aussparung bildet zwischen der Oberfläche des Hilfsschwungrades 1 und der des Hauptschwungrades 5 eine kreisringförmige Druckkammer, in welcher die Druckluft-Zuführungskanäle einmünden. Auf der Unterseite des Umfanges des Hauptschwungrades 5 befindet sich ein weiterer kreisringförmiger Reibbelag 13, unter welchem ein ringförmiger Kolben 14 im Ständer 17 vorgesehen ist, der gegen Verdrehen mittels eines Stiftes 19 gesichert ist, Der Kolben 14 wird ebenfalls durch ein Druckmedium betätigt, z. B. durch Druckluft. Die Pfeile in der Zeichnung stellen die Zuführung von Druckluft in die einzelnen Druckräume der Presse dar.

Die erfindungsgemäße Schwungrad-Spindelpresse arbeitet folgendermaßen:

Vor dem Anlassen des Elektromotors befindet sich der Stößel 4 in seiner oberen Ausgangslage, und die Presse wird an das Preßluftnetz angeschlossen. Dadurch wird die Preßluft unter die ringförmigen Kolben 11 und 14 eingelassen. Der Kolben 14 wird an den Reibbelag 13 gepreßt, und das Hauptschwungrad 5 wird dadurch gehoben. Das Hauptschwungrad 5 ist dadurch gebremst, und durch sein Heben wird seine Verbindung mit dem Hilfsschwungrad 1 gelöst. Zur selben Zeit hebt sich auch der ringförmige Kolben 11 und preßt sich gegen den Reibbelag 10 der Lamelle 7. Die Lamelle 7 wird dadurch auf der Verzahnung der Mutter 2 gehoben. In dieser Weise ist einerseits die Mutter 2 gegen Drehen abgebremst, andererseits wird dadurch die durch Lamelle 7, Reibbelag 8 und Flansch 9 des Hilfsschwungrades 1 gebildete Reibungsverbindung zwischen dem Hilfsschwungrad 1 und der Mutter 2 gelöst. Der ringförmige Kolben 11 setzt dann seine Bewegung fort, und sobald die Lamelle 7 an die Scheibe 18 anschlägt, wird diese Scheibe 18 infolge deren fester Verbindung mit der Mutter 2 samt dieser Mutter 2 und aller mit derselben verbundenen Teile, also samt Spindel 3 und Hilfsschwungrad 1, gehoben. Die Federn 15 pressen dabei die Lamelle 7 ständig gegen den ringförmigen Kolben 11 und bremsen dadurch die Mutter 2 gegen Drehen. Die Mutter 2 hebt sich solange, wie nicht deren flanschartiger Kopf 2 α mit seinem Reibbelag 16 auf dem gegenüberliegenden Teil des Ständers 17 aufsitzt. Beim Heben der Mutter 2 stellt das Bremsmoment eine Funktion des Gewichtes der gehobenen Teile dar.

Nach dem Beheben des Spieles des flanschartigen Kopfes 2 α wird also die Bremswirkung durch zwei Reibflächen gesteigert und ist dementsprechend proportional dem Luftdruck unter dem ringförmigen Kolben 11.

Der nicht dargstellte Antriebsmotor kann angelassen werden, nachdem die Verbindung zwischen dem Hauptschwungrad 5, der Mutter 2 und dem Hilfsschwungrad 1 unterbrochen wurde. Dadurch wird das Hilfsschwungrad 1 in Umdrehungen versetzt und dreht sich kontinuierlich, solange die Presse im Betrieb ist.

Die Presse kann auf zweierlei Weise arbeiten. Die sich periodisch wiederholenden Arbeitsspiele der

ίο Presse erfolgen bei der einen Arbeitsweise der Presse folgendermaßen:

Zuerst wird die Druckluft aus dem Raum unter dem ringförmigen Kolben 14 ausgelassen. Dadurch wird das Hauptschwungrad 5 heruntergelassen und legt sich infolge seines Eigengewichtes durch seinen Reibbelag 12 auf das sich drehende Hilfsschwungrad 1 auf. Das Hauptschwungrad 5 beginnt sich zu drehen. In der abgebremsten Mutter 2 bewegt sich die Spindel 3 in Richtung nach unten und versetzt den Stößel 4 in Arbeitsbewegung. Sobald das Hauptschwungrad 5 mit der gewünschten Energie geladen wurde, vor dem eingentlichen Arbeitsweg des Stößels 4, wird Druckluft in den Druckraum unter dem Reibbelag 12 eingelassen, und dadurch wird das Hauptschwungrad 5 gehoben und die Verbindung zwischen demselben und dem Hilfsschwungrad 1 gelöst. Das gehobene Hauptschwungrad 5 dreht sich infolge der in sich gespeicherten Energie weiter und schwebt dabei auf einem Luftkissen, das durch die aus dem Raum unter dem Reibbelag 12 entfliehende Druckluft gebildet ist. Infolge der gespeicherten kinetischen Energie setzt die Spindel 3 ihre Umdrehungen fort, bis der Stößel 4 den zu formenden Werkstoff erreicht und die Verformung desselben beendet hat.

Die im Schwungrad gespeicherte Energie wird dadurch aufgebraucht, und sowohl der Stößel 4 als auch das Hauptschwungrad 5 werden stillgesetzt.

Der Stößel 4 kehrt in seine Ausgangslage zurück, indem Druckluft unter den ringförmigen Kolben 14 eingelassen wird. Der Kolben 14 hebt das Hauptschwungrad 5 und bremst dasselbe fest. Aus dem Raum unter dem ringförmigen Kolben 11 wird die Druckluft ausgelassen, dadurch wird die Mutter 2 entbremst und mittels Lamelle 7 mit dem sich drehenden Hilfsschwungrad 1 gekuppelt und beginnt sich gemeinsam mit diesem zu drehen. Solange die Spindel 3 gebremst wird, hebt die sich drehende Mutter 2 den Stößel in Richtung nach oben. Nachdem der Stößel 4 in seine Ausgangslage gelangt ist, wird die Mutter 2 abgebremst. Die Presse ist dadurch für den Nächsten Hub vorbereitet.

Der Stillstand des Stößels wird bei einer erfindungsgemäßen Presse durch Stillsetzen der Mutter und der Spindel erreicht, nicht durch gleichzeitiges Drehen der Mutter und der Spindel, wie es bei Pressen, die mit einem auf einem Luftkissen schwebenden Schwungrad versehen sind, der Fall ist. Das ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Presse, dessen Folge ist, daß die Lager der Mutter in dem Zeitraum zwischen den einzelnen Operationen geschont werden. Dadurch wird auch die Standzeit der Presse erhöht.

Ferner gewährleisten Pressen der obenerwähnten Bauart keine Möglichkeit einer stufenlosen Einstel-

lung der Schlagenergie in dem Maße, wie es jetzt möglich ist, und zwar weil das Schwungrad vor Beginn des Abwärtsganges des Stößels 4 vom Antrieb angeschaltet wird. Eine Einstellung der Schlagenergie

kann bei derartigen Pressen nur stufenartig erfolgen, und zwar durch Entfernen und Aufladen von Gewichten auf das Schwungrad.

Demgegenüber wird das Schwungrad bei der erfindungsgemäßen Presse stufenlos auf die volle gewünschte Drehzahl gebracht, während sich der Stößel nach unten bewegt. Sobald das Schwungrad die gewünschte Drehzahl erreicht und dadurch auch die gewünschte Energie aufgespeichert hat, löst sich das Hilfsschwungrad vom Hauptschwungrad. Für die Bestimmung der augenblicklichen Größe der Schlagenergie kann auch mit Vorteil eine Indikation der Stößellage dienen.

Die Presse der vorliegenden Erfindung kann aber auch auf andere Weise arbeiten. Das geht folgendermaßen vor sich:

Eine erfindungsgemäße Presse ermöglicht auch eine volle Ausnutzung der im Schwungrad gespeicherten Energie, derart, daß in der in der Zeichnung gezeigten Lage zusammen mit dem Hilfsschwungrad 1 und der Mutter 2 zugleich auch das Hauptschwungrad 5 und die Spindel 3 in Umdrehungen versetzt werden. Solange alle diese Teile gemeinsam in derselben Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit rotieren, verbleibt der Stößel im Stillstand. Sobald die volle Drehzahl des Hauptschwungrades 5 erreicht wird, kann der ringförmige Kolben 11 in Tätigkeit gebracht werden, der durch Heben der Lamelle 7 einerseits die Mutter 2 abbremst, andererseits

ίο dieselbe in eine Lage hebt, in welcher der Reibbelag 16 des Kopfes 2 α auf der gegenüberliegenden Fläche des Ständers 17 aufliegt. Dadurch wird die Mutter 2 vollkommen abgebremst. Läßt man zugleich Druckluft in den Raum unter dem Reibbelag 12 des Hauptschwungrades 5 ein, wird sich das Hauptschwungrad 5 weiterdrehen infolge der in sich gespeicherten kinetischen Energie, der Stößel 4 wird in Bewegung versetzt und ergibt die volle in dem auf maximale Umdrehungen gebrachten Hauptschwungrad 5 gespeicherte Energie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schwungrad-Spindelpresse mit einer wechselweise antreibbaren Mutter und Spindel, deren Hauptschwungrad eine Axialverschiebung des profilierten Spindelendes in der entsprechend profilierten Schwungradnabe gestattet und infolge seines Eigengewichtes auf einem angetriebenen, seinerseits die Spindelmutter antreibenden Hilfsschwungrad ruht und während des Arbeitens mittels eines Preßluftkissens von demselben getrennt und gehoben wird, mit je einer Bremse für das Hauptschwungrad und die Spindelmutter, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsschwungrad (1) frei drehbar auf der Spindelmutter (2) gelagert und durch eine Lamellenkupplung mit dieser verbindbar ist.

2. Schwungrad-Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (7) der Lamellenkupplung nach dem Öffnen zugleich als Bremslamelle für die Spindelmutter (2) dient.