DE202011004317U1 - Screw press with adjustable press force distribution - Google Patents
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Abstract
Spindelpresse, mit einstellbarer Presskraftverteilung, mindestens zwei gekoppelte Spindeln (9) mit einem gemeinsamen Antriebsaggregat (10) aufweisend, wobei mindestens eine Spindel (9) mit dem gemeinsame Antriebsaggregat (10) durch eine Übertragungseinrichtung (1) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtungen (1) eine Einstellvorrichtung (2) aufweisen, mit der ein definiertes Voraus- und/oder Nacheilen der mit der Überlativ zu den anderen, mit dem gemeinsamen Antriebsaggregat (10) gekoppelten Spindeln (9) einstellbar ist.Screw press, with adjustable press force distribution, having at least two coupled spindles (9) with a common drive unit (10), at least one spindle (9) being coupled to the common drive unit (10) by a transmission device (1), characterized in that the Transmission devices (1) have an adjusting device (2) with which a defined advance and / or lag of the spindles (9) coupled with the overlap to the other spindles (9) coupled with the common drive unit (10) can be set.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit einstellbarer Presskraftverteilung.The invention relates to a screw press with adjustable pressing force distribution.
Bei Pressen der in Rede stehenden Art werden zwei Presswerkzeuge durch den Einsatz von Spindeln aufeinander zu bewegt. Dabei weisen die Pressen typischerweise zwei oder vier Spindeln auf. Die Erfindung betrifft alle Spindelpressenbauarten mit zwei oder mehr Spindeln.In pressing the type in question, two pressing tools are moved towards each other by the use of spindles. The presses typically have two or four spindles. The invention relates to all screw press types with two or more spindles.
Bei den Presswerkzeugen handelt es sich im einfachsten Fall um zwei Flächen, die aufeinander zu bewegt werden, um das Pressgut zwischen diesen Flächen zu verpressen. In der Technik kommen jedoch auch häufig spezielle Presswerkzeuge zur Verwendung, um eine gezielte Beeinflussung des zu pressenden Guts, beispielsweise eine gezielte Umformung in eine definierte Form zu erzielen. Presswerkzeuge können dabei komplizierte Formen annehmen und für den Einsatzzweck hoch spezialisiert sein.In the simplest case, the pressing tools are two surfaces which are moved toward one another in order to press the pressed material between these surfaces. However, special pressing tools are also frequently used in industry in order to achieve targeted influencing of the material to be pressed, for example targeted shaping into a defined shape. Press tools can take complicated forms and be highly specialized for the purpose.
Daher ist es in der Technik üblich, Pressen zunächst mit universell einsetzbaren Presswerkzeugen auszustatten, die beispielsweise zwei parallele Flächen mit Nuten zur Verfügung stellen, wobei an diesen universellen Presswerkzeugen dann spezialisierte Presswerkzeuge in den Nuten befestigt werden. Auf diese Weise kann eine einfache Anpassung der Presse auch an spezialisierte Aufgaben erfolgen.Therefore, it is common in the art to initially equip presses with universally applicable pressing tools, for example, provide two parallel surfaces with grooves, which are then attached to these universal pressing tools specialized pressing tools in the grooves. In this way, a simple adjustment of the press can also be made to specialized tasks.
Häufig ist es dabei so, dass die Krafteinleitung der durch den mechanischen Widerstand des zu pressenden Guts verursachten Kräfte in die Presswerkzeuge derart erfolgt, dass die Spindeln der Presse unterschiedlich stark belastet werden. Da die Presswerkzeuge und die Spindeln sowie die unter Umständen vorhandenen, diese koppelnden Teile keine absolut starren Elemente sind, sondern nur über eine begrenzte Steifigkeit verfügen, kommt es so zu Verformungen im Bereich der Presswerkzeuge und der Spindeln, was dazu führt, dass die Parallelität der Presswerkzeuge nicht mehr gegeben ist und es dadurch zum Verkanten der Presswerkzeuge, zu erhöhtem Werkzeugverschleiss und zu Produktionsfehlern kommen kann.It is often the case that the force is introduced into the pressing tools by the forces caused by the mechanical resistance of the material to be pressed in such a way that the spindles of the press are loaded to different degrees. Since the pressing tools and the spindles and the possibly present, these coupling parts are not absolutely rigid elements, but have only a limited rigidity, it leads to deformations in the area of the pressing tools and the spindles, which leads to the parallelism of the Pressing tools is no longer given and it can lead to tilting of the pressing tools, increased tool wear and production errors.
Dieses Problem kann gelöst werden, indem die Spindeln mit voneinander getrennt ansteuerbaren Antriebsaggregaten ausgestattet werden, die derart angesteuert sind, dass stärker belastete Spindeln schwächer belasteten Spindeln vorauseilen, wobei das Vorauseilen so bemessen wird, dass die sich bei Kontakt der Presswerkzeuge mit dem zu verpressenden Gut einstellenden Verbindungen der Presse durch das Vorauseilen einzelner Spindeln kompensiert werden und es beim Erreichen der Endposition des Pressvorgangs zur Kompensation zwischen dem eingestellten Vorauslauf und den erhöhten Verwindungen der einzelnen Spindeln kommt.This problem can be solved by the spindles are equipped with separately controllable drive units, which are controlled such that more heavily loaded spindles lead ahead weaker loaded spindles, the anticipation is such that the contact with the pressing tools with the material to be pressed Adjusting connections of the press can be compensated by the advance of individual spindles and it comes to reaching the end position of the pressing process to compensate between the set run and the increased torsion of the individual spindles.
Der Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass für jede Spindel ein separates Antriebsaggregat mit eigener Ansteuerung benötigt wird, was zu hohen Kosten für die Bauteile der Presse führt.The disadvantage of this solution, however, is that a separate drive unit with its own control is required for each spindle, which leads to high costs for the components of the press.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spindelpresse anzugeben, die es ermöglicht, eine ungleichmäßige Presskraftverteilung zwischen den Presswerkzeugen zu kompensieren und die dabei kostengünstig hergestellt werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a screw press, which makes it possible to compensate for a non-uniform pressing force distribution between the pressing tools and can be produced inexpensively.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Spindelpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved by a screw press with the features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Presse weist mindestens zwei gekoppelte Spindeln mit einem gemeinsamen Antriebsaggregat auf. Unter gekoppelt im Sinne dieser Anmeldung ist jegliche mechanische Kopplung zur Übertragung von Bewegungen zu verstehen, insbesondere Wellengetriebe, Antriebsriemen und dergleichen. Dabei ist mindestens eine Spindel mit dem gemeinsamen Antriebsaggregat durch eine Übertragungseinrichtung gekoppelt, die eine Einstellvorrichtung aufweist, mit der ein definiertes Voraus- oder Nacheilen der mit der Übertragungseinrichtung gekoppelten Spindel relativ zu den anderen, mit dem gemeinsamen Antriebsaggregat gekoppelten Spindeln einstellbar ist.The press according to the invention has at least two coupled spindles with a common drive unit. For the purposes of this application, coupled means any mechanical coupling for the transmission of movements, in particular shaft drives, drive belts and the like. In this case, at least one spindle is coupled to the common drive unit by a transmission device having an adjustment device with which a defined advance or lag the coupled to the transmission spindle is adjustable relative to the other, coupled to the common drive unit spindles.
Dadurch wird es möglich, eine Mehrzahl Spindeln an einem gemeinsamen Antriebsaggregat zu koppeln und ein definiertes Vorauseilen oder Nacheilen der Spindeln in Relation zueinander beim Pressvorgang einzustellen und damit Asymmetrien der Presskraftverteilung zwischen den Presswerkzeugen zu kompensieren.This makes it possible to couple a plurality of spindles on a common drive unit and set a defined lead or lag the spindles in relation to each other during the pressing process and thus to compensate for asymmetries in the press force distribution between the pressing tools.
Bei einer Presse mit zwei Spindeln kann eine asymmetrische Lastverteilung zwischen den beiden Spindeln so bereits mit einer erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung ausgeglichen werden. Bei mehr als zwei Spindeln, die mit einem gemeinsamen Antrieb gekoppelt sind, ist ein Ausgleich zwischen allen betroffenen Spindeln möglich, sobald maximal eine Spindel nicht durch eine erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung mit Einstellvorrichtung an den gemeinsamen Antrieb gekoppelt ist. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn jede der Spindeln durch eine erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung mit Einstellvorrichtung an den gemeinsamen Antrieb gekoppelt ist, da dann das Einstellen der Vor- und Nachläufe zum Ausgleich der asymmetrischen Presskraftverteilung für den Bediener vereinfacht wird.In a press with two spindles an asymmetrical load distribution between the two spindles can already be compensated with an adjusting device according to the invention. With more than two spindles, which are coupled to a common drive, a balance between all affected spindles is possible as soon as a maximum spindle is not coupled by a transmission device according to the invention with adjustment to the common drive. However, it is particularly advantageous if each of the spindles is coupled to the common drive by means of a transmission device according to the invention having an adjustment device, since then the adjustment of the pre-and post-runs to compensate the asymmetrical force distribution for the operator is simplified.
Die Übertragungseinrichtung weist dabei vorzugsweise einen mit dem gemeinsamen Antriebsaggregat gekoppelten Antrieb und einen mit der jeweiligen Spindel gekoppelten Abtrieb auf, wobei Antrieb und Abtrieb über ein Zugelement miteinander gekoppelt sind. Bei dem Zugelement kann es sich beispielsweise um einen Riemen oder eine Kette handeln. Der Einsatz eines Zugelements als Übertragungsmedium ermöglicht eine besonders einfache und damit kostengünstige Realisierung der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung. Für die Verwirklichung des Kerngedankens der Erfindung ist jedoch auch eine Lösung mit einer anderweitig aufgebauten Übertragungseinrichtung denkbar, beispielsweise einem Zahnradgetriebe, welches ein einstellbares Voraus- oder Nacheilen der jeweiligen Spindel ermöglicht. The transmission device preferably has a drive coupled to the common drive unit and an output coupled to the respective spindle, the drive and output being coupled to one another via a tension element. The tension element may be, for example, a belt or a chain. The use of a tension element as a transmission medium allows a particularly simple and thus cost-effective implementation of the adjustment device according to the invention. For the realization of the core idea of the invention, however, a solution with an otherwise constructed transmission device is conceivable, for example, a gear transmission, which allows an adjustable advance or lag the respective spindle.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Übertragungseinrichtung bewirkt die Einstellvorrichtung eine Veränderung des Längenverhältnisses zwischen dem beim Pressvorgang belasteten Abschnitt des Zugelements und dem beim Pressvorgang entlasteten Abschnitt des Zugelements. So wird, um ein Vorauseilen der Spindel zu bewirken, durch die Einstellvorrichtung die Länge des beim Pressvorgang belasteten Abschnitts des Zugelements reduziert und die Länge des beim Pressvorgang entlasteten Abschnitt des Zugelements vergrößert. Um ein Nacheilen der jeweiligen Spindel einzustellen, bewirkt die Einstellvorrichtung dagegen eine Verlängerung des beim Pressvorgang belasteten Abschnitts des Zugelements und eine Verkürzung des beim Pressvorgang entlasteten Abschnitts des Zugelements.In the advantageous embodiment of the transfer device, the adjustment causes a change in the aspect ratio between the loaded during the pressing process portion of the tension member and the relieved during the pressing process portion of the tension element. Thus, to cause the spindle to advance, the setting device reduces the length of the section of the tension element loaded during the pressing process and increases the length of the section of the tension element that is relieved during the pressing process. In contrast, to set a lag of the respective spindle, the adjustment causes an extension of the loaded during the pressing process portion of the tension member and a shortening of the relieved during the pressing process portion of the tension element.
Vorzugsweise weist die Einstellvorrichtung dabei Einstellrollen auf. Diese sind vorzugsweise derart an der Einstellvorrichtung aufgenommen, dass sie mit festem Abstand zueinander verschoben werden können. Die Verschiebebewegung erfolgt dabei vorzugsweise rechtwinklig zu den Drehachsen der Einstellrollen und vorzugsweise rechtwinklig zu einer durch die Drehachsen von Antrieb und Abtrieb definierten Ebene. Durch diese Parallelverschiebung können die Einstellrollen die erfindungsgemäße Verlängerung bzw. Verkürzung der Abschnitte des Zugelements bewirken. Die rechtwinkligen Anordnungen sind dabei im Hinblick auf die sich aus den Angriffswinkeln der Rollen an dem Zugelement ergebenden Kräfteverhältnisse besonders günstig.Preferably, the adjustment device has adjusting rollers. These are preferably accommodated on the adjusting device such that they can be displaced with a fixed distance from one another. The displacement movement is preferably carried out at right angles to the axes of rotation of the adjusting rollers and preferably at right angles to a plane defined by the axes of rotation of the drive and driven plane. By means of this parallel displacement, the adjustment rollers can bring about the extension or shortening of the sections of the tension element according to the invention. The rectangular arrangements are particularly favorable with regard to the resulting from the angles of attack of the rollers on the tension element force relationships.
Besonders vorteilhaft lässt sich dies konstruktiv dadurch erreichen, dass die Einstellrollen an einem gemeinsamen Einstellelement drehbar gelagert sind, das sich beispielsweise mit einem durch ein Handrad angetriebenen Spindeltrieb verschieben lässt.This can be achieved in a particularly advantageous manner in that the adjusting rollers are rotatably mounted on a common adjusting element which can be displaced, for example, by means of a spindle drive driven by a handwheel.
Vorzugsweise weist die Einstellvorrichtung weiterhin Umlenkrollen auf. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkrollen außerhalb des Zugelements vorgesehen sind und/oder Antrieb, Abtrieb und/oder Einstellrollen innerhalb des Zugelements vorgesehen sind. Durch eine derartige Anordnung der Rollen lässt sich auf effektive Weise der für eine zuverlässige Kraftübertragung benötigte Anpressdruck der Rollen an das Zugmittel sicherstellen.Preferably, the adjustment further comprises pulleys. It is advantageous if the deflection rollers are provided outside of the tension element and / or drive, output and / or adjusting rollers are provided within the tension element. Such an arrangement of the rollers makes it possible to effectively ensure the contact pressure of the rollers on the traction means required for reliable power transmission.
Im Hinblick auf eine möglichst biegungsarme Führung des Zugmittels ist es vorteilhaft, die Drehachsen von Antrieb, Abtrieb und Einstellrollen parallel zueinander anzuordnen. Dabei befinden sich Antrieb, Abtrieb und Einstellrollen vorzugsweise auf den Ecken eines zu ihren Drehachsen rechtwinkligen Vierecks. Durch diese Anordnung befindet sich das Zugmittel in einer Ebene. Zwar ist es auch möglich, durch den Einsatz von Umlenkrollen und Verdrillungen des Zugmittels das Zugmittel nicht nur innerhalb einer Ebene verlaufen zu lassen. Dies ist jedoch mit einer erhöhten Belastung des Zugmittels durch dessen Verdrillung verbunden. Daher ist es ebenfalls vorteilhaft, auch die Drehachsen der Umlenkrollen parallel zueinander und die Umlenkrollen vorzugsweise auf den Ecken eines zu den Drehachsen der Umlenkrollen rechtwinkligen Rechtecks anzuordnen.With regard to a possible low bending guidance of the traction means, it is advantageous to arrange the axes of rotation of drive, output and adjusting rollers parallel to each other. In this case, drive, output and adjustment rollers are preferably located on the corners of a quadrangle perpendicular to their axes of rotation. By this arrangement, the traction means is in a plane. Although it is also possible to extend the traction means not only within a plane through the use of pulleys and twists of the traction means. However, this is associated with an increased load of the traction means by the twisting. Therefore, it is also advantageous to arrange the axes of rotation of the deflection rollers parallel to each other and the deflection rollers preferably on the corners of a rectangular to the axes of rotation of the deflection rollers rectangle.
Vorteilhafterweise kann die Einstellvorrichtung eine Regelungseinrichtung zur Einstellung des definiertes Voraus- und/oder Nacheilens aufweisen. In der Praxis wird das Voraus- und/oder Nacheilen einzelner Spindeln zum Ausgleich der Verformungen der Presswerkzeuge nämlich erst dann benötigt, wenn die Einleitung der Presskraft beginnt, d. h. die Presswerkzeuge miteinander und/oder mit dem zu pressenden Gut in Berührung kommen. Durch eine entsprechende Regeleinrichtung kann so sichergestellt werden, dass den Verformungen der Presswerkzeuge genau in dem Moment des Pressvorgangs entgegengewirkt wird, in dem die Verformungen auftreten. Dabei kann es sich um eine wegabhängige Steuerung handeln. Insbesondere bei der Wiederholung identischer Pressvorgänge treten die Verformungen immer an den gleichen Stellen des Verfahrwegs der Presswerkzeuge auf, so dass mit einer, beispielsweise wegabhängig programmierbaren, Regelungseinrichtung eine günstig zu realisierende Verbesserung gegenüber einem permanenten Voraus- und/oder Nacheilen einzelner Spindeln erzielt werden kann.Advantageously, the adjustment device may have a control device for setting the defined advance and / or lag. In practice, the advance and / or lagging of individual spindles to compensate for the deformations of the pressing tools only needed when the initiation of the pressing force begins, d. H. the pressing tools come into contact with each other and / or with the material to be pressed. By an appropriate control device can be ensured so that the deformation of the pressing tools is counteracted exactly in the moment of the pressing process in which the deformations occur. This can be a path-dependent control. In particular, in the repetition of identical pressing operations, the deformations always occur at the same points of travel of the pressing tools, so that with one, for example, path-dependent programmable, control device a favorable to be realized improvement over a permanent advance and / or tracking individual spindles can be achieved.
Noch vorteilhafter ist, wenn die Regelungseinrichtungen Sensoren zur Erfassung der tatsächlichen Kraftverteilung und/oder Verformung der Presswerkzeuge aufweisen. Mit derartigen Sensoren, beispielsweise kann es sich um Dehnmessstreifen handeln, ist es dann möglich, die Einstellung des Voraus- und/oder Nacheilens einzelner Spindeln vollautomatisch während des Pressvorgangs erfolgen zu lassen. Ein Wechsel der Presswerkzeugkonfiguration oder Veränderungen des Pressguts und damit der Kraftverteilung zwischen den einzelnen Pressvorgängen erfordern so im besten Fall keinerlei manuellen Eingriff in die Regelung des Voraus- und/oder Nacheilens einzelner Spindeln.It is even more advantageous if the control devices have sensors for detecting the actual force distribution and / or deformation of the pressing tools. With such sensors, for example, it can be strain gauges, it is then possible to make the setting of the advance and / or lag individual spindles fully automatically during the pressing process. A change in the pressing tool configuration or changes in the pressing material and thus the force distribution between the individual pressing operations so require in the best case no manual intervention in the control of the advance and / or lag individual spindles.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der
Die beispielhafte erfindungsgemäße Spindelpresse weist vier im Bereich der Säulen
Antrieb
In
In
Claims (12)
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DE102011118369A1 (en) | 2011-11-14 | 2013-05-16 | Johannes Hülshorst | Screw press unit has pressing lower portion that is connected at end of guide column which is loaded during pressing operation of drive unit, and pressing upper portion that is fixed on threaded spindle |
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