DE2366599C2 - Betätigungsvorrichtung der Kupplung einer Spindelpresse mit Überlastsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung einer Kupplung zwischen einer Spindel und einem Schwungrad einer Spindelpresse, insbesondere einer Keilspindelpresse mit Quer-Anordnung der Spindel, bei welcher die Spindel mittels eines nicht drehbaren Spindellagers an einem Pressengestell gelagert ist, eine Spindelmuiter entlang der Spindel hin- und herbewegbar ist und das Schwungrad dauernd in einer Drehrichtung umläuft, sowie an dem Pressengestell drehbar abgestützt ist, bei welcher ein der Spindel zugeordneter Reibflächenträger und ein dem Schwungrad zugeordneter Reibflächenträger durch Verschieben der Spindel mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung gegeneinander bewegbar sind und bei welcher eine als hydraulisches, unter Last offenes Kissen ausgebildete Überlastsicherung mit einem Kolben vorgesehen ist, wobei der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einrichtung zum Verschieben der Spindel und das hydraulische Kissen an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen sind.

Bei einer derartigen Betätigungsvorrichtung gemäß einem älteren Vorschlag (DE-PS 21 50 726) ist das Spindellager ein unbewegliches Teil des Pressengestelles, ist der Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung an der Spindel fest angebracht und ist gleichzeitig der Kolben der Überlastsicherung, die mit einem zusätzlichen Druckbegrenzungsventil verbunden ist. Die hydraulischen Einrichtungen greifen also an einem rotierenden Teil an.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Betätigungsvorrichtung einer Kupplung zwischen einer Spindel und einem Schwungrad einer Spindelpresse zu schaffen, die nicht nur das Abkuppeln des Schwungrades von der Spindel, sondern auch die Begrenzung der maximalen Belastung des Pressengestelles verbessert. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Spindellager gegenüber dem Pressengestell axial verschiebbar ist (wie schon Merkmal des Patentes 23 18 965 ist) und sowohl der Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung zum Verschieben als auch der Kolben der Überlastsicherung an dem Spindellager angreifen. Diese Merkmale sind im Patent 23 18 965 gleichen Zeitranges schon beschrieben, aber nicht beansprucht.

Bei einer derartigen Betätigungsvorrichtung führt das Ansprechen der Überlastsicherung sowohl zu einer Begrenzung der maximalen Belastung des Pressengestelles als auch zum Abkuppeln des Schwungrades von der Spindel. Wenn nämlich der Stößel die maximal erwünschte Preßkraft erreicht hat, so wird die sich drehende Spindel gegen die Kraft der Überlastsicherung derart verschoben, daß die Kupplung gelöst wird. Es liegt also eine kombinierte Überlastsicherungs- und Kupplung betätigende Kolben-Zylinder-Einrichtung vor. Die die Kupplung betätigende Einrichtung arbeitet nicht in Abhängigkeit von einer Winkelgeschwindigkeit oder Winkelverzögerung der Spindel, sondern in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der benötigten Preß- oder Schlagkraft dns Stößels. Und zwar tut sie das

ohne komplizierte Übertragungsorgane. Zum Beispiel i't ein dem Pressengestell zugeordneter Druckfühler, dessen Ausgangssignal die Kupplung bei Erreichen der benötigten Preß- oder Schlagkraft auslöst, unnötig.

Das durch die Druckflüssigkeitsquelle unter Druck gesetzte Kissen hält die Kupplung in Eingriff. Sobald die bestimmte Preßkraft des Stößels erreicht ist, ist das Kissen soweit komprimiert, daß es geöffnet ist. Da das hydraulische Kissen also nicht elastisch ist, kann die Kupp lung nach ihrer öffnung offen gehalten werden, bis nach Schließen des hydraulischen Kissens dieses wieder unter Druck gesetzt wird. Die hydraulischen Einrichtungen greifen nicht an rotierenden Teilen, d. h. an der Spindel und am Schwungrad, sondern an ortsfesten Teilen an.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der Kolben der Überlastsicherung zum Sitz der Überlastsicherung hin als ringförmiger Ventilteller ausgebildet ist. Dies ist eine einfache Ausbildung der Überlastsicherung.

Da die Überlastsicherung bei Last durch Verschieben des Kolbens unmittelbar in einen Behälter geöffnet ist und die zum Schließen der Kupplung am Spindellager angreifende Kolben-Zylinder-Einrichtung gesondert vorgesehen ist, ist ein Druckbegrenzungsventil mit seinen relativ langen Ansprechzeiten vermieden. Sobald sich der Kolbenteil und der Zylinderteil der hydraulischen Einrichtung ein wenig gegeneinander bewegt haben, wird eine Öffnung freigegeben, welche ein schlagartiges Öffnen des Kissens ermöglicht.

Bei der hier beschriebenen Betätigungsvorrichtung ist die Spindel zusammen mit dem Spindellager geringfügig in axialer Richtung verschiebbar. Diese geringe Verschiebung genügt in der Regel, um die mit der Spindel verbundene Reibfläche in Eingriff mit der am Schwungrad vorgesehenen Reibfläche zu bringen. Der mit der Spindel verbundene Reibflächenträger ist für den Kupplungseingriff gegenüber der Spindel, abgesehen von einer ggf. vorhandenen Einstellbarkeit, in der Regel unbeweglich. Desgleichen ist der mit dem Schwungrad verbundene Reibflächenträger dem Schwungrad gegenüber unbeweglich. Die Kolben-Zylinder-Einrichtung ist für eine rasche, exakte Verschiebung der relativ schweren Spindel gut geeignet. Druckflüssigkeit wird nur solchen Teilen zugeführt, die nicht rotieren. Die hydraulische Einrichtung ist unabhängig von Spindel und Schwungrad angeordnet.

In der Praxis wird der eine der beiden Reibflächenträger über Federelement gelagert sein, dessen Kraä beim Kuppeln zu überwinden ist. Durch dieses Federelement das, z. B. von Spiralfedern gebildet ist, werden Toleranzen der Kupplungseinrichtung ausgeglichen, so daß die Betätigungsvorrichtung stets exakt funktioniert. Die Reibflächen sind mit der Kraft dieses Federelementes gegeneinandergedrückt, wenn die Kupplung in Eingriff ist.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt die linke Hälfte einer als Gesenkschmiedepresse ausgebildeten Spindelpresse,

Fig. 2 die rechte Hälfte der Gesenkschmiedepresse gemäß Fig. 1, und

F i g. 3 die Einrichtung zum Verschieben des Spindellagers der Gesenkschmiedepresse gemäß F i g. 1 und 2.

Eine Gesenkschmiedepresse gemäß F i g. 1 bis 3 besitzt ein Pressengestell t, in dem unten ein Tisch 2 vorgesehen ist, über dem ein Stöße! 3 auf- und abbewegbar ist. Der Aufwärtsbewegung des Stößels 3 dienen nicht dargestellte Kolben-Zylinder-Einrichtungen, welche am Stößel und am Pressengestell angreifen. Auf einer waagerechten oberen Fläche des Stößels 3 ist ein Keil 4 seitlich hin- und herbewegbar, für dessen, in der Zeichnung von rechts nach links gerichtete, Rückbewegung nicht gezeigte Kolben-Zylinder-Einrichtungen vorgesehen sind. Die obere Seite des Keiles 4 fällt schräg ab und ist an einem vom Pressengestell gebildeten Maschinenhaupt abgestützt, so daß der Keil sich auch abwärtsbewegt, wenn er sich von links nach rechts bewegt,
Eine schräg angeordnete Spindel 5 durchdringt den Keil 4 und verläuft parallel zu der schrägen oberen Seite des Keiles. In dem Keil 4 ist eine gegenüber dem Keil unbewegliche Spindelmutter 6 angebracht, in der die Spindel 5 drehbar ist. Wenn die Spindel 5 sich dreht, so bewegt sich die Spindelmutter 6 mit dem Keil 4 entlang der Spindel.

Das eine Ende der Spinde! 5 ragt durch eine Lagerbuchse 7, in der die Spindel drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Das aus der Lagerbuchse 7 herausragende Ende trägt ein Rad 8, welches an seinem Außenumfang einen Bremsbelag 9 aufweist, der mit einer Bakkenbremse 10 zusammenwirkt, welche das Rad 8 umschließt und über eine Verstrebung 11 am Maschinenhaupt des Pressengestelles angebracht ist. Im Bereich der Lagerbuchse 7 umschließt die Spindel 5 ein Schwungrad 12. das über ein Lager 14 gegen das Pressengestell 1 drehbar abgestützt ist. Der drehbaren Lagerung des Schwungrades 12 dient auch ein Lager 14, das die Lagerbuchse 7 umschließt. Es ist eine Kupplung 42 vorgesehen. Das Schwungrad 12 trägt an der dem Rad 8 zugewandten Stirnseite einen als Ringansatz ausgebildeten Reibflächenträger 15. Dessen Reibfläche wirkt mit einem Kupplungsbelag 17 zusammen, der an dem als Reibflächenträger dienenden Rad 8 angebracht ist, das somit ein Brems- und Kupplungsrad ist. Ein Treibriemen 18 ist außen um das Schwungrad 12 geführt und wird von einem nicht dargestellten, am Pressengestell 1 angebrachten Elektromotor angetrieben.

Das den Brems- und Kupplungsrad 8 entgegengesetzte Ende der Spindel ist mit umlaufenden Erhöhungen versehen und in einem als Kammlager ausgebildeten Spindellager 19 drehbar. Das Spindellager 19 ist, wie insbesondere F i g. 3 zeigt, fest in einer Buchse 20 angebracht, die ihrerseits in einer Höhlung eines mehrteiligen Blockes 21 angeordnet ist. Der Block 21 weist innen zwei kleinere Räume 22, 23 und einen größeren Raum, der in zwei Räume 24, 25 unterteilt ist, auf. Die Räume sind wie rund um die Buchse 20 laufende Nuten ausgebildet, deren der Buchse zugewandte Seite von der Buchse abgeschlossen ist. Der Block 21 liegt dabei an der Buchse 20 dicht an. Ein um die Buchse herumlaufender, wie ein Kolben wirkender Vorsprung 26 ragt in den Zylinderraum 22 und ein um die Buchse herumlaufender, wie ein Kolben wirkender Vorsprung 27 ragt in den Raum 23. Die Räume 24 und 25 sind durch einen um die Buchse 20 herumlaufenden Ring 28 getrennt, dessen äußerer Rand auf der dem Raum 24 zugewendeten Seite als Konus 29 ausgebildet ist, der an einem Konus des Blockes 21 anliegen kann, so daß die beiden Räume 24, 25 voneinander getrennt sind. Von jedem Raum 22, 23, 24, 25 führt eine Bohrung zum Äußeren des Blockes. Im Raum 25 weist der Ring 28 eine weitere Steuerkante 47 auf, welche mit einer in den Raum 25 ragenden Steuerkante 48 zusammenwirken kann, wenn sich der Ring 28 vom Konus 29 gelöst und ein wenig zurückbewegt hat. Beim Zusammenwirken der beiden Steuerkanten 47, 48 wird der Raum 25 wieder abgeschlossen. Die Kanten 47, 48 sind dabei so ausgebildet, daß das Abschließen des

Raumes 25 bei nach links Bewegung des Ringes 28 nicht schlagartig sondern allmählich erfolgt.

Der äußerste, erste Raum 22 ist über ein Rückschlagventil 30 mit einem mit Netzluft beaufschlagten Druckspeicher 31 und über ein Druckbegrenzungsventil 32 mit einem Flüssigkeitsbehälter 33 verbunden. Der zweite Raum 23 ist ebenfalls über ein Druckbegrenzungsventil 34 mit dem Flüssigkeitsbehälter 33 und über ein schaltbares Ventil 35 und ein Rückschlagventil 36 mit einer Pumpe 37 verbunden. Das Druckbegrenzungsventil 34 muß im Druck höher eingestellt sein als das Druckbegrenzungsventil 32, damit eine genügende Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 22 und dem Druckraum 23 vorhanden ist. Die Pumpe 37 kann über das Rückschlagventil 36 auf ein Druckbegrenzungsventil 38 arbeiten und über ein schaltbares Ventil 39 auch den innersten, vierten Raum 25 beaufschlagen. Der dritte Raum 24 ist an einen außen am Block 21 angebrachten Ausgleichsbehälter 40 angeschlossen. Die in und an den Block 21 vorgesehenen Gestaltungen stellen eine Verschiebeeinrichtung 41 dar, die über die Vorsprünge 26, 27 und den Ring 28 an dem Spindellager 19 angreift. Der ein hydraulisches Kissen bildende Raum 25 ist in nicht näher gezeigter Weise mit einem im Schwungrad 12 vorgesehenen Ringraum 43 verbunden, in den ein wie ein Kolben wirkender Ring 44 ragt, an dem der Reibflächenträger 15 angebracht ist, der somit von dem Schwungrad 12 weg und auf den zweiten Kupplungsbelag 17 zugedrückt ist.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Verhältnisse in dem Augenblick, in dem die Umformbewegung des nach oben gezogenen Stößels 3 beginnt. Der Raum 25 der Verschiebeeinrichtung und auch der Ringraum 43 der Kupplungs-Vorspanneinrichtung sind mittels Pumpe 37 unter Druck gesetzt worden, die nun auf das Druckbegrenzungsventil 38 arbeitet, das ggf. auf freien Durchlaß geschaltet wird, damit die Pumpe 37 nicht dauernd den verhältnismäßig hohen Druck erzeugen muß. Die Ventile 35 und 39 sind geschlossen. Das konstant umlaufende Schwungrad 12 ist über die geschlossene Kupplung 42 an die Spindel 5 gekuppelt, die sich nun derart dreht, daß der Keil 4 in F i g. i und 2 nach rechts, verschoben wird, der den Stößel 3 abwärts drückt. Sobald der Stößel mit einer vorbestimmten Preßkraft abwärts drückt, zieht H10 Qt-Mni-Jöl Z Aic Qrwnritall ι nor IO mit oinöt- ort t crM-or^rion- ac

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den Kraft in Richtung auf den Keil 4 zu. d. h. das hydraulische Kissen 25 wird gedruckt. Der wie ein Kolben wirkende Vorsprung 27 verdrängt aus dem Raum 23 Flüssigkeil über das Druckbegrenzungsventil 34, wobei der Druck im Raum 23 der Einstellung des Druckbegrenzungsventiles 34 entspricht. Der Raum 22 vergrößert sich, da der Vorsprung 26 kleiner wird, und aus dem Druckspeicher 31 wird Flüssigkeit in den Raum 22 zugeführt. Der Ring 28 in F i g. 3 wird gegen den Druck im Raum 25 in den Raum 25 hineingezogen, wodurch bei dem Konus 29 eine öffnung entsteht, durch welche die Flüssigkeit aus dem Raum 25 in den Raum 24 und damit in den Ausgleichsbehälter 40 schlagartig entweichen kann. Dabei gibt auch scniagartig die Kupplungsvorspannung nach, da sich der Ringraum 43 nun auch entspannt. Entsprechend wird die Spindel 5 verschoben und die Kupplung 42 geöffnet. Die Kupplung bleibt auch wegen des Druckes im Raum 22 geöffnet, d. h. das Spindellager 19 kann sich nicht nach rechts zurückbewegen. Der Stößel kann aufwärtsfahren. In seiner obersten Stellung wird er mittels der Backenbremse 10 abgebremst und gehalten. Nunmehr werden die Ventile 35 und 39 geöffnet, so daß die Räume 23 und 25 und der Ringraum 43 durch die Pumpe 37 beaufschlagt werden. Und zwar wird zunächst das Ventil 35 auf Durchgang geschaltet, so daß die Pumpe 37 in den Raum 23 fördern kann. Das Spindellager 19 wird, in der Zeichnung nach rechts, verschoben und die Kupplung 42 schließt. Sobald der als Kolben wirkende Ring 28 an dem Konus 29, der Steuerkante, anliegt, wird das Ventil 39 ebenfalls auf Durchgang geschaltet und damit im Druckraum 25 der vorbestimmte Druck aufgebaut, der durch das Druckbegrenzungsventil 38 eingestellt ist. Wenn sich die Spindel, in der Zeichnung nach rechts verschiebt, und die Kupplung 42 sich wieder schließt, dann wird gleichzeitig die Backenbremse geöffnet und eine neue Abwärtsbewegung erfolgt.

Zu beachten ist, daß sich die Spindel 5 und der Ring 28 zunächst nur geringfügig verschieben und zwar soweit, daß sich die Kupplung 42 öffnet. Sodann läuft die Steuerkante 47 auf die Steuerkante 48 und der Raum 25 ist wieder geschlossen. Wenn die Spindel sich nun weiter nach links verschiebt, erfolgt eine Kompression der Flüssigkeit im Raum 25. Das wird dazu ausgenützt, die restliche im Rad 8 und in der Spindel 5 steckende Energie zu vernichten. Die Drehung der Spindel will an sich ein weiteres Abwärtsfahren des Stößels bewirken, der jedoch auf Widerstand trifft. Da die Spindel sich einerseits unter Kompression des Raumes 25 etwas nach links bewegt und andererseits weiterdreht, bleibt der Keil stehen und wird eine weitere Abwärtsbewegung des Stößels ausgeschaltet. Während die beiden Steuerkanten 47, 48 aufeinandergleiten, vergrößert sich der Raum 26, in den dann Flüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter 40 gesaugt wird. Hierzu umschließt der Ausgleichsbehälter den Block 21. Der Ausgleichsbehälter füllt sich nur nach einer sehr großen Zahl von Operationen der Betätigungsvorrichtung, so daß er nur selten gefüllt werden muß.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung einer Kupplung zwischen einer Spindel und einem Schwungrad einer Spindelpresse, insbesondere einer Keilspindelpresse mit Quer-Anordnung der Spindel,

bei welcher die Spindel mittels eines nicht drehbaren Spindellagers an einem Pressengestell gelagert ist, eine Spindelmutter entlang der Spindel hin- und herbewegbar ist und das Schwungrad dauernd in einer Drehrichtung umläuft sowie an dem Pressengestell drehbar abgestützt ist,

bei welcher ein der Spindel zugeordneter Reibflächenträger und ein dem Schwungrad zugeordneter Reibflächenträger durch Verschieben der Spindel mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung gegeneinander bewegbar sind,

und bei welcher eine als hydraulisches, unter Last offenes Kissen ausgebildete Überlastsicherung mit einem Kolben vorgesehen ist,
wobei der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einrichtung zum Verschieben der Spindel und das hydraulische Kissen an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

das Spindellager (19) gegenüber dem Pressengestell (1) axial verschiebbar ist (wie schon Merkmal des Patentes 23 18 965 ist) und sowohl der Kolben (27) der Kolben-Zylinder-Einrichtung (23, 27) zum Verschieben als auch der Kolben (28) der Überlastsicherung (28,25) an dem Spindellager (19) angreifen.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) der Überlastsicherung zum Sitz der Überlastsicherung hin als ringförmiger Ventilteller ausgebildet ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Einrichtung (22, 26; 23, 27; 25, 28), die von der Kolben-Zylinder-Einrichtung zum Verschieben und der Überlastsicherung gebildet ist, das Spindellager (19) ringartig umschließt.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der ein die Kupplung in Offenstellung haltendes Federelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als hydraulischpneumatische Feder (22) ausgebildet ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei schräge Anordnung der Spindel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (12) samt Kupplung (42) an dem einen Ende der Spindel und das Spindellager (19) samt Kolben-Zylinder-Einrichtung (23, 27) und Überlastsicherung (25, 28) am anderen Ende der Spindel (5) angeordnet sind.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindellager (19) in einem Block (21) angeordnet ist, der am Pressengesteil (1) angebracht ist und die Kolben-Zylinder-Einrichtung (23, 27) sowie die Überlastsicherung (25, 28) aufnimmt.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) der Überlastsicherung (25, 28) nach Zurücklegen des zur Kupplungsöffnung nötigen Bewegungsweges mit einer Steuerkante (47) auf eine weitere Steuerkante (48) auflaufend den Raum (25) des hydraulischen Kissens wieder schließt.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (40), in welchen die Überlastsicherung (25, 28) offenbar ist, ringartig die Überlastsicherung (25,28) umschließt