DE2643534C3 - Spindelpresse mit ununterbrochen umlaufendem, angetriebenen Schwungrad - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Spindelpresse, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist

Bei der bekannten gattungsgemäßen Spindelpresse (DE-AS 21 10 044) ist der spindeltreibende Teil eine mit der Spindel verbundene Scheibe. Die in Mitlauf mit dem Schwungrad bringbare Masse ist die in Abhängigkeit von der auftretenden Zentrifugalkraft verstellbare Masse einer Riehkrafteinrichtung in Form von zwei Fliehgewichten, die Teile der Kupplung verstellen oder ihrerseits gleichzeitig als Teile der Kupplung ausgebildet sind. — Leistet die bekannte Spindelpresse fiber die Arbeitsspindel Preßarbeit, so fällt deren Drehzahl ab und die Fliehkrafteinrichtung bewirkt, daß die Abkupplung erfolgt Wegen der stetigen, wenn auch quadratischen Beziehnung zwischen Drehzahl und Fliehkraft ist der Schaltvorgang insgesamt ein schleichender Vorgang. Die Schaltzeit ist gemessen an den Zeiten, in denen die Preßarbeit geleistet wird, unter Umständen verhältnismäßig lang. Die Kupplungsbeläge der als Reibkupplung ausgebildeten Kupplung erfahren eine beachtliche schleifende Beanspruchung mit entsprechender Abnahme des übertragenen Momentes. Außerdem wird durch die Momentenabnahme die Nutzenergie vermindert und insoweit der Wirkungsgrad verbesserungsbedürftig.

Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einer gattungsähnlichen Ausführungsform (DE-AS 15 02 276), bei der die Kupplung bei Erreichen der benötigten Preß- oder Schlagkraft gelöst werden soll, und zwar nach Maßgabe von Dehnungen, die der Pressenständer beim Preßvorgang erfährt oder nach Maßgabe eines Schlupfes in der Kupplung selbst Hier wird ein zugeordneter hydraulischer oder elektrischer Kreis geschaltet

An sich und für sich sind durch Schraubbewegung wirkende Reibungskupplungen bekannt (DE-PS 3 51 980, DE-OS 23 12 870), auch ist es für sich nicht neu (DE-OS 15 77 222) bei einer Spindelpresse das Schwungrad zum Kuppeln desselben in Achsrichtung der Spindel zu bewegen. Das alles hat jedoch die Probleme um die Weiterentwicklung der gattungsgemäßen Spindelpresse nicht beeinflußt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spindelpresse so weiter auszubilden, daß praktisch augenblicklich, gleichsam sprunghaft und mit beachtlich reduzierter Schaltzeit das Abkuppeln der Arbeitsspindel von dem Schwungrad bewirkt wird. Die Lösung ist gekennzeichnet durch eine oben in der Arbeitsspindel, z. B. mittels Spurlager, zentrisch gelagerte, mit der genannten Masse in Gestalt einer Steuerschwungscheibe fest verbundenen Steuerspindel, die das an ihr durch ihren Schraubtrieb axial verstellbare und dadurch die Kupplungsbeläge zwischen dem Schwungrad und einem Flansch der Arbeitsspindel in bzw. außer Eingriff bringende Schwungrad trägt, mit einer einerseits den Mitlauf der Steuerscheibe mit dem Schwungrad und andererseits den Vorlauf der Steuerschwungscheibe, d. h. die Entkupplung, ermöglichenden Springgelenkverbindung zwischen diesen letztgenannten beiden Teilen.

Das läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Springgelenkverbindung zumindest eine durch eine hydraulisches oder ein pneumatisches Druckmittel beaufschlagte Zylinderkolbenanordnung aufweist, die sich im wesentlichen in der Ebene bzw. parallel zur Ebene-von Steuerschwungscheibe bzw. Schwungrad erstreckt und einerseits mittels Arbeitsschwungradgeienk an das Schwungrad, andererseits mit Steuerschwungscheibengelenk an die Steuerschwungscheibe angeschlossen ist, und daß bei arbeitender Presse und Relativbewegung zwischen Schwungrad und Steuerschwungscheibe die Zylinderkolbenanordnung der Springgelenkverbindung unter Veränderung ihres druckmittelbeaufschlagten Zylinderraumes aus einer sekantalen Einkupplungsstellung über eine radiale Totpunktstellung in eine wieder sekantale Auskupplungsstellung verstellbar ist. Im einfachsten Falle weisen die Arbeitsspindel einen Flansch mit Reibkupplungsflä-

ehe, das Schwungrad einen Kupplungsaußenbund mit Kupplungsreibbelag als Gegenfläche auf.

Die erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Spindelpresse beim Abkuppelvorgang nach Reibbeginn bis zun. sprunghaften Abkuppeln ein großes Reibmoment und damit große Nutzenergie erhalten bleibt Die Schaltzeit wird erheblich reduziert: Arbeitet eine erfindungsgemäße Spindelpresse und leistet die Arbeitsspindel Preßarbeit, so erfährt mit der Spindel das angekuppelte Schwung- m rad eine Drehzahlreduzierung. Andererseits folgt die Steuerschwungscheibe, die mit der Steuerspindel verbunden ist, ihren Trägheitskräften, so daß die Springgelenkverbindung aus ihrer stabilen Ausgangsstellung, die Kupplung zwischen Schwungrad und Arbeitsspindel definiert, zunächst in ihre instabile Totpunktstellung oder Gleichgewichtsstellung bewegt wird. Die Auslegung läßt sich ohne Schwierigkeiten so treffen, daß während dieses Vorganges noch keine wesentliche schleifende Relativbewegung zwischen den kuppelnden Bauteilen erfolgt. Unmittelbar nach Erreichen der instabilen Totpunktstellung oder der instabilen Gleichgewichtsstellung springt die Springgelenkverbindung in die stabile Endstellung, die den ausgekuppelten Zustand definiert Da dieser Vorgang ein Springvorgang ist, erfolgt das Auskuppeln nicht mehr schleichend mit abnehmender Arbeitsspindeldrehzahl, sondern gleichsam augenblicklich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeich- m nung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Axialschnitt durch den Kopf einer erfindungsgemäßen Spindelpresse,

Fig.2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach π

Die in den Figuren dargestellte Spindelpresse besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Pressenrahmen 1, der Arbeitsspindel 2 und einem in der gleichen Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden, über einen Motor 3 angetriebenen Schwungrad 4. — Nicht gezeichnet sind der Pressentisch und die Werkzeuge. Die Arbeitsspindel 2 ist auf geeignete Weise gelagert, die beweglichen Werkzeuge sind z. B. über eine Spindelmutter an die Arbeitsspindel 2 angeschlossen, doch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Anordnung so zu treffen, daß die Arbeitsspindel insgesamt sich auf und nieder bewegt. Jedenfalls befindet sich zwischen dem Schwungrad 4 und der Arbeitsspindel 2 eine Kupplungseinrichtung 5. Die Kupplungseinrichtung S ist mit einer von der Arbeitsspindeldrehzahl abhängigen, bei Erreichen einer vorgegebenen Preßwirkung in Funktion tretenden Springgelenkverbindung 6 versehen. Die Springgelenkverbindung 6 ist erfindungsgemäß in besonderer Weise ausgebildet, nämlich als Sprungschalter gestaltet.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die Kupplungseinrichtung S eine auf der Arbeitsspindel 2 mittels Spurlager 7 gelagerte, mit einer bo Steuerschwungscheibe 8 versehene Steuerspindel 9 besitzt An dieser ist das Schwungrad 4 axial verstellbar abgestützt. Bei einer Relativbewegung zwischen Steuerspindel 9 und Schwungrad 4 erfolgt also eine Höhenverstellung des Schwungrades 4. Zwischen b5 Steuerschwungscheibe 8 und Schwungrad 4 ist zumindest eine Springgelenkverbindung 6 angeordnet. Insbesondere aus der F i g. 2 entnimmt man, daß die Springgelenkverbindung 6 eine hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagte Zylinderkolbenanordnung 10 aufweist Diese erstreckt sich im wesentlichen in der Ebene bzw. parallel zur Ebene von Steuerschwungscheibe 8 bzw. Schwungrad 4. Sie ist einerseits über ein Schwungradgelenk 11 an das Schwungrad 4, andererseits mittels Steuerschwungscheibengelenk 12 an die Steuerschwungscheibe 8 angeschlossen. Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß bei arbeitender Presse und Relativbewegung zwischen Schwungrad 4 und Steuerschwungscheibe 8 infolge von Trägheitskräften die Zylinderkolbenanordnung 10 unter Veränderung ihres druckmittelbeaufschlagten Zylinderraumes aus einer sekantalen Einkupplungsstellung I über eine radiale Totpunktstellung II in eine wieder sekantale Auskupplungsstellung III verstellbar ist (Fig.2). Fig. 1 zeigt den ausgekuppelten Zustand. Nicht dargestellt ist daß der Springgelenkverbindung 6 ein Rückstelltrieb zugeordnet ist der zu Beginn eines Arbeitshubes das Ankuppeln der Arbeitsspindel 2 an das rotierende Schwungrad 4 bewirkt Im übrigen -erkennt man in der Fig. 1, daß die Arbeitsspindel 2 einen Flansch 13 mit Reibkupplungsfläche 14, das Schwungrad 4 einen Kupplungsaußenbund IS mit Reibkupplungsbelag 16 als Gegenfläche aufweist was deutlich macht daß auch der mechanische Teil der Kupplung bei einer erfindungsgemäßen Spindelpresse sehr einfach verwirklicht werden kann.

Die Arbeitsweise der dargestellten Spindelpresse ist einfach und übersichtlich. Das oberhalb der Arbeitsspindel 2 angeordnete Schwungrad 4 läuft, angetrieben durch den Motor 3, ständig in einer Richtung um. Die axiale Abstützung dieses Schwungrades 4 erfolgt, wie bereits erwähnt über die Steuerspindel 9, und zwar mittels Spurlager 7 an der Arbeitsspindel 2. Momentenschlüssig wird die ebenfalls mit einer bestimmten Masse behaftete, nämlich mit einer Steuerschwungscheibe 8 versehene Steuerspindel 9 über die Springgelenkverbindung 6 mit dem Schwungrad 4 verbunden. Vor der Schlagphase befindet sich die Springgelenkverbindung 6, wie schon erwähnt in der Position I der F i g. 2. Damit liegt zwangsläufig Reibungsschluß zwischen den Reibkupplungsflächen 14 und dem Kupplungsreibbelag 16 an dem Schwungrad 4 und an der Arbeitsspindel 2 vor.

Während der Schlagphase erfolgt an der Arbeitsspindel 2 und wegen der Ankupplung an das Schwungrad 4 eine Verzögerung, die der auftretenden Schmiedekraft proportional ist. Die lediglich durch die Springgelenkverbindung 6 mit dem Schwungrad 4 verbundene Steuerspindel 9 bzw. deren Steuerschwungscheibe 8 wollen aufgrund ihrer Trägheit mit konstanter Geschwindigkeit weiter umlaufen und üben somit auf die Springgelenkverbindung 6 eine Kraft aus, die entsprechend der vorgegebenen Druckmittelspannung im Zylinder der Springgelenkverbindung 6 bei einer bestimmten Größe ein kippendes oder springendes Umschlagen dieser Springgelenkverbindung 6 in die Position III bewirkt Damit ist die Arbeitsspindel 2 von dem Schwungrad 4 abgekuppelt. Die Anordnung dieser Springgelenkverbindung 6 ist so gewählt daß während der Bewegung von Position I nach Position III ein regelrechter Sprungschalteffekt erreicht wird, der sehr kurzzeitig erfolgt, weil in der Totpunktlage II keine und jenseits der Totpunktlage cine entgegengerichtete, also den Steuervorgang beschleunigende und unterstützende Kraft ausgeübt wird.

Während des Rückhubes werden die Schwungmassen von Schwungrad 4 und Steuerschwungscheibe 8 wieder

auf Leerlaufdrehzahl gebracht. Das Zurückführen der Steuerspindel 9 bzw. der Springgelenkverbindung 6 in die Position 1 erfolgt bei entspannter Springgelenkverbindung 6 mit Hilfe eines in diesem Zusammenhang nicht beschriebenen Stellgliedes.

Hierzu 1 Riatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spindelpresse mit einem in der gleichen Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden, angetriebenen Schwungrad und zwischen diesem und einem spindeltreibenden Teil angeordneten Kupplungsreibbelägen, ferner mit einer in Mitlauf mit dem Schwungrad bringbaren Masse, die bei — durch den Arbeitsvorgang der Presse bewirkter — Verzögerung der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades diesem voreilt und dadurch mechanisch <ein Lösen der Kupplung bewirkt, gekennzeichnet durch eine oben in der Arbeitsspindel (2), z.B. mittels Spurlager (7), zentrisch gelagerte, mit der genannten Masse in Gestalt einer Steuerschwung- is scheibe (8) fest verbundenen Steuerspindel (9), die das an ihr durch ihren Schraubtrieb axial verstellbare und dadurch die Kupplungsbeläge (16) zwischen deai Schwungrad (4) und einem Flansch (13) der Arbeitsspindel (2) in bzw. außer Eingriff bringende Schwungrad (4) trägt, mit einer einerseits den Mitlauf der Steuerschwungscheibe (8) mit dem Schwungrad (4) und andererseits den Vorlauf der Steuerschwungscheibe (8), d.h. die Entkupplung, ermöglichenden Springgelenkverbindung (6) zwisehen diesen letztgenannten beiden Teilen (4, 8).

2. Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Springgelenkverbindung (6) zumindest eine durch ein hydraulisches oder ein pneumatisches Druckmittel beaufschlagte Zylinderkolbenanordnung (10) aufweist, die sich im wesentlichen in der Ebene bzw. parallel zur Ebene von Steuerschwungscheibe (8) bzw. Schwungrad (4) erstreckt und einerseits mittels Arbeitsschwungradgelenk (11) an das Schwungrad (4), andererseits mit Steuerschwungscheibengelenk (12) an die Steuerschwungscheibe (8) angeschlossen ist, und daß bei arbeitender Presse und Relativbewegung zwischen Schwungrad (4) und Steuerschwungscheibe (8) die Zylinderkolbenanordnung (10) der Springgelenkverbindung (6) unter Veränderung ihres druckmittelbeaufschlagten Zylinderraumes aus einer sekantalen Einkupplungsstellung (I) über eine radiale Totpunktstellung (II) in eine wieder sekantale Auskupplungsstellung (III) verstellbar ist

3. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (2) einen Flansch (13) mit Reibkupplungsfläche (14), das Schwungrad (4) einen Kupplungsaußenbund (15) mit Kupplungsreibbelag (16) als Gegenfläche auf- so weisen.