DE2652937A1

DE2652937A1 - Friktionsspindelpresse

Info

Publication number: DE2652937A1
Application number: DE19762652937
Authority: DE
Inventors: Kurt Thut
Original assignee: OSTERWALDER AG
Current assignee: OSTERWALDER AG
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1978-05-24
Also published as: ES464358A1; FR2371293A1

Description

Patentanwälte
Dip!.-Ing. E. Eder
DIpl.-lng. K. Schieschke ο 2652937

München 40, Elisabethstraße34 . ■

Osterwalder AG, Lyss (Schweiz)

Friktionsspindelpresse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Friktionsspindelpresse, mit einem Pressenständer und darin eingebauter Spindelmutter und einem oberen Lager für eine Spindel, einer in der Mutter und dem Lager vertikal laufenden Spindel, an welcher eine horizontale Friktionsscheibe befestigt ist, wobei zum Antrieb der Friktionsscheibe zwei vertikale, gleichlaufend angetriebene Schwungscheiben, die Senk- und die Hebescheibe, sich bezüglich der Friktionsscheibe diametral gegenüberliegend vorgesehen sind.

Friktionsspindelpressen sind mechanische Pressen, bei welcher der Oberstempel durch eine rotierende Schraubspindel bewegt wird. Zum Antrieb der Spindel dienen zwei senkrecht angeordnete rotierende Scheiben, die Schwungscheiben, welche ihre Bewegungen durch Reibung auf eine horizontale, mit der Spindel verbundene Friktionsscheibe übertragen. Die Spindel lauft durch eine im Pressenständer eingebaute Mutter WR/st

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und führt bei ihrer Drehung senkrechte Bewegungen aus. Durch die starre Bewegung des mit der Spindel verbundenen Oberstempels wird das in der Presse sich befindliche Werkstück gleichmässig zusammengedrückt. Die beiden Schwungscheiben sind dabei auf einer gemeinsamen Welle fest angeordnet und die Welle wird über einen gemeinsamen Motor angetrieben.

Bei Abwärtsbewegung der Spindel befindet sich

die Senkscheibe in Kontakt mit der Friktionsscheibe, welche an ihrem Umfang einen Reibbelag aufweist. Für das Wiederanheben der Spindel und damit des Oberstempels, wird die andere Schwungscheibe, d.h. die Hebescheibe in Kontakt mit der Friktionsscheibe gebracht, wobei gleichzeitig die Senkscheibe ausser Berührung gebracht wird.

Um ein selbständiges Absenken der Spindel zu verhindern (unter dem Eigengewicht), ist eine Bremse für die Spindel vorgesehen. Zum Senken der Spindel wird somit üblicherweise zuerst die Bremse gelöst und die Senkscheibe in Kontakt mit der Friktionsscheibe gebracht. Bei Erreichen der gewünschten Energie kann die Senkscheibe ausgeschaltet werden, da sich die Spindel in diesem Moment ohne weitere äussere Beschleunigung selbsttätig senkt. Bei Erreichen des unteren Totpunktes wird über geeignete Schalter die Hebescheibe eingeschaltet. Die Hebescheibe wird bei Erreichen des oberen Totpunktes wieder ausgeschaltet und gleichzeitig die vorgenannte Spindelbremse in Betrieb gesetzt. Die Spindelbremse dient dazu_r wie erwähnt, die Spindel im oberen Totpunkt festzuhalten, d.h. in jenem Betriebspunkt, wo keine der beiden Schwungscheiben einen Einfluss auf die Friktionsscheibenbewegung ausübt.

Bei den bisherigen bekannten Friktionsspindelpressen, d.h. bei den Pressen, bei welchen die Schwungscheiben auf einer gemeinsamen Welle gelagert und gemeinsam angetrieben sind, werden verschiedene Nachteile festgestellt. Einerseits ist durch die Abnützung der Bandage der Friktionsscheibe von

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Zeit zu Zeit eine Nachstellung des Steuergestänges für die beiden Schwungscheiben erforderlich. Es kann sogar notwendig sein, den Schwungscheibenabstand selbst nachzustellen, was immer mit einem relativ grossen Betriebsunterbruch verbunden ist.

Bei den bekannten Friktionsspindelpressen, bei welchen die Schwungscheiben auf einer gemeinsamen Welle mit einem gemeinsamen Antrieb vorgesehen sind, muss gezwungenermassen die Motorleistung und das dazu gehörige Getriebe, der höchst verlangten Leistung angepasst werden.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun,

eine Friktionsspindelpresse zu schaffen, bei welcher die bisher bekannten Nachteile wenigstens teilweise vermieden sind. Bei einer Friktionsspindelpresse der obengenannten Art besteht die Erfindung nun darin, dass für jede der beiden Schwungscheiben ein eigener Antrieb und eine unabhängige Einschaltvorrichtung vorgesehen ist. Besonders zweckmässig ist es, dass jede Schwungscheibe auf einer eigenen Welle, in einem eigenen Lager gelagert ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das obere Spindellager, das sich bisher direkt oberhalb der Mutter im Ständer befunden hat, in einem oberhalb der Schwungscheibenachsen verlaufenden Joch des Ständers angeordnet. Dieses Joch verläuft zweckmässig quer zu den Schwungscheibenachsen. Diese Massnahme erlaubt, eine wesentlich vereinfachte Gesamtlagerung der Spindel.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform

.des Erfindungsgegenstandes ist jede Schwungscheibenwelle innerhalb bestimmter Grenzen axial verschiebbar, wobei zum Einschalten der gewünschten Schwungscheibe ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist, und mittels hydraulischen Mitteln auf die

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jeweilige Welle eingewirkt wird, um die Schwungscheibe an die Friktionsscheibe anzulegen. Selbstverständlich sind Mittel vorgesehen, um zu verhindern, dass gleichzeitig beide Schwungscheiben gegen die Friktionsscheibe angelegt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen auch im Vergleich mit dem Stand der Technik noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer bekannten Friktionsspindelpresse;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Presse, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 eine Ansicht des oberen Teiles einer erfindungsgemässen Presse, rein schematisch, wobei der Pressenunterteil von herkömmlicher Bauart sein kann;

Fig. 4 eine rein schematische Ansicht von oben der Presse nach Fig. 3, in verkleinertem Massstab, und

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Schwungscheibenlager einer Friktionsspindelpresse nach der Erfindung, mit der hydraulischen Verstelleinrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Friktionsspindelpresse herkömmlicher Bauart, wie diese beispielsweise durch die Patentinhaberin hergestellt und vertrieben wird. Die Presse besteht grundsätzlich aus einem Ständer 1, an dessen oberen Ende zwei Lagerböcke 2,3 für die Welle 4 der Schwungscheiben 5,6 vorgesehen sind. Die Welle 4, mit den fest, jedoch verstellbar darauf angeordneten Schwungscheiben 5,6 ist axial verschiebbar in den Lagern 7,8 gelagert. Durch die gewählte Anordnung drehen die Schwungscheiben im gleichen Sinne, wobei sie über einen gemeinsamen Motor mit Getriebe 9, mittels Riementrieb 10 angetrieben sind.

Der Pressenstössel 11 ist am unteren Ende der Spindel 12 im Ständer 1 angeordnet, dabei schlittenartig in Führungen des Ständers verschiebbar gelagert. Die sich je nach

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Antriebsrichtung abwärts oder aufwärts bewegende Spindel 12 führt durch die im Quer j och. 13 des Ständers angeordnete . Mutter 14 und trägt am oberen Ende die Friktionsscheibe 15, welche mit einem Reibbelag 16 versehen ist.

Die Spindel 12 ist ausser in der Mutter selbst noch in einem oberen Lager 17 im Ständer geführt sowie selbstverständlich im Lager 18 des Stössels gelagert. Bei dieser Konstruktion ist es selbstverständlich ausserordentlich schwierig, im Hinblick auf die nahe beieinander liegenden Lagerstellen, die Spindel den auftretenden Kräften entsprechend genau zu führen und zu lagern. Auf jeden Fall bedingt diese Bauart relativ grosse Lager. Im Querj och 13 des Ständers 1 ist zudem eine Spindelbremse vorgesehen, welche dazu dient, die Spindel in ihrer oberen Totpunktstellung festzuhalten. Das Verpressen des Werkstückes erfolgt zwischen dem Stössel 11 und dem Unterstempel 20. Es werden beispielsweise metallene Werkstücke verpresst (Prägen von Münzen, Medaillen usw.).

Wie bereits erwähnt, erfolgt der Betrieb der

Presse dadurch, dass zum Senken des Stössels 11 die Friktionsscheibe 15 über die Schwungscheibe 5 angetrieben wird. Sobald die Spindel 12 genügend Beschleunigung erfahren hat, kann der Antrieb über die Schwungscheibe 5 aussetzen. Sobald der Stössel den unteren Totpunkt erreicht, erfolgt das Umschalten zum Anheben der Spindel, indem die Schwungscheibe 6 gegen die Friktionsscheibe 15 angelegt wird. Da beide Scheiben 5,6 gleichsinnig auf der gleichen Welle drehen, wird durch diesen umgesteuerten Antrieb die Spindel mit dem Stössel 11 angehoben. Das Umschalten wird hydraulisch über Endschalter besorgt. Die Figuren 1 und 2 zeigen ein entsprechendes Schaltgestänge, welches grundsätzlich auch von Hand über den Hebel 21 betätigbar ist. Ueber die Stange 22, den Schwenkhebel 23, die Stangen 24 und 25, wird die Welle 4 entweder nach rechts oder links

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verschoben, wobei entsprechend der Stellung entweder die Schwungscheibe 5 oder die Schwungscheibe 6 gegen die Friktionsscheibe 15 bzw. deren Reizbelag 16 angelegt werden. Eine Feder 26 sorgt selbsttätig dafür, dass ohne äusseren Einfluss die Stange 22 immer nach unten gedrückt wird, was automatisch bewirkt, dass immer die Schwungscheibe 6 gegen die Friktionsscheibe 15 gepresst wird. Dadurch ist gewährleistet, dass bei irgendeinem Fehler bzw. einer Fehlmanipulation die Spindel 12 und damit der Stössel 11 automatisch angehoben werden. Ueber den Hebel .21 lässt sich wie bereits erwähnt, der Schaltvorgang auch von Hand durchführen.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt, rein schematisch, den Oberteil einer Friktionsspindelpresse gemäss der vorliegenden Erfindung. Auch hier weist der Ständer 30 zwei Wangen 31,32 auf, an denen am oberen Ende Lager 33,34 für die beiden Schwungscheiben 35,36 vorgesehen sind. Bei der gezeigten Ausführungsform ist jede Schwungscheibe mittels einer eigenen Welle 37,38 im entsprechenden Lager gelagert. Jeder dieser Wellen ist ein eigener Antriebsmotor 39 und 40 mit zugehörigem Getriebe zugeordnet. Zwischen den beiden Schwungscheiben liegt wiederum die Friktionsscheibe 41, welche auf der Spindel 42 festgemacht ist, und die mit dem üblichen Friktionsbelag versehen ist. Die Spindel selbst führt wiederum durch die im Ständer 30 untergebrachte Mutter (nicht dargestellt) und ist zudem in einem oberen Lager 43 gelagert, welches zwischen den Schwungscheiben 35 und 36, jedoch oberhalb deren Achsen an einem Joch 44 des Ständers 30 angeordnet ist. Es ist selbstverständlich grundsätzlich möglich, das Joch mit dem Lager für die Spindel sogar oberhalb der Schwungscheiben anzuordnen. Es ist nicht zwingend, jedoch vorteilhaft, dass die beiden Schwungscheiben., auf separaten Wellen gelagert sind. Wichtig ist auf jeden Fall der unabhängige Antrieb mit gleichem Dreh-

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sinn der beiden Schwungscheiben 35 und 36. Dadurch sind grundsätzlich verschiedene Geschwindigkeiten und auch verschiedene Leistungen möglich. In der Praxis können für das Senken der Spindel zwei Motoren vorgesehen werden und zum Heben nur ein Motor. Dies erlaubt, wesentlich kleinere und damit billigere Motoren verwenden zu können. Bei Verwendung von zwei Motoren für das Absenken, d.h. für den Vorgang, bei welchem höhere Leistung verlangt wird, erlaubt auf beiden Seiten die Abmessungen der Getriebe gleich zu halten. Selbstverständlich erlaubt die gewählte und gezeigte Konstruktion auch für beide Schwungscheiben unabhängige Einschaltvorrichtungen zu wählen. Selbstverständlich ist darauf zu achten, dass nicht beide Schwungscheiben gleichzeitig"eingeschaltet werden können.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt in etwas verkleinertem Massstab die Spindelpresse nach Fig. 3 von oben, dies um schematisch aufzuzeigen, wie beispielsweise das das obere Lager 43 haltende Joch am Ständer befestigt werden kann.

Der Schaltvorgang bei einer erfindungsgemässen Friktionsspindelpresse geht wie folgt vor sich:

a. Einschalten des Senkvorganges, wozu auch das Lösen der Bremse für die Spindel gehört (in diesem Betriebszustand ist die Hebescheibe frei);

b. Sobald die gewünschte Energie der den Stössel tragenden Spindel erreicht ist, wird das Senkrad bezw. dessen Antrieb ausgeschaltet und die Spindel senkt sich ohne weitere äussere Beschleunigung selbsttätig;

c. Bei Erreichen des unteren Totpunktes wird über Endschalter automatisch die Hebescheibe eingeschaltet;

d. Bei Wiedererreichen des oberen Totpunktes

wird der Antrieb der Hebescheibe ausgeschaltet und die Scheibe gleichzeitig von der Friktionsscheibe entfernt und die Spindelbremse eingeschaltet.

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Wie bereits erwähnt, befindet sich die Spindelbremse vorzugsweise oberhalb des unteren Lagers, d.h. des Lagers im Stössel. Diese Bremse dient dazu, die Spindel im oberen Totpunkt festzuhalten, d.h. festzuhalten^enn weder die Senkscheibe noch die Hebescheibe eingeschaltet sind.

Wie nun das Einschalten der Schwungscheiben, sei es nun die Senkscheibe 35 oder die Hebescheibe 36, vorgenommen wird, sei anhand der Fig. 5 der Zeichnung noch etwas näher erläutert.

Die funktionelle Betätigung der Schwungscheiben, ausser deren Antrieb über den Motor 39, bzw. 40 erfolgt über eine hydraulische Steuerung. Der eigentliche Friktionskontakt mit der Friktionsscheibe erfolgt immer nur dann, wenn das jeweilige Schwungrad mittels hydraulischem Druck gegen das Friktionsrad angelegt wird. Sobald der Druck abgebaut bzw. das hydraulische System entspannt wird, wird jeglicher äussere Kraftkontakt zwischen Friktionsscheibe und Schwungscheibe unterbrochen _} und die Schwungscheibe wird sich automatisch in geringstmöglichem Abstand von der Friktionsscheibe einstellen.

Dieses System hat insofern wesentliche Vorteile, als keine komplizierte Nachstellung der Schwungscheiben bei Abnützung der Bandage der Friktionsscheibe mehr notwendig ist. Wie bereits erwähnt, wird der eigentliche Einschaltkolben bei Ausschalten durch Druckwegnahme bzw. Entlastung die Schwenkscheibe nur noch in leichtem Kontakt mit dem Reibbelag der Friktionsscheibe bringen. Eine Abnützung des Reibbelages erfolgt in diesem Moment nicht mehr. Dank dem vollen hydraulischem System ist es nicht mehr nötig, die Schwungscheiben nachzustellen, was allerdings insbesondere dank der separaten Lagerung der beiden Schwungscheiben möglich ist.

Das in Fig. S gezeigte Lager für die Welle einer Schwungscheibe, es spielt dabei keine Rolle, ob es sich um die Senkscheibe oder die Hebescheibe handelt, ist an einer Seitenwange 45 des Ständers angeordnet. Die Welle 46, auf deren

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Endzapfen 47 die Schwungscheibe zu befestigen ist, wird über die Schnecke 48 und das Schneckenrad 49 vom Motor 50 angetrieben. Um nun die Welle 46 mit der Schwungscheibe gegen die Friktionsscheibe zu pressen, wird durch die Bohrung 51 OeI in den Druckraum 52 eingepumpt. Der Kolben 53, welcher vom Drucköl im Druckraum 52 beaufschalgt wird, wird über das Lager 54 die Welle 46 nach links pressen. Damit wird selbstverständlich die Schwungscheibe gegen die Friktionsscheibe angepresst. Sobald der Kontakt zwischen Schwungscheibe und Friktionsscheibe nicht mehr gewünscht wird, genügt es, das Drucksystem zu entlasten. Damit wird automatisch die Welle 46 wenigstens um einen geringen Weg rückwärts laufen.und somit'keinen Kontakt mehr. ziAi.ischen.Schwungscheibe und Eriktionsscheibe herstellen.

. . y Das gezeigte Antriebssystem ist ausserordentlich einfach und zudem sehr zuverlässig.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform mit im Joch 44 angeordnetem Lager 43 für die Spindel 42 hat noch den Vorteil, dass gegenüber der Lösung mit durchgehender Welle die Friktionsscheibe 41 bis ins Zentrum der Schwungscheiben gebracht werden kann, was im Prinzip bedeutet, dass im letzten Bereich der Spindelbe\iegung die Geschwindigkeit beliebig fein eingestellt werden kann.

Patentanwälte

Dipl.-ing. E. Ecler D!pl.-Ing. K. Scbieechk·

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Claims

Pateraanwä'ta DHI.-ing- E. fndar DIpI--!.ία- K. Sqhieschke 2652937 8Mü.,. -ifi-to,Eiisabethstra8e34 Patentansprüche

1.^Friktionsspindelpresse, mit einem Pressenständer und darin eingebauter Spindelmutter und einem oberen Lager für eine Spindel, einer in der Mutter und dem Lager vertikal laufenden Spindel, an welcher eine horizontale Friktionsscheibe befestigt ist, wobei zum Antrieb der Friktionsscheibe zwei vertikale, gleichlaufend angetriebene Schwungscheiben, die Senk- und die Hebescheibe, sich bezüglich der Friktionsscheibe diametral gegenüberliegend vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der beiden Schwungscheiben ein eigener Antrieb und eine unabhängige Einschaltvorrichtung vorgesehen ist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwungscheibe auf einer eigenen Welle in einem eigenen Lager gelagert ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Spindellager in einem oberhalb der Schwungscheibenachsen verlaufenden Joch des Ständers angeordnet ist.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch mit dem oberen Spindellager quer zu den Schwungscheibenachsen verläuft.

5. Presse nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwungscheibenwelle innerhalb bestimmter Grenzen axial verschiebbar ist, und dass zum Einschalten der gewürfschten Schwungscheibe über einen Hydraulik-

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zylinder auf die jeweilige Welle eingewirkt wird, um die Schwungscheibe an die Friktionsscheibe anzulegen, wobei Mittel vorgesehen sind, um jeweils nur einen Hydraulikzylinder unter Druck zu setzen.

Patsnianw; Dip!, -in j.

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