DE2837253B1 - Spindelpresse - Google Patents

Description

• Die die Umfangsfläche des spindelfesten Kupplungsteils beim Synchronlauf dieses Kupplungsteils und des Schwungrades unter der Druckmittelbeaufschlagung des jeweils zugehörigen Kolbens berührende Steuernase wird, soblad ein Rutschen der Kupplungsteile unter Last eintritt, d. h. die Drehzahl des spindelseitigen Kupplungsteils sich gegenüber der Drehzahl des Schwungrades verringert, aus der Eingriffsstellung verschwenkt, so daß der Kolben unter dem zunächst vorhandenen Betriebsdruck des Druckmittels weiter in Richtung zum Zentrum der Presse geschoben wird, was einen schlagartigen Druckabfall in den Zylinderräumen und im damit verbundenen Kupplungsdruckraum und dadurch ein sofortiges Entkuppeln durch die Kupplungs-Rückstellfedern herbeiführt. Es wird also bereits der Beginn der Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen zum sofortigen Öffnen der Kupplung genutzt, der einsetzt, wenn der Formänderungswiderstand des Werkstücks einen bestimmten Wert überschritten hat, d. h. wenn die erforderliche Preßwirkung erreicht ist, auf welche der Betriebsdruck des Druckmittels für den Kupplungszylinder einstellbar ist. Außer dem schlagartigen Entkuppeln kann auch mit einem veränderlich einstellbaren Betriebsmitteldruck eine veränderliche, nämlich die jeweils für das Schmieden, Umformen oder Kalibrieren erforderliche Preßwirkung erreicht werden. Die Oruckentlastung durch die Kolben-Zylinder-Einheiten bei Erreichen der gewünschten eingestellten Preßwirkung erfolgt in wenigen Millisekunden, wobei die Entlastung der Kupplungsteile derart vollständig ist, daß kein Doppelschlag eintritt. Da der Druckentlastungsvorgang nicht von einem elektrischen Schaltimpuls abhängig ist, ist er auch nicht hubabhängig, sondern ausschließlich kraftabhängig. Dies hat den Vorteil, daß beim Schmieden ohne Veränderung der Pressensteuerung verschieden dicke Schmiedestücke kraftabhängig umgeformt werden können.
• Um auf einfache Weise eine Rückstellung der Schwenknase in die Ausgangsstellung zu erreichen, ist eine zur Schwenknase hin abgerundete Führungsfläche an einem Ansatz vorgesehen, der in Laufrichtung des Schwungrades vor der Schwenknase angeordnet ist und von der Zylindereinheit aus in die Schwenkebene der Schwenknase, deren erforderliches Verschwenken zulassend, ragt.
• Um dieses Rückschwenken in die Ausgangsstellung zu begrenzen, ist an der Schwenknase ein Anschlag ausgebildet, der am Ende der Rückstellung des Kolbens in die Ausgangsstellung an der Kolbenstange anliegt.
• Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestatteten Spindelpresse, F i g. 2 einen Querschnitt durch die Spindelpresse von F i g. 1 auf der Höhe der Kolben-Zylinder-Einheiten, F i g. 3 in einer Einzelheit von F i g. 2 im Schnitt eine Kolben-Zylinder-Einheit, deren Schwenknase sich in der Ruhestellung befindet, F i g. 4 in einer Ansicht wie Fig. 3 die Schwenknase im Eingriffzustand und F i g. 5 in einer Ansicht wie F i g. 4 die Schwenknase im verschwenkten Zustand.
• Die in Fig. 1 gezeigte Spindelpresse hat in bekannter Weise einen Maschinenkörper 1, in welchem ein Preßschlitten 2 auf- und abwärts bewegbar geführt ist.
• Im Preßschlitten 2 ist eine Spindelmutter 3 befestigt. Mit einer im Maschinenkörper 1 drehbar gelagerten Spindel 4 kann der Preßschlitten 2 bei einer Drehung der Spindel 4 in Pfeilrichtung abwärts bewegt werden. Zur Aufwärtsbewegung des Preßschlittens 2 werden Zylinder 5 benutzt. Das Gewinde der Spindel ist so bemessen, daß eine Selbsthemmung nicht eintritt. Bei aufwärts schlagenden Spindelpressen, den sogenannten Vincent-Pressen, wird die Anordnung umgekehrt ausgeführt.
• Im oberen Teil der Spindelpresse ist ein Schwungrad 6 drehbar gelagert, dessen Achse mit der Spindel 4 zusammenfällt. Das Schwungrad 6 wird durch einen Elektromotor 7 über einen Riemenantrieb 8 angetrieben. Mit dem Schwungrad 6 ist ein Kupplungszylinder 9 verbunden, in welchem ein Kolben 10 unter dem mittels eines Druckmittels 11 angelegten Betriebsdruck zum Kuppeln des Schwungrades 6 mit einer Kupplungsscheibe 12 abwärts bewegt wird, die mit der Spindel 4 drehfest verbunden ist. Bei einer Druckentlastung in dem Druckraum 11 wird mit Hilfe von Federn 13 das mit dem Schwungrad 6 verbundene Kupplungsteil 14 zusammen mit dem Kolben 10 von der spindelfesten Kupplungsscheibe 12 wegbewegt, wodurch die Spindel 4 und das Schwungrad 6 entkuppelt sind.
• Erfindungsgemäß sind auf dem Schwungrad 6 einander diametral gegenüberliegend zwei Kolben-Zylinder-Einheiten 15 befestigt, denen jweils eine Kolbenstange 25 an einem Kolben 21 zugeordnet ist. Der Druckraum 11 des Kupplungszylinders 9 ist mit dem Zylinderraum 17 einer jeden Kolben-Zylinder-Einheit 15 durch ein Rohr 18 verbunden. In dem Zylinderraum 17 einer jeden Kolben-Zylinder-Einheit 15 befindet sich ein mit der Kolbenstange 25 verbundener Kolben 21, der über das Rohr 18 so druckbeaufschlagbar ist, daß die Kolbenstange 15 zur Kupplungsscheibe 12 hin verschoben wird. Die Kolbenstange 25 hat an ihrem dem Kolben 21 gegenüberliegen Ende einen zur Spindelachse parallelen Schwenkzapfen 27, an dem eine Schwenknase 16 angeordnet ist, die in der der Eingriffsstellung an der Kupplungsscheibe 12 entsprechenden Stellung durch einen Anschlag 28 gehalten ist, der an der in Laufrichtung des Schwungrades 6 hinteren Kante der Schwenknase 16 ausgebildet ist und an der Kolbenstange 25 angreift. Auf der in Laufrichtung des Schwungrades 6 vor der Schwenknase 16 liegenden Seite erstreckt sich in Richtung der Kupplungsscheibe 12 von der Kolben-Zylinder-Einheit 15 aus ein Ansatz 26 so weit daß das erforderliche Verschwenken der Schwenknase 16 in die in Fig.5 gezeigte Stellung möglich ist. Die Stirnfläche des Ansatzes 26 ist nach innen, also zur Kolbenstange 25 hin, abgerundet.
• Bei der Einleitung eines Pressenarbeitshubes wird von einer Pumpe 19 (F i g. 1) über ein Steuerventil 20 Druckmittel in den Kupplungsdruckraum 11 gefördert.
• Dabei wird ein in der Druckleitung hinter dem Ventil 22 sitzendes weiteres Ventil 20 geschlossen. Der Kolben 10 bewegt sich durch die Druckbeaufschlagung mit dem daran sitzenden Kupplungsteil 14 nach unten in die Kupplungsstellung mit der spindelfesten Kupplungsscheibe 12, wodurch das Schwungrad 6 mit der Spindel 4 gekuppelt wird. In dem Kupplungsdruckraum 11 des Kupplungszylinders 9 liegt der gleiche Druck an wie in dem Zylinderraum 17 einer jeden Kolben-Zylinder Einheit 15. Dies hat zur Folge, daß der Kolben 21 mit seiner Kolbenstange 25 zum Mittelpunkt des Schwungrades 6 hin verschoben wird, bis die Spitze der Steuernase 16 gegen die jetzt synchron mit der Schwungscheibe 6 umlaufende Kupplungsscheibe 12 gedrückt wird. Die Zuführung des Druckmittels zur Kolben-Zylinder-Einheit 15 ist so ausgeführt, daß die Spitze der Steuernase 16 erst dann an der Kupplungsscheibe 12 anstößt, wenn die beiden Kupplungselemente synchron laufen. Unmittelbar nach der Druckbeaufschlagung wird durch einen elektrischen Impuls die Zuleitung 23 über das Ventil 20 drucklos gemacht.
• Oberhalb des Ventils 22, also zwischen dem Ventil 22 und der Zylinderkammer 11 sowie den Zylinderräumen 17, bleibt der eingestellte Betriebsmitteldruck erhalten.
• Die durch die Kupplung in Drehung versetzte Spindel 4 verschiebt die Mutter 3 und den damit verbundenen Preßschlitten 2 nach unten, bis er auf dem Pressentisch einen Widerstand findet, der so groß ist, daß der Preßschlitten 2 und die Spindel 4 stehenbleiben, so daß die Kupplung durchrutscht.
• Das Schwungrad 6 setzt aufgrund seiner großen Schwungmasse die Drehbewegung fort. Die Kupplungsscheibe 12 ist jedoch mit der Spindel 4 zum Stillstand gekommen. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 15 laufen mit dem Schwungrad 6 weiter um. Dadurch werden die Schwenknasen 16 in der horizontalen Ebene aus der Eingriffsstellung mit dem Kupplungsteil 14 in die in F i g. 5 gezeigte Stellung verschwenkt. Dies bewirkt, daß sich die Kolben 21 frei bis zum inneren Anschlag der Kolben-Zylinder- Einheiten 15 radial zum Schwungrad 6 hin bewegen können. Dadurch werden der Kupplungsdruckraum 11 des Kupplungszylinders 9 und die Zylinderräume 17 der Kolben-Zylinder-Einheiten 15 schlagartig druckentlastet, weil das durch die Verschiebung der Kolben 21 frei werdende Volumen größer ist als das Kompressionsvolumen des gesamten, bis zum Ventil 21 hin geschlossenen Druckmittels.
• Unmittelbar nach dem Preßvorgang bzw. nach dem Druckabbau wird durch einen Schaltimpuls das Ventil 22 geöffnet. Die Federn 23 bewirken eine Entleerung des Kupplungsdruckraums 11 über das Ventil 22. Unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft werden die Zylinder- räume 17 durch Auswärtsbewegung der Kolben 21 entleert. Während dieser Bewegung der Kolben 21 bis zum äußeren Anschlag in den Kolben-Zylinder-Einheiten 15 werden die Schwenknasen 16 durch den Kontakt mit den Führungsflächen 24 an den Ansätzen 26 in die gestreckte Ausgangsstellung zurückbewegt Die Rückführung des Preßschlittens 2 in die Ausgangsstellung erfolgt in bekannter Weise durch die Zylinder 5.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Spindelpresse mit einem in der gleichen Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden Schwungrad und einer zwischen dem Schwungrad und der Spindel angeordneten druckmittelbetätigbaren Kupplung, die nur während des Arbeitshubes eine Verbindung zwischen dem Schwungrad und der Spindel herstellt, wohingegen bei Erreichen der erforderlichen Preßkraft durch auf den Schlupf zwischen Schwungrad und Kupplungsscheibe der Spindel reagierende Mittel der Druckraum der Kupplung entlastet wird, so daß Kupplungs-Rückstellfedern die Kupplung öffnen, g e k e n n z e i c h -net durch auf dem Schwungrad (6) radikal fest angeordnete Kolben-Zylinder-Einheiten (15), deren kolbenstangenfreie Räume (17) je durch eine Leitung (18) mit dem- Kupplungsdruckraum (11) verbunden sind, und mit vorn an den zur Kupplungsscheibe (12) gerichteten Kolbenstangenenden angeordneten, um dort befindliche senkrechte Schwenkachsen (27) schwenkbare, längliche Schwenknasen (16l die bei Druckbeaufschlagung des Kolbens (21) ihrer Zylindereinheit (15) in ihrer in bezug auf die Spindelachse radial gerichteten, ohne störende Seitenkraft stabil bleibenden Strecklage in Berührung mit dem Außenumfang der Kupplungsscheibe (12) gedrückt werden und bei Schlupf zwischen ihren Spitzen und der Kupplungsscheibe (12), also bei Wirken einer dadurch erzeugten Seitenkraft, im Sinne eines Zurückbleibens gegenüber der Schwungradbewegung etwa rechtwinklig abschwenken, wodurch den Kolben (21) in den zugehörigen Zylinderräumen (17) ein Weg nach vorn freigegeben wird.
2. 2. Spindelpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur Schwenknase (16) hin abgerundete Führungsfläche (24) an einem Ansatz (26), der in Laufrichtung des Schwungrades (6) vor der Schwenknase (16) angeordnet ist und von der Zylindereinheit (15) aus in die Schwenkebene der Schwenknase (16), deren erforderliches Verschwenken zulassend, ragt.
3. 3. Spindelpresse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an der Schwenknase (16) ausgebildeten Anschlag (28), der am Ende der Rückstellung des Kolbens (21) in die Ausgangsstellung an der Kolbenstange (25) anliegt.

   Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit einem in der gleichen Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden Schwungrad gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Bei einer derartigen Spindelpresse (DE-AS 15 02 276) wird zur Feststellung des bei Erreichen der benötigten Preß- oder Schlagkraft zwischen den Kupplungsteilen auftretenden Schlupfes eine den Kupplungsteilen zugeordnete Meßvorrichtung verwendet, deren Ausgangssignal die Kupplung auslöst.

   Die bekannte Spindelpresse hat den Nachteil, daß die Zeit zwischen dem Erreichen der gewünschten Preßkraft und der Feststellung des sich daraus ergebenden Schlupfes zwischen Schwungrad und Kupplungsscheibe und dem davon abhängig eingeleiteten Öffnen der Kupplung relativ lang ist.

   Um die Kupplung zu dem Zeitpunkt, in dem die vorbestimmte Preßkraft erreicht ist, schlagartig von ihrem Druck zu entlasten, ist es bereits bekannt, den Druckraum einer hydrostatischen Abstützvorrichtung für die Axialkräfte der Spindel mit dem Druckraum einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung für die Kupplung druckmittelleitend in Verbindung zu setzen und das aus der hydrostatischen Abstützvorrichtung und der hydraulischen Betätigungsvorrichtung für die Kupplung gebildete Druckmittelsystem an ein gemeinsames Abflußventil anzuschließen, das wie vorbestimmt schlagartig öffnet (DE-AS 21 50 726). Bei dieser bekannten Spindelpresse beginnen die Entlastung der die Axialkräfte aufnehmenden hydrostatischen Abstützvorrichtung und das Öffnen der Kupplung zwangsläufig im gleichen Zeitpunkt. Dadurch, daß der Druckraum der hydrostatischen Abstützvorrichtung während des Lösevorgangs der Kupplung bereits entlastet ist und eine gewisse Verschiebung des axial beweglichen Teiles dieser Abstützvorrichtung möglich ist, sind während des Lösevorganges die Preßkraft und somit das von der Kupplung übertragene Drehmoment sehr gering. Die Kupplung rutscht zwar durch, das Rutschen beginnt jedoch erst, wenn die Normalkraft stark reduziert ist.

   Deshalb kann bei der bekannten Spindelpresse der Abschaltvorgang etwas länger dauern, d. h. ein Entkuppeln in extrem kurzer Zeit ist nicht erforderlich.

   Bei einer anderen bekannten Spindelpresse (DE-OS 21 10 044) werden zum Entkuppeln beim Erreichen der festgelegten Preßkraft mit der Spindel umlaufende und damit gelenkig verbundene zusätzliche Massen verwendet, die bei einer Verringerung der Drehzahl der Spindel ihren eigenen Trägheitskräften folgen und aufgrund dieser Bewegungen die Kupplung öffnen oder ein Steuerelement für das Öffnen der Kupplung betätigen.

   Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Spindelpresse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Zeitraum zwischen dem Erreichen der gewünschten Preßkraft und dem Entkuppeln wesentlich abgekürzt ist.

   Zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe vergleiche die Patentansprüche.