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Verbesserter Antrieb für Schneckenpressen Schneckenpressen gehören
herkömmlicherweise zu zu zwei konstruktionstypen.
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A. Reibungspressen mit Scheiben sowie Schraubenmutter und beweglicher
Schnecke, mit senkrechter Verschiebung zusammen mit dem Schwungrad und dem Pressbären.
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B. Reibungspressen mit Schnecke ohne vertikale Verschiebung und senkrecht
verschiebbarer Mutter.
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Die Ausführung A ist der erste Pressentyp, der auf den Markt gebracht
wurde und der gegenwartig immer nocil mit dem gleichen grundlegenden Arbeitsprinzip
hergestellt wird.
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Bei dieser Ausführung überträgt der Motor seine Bewegung Woer Riemen
auf eine Riemenscheibe, die £est mit einer Achse verbunden ist, die mit zvei mit
ihr Best verbundenen Sc'.eiben versehen ist.
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Die Einheit aus Riemenscheibe, Achse und Scheiben ist horizontal und
axial über einen handbetätigten Hebel verschiebbar.
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In Abhängigkeit von der Verschiebung nach rechts oder links kommt
die eine oder andere Scheibe mit dem Schwungrad in Eerührung, das axial fest mit
der Schnecke der Presse verbunden vorgesehen ist und eine Drehbewegung in der einen
oder der anderen Richtung, was eine Verchiebung nach oben oder unten bewirkt, auf
die von Schwungrad, Schnecke und Pressbär gebildete Einheit überträgt.
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Durch diese senkrechte Verschiebung des Schwungrades verän dert sich
der Radius des Berührungspunktes rait den Scheiben und somit auch die Zahl der Umdrehungen
des Schwungrades, was zu einer gleichmässig beschleunigten Abwärtsbewegung und einer
gleichmässig verzögerten Aufwärtsbewegung führt.
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Dieser Effekt bewirkt eine Zunahme oder Abnahme der kinetischen Energie
des Gesamtheit der sich in Bewegung beßindenden Massen in Abhängigkeit von der Nutzhöhe
oder Nutzabstand zwischen den Basen des Pressbären und des Gegenhalters.
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Die Ausführung B ist moderner, und die grundsätzlichen Varia ten bezüglich
der Ausführung A bestehen darin, dass die senk rechte Verschiebung nur die Mutter
und den Pressbären, die fest miteinander verbunden sind, beeinflusst, während die
Schnecke und das Schwungrad nu von einer auch den direktem Angriff der Riemenscheibe
des Motors übertragenen Drehbewegung betroffen sind.
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Bei der Ausführung B verbleiben die Mutter und der Pressbär in ihrer
unwirksamen Stellung, die durch eine auf das Schwun rad einwirkende Bremse sichergestellt
wird.
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zur Einleitung der Abwärtsbewegung des Pressbären muss die Wirkung
der Bremse ausgeschaltet werden; der Motor überträgt seine Bewegung Aber ein Reibrad
auf das Schwungrad, wodurch die mit dem Schwungrad fest verbundene Schnecke die
AbwErtsbewegung der Mutter und des Pressbären bewirkt.
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Um den Pressbären nach oben zu bewegen wird der Notor angehalten und
seine Drehrichtung umgekehrt bis zur gewünschten Höhe, wo der Motor anhält und die
Bremse wirksam wird und das senkrechte Abrutschen der Mutter und des Pressbären
verhindert.
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Die Vorteile der Ausführung A sind folgende: Da sich der Motor immer
in der gleichen Richtung dreht und nicht angehalte; zu werden braucht, drehen sich
die Scheiben auch konstant, wobei sie kinetische Energie aufspeichern, die sie zur
Verfilgung stellen, wenn die Arbeit der Maschine ausgeftihrt wird wodurch ein ruhiger,
gleichmässiger und WDerlastungsfreier Lauf des Motors erreicht wird.
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Die Vorteile der Ausführung B sind folgende: Durch das Konstanthalten
der Radien des Reibrades und des Schwungrades in ihrem Berührungspunkt wird bewirkt,
dass die Schnecke auf dern gesamten weg des Pressbären eine gleichförmige Bewegung
ausführt,
infolgedessen die kinetische Energie der sich in Bewegung befindenden Iasscn an
jeder beliebigen Stclle des Weges praktisch kosntant ist, wodurch Werkstücke verschiedener
Höhe ohne Leistungsverlust geschmiedet, hohlgepresst oder durch Ziehen verformt
werden können.
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Die durch die Ausführung A bewirkten Nachteile sind folgende: Da wegen
der Geschwindigkeitsänderung, die das Schwungrad auf seinem senkrechten Weg erfährt,
keine gleichbleibende kinetische Energie zur Verfügung steht, nimmt die kinetische
Energie bei grösserem Weg des Pressbären zu.
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Wenn mit Werkstücken einer gewissen Höhe gearbeitet wird, verringert
sich der eg des Pressbären, was Leistungsverlust bewirkt, da keine anderen Mittel
zum Ausgleich derselben zur Verfügung stehen.
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Die durch Ausführung B hervorgerufenen Nachteile sind folgende: Da
kein die kinetische Energie speicherndes Schwungrad zur Verfügung steht, muss die
gesamte Arbeit vom Motor aufgebracht werden, wobei am Beginn des Arbeitszyklus grosse
Uberlastungen auftreten, da der Motor dem System von der Ruhestellung ausgehend
in einem Moment die gesamte Geschwindig keit erteilen muss, und wobei das Problem
ausserdem noch durch die verschiedenen Anderungen der Drehung nach rechts und links
zum Heben und Senken des Pressbären erschwert wird Um für den Motor bei den Uberlastungen,
denen er ausgesetzt ist, eine gewisse Lebensdauer sicherzustellen, ist es nötig,
einen grossen Sicherheitsspielraum hinsichtlich Leistung zur Verfügung zu stellen,
was einen übermssigen Verbrauch an elektrischer Energie zur Folge hat. Trotz dieses
Sicherheits spielraumes brennen tiotoren dieses Pressentyps häufig durch und stellen
eine dauernde Störungsquelle dar, was hohe Reparaturkosten und Produktionsstillstand
hervorruft.
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Die maximale Leistung dieses Pressentyps kann ohne Änderung
eines
Elementes des Systems nicht erhöht werden.
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Der Gegenstand der vorliegeldell Erfindug gestellt in einer Reibungspresse,
deren Schnecke nicht senkrecht verschiebbar und deren Mutter beweglich ist und welche
die Vorteile der oDen erwähnten Ausfül-irungen aufweist und ihre Nachteile ausschaltet.
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Der Motor dreht sich ständig in der gleichen Richtung und unabhigig
von der im Pressbaren erforderlichen Bewegung, was das Au£speichern seiner kinetischen
Energie erlaubt, uni sie in demjenigen Augenblick, in dem sie benötigt wird, in
ruhiger Form und olme Uberlastungen für den Motor zur Verfügung zu stellen.
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Die vom Motor gelieferte Leistung ist längs des gesamten Weges des
Pressbären konstant.
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Gemäss dem oben Ausgeführten besteht der Antrieb für die genannten
Schneckenpressen darin, dass ein wn die Motorachse drehbares übertragungsmittel
angebracht wird, das zwei sich im Gegensinn drehende Reibräder steuert.
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Entweder das eine oder das andere dieser Reibräder ist an eir mit
der Schnecke der Presse fest verbundenes Schwungrad ange schlossen, wodurch die
Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Formhalteelementes oder Pressbären bestimmt wird.
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Das mit der Schnecke koaxiale Schwungrad ist mit einer ebenfalls koaxialen
frei drehenden Scheibe verbindbar, welche eine Vergrösserung des Trägheitsmoments
des Schwungrades liefert, wenn sie sich mit diesem fest verbindet.
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Die Gesamtvorrichtung umfasst ein weiteres, koaxial zur Motorachse
oder zur Schnecke angeordnetes Trägheitsschwungrad, das in diesem Fall bezüglich
seiner Achse frei läuft und mit der Antriebsachse in Wirkverbindung steht.
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Das drehbare Ubertragungsmittel besteht aus einem in einem Getriebegehäuse
untergebrachten Rädergetriebe, dessen Abtriebsachsen mit gegeläufiger Drehrichtung
nach aussen ragen
und sich mit den Reibrädern fest verbunden, Das
Raclergetriebe kann durch ein Riemensystem ocler irgend ein anderes herkömmliches
Übertragungsmittel ersetzt werden.
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Die Reibräder weisen einen Belag aus gleitfestem material auf und
sind vorteilhafter Weise in Querrichtung gerillt, wobei sie das Schwungrad, auf
das sie ihre Bewegung übertragen, tangential innen und aussen angreifen. Der Angriffssteifen
des Schwungrades weist Gegcnrillen zu den in den Reil rädern vorgesehenen auf.
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Das das drehbare Ubertragungsmittel aufnehmende Getriebegehäuse ist
mit den Kolbenstangen je eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders verbunden,
welche das Verschiebemittel für die Reibräder darstellen.
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In herkömmlicher Weise ist ein in der Ruhestellung des Schwur rades
in Tätigkeit gesetztes Bremselement vorgesehen.
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Zur zweckmässigen Erläuterung des bisher Ausgeführten sind der vorliegenden
Beschreibung Zeichnungen beigefügt, in denen in schematischer Form drei Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, die jedoch die praktischen Ausführung-möglichkeiten nicht beschränken
sollen.
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In den Figuren 1 und 2 ist ein Profil und ein Querschnitt des Antriebsmechanismus
in der bevorzugten Ausführung wiedergegeben.
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In den Figuren 3, 4, 5 und 6 sind verschiedene Ansichten und Schnitte
einer Ausführungsvariante des Antriebsmechanismus dargestellt.
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In den Figuren 7, 8, 9 und sind verschiedene Ansichten und Schnitte
einer weiteren Ausführungsform des Antriebsmechanismus dargestellt.
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Im Zusammenhang mit den Zeichnungsfiguren seien erwähnt: (1) Motor;
(2) Trägheitsscharungrad; (3) drehbares Getriebegehäuse; (4) Drehachse des Getriebegehäuses;
(5) Lager; (6) Be-tätigungshebel des Getriebegehäuses; (7) Schwungrad; (8) Rädergetriebe;
(9) Abtiebsachsen; (10) Reibräder; (11) Gehäuse; (12) Scheibe; (13) Pressenrahmen;
(14) Schnecke; (15) Pressbär; (16) hydraulische oder pneumatische Zylinder; (17)
Zylinderlager; (18) Bremsschuh; (19) Bremszylinder; (20) Getriebe; (21) Exzenter;
(22) Kugel und (23) Gleitachse.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist die Arbeitsweise die folgende:
ach Sinschalten des Motors (1), der sich ständig- in gleicher Richtung dreht überträgt
dieser leichzeitig
über das R>Czrgetr ebe (8) eine Drchbewegung
in entgegengestzten Richtungen auf die Reibräder (10).
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Das gesamte, aus Motor (1), Rädergetriebe (8) und Reibrädern (10)
bestehende System bleibt ständig in gleichförmiger Bewegung.
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Das Schwungrad (7), die Schnecke (14) und somit der Pressbär (15)
verbleiben unbeweglich auf ihrem höchsten Punkt, und zwar werden sie in dieser Stellung
durch die Bremsschuhe (18) gehalten, die mittels des Zylinders (19) angetrieben
das Schwungrad (7) festlegen.
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Um die Arbeit einzuleiten und die Absenkung des Pressbären (15) zu
erlauben, müssen die Bremsschuhe (18) entspannt werden, während gleichzeitig eines
der Reibräder (10) gegen die gerillte Angriffsvorderseite des Schwungrades (7) gedrückt
wird und seine Bewegung auf die Schnecke (14) und den Pressbären (15) überträgt.
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Das Andrücken des einen oder des anderen Reibrades (10) gegen das
Schwungrad (7) erfolgt mittels Drehung des Getriebegehäuses ( der einen oder anderen
Richtung, welche Drehung von den hydraulischen oder pneumatischen. Zylindern (16)
gesteuert wird.
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Zum Hochfahren des Pressbären (15) nach erfolgter Arbeit wird das
Gegenreibrad angedrückt, wodurch dieDrehrichtung des Schwungrades (7) und der Schnecke
(14), welche das Hochfahren der verschiebbaren Gesamtanordnung bestimmt, umgekehrt
wird.
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Nach dem Hochfahren des Pressbären (15) wirken erneut die Bremsschuhe
(18) und stellen das Schwungrad (7) und damit die Schnecke (14) fest, -und der Pressbär
(15) sowie die Zylinder (16) wirken auf das Getriebegehäuse (3) ein und bringen
es in seine mittlere Stellung, in der keines der sich weiter drehenden Reibräder
(10) auf das Schwungrad (7) drückt.
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Das Trägheitsschwungrad (2) kann unmittelbar auf der Achse des Motors
(1) - wie in Fig. 1 und 3 dargestellt - oder koaxial zur Schnecke (14) - wie innig.
7 - angebracht sein.
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In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform dreht sich das Schwungrad
(2) frei auf der Achse der Schnecke (14) und
weist eine Aussenverzahnung
auS, die dem mit der achse des Motors (1) fest verbundenen Getriebe (20) entgegengestzt
is-Die Scheibe (12) ist wahlweise mit dem Schwungrad (7) verbi: bar und dreht sich
frei auf seiner Achse solange sie nicht an das Schwungrad (7) angekoppelt ist; die
Scheibe (t2) ste: bei grösserem Leistungsbedarfder Presse eine eventuelle Vergrösserung
des Trägheitsmoments des Schungrades (7) dar.
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In der in Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungr form
erfolgt die Drehung des Getriebegehäuses (3) um eine Ge lenkkugel (22), die mit
einer mit dem Getriebegehäuse (3) verbundenen Gleitachse (23) versehen ist. Die
Zylinder (16) wirken unmittelbar auf das Getriebegehäuse (3) ein und bewirken in
dem in der Achse der Schnecke (14) untergebrächten Exzenter (21) eine Verschiebung
in der einen oder anderen Richtung, während sich gleichzeitig die Achse (3) im Inneren
der sich in ihrem Gehäuse drehenden Kugel (22) verschiebt, wodurch die Verbindung
des einen oder anderen Reibrades (10) mit dem Schwungrad (7) hergestellt wird.
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Da sich der Motor (1) ständig in der gleichen Richtung dreht und seine
Bewegung auf das Trägheitsschwungrad (2), auf das Rädergetriebe (8) und auf die
Reibräder (10) überträgt, spei chern diese Mechanismen die kinetische Energie, die
sie dann zur Verfügung stellen, wenn die Maschine ihre Arbeit ausführi Damit wird
erreicht, dass-der Motor und das gesamte System einen ruhigen,gleichmässigen und
überlastungsfreien Lauf aufweisen.
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Die Tatsache, dass ein Zusatzschwungrad in Form der Scheibe (12) angeordnet
wird und das beliebig befestigt werden kann, liefert eine Leistungserhöhung ohne
sonstige änderungen im System.
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Unter Berücksichtigung der starken industriellen Weiterentwicklung,
welche die Schmiedepresse weltweit erfahren hat, und der grossen Nachfrage nach
Maschinen mit diesem industriellen Zweck, besteht offensichtlich die Notwendigkeit,
über eine neue Ausführungsform zu verfügen, die auf der Grundlage eines unterschiedlichen
und originellen Konstuktionstyps die Vorteile der einen und der anderen bekannten
Pressen beibehält und die Nachteile in vernünftiger und einfacher Form
iiberwindet,
dabei die Produktion und die Lebensdauer der maschine erhöht und die durch die Vorbereitung
der Maschine hervorgerufene Totzeit auf ein Mindestmass verkürzt, ausserdem die
typischen Reparaturen der herkömmlichen Pressen ausschaltet und diesen nicht zuletzt
eine Vielseitigkeit hinsichtlich verfügbarer Nutzleistung verleiht, die bisher unbekannt
war.