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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichern des
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Stößels einer Werkzeugmaschine für spanlose Bearbeitung, insbesondere
einer Großpresse, beispielsweise zu Reparatur- oder Wartungszwecken, die den mit
Werkzeugen bestückten und relativ zum Pressentisch im Pressengestell auf-und abbeweglichen
Stößel in einer günstigen Arbeitslage hält.
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Um eine Presse zum Durchführen von Montage- und Wartungsarbeiten,
Pflegediensten sowie Reparaturen an Pressenstößel, Stößelantrieb etc. zugänglich
zu machen, ist es erforderlich, den Pressenstößel in eine günstige Arbeitslage zu
bringen und dort zu sichern. In der Praxis wird das Halten des Stößels bisher dadurch
erreicht, daß schwere Stützelemente zwischen Tisch und Stößel eingebracht werden,
die das Gewicht des abgesenkten Stößels abstützen.
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Da der Stößel bei Großpressen ein Gewicht von bis zu 160 t besitzt,
müssen die Stützelemente von großer Abmessung sein.
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Das setzt jedoch gleichzeitig den Einsatz schwerer und unhandlicher
Abstützelemente voraus, die sich nur umständlich und zeitraubend handhaben lassen.
Außerdem nehmen die in das Pressengestell zwischen Pressentisch und Stößel eingesetzten
Abstützelemente unverhältnismäßig viel Platz in Anspruch, wodurch die Zugänglichkeit
für das Bedienungspersonal stark eingeschränkt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der
bekannten Stößel-Abstützungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Sichern des
Stößels zu schaffen, die ohne manuell einzubring.de Abstützelemente in kürzester
Zeit ein sicheres Halten des Pressenstößels in der gewünschten Lage ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Stößelverriegelung
aus einer konzentrisch und drehbar in einem Gehäuse gelagerten Führungsstange für
eine gleitbewegliche, relativ zur Führungsstange verstellbare Spindel, die an ihrem
unteren, stößelseitig aus dem Gehäuse austretenden Ende fest mit einem Zuganker
verbunden ist, der ein Verriegelungsstück trägt, dem am Stößel eine korrespondierende
Aufnahmeöffnung gegenüberliegt, wobei eine in die Führungsstange eingeleitete Drehbewegung
auf die Spindel mit dem Zuganker übertragen wird und zu Winkelverstellungen der
SpiZ gegenüber dem Gehäuse führt. Es sind immer mehrere, bei den großen Stößelgewichten
vorzugsweise vier solcher Stößelverriegelungen am Kopfstück des Pressengestells
angeordnet. Sobald die Spindel einer Stößelvorrichtung nach unten verstellt wird,
was durch eine im Gehäuse festgelegte Verstelimutter erfolgen kann, die die mit
Außengewinde versehene Spindel umfaßt, gelangt das Verriegelungsstück durch die
Aufllahmeöffnung bzw. Ausnehmung des Stößels. Nachdem die Verriegelungsstücke aller
Stößelverriegelungen durch die korrespondierenden Aufnahmeöffnungen des Stößels
eingetreten sind, werden die Verriegelungsstücke durch Drehen der Spindeln um 900
bis in die Halteposition geschwenkt.
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In der Halteposition bewegt sich dann die Stößelverriegelung nach
oben, bis der Zuganker an die Verriegelungskonsole des Stößels trifft. Da die Anlagekraft
gleich ist, wird sichergestellt, daß sich die Last des Stößels gleichmäßig auf alle
Haltepunkte verteilt. Das Anlegen der Stösselverrsegelungen an die Konsole zeigt
ein extern installierter Grenztaster an. Die notwendigen War-tungsarbeiten und Reparaturen
lassen sich somit ohne vorherige manuelle Maßnahmen schnellstmöglich auch bei vollständiger
Demontage des Pressenantriebes durchführen.
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Das große Gewicht des Stößels überträgt sich von der Spindel auch
auf die Verstellmutter, weshalb diese nicht nur in einem Radial-, sondern weiterhin
in einem Axiallager gelagert ist. Das Axiallager nimmt hierbei das Stößelgewicht
auf, und das Radiallager sorgt für ein leichtgängiges Verstellen der Verstellmutter.
Zum Verstellen kann die Verstellmutter mit einem Kegelrad verbunden werden, das
mit einem senkrecht dazu auf einen Zapfen eines Antriebsmotors gelagerten Kegelritzel
kämmt. Als Verstellantrieb dient bevorzugt ein Ölmotor; es eignet sich aber gleichermaßen
auch ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb, wie ein Getriebemotor oder Regelantrieb.
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Das Kegelrad kann wechselweise mit Stiften und Schrauben an der Verstellmutter
befestigt sein. Die Stifte nehmen beim gleichzeitigen Einsatz von Schrauben die
Scherkräfte auf, da Schraubverbindungen üblicherweise nicht auf Abscherung beansprucht
werden sollen.
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Die Versillfunktionen der Stößelverriegelung werden von elektrisch-mechanischen
Grenztastern überwacht, die eine hohe Sicherheit bieten. Zum Begrenzen des Verstellweges
der Spindel kann ein auf das obere Ende der Spindel aufgesetzter Schaltnocken dienen,
der jeweils in der oberen und unteren Endlage der Spindel in das Gehäuse eingesetzte
Endschalter betätigt. Da die Spindel ohnehin mit einem Außengewinde versehen ist,
wird der Schaltnocken vorzugsweise auf die Spindel aufgeschraubt. Um die Stößelverriegelung
wegunabhängig zu machen, können die Endschalter variabel eingesetzt sein und im
Rahmen des maximalen Spindelhubes den Verstellweg der Spindel beliebig begrenzen.
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Die aus fertigungstechnischen Gründen angestrebte Vereinheitlichung
der Stößelverriegelung wirkt sich damit nicht einschränkend auf den Einsatz der
Verriegelung aus, da
durch einfaches Versetzen der Endschalter bzw.
Grenztaster ein den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten angepaßtes Verstellen
des Spindelhubes möglich ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung, nämlich den Verstellhub der Spindel
von der Drehbewegung zum Einstellen der Verriegelungsposition unabhängig zu machen,
gleichzeitig aber aucn die Baueinheit aus Führungsstange und Spindel gemeinsam verdrehen
zu können, läßt sich durch eine Formschlußverbindung zwischen Führungsstange und
Spindel realisieren. Es greift deshalb eine mit der Spindel befestigte Paßfeder
in eine über die gesamte Länge der Führungsstange eingearbeitete Federnut ein. Beim
Verstellen der Spindel wird der Formschluß überwunden, und die Paßfeder gleitet
in der Federnut, bis die Spindel die gewünschte Position erreicht hat. Der Formschluß
wirkt sich allerdings dann aus, wenn die Führungsstange gedreht wird. Die Drehbewegung
überträgt sich dann über die Paßfeder auf die Spindel und damit auf den Zuganker
mit dem Verriegelungsstück.
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Die Führungsstange wird dabei erfindungsgemäß durch einen mit dem
Gehäuse verbundenenDrehmechanismus gedreht, wobei die Führungsstange von mindestens
einer fluidgetriebenen, quer zur Führungsstange verschiebbaren und in ein Ritzel
der Führungsstange eingreifenden Zahnstange verdreht wird.
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Auch hier überwachen Endschalter das Verstellen der Zahnstangen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Fig. eine schematische Vorderansicht
einer Presse mit der erfindungsgemäßen Stößelverriegelung; Fig. 2 eine Einzelheit
"X" gemäß Fig. 1, mit in die Aufnahme-Öffnung des Stößels eingefahrenem Verriegelungsstück;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stößelverriegelung, sowie
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Stößelverriegelung gemäß Fig. 3 entlang der Linie
IV-IV.
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Von der Stößelverriegelung 1 sind bei schweren Stößeln 2 vorzugsweise
insgesamt vier Verriegelungen am Kopfstück 3 des Pressengestells 4 angeordnet. Der
Stößel 2 läßt sich relativ zum Pressentisch 5 im Pressengestell 4 mit Hilfe eines
nicht weiter dargestellten Stößelantriebs auf- und abbewegen.
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Eine åede Stößelverriegelung 1 besitzt einen Fisch 6 und ist mit einer
Vielzahl von umfangsverteilten Schrauben 7 an dasKopfstück 3 der Presse angeschraubt.
In einem zylindrischen Gehäuse 8 der Verriegelung 1 befindet sich eine rehbar gelagerte
Führungsstange 11, deren Drehmechanismus 12 am flanschseitigen Gehäuseende angeordnet
ist.
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Der'Drehmechanismus 12 besteht gemäß Fig. 4 aus zwei gegenhäufig arbeitenden
Zahnstangen 13,14, die auf ein mit der Führungsstange 11 verkeiltes Zahnritzel 15
im Drehsinne wirken. Zumindest die eine der beiden Zahnstangen 13 arbeitet kolbengetrieben.
Die zweite Zahnstange 14 dient der Endlagensteuerung; dazu weist sie Steuerkanten
16 auf, die die Drehbewegung begrenzende elektrisch-mechanisohe Endschalter 17,18
betätigen.
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Die Führungsstange 11 wird von einer gleitbeweglichen Spindel 21 umfaßt,
die stößelseitig aus dem Gehäuse 8 austritt (Fig. 3). Die sich in diesem unteren
Bereich stufenartig erweiternde Durchgangbohrung 22 der Spindel 21 nimmt einen fest
darin eingeschraubten und durch zusätzliche Stifte 24 gesicherten Zuganker 23 auf.
Der Zuganker 23 geht außerhalb der Spindel 21 in ein längliches, als Hammerkopf
ausgeführtes Verriegelungsstück 25 über.
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Die Spindel 21 läßt sich relativ zur Führungsstange 11 verschieben,
wobei sie mittels einer schraubengesicherten Paßfeder 26 in eine Federnut 27 eingreift,
die über die gesamte Länge der Führungsstange 11 reicht, wenigstens jedoch der Länge
des Spindel-Verstellweges entspricht. Die Spindel 21 ist weitestgehend mit einem
Außengewinde 28 versehen, um das Aufschrauben einer Verstellmutter 31 zu ermöglochen.
Die Verstellmutter 31 ist im Inneren des Gehäuses 8 unverrückbar festgelegt und
in einem Axiallager 32 sowie zwei Radiallagern 33 gelagert. Wegen der festen Lage
der Verstellmutter 31 werden Rotationsbewegungen der Mutter in translatorische Bewegungen
der Spindel 21 umgewandelt, die somit auf der Führungsstange 11 gleitet.
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ZumWufbringen der Vestellbewegungen kämmt ein auf dem Antriebszapfen
34 eines Ölmotors 35 aufgesetztes Kegelritzel 36 mit einem kreuzend dazu am Mutternende
angeordneten Kegelrad 37. Mehrere wechselweise eingesetzte Schrauben 38 und Stifte
41 verbinden das Kegelrad 37 mit der Mutter 31.
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Um den Verstellhub der Spindel 31 in bestimmten Grenzen zu halten,
arbeiten in das Gehäuse 8 eingesetzte Endschalter 42,43 mit einem Schaltnocken 44
der Spindel 21 zusammen.
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Der ein Innengewinde aufweisende kreisförmige Schaltnocken 44 ist
auf das obere Ende der Spindel 21 aufgeschraubt und durch Stifte 45 in seiner aufgeschraubten
Position gesichert.
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Die Funktion der hydraulisch arbeitenden und das Gewicht des Stößels
mechanisch haltenden Stößelverriegelung wird nachfolgend näher beschrieben, wobei
davon auszugehen ist, daß die hydro-mechanische Stößelverriegelung von einem externen
Schaltpult aus kontrolliert wird: Die Fig. 1 und 3 zeigen die eingefahrene Position
der Spindel, die durch den oberen Endschalter 42 begrenzt ist. Aus dieser Position
fahren die Stößelverriegelungen 1 in die Halte- bzw. Verriegelungsposition. Mit
dem Beaufschlagen des Ölmotors 35 überträgt sich die Antriebsleistung des Motors
35 von dem Kegelritzel 36 auf das Kegelrad 37 der Verstellmutter 31. Das hat ein
Gleiten der Spindel 21 auf der Führungsstange 11 zur Folge, wobei der Formschluß
zwischen Führungsstange 11 und Spindel 21 aufgehoben ist; die in der Federnut 27
befindliche Paßfeder 26 gewährleistet ein sicheres Gleiten. Das Ausfahren der Spindel
21 und damit des Zugankers 23 mit dem Verriegelungsstück 25 ist beendet, sobald
der Schaltnocken 44 den unteren Endschalter 43 betätigt. In dieser Endlage befindet
sich das Verriegelungsstück 25 des Zugankers 23 in der gegenüberliegenden Aufnahme-Öffnung
bzw. Ausnehmung 46 des Stößels 2. Eine jede Aufnahmeöffnung 46 weist im wesentlichen
einen gleichen Querschnitt wie ein Verriegelungsstück 25 auf.
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Das Betätigen des unteren Endschalters 43 bewirkt ein Stoppen der
Ölzufuhr zum Ölmotor 35. Gleichzeitig gibt ein Signal die Ölzufuhr für die kolbengetriebene
Zahnstange 13 frei, die die Spindel 21 über die Führungsstange 11 verdreht. Die
Spindel 23 mit dem Verriegelungsstück 25 führt vorzugsweise eine Drehbewegung um
900 aus, deren Verstellbereich durch die Endschalter 18,17 bestimmt wird, die der
zur kolbengetriebenen Zahnstange 13 gegenläufig arbeitenden Zahnstange 14 zugeordnet
sind. In der Verriegelungsstellung
nimmt das Verriegelungsstück
25 die in Fig. 2 angegebene Lage ein, d.h. daß das Verriegelungsstück 25 im Hohlraum
unterhalb der Aufnahme- bzw. Eintrittsöffnung 46 der Verriegelungskonsole quer zu
der Öffnung liegt und folglich beim Absenken des Stößels bzw. beim Einfahren der
Spindel 21 mit dem Zuganker 23 gegen den Stößel 2 zur Anlage kommt.
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Die eingefahrene Spindel 21 löst ein Signal durch einen an der Konsole
installierten Endschalter aus, das zum einen die Ölzufuhr zum Ölmotor 35 stoppt
und zum anderen der Fessensteuerung die Halteposition signalisiert. Die Anlegekraft
des Zugankers 23 läßt sich hierbei über ein Druckbegrenzungsventil geregelt einstellen.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Stößel 2 selbst über den Stösselantrieb abzusenken
und auf die Verriegelungsstücke 25 der Stößelverriegelungen 1 abzulegen, die sich
alle in einer einheitlichen Höhenlage befinden. Auf jeden Fall ist dafür gesorgt,
daß der Stößel 2 an allen Verriegelungsstücken 25 gleichzeitig zur Anlage kommt,
so daß sich das Gewicht gleichmäßig verteilt. Der Stößelantrieb ist danach im übrigen
während der Dauer der Arbeiten am Stößel bzw. an der Presse ausgekuppelt. Der Endschalter
17 des Drehmechanismus 12 zeigt in Verbindung mit einem nicht dargestellten externen
Endschalter die Verriegelungsstellung am Schaltpult an.
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Vor dem Lösen der Verriegelung sind zunächst die Zuganker zu entlasten,
auf denen der Stößel 2 mit seinem vollen Gewicht ruht. Zum Entlasten wird der Stößel
2 angehoben, beispielsweise mittels Hauptantrieb oder über die Stößelverstellung.
Sobald die Zuganker vom Stößelgewicht befreit sind, läuft das Zurückführen der Stößelverriegelungen
in umgekehrter Folge der Funktionen ab. Das bzw. die Verriegelungsstücke
25
werden in Löseposition gedreht, wozu die kolbengetriebene Zahnstange 13 des Drehmechanismus
12 von der anderen Seite her beaufschlagt wird. Die gegenläufig arbeitende Zahnstange
14 gelangt damit in ihre Ausgangsposition und betätigt mit der Steuerkante 16 den
oberen Endschalter 18. Die Verriegelungsstücke 25 stehen fluchtend zu den Aufnahmeöffnungen
46 des Stößels 2, so daß der Ölmotor 35 mit Öl versorgt werden kann. Die Verstellmutter
31 bewegt die Spindel 21 nach oben, bis der Schaltnocken 44 den oberen Endschalter
42 und damit die Endlage erreicht; die Ölzufuhr zum Ölmotor 35 wird abgestellt.
Der Endschalter 18 des Drehmechanismus 12 zeigt in Verbindung mit dem oberen Endschalter
42 die entriegelte Ausgangsposition an.
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