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Sp indelpresse
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindelpresse mit einem motorischen
Antriebsorgan und einem aus Spindel, Spindelmutter und Schlitten bestehenden Spindeltrieb,
wobei die Spindelmutter drehbar ausgebildet ist, und wobei Energieübertragungselemente
vorgesehen sind, mittels derer das Antriebsorgan mit der Spindelmutter in Wirkverbindung
steht.
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Bei den üblicherweise in der Praxis vorwiegcnl verwendeten Spindelpressen
ist die Spindel form- oder kraftschlüssig mit einem Schwungrad verbunden, das motorisch
angetrieben wird. Die Drehbewegung wird dabei bekanntermaßen über ein steilgängiges
Dreifach- oder Vierfachgewinde mit einem Steigungswinkel von im allgemeinen mehr
als 10 aber zumeist unter 17 Crad in eine gradlinige Stößel- beziehungsweise Schlittenbewegung
umgesetzt. Ein relativ großer Steigungswinkel wird in der Praxis gegenwärtig nicht
unterschritten, da eine ausreichende Schmierung bei kleineren Steigungswinkeln nach
allgemeiner Auffassung nicht sichergestellt ist. Eine Verkleinerung des Steigungswinkels
unter 4 Grad ist durch die dann eintretende Selbsthemmung nicht realisierbar.
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Beim schlagartigem Auftreffen des Schlittens auf das Werkstück wird
die kinetische Energie von Schwungrad, Spindel und Schlitten vollständig in Nutz-
und Verlustarbeit umgewandelt. Die Verlustarbeit gliedert sich auf in Längs- und
Torsionsfederverluste in Spindel und Gestell sowie Reibungsverluste an der Spindel,
Spindelmutter
und der Spindelführung. Nach Beendigung des Arbeitshubes wird der Rückhub zunächst
aus der Federungsenergie der Maschinenteile bestritten, dann aber, bei Verwendung
beispielsweise eines Friktionsantriebes, nach Anpressen der anderen Seitenscheibe
aus der dadurch in das Schwungrad fließenden Seitenscheibenenergie. Kurz vor dem
oberen Totpunkt wird die Restenergie des Schwungrades durch eine Bremse in Wärme
umgewandelt. Bei Verwendung anderer Antriebe, beispielsweise eines Elektroantriebes,
erfolgt der Rückhub auch mittels eines Rückzugszylinders, oder durch Drehrichtungsumkehrung.
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Die Entwicklung der Spindelpressen mit Rutschrad, bzw.
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Abschaltkupplungen hat zu kleinen Festteilen mit geringer Energie
geführt. Unter dem Begriff "Festteil" werden bei schaltbaren Kupplungen im wesentlichen
die hinter der Abschaltkupplung gelegenen, nicht abkuppelbaren Teile, z.B. die umlaufende
Spindelmutter, die Führungshülse mit Spurplatte sowie die Kupplungslamellen verstanden,
ferner die nur axial bewegten Teile, Spindel und Schlitten. Als "Losteil" wird die
abzukuppelnde Schwungscheibe mit Lamellen bezeichnet. Bei den bekannten Pressen
steigt die Kraft nach dem Abschaltvorgang im Prellschlag z. B. von 1,2 F (Nenn-N
kraft) auf 2 F an. Um negative Eigenschaften mög-N lichst auszuschließen, wird die
Festteilenergie nach herrschender Auffassung bei Abschaltpressen so klein wie möglich
gehalten.
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Mit der vorliegenden Erfindung glattungsgleiche Spindelpressen, bei
denen die Spindelmutter anstelle der Spindel angetrieben wird, gehören zum bekannten
Stand
der Technik, wie er beispielsweise in der DE-PS 15 77 222
beschrieben wird. Die einleitende Torsionsfeder der dort dargestellten rotierenden
Spindelmutter ist für die praktische Anwendung nicht nutzbar. Dieses erfordert vielmehr
eine bestimmte Verbindung bzw.
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Anordnung verschiedener Werkstoffe und Bauteile zueinander, wie sie
erst mit der eigenen Erfindung vorgesehen ist. Bei relativ großer Spindelsteigung
von etwa 12 Grad, erzeugt das Festteil nur eine geringe Festteilenergie, da die
Drehzahl (bei einer Schlitten geschwindigkeit von z.B. 0,7 m/s) zu klein ist. Eine
Erhöhung der Festteilenergie sieht aber der bekannte Stand der Technik nicht vor.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Spindelpresse mit hoher
Festteilenergie zu entwickeln, ohne daß zu diesem Zweck zusätzliche Massen zugefügt
werden müssen und die Schlittengeschwindigkeit von 0,5 - 0,7 m/s beibehalten wird.
Ziel ist es, die Prellschlagsicherheit zu erhöhen und den Impuls auf das Fundament
zu verringern. Die neue Spindelpresse soll es gestatten, Werkstücke beispielsweise
mit einem Energieschlag oder mit einem nachfolgenden, nur mit dem Festteil ausgeführten
Prellschlag oder Verformschlag fertig zu schmieden. Ferner soll die Kraft über einen
längeren Zeitraum als bisher nahezu konstant zur Verfügung stehen, um ein vollständiges
Fließen im Werkstück zu begünstigen, ohne die Gesenkberührungszeit zu vergrößern.
Eine weitere Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, die Dauerbruchfestigkeit (Zeitfestigkeit)
der belasteten Spindelpressenteile zu erhöhen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß
dadurch,
daß bei einer Spindelpresse gattungsgemäßer Ausbildung der Steigungswinkel des Gewindes
von Spindel und Spindelmutter zwischen 4 und 8 Grad beträgt. Durch eine Erhöhung
der Drehzahl wirkt die Spindelmutter als Energiespeicher, der die gewünschte erhöhte
Festteilenergie besitzt. Durch die erhöhte Festteilenergie ergibt sich während des
Abschaltvorganges eine harmonische zeitliche Kraftänderung (ähnlich einer harmonischen
Schwingung), womit die Zeitfestigkeit erhöht und der alle Maschinenbauteile belastende
ruckartige Abschaltimpuls vermindert wird.
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Die Erhöhung der Festteilenergie erfolgt im wesentlichen über die
erforderlichen, die Kraft übertragenden drehenden Einzelteile (Spindelmutter, Führungshülse,
Spurplatte und Kupplungslamellen). Das bedeutet, daß man mit einem Minimum an Masse
auskommt, um diese im Schlag genutzte Energie zu erzeugen. Die auftretenden Momente
in der Abschaltkupplung, in der Antriebsverbindung zur Spindelmutter und im Fundament
sind erheblich reduziert und entlasten diese Bauteile. Die starre einleitende Feder
überträgt die Antriebsmomente aus dem Schwungrad mit geringeren Verlusten. Die geringe,
über einen kleinen Weg zu beschleunigende, resultierende Masse führt zu einer konstanten
Gleitgeschwindigkeit zwischen den Gewindeflanken und damit zu einem gleichmäßigen
Kraftanstieg. Die Spindelmutter kann sich im Belastungszustand der Verformung der
Spindel anpassen und ist durch die geringere Vergleichsspannung höher belastbar.
Der Schlitten kann sich vorteilhaft horizontal frei in den Führungen bewegen, ohne
die Momenten-, bzw. Kraftübertragung in der Spindelmutter zu beeinflussen. Daher
braucht der Schlitten nicht genau eingepaßt zu werden und ist
daher
kostengünstiger herzustellen. Auf Grund der reduzierten Steigung kann vorteilhaft
eine nur zweigängige Spindel zur Anwendung kommen. Ferner wird durch die verringerte
Spindelsteigung das Gewicht der Schwungräder um etwa 75 °Ó (bei Friktionsantrieb)
reduziert, ohne daß weniger Energie für die Umformung zur Verfügung steht. Bei den
geringeren erforderlichen Antriebsmomenten für die Umformung kann man die zur Zeit
eingesetzten Schwungräder wesentlich leichter gestalten oder ein Viel faches an
nutzbarer Energie erzeugen. Rückzugszylider oder Gewichtsausglcicll;zylinder können
entfallen, da der Rückhub mittels desselben Antriebsorgans für den Arbeitshub ausgeführt
wird. Die mögliche Festlegung beim vorliegenden System mit Rutschrad oder Abschaltkupplung
hat einen Rutschpunkt bei 1,6 F (= Festteilenergie), die zulässige N Kraft im Dauerbetrieb
beträgt 1,8 FN, wobei diese Kraft gleichzeitig auch die maximal erzielbare Prellschlagkraft
(Prellschlagsicherheit) ist. Der Vorteil einer solchen Festlegung liegt in der Ausnutzung
der Losteilenergie im höheren Kraftbereich (1,6 F gegen-N über 1,2 F ), dadurch
lassen sich Werkstücke, die N bisher mehrere Schläge benötigt haben, in einem Umformschlag
fertigschmieden (insbesondere warmfeste Werkstoffe).
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Steigungswinkel
6 Grad. Dieser Steigungswinkel « wird hinsichtlich störungsfreier und besonders
wirtschaftlicher Arbeitsweise der Spindelpresse als optimal angesehen. Weil die
tatsächliche Gleitgeschwindigkeit (Relativgeschwindigkeit) auf den Gewindeflanken
eines 12 Grad-Systems weit unter 3 m/s liegt (kleiner
als 3 m/s
gilt als geringe Gleitgeschwindigkeit), sind bei dem 6 Grad- System mit 5 - 6 m/s
wesentlich bessere Gleitverhältnisse mit günstigeren P -Werten und damit ein geringerer
Verschleiß zu erwarten. Weil die zulässigen Spannungen bei allen Systemen durch
den Spindeldurchmesser festliegen und der äußere Körper konstruktiv leicht anzupassen
ist, unterscheiden sie sich in erster Linie nur durch die den Antrieb einleitende
Torsionsfeder: a) Rotierende, auf- und abgehende Spindel Die Torsionsfederarbeit
entspricht der 12 Grad- Steigung. Der querschnitt liegt durch den Spindeldurchmesser
fest. Die Verformung (Drehwinkel) ist hubwegabhängig und hat bei Arbeitshubende
ihre geringste Verformung.
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b) Axial feststehende Spindel Die Torsionsfederarbeit entspricht der
12 Grad-Steigung. Der Querschnitt liegt durch den Spindeldurchmesser fest. Die Verformung
(Drehwinkel) ist hubwegabhängig und hat bei Arbeitshubende ihre größte Verformung
(auch bei Arbeitshubbeginn ist diese Feder schon, konstruktiv bedingt, relativ weich).
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c) Rotierende Spindelmutter Die Torsionsfederarbeit entspricht der
6 Grad-Steigung. Der Querschnitt läßt sich unabhängig vom Spindeldurchmesser bestimmen.
Die Verformung (Drehwinkel) ist nicht hubwegabhängig, daher immer gleich
und
sehr gering.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen,
daß die Spindelmutter drehbar und axialfixiert im oberen Querjoch des Pressenständers
gelagert und mit einer die Zentralbohrung im Oberjoch durchsetzenden Führungshülse
verbunden ist, wobei die Führungshülse durch eine Lagerbuchse drehbar abgestützt
wird, die von einer Lagerhülse umschlossen ist, wobei die Lagerhülse an ihrem unteren
Ende eine kragenartige Erweiterung mit Schmiernuten gegenüber der Spurplatte aufweist.
Durch die Anordnung der Spindelmutter im Oberjoch gelangt vorteilhaft kein Spritzöl
in den Werkzeugraum oder an den Bedienungsmann. Bei der rotierenden Spindel sind
zum Teil aufwl?ndige Spritzschutzeinriciitungen erforderlich.
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Zweckmäßigerweise ist die Lagerhülse mit mehreren Bohrungen versehen,
durch die Schmiermittel zugeführt wird. Mit dieser fertigungstechnisch günstigen
Maßnahme werden die Kosten zur Herstellung der Schmiermittelzuleitungen verringert.
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Mit Vorteil ist der Verschleiß der Spurplatte Über einen Stellring
und ein Wälzlager nachstellbar, wobei der Stellring in einen Haltering geschraubt
ist, der seinerseits mit dem Oberjoch fest verbunden ist.
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Hierdurch wird auf einfache Weise eine Nachstellung der Spurplatte
ermöglicht.
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Ferner ist vorteilhaft als ein Energieübertragungselement zwischen
Antriebsorgan und Spindelmutter eine Kupplungsscheibe vorgesehen, wobei die Kupplungsscheibe
vorzugsweise
mit einer Scheibenbremse zusammenw irkt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schwungrad
vorgesehen, das über eine Rutschkupplung mittels Lamellen mit der Führungshülse
verbunden ist. Bei dieser Bauweise des Rutschrades läßt sich das Losteil nach erfolgtem
Umformhub einfach auskuppeln und der Rückhub erfolgt nur mit der Festteilmasse.
Das Losteil wird wieder eingekuppelt bevor der nächste Arbeitshub eingeleitet wird.
Energiesparnisse und eine schnellere Hubfolge sind der Vorteil.
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Da das Schwungrad nicht mehr gleichzeitig ein direktes Energieübertragungselement
bildet, sondern selbst nur indirekt angetrieben wird, ergibt sich vorteilhaft eine
höhere dynamische Belastbarkeit der Schwungradlagerung. Neben einer einfachen Montage
ist vorteilhaft auch eine Senkung der Fertigungskosten gegeben.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Energieübertragungselemente austauschbar ausgebildet und angeordnet sind. Energieübertragungselemente
bilden dabei Kupplungsscheiben, Prellschlagscheiben, federbelastete oder druckluftbelastete
Rutschräder, oder eine Abschaltkupplung, beispielsweise in Verbindung mit einem
Schwungrad. Eine günstige Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander ermöglicht
eine kompakte, leichte und einfache Bauweise. Auch die meist schwer zugänglichen
Verschleißteile, wie Spindelmutter, Spurplatte oder Reibbeläge lassen sich auf diese
Weise ohne technische Schwierigkeiten auswechseln. Hierdurch ist eine erhöhte Wirtschaftlichkeit
im Bereich der Fertigung, Montage,
Wartung und Instandhaltung gegeben.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzen die Energieübertragungselemente
diegleiche axiale Fixierung und weisen gleiche Anschlußmaße für die Hauptlagerung,
die Außenverzahnung der Führungshülse, die Scheibenbremse und die Impulsgeber auf.
Weil Antriebsvorgang bzw. Bremsvorgang über die einleitende Feder (Führungshülse,
Spindel) erfolgen, können auch kleine Antriebe verwendet werden, deren Anschlußmaße
allen Erfordernissen angepaßt werden können. Die Energieübertragungselemente können
daher in der Regel ohne Konstruktionsänderung des Grundelementes gewechselt werden.
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Ferner ist mit Vorteil vorgesehen, daß zwischen der Kupplungsscheibe
und der Führungshülse sowie der Antriebsbühne ein Planetengetriebe angeordnet ist.
Durch den Einsatz eines Planetengetriebes ist es möglich, kleine und leistungsfähige
Antriebe einzusetzen. Auf die nach dem Stand der Technik bekannten sehr großen Friktionsantriebe
mit Vorgelege, verbunden mit großen Bühnen, kann daher vorteilhaft verzichtet werden.
Je nach Übersetzung und Art des zur Verfügung stehenden Antriebssystems lassen sich
hohe Antriebs-, beziehungsweise Rückzugsmomente erzielen. Die relativ weichen den
Antrieb einleitenden Torsionsfedern der bekannten 12 Grad-Systeme in Verbindung
mit der geringen Festteilenergie erzeugen nach dem Auskuppelvorgang und über einen
relativ großen Drehwinkel eine sehr hohe radiale Rückbeschleunigung. Diese bewirkt
hohe Beharrungsmomente und verhindert die Anbindung eines mit einem Übersetzungsgetriebe
versehenen leistungsfähigen
Drehantriebes. Dadurch kommen bei
den heutigen verwendeten Abschaltpressen in der Regel die mit einem ungünstigen
Wirkungsgrad arbeitenden Rückzugszylinder zur Anwendung. Die starre einleitende
Torsionsfeder des vorliegenden 6 Grad-Systems in Verbindung mit der erhöhten Festteilenergie
reduziert den wirksamen Federweg für die Radialbeschleunigung erheblich, so daß
ein Planetengetriebe in vorliegender Form eingesetzt werden kann. Der über ein Planetengetriebe
direkt mit der einleitenden Torsionsfeder verbundene Drehantrieb (einschließlich
Bremse und ImptJlsgeber) ist gegenüber dem bekannten Stand der Technik in der Lage,
folgende Aufgaben zu erfüllen: a) Er ersetzt den Gewichtsausgleich.
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b) Er kann drehzahl gesteuert sowohl Losteil und Festteil (Rutschrad)
oder nur das Festteil (z. B. für einen Vorformschlag) für den Arbeitshub beschleunigen.
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c) Er beschleunigt sowohl Losteil und Festteil oder nur die Festteilmasse
(z. B. der Abschaltkupplung oder eines druckluftbeaufschlagten Rutschrades im ausgekuppelten
Zustand) für den Rückhub und bremst sie in der gewünschten Lage wieder ab.
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d) Der Antrieb beschleunigt die Festteilmasse bevor das umlaufende
Schwungrad dazu gekuppelt wird, das vermindert die Erwärmung und den Verschleiß
der Kupplungsbeläge.
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e) Läßt man den Antrieb während des Arbeitshubes (Leerhub) mitwirken,
wird in dieser Zeit die vorher
entnommene Energie zusammen mit
dem Hauptantrieb dem Schwungrad wieder zugeführt und steht für den folgenden Umformhub
zur Verfügung. Dadurch erhält man eine schnellere Hubfolge bei voller Energieentnahme.
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f) Der Antrieb ist auch in der Lage, statisch hohe Rückzugsmomente
zu erzeugen und eine begonnene Selbsthemmung wieder aufzuheben. Mit Rückzugszyl
indern ist dies hingegen nicht möglich.
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Vorteilhaft wird die Erfindung auch dadurch weitergebildet, daß das
Antriebsorgan austauschbar ausgebildet und angeordnet ist, wobei als Antriebsorgan
vorzugsweise ein Friktionsantrieb mit Vorgelege, oder ein Elektro- Direktantrieb,
oder ein Übersetzungsantrieb (Elektromotor oder Hydraulikmotor) eingesetzt wird.
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Besondere Vorteile ergeben sich beim Elektro- Direktantrieb. Durch
Eigenlagerung des Motors kann der Luftspalt zwischen Rotor und Stator und der Rotordurchmesser
vom Hersteller bestimmt werden. Durch die Übersetzung des Getriebes steht ein höherer
Drehzahlbereich zur Verfügung. Beim Friktionsantrieb kommen leichte Bandagenträger
zur Anwendung, die zusammen mit der Bandage gewechselt werden. Das Aufziehen der
Bandage geschieht somit außerhalb der Maschine und kann immer vormontiert für den
Wechsel bereitstehen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht zweckmäßigerweise vor,
daß die Energieübertragungselemente einen Verbindungsflansch aufweisen, der vorzugsweise
mit Schwingungsdämpfern versehen ist. Die Bühnen können immer gleiche Anschlußmaße
haben und werden zusammen mit den Antrieben und Nebenaqgregaten gewechselt.
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Die Schwingungsdämpfer schonen die Antriebsorgane vor zu hohen Belastungen
im Schlag, mindern den Verschleiß und senken beim elektrischen Direktantrieb die
Stromspitzen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Spindelpresse
die Spindel mit einem zylindrisch erweiterten Spindel fuß versehen, der mit dem
Schlitten lösbar verbunden ist. Dabei ist zwischen Spindelfuß und Schlitten ein
Riegel angeordnet, der in einer kreisringförmigen Nut des Schlittens gelagert ist
und der zwei sich gegenüberliegende Vorsprünge aufweist, und wobei am Schlitten
oberhalb der Ringnut zwei Aussparungen vorgesehen sind, durch die beim Zusammenbau
der lösbaren Verbindung der Riegel mit seinen Vorsprüngen in die Ringnut einlegbar
ist und sich nach einer Drehung um 90 Grad in Verschlußposition befindet. Durch
die Spindelführung in Verbindung mit der Schlittenaufhängung (Spindelfuß) werden
bei außermittiger Belastung keine zusätzlichen Momente und damit negative Reibungseinflüsse
in dem Schraubengetriebe wirksam, welche die Schmiedeergebnisse ungünstig werden
lassen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele.
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Es zeigen: Fig. 1 Spindelpresse mit rotierender Spindelmutter und
austauschbarem Antrieb Fig. 1 a Anordnung von Führungshülse und Spindelmutter als
Teilausschnitt aus Fig. 1 Fig. 1 b Aufbau des Spindelfußes als Teilausschnitt aus
Fig. 1 Fig. 1 c Querschnitt durch den Spindelfuß nach Fig. 1 b in der Schnittebene
A-B Fig. 1 d Anordnung der Schwingungsdämpfer unverspannt als Teilausschnitt aus
Fig. 1 Fig. 1 e Anordnung der Schwingungsdämpfer im eingebauten Zustand als Teilausschnitt
aus Fig. 1 Fig. 2 Spindelpresse in Teilansicht mit Planetengetriebe unter Verwendung
eines Friktionsantriebes Fig. 3 Spindelpresse in Teilansicht mit Planetengetriebe
unter Verwendung eines direkten Elektroantriebes Fig. 4 a Spindelpresse in Teilansicht,
links der Spindelmittelachse, mit Planetengetriebe und Reibungskupplung.
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Fig. 4 b Spindelpresse nach Fig. 4a in Teilansicht rechts der Spindelmittelachse.
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Das in Figur 1 sowie in Ausschnitten in den Figuren 1 a bis 1 e dargestellte
Ausführungsbeispiel zeigt eine Spindelpresse mit einem in konventioneller Bauweise
ausgeführten Pressenständer 1 mit unterem und oberem Querjoch 2, 3 und dazwischen
befindlichem Pressengestell 4. Die Spindelmutter 10 ist drehbar aber axialfixiert
im oberen Querjoch 3 des Pressenständers 1 gelagert und ist mit einer die Zentralbohrung
11 im Oberjoch 3 durchsetzenden Führungshülse 12 verbunden.
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Wie aus Figur 1 a ersichtlich, wird die Führungshülse 12 durch eine
Lagerbuchse 36 drehbar abgestützt. Die Lagerbuchse 36 wird umschlossen von einer
Lagerhülse 46, die an ihrem unteren Ende eine kragenartige Erweiterung mit Schmiernuten
gegenüber der Spurplatte 14 aufweist. Die Lagerhülse 46 besitzt mehrere Bohrungen
47, 48, durch die Schmiermittel zugeführt wird. Befestigt wird die Lagerhülse 46
mittels einer Ringmutter 49, oder über die Spurplattenverstellung und eine Distanzhülse,
die auf den Kragen wirkt. Über den Stellring 13 und das Wälzlager 57 wird der Verschleiß
der im allgemeinen in Bronce ausgeführten Spurplatte 14 nachgestellt. Der Stellring
13 wird dabei in einen Haltering 55 geschraubt, der seinerseits am Oberjoch 3 festgeschraubt
ist. Die Momentenübertragung zwischen Spindelmutter 10 und Führungshülse 12 geschieht
über vorgespannte Paßschrauben 15 in Verbindung mit einer Deckscheibe 56. Die Spindelmutter
10 ist in bekannter Weise, beispielsweise auch in einer Distanzhülse, im
Oberjoch
3 gleitend gelagert. Die Spindel 20 ist axial verschieblich gegenüber der sich mit
der Spindelmutter 10 drehenden Führungshülse 12 in der Lagerbuchse 16 geführt. Der
Gewindeteil 21 der Spindel 20 mit einem Steigungswinkel 22 von OK = 6 Grad greift
in das Gewinde der Spindelmutter 10 ein, und da die Spindel 20 im Schlitten 23 der
Spindelpresse gehalten und mit diesem im Pressengestell 4 undrehbar, aber axial
verschiebbar geführt ist, wird durch die Drehung der Spindelmutter 10 die Spindel
20 mit dem Schlitten 23 axial bewegt. Insbesondere aus den Figuren 1 b und 1 c ist
ersichtlich, daß die Spindel 20 einen tylindrisch erweiterten Spindelfuß 24 besitzt,
der mit dem Schlitten 23 dauerhaft aber lösbar verbunden ist. Zwischen Spindelfuß
24 und Schlitten 23 befindet sich ein Riegel 26, der in einer kreisringförmigen
Nut 27 des Schlittens 23 gelagert ist und der zwei sich gegenüberliegende Vorsprünge
28 aufweist. Oberhalb der Ringnut sind am Schlitten 23 zwei Aussparungen vorgesehen,
durch die beim Zusammenbau der lösbaren Verbindung der Riegel 26 mit seinen Vorsprüngen
28 in die Ringnut 27 einlegbar ist. Nach einer Drehung um 90 Grad ist der Riegel
26 in Verschlußposition. Die lösbare Verbindung wird durch Bolzen 29 gesichert,
die in die Vorsprünge 28 des Riegels 26 eingreifen. Zwischen Spindel fuß 24 und
dem Boden des Schlittens 23 ist eine Druckplatte 25 angeordnet, die vorteilhaft
vier rechtwinklig zueinander auf dem Umfang angeordnete Ausnehmungen 37 aufweist,
in die zwei sich gegenüberliegende Bolzen 38 im Spindel fuß 24 und zwei im Boden
des Schlittens 23 fest angeordnete Bolzen 39 eingreifen.
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Eine derartige Anordnung entspricht in etwa der bekannten Oldham-Kupplung.
Das auftretende Spindelmoment
wird über den Spindelfuß 24 und die
Druckplatte 25 auf den Schlitten 23 übertragen.
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Gedreht wird die Spindelmutter 10 von der Führungshülse 12, die hierzu
mit einer Verzahnung 30 versehen ist, in die Lamellen 31 drehfest, aber axialverschieblich
eingreifen. Ein Druckring 32 zusammen mit der Kupplungsscheibe 33 bildet die eine
Kupplungshälfte einer Reibungskupplung, die andere Kupplungshälfte wird von den
Lamellen 31 und der Führungshülse 12 mit der Verzahnung 30 gebildet. Der Reibschluß
zwischen den Lamellen 31 und dem Druckring 32 sowie der Kupplungsscheibe 33 wird
durch eine Federsäule 34 hergestellt, die zwischen Druckring 32 und Kupplungsscheibe
33 seine Wirkung entfaltet. Die Kupplungsscheibe 33 ist über ein Radial-Hauptlager
35 und eine Lagerbuchse 45 am Oberjoch 3 des Pressenständers 1 drehbar abgestützt.
Angetrieben ist die Kupplungsscheibe 33 von einem in der Figur 1 nicht dargestellten
Antriebsorgan, beispielsweise einem Friktionsantrieb (vergleiche Figur 2) oder einem
Elektro- Direktantrieb (vergleiche Figur 3). Ein antriebsseitig angeordneter Verbindungsflansch
40 ist mit Schwingungsdämpfern 41 versehen, wie insbesondere den Figuren 1 d und
1 e entnommen werden kann, wobei Figur 1 d die Anordnung der Schwingungsdämpfer
41 im unverspannten Zustand zeigt, während Figur 1 e den eingebauten Zustand darstellt.
Die Kupplungsscheibe 33 wirkt gleichzeitig als Bremsscheibe und kann durch eine
handelsübliche Scheibenbremse 42 abgebremst werden. Mit der Bremsscheibe 33 wirkt
ein Impulsgeber/zähler 43, der in der Impulsdifferenz von Hin- und Rückdrehung die
jeweilige Spindel- oder Schlittenstellung sowie den Abschaltzeitpunkt
der
Reibungskupplung registriert. Über die von dem Impulsgeber 43 kommenden Signale
kann in bekannter Weise eine programmierte Steuerung der Spindelpresse erfolgen.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen als Teilansichten eine Spindelpresse mit
Planetengetriebe 50 unter Verwendung eines Friktionsantriebes 60 oder eines direkten
Elektroantriebes 70. Die Ritzel, beziehungsweise Planetenräder 51 des Planetengetriebes
50 sind direkt in der Führungshülse 12 oder in einem Zwischenträger 52 gelagert.
Die Abstützung erfolgt gegenüber der Innenverzahnung 53 der als Hohlrad im unteren
Bereich ausgebildeten Antriebsbühne 5. Das Moment wird durch die Außenverzahnung
54 der Kupplungsscheibe 67 eingeleitet.
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Zwischen Kupplungsscheibe 67 und Verbindungsflansch 40 sind Schwingungsdämpfer
41 verschleißmindernd angeordnet. Der in Figur 2 gezeigte Friktionsantrieb 60 besteht
neben einem nicht gezeigten Motor mit Transmission im wesentlichen aus einer Tragachse
61 mit Schiebekupplung 62 für die Seitenscheiben 63, gelagert in den oberen Enden
des Pressenständers 1. Zwischen den beiden Seitenscheiben 63 ist das drehbewegliche
aber vertikal fixierte Reibrad 64 mit Reibbelag 65 am Verbindungsflansch 40 angebracht.
Der in Figur 3 dargestellte Elektroantrieb 70 weist einen Stator 71 und einem Rotor
72 mit dazwischen befindlichem Luftspalt 73 auf, wobei der Stator 71 mit der Antriebsbühne
5 fest verbunden ist.
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Das in den Figuren 4 a und 4 b in Ausschnitten dargestellte weitere
Ausführungsbeispiel ist das einer Spindelpresse mit im Oberjoch 3 des Pressengestells
4
drehbar aber axialfixiert gelagerter Spindelmutter (nicht dargestellt),
die mit einer die Zentralbohrung 11 im Oberjoch 3 durchsetzenden Führungshülse 12
verbunden ist. Eine Lagerbüchse 16 in der Führungshülse 12 führt die Spindel 20,
die drehbar und axial verschieblich gegenüber der Führungshülse 12 in der Lagerbuchse
16 sitzt. Gedreht wird die Spindelmutter, wie bereits beschrieben, von der Führungshülse
12, die ihrerseits mit einer Verzahnung 80 versehen ist, in die Lamellen 81 drehfest,
aber axialverschieblich eingreifen. Im Wechsel mit den Lamellen 81 sind Reibbeläge
und Lamellen 82 vorgesehen, die in einer Verzahnung 83 drehfest, aber axialverschieblich
eingreifen. Die Verzahnung 83 ist eingearbeitet in ein auch als Druckring wirkendes
Schwungrad 84, das mit einem Gegendruckring 85 und den Lamellen 82 die eine Kupplungshälfte
einer Reibungskupplung bildet, deren andere Kupplungshälfte von den Lamellen 81
und der Führungshülse 12 mit der Verzahnung 80 gebildet ist.
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Der Reibungsschluß zwischen den Lamellen 81 und 82 mit den dazwischen
angeordneten Reibbelägen wird in bekannter Weise durch einen Ringkolben 86 hergestellt,
der in dem Ringzylinder 87 geführt und hydraulisch oder pneumatisch druckbeaufschlagbar
ist. Der Ringzylinder 87 ist Bestandteil einer brückenartigen Antriebsbühne 6, die
am Kopf des Pressengestells 4 die Reibungskupplung überspannt. Der Ringkolben 86
wirkt über ein Radiallager 89 auf den Gegendruckring 85 und über die Lamellen 82
und 81 mit den Reibbelägen auf die Schwungscheibe 84. Die Schwungscheibe 84 ist
über ein Radiallager 35 und eine Lagerbuchse 45 am Oberjoch 3 des Pressengestells
4 drehbar abgestützt. Angetrieben ist das Schwungrad 84 indirekt von einem Friktionsantrieb
60,
dessen Seitenscheiben 63 in bekannter Weise reibschlüssig mit dem Reibrad 66 über
den Reibbelag 65 verbindbar sind.
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Das Drehmoment wird über Reibrad 66, Verbindungsflansch 40, Schwingungsdämpfer
41, Kupplungsscheibe 90 und Bremsscheibe 91 übertragen. Zwischen der Kupplungsscheibe
90 und der Führungshülse 12 sowie der Antriebsbühne 6 ist wiederum vorteilhaft ein
Planetengetriebe 50 angeordnet. Die Abstützung des Planetengetriebes an der Anlriebsbühne
6 kann dabei obwohl direkt, als auch indirekt über ein angeflanschtes Getriebegehäuse
erfolgen. Gelagert werden die Planetenräder 51 in der einleitenden Feder, oder vorteilhaft
in einem Zwischenträger 52, der in die einleitende Feder eingreift und in dem angeflanschten
Getriebegehäuse gelagert ist, wobei Zwischenträger 52 und Bremsscheibe 91 zusammen
ein Bauteil bilden. Die Abstützung erfolgt gegenüber der Innenverzahnung 53 der
als Hohlrad im unteren Bereich ausgebildeten Antriebsbühne 6. Das Moment wird durch
die Außenverzahnung 54 der Kupplungsscheibe 90 eingeleitet. Mit der Kupplungsscheibe
90 wirkt ein Impulszähler 43, der in der Impulsdifferenz von Hin- und Rückdrehung
die jeweilige Spindel- oder Schlittenstellung registriert.
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Ein weiterer Impulszähler 44 wirkt mit der Schwungscheibe 84 zusammen.
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Bezugsziffernlegende 1 Pressenständer 2 unteres Querjoch 3 oberes
Querjoch 4 Pressengestell 5 Antriebsbühne 6 Antriebsbühne 10 Spindelmutter 11 Zentralbohrung
12 Führungshülse 13 Stellring 14 Spurplatte 15 Paßschrauben 16 Lagerbuchse 20 Spindel
21 Gewindeteil 22 Steigungswinkel « 23 Schlitten 24 Spindel fuß 25 Druckplatte 26
Riegel 27 Ringnut 28 Vorsprung 29 Bolzen 30 Verzahnung 31 Lamellen 32 Druckring
33 Kupplungsscheibe 34 Federsäule 35 Radiallager 36 Lagerbuchse
37
Ausnehmungen 38 Bolzen 39 Bolzen 40 Verbindungsflansch 41 Schwingungsdämpfer 42
Scheibenbremse 43 Impulsgeber/zähler 44 Impulsgeber/zähler 45 Lagerbuchse 46 Lagerhülse
47 Bohrungen 48 Bohrungen 49 Ringmutter 50 Planetengetriebe 51 Planetenräder 52
Zwischenträger 53 Innenverzahnung der Antriebsbühne 54 Außenverzahnung der Kupplungsscheibe
55 Haltering 56 Deckscheibe 57 Wälzlager 60 Friktionsantrieb 61 Tragachse 62 Schiebekupplung
63 Seitenscheibe 64 Reibrad 65 Reibbelag 66 Reibrad 67 Kupplungsscheibe 70 Elektroantrieb
71 Stator 72 Rotor 73 Luftspalt
80 Verzahnung 81 Lamellen 82 Lamellen
83 Verzahnung 84 Schwungrad 85 Gegendruckring 86 Ringkolben 87 Ringzylinder 88 Antriebsbühne
89 Radiallager 90 Kupplungsscheibe 91 Bremsscheibe