DE3642743A1 - Spindelpresse - Google Patents
SpindelpresseInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindelpresse mit einem
in der gleichen Drehrichtung der Spindel während des
Stößelvorlaufs ununterbrochen umlaufenden, konzentrisch zur
Spindel angeordneten ersten Schwungrad und einem zweiten
Schwungrad für den Stößelrücklauf nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Aus der AU-PS 2 68 887 ist eine derartige Spindelpresse
bekannt, auf deren Spindel konzentrisch ein erstes
Schwungrad für den Stößelvorlauf und ein zweites Schwungrad
für den Stößelrücklauf drehbar angeordnet sind. Zwischen
den beiden gegensinnig angetriebenen, rotierenden
Schwungrädern, die beide axial bewegbar sind, ist eine
Kupplungsscheibe zwischengefügt, die auf der Spindel
formschlüssig befestigt ist. Die beiden Schwungräder können
mit ihren Reibscheiben durch auf die Lager einwirkende
axiale Kräfte an die Kupplungsscheibe angedrückt werden,
wodurch die eine große Masse aufweisende Kupplungsscheibe
zum einen über eine Reibkupplung mit dem Schwungrad für den
Stößelvortrieb und zum anderen mit dem Schwungrad für die
Stößelrückführung in Wirkverbindung bringbar ist. Die gegen
Verdrehen gesicherten Teile der Lagerungen sind hierfür mit
den Kolben von Druckmittelzylindern verbunden, wobei
mindestens der mit dem oberen Schwungrad verbundene Kolben
mit Federn versehen ist, die so dimensioniert sind, daß ihre
Kraft ausreicht, um das obere Schwungrad von der
Kupplungsscheibe abzuheben, wenn kein Druckmittel auf den
Betätigungskolben wirkt.
Das unterhalb des Kupplungsrades angeordnete Schwungrad
wird, sobald auf den Kolben vom Druckmittel kein Druck
ausgeübt wird, durch die Schwerkraft von der
Kupplungsscheibe getrennt. Durch diese Anordnung wird
erreicht, daß die Bewegung des Pressenschlittens oder
Stößels in beiden Richtungen mit Hilfe von Schwungrädern
erfolgt, die je nach Abschaltung und Zuschaltung des
Druckmitteldruckes an einem der beiden Druckmittelzylinder
an die Kupplungsscheibe an- oder abgekuppelt werden.
Als wesentlicher Nachteil bei dieser Spindelpresse hat sich
herausgestellt, daß die relativ großen Massen der
Schwungräder zur Ankupplung an die Kupplungsscheibe entweder
angehoben oder gegen die Kraft von Rückhubfedern
niedergedrückt werden müssen. Das untere Schwungrad ist
dabei als Stößelvortriebsrad ausgebildet, so daß die in ihr
gespeicherte Energie während des Stößelvorschubs auf die
Kupplungsscheibe und damit auf das an das Stößel befestigte
Preßwerkzeug übertragen wird. Es ist ersichtlich, daß hierzu
ein erheblicher Druck auf den Druckmittelkolben ausgeübt
werden muß, um die notwendige Reibkraft zwischen
Kupplungsscheibe und Schwungrad herzustellen. Andererseits
wird die Verbindung bei Abschalten des Druckmitteldrucks
nicht schlagartig abgekuppelt, da dieses Kupplungssystem
infolge der Abhängigkeit von der Schwerkraft zu träge ist.
Die ferner relativ große Masse der Kupplungsscheibe, die
noch in der Übergangsphase durch die Reibverbindung in
Wirkverbindung mit dem Antriebsrad steht, bewirkt eine
wesentliche unkontrollierbare Erhöhung der Preßkraft, was
unerwünscht ist. Andere Systeme sehen deshalb schlagartig
abschaltende Kupplungen vor. Das Rückholschwungrad, das im
abgekuppelten Zustand des Vorschubschwungrades ankuppelbar
ist, muß gegen die Kraft der Rückstellfedern niedergedrückt
und mit ihrer Reibfläche gegen die Kupplungsscheibe gepreßt
werden. Da die aufzubringende Rückstellkraft der Federn im
gespannten Zustand so groß sein muß, daß die große Masse des
Schwungrades für die Rückführung abgekuppelt wird, ist
ersichtlich, daß auch hier ein abruptes Abkuppeln nicht
möglich ist. Das Rücklaufschwungrad muß außerdem eine
relativ große Masse aufweisen, da es beschleunigt sowohl die
Spindel als auch die massive Kupplungsscheibe in Rotation
versetzen muß.
Die bekannte Spindelpresse weist darüber hinaus zum
Abbremsen der Kupplungsscheibe eine Backenbremse auf, die
auf den äußeren Rand wirkt. Diese ist erforderlich und muß
rechtzeitig eingreifen, um beim Stößelrückhub die Lager der
Spindel nicht übermäßig zu belasten und ein hartes Aufsetzen
eines Flansches an den vorgesehenen Anschlägen zur Sperrung
zu vermeiden.
Die Rückführung des Stößels durch Umkehr der
Rotationsrichtung der Spindel mittels eines zweiten
Schwungrades hat allerdings den entscheidenden Vorteil
gegenüber jenen Systemen, bei denen der Rückhub durch eine
Kolbenzylindereinrichtung erfolgt, die auf den Stößel wirkt:
die Spindel wird unmittelbar in Rotations versetzt. Bei Spindelpressen mit Rückhub-Kolbenzylindereinrichtung müssen hingegen durch axiale Kraftwirkung die Schwungmassen der Spindel und der Kupplungsscheibe und sonstiger an der Spindel befestigter Bauteile in Rotation gebracht werden, wodurch relativ große Reibungskräfte in den Gewindegängen und den Axiallagern auftreten und ein insgesamt schlechter Wirkungsgrad gegeben ist. Ungünstig ist der hohe Energiebedarf für den Rückhub der Antriebseinrichtung. Dies ist bei einer Spindelpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nicht gegeben.
die Spindel wird unmittelbar in Rotations versetzt. Bei Spindelpressen mit Rückhub-Kolbenzylindereinrichtung müssen hingegen durch axiale Kraftwirkung die Schwungmassen der Spindel und der Kupplungsscheibe und sonstiger an der Spindel befestigter Bauteile in Rotation gebracht werden, wodurch relativ große Reibungskräfte in den Gewindegängen und den Axiallagern auftreten und ein insgesamt schlechter Wirkungsgrad gegeben ist. Ungünstig ist der hohe Energiebedarf für den Rückhub der Antriebseinrichtung. Dies ist bei einer Spindelpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nicht gegeben.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, die Schwungräder einer Spindelpresse
eingangs genannter Art so anzuordnen und die
Kupplungsscheibe so auszubilden, daß die aufgezeigten
Nachteile der bekannten Spindelpressen nicht mehr gegeben
sind und ein schlagartiges Abschalten der
Kupplungseinrichtung vom Schwungrad, in welchem die Kraft
für den Stößelvortrieb gespeichert ist, ermöglicht wird, und
daß zwangsläufig nach dem Abschalten der Kupplung, die zur
Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe und dem zweiten den
Rückhub bewirkenden Schwungrad dient, die entgegengesetzte
Rotation der Spindel und damit der Rückhub des Stößels bzw.
des Schlittens über die gleichen Betätigungsmittel
abgebremst wird, um die Spindel vor dem Anschlag an den
Begrenzungsvorrichtungen zum Stillstand zu bringen.
Die Aufgabe wird nach der im Anspruch 1 angegebenen
technischen Lehre gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sowie
konstruktive Details sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, die Kupplungsscheibe
longitudinal verschiebbar auf der Spindelachse selbst oder
konzentrisch zu dieser angeordnet in einem Rahmen zu lagern
und über einen Betätigungsmechanismus wahlweise in drei
Funktionsstellungen zu bringen, wobei die ebenfalls
konzentrisch jedoch ortsfest gelagerten Schwungräder
funktional auf der einen Seite oder beidseitig der
Kupplungsscheibe angeordnet sein können, die in der einen
Funktionsstellung mit einem Bremsring bzw. einer Bremsbacke
im Maschinenrahmen in Wirkverbindung bringbar ist. In der
Mittelstellung der Kupplungsscheibe wird das erste
Schwungrad für den Stößelantrieb angekuppelt, in der
zweiten, z. B. der oberen, Stellung, nämlich nach erfolgter
Abgabe der voreingestellten Umformkraft, das zweite
Schwungrad zur Rückführung des Stößels, wobei dieses
infolge der Schwungmasse beschleunigt die Spindel in
entgegengesetzte Rotation versetzt und in einer dritten
Funktionsstellung mit entsprechend vorgesehenen Reibflächen
an der anderen Seite der Kupplungsscheibe gegen die
ortsfesten Bremsbacken oder den Bremsring drückt. Es hat
sich darüber hinaus gezeigt, daß die Schwungmasse zur
Rückführung des Stößels, also zur Umkehr der Drehrichtung
der Spindel, bei weitem nicht so groß sein muß wie die
Schwungmasse des Schwungrades zur Speicherung und Abgabe des
Umformdruckes beim Stößelvorlauf. Dadurch ist es möglich,
ein relativ kleines Schwungrad für den Rückhub vorzusehen
und dieses in das große Schwungrad zur Erzeugung der
Vorschubkraft praktisch zu integrieren, was zu einer sehr
kompakten Bauweise auch bei Pressen mit großem Preßdruck
führt.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, daß sowohl die Schwungräder
als auch die Kupplungsscheibe konzentrisch auf einer
Verlängerung der Spindel selbst angeordnet sind oder in
einer fixierten Verlängerung, d. h. konzentrisch zur Achse der
Spindel in dem Maschinengehäuse unabhängig von der Spindel
gelagert sind. Die kraftschlüssige Verbindung mit der
Spindel wird über eine Nabe, die auf den Spindelkopf
aufsetzbar ist, in allen drei Funktionsstellungen
hergestellt, damit die entsprechenden Kräfte, die Vortriebs-
und Rückdrehkraft und die Bremskraft voll auf die Spindel
übertragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im
Anspruch 4 angegeben und ermöglicht eine noch kompaktere
Bauweise. Gemäß der darin vorgesehenen Lösung ist oberhalb
oder in direkter Verlängerung der Spindel und an ihr
befestigt ein Hohlzylinder vorgesehen, um den drehbar die
beiden Schwungräder konzentrisch angeordnet sind. Es
eröffnen sich hierdurch zwei konstruktive Lösungen für die
Anordnung der Schwungräder. Nach der einen Lösung kann das
eine relativ kleine Masse aufweisende Rücklaufschwungrad auf
dem Hohlzylinder direkt drehbar gelagert sein und einen
derart verlängerten Ringansatz aufweisen, daß auf diesem die
Lager für das gegensinnig sich drehende erste Schwungrad
aufgebracht werden können. Das Schwungrad ist hierüber
drehbar sowohl gegenüber dem Hohlzylinder als auch gegenüber
dem zweiten Schwungrad gelagert. Der Antrieb kann getrennt
erfolgen, indem der Ringansatz so weit verlängert ist, daß
auf ihn eine Keilriemenscheibe aufsetzbar ist, über die ein
Keilriemen motorangetrieben verläuft, während das erste
Schwungrad über einen getrennten Antrieb auf gleicher Basis
von einem gesonderten Motor angetrieben wird. Beide
Schwungräder können aber auch über ein zwischengefügtes an
irgendeiner Stelle des Gehäuses festgelegtes Umlenkrad, das
als Reibrad ausgebildet und zwischen zwei entsprechenden
Reibflächen angeordnet ist, in einfacher Weise über einen
einzigen Antrieb gegensinnig angetrieben werden, wobei es
sich empfiehlt, einen Keilriemen oder einen anderen
Riemenantrieb zum Antreiben eines der Schwungräder zu
verwenden, um beim Abbremsen der Rotationsbewegungen beim
Abgeben der erzeugten Preßkraft auf das Umformwerkstück über
den Stößel oder beim Ankuppeln des zweiten Schwungrades zur
Stößelrückführung auszugleichen. Die Abbremsung erfolgt
dabei in Bruchteilen von Sekunden, ohne daß die
Rotationsgeschwindigkeit des Schwungrades, das sich bei
einer 400 t Presse mit ca. 250 Umdrehungen dreht, sich
merklich ändert.
Bei der beschriebenen Ausführung ist es erforderlich, daß
die Kupplungsscheibe über in Langlöcher des Hohlzylinders
eingreifende Mitnehmeransätze verschoben werden kann, und
daß eine Kupplung gewählt wird, die ein Auskuppeln und
Ankuppeln des ersten Schwungrades und des zweiten
Schwungrades ermöglicht. Es empfiehlt sich, hierzu eine im
Anspruch 5 angegebene Kupplung zu verwenden, bei der
Kupplungsbacken oder ein schwimmender Reibring aus mehreren
Bogensegmenten vorgesehen sind, die über Druckmittelkolben
radial ausrückbar sind und deren äußerer Reibbelag in
Wirkverbindung mit einer Mitnahmefläche des ersten
Schwungrades bringbar ist. Die mechanische Verbindung zu
den Kupplungselementen kann über ein Betätigungsgestänge,
das sich mit der Spindel synchron dreht und im Hohlzylinder
nach oben herausgeführt ist, durch aufgesetzte
Druckmittelzylinder mit Kolben betätigt werden. Es ist aber
auch möglich, entsprechend Anspruch 5 den
Druckmittelzylinder im Hohlzylinder selbst anzuordnen und
diesen entweder mit der Kupplungsscheibe synchron zu
verschieben oder ortsfest im Hohlzylinder zu lagern. Im
letzteren Fall müssen die Druckmittelkolben und
Verbindungsgestänge zu den Kupplungselementen über
mindestens ein Gelenk miteinander verbunden sein, um beim
Verschieben der Kupplungsscheibe den damit auf das Gestänge
ausgeübten Neigungswinkel auszugleichen.
Die Kupplungsscheibe selbst ist dabei entweder über ein
nach außen geführtes, an Druckmittelkolben angeschlossenes
Gestänge verschiebbar oder durch einen zentrisch oder
konzentrisch angeordneten Druckmittelkolben, der direkt
wirkt. Die so gebildete kompakte Einheit kann, wenn die
Kupplungsscheibe eine Kupplungsnabe aufweist, auf einen Kopf
der Spindel aufgesetzt werden oder aber, wie bereits
ausgeführt, fest mit dieser verbunden sein. Der Hohlzylinder
wird in jedem Fall synchron mit der Spindel bewegt, d. h. bei
Abgabe der eingestellten Preßkraft gelangt die
Kupplungsscheibe mit der Spindel im ausgekuppelten Zustand
vom Vortriebsrad zum Stillstand und wird durch Ankuppeln an
das zweite Schwungrad, zweckmäßigerweise über Reibflächen,
die planparallel schräg verlaufen können, in eine umgekehrte
Rotationsbewegung beschleunigt versetzt. Zum Abbremsen wird
die Kupplungsscheibe in entgegengesetzter Richtung über die
Mittenstellung hinaus verschoben, so weit, daß die an der
Kupplungsscheibe in Schubrichtung angebrachten Bremsbeläge
in Wirkverbindung mit den Bremsbelägen der Bremsbacken oder
des Bremsringes gelangen, so daß über die dadurch erzeugte
Reibung während der Abbremsung die in der Spindel und der
Kupplungsscheibe gespeicherte vorher von dem zweiten
Schwungrad abgegebene Energie in Wärme umgesetzt wird.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
weiterhin in den Unteransprüchen 6 bis 11 angegeben.
Bei allen diesen Ausführungsformen wird die
Kupplungsscheibe, die nur eine geringe Masse aufweist,
komplett longitudinal verschoben. Der entsprechende Antrieb
zur Einstellung der drei Funktionsstellungen muß dabei so
ausgebildet sein, daß die benötigten Kräfte aufgebracht
werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht nach
Anspruch 12 ff. darin, daß die Kupplungsscheibe in sich
zweigeteilt ist und aus einer verschiebbar auf der Spindel
gelagerten, mit dieser formschlüssig in Wirkverbindung
stehenden Kupplungsnabe und einem diese wiederum umgebenden
scheibenförmigen Kupplungsring besteht, der über eine Zahn-
oder Keilwellenverbindung mit der Kupplungsnabe
formschlüssig in Wirkverbindung steht, wobei lediglich die
Kupplungsnabe gegenüber dem Kupplungsring und der Spindel um
den bestimmten Hub zur Erzielung der nunmehr verbleibenden
zwei Funktionsstellungen für die Kupplungsnabe verschiebbar
ist, während der Kupplungsring stets in der Lage verbleibt,
die erforderlich ist, um eine Ankupplung an das erste
Schwungrad zu ermöglichen. Die Kupplungsnabe hingegen kann
nunmehr mit der einen Seite über eine Reibfläche oder eine
andere Kupplungseinrichtung in Wirkverbindung mit dem
zweiten Schwungrad gebracht werden und in der
entgegengesetzten Richtung mit einem Bremsbelag gegen den
Bremsring oder die Bremsbacken gepreßt werden. Diese
Ausbildung weist den großen Vorteil auf, daß es hierdurch
möglich ist, Kupplungseinrichtungen mit Doppelbackensystem
zur Ankupplung des ersten Schwungrades zu verwenden, die
einen erhöhten Preßdruck auf die Kupplungsscheibe gestatten,
so daß die Reibfläche klein ausgebildet und damit auch der
Radius der Kupplungsscheibe klein sein kann. Der
Kupplungsring reicht dabei zwischen die beiden
Kupplungsbacken einer oder mehrerer Kupplungseinrichtungen,
die über einen Druckmittelkolben in bekannter Weise betätigt
werden, ohne daß die Kupplungsscheibe selbst zum Ankuppeln
gegen eine Reibfläche gedrückt werden muß. Diese Bauform
weist zugleich auch einen Vorteil gegenüber den ersten
Ausführungsformen auf, da nunmehr auch das erste Schwungrad
praktisch um die Kupplungsscheibe herumgezogen werden kann.
Lediglich in dem Bereich, in dem sich die Nabe dreht, muß
die Konstruktion den Zugriff auf einen Bremsring gestatten.
Das zweite Schwungrad, das nur eine kleine Schwungmasse
aufweisen muß und damit relativ klein ausgebildet sein kann,
kann von dem großen ersten Schwungrad völlig überdeckt
werden.
Die Erfindung läßt aber auch eine Lösung zu, bei der das
eine Schwungrad auf einem konzentrisch angeordneten Bremsring
drehbar gelagert ist und entweder unterhalb oder oberhalb
der Kupplungsscheibe angeordnet ist, während das andere
Schwungrad konzentrisch zur Spindelmittenachse drehbar auf
der anderen Seite der Kupplungsscheibe angeordnet ist. Bei
dieser Ausführung kann die Kupplungsscheibe entweder mit dem
Rückhubschwungrad oder mit dem Vorschubschwungrad in
Mittenstellung in Wirkverbindung gebracht werden, während
in einer anderen Funktionsstellung stets die
Bremsfunktionsstellung eingenommen wird und in der weiteren
eine Ankupplung bei entsprechender konstruktiver Ausbildung
an das verbleibende zweite Schwungrad möglich ist. Auch bei
dieser Ausführung sind die drei Funktionsstellungen der
Kupplungsscheibe schaltbar. Diese können einteilig oder
zweiteilig gemäß Anspruch 12 ausgeführt sein.
Die Ansprüche 23 bis 28 geben vorteilhafte Antriebssysteme
für die beiden Schwungräder an, die entweder über einen
einzigen Motor oder getrennt antreibbar sind, wobei der
Vorzug einem Antrieb mit einem einzigen Motor zu geben ist,
um Kosten zu sparen und um den Antriebsmechanismus so klein
wie möglich ausbilden zu können.
Anstelle der Doppelbackenkupplung können selbstverständlich
auch Lamellenkupplungen eingesetzt werden, die zu einer
weiteren Reduzierung des Bauvolumens führen, wobei
gleichzeitig die erforderliche Kupplungskraft zwischen der
Kupplungsscheibe bzw. der Kupplungsnabe und dem
Antriebsschwungrad gegeben ist.
Der longitudinale Antrieb der Kupplungsscheibe zum
Verstellen derselben um einen bestimmten Hub in axialer
Richtung zur Einnahme der drei Funktionsstellungen kann auf
mannigfaltige Weise erfolgen. Bei der Ausführungsform, bei
der eine Kupplungsnabe verwendet wird, ist es angebracht,
über eine einzige Zugdruckstange die Verbindung mit
einem Kolben eines Druckmittelzylinders herzustellen, der
gegen die Kraft einer Druckfeder verschiebbar ist, wobei die
Funktionsstellung, in der die Kupplungsscheibe an das zweite
Schwungrad angekuppelt wird, ausschließlich nur bei
Betätigung des Kolbens durch den Druckmitteldruck erfolgt.
Bleibt der Druck aus, so bewegt sich die Druckzugstange
automatisch durch den Federdruck in die entgegengesetzte
Richtung und nimmt damit die Kupplungsscheibe gleichsam mit,
so daß der Bremsbelag in Wirkverbindung mit dem Bremsring
gelangt. Zur Erhöhung der Bremskraft kann darüber hinaus
eine Umlenkung des Druckmitteldruckes in entgegengesetzter
Richtung auf den Kolben erfolgen. Auch ist eine gesonderte
Steuerung desselben möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Spindelpresse mit im Teilschnitt dargestelltem
Vorschub- und Rücklaufantriebsstößel mit einem
Hohlzylinder in Verlängerung der Spindel,
Fig. 2 eine Spindel mit einer Kupplungsnabe und einem
Kupplungsring,
Fig. 3 eine Anordnung, bei der das erste Schwungrad
oberhalb und das zweite Schwungrad funktional
unterhalb einer Kupplungsnabe nach der Erfindung
angeordnet ist, mit einem hydraulischen Antrieb
zum Einstellen der drei Funktionsstellungen der
Kupplungsnabe,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer
Kupplungsnabe und einem Kupplungsring, bei der
der Hub der Kupplungsnabe so bemessen ist, und
die Keilverzahnung des Kupplungsringes so
ausgebildet ist, daß sowohl in der einen als auch
in der anderen Funktionsstellung außerhalb der
Mittenstellung die Verzahnungen außer Eingriff
gelangen,
Fig. 5 eine Lamellenkupplungsanordnung zum Ankuppeln des
ersten Schwungrades,
Fig. 6 eine Variante des in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsbeispiels, bei der bei Austritt der
Verzahnung der Keilwellenverbindung zwischen dem
Kupplungsring und der Kupplungsnabe die Verzahnung
auf einen Zylinder der Kupplungsnabe geführt ist,
Fig. 7 eine Anordnung, bei der nur die erste Schwungscheibe
angetrieben wird und die zweite über eine
Umlenkrolle, die als Reibrolle ausgebildet ist, in
Rotation versetzt wird,
Fig. 8 einen Riemenantrieb, bei dem das eine Schwungrad,
das von einem Motor angetrieben wird, und das zweite
Schwungrad über eine Umlenkrolle und einen von
dieser angetriebenen zweiten Riemen angetrieben
wird, und
Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch eine solche Umlenkrolle
mit integriertem Freilauf.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Elemente einer Spindelpresse
nach der Erfindung dargestellt, die zur Erläuterung der
Erfindung notwendig sind. Maschinenrahmen bzw. Gehäuse und
Elemente, die zur Erklärung der Erfindung nicht benötigt
werden, sind nicht mit eingezeichnet. Ausgegangen wird von
einem bekannten Spindelpressenprinzip, bei dem die
Rotationsbewegung einer Spindel 1 in eine Hubbewegung des
Stößels 2, hier ein Schlitten, über ein Gewinde 3, bewirkt
wird. Die Spindel ist zu diesem Zweck über ein Lager 4 in
dem Gehäuserahmen 5 drehbar gelagert. Der Schlitten 2
hingegen ist in Längsnuten oder in Längsführungen geführt.
An dem Schlitten können die Werkzeuge angebracht werden, die
zur Umformung benötigt werden. Der Schlitten 2 bewegt sich
mithin bei Rechtsdrehung der Spindel 1 auf das Untergestell,
das nicht dargestellt ist, zu und bei Linksdrehung von
diesem weg.
In Verlängerung zu der Spindel 1 ist ein Hohlzylinder 6
vorgesehen, auf dem über Wellen- oder Rollenlager 7 ein
zweites Schwungrad 8 drehbar gelagert ist. Gegenüber diesem
zweiten Schwungrad 8 ist ein erstes Schwungrad 9 relativ
drehbar gelagert. Zu diesem Zweck weist das zweite
Schwungrad 8 einen hülsenförmigen verlängerten Ansatz 10
auf, auf den die Rollenlager 11 des ersten Schwungrades
aufgezogen sind. Die Art und Weise der Lagerausbildung
sowie die Anbringung weiterer Stützlager und entsprechender
Lagerungsaufnahmen sind zur Vereinfachung der Zeichnung
nicht weiter dargestellt, da diese Bauteile auch nicht
erfindungsrelevant sind. Das erste Schwungrad 9 wird von
einem Motor 12 über eine Riemenscheibe 13 und Keilriemen 14
angetrieben, und zwar in Rechtsdrehung entsprechend der
Drehbewegung der Spindel, die benötigt wird, um bei
dargestellter Neigung des Gewindes der Spindel den Schlitten
2 nach unten zu bewegen, also in Vorschubrichtung. Das
zweite Schwungrad wird in entgegengesetzter Drehrichtung
angetrieben, und zwar in diesem Ausführungsbeispiel mittels
eines gesonderten Motors 15, auf dessen Motorwelle ebenfalls
eine Riemenscheibe 16 angebracht ist, über die die
Keilriemen 17 geführt sind. Die Motoren sind an dem Rahmen
des Oberteils der Maschine befestigt. Die Befestigung und
der Rahmen sind nicht näher dargestellt.
Nach der Lehre der Erfindung ist nun eine longitudinal zur
Spindel konzentrisch angeordnete, verschiebbar gelagerte
Kupplungsscheibe 18 vorgesehen, die durch Langlöcher in dem
Hohlzylinder 6 eingreifende Ansätze 19 aufweist, mit denen
der Antrieb zur axialen Verschiebung der Kupplungsscheibe 18
in die drei Funktionsstellungen verbunden ist. Der Antrieb
besteht aus den Zugdruckstangen 20, die zum einen an die
Mitnahmeansätze 19 angelenkt sind und zum anderen an ein
rohrförmiges Kolbengebilde 21 eines Druckmittelzylinders 22,
der konzentrisch auf den Hohlzylinder 6 aufgesetzt und
drehbar auf diesem gelagert ist, selbst aber ortsfest im
Rahmen befestigt ist. Dadurch ist es möglich, daß der
Hohlzylinder in dem Druckmittelzylinder 22 sich drehen kann
und unabhängig davon über die Zuleitungen 24 und 25 mit dem
notwendigen Druckmittel beaufschlagbar ist. Zentrisch im
Hohlzylinder 6 ist ein weiterer Druckmittelzylinder 26
vorgesehen, der so angeordnet ist, daß bei Mittenstellung der
Kupplungsscheibe 18 das Betätigungsgestänge 27 für die
Kupplungseinrichtung 28 der radial wirkenden Kupplung in
etwa waagerecht verläuft, so daß keine besonderen
Lagerungsmittel für das Gestänge innerhalb der
Kupplungsscheibe erforderlich sind. Die dargestellte
Stellung der Kupplungsscheibe 18 entspricht der
Funktionsstellung, in der die Kupplungsscheibe 18 an das
zweite Schwungrad 8 angekuppelt ist. Die Kupplung erfolgt
über die Reibfläche 29, die schräg verläuft und planparallel
zur Auflage mit einer entsprechenden Mitnahmefläche 30 des
zweiten Schwungrades gelangt. Wird nun in den
Druckmittelzylinder 22 über die Zuleitung 25 ein Druckmittel
eingegeben, so wird der rohrförmige Kolben 21 nach unten
gedrückt, wodurch die Kraft über die angelenkten Gestänge 20
auf die Kupplungsscheibe 18 übertragen wird, so daß diese
sich nach unten bewegt. Dieser Vorgang wird so gesteuert,
daß beim Abkuppeln in der dargestellten Ausführung sofort
die Bremsbacken 31, die an der unteren Seite der
Kupplungsscheibe 18 angeordnet sind, zur Auflage auf einen
Bremsring 32 des Maschinenrahmens gelangen. Eine Abbremsung
der Spindeldrehbewegung erfolgt unmittelbar. Wird danach die
Kupplungsscheibe 18 wieder in die Mittenstellung
zurückgedrückt, z. B. durch eine nicht dargestellte, auf den
Druckmittelkolben wirkende Feder, so wird durch Einleiten
eines Druckmittels über den Zugang 24 in den
Druckmittelzylinder 26 die Kupplung 28 in der Kupplungsscheibe
betätigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es
sich um Backenkupplungen, die radial ausrückbar sind. Der
äußere Belag der Kupplungsbacken 28 preßt dabei gegen die
Innenfläche 33 des ersten haubenförmigen Schwungrades 9, das
sowohl das zweite Schwungrad 8 als auch die Kupplungsscheibe
18 übergreift. Es ist ersichtlich, daß so in einfacher Weise
eine Ankupplung der Kupplungsscheibe 18 an die Spindel
möglich ist. Die Rotationsbewegung wird über die in den
Langlöchern geführten Ansätze 19 auf den Hohlzylinder und
damit auf die Spindel übertragen. Dies gilt auch im Fall der
Ankupplung an das zweite entgegengesetzt sich drehende
Schwungrad 8 und im Fall der Funktionsstellung "Bremsen".
Selbstverständlich muß das Kupplungsgestänge 27 in vertikal
verlaufenden Langlöchern geführt sein, um eine Auslenkung
des Kupplungsgestänges beim Verschieben der Kupplungsscheibe
18 gegenüber der starren Anordnung des Druckkolbens zu
ermöglichen. Ist der Druckzylinder hingegen mit den Ansätzen
19 direkt verbunden, so braucht dies nicht zu erfolgen, da
dann automatisch der Druckmittelzylinder in gleichem Maße
verschoben wird wie die Kupplungsscheibe 18. In diesem Fall
muß der Zuführkopf für das Druckmittel 24 entsprechend
ausgebildet sein und auch dann wirken, wenn ein längerer Hub
des Zuführungsrohres gegeben ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2
dargestellt, wobei die erfindungswesentlichen Teile im
Halbschnitt abgebildet sind. Auf den Spindelkopf der Spindel
1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine gegenüber einer
Zugdruckstange 34 drehbar gelagerte Kupplungsnabe 35 über
Drehrollenlager 36 aufgesetzt. Für die form- und
kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungsnabe 35 und
der Spindel 1 sind Zahnkeilverbindungen 37 vorgesehen, die
so ausgebildet sind, daß die Nabe um einen bestimmten Hub
longitudinal auf dem Spindelkopf verschiebbar ist. Die
Zugdruckstange 36 ist über eine Schraubverbindung 38 mit
der Kupplungsnabe 35 verbunden und ist mit dem Kolben eines
nicht dargestellten Druckmittelzylinders verbunden. Sie kann
von dem Druckkolben in drei verschiedene Positionen gesteuert
gerückt werden.
Die Kupplungsnabe 35 weist auf ihrem Umfng einen Zahnkranz
39 auf, in den in Form einer Keilzahnverbindung die
Verzahnung eines Kupplungsringes 40 eingreift. Die
Rotationsbewegung der Kupplungsnabe bzw. des Kupplungsringes
wird über diese Keilwellenverbindung übertragen.
Gleichzeitig wird es aber auch möglich, den Kupplungsring 40
in einer Lagerposition zu fixieren und gegenüber dieser die
Kupplungsnabe 35 relativ um einen definierten Hub zu
verschieben. Der Kupplungsring 40 kann mithin in einer
Kupplungseinrichtung 41 lagemäßig fixiert werden. Die
Kupplungseinrichtung 41 ist ihrerseits in einem ersten
Schwungrad 9 befestigt, das den Kupplungsring 40 umschließt,
und weist einen unteren Reibbelag 42 und einen oberen
Reibbelag 43 auf. Durch Betätigung des Kolbens 44 werden
beide Kupplungsbeläge gegen die Mitnahmeflächen des
Kupplungsringes 40 gepreßt und durch eine eingesetzte Feder
voneinander abgedrückt. Der daneben gezeichnete
Führungskolben kann aber auch den Druckkolben bilden. In
diesem Fall ist die mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnete
Einrichtung als Rückzugfeder anzusehen.
In dem Ausführungsbeispiel ist das erste Schwungrad 9 über
ein Lager 45 drehbar auf dem zweiten Schwungrad 8 gelagert
und wird durch ein Stützlager 46 im unteren Bereich
gegenüber dem Maschinenrahmen 5 abgestützt. Die
Rotationsbewegung des Schwungrades 9 wird über eine
Innenkranzverzahnung und ein zwischengefügtes
Planetengetriebe auf die Außenverzahnung am Schwungrad 8
auf dasselbe übertragen. Das Planetengetriebe selbst ist
nicht näher dargestellt, da es als bekannt vorausgesetzt
wird. Das zweite Schwungrad 8 ist direkt auf einer
Trägersäule 48 des Rahmens 5 drehbar gelagert und das
Planetengetriebe an einem Haltearm 49 befestigt.
An der unteren Seite weist das zweite Schwungrad 8 einen
Reibbelag 50 auf, der gegen eine kongruente Reibfläche der
Kupplungsnabe 35 greift, sobald die Kupplungsnabe 35
verschoben wird. Wird die Kupplungsnabe 35 nach unten
verschoben, so drückt eine auf der anderen Seite der Nabe
angebrachte zweite Reibfläche 51 auf einen Bremsring 32, der
fest im Maschinenrahmen montiert ist. Im nachfolgenden wird
die Funktion der Spindelpresse erläutert. Die Funktion ist
praktisch auf alle anderen Ausführungsbeispiele übertragbar.
Dieser ist nur in der Mittenstellung der Kupplungsnabe 35
möglich. Der Kolben 44 wird mit einem Druckmittel, z. B.
Drucköl, im Fall des Einsatzes eines hydraulischen Kolbens
beaufschlagt, wodurch die Reibbeläge 43 und 42 gegen den
Kupplungsring 40 gepreßt werden. Der Kraftfluß zwischen dem
Schwungrad 9 und der Spindel 1 ist hergestellt. Der Stößel 2
läuft nach unten und trifft auf das auf dem Pressentisch
angeordnete Werkzeug bzw. Werkstück (nicht dargestellt). Die
Preßkraft steigt bis zum vorbestimmten Wert an. Sobald die
voreingestellte Preßkraft erreicht ist, wird der Kolben 44
und damit die Kupplung 41 entlastet und somit die Spindel 1
vom Schwungrad 9 getrennt.
Eine Umsteuerung der Kupplungsnabe 35 über die
Zugdruckstange 34, die gleichzeitig einsetzt, bewirkt, daß
die Kupplungsnabe 35 nach oben verschoben wird und dadurch
der Reibbelag an der Nabe in Wirkverbindung mit der
Reibfläche des Reibbelages 50 des zweiten Schwungrades, das
sich gegensinnig dreht kommt. Eine Verbindung zwischen dem
Schwungrad 8 und der Spindel 1 ist für den Rückhub des
Schlittens bzw. Stößels 2 hergestellt.
Bevor der Stößel 2 seinen Endanschlag erreicht, sorgt eine
nicht dargestellte Steuereinrichtung dafür, daß das
Druckmittel zur Betätigung der Druckzugstange 34 abgeschaltet
wird und die Kupplungsnabe 35 in entgegengesetzter Richtung
so weit verschoben wird, bis die untenliegende Reibfläche des
Reibbelages 50 der Kupplungsnabe 35 zur Auflage auf der
Reibfläche des Reibbelages des Bremsringes 32 gelangt. Bedingt
durch die sich fortwährend drehenden Schwungscheiben ist auch eine
hohe Anfangsbeschleunigung des Rücklaufes gegeben. Die Bremsung
setzt nach einem vorbestimmten Wegabschnitt vor dem oberen
Haltepunkt des Stößels 2 ein und wirkt bei entsprechend
großflächiger Ausbildung des Bremsbelages und der aufeinander
zur Auflage gelangenden Flächen spontan. Damit werden die
Drehbewegung der Spindel und der Rückhub des Stößels 2
abgebremst und schließlich zum Stillstand gebracht.
Das Schwungrad 8 für den Rücklauf kann so weit verkleinert
werden, daß es nur noch aus den unentbehrlichen
Kraftübertragungsteilen, wie Zahngetriebe, Lager usw.,
besteht, und ist zweckmäßigerweise an das erste Schwungrad
auch für den Rückhub angekuppelt. Die Energie wird dann
hauptsächlich aus dem ersten Schwungrad 9 entnommen.
Wird das Schwungrad 8 hingegen direkt von einem Elektromotor
oder einem Antriebsaggregat angetrieben, so soll die im
Schwungrad 8 gespeicherte Energie so groß bemessen sein, daß
nach Beendigung der Stößelrückführung die Drehzahl maximal
nur um 15% abgefallen ist. Beim Bremsen wirkt in der
Steuereinrichtung, wie anhand des Beispiels in Fig. 3 noch
dargelegt wird, sowohl das Druckmittel, in diesem Fall
Drucköl, als auch eine Druckfeder auf die Zugdruckstange 34
ein. Die Krafteinwirkung allein durch die Druckfeder über die
Zugdruckstange 34 auf die kombinierte Kupplung aus der
Kupplungsnabe 35 und dem Kupplungsring 40 soll dabei so
bemessen sein, daß sie ausreicht, um den Stößel 2 in einer
beliebigen Position festzuhalten, so daß bei Ausfall des
Druckmittels der Stößel nicht abwärts läuft. Dies ist
sichergestellt, wenn die Druckkraft der Feder so groß ist,
daß die Nabe 35 mit ihrer Bremsfläche gegen den Bremsbelag
des Bremsringes 32 drückt.
Ein Beispiel für eine solche Steuerung der Zugdruckstange 34
ist in Fig. 3 dargestellt. Der Druckzylinder 51 ist am
Maschinenrahmen 5 befestigt. Über eine symbolisch
eingezeichnete Zuleitung wird das Druckmittel eingepreßt.
Der Kolben 52 steht direkt in Wirkverbindung mit der
Zugdruckstange 34 und wird gegen die Kraft einer
Schraubenfeder 53, die in einem Langloch in dem Rahmen
gelagert ist, verschoben. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsnabe 35 in die untere
Position verschoben, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel
kommt die Reibfläche 50 der Kupplungsnabe in Eingriff mit
der Reibfläche eines unterhalb der Kupplungsnabe
angeordneten drehbar gelagerten zweiten Schwungrades 8. Das
unterhalb der Kupplungsnabe und damit der Kupplungsscheibe
angeordnete Schwungrad 8 ist über Rollenlager 55 drehbar auf
der Spindel 1 angeordnet. Über das Stützlager 56 ist mit ihm das
erste Schwungrad 9 verbunden, das am oberen zylinderförmigen
Rahmenteil 5 mittels weiterer Lager 57 gelagert ist. Die
Rotationsbewegung des zweiten Schwungrades 8 wird auf die
Nabe 35 übertragen und beschleunigt bereits in der Anfangsphase
den Rückhub des nicht dargestellten Stößels 2. Wegabhängig
erfolgt eine Umsteuerung über den Druckzylinder 51 entweder
durch Druckmittel unterstützt oder von der Feder allein in
der Weise, daß der obere Reibbelag der Nabe 35 in Eingriff
mit dem Bremsbelag des Bremsringes 32 gelangt. Die
Rotationsbewegung der Spindel wird dadurch abgebremst. Die
Kraftübertragung von der Kupplungsnabe 35 auf die Spindel 1
erfolgt gleichsam wie in den übrigen Beispielen über eine
Keilwellenverbindung. Die Funktion der Kupplungseinrichtung
41, die in dem Schwungrad 9 eingebettet ist, ist die gleiche
wie die anhand des in der Fig. 2 dargestellten und
beschriebenen Beispiels.
Abweichend von den Beispielen in den Fig. 2 und 3 ist in
Fig. 4 eine Ausführung dargestellt, bei der die
Keilwellenverbindung zwischen der Kupplungsnabe 35 und dem
Kupplungsring 40 aufhebbar ist, wenn die Kupplungsnabe 35 in
die obere oder untere Position und damit in die beiden
übrigen Funktionsstellungen gebracht wird. In der
Mittenstellung, wie dargestellt, kommen die beiden
Zahnkränze, nämlich der äußere Zahnkranz der Kupplungsnabe
35 mit dem inneren Zahnkranz des Kupplungsringes 40 in
Eingriff. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß während der
entgegengesetzten Drehbewegung der Spindel zur Rückführung
des Stößels 2, der nicht dargestellt ist, die Masse des
Kupplungsringes 4 nicht mehr mit bewegt werden muß.
Eine andere Alternatie einer Kupplung ist in Fig. 5
dargestellt. Hierbei ist in dem Schwungrad 9 eine
kolbenbetätigte Lamellenkupplung 58 eingesetzt, die den
Vorteil hat, daß der Kupplungsring nur einen kleinen Radius
aufweisen muß und dennoch über die Lamellenkupplung 58 eine
ausreichende Kupplungskraft erzeugt wird, um die
gespeicherte Energie im Schwungrad 9 auf die Kupplungsnabe
35 zu übertragen. Derartige Kupplungsanordnungen sind
bekannt. Für die Übertragung der Kraft des Schwungrades 9
auf die Kupplungsnabe 35 sind zwei Kupplungsringe 60 und 61
mit Innenverzahnung vorgesehen, die in eine entsprechende
Außenkranzverzahnung der Keilwellenverbindung auf der
Kupplungsnabe eingreifen.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 6 unterscheidet sich von dem
in Fig. 4 lediglich dadurch, daß in ausgerücktem Zustand der
Verzahnung des Kupplungsringes 40 aus der Verzahnung 62 der
Kupplungsnabe 35 die Innenverzahnung über einen Zylinder
geführt ist. Im übrigen ist der Aufbau identisch mit dem
in der vorhergehenden Figur.
In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 ist eine Variante des
Antriebes der Schwungräder gemäß dem Beispiel in Fig. 2
dargestellt. Während in Fig. 2 der Antrieb des zweiten
Schwungrades, das für den Rücktransport erforderlich ist,
über ein Planetengetriebe erfolgt, ist in Fig. 7 lediglich
ein Umlenkreibrad 63 vorgesehen, das kegelförmig ausgebildet
ist und an den Reibflächen des Schwungrades 9 und an einer
solchen am Schwungrad 8 zur Auflage kommt. Das Reibrad ist
in dem Maschinenrahmen gelagert und wird durch eine
Druckfeder 64, die unter die Achse drückt, mit ihren
kegelförmigen Reibflächen gegen die entsprechenden
Mitnahmeflächen gedrückt. Über dieses als Umlenkrad
anzusehende Reibrad wird die Rotationsbewegung des einen
Schwungrades auf das andere in entgegengesetzter Richtung
übertragen. Die Funktion der Schwungfeder und ihrer
Ankopplung an die Spindel erfolgt in gleicher Weise wie in
den übrigen vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Beispiel eines
Rotationsantriebes mittels eines einzigen Motors
dargestellt, an dessen Welle eine Antriebsscheibe 65
befestigt ist. Um die Antriebsscheibe ist ein Keilriemen
oder auch ein anderer Riemen 66 gelegt, der über den äußeren
Umfang des Schwungrades 9, das das erste Schwungrad bildet
geführt ist. Zugleich ist der Riemen 66 um eine Umlenkrolle
67 geführt, und zwar in der Weise, daß diese in
entgegengesetzter Richtung angetrieben wird. In Fig. 9 ist
gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 8 die Umlenkrolle im
Schnitt dargestellt. Um sie herum ist in diesem
Ausführungsbeispiel ein Riemen 66 gelegt, und zwar
entsprechend der Führung in Fig. 8. Eine ebenfalls fest auf
der Welle 68 aufgebrachte zweite Riemenscheibe 69 dient zum
Antrieb des Riemens 70, der um das zweite Schwungrad 8
gelegt ist. Ein Freilauf 71 in der Umlenkrolle 67 sorgt für
einen Freilauf im Fall eines abrupten Abbremsens bei hoher
Belastung des Antriebsschwungrades. Beim Umformvorgang wird
schlagartig Energie aus dem ersten Schwungrad 9 entnommen,
wodurch eine große Verzögerung gegeben ist, die vom
Antriebsriemen auf das Umlenkrad übertragen wird. Dies würde
zu einer hohen Belastung des Antriebsriemens 66, aber auch
des zweiten Antriebsriemens 70 führen. Der Freilauf gleicht
dies aus und bewirkt, daß das Schwungrad 8 zeitweise
vorausläuft.
Claims (40)
1. Spindelpresse mit einem in der gleichen Drehrichtung der
Spindel während des Stößelvorlaufs ununterbrochen
umlaufenden, konzentrisch zur Spindel (1) angeordneten
ersten Schwungrad (9) und einer zwischen diesem und der
Spindel (1) angeordneten Kupplung mit einer ebenfalls
konzentrisch angeordneten, mit der Spindel (1)
kraftschlüssig verbundenen Kupplungsscheibe (18, 40) und
einem ununterbrochen in entgegengesetzter Drehrichtung
umlaufenden zweiten Schwungrad (8) für den
Stößelrücklauf, das an die Kupplungsscheibe (18, 40)
ankuppelbar ist, wenn die Wirkverbindung mit dem ersten
Schwungrad nicht mehr besteht, gekennzeichnet durch
ortsfest gelagerte Schwungräder (8, 9) und durch eine
longitudinal um einen bestimmten Hub auf der Spindel (1)
verschiebbar gelagerte Kupplungsscheibe (18), die durch
Verschieben in Wirkverbindung mit jeweils einem der
Schwungräder (8, 9) oder mit einer Bremseinrichtung (32)
bringbar ist.
2. Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (18) über eine
Betätigungseinrichtung (19, 20, 21 oder 34) in drei
unterschiedliche Funktionsstellungen relativ gegenüber
den Schwungrädern (8, 9) rückbar ist, wobei sie in einer
ersten Funktionsstellung an das erste Schwungrad (9) und
in einer zweiten Funktionsstellung, nachdem der
Spindelvorlauf zum Stillstand gekommen ist, an das zweite
Schwungrad (8) ankuppelbar ist und in einer dritten
Funktionsstellung in Wirkverbindung mit der
Bremseinrichtung (32) bringbar ist.
3. Spindelpresse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Schwungräder (8, 9)
konzentrisch zur Spindel (1) oder einer
Spindelverlängerung (6) oder in fiktiver axialer
Verlängerung im Kopfteil des Maschinengehäuses gelagert
und derart angeordnet sind, daß die oberhalb oder
unterhalb angeordnete Kupplungsscheibe (18) je nach
Funktionsstellung mit dem einen oder dem anderen
Schwungrad (8, 9) in Wirkverbindung bringbar ist, und daß
die Kupplungsscheibe (18) in abgerückter
Funktionsstellung mit einem Bremsbelag gegen ortsfeste
Bremsbacken (32) drückbar ist.
4. Spindelpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Schwungrad (8) eine relativ kleine Masse
gegenüber dem ersten aufweist und drehbar auf einem in
axialer Verlängerung zur Spindel (1) vorgesehenen
Hohlzylinder (6) gelagert ist und eine längere Lagerhülse
aufweist, die einerseits mit einem Drehantrieb in
Wirkverbindung steht und auf der andererseits das
erste Schwungrad (9) drehbar gelagert ist, das einen über
das zweite Schwungrad (8) greifenden Ringansatz mit einer
innenligenden oder an der unteren Stirnfläche
vorgesehenen Kupplungsreibfläche (33) aufweist.
5. Spindelpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kupplungsscheibe (18) radial ausrückbare
Kupplungsbacken (28) oder ein schwimmender Reibring aus
mehreren Bogensegmenten gelagert sind, die gegen die als
Reibfläche ausgebildete Innenmantelfläche (33) des
übergreifenden Ringansatzes des ersten Schwungrades (9)
zum Ankuppeln der Kupplungsscheibe (18) durch Betätigung
eines sich mit dem Hohlzylinder (6) synchron drehenden
Druckmittelsantriebes (20) über von Kolben bewegte
Verbindungsgestänge (27) drückbar und zum Entkuppeln
wieder lösbar sind, und daß über ein zweites Gestänge
(20, 21) die Kupplungsscheibe (18) longitudinal so weit
verschiebbar ist, daß sei - im ausgekuppelten Zustand -
gegen eine Reibfläche (30) des zweiten Schwungrades (8)
gedrückt und an diese angekuppelt wird, und daß sie über
das gleiche Gestänge (20, 21) in entgegengesetzter
Richtung so weit verschiebbar ist, daß ein an der anderen
Seite der Kupplungsscheibe (18) angebrachter Bremsbelag
(34) in Wirkverbindung mit der Bremsfläche eines
konzentrisch angeordneten Bremsringes (32) oder
Bremsbacken gelangt.
6. Spindelpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckmittelantrieb (26) in dem Hohlzylinder (6)
in etwa im Bereich der horizontalen Schwerpunktachse der
Kupplungsbogensegmente angeordnet ist, und daß die Kolben
sternförmig verlaufend mit den Kupplungsbogensegmenten
verbunden und gegen die Kraft einer Rückstellfeder
wirkend verschiebbar sind.
7. Spindelpresse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für den
Druckmittelantrieb in dem Hohlzylinder angeordnet ist und
eine elektrische Ansteuerung über einen Schleifer an der
Außenwand des Hohlzylinders erfolgt, die einen
Elektromotor als Stellorgan steuert.
8. Spindelpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schubgestänge in dem
Hohlzylinder angeordnet ist, das mit einem oder mehreren
Kolben eines weiteren Druckmittelzylinders in
Wirkverbindung steht, der sich synchron mit der Spindel
dreht, bei deren Ansteuerung die Kupplungsscheibe
entweder in der einen Richtung zum Ankuppeln an das
zweite Schwungrad oder in die andere Richtung zum
Abbremsen derselben bewegbar ist.
9. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß als Druckmittel Hydraulikflüssigkeit
verwendet wird und die Druckmittelzylinder
Hydraulikzylinder sind, und daß die Hydraulikflüssigkeit
über eine auf dem Hohlzylinder aufgesetzte Kopfstation,
gegenüber der der Hohlzylinder drehbar gelagert ist, über
innenliegende Druckschläuche oder Röhren zuführbar ist.
10. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem ersten Schwungrad (9) eine oder
mehrere Kupplungseinrichtungen (41) gelagert sind, die über
von Druckmittelzylindern betätigbare Kolben (44) mit einer
Reibfläche (42, 43) gegen die Kupplungsscheibe drückbar
sind.
11. Spindelpresse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Kupplungselement (41) aus zwei gegeneinander
preßbaren Kupplungsbacken (42, 43) mit Reibbelag besteht,
die bei Betätigung des Kolbens gegen die beiden
Mitnahmeflächen der Kupplungsscheibe (18) gedrückt
werden, wobei die Kupplungsscheibe (18) nur einen so
großen Radius aufweist, daß sie innerhalb der Backen (42,
43) endet.
12. Spindelpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (18) aus
einer verschiebbar auf der Spindel (1) gelagerten, mit
dieser formschlüssig in Wirkverbinung stehenden
Kupplungsnabe (35) und einem diese umgebenden
scheibenförmigen Kupplungsring (40) besteht, der über
eine Zahn- oder Keilwellenverbindung mit der
Kupplungsnabe (35) in Wirkverbindung steht, die gegenüber
dem Kupplungsring (40) und der Spindel (1) um einen
bestimmten Hub verschiebbar ist.
13. Spindelpresse nach Ansprüchen 11 und 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (40) zwischen den
Kupplungsbacken (42, 43) der Kupplungselemente (41) und
der planparallel verlaufenden Reibflächen eines den
Kupplungsring (40) übergreifenden scheibenförmigen Ringes
des ersten Schwungrades (9) gelagert und damit praktisch
nicht verschiebbar ist, und daß die Kupplungsnabe (35)
gegenüber dem Kupplungsring (40) longitudinal auf der
Spindel (1) derart verschiebbar ist, daß die innere
Mitnahmeverzahnung des Kupplungsringes (40) nur in der
Mittenstellung der Kupplungsnabe (35) in Eingriff mit dem
Zahnkranz der Nabe (35) steht, und daß bei Verschieben
der Nabe (35) in die obere oder untere Funktionsstellung
die Innnverzahnung außer Eingriff mit der
Außenverzahnung der Nabe gelangt und freilaufend geführt
ist.
14. Spindelpresse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen und unteren Zahnflanken, die
Innenverzahnung des Kupplungsringes und/oder die zur
kraftschlüssigen Verbindung vorgesehene Verzahnung
so angeschrägt sind, daß die Zähne beim Verschieben der
Nabe in die jeweiligen Zahnlücken des Kupplungsringes
eingreifen.
15. Spindelpresse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverzahnung des
Kupplungsringes außer Eingriff mit der die
kraftschlüssige Verbindung herstellenden Verzahnung der
Kupplungsnabe gelangt, wenn die Nabe in die
Funktionsstellung "Bremsen" und/oder "Rücklauf"
verschoben ist.
16. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß auf den Stirnseiten des äußeren
Ringes der Nabe konzentrisch und umlaufend Reibbeläge
aufgebracht sind, die beim Verschieben der Nabe entweder
gegen einen festen Bremsring oder gegen eine ringförmige
Mitnahmefläche des zweiten Schwungrades zur Ankupplung
desselben drückbar sind.
17. Spindelpresse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsnabe über ein Druck-Zuglager mit einer
Zug-Schubstange verbunden ist, die mit einem von einem
fest in dem Maschinengehäuse gelagerten
Druckmittelzylinder gesteuert betätigbaren Kolben
verbunden ist.
18. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Schwungrad oberhalb der
Kupplungsscheibe und der Bremsring unterhalb derselben
angeordnet sind, und daß das erste Schwungrad entweder
drehbar auf dem Bremsring oder oberhalb der
Kupplungsscheibe konzentrisch zur Spindelachse
angeordnet ist.
19. Spindelpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schwungrad
gegenüber dem zweiten einen größeren Radius und eine
relativ große Schwungmasse aufweist, in der die für den
Stößelvorlauf und den zu erzeugenden Preßdruck benötigte
Kraft gespeichert ist, und daß das zweite Schwungrad eine
kleine Masse aufweist, die gerade so groß ist, wie sie
zur beschleunigten Rückführung des Stößels benötigt wird.
20. Spindelpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe über
Keil- oder Zahnkranzverbindungen mit der Spindel
kraftschlüssig verbunden ist.
21. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nabe hutförmig ausgebildet und
auf den Spindelkopf der drehbar gelagerten Spindel
aufgesetzt ist.
22. Spindelpresse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwungräder oberhalb der Nabe und der Spindel
konzentrisch zur Achse der Spindel in dem
Maschinengehäuse gelagert sind.
23. Spindelpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Schwungrad (8, 9) über ein Planetengetriebe (47)
kraftschlüssig miteinander verbunden sind, welches in
einem ortsfesten Träger (49) gehalten ist.
24. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der
Rotationsbewegung der Schwungräder Motorantriebe, wie
Elektro-, Hydro- und/oder pneumatische Motoren,
vorgesehen sind.
25. Spindelpresse nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (12, 15) über einen Riemenantrieb (14, 17)
mit den Schwungrädern (8, 9) verbunden ist.
26. Spindelpresse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Schwungräder (8,
9) nur ein Motor verwendet wird, und daß das zweite
Schwungrad (8) über eine von Antriebsriemen (66) des
ersten Schwungrades (9) angetriebene Umlenkrolle (67) und
einen von dieser angetriebenen zweiten Antriebsriemen
(70) in Rotation versetzt wird.
27. Spindelpresse nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkrolle (67) einen Freilauf (71) aufweist.
28. Spindelpresse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Planetenräder einen Freilauf aufweisen.
29. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben die Kraft einer
Druckfeder verschiebbar ist, die so ausgelegt ist, daß
bei Ausbleiben des Druckes durch das Druckmittel die
Druckstange so verschwenkt wird, daß der Bremsreibbelag
gegen den Bremsring gedrückt wird.
30. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung der kraftschlüssigen
Wirkverbindung zwischen dem ersten Schwungrad und der
Spindel eine erste Kupplungsscheibe vorgesehen ist, und
daß zur Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung mit
dem zweiten Schwungrad eine zweite Kupplungsscheibe
vorgesehen ist, die als Druckscheibe ausgebildet ist und
gegenüber der ersten Kupplungsscheibe longitudinal zur
Spindelachse verschiebbar ist und mit der ersten
Kupplungsscheibe kraftschlüssig verbunden ist, wobei die
zweite Kupplungsscheibe in der einen Funktionsstellung
gegen die Mitnahmefläche des zweiten Schwungrades und in
der anderen Funktionsstellung gegen einen Bremsring
drückbar ist.
31. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 30,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche des zweiten
Schwungrades in Bewegungsrichtung der Kupplungsscheibe
nach innen schräg verlaufend (konusförmig) angeordnet
ist, und daß die Kupplungsscheibe eine ebenfalls
gleichsam schräg verlaufende Reibfläche aufweist, die
gegen die Druckfläche des zweiten Schwungrades drückt,
während der Reibbelag, der in Reibverbindung mit dem
Bremsring kommt in dem bestimmten Neigungswinkel der
Bremsringflächen verläuft.
32. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß als Druckmittelzylinder
Luftdruckzylinder und als Druckmittel Luftdruck verwendet
werden.
33. Spindelpresse nach den Ansprüchen 29 oder 30, dadurch
gekennzeichnet, daß eine hydraulische oder elektronische
Steuervorrichtung vorgesehen ist, die die Ventile zur
Betätigung der Druckmittelzylinder in Abhängigkeit vom
Stößelvorschub- und -rücklauf steuert, wobei die
kraftschlüssige Verbindung der Kupplung beim
Stößelvorlauf in Abhängigkeit von einer eingestellten
Druckkraft des Stößels mit Erreichen derselben abrupt
unterbrechbar ist.
34. Spindelpresse nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zeit- oder wegabhängige Steuerung die
Kupplungsscheibe von dem zweiten Schwungrad abkuppelt
und im Folgehub eine Abbremsung der Rotationsbewegung
bis zum Stillstand bewirkt zu dem Zeitpunkt, zu dem der
Stößel gegen den Endanschlag gelangt.
35. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten
Schwungrad ein Reibrad, z. B. konisches Reibrad, angeordnet
ist, das in Wirkverbindung mit der Reibfläche der beiden
Schwungräder steht und die Rotationsbewegung des ersten
Schwungrades auf das zweite überträgt.
36. Spindelpresse nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reibrad in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und
durch eine auf die Welle wirkende Feder gegen die
Reibfläche gedrückt wird.
37. Spindelpresse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Kupplungsnabe und dem
ersten Schwungrad eine im ersten Schwungrad gelagerte
Lamellenkupplung vorgesehen ist, die die Wirkverbindung
zum Kupplungsring herstellt.
38. Spindelpresse nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lamellenkupplung einen zweigeteilten
Kupplungsring kuppelt, der aus einem ersten Ring mit
einem Innenzahnkranz besteht, der zur Herstellung einer
formschlüssigen Verbindung in Wirkverbindung mit dem
Zahnkranz der Kupplungsnabe bringbar ist oder in
Wirkverbindung mit dieser steht, und einem Ring, der mit
einer Außenverzahnung mit der Innenverzahnung eines
Zahnkranzes des ersten Schwungrades in Wirkverbindung
steht oder in diese bringbar ist.
39. Spindelpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zur axialen Führung der Kupplungsscheibe in dem die
Reibgegenflächen des Kupplungselementes aufweisenden Teil
des ersten Schwungrades ein Rollenlager vorgesehen ist.
40. Spindelpresse nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rollenlager gegen die Kraft einer unter die Achse
greifenden Feder verschiebbar ist.
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- 1986-12-13 DE DE19863642743 patent/DE3642743A1/de active Granted
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