DE3928652C2 - - Google Patents
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- DE3928652C2 DE3928652C2 DE3928652A DE3928652A DE3928652C2 DE 3928652 C2 DE3928652 C2 DE 3928652C2 DE 3928652 A DE3928652 A DE 3928652A DE 3928652 A DE3928652 A DE 3928652A DE 3928652 C2 DE3928652 C2 DE 3928652C2
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- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
- B30B1/188—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means driven by a continuously rotatable flywheel with a coupling arranged between the flywheel and the screw
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- B30B15/0088—Lubricating means
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit den Merkmalen
des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Derartige Spindelpressen sind im Stand der Technik bekannt.
Es wird lediglich beispielsweise auf die DE-OS 34 31 306
verwiesen. Solche Spindelpressen eignen sich zur Warm-,
Halbwarm- und Kaltumformung. Bspw. werden die Spindelpressen
eingesetzt zur Herstellung von Radnaben im Schmiedebetrieb,
aber auch zur Besteckfertigung, zum Münz- und Maßprägen,
Kalibrieren und zum Blechumformen, bspw. dem Herstellen
flacher Ziehteile aus dicken Blechen.
Oberhalb der Spindel einer hier zugrundeliegenden Spindel
presse ist ein Schwungrad angeordnet, das ununterbrochen
läuft. Die Spindel ist mit dem Schwungrad über eine Kupplung
verbindbar, zur Abwärtsbewegung und zur Durchführung des
Arbeitshubes des Stößels. Es sind auch Spindelpressen be
kannt, bei denen die Spindel elektromotorisch bewegt wird.
Nach Durchführung des Umformvorganges bzw. genauer kurz vor
Erreichen des unteren Umkehrpunktes wird bei der Schwungrad
ausführung die Kupplung zwischen der Spindel und dem Schwung
rad wieder gelöst. Die Spindel ist über eine Spindelmutter
mit dem Stößel gekoppelt. An dem Stößel greifen Hydraulikzy
linder an, welche diesen zusammen mit der Spindelmutter
wieder in die Ausgangslage zurückbewegen.
Aufgrund der hohen
wirkenden Kräfte ergeben sich erhebliche Probleme bezüglich
der Führungen und Lagerungen. Insbesondere sind bei bekann
ten Spindelpressen bislang hydrodynamische Schmierungen an
den Laufflächen der Spindelmutter und an den Spindelspurla
ger-Laufflächen vorgesehen worden. Die hydrodynamische
Schmierung kann jedoch in der Praxis nur unvollkommen ver
wirklicht werden, da aufgrund der konstruktiven Gegebenhei
ten kein dauerhafter hydrodynamischer Schmierstoffilm aufge
baut werden kann. Erschwerend kommt hinzu, daß die Laufflä
chen während des Betriebs nahezu ständig aufeinandergepreßt
werden. Aufgrund einer unvollständigen Schmierung stellt
sich während des Arbeitshubes, also in der Phase höchster
Belastung, eine Mischreibung ein, die mit entsprechend hohem
Verschleiß verbunden ist. Oft fehlt auch sogar während der
drucklosen Abwärts- und Aufwärtsbewegung des Stößels ein
hydrodynamischer Schmierfilm bzw. baut sich nicht auf, so
daß auch im drucklosen Betrieb eine Mischreibung vorliegt.
Die Mischreibung ist nicht nur mit wesentlichem Verschleiß
verbunden, sondern beeinträchtigt auch den Maschinenwirkungs
grad erheblich. Man hat versucht, hier Abhilfe zu schaffen
durch einen relativ kleinen Durchmesser der Spindel und des
Spindelmutter-Gewindes und auch des Spurlagers. Mit der
Verkleinerung der Durchmesser erhöht sich aber die Bruchge
fahr der Spindel bzw. sinken die Sicherheitsreserven. Zudem
führt die Durchmesserverkleinerung zu hohen Flächenpressun
gen auf den Laufflächen. Durch die Flächenpressung wiederum
wird die Reibung und der Verschleiß erhöht.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt
sich der Erfindung die Aufgabe, bei einer Spindelpresse der ein
gangs bezeichneten Art einen erheblich
verminderten Verschleiß zwischen Spindel und Spindelmutter zu
erreichen ohne Verminderung der konstruktiven Sicherheitsreser
ven.
Diese Aufgabe ist bei der im Anspruch 1 angegebenen Erfin
dung gelöst. Eine weitere Lösung gibt Anspruch 3.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es zwar
konstruktiv praktisch nicht durchführbar wäre, eine hydrosta
tische Lagerung vorzusehen, die über den gesamten Hub und
den gesamten Preßkraftbereich der Spindelpresse wirksam ist,
gleichwohl aber eine hydrostatische Lagerung auch dann mit
erheblichen Vorteilen verbunden ist, wenn der hydrostatische
Zustand nur bis zu einem gewissen Anteil der Maximalkraft
aufrechterhalten werden kann. Dieser Anteil, bis zu dem die
hydrostatischen Zustände vorliegen, kann je nach Auslegung
der Spindelpresse beispielsweise 1/2, 2/3 oder mehr der
Maximalkraft der Spindelpresse sein. Überraschend ergibt
sich bei der erfindungsgemäßen Lösung nur noch über einen
sehr geringen Zeitbereich, der in wenigen Millisekunden zu
bemessen ist, eine tatsächliche Mischreibung in den Lage
rungs- bzw. Führungsbereichen. Damit einhergehend ist eine
erhebliche Verminderung der Reibungskräfte. Bei einem Ar
beitshub sind die Lagerungsbereiche durch den hydrostati
schen Druck bis zum Erreichen einer kritischen Kraft vonein
ander definiert beabstandet. Beim Überschreiten dieser Kraft
kommen die Lagerungs- bzw. Führungsflächen nicht schlagartig
miteinander in Kontakt. Vielmehr muß das in dem Lagerungs
spalt befindliche Öl zunächst verdrängt werden, was ein
zeitbehafteter Vorgang ist. Die kritische Kraft, bei welcher
der Schmierfilm beginnt verdrängt zu werden, wird, wenn
überhaupt, während des Umform- bzw. Schmiedevorganges er
reicht. Der Schmiedevorgang selbst beansprucht nur Bruchtei
le von Sekunden. Überraschenderweise hat sich herausge
stellt, daß einer Einstellung des hydrostatischen Lagers auf
eine kleinere Kraft als die Maximalkraft der Spindelpresse
der Schmierfilm in sehr vielen Fällen nicht vollständig
durchschlagen wird. Jedenfalls kann eine eigentliche Misch
reibung, unter Berücksichtigung der Zeit, die für das Zusam
mendrücken des Schmierspaltes erforderlich ist, nur noch in
einem äußerst kurzen Zeitraum auftreten. Darüber hinaus ist
von erheblicher Bedeutung, daß diese Mischreibung, wenn sie
auftritt, nur über einen sehr geringen Weg auftritt, da die
Relativbewegung der Spindel zu der
Spindelmutter in dieser sehr kurzen Zeit entsprechend äu
ßerst gering ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt
auch noch zu weiteren entscheidenden Vorteilen: Die Wiederho
lungsgenauigkeit der Preßkraft ist wesentlich gesteigert.
Die maximale Pressenkraft läßt sich präziser errechnen. Der
Maschinenwirkungsgrad ist erhöht; bspw. können hierdurch
auch das Schwungrad und der Antriebsmotor kleiner dimensio
niert werden. Überraschenderweise ergibt sich auch unmittel
bar nach Beendigung des Umformvorganges, nachdem das hydro
statische Lager ganz oder teilweise zusammengebrochen ist,
ein Rückstellmoment für die Spindel. Die von dem Schwungrad
entkoppelte Spindel wird von dem in den Tragflanken der
Spindelmutter anstehenden Druck des hydrostatischen Lagers,
bspw. 300 bar, beaufschlagt. Aufgrund des Verlaufes der
Tragflanken der Spindelmutter ergibt sich auch eine Kraftkom
ponente in horizontaler Richtung, welche die Spindel zu
bewegen sucht, da die Spindelmutter ihre Endlage erreicht
hat. Nach Beendigung des Umformvorganges distanziert der
anstehende Druck des hydrostatischen Lagers also nicht nur
wieder die Flanken von Spindelmutter und Spindel, sondern
bewirkt so auch ein Rückdrehmoment bzgl. der von dem Schwung
rad entkoppelten Spindel. Hierzu ist es auch wesentlich bzw.
sehr vorteilhaft, daß das hydrostatische Lager nur zwischen
den Tragflanken der Spindelmutter und den jeweiligen Gegen
flanken der Spindel ausgebildet ist. Bei einer Ausbildung
des hydrostatischen Lager auf der belasteten und der unbelas
teten Flanke eines Gewindeganges der Spindel würde der anste
hende Gegendruck auf der unbelasteten Seite die Wiederdi
stanzierung der Flanken nicht in der beschriebenen Weise
ermöglichen.
Darüber hinaus
schlägt die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, daß die
Lagertaschen in der Spindelmutter, die für den hydrostati
schen Aufbau des Schmierfilms ausgebildet sind, als z.B.
mittige Längskanäle der Gewindeganglinie folgend geformt
sind. Beispielsweise sind bei einer Spindelpresse der hier
in Rede stehenden Art vier Gewindegänge mit je einer Stei
gung von 12° ausgebildet. Die Lagertaschen sind als Kanal
über die gesamte Länge eines Gewindeganges ausgebildet. Die
Lagertaschen brauchen nur auf einer Flankenseite ausgebildet
zu sein, da die Belastung immer auf derselben Seite auf
tritt. Beim Herunterfahren des Stößels bewirkt die Reaktions
kraft des Stößels, daß jeweils an der unteren Flanke der
Anlagedruck gegeben ist. Desgleichen beim Hochfahren des
Stößels mittels der Hydraulikzylinder. Die somit als einer
Gewindeganglinie kanalartig folgend ausgebildete Lagertasche
wird bevorzugt in etwa in der Mitte der Tragflanken einer
Spindelmutter angeordnet. In regelmäßigen Abständen sind
Zuführleitungen angeschlossen, durch welche mit entsprechen
dem Druck das Schmiermittel in die Lagertaschen gepumpt
wird. Der Kanal kann je nach den konstruktiven Verhältnissen
einteilig oder mehrteilig, also segmentartig sein. Eine
axiale Unterteilung empfiehlt sich im Hinblick auf ein er
wünschtes schnelles Wiedererreichen des hydrostatischen
Lagerungszustandes nach einem Überschreiten der kritischen
Kraft, um jedenfalls beim Rückhub von Beginn ab hydrostati
sche Lagerungsverhältnisse zu haben. Der Lagertaschenkanal
muß in der Spindelmutter so ausgelegt sein, daß in jeder
Stellung des Stößels eine Überdeckung gegeben ist.
In einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung, der auch eigenständige
Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß kurz vor Erreichen
des unteren Umkehrpunktes des Stößels aus einem gesonderten
Ölvorrat das hydrostatische Lager mit einem Kurzzeit-Über
druck beaufschlagbar ist.
Dieser Kurzzeit-Überdruck
ermöglicht es, sogar noch bei Maximalkraft hydrostatische
oder quasi-hydrostatische Verhältnisse aufrechtzuerhalten.
Es kann zwar der Fall eintreten, daß trotz des Überdruckes
eine Annäherung der Flanken der Spindelmutter und der Spin
del aneinander auftritt, jedoch nicht in dem Ausmaß, daß der
Schmierfilm vollständig durchschlagen wird. In bevorzugter
Ausgestaltung wird die Beaufschlagung mit dem Kurzzeit-Über
druck auch in Abhängigkeit von der Umformphase vorgenommen.
Durch das Auftreffen des Stößels einer hier beschriebenen
Spindelpresse kann der Kurzzeit-Überdruck ausgelöst werden.
Nach gegenwärtigen Erkenntnissen liegt der erforderliche
Kurzzeit-Überdruck bei etwa 800 bar für eine Spindelpresse
mit einer Nennkraft von 1600 t und üblichen Abmessungen der
Spindel und der Spindelmutter. Hierbei ist berücksichtigt,
daß eine Spindelpresse mit 1600 t Nennkraft bis zu 2500 t
belastet werden kann und bei 10% der Hübe sogar bis 3200 t.
Bei einer derartigen Spindelpresse ist die maximal er
reichbare Kraft durch ein beginnendes Schleifen der Kupplung
bestimmt, das etwa bei 3800 t einsetzt. Soweit die Spindel
presse nur bis 1600 t belastet wird, reicht für den Kurz
zeit-Überdruck auch ein Druck von etwa 500 bar aus. Der
Kurzzeit-Überdruck ist auch unabhängig von dem Erreichen
bzw. dem Aufrechterhalten von hydrostatischen Verhältnissen
während der Umformphase von Bedeutung. Selbst wenn durch den
Kurzzeit-Überdruck es nicht möglich ist, hydrostatische
Verhältnisse aufrechtzuerhalten bzw. einzustellen. Der kurz
vor dem unteren Umkehrpunkt des Stößels ausgelöste Kurzzeit-
Überdruck dient auch dazu, um unmittelbar nach Beendigung
des Umformvorganges und vor Einleitung der Rückbewegung des
Stößels zuverlässig und schnell in den Lagern wieder hydro
statische Verhältnisse herzustellen. Der Kurzzeit-Überdruck
soll aber nicht dazu dienen, auch noch bei Maximalkraft
ideal-hydrostatische Verhältnisse in jedem Fall aufrechtzuer
halten oder den Wert der kritischen Kraft zu erhöhen. Der
Überdruck soll also nach Entlastung des Stößels diesen,
sofern erfolgt, von den Gegenflächen möglichst schlagartig
abheben.
In konstruktiver Hinsicht schlägt die Erfindung
hierzu auch vor, daß der gesonderte Ölvorrat mittels eines
hydraulischen Akkumulators, dem eine gesonderte Pumpe zuge
ordnet ist, druckbeaufschlagbar ist und daß der Ölvorrat
über ein schnell öffnendes Hydraulikventil in die hydrostati
sche Lagerung einleitbar ist. Es ist somit ein gesondertes
System für die Erzeugung dieses Überdrucks gegeben. Der
Akkumulator wird während eines großen Teils des Pressen
spiels gefüllt. Zum Trennen der Laufflächen wird der Akkumu
lator kurz vor dem unteren Umkehrpunkt des Stößels durch das
schnell öffnende Hydraulikventil mit den Lagertaschen verbun
den. Zur Erreichung einer möglichst kurzen Druckaufbauzeit
ist es vorteilhaft, den Akkumulator möglichst nahe an der
Lauffläche bzw. den Lagerungsflanken anzuordnen.
Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beige
fügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausführungsbei
spiel darstellt, erläutert. Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, einer
Spindelpresse;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung, geschnitten, der
Spindel mit dem Stößel und der Spindelmutter;
Fig. 3 eine graphische Kraft-Zeitdarstellung der Preß
kraft aufgetragen über der Umformzeit;
Fig. 4 eine Detaildarstellung der Zusammenwirkung Spindel
mutter/Spindel und
Fig. 5 ein Schaltschema bezüglich der Erzeugung des kurz
zeitigen Überdrucks.
Dargestellt und beschrieben ist eine Spindelpresse 1 mit
einem Stößel 2, der mittels einer Spindel 3 zur Durchführung
eines Umformvorganges bewegbar ist. Der heruntergefahrene
Stößel 2 ist mittels Hydraulikzylinder 4 wieder in seine
Ausgangslage zurückbewegbar. Die Spindel 3 ist über eine
Kupplung mit einem Schwungrad 7 koppelbar. Bei der darge
stellten Ausführungsform wird die Kraft bzw. Energie zur
Bewegung des Stößels beim Umformvorgang aus dem Schwungrad 7
geholt.
Die Spindel 3 ist in einer Spindelmutter 5 gelagert, die in
dem Stößel 2 aufgenommen ist. Des weiteren ist die Spindel 3
mittels eines Spurlagers 6 gelagert. Die Spindel 3 mit der
Spindelmutter 5 sowie der Stößel 2 sind insgesamt in einem
Pressengestell 18 aufgenommen.
Das Schwungrad 7 läuft jeweils in der gleichen Drehrichtung
um. Nach bzw. kurz vor Beendigung des Arbeitshubes wird die
Kupplung 19 zwischen dem Schwungrad 7 und der Spindel 3
gelöst und die Aufwärtsbewegung des Stößels 3 mittels der
erwähnten hydraulischen Rückhubeinrichtung
(Hydraulikzylinder 4) durchgeführt.
Die Spindelmutter 5 und das Spurlager 6 sind bei der darge
stellten Spindelpresse 1 als hydrostatische Lager ausgebil
det. Im Detail ist dies beispielsweise in Fig. 4 darge
stellt. Mittels einer nicht dargestellten Pumpe wird in die
Lagertaschen 8 Schmiermittel, nämlich Öl, unter einem sol
chen Druck eingepumpt, daß die Spindel 3 von der Spindelmut
ter 5 distanziert wird. Das hydrostatische Lager ist wirksam
während des Auf- und Abwärtshubes sowie auch während des
Umformvorganges, hier jedoch nur bis zu einer bestimmten
Kraft F 1 (vergl. Fig. 3), die einen Bruchteil der Kraft Fmax
darstellt. Diese Auslegung des hydrostatischen Lagers ermög
licht es, bei konstruktiv nahezu unveränderten Verhältnis
sen, eine sehr weitgehende Reduzierung des Verschleißes zu
erreichen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, steigt die in den
Lagern wirkende Kraft über die Umformzeit stark progressiv
an. Der Verlauf eines solchen Anstieges ist von Werkstück zu
Werkstück verschieden, üblicherweise ist jedoch ein Kraftan
stieg auf mindestens den doppelten Wert im letzten Zehntel
der Umformzeit gegeben. Beim dargestellten Ausführungsbei
spiel ist die hydrostatische Lagerung so ausgelegt, nämlich
Fläche und Spaltdruck so bestimmt, daß bis zu einer Preß
kraft, die etwa der halben Maximalkraft entspricht, eine
praktisch vollständige hydrostatische Schmierung vorliegt,
d.h. die Distanzierung der Flanken 10 der Spindel 3 und der
Flanken 11 der Spindelmutter 5 praktisch unverändert ist.
Nach Übersteigen der kritischen Kraft F 1 befinden sich die
zugeordneten Lagerflächen aber nicht sogleich im Mischrei
bungsgebiet. Vielmehr vermindert sich zunächst die Spalthöhe
h (vergl. Fig. 4), zwar in sehr kurzer Zeit, jedoch immer
noch in einer bezogen auf die verbleibende Umformzeit wesent
lichen Zeit. Erst danach, was in dem dargestellten Schaubild
mit dem Zeitpunkt t₂ angedeutet ist, tritt tatsächlich Misch
reibung auf. Bis zum Anstieg auf die Maximalkraft Fmax bzw.
bis zur Beendigung des Umformvorganges. Der verbleibende
Zeitraum von t2 bis t3 ist sehr kurz, im Bereich von wenigen
Millisekunden. Entsprechend gering ist auch der Weg, den die
Lagerflächen im Gebiet der Mischreibung relativ zueinander
zurücklegen.
Im einzelnen ist bezüglich des hydrostatischen Lagers in der
Spindelmutter so vorgegangen, daß ein dem Gewindegang folgen
der Kanal ausgebildet ist, der etwa mittig auf der Flanke 11
der Spindelmutter 5 angeordnet ist. Die Spindelmutter selbst
kann bspw. viergängig ausgebildet sein, mit je 12° Steigung.
Es kann auch vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die
Kanäle über die axiale Höhe der Mutter unterteilt sind. Dies
ist etwa vorteilhaft im Hinblick auf ein rasches Abheben der
Flanken 10, 11 vor bzw. zu Beginn des Rückhubs. Diesbezüglich
ist weiter unten aber auch eine weitere gesonderte Ausgestal
tung erläutert.
In weiterer Einzelheit besteht das hydrostatische Lager in
der Spindelmutter aus einer Lagertasche 8 mit einer Breite a
und einer (mittleren) Höhe b. Die Lagertasche 8 ist mittels
einer Verbindungsleitung 9 mit einer Ölquelle unter hohem
Druck verbunden. Durch diesen Druck hebt die Flanke 10 der
Spindel 3 von der Flanke 11 der Spindelmutter 5 ab, und zwar
bis zu der erwähnten Höhe h (die in der Zeichnung übertrie
ben dargestellt ist). Die Höhe h ist abhängig von dem Öl
druck in der Lagertasche 8 und der herrschenden Kraft in der
Spindel 3. Die Lagertasche 8 ist weiter mit der Verbindungs
leitung 9 durch eine Zuleitung 20 verbunden, die einen gerin
geren Durchmesser als die Verbindungsleitung 9 und auch
einen etwas geringeren Durchmesser besitzt als es der Breite
a der Lagertasche 8 entspricht. Bspw. und bevorzugt sind die
Maße so gewählt, daß die Breite a der Lagertasche 8 zu der
Breite A der wirksamen Flankenfläche der Flanke 11 sich wie
1 : 6 verhält. Die Höhe b entspricht etwa der Breite a,
wobei ein Kanalgrund der Lagertasche 8, wie in der Zeichnung
dargestellt, gerundet ausgeführt ist. Der Durchmesser der
Verbindungsleitung 20 ist etwas, bspw. 20%, kleiner als die
Breite a der Lagertasche 8, während der Durchmesser der
Zuleitung 9 etwa doppelt so groß ist wie der Durchmesser der
Verbindungsleitung 20.
Während eines Arbeitshubes herrscht in der Lagertasche 8
bzw. in der darin befindlichen und austretenden Hydraulik
flüssigkeit zunächst, bevor der Stößel mit dem Werkstück in
Kontakt kommt, ein relativ geringer Druck von bspw. 20 bar.
Dieser Druck ist ausreichend, um die Flanken 10 und 11 von
einander zu distanzieren. Die Pumpe, die die Hydraulikflüs
sigkeit durch die Zuleitung 9 und die Verbindungs
leitung 20 in die Lagertasche 8 fördert, ist jedoch auf einen wesent
lich höheren Gegendruck, beispielsweise bis zu 300 bar,
ausgelegt. Kommt nun der Stößel 2 mit dem Werkstück im weite
ren Verlauf des Arbeitshubes in Kontakt, so erhöht sich der
Gegendruck, der von der Spindel 3 ausgeübt wird und entspre
chend steigt der Druck in der Lagertasche 8 an. Bei sehr
kurzzeitigen Umformvorgängen ist die Zeitspanne viel zu
gering, als daß es zu einem Durchschlagen der die Flanken
10, 11 distanzierenden Schicht aus Hydraulikflüssigkeit kom
men könnte. Bei längeren Umformzeiten, die etwa bei 150 bis
200 µs liegen, steigt der Druck in dem hydrostatischen La
ger, nach derzeitigen Erkenntnissen, durchaus bis zu dem
beispielhaft erwähnten Gegendruck der fördernden Pumpe an.
Obwohl die Verbindungsleitung 20 einen geringeren Durchmes
ser aufweist als die Lagertasche 8 einerseits und die Zulei
tung 9 andererseits, wirkt sie doch nicht oder nicht wesent
lich als eine für hydrostatische Lager im Stand der Technik
an sich bekannte Drossel. Gleichwohl kann ein derartiges
hydrostatisches Lager auch in der im Stand der Technik be
kannten Weise mit einer Drossel ausgebildet sein. Hierbei
ist jedoch eine wesentliche Erwärmung der Hydraulikflüssig
keit zu verzeichnen, die möglichst vermieden werden soll.
Darüber hinaus läßt eine Ausgestaltung, wie angegeben,
- unterstützend - wie das hydrostatische Lager für die Spin
delpresse überhaupt, den Einsatz relativ zähen Öles zu.
Eine hohe Ölzähigkeit wiederum ist vorteilhaft in bezug auf
die Zeit, die erforderlich ist, um bei Überschreiten der
kritischen Kraft F 1 die Flanken 10 und 11 in Anlage zueinan
der zu bringen. Es wird bspw. mit einer Ölzähigkeit von 4,6 cm²/s
gearbeitet. Dies bedeutet, daß die Zähigkeit des hierbei
verwendeten Öles um etwa 2 bis 4 Stufen höher liegen kann,
als die Zähigkeit des Öles, das bei bekannten Schmierungen
an Spindelpressen verwendet wird.
In Fig. 5 ist ein Schaltschema dargestellt, mit welchem kurz
vor Erreichen des unteren Umkehrpunktes des Stößels 2 aus
einem gesonderten Ölvorrat 12 das hydrostatische Lager mit
einem Kurzzeit-Überdruck beaufschlagbar ist. Im einzelnen
besteht diese Anordnung aus einem hydraulischen Akkumulator
13, der mit einer gesonderten Pumpe 14 zusammenwirkt. Der
hydraulische Akkumulator 13 ist über eine gesonderte Leitung
15, in welcher schnellöffnende Hydraulikventile 16 angeord
net sind, mit der hydrostatischen Lagerung verbunden. Durch
die separate Pumpe 14 wird der hydraulische Akkumulator mit
Schmiermittel gefüllt, das dann unter einem so hohen Druck
steht, daß die Trag- bzw. Laufflächen von Spindelmutter 5
und Spurlager 6 zu Beginn des Rückhubs nahezu schlagartig
voneinander distanziert werden und die Rückhubbewegung des
Stößels wieder vollständig mit hydrostatischer Schmierung
ablaufen kann. Zum Trennen der Laufflächen wird der Akkumula
tor 13 kurz vor dem unteren Umkehrpunkt des Stößels 2 durch
die schnell öffnenden Hydraulikventile 16 mit den Kanälen
bzw. Lagertaschen 8 verbunden. Es ist vorteilhaft, den Akku
mulator 13 möglichst nahe an der Spindelmutter bzw. dem
Spurlager anzuordnen, um eine möglichst kurze Druckaufbau
zeit zu erreichen. Gefüllt wird der Akkumulator 13 während
eines großen Teils des Pressenspiels. In der Zeichnung ist
noch mit 17 ein Druckventil bezeichnet. Es versteht sich,
daß der durch das Zusatzaggregat kurzzeitig aufbringbare
Druck wesentlich höher ist als der Betriebsdruck des hydro
statischen Lagers. Bezüglich letzterem wird mit einem Öl
druck von bspw. 300 bar gearbeitet. Die vorbeschriebene Ein
richtung dient auch erfindungsgemäß dazu, das hydrostatische
Lager kurz vor Erreichen des unteren Umkehrpunktes des Stö
ßels mit einem Kurzzeit-Überdruck einer derartigen Höhe zu
beaufschlagen, daß hydrostatische oder zumindest quasi-hydro
statische Verhältnisse auch während einer Maximalbelastung
des Lagers gegeben sind. Hierzu wird mit Drücken von bis zu
800 bar oder ggf. mehr kurzzeitig gearbeitet, bezogen auf
eine Nennkraft einer Spindelpresse von 1600 t. Weiterhin
ist auch vorgesehen, daß die Beaufschlagung mit dem Kurz
zeit-Überdruck in Abhängigkeit von der Umformphase vorgenom
men wird. Bspw. kann der Kurzzeit-Überdruck gesteuert durch
die momentane Pressenkraft ausgelöst werden. Diese Maßnahme
kann auch ohne eine Auslegung des Lagers ansonsten als hydro
statisches Lager, wie weiter vorne im einzelnen beschrieben,
angewendet werden.
Claims (5)
1. Spindelpresse (1) mit einer in dem Pressengestell
aufgenommenen Spindel (3) und einer Spindelmutter (5)
einem in der gleichen Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden
Schwungrad (7), einer zwischen dem Schwungrad (7)
und der Spindel (3) angeordneten druckmittelbetätigbaren
Kupplung (19), die nur während des Abwärts- und teilweise
während des Arbeitshubes eine Verbindung zwischen dem
Schwungrad (7) und der Spindel (3) herstellt, und einer
hydraulischen Hubeinrichtung (4) zur Zurückbewegung des
Stößels (2), wobei zur Schmierung im Bereich von Flanken
der Spindelmutter (5) mehrere Öl-Austrittsbohrungen
ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl-Austrittsbohrungen
in Form von Lagertaschen auf den Tragflanken
der Spindelmutter (5) angeordnet sind, welche
Lagertaschen hinsichtlich Fläche und Ölspeisedruck so
bemessen sind, daß bei Anwachsen der Preßkraft auf einen
Betrag, der jedoch noch unterhalb der maximalen Preßkraft
liegt, die Distanzierung der ölversorgten Flanken
der Spindel und Spindelmutter auf der Lastseite unverändert,
im wesentlichen hydrostatisch aufrechterhaltbar
ist.
2. Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagertaschen (8) in der Spindelmutter (5)
im wesentlichen kanalartig ausgebildet sind, der Gewindeganglinie
auf einer Flanke (11) der Spindelmutter (5)
folgend.
3. Spindelpresse (1) mit einer Spindel (3) und einer
Spindelmutter (5), die in einem Pressengestell (18)
aufgenommen sind, einem in der gleichen Drehrichtung
ununterbrochen umlaufenden Schwungrad (7), einer zwischen
dem Schwungrad (7) und der Spindel (3) angeordneten
druckmittelbetätigbaren Kupplung (19), die nur während
des Abwärts- und teilweise während des Arbeitshubes
eine Verbindung zwischen dem Schwungrad (7) und der
Spindel (3) herstellt, und einer hydraulischen Hubeinrichtung
(4) zur Zurückbewegung des Stößels (2), wobei
zur Schmierung im Bereich von Flanken der Spindelmutter
(5) mehrere Öl-Austrittsbohrungen ausgebildet sind,
gekennzeichnet durch eine kurzzeitige Hochdruck-Öleinspeisung
kurz vor Erreichen des unteren Umkehrpunktes
des Stößels (2) zur Distanzierung der Tragflanken (10,
11) der Spindel (3) und der Spindelmutter (5) entsprechend
einem im wesentlichen hydrostatischen Lagerzustand.
4. Spindelpresse (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein gesonderter Ölvorrat (12) mittels
eines hydraulischen Akkumulators (13), dem eine gesonderte
Pumpe (14) zugeordnet ist, druckbeaufschlagbar ist
und daß der Ölvorrat aus dem Akkumulator (13) mittels
schnellöffnender Hydraulikventile (16) zwischen die
Tragflanken (10, 11) einspeisbar ist.
5. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Breite a der Lagertasche
(8) in einer Tragflanke (11) der Spindelmutter (5) etwa
1/6 der wirksamen Breite A der Tragflanke (11) entspricht.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3928652A DE3928652A1 (de) | 1988-12-23 | 1989-08-30 | Spindelpresse |
AT89120458T ATE109042T1 (de) | 1988-12-23 | 1989-11-06 | Spindelpresse. |
ES89120458T ES2057060T3 (es) | 1988-12-23 | 1989-11-06 | Prensa de husillo. |
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