DE4111834A1

DE4111834A1 - Locking device for ram of press - has self-locking bolt and nut driven by motor for both locking and release

Info

Publication number: DE4111834A1
Application number: DE19914111834
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Kuckelsberg
Original assignee: Berg and Co GmbH
Current assignee: Berg and Co GmbH
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1992-10-15

Abstract

The ram (2) of a press is locked in its upper position by means of a bolt (3) in order to prevent an inadvertent descent of the ram. The bolt (3) has a T-shaped head (16) which can pass through a rectangular opening in the ram (2). The bolt (3) has a self-locking screw thread and screws into a nut (4) which is mounted on bearings (15) in a hollow piston (5) which is fitted in a cylinder (7) fixed to the press frame (1). The nut (5) is rotated by a toothed belt drive from a motor (9) and causes the bolt to move axially. A keyway (14), formed in the bolt, engages a key (13). A curved end region of the keyway causes the bolt to rotate through 90 deg. to allow the bolt head (16) to pass through the opening in the ram and so release it. The piston (5) is supported inside the hollow cylinder on a hydraulic cushion (6) which is connected to the compensating reservoir (11) by a valve (8). USE/ADVANTAGE - Locking device for a press ram. A single motor is used both for locking and releasing the ram.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ver- und Entriege lungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruches.The invention relates to locking and unlocking lungsvorrichtung according to the preamble of Hauptan saying.

Solche Vorrichtungen, die den Stößel einer Presse gegen eine unbeabsichtigte Abwärtsbewegung sichern, sind be reits bekannt, von denen einige Ausführungsformen die Verriegelung des Stößels in jeder beliebigen Position ermöglichen. Bei diesen ragt eine mit einem Hammerkopf versehene Gewindespindel der im Kopfstück der Maschine befestigten Vorrichtung nach unten in Richtung Stößel heraus, die durch eine langlochförmige Aussparung im Stößel durch diesen hindurchtreten kann. Durch eine 90°- Drehung des Hammerkopfes läßt sich eine ungewollte Ab wärtsbewegung des Stößels formschlüssig verhindern. Such devices against the ram of a press secure an unintentional downward movement are already known, some embodiments of which Lock the plunger in any position enable. One of these sticks out with a hammer head provided threaded spindle in the head of the machine attached device down towards the plunger out through an elongated recess in the Plunger can pass through this. Through a 90 ° Rotation of the hammer head can cause an unwanted down prevent positive movement of the plunger.

Zu Betätigung der Gewindespindel sind bei dieser Version zwei separate Motore für die Auf- und Abbewegung und die 90°-Drehung erforderlich. Nach Stillsetzen der Presse beziehungsweise des Pressenstößels muß grundsätzlich damit gerechnet werden, daß sich der Stößel noch um mehrere Millimeter absenkt, so daß im ungünstigsten Fall bei verriegeltem Stößel das gesamte Stößelgewicht über den Hammerkopf auf die Spindel und die Spindelmutter ein wirkt, so daß es dem Antriebsmotor der Spindelmutter nicht mehr gelingt, die Gewindespindel freizufahren. Um diese Fehlfunktion auszuschließen, ist eine der bekannten Vor richtungen mit einer Hydraulik ausgerüstet, die die vom Stößelgewicht herrührende Axiallast aufnimmt, um eine Ent riegelung und ein Wiederinbetriebsetzen der Presse ge währleisten zu können.In this version, the threaded spindle is actuated two separate motors for the up and down movement and the 90 ° rotation required. After the press has stopped or the press ram must always be expected that the plunger is still around lowered several millimeters, so that in the worst case with the tappet locked, the entire tappet weight the hammer head onto the spindle and the spindle nut acts so that it is not the drive motor of the spindle nut more succeeds in clearing the threaded spindle. Around Ruling out malfunction is one of the well-known pros directions equipped with a hydraulic system that the Ram weight originating axial load takes up a Ent locking and restarting the press to be able to guarantee.

Diese bekannten Vorrichtungen zum Ver- und Entriegeln eines Pressenstößels erfordern also zusätzlich zu den beiden vorrichtungsseitigen Motoren ein zusätzliches Hydraulikaggregat und zur funktionsgerechten Verknüpfung der Antriebe und der Hydraulik einen beachtlichen Steue rungsaufwand.These known devices for locking and unlocking a press ram thus require in addition to an additional for both device-side motors Hydraulic unit and for functional linking the drives and the hydraulics a considerable control expenditure.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Bau- und Steuerungsaufwand einer Ver- und Entriegelungs vorrichtung für den Stößel einer Presse erheblich zu ver einfachen.The invention is therefore based on the object Construction and control effort of a locking and unlocking device for the ram of a press simple.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Haupt anspruches. The solution to this problem according to the invention results from the characteristics of the characteristic part of the head claim.

Von besonderem Vorteil ist, daß zunächst auf ein separates Hydraulikaggregat verzichtet werden kann, da der Druck zylinder und ein Ausgleichsraum für die Hydraulikflüssig keit von den Vorrichtungsbauteilen selbst gebildet wer den, die über eine einfache zwischengeschaltete Ventil steuerung miteinander verbunden sind, so daß sich der gesamte Steuerungsaufwand der Vorrichtung erheblich ver einfacht.It is particularly advantageous that initially on a separate Hydraulic unit can be dispensed with because of the pressure cylinder and a compensation chamber for the hydraulic fluid of the device components themselves the one with a simple intermediate valve Control are interconnected so that the ver total control effort of the device considerably simple.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegen standes der Erfindung weist die Spindel eine axiale Längsnut auf, die sich über die gesamte Länge des Spin delgewindes bis kurz vor deren oberen Ende erstreckt, wo die Längsnut nach einem über 90° verlaufenden Bogen endet. Die Nut dient einem vorrichtungsfesten und in diese eingreifenden Bolzen dazu, die Spindel in ihrer tiefsten Stellung so zu halten, daß das Spindelende den Pressenstößel nicht verriegelt und in einer angehobenen Position der Spindel diese um 90° verdreht, wodurch eine Verriegelung erreicht wird.In a further advantageous embodiment of the counter state of the invention, the spindle has an axial Longitudinal groove on, which extends over the entire length of the spin del thread extends to just before its upper end, where the longitudinal groove after an arc running over 90 ° ends. The groove serves to fix the device and in these engaging bolts to the spindle in their to hold the lowest position so that the spindle end Press ram not locked and in a raised position Position of the spindle rotated by 90 °, creating a Locking is achieved.

Von besonderem Vorteil ist weiterhin, daß die gesamte Ver- und Entriegelungsvorrichtung über einen einzigen, seitlich am Gehäuse angeflanschten Antriebsmotor betrie ben werden kann, der über einen Riementrieb die Spindel mutter antreibt.It is also of particular advantage that the entire Locking and unlocking device via a single, Drive motor flanged to the side of the housing can be used, the spindle via a belt drive drives mother.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.The following is an embodiment of the invention described in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung im ver riegelten Zustand und Fig. 1 is a sectional view of the device in the locked state and

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung in nicht verriegelter Stellung. Fig. 2 is a sectional view of the device in the unlocked position.

Die Ver- und Entriegelungsvorrichtung für einen Pressen stößel besteht in ihren Hauptbestandteilen aus einer selbsthemmenden Gewindespindel 3, die an ihrem unteren Ende mit einem T-förmigen Hammerkopf 16 endet, aus einer auf der Spindel 3 drehbaren Spindelmutter 4, einem zylindrischen Gehäuse 7 mit Gehäusedeckel 17, einem sich an den inneren Gehäusewänden verschieblich abstützenden Kolben 5 sowie einem Antriebsmotor 9, der über einen Riementrieb 10 die Spindelmutter 4 antreibt. Bei anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können statt des Riemenan triebes 10 andere Getriebe zum Einsatz kommen.The locking and unlocking device for a press ram consists in its main components of a self-locking threaded spindle 3 , which ends at its lower end with a T-shaped hammer head 16 , from a spindle nut 4 rotatable on the spindle 3 , a cylindrical housing 7 with housing cover 17th , a piston 5 slidably supported on the inner housing walls and a drive motor 9 which drives the spindle nut 4 via a belt drive 10 . In other embodiments of the device according to the invention, instead of the belt drive 10 other transmissions can be used.

Die Mantelfläche des Kolbens 5 weist eine radial umlau fende Nut auf, die mit der zylindrischen Gehäuseinnen wand einen Ringraum beziehungsweise den Ausgleichsraum 11 für die Hydraulikflüssigkeit bildet. Dieser Ausgleichs raum 11 wird durch zwei radial im Kolben 5 angeordnete Dichtungen 20 gegenüber der Umgebung abgedichtet.The outer surface of the piston 5 has a radially umlau fende groove that wall with the cylindrical housing interior forms an annular space or the compensation space 11 for the hydraulic fluid. This compensation space 11 is sealed from the environment by two radially arranged in the piston 5 seals 20 .

Der Kolben 5 besitzt auf der dem Hammerkopf 16 zugewandten Seite einen zylindrischen Absatz 22, der sich durch eine zur Spindelachse koaxialen Bohrung des Gehäuses 7 er streckt. Die Stirnwand 26 des Kolben 5 bildet mit der Seitenwand des Absatzes 22 zusammen mit der inneren Stirn fläche des Gehäuses 7 und einem schmalen Streifen der inneren Zylinderfläche des Gehäuses 7 einen abgeschlossenen Druckraum 6, der von der kolbenseitigen Radialdichtung 20 und einer gehäuseseitigen Radialdichtung 21 abgedichtet wird. The piston 5 has on the side facing the hammer head 16 a cylindrical shoulder 22 which it extends through a bore of the housing 7 which is coaxial with the spindle axis. The end wall 26 of the piston 5 forms with the side wall of the shoulder 22 together with the inner end face of the housing 7 and a narrow strip of the inner cylindrical surface of the housing 7, a closed pressure chamber 6 , which is sealed by the piston-side radial seal 20 and a housing-side radial seal 21 .

Auf der Gewindespindel 3 ist eine Spindelmutter 4 ange ordnet, die über Wälzlager 15 im Kolben 5 drehbar und relativ zu diesem und zum Gehäuse 7 geringfügig ver schiebbar gelagert ist.On the threaded spindle 3 , a spindle nut 4 is arranged, which is rotatable about rolling bearings 15 in the piston 5 and relative to this and the housing 7 is mounted slightly slidably ver.

Das Wälzlager 15 selbst ist auf der Spindelmutter 4 axial verschieblich, wobei sich die dem Stößel 2 abge wandte Seite des Innenringes über Federelemente und eine Scheibe 24 an der Spindelmutter 4 abstützt. Auf der dem Stößel 2 zugewandten Seite wird die Bewegung des Innen ringes des Wälzlagers 15 von einem Wellenabsatz 23 der Spindelmutter 4 begrenzt. Der Außenring des Wälzlagers 15 ist im Kolben 5 festgelegt.The rolling bearing 15 itself is axially displaceable on the spindle nut 4 , the side of the inner ring facing away from the tappet 2 being supported on the spindle nut 4 by spring elements and a washer 24 . On the side facing the plunger 2 , the movement of the inner ring of the rolling bearing 15 is limited by a shaft shoulder 23 of the spindle nut 4 . The outer ring of the rolling bearing 15 is fixed in the piston 5 .

Seitlich am Gehäuse 7 ist ein Antriebsmotor 9 ange flanscht, der über eine Riemenscheibe 25 und einen Zahn riemen 10, die über das Gehäuse 7 hervorstehende Spindel mutter 4 antreibt. Das Gehäuse selbst weist einen Flansch auf, über den es am Kopfstück 1 einer Presse befestigt ist.Laterally on the housing 7 , a drive motor 9 is flanged, the belt 4 via a pulley 25 and a toothed belt 10 , which projects from the housing 7 projecting spindle nut 4 . The housing itself has a flange, via which it is attached to the head piece 1 of a press.

Der Druckraum 6 und der Ausgleichsraum 11 sind über eine nur schematisch dargestellte Verbindung über eine im Ge häuse 7 integrierte Ventilsteuerung 8 miteinander verbun den.The pressure chamber 6 and the compensation chamber 11 are connected to each other via a connection which is only shown schematically via a valve control 8 integrated in the housing 7 .

In der Fig. 1 wird eine verriegelte Position der Vor richtung gezeigt, in der der 90° gedrehte Hammerkopf 16 den Stößel 2 verriegelt, welcher mit seinem Gewicht über die Spindel 3 auf die Spindelmutter 4 einwirkt, die über den Wellenabsatz 23 die Kraft über den Kolben 5 und das im Druckraum 6 eingeschlossene Druckmedium über das Ge häuse 7 auf das Kopfstück 1 überträgt. Der Druckraum 6 ist in der Verriegelungsstellung durch das geschlossene Ventil 8 hermetisch abgeschlossen. Die durch die Setzer scheinung des Pressenstößels hervorgerufene Kraft auf die im Kraftfluß liegenden Bauteile kann dabei einen Wert er reichen, der eine Bewegung der Spindelmutter auf der Spindel verhindert.In Fig. 1 a locked position of the device is shown before, in which the 90 ° rotated hammer head 16 locks the plunger 2 , which acts with its weight on the spindle 3 on the spindle nut 4 , the force via the shaft shoulder 23 on the Piston 5 and the pressure medium enclosed in the pressure chamber 6 via the Ge housing 7 transfers to the head piece 1 . The pressure chamber 6 is hermetically sealed in the locked position by the closed valve 8 . The force caused by the Setter appearance of the press ram on the components located in the power flow can reach a value that prevents movement of the spindle nut on the spindle.

Um die Presse nach einer Stillsetzung und Verriegelung wieder in Betrieb nehmen zu können, wird zunächst das Ventil 8 in eine Durchgangsstellung geschaltet, so daß das im Druckraum 6 befindliche Druckmedium gleichzei tigem Absinken des Kolbens 5, der Spindelmutter 4 und der Spindel 3 in den Ausgleichsraum 11 gefördert wird. Der Stößel 2 wird nun nicht mehr durch die Vorrichtung ge halten, sondern sein volles Gesicht wird wieder vom An trieb der Presse aufgenommen. Da außerdem die Kraft der Federelemente 12 wesentlich größer ist als das Gewicht der Spindel 3 und der Spindelmutter 4, wird auch die von diesen Gewichten herrührende Axialkraft zwischen Spindel mutter 4 und Kolben 5 aufgehoben. Der Motor 9 kann nun die im Kolben 5 wälzgelagerte Spindelmutter 4 über den Riementrieb 10 in Drehung versetzen. Die durch den in die Längsnut 14 eingreifenden Bolzen 13 zwangsgeführte Spin del 3 bewegt sich dabei nach unten. Sobald sich der Ham merkopf 16 vom Stößel 2 entfernt hat, heben die Federele mente 12 die Spindelmutter an, so daß ein deutliches Axialspiel zwischen Spindelmutter 4 und Kolben 5 entsteht. Vor ihrem Hubende dreht sich die Spindel 3 um 90°, so daß der Hammerkopf 16 parallel zu der langlochförmigen Aussparung im Stößel 2 ausgerichtet ist, womit die Ent riegelungsstellung erreicht ist. Bei feststehender Spin del 3 bewirkt der weiter drehende Motor 9 eine Bewegung der Spindelmutter 4 in Richtung des Kopfstückes 1. In order to be able to put the press back into operation after a shutdown and locking, the valve 8 is first switched into a through position, so that the pressure medium in the pressure chamber 6 simultaneously drops the piston 5 , the spindle nut 4 and the spindle 3 into the compensation chamber 11 is promoted. The plunger 2 is no longer held by the device ge, but his full face is taken up again by the drive to the press. In addition, since the force of the spring elements 12 is substantially greater than the weight of the spindle 3 and the spindle nut 4 , the axial force between the spindle nut 4 and the piston 5 resulting from these weights is also canceled. The motor 9 can now set the spindle nut 4 , which is roller-mounted in the piston 5, in rotation via the belt drive 10 . The forcibly guided by the engaging in the longitudinal groove 14 pin 13 Spin del 3 moves down. As soon as the hammer head 16 has been removed from the plunger 2 , the spring elements 12 raise the spindle nut, so that a clear axial play between the spindle nut 4 and the piston 5 arises. Before its end of the stroke, the spindle 3 rotates by 90 °, so that the hammer head 16 is aligned parallel to the slot-shaped recess in the plunger 2 , whereby the unlocking position is reached. When the spin del 3 is fixed, the further rotating motor 9 causes a movement of the spindle nut 4 in the direction of the head piece 1 .

Dabei nimmt diese über das Wälzlager 15 den Kolben 5 axial mit, bis dieser wieder die in der Fig. 2 darge stellte Ausgangsposition erreicht hat. Während dieses Hubes saugt der Kolben 5 das beim Verriegeln in den Aus gleichraum 11 verdrängte Druckmedium wieder an, wonach der Motor kraftabhängig abgeschaltet und das Ventil 8 in seine Sperrstellung zurückgeschaltet wird.This takes the piston 5 axially with the roller bearing 15 until it has again reached the starting position shown in FIG. 2 Darge. During this stroke, the piston 5 sucks the pressure medium displaced when it locks into the equalizing space 11 , after which the motor is switched off in a force-dependent manner and the valve 8 is switched back into its blocking position.

Da bei jedem Zyklus nur ein geringes Volumen zwischen Ausgleichsraum 11 und Druckraum 6 ausgetauscht wird und der Ausgleichsraum 11 wesentlich größer ist als der Druckraum, kann diese Funktion dauerhaft gewährleistet werden.Since only a small volume is exchanged between compensation chamber 11 and pressure chamber 6 in each cycle and the compensation chamber 11 is significantly larger than the pressure chamber, this function can be guaranteed permanently.

Zum Verriegeln der Spindel treibt der Motor 9 die Spin delmutter 4 in entgegengesetzter Drehrichtung an, die Spindel 3 hebt sich und wird zunächst durch den in die Längsnut 14 eingreifenden Bolzen 13 zwangsgeführt um 90° verdreht und bewegt sich dann weiter nach oben, bis der quer zur langlochförmigen Aussparung im Stößel 2 aus gerichtete Hammerkopf 16 am Stößel 2 anliegt und der Mo tor 9 kraftabhängig abgeschaltet wird.To lock the spindle, the motor 9 drives the spin del nut 4 in the opposite direction of rotation, the spindle 3 lifts and is first rotated 90 ° by the pin 13 engaging in the longitudinal groove 14 and then continues to move upward until the cross to the slot-shaped recess in the plunger 2 from the directed hammer head 16 rests on the plunger 2 and the motor 9 is switched off depending on the force.

Durch die erfindungsgemäße Ver- und Entriegelungsvor richtung, die den Einsatz eines separaten Hydraulikaggre gates mit Antriebsmotor und eines Antriebsmotors für die 90°-Drehung der Gewindespindel 3 sowie die dazugehörigen Steuerungsorgane erübrigt, wird der Bau- und Steuerungs aufwand einer solchen Vorrichtung erheblich vereinfacht.Through the locking and unlocking device according to the invention, which eliminates the use of a separate hydraulic unit with drive motor and a drive motor for the 90 ° rotation of the threaded spindle 3 and the associated control elements, the construction and control effort of such a device is considerably simplified.

Claims

1. Locking and unlocking device for a press ram with a self-locking threaded spindle, which is shaped on the side facing the press ram so that it locks it positively against an unintentional downward movement when the press is at a standstill and can be unlocked again for putting the press into operation and with a hydraulic pressure chamber taking up the ram weight, characterized in that the pressure chamber ( 6 ) and a compensation chamber ( 11 ) for the pressure medium are formed by device components and both are connected to one another via an interposed valve control ( 8 ).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it from a cylindrical housing ( 7 ) with Ge housing cover ( 17 ), an inside on the housing walls slidably mounted piston ( 5 ), a rotatable spindle nut ( 4 ), the axially displaceable spindle ( 3 ) and a drive motor ( 9 ) for the spindle ( 3 ) coupled via a gear connection.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the gear connection is guided as a belt drive ( 10 ).

4. Devices according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston ( 5 ) and the housing ( 7 ) form an annular space which serves as a compensation space ( 11 ) for the pressure medium.

5. The device according to claim 4, characterized in that the outer surface of the piston ( 5 ) is provided with a radially circumferential groove which forms the pressure chamber with the cylindrical housing wall, the compensation space ( 11 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the compensation space ( 11 ) by two radially around the piston ( 5 ) arranged seals ( 20 ) is sealed from its surroundings.

7. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston ( 5 ) has a plunger ( 2 ) facing cylindrical shoulder ( 22 ) of smaller diameter which extends through a bore of the housing ( 7 ) coaxial to the spindle axis , And that the end wall ( 26 ) and the strips of the inner cylindrical surface of the housing ( 7 ) form a closed pressure chamber ( 6 ) which is sealed by the piston-side radial seal ( 20 ) and a housing-side radial seal ( 21 ).

8. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a spindle nut ( 4 ) is arranged on the spindle ( 3 ), which is rotatably mounted in the piston ( 5 ) via sliding bearings ( 15 ) and is displaceably mounted in the housing ( 7 ) .

9. The device according to claim 8, characterized in that the rolling bearing ( 15 ) on the spindle nut ( 4 ) is slidable ver.

10. The device according to claim 8, characterized in that the inner ring of the rolling bearing ( 15 ) on the plunger ( 2 ) facing side on a Wellenab set ( 23 ) of the spindle nut ( 4 ) and on the side facing away from the plunger via spring elements ( 12 ) and a washer ( 24 ) on the spindle nut ( 4 ).

11. The device according to claim 8, characterized in that the outer ring of the rolling bearing ( 15 ) in the piston ( 5 ) is fixed.

12. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spindle ( 3 ) has an axial longitudinal groove ( 14 ) which extends over the entire length of the spindle thread ( 19 ) to just before the upper end of the spindle ( 3 ) extends where the longitudinal groove ( 14 ) ends after a 90 ° arc.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that a in the housing cover ( 17 ) introduced pin ( 13 ) engages radially in the longitudinal groove ( 14 ) of the spindle ( 3 ).

14. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a drive motor ( 9 ) is flanged to the side of the housing ( 7 ), the men via a pulley ( 25 ) and a toothed belt ( 10 ) via the housing ( 7 ) protruding spindle nut ( 4 ) drives.

15. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the valve control ( 8 ) in the housing ( 7 ) is integrated.