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Spindelpresse Gegenstand der Erfindung ist eine Spindelpresse mit
drehbar zur Spindelachse gelagerter Spindelmutter, derart, daß bei Drehzahldifferenzen
von Spindel und der in gleicher Richtung umlaufenden Spindelmutter eine Hubbewegung
erzielt wird, die umkehrbar ist und dem Zwecke der Kraftübertragung dient.
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Es sind Spindelpressen bekannt, bei denen die Spindeln von Hand (Balancier)
oder mittels Friktionsscheiben (Friktionspressen) angetrieben werden. Die Spindelmutter
ist dabei stets fest eingebaut, so daß bei jedem Hubwechsel die Drehrichtung der
Spindel und damit auch des Schwungrades gewechselt werden muß. Diese Notwendigkeit
erfordert bekanntlich erhöhte Antriebsleistung und Zeit. Diese Nachteile führten
zum Bau von teuren und komplizierten hydraulischen Pressen aller Art.
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Auch ist schon vorgeschlagen worden, bei Spindelpressen die Spindelmutter
drehbar im Pressenständer zu lagern; um nach dem erfolgten Abwärtshub der Spindel
durch Rückwärtsdrehen der Mutter einen Aufwärtshub der Spindel hervorzurufen. Hierbei
sind jedoch besondere Vorrichtungen erforderlich, um beim Abwärtshub der Spindel
die drehbar gelagerte Mutter, beim Aufwärtshub dagegen die Spindel am Drehen zu
hindern.
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Bei der Erfindung findet keine Umkehrung der Drehrichtung statt. Die
Hubbewegungen werden durch regelbare Drehzahldifferenzen von Spindel und der in
-gleicher Richtung umlaufenden Spindelmutter hervorgerufen. Größe und Dauer einer
Drehzahldifferenz bestimmen Hubgeschwindigkeit und Hublänge. Die Hubbewegung hört
auf, wenn Spindel und Spindelmutter mit gleichen Drehzahlen umlaufen. Die Hubbewegung
wird umgekehrt, wenn die Drehzahldifferenz das andere Vorzeichen erhält.
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Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehzahldifferenzen
durch Abbremsen der Spindel herbeigeführt werden.
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Die Spindel a ist mit in der Spindelmutter b im
Lager
c drehbar gelagert. Die Antriebswelle ist mit il bezeichnet. Das Zahnrad Z1 steht
im Eingriff; mit dem Zahnrad Z2, das fest mit der Spindelmutter b verbunden ist.
Zwischen der Spindel a und der Spindelmutter bist ein elastisches Glied, die vorgespannte
Feder f, eingebaut. Fest mit der Spindel a
ist die Bremsscheibe d verbunden,
auf der die Bremsbacken e liegen. Außerdem ist zur Begrenzung des Aufwärtshubes
ein Anschlag g an der Spindel a angebracht.
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Wird die Spindelmutter b in Drehung versetzt, so wird zwangsläufig
durch die Feder fauch die Spindel a zu gleicher Umdrehung gezwungen. Die Spindel
a führt bei dieser gleichen Drehzahl keine IIubbewegung aus. Beim Anpressen der
Bremslacken c verzögert sich die Drehbewegung der Spindel a, die Feder f
wird weiter gespannt, und die Spindel a führt eine Abwärtsbewegung, den Arbeitshub
aus. Ist dieser beendet, so ist die Feder f völlig gespannt, und die Spindel a und
die Spindelmutter b laufen zwangsläufig wieder mit gleichen Drehzahlen. Werden jetzt
die Bremsbacken e gelöst, so beschleunigt die gespannte Feder f die Drehbewegung
der Spindel a, und zwar um den Betrag, um den die Drehbewegung beim Abbremsen der
Spindel a verzögert wurde. Die Spindel a führt dabei einen Aufwärtshub aus,
der durch den Anschlag g begrenzt ist. Der Arbeitshub kann jederzeit durch Lösen
der Bremsbacken e unterbrochen und in den Aufwärtshub übergeführt werden (Unfallschutz).
Soll der Arbeitshub schnell erfolgen, so werden die Bremsbacken e zur plötzlichen
Verzögerung der Spindeldrehung hart betätigt. Bei weicher Betätigung der Bremsbacken
wird die Hubgeschwindigkeit langsam sein.
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Abb. 2 zeigt eine gestufte Ausführung. Die Spindelmutter b3 ist auch
außen mit Gewinde versehen und läuft in der Spindelmutter b4. als Hohlspindel. Die
Spindelmutter b3 ist mit der Spindelmutter b4 durch die Feder f1 und die Spindel
a mit der Spindelmutter b3 durch die Feder f2 elastisch gekuppelt. Mit der Spindel
a ist Bremszylinder d2, mit der Spindelmutter b3 der Bremszylinder dl fest verbunden.
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Wird die Spindelmutter b,4 in Drehung versetzt (über Zahnräder Zl,
Z2), so werden zwangsläufig durch die Federn f1, f2 auch die Spindelmutter b3 und
die Spindel a zu gleicher Umdrehung gezwungen. Weder die Spindel a noch die -Spindelmutter
b3 führen dabei eine Hubbewegung aus. Wird aber die Bremse ei betätigt, so führt
die Spindelmutter b3 eine Abwärtsbewegung, einen Arbeitshub aus, wobei die Feder
f1 gespannt wird. Ist dieser Arbeitshub beendet (s. Abb. 2a), so laufen, da die
Feder f1 gespannt ist, die Spindel d, die Spindelmutter b3 und die Spindelmutter
b4 wieder mit gleichen Drehzahlen. Der Abstand beider Bremszylinder hat sich um
die Länge des Abwärtshubes der Spindelmutter b3 vergrößert. Damit dadurch die Feder
f, die das elastische Glied zwischen den Bremszylindern, d. h. zwischen Spindel
a und Spindelmutter b3 darstellt, keine Spannungsänderung erfährt, ist die Feder
f2 auf einem Flansch h befestigt, der Außengewinde trägt. Der Bremszylinder dl ist
an seiner Innenwand mit entsprechendem Innengewinde versehen. Trotz des Abwärtsganges
der Spindelmutter b3 behält der Flansch h seine Höhenlage und dadurch seinen Synchronlauf
mit der Spindel a. Voraussetzung für diesen Fall ist, daß die Gewindesteigungen
von Spindel a und Flansch h
gleich sind. Soll. beim Abwärtsgang der
Spindelmutter b3 der Abwärtsgang der Spindel a eingeleitet werden, so wird die Steigung
des Flanschgewindes entsprech:nd geringer ausgeführt. Soll aber die Spindel a der
Hubbewegung der Spindelmutter b3 folgen, so wird ein Anschlag (wie g in Abb. i).
für Zwangsläufigkeit sorgen. Die Spindelmutter b3 Soll bei Zieharbeiten als Blechniederhalter
wirken, wobei der Blechhalterdruck abhängig vom Druck der Bremsbacken ei wird. Die
Bremsbacken ei bleiben also während des ganzen Arbeitsganges im Andruck. Werden
die Bremsbacken e2 betätigt, so führt die Spindel a den Arbeitshub aus. Die Spiralfeder
f2 wird gespannt, und ,die Spindel a, die Spindelmutter b3 und die Spindelmutter
b4 laufen synchron. Beim Lösen der Bremsbacken ei und e2 beschleunigen die gespannten
Federn f1 und f2 die Drehgeschwindigkeiten der Spindel a und der Spindelmutter b3,
so daß beide den Aufwärtshub ausführen.
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Die Ausführung nach Abb. 2 stellt eine Höherstufung des in Abb. i
gezeigten Beispieles dar. Eine weitere Stufung ist auf gleiche Art möglich, so daß
z. B. außer der Spindel a und der Spindelmutter b3 noch die Spindelmutter b4 eine
Hubbewegung ausführen kann.
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Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Differentialantrieb. Außerdem
ist hierbei gezeigt, daß mehrere Spindeln nebeneinander angeordnet werden können.
Die Spindeln a1 und a2 und die Spindelmuttern b1 und b2 erhalten durch das Differentialgetriebe
i getrennten Antrieb. Werden die Bremsen ei und e2, die beiderseits des Differentialgetriebes
angeordnet sind, nicht betätigt, so laufen die Spindeln a1 und a2 mit den Spindelmuttern
b1 und b2 synchron, und es erfolgt keine Hubbewegung. Wird die Bremse ei betätigt,
so verzögern sich die Drehbewegungen der Spindel a1 und a2, und diese führen den
Abwärtshub aus. Durch die Lasche 1 wird das obere Zahnrad z gezwungen, beim Abwärts-
und Aufwärtsgang der Spindeln a1 und a2 zu folgen und im Eingriff zu bleiben. `Bei
Beendigung des Abwärtshubes wird die Bremse ei wieder gelöst und dafür die Bremse
e2 betätigt. Dadurch verzögern sich die Drehbewegungen der Spindelmuttern b1 und
b2. Die Spindeln a1 und a.2 führen den Aufwärtshub aus. Beide Bremsen können zur
einfachen Bedienung miteinander gekuppelt werden.
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Abt;. q. zeigt ein Ausführungsbeispiel mit ungleichem Übersetzungsverhältnis
für Spindel a und Spindelmutter b (Spindel a wird im vorliegenden
Falle schneller angetrieben). Durch diese Anordnung ist eine konstante Drehzahldifferenz
gegeben, d. h. die Spindel a führt eine konstante Hubbewegung aus, wenn die Kupplung
k eingekuppelt ist. Bei Beendigung des Arbeitshubes wird die Kupplung
k gelöst, so daß die Spindel a nicht mehr (oder
nur
rutschend) angetrieben wird. Die Umdrehung der Spindel a wird stark verzögert, und
es folgt dadurch ein schneller Aufwärtshub der Spindel a.
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Da der Unterschied der Übersetzungsverhältnisse gering sein kann,
ist es möglich, die Durchmesser der Zahnräder Z.= und Z4 gleich groß zu wählen,
aber z. B. Zahnrad 2, mit einem Zahn weniger auszustatten, was bei größeren Zähnezahlen
durchaus möglich ist.
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Die Drehzahl von Spindel und Spindelmutter kann bei allen Ausführungen
verhältnismäßig hoch sein. Es wäre daher gut möglich, bei elektrischem Antrieb die
Spindelmutterlagerung als Stator auszubilden.