EP2167257B1 - Ringpresse - Google Patents

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EP2167257B1
EP2167257B1 EP08773813A EP08773813A EP2167257B1 EP 2167257 B1 EP2167257 B1 EP 2167257B1 EP 08773813 A EP08773813 A EP 08773813A EP 08773813 A EP08773813 A EP 08773813A EP 2167257 B1 EP2167257 B1 EP 2167257B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing
elements
ring press
ring
rollers
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08773813A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2167257A1 (de
Inventor
Mathias Bihler
Johann Köpf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH
Original Assignee
Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH
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Publication date
Application filed by Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH filed Critical Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH
Priority to PL08773813T priority Critical patent/PL2167257T3/pl
Publication of EP2167257A1 publication Critical patent/EP2167257A1/de
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Publication of EP2167257B1 publication Critical patent/EP2167257B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/02—Special design or construction
    • B21J7/14—Forging machines working with several hammers
    • B21J7/145—Forging machines working with several hammers the hammers being driven by a rotating annular driving member

Definitions

  • the present invention relates to a ring press according to the preamble of claim 1.
  • Ring presses are used for the production of dimensionally accurate sleeves, such as plain bearings, small motor housings, chain sleeves, chain rollers and the like. These sleeves are bent from strip material in a first step using a bending tool. This is usually a bending machine used. However, the roundness of the sleeve produced by bending does not yet have the desired accuracy within the tolerances of the finished product.
  • Ring presses according to the preamble of claim 1 are known and have, for example, four pairs each orthogonal to each other arranged pressing elements. At their radially outer ends, these pressing elements comprise roller-type or ball-type force transmission elements which are acted upon by pressure generating elements rotatable in the circumferential direction relative to the pressing elements when the pressing elements are in their pressing position.
  • the movement of the pressing elements in the radial direction is, for example, by a on the respective role of a pressing element passing past, inclined pressure piece whose inclination is designed such that upon further rotation in the circumferential direction a greater pressure is exerted on the pressing element.
  • ring presses are known in which the pressure generating arrangement acts on the pressing elements via a hinge connection, in particular a kind of double ball joint between pressure generating arrangement and pressing element.
  • the pressure generating arrangement and the pressing elements are connected to one another such that, depending on the rotational position of the pressure generating arrangement relative to the pressing elements, the pressing element is pressed into its pressing position or pulled into its release position.
  • This type of ring press requires reciprocation of the pressure generating assembly to move the pressing members between the release position and the press position.
  • annular press having a plurality of rollers that are unrolled to generate pressure over a continuous circumferential path formed by the respective radially outer edges of the press members.
  • a continuous circumferential path formed by the radially outer edges of the pressing elements allows continuous rolling movement of the rollers in one direction of rotation.
  • a reciprocating movement of the pressure generating arrangement relative to the pressing elements is thus not required.
  • pressure is transmitted from at least one of the rollers to a corresponding associated pressing element.
  • the object of the invention is to provide a ring press that meets the above tolerance requirements.
  • the circumferential path has a profile which is regular in the circumferential direction and has alternating radial elevations and countersinkings, such that all rolling elements are moved synchronously into the pressing position when the rollers roll over an elevation.
  • Such a profile of the circumferential path allows for rolling the rollers in one direction of rotation also a repeated, repeated pressure generation on the workpiece.
  • the profile can be designed such that it always has the same pressure generating characteristic regardless of the direction of rotation of the pressure generating arrangement.
  • the elevations and depressions of the profile are designed to be direction-dependent, for example, such that the transition from a reduction in a survey is relatively weakly inclined to build up the pressure continuously and relatively slowly, and that the transition from the survey in the next reduction is relatively steep, so that the pressure on the workpiece quickly decreases.
  • the profile can also be designed exactly the opposite, in order to obtain the highest pressure abruptly and then reduce it at the same rotational speed of the rollers slower.
  • the pressure generating arrangement preferably has a race on whose radial inner side the rollers roll off.
  • the race, the rollers and the peripheral track thus form a kind of rolling bearing in which the race and the rollers roll relative to the circumferentially fixed pressing elements.
  • the rollers are thus guided radially inward and can be rolled out over 360 °.
  • This construction also has the advantage that the ring press is very compact.
  • the raceway is tapered on its radial outer side in the axial direction and abuts against the inside of a clamping ring of the pressure generating arrangement which is of opposite conical configuration in the axial direction.
  • the clamping ring is preferably connected to a drive ring of the pressure generating arrangement, in particular screwed. Further, it is proposed in this context that the clamping ring in the axial direction relative to the race and the drive ring is adjustable to adjust the pressure acting on the workpiece.
  • the two conical, superimposed peripheral surfaces of the race and the clamping ring allow by axial movement of the clamping ring on the axially fixed race adjusting the radial direction acting on the pressing elements and thus the workpiece pressure.
  • the adjustability can be in a range up to 0, 10 mm in the radial direction.
  • slot-like openings are formed in the pressing elements, in which stationary guide elements are received with respect to the pressing elements, which guide the radial movement of the pressing elements to the center of the dome or the ring press.
  • rollers do not abut each other during rolling between the race and the continuous peripheral edge, it is proposed that between two circumferentially adjacent rollers each have a spacer is provided which is fixed to the race.
  • the pressure generating arrangement, the pressing elements and the guide elements are supported immovably in the axial direction and are in particular on a base plate.
  • the guide elements are attached to the base plate, preferably screwed.
  • the pressing elements and the guide elements in the axial direction on the base plate is preferably a Cover plate or a flange provided, which is or is screwed to the base plate, said screw particularly preferably passes through the guide elements and they are thus also fixed.
  • the gearbox in particular has a pinion attached to a shaft of the electric motor which meshes with teeth formed on the outer circumference of the drive ring of the pressure generating arrangement.
  • the electric motor may be mounted, for example, on the other side of the base plate supporting the pressure generating assembly, the pressing elements and the guide elements, the shaft of the electric motor passing through a corresponding bore in the base plate, so that the meshing between the pinion mounted on the shaft and the drive ring is possible.
  • the pressing elements are movable by return means from the pressing position to the release position when the rollers are in the subsidence of the profile of the continuous circumferential path ,
  • the elevations and depressions in the profile of the continuous circumferential path are preferably arranged such that the elevations and depressions are arranged in the profile of the continuous circumferential path such that in each case a number n elevations are formed completely on the outer radial edge of each pressing element, that a number n 1 depressions are completely formed on each pressing element and that the still required to complete the profile reductions are formed in each case half in the circumferential direction directly adjacent pressing elements.
  • the ring press 24 comprises rollers and eight pressing elements, so that in the pressing position in each case three rollers act on a pressing element.
  • the number of rollers is equal to the number of protrusions per pressing element multiplied by the number of pressing elements, and that the number of counterbores is equal to the number of rollers or the total number of protrusions.
  • the profile begins along the circumferential direction with a half countersink, then join the three surveys with each intervening complete subsidence and the profile is completed after the third survey by another half reduction.
  • the respective half-sinks in the transition region between the two pressing elements a complete reduction, so that over the entire circumference of the circumferential path the same number of complete elevations and full subsidence is formed.
  • a base plate 10 can be seen on which a pressure generating arrangement 12 is supported in the axial direction of a rotation axis D of the ring press.
  • the pressure generating assembly 12 is driven via a pinion 14, which rotates counterclockwise with respect to the viewing direction in this embodiment, wherein the rotational movement of the pinion 14 via an in Fig. 2 shown toothing 15 is transmitted to a drive ring 16 of the pressure generating arrangement.
  • the drive ring 16 is thus driven in the clockwise direction and transmits this direction of rotation to the other in the circumferential direction U movable elements of the pressure generating arrangement 12th
  • a clamping ring 18 which is secured by means of screws 20 on the drive ring 16 extends.
  • the drive ring 16 has, based on the cross-sectional view of Fig. 2 on its right side a radially inwardly extending projection 22 through which the screws 20 are passed.
  • This radial Projection 22 forms together with the base plate 10 a receiving space in which a race 24 and rollers 26 are received.
  • a plurality of pressing elements 28 which are arranged in the circumferential direction next to each other and in the example at their radial outer end portions 29 and at their radial inner end portions 31 in the circumferential direction touch ( Fig. 4 . 5 ).
  • the pressing elements 28 have a regular profile, which comprises alternately radial elevations 32 and countersinks 34, which is shown in the enlarged, perspective illustration of a single pressing element according to FIG Fig. 5 is apparent.
  • the pressing elements 28 have an oblong hole-shaped opening 36 through which a guide element 38 passes.
  • This guide element 38 has a length in the radial direction which is slightly smaller than the length of the oblong hole 36, so that the pressing elements 28 can move in the radial direction relative to the stationary guide element 38.
  • the guide elements 38 rest on the rear side on the base plate 10 and are held by means of a resting on the front of the drive ring 16 cover plate 40 in the axial direction.
  • the cover plate 40 and the guide elements 38 are fixed by common screws 42 on the base plate 10, wherein the guide elements are also received in recesses.
  • the pressing elements 28 are moved by the rolling of the rollers 26 on the continuous circumferential path 46 in the radial direction R to a mandrel 48, on which a workpiece to be machined, in particular a sleeve 50, is pushed.
  • the sleeve 50 is acted upon and pressurized by the radial inner edges 52 of the pressing elements 28 which each form a circular arc segment, so that the sleeve 50 is pressed into its final shape between the pressing elements 28 and the mandrel 50.
  • the case generated by the ring press pressures are very high and amount to about 100 tons or more, which is a multiple, about 4- to 6 times, the pressure that can be generated by conventional ring presses.
  • the particular metallic sleeve material usually comes in the flow area, so that an optimal and precise shaping is possible.
  • the pressing elements 28 are in a release position when the rollers 26 are located in a countersink 34. In this position, a sufficient distance between the mandrel 48 and the radial inner edges 52 of the pressing elements 28 is given, which allows the feeding of a workpiece or the release of an already pressed workpiece 50.
  • the pressing elements 28 are pressed into their pressing position in which they press a sleeve 50 concentrically against the mandrel 48.
  • the mandrel 48 includes in its center the axis of rotation D of the pressure generating arrangement 12, in particular the circumferentially moving elements drive ring 16, clamping ring 18 and race 24.
  • the mandrel 48 in the release position of the pressing elements 28 is also rotatable about the axis D together with the In this way, those areas of the sleeve can be brought into shape, which lie in a first pressing step in the circumferential direction exactly between two adjacent pressing elements 28. It can thus be bridged other pressure points and joints with multiple pressing.
  • the supplied lubricant is used in this embodiment as a return means for the pressing elements 28. If this by rolling the Rollers 26 are placed over the elevations 32 in the radial direction to the axis of rotation D out under pressure, lubricant, which is located in a formed between the slot 36 and guide member 38 intermediate space or chamber 60, also pressurized. This hydraulic pressure allows the press members 28 to be returned radially outward when the rollers 26 are in a counterbore 34 of the continuous circumferential path 46.
  • FIG. 3 Upper part of the pressure generating arrangement is from the Fig. 3 it can be seen that the clamping ring 18 and the race 24 have conical contact surfaces 62 and 64, respectively. Since the clamping ring 18 by means of the screw 20 with respect to the race 24 and the drive ring 16 in the axial direction is adjustable, can be adjusted by the interaction of the inclined contact surfaces 62, 64, a bias on the rollers and thus the pressing elements. This adjustability makes it possible to make radial adjustments in the range up to about 0.10 mm.
  • the clamping ring 18 and the race 24 in principle form a wedge gear in which the rotational movements transmitted by the pinion 14 to the drive ring 16 by means of adhesion to the rollers 26 is transmitted.
  • spacers 66 can be seen, which are mounted on the race 24. These spacers 66 hold the rollers 26 equidistant from one another and prevent the rollers 26 from approaching or being removed relative to one another when rolling in the circumferential direction. This ensures that always all rollers 26 are arranged simultaneously on a survey 32 or in a reduction 34 of the circumferential path 46, so that the pressing elements 28 are operated synchronously in the radial direction R.
  • the elevations 32 which in the exemplary embodiment have the same gradients from a countersink 34 and down to a countersink 34, could also be designed differently.
  • one of the slopes could be steeper be executed when a sudden pressure increase or decrease is desired.
  • a rapid or slow pressure increase or decrease may also be controlled via the rotational speed of the pressure generating arrangement by means of a control unit of the ring press or a production machine unit comprising the ring press, not shown and explained here.
  • the pressing elements 28 have between the radially outer and radially inner end portions 29, 31 a recess 33 which serves to receive and distribute lubricant. Furthermore, the contact surfaces between the pressing elements 28 are reduced in the circumferential direction by this recess 33.
  • the number of times a workpiece 50 is pressurized during processing depends on the circulation rate of the pressure generating assembly. For example, in the embodiment shown, an eighth-turn of the pressure generating arrangement 12 leads to a three-times pressurization of the sleeve 50, since during such eighth rotation, the rollers 26 are unrolled over three elevations 32.
  • rollers 26 and as many elevations 32 and counterbores 34 are formed on the circumferential path 30.
  • the remaining depressions 34 ' are each formed by two adjacent pressing elements 28, on each of which half a countersink 34' is formed. It is of course possible to change both the number of pressing elements and the number of rollers and the number of elevations and reductions on the circumferential path. It is essential in such an adaptation that the rolling movement of the rollers over the elevations and depressions of the circumferential path enables the synchronous actuation of the pressing elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringpresse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ringpressen werden zur Herstellung von maßgenauen Hülsen verwendet, wie beispielsweise Gleitlager, Kleinmotorengehäuse, Kettenhülsen, Kettenrollen und dergleichen. Diese Hülsen werden aus Bandmaterial in einem ersten Arbeitsschritt mit Hilfe eines Biegewerkzeugs rundgebogen. Hier kommt normalerweise eine Verbiegungsmaschine zum Einsatz. Die durch das Biegen erzeugte Rundheit der Hülse weist allerdings noch nicht die gewünschte Genauigkeit innerhalb der Toleranzen des Fertigproduktes auf.
  • Es ist daher erforderlich, die vorgebogene Hülse in einem zweiten Schritt in einer Ringpresse unter hohem Druck rundzupressen, so dass die Hülse den gewünschten Toleranzen entspricht.
  • Ringpressen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sind bekannt und weisen beispielsweise vier jeweils paarweise orthogonal zueinander angeordnete Presselemente auf. An ihren radial äußeren Enden weisen diese Presselemente rollen- oder kugelartige Kraftübertragungselemente auf, die von in Umfangsrichtung relativ zu den Presselementen drehbaren Druckerzeugungselementen beaufschlagt sind, wenn die Presselemente in ihrer Pressstellung sind. Die Bewegung der Presselemente in radialer Richtung wird dabei beispielsweise durch ein an der jeweiligen Rolle eines Presselements vorbeigehendes, geneigtes Druckstück erreicht, dessen Neigung derart ausgestaltet ist, dass bei weiterer Verdrehung in Umfangsrichtung ein größerer Druck auf das Presselement ausgeübt wird.
  • Ferner sind auch gattungsgemäße Ringpressen bekannt, bei denen die Druckerzeugungsanordnung über eine Gelenkverbindung, insbesondere eine Art doppeltes Kugelgelenk zwischen Druckerzeugungsanordnung und Presselement auf die Presselemente wirkt. Dabei sind die Druckerzeugungsanordnung und die Presselemente derart miteinander verbunden, dass je nach Drehstellung der Druckerzeugungsanordnung relativ zu den Presselementen das Presselement in seine Pressstellung gedrückt wird oder in seine Freigabestellung gezogen wird. Diese Art der Ringpresse erfordert eine Hin- und Herbewegung der Druckerzeugungsanordnung, um die Presselemente zwischen Freigabestellung und Pressstellung zu bewegen.
  • Aus der DE 42 06 260 A1 ist eine Ringpresse mit mehreren Rollen bekannt, die zur Erzeugung von Druck über eine durch die jeweiligen radialen äußeren Ränder der Presselemente gebildete kontinuierliche Umfangsbahn abgerollt werden.
  • Eine kontinuierliche Umfangsbahn, die von den radialen äußeren Rändern der Presselemente gebildet ist, ermöglicht eine kontinuierliche Abrollbewegung der Rollen in einer Drehrichtung. Eine Hin- und Herbewegung der Druckerzeugungsanordnung relativ zu den Presselementen ist somit nicht erforderlich. Dabei wird von wenigstens einer der Rollen Druck auf ein entsprechendes zugeordnetes Presselement übertragen.
  • An die oben genannten Fertigungstoleranzen werden hohe Ansprüche gestellt und es werden Genauigkeiten im Bereich von 1/100-Millimetern gefordert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ringpresse bereitzustellen, die den genannten Toleranzanforderungen gerecht wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Ringpressegemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
  • Besonders bevorzugt ist es, dass die Umfangsbahn ein in Umfangsrichtung regelmäßiges Profil mit sich abwechselnden radialen Erhebungen und Senkungen aufweist, derart, dass beim Abrollen der Rollen über eine Erhebung alle Presselemente synchron in die Pressstellung bewegt werden.
  • Ein derartiges Profil der Umfangsbahn ermöglicht beim Abrollen der Rollen in einer Drehrichtung auch eine mehrmalige, wiederholte Druckerzeugung auf das Werkstück. Das Profil kann derart ausgestaltet sein, dass es unabhängig von der Drehrichtung der Druckerzeugungsanordnung eine immer gleiche Druckerzeugungscharakteristik aufweist. Denkbar ist allerdings auch, dass die Erhebungen und Senkungen des Profils laufrichtungsabhängig ausgebildet sind, beispielsweise derart, dass der Übergang von einer Senkung in eine Erhebung relativ schwach geneigt ist, um den Druck kontinuierlich und relativ langsam aufzubauen, und dass der Übergang von der Erhebung in die nächste Senkung relativ steil ausgebildet ist, so dass der Druck auf das Werkstück schnell nachlässt. Je nach den gewünschten Fertigungsbedingungen kann das Profil auch genau umgekehrt ausgebildet sein, um den höchsten Druck schlagartig zu erhalten und ihn anschließend bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit der Rollen langsamer zu reduzieren.
  • Damit die Rollen an der Umfangsbahn abgerollt werden können, weist die Druckerzeugungsanordnung bevorzugt einen Laufring auf, an dessen radialer Innenseite sich die Rollen abwälzen. Der Laufring, die Rollen und die Umfangsbahn bilden somit eine Art Wälzlager, bei dem sich der Laufring und die Rollen relativ zu den in Umfangsrichtung feststehenden Presselementen abrollen. Die Rollen sind somit radial innen geführt und können über 360° geführt abgerollt werden. Diese Bauweise hat überdies den Vorteil, dass die Ringpresse sehr kompakt ist.
  • Um eine einstellbare Vorspannung zu ermöglichen, die vom Laufring auf die Rollen und somit die Presselemente ausgeübt wird, wird vorgeschlagen, dass der Laufring auf seiner radialen Außenseite in Axialrichtung konisch ausgeführt ist und an der Innenseite eines in Axialrichtung gegenläufig konisch ausgebildeten Spannrings der Druckerzeugungsanordnung anliegt. Dabei ist der Spannring vorzugsweise mit einem Antriebsring der Druckerzeugungsanordnung verbunden, insbesondere verschraubt. Ferner wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass der Spannring in Axialrichtung relativ zum Laufring und zum Antriebsring verstellbar ist, um den auf das Werkstück wirkenden Druck einzustellen.
  • Die beiden konisch ausgebildeten, aufeinander liegenden Umfangsflächen des Laufrings und des Spannrings ermöglichen durch eine axiale Bewegung des Spannrings auf dem axial feststehenden Laufring die Einstellung des in Radialrichtung auf die Presselemente und somit das Werkstück wirkenden Drucks. Die Verstellbarkeit kann in einem Bereich bis zu 0,10 mm in radialer Richtung liegen.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in den Presselementen langlochartige Öffnungen ausgebildet sind, in denen bezüglich der Presselemente ortsfeste Führungselemente aufgenommen sind, welche die radiale Bewegung der Presselemente zum Zentrum des Doms bzw. der Ringpresse führen.
  • Damit die Rollen während des Abrollens zwischen dem Laufring und dem kontinuierlichen Umfangsrand nicht aneinander stoßen, wird vorgeschlagen, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Rollen jeweils ein Distanzstück vorgesehen ist, das am Laufring befestigt ist.
  • Bevorzugt sind die Druckerzeugungsanordnung, die Presselemente und die Führungselemente in axialer Richtung unverschieblich abgestützt und liegen insbesondere auf einer Grundplatte auf. Dabei sind insbesondere die Führungselemente an der Grundplatte befestigt, vorzugsweise verschraubt. Um die Druckerzeugungsanordnung, die Presselemente und die Führungselemente in Axialrichtung an der Grundplatte zu halten, ist vorzugsweise eine Abdeckplatte bzw. ein Flansch vorgesehen, die bzw. der mit der Grundplatte verschraubt ist, wobei diese Verschraubung besonders bevorzugt durch die Führungselemente hindurchgeht und diese damit ebenfalls fixiert sind.
  • Um die Druckerzeugungsanordnung relativ zu den Presselementen zu verdrehen, wird vorgeschlagen, die Druckerzeugungsanordnung durch einen Elektromotor und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe anzutreiben. Dabei weist das Getriebe insbesondere ein an einer Welle des Elektromotors angebrachtes Ritzel auf, das mit am Außenumfang des Antriebsrings der Druckerzeugungsanordnung ausgebildeten Zähnen kämmt. Der Elektromotor kann beispielsweise auf der anderen Seite der die Druckerzeugungsanordnung, die Presselemente und die Führungselemente abstützenden Grundplatte befestigt sein, wobei die Welle des Elektromotors durch eine entsprechende Bohrung in der Grundplatte hindurchgeht, so dass das Kämmen zwischen dem an der Welle angebrachten Ritzel und dem Antriebsring ermöglicht ist.
  • Um ein Werkstück über den Dorn der Ringpresse zuzuführen oder es nach dem Pressvorgang aus der Ringpresse zu entnehmen, wird vorgeschlagen, dass die Presselemente durch Rückstellmittel von der Pressstellung in die Freigabestellung bewegbar sind, wenn sich die Rollen in den Senkungen des Profils der kontinuierlichen Umfangsbahn befinden.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in der Ringpresse vorhandenes Schmieröl zur Rückstelldruckerzeugung verwendet wird. Dies erfolgt dadurch, dass Schmieröl, das sich in jeweiligen Zwischenräumen befindet, die zwischen dem Führungselement und einer Langlochöffnung eines jeweiligen Presselements ausgebildet sind, in diesem Zwischenraum in der Pressstellung unter Druck gesetzt wird, derart, dass der aufgebaute hydraulische Druck ausreicht, um das Presselement relativ zum Führungselement radial nach außen zu bewegen, wenn der von den Rollen auf die Presselemente ausgeübte Druck nachlässt.
  • Die Erhebungen und Senkungen im Profil der kontinuierlichen Umfangsbahn sind bevorzugt derart angeordnet, dass die Erhebungen und Senkungen im Profil der kontinuierlichen Umfangsbahn derart angeordnet sind, dass jeweils eine Anzahl n Erhebungen vollständig auf dem äußeren radialen Rand jedes Presselements ausgebildet sind, dass eine Anzahl n-1 Senkungen vollständig auf jedem Presselement ausgebildet sind und dass die zur Vervollständigung des Profils noch erforderlichen Senkungen jeweils zur Hälfte auf in Umfangsrichtung direkt benachbarten Presselementen ausgebildet sind.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Ringpresse 24 Rollen und acht Presselemente umfasst, so dass in der Pressstellung jeweils drei Rollen auf ein Presselement wirken. Damit die synchrone Bewegung der Presselemente ermöglicht wird, wird vorgeschlagen, dass die Anzahl Rollen gleich der Anzahl an Erhebungen pro Presselement multipliziert mit der Anzahl der Presselemente ist, und dass die Anzahl der Senkungen gleich der Rollenanzahl bzw. der gesamten Anzahl an Erhebungen ist.
  • Bezogen auf die Ausführungsform mit 24 Rollen bedeutet dies, dass ein Presselement n=3 Erhebungen aufweist, die vollständig auf dem äußeren radialen Rand des Presselements ausgebildet sind. Das Profil beginnt entlang der Umfangsrichtung mit einer halben Senkung, danach schließen sich die drei Erhebungen mit jeweils dazwischenliegender vollständiger Senkung an und das Profil wird nach der dritten Erhebung durch eine weitere halbe Senkung abgeschlossen. Wenn nun zwei Presselemente direkt nebeneinander liegen, bilden die jeweiligen halben Senken im Übergangsbereich zwischen den beiden Presselementen eine vollständige Senkung, so dass über den gesamten Umfang der Umfangsbahn die gleiche Anzahl von vollständigen Erhebungen und vollständigen Senkungen ausgebildet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer beispielhaften, nicht einschränkenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben.
    • Fig. 1
    ist eine Draufsicht in Axialrichtung der Ringpresse, wobei die Ringpresse teilweise geöffnet dargestellt ist.
    Fig. 2
    ist eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinie II-II.
    Fig. 3
    ist eine Vergrößerung der Schnittansicht der Fig. 2 oberhalb der Drehachse der Ringpresse.
    Fig. 4
    ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht der Rollenanordnung in der Ringpresse.
    Fig. 5
    ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Presselements.
  • In der schematischen Draufsicht gemäß Fig. 1 ist eine Grundplatte 10 ersichtlich, auf der eine Druckerzeugungsanordnung 12 in Axialrichtung einer Drehachse D der Ringpresse abgestützt ist. Die Druckerzeugungsanordnung 12 ist über ein Ritzel 14, das sich bezogen auf die Blickrichtung in dieser Ausführungsform im Gegenuhrzeigersinn dreht, angetrieben, wobei die Drehbewegung des Ritzels 14 über eine in Fig. 2 dargestellte Verzahnung 15 an einem Antriebsring 16 der Druckerzeugungsanordnung übertragen wird. Der Antriebsring 16 wird somit in Uhrzeigersinnrichtung angetrieben und überträgt diesen Drehsinn auf die weiteren in Umfangsrichtung U beweglichen Elemente der Druckerzeugungsanordnung 12.
  • Entlang dem Innenumfang des Antriebsrings 16 erstreckt sich ein Spannring 18, der vermittels Schrauben 20 am Antriebsring 16 befestigt ist. Der Antriebsring 16 weist bezogen auf die Querschnittsdarstellung der Fig. 2 auf seiner rechten Seite einen sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 22 auf, durch den die Schrauben 20 hindurchgeführt sind. Dieser radiale Vorsprung 22 bildet zusammen mit der Grundplatte 10 einen Aufnahmeraum, in dem ein Laufring 24 und Rollen 26 aufgenommen sind. In radialer Richtung schließen sich an die Rollen 26 mehrere Presselemente 28 an, die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und sich im Beispiel an ihren radialen äußeren Endbereichen 29 und an ihren radialen inneren Endbereichen 31 in Umfangsrichtung berühren (Fig. 4, 5).
  • An ihrem radial äußeren Rand 30 weisen die Presselemente 28 ein regelmäßiges Profil auf, das abwechselnd radiale Erhebungen 32 und Senkungen 34 umfasst, was aus der vergrößerten, perspektivischen Darstellung eines einzelnen Presselements gemäß Fig. 5 ersichtlich ist.
  • Die Presselemente 28 weisen eine langlochförmige Öffnung 36 auf, durch die ein Führungselement 38 hindurchgeht. Dieses Führungselement 38 weist in radialer Richtung eine Länge auf, die etwas kleiner ist als die Länge des Langlochs 36, so dass sich die Presselemente 28 in radialer Richtung relativ zum feststehenden Führungselement 38 bewegen können. Die Führungselemente 38 liegen auf ihrer Rückseite auf der Grundplatte 10 auf und sind mittels einer auf der Vorderseite des Antriebsrings 16 aufliegenden Abdeckplatte 40 in axialer Richtung gehalten. Die Abdeckplatte 40 und die Führungselemente 38 sind durch gemeinsame Schrauben 42 auf der Grundplatte 10 fixiert, wobei die Führungselemente zudem in Vertiefungen aufgenommen sind.
  • Die Presselemente 28 werden durch das Abrollen der Rollen 26 auf der kontinuierlichen Umfangsbahn 46 in radialer Richtung R zu einem Dorn 48 bewegt, auf den ein zu bearbeitendes Werkstück, insbesondere eine Hülse 50, aufgeschoben ist. Die Hülse 50 wird durch die jeweils ein Kreisbogensegment bildenden radialen Innenränder 52 der Presselemente 28 beaufschlagt und unter Druck gesetzt, so dass die Hülse 50 zwischen den Presselementen 28 und dem Dorn 50 in ihre endgültige Form gepresst wird. Die dabei durch die Ringpresse erzeugten Drücke sind sehr hoch und betragen bis etwa 100 Tonnen oder auch mehr, was einem Vielfachen, etwa dem 4- bis 6-Fachen, des Drucks entspricht, der durch herkömmliche Ringpressen erzeugt werden kann. Dabei kommt das insbesondere metallische Hülsenmaterial in der Regel in den Fließbereich, so dass eine optimale und präzise Formgebung ermöglicht ist.
  • Aufgrund der Profilgebung sind die Presselemente 28 in einer Freigabestellung, wenn sich die Rollen 26 in einer Senkung 34 befinden. In dieser Stellung ist zwischen dem Dorn 48 und den radialen Innenrändern 52 der Presselemente 28 ein ausreichender Abstand gegeben, der das Zuführen eines Werkstücks bzw. das Freigeben eines bereits gepressten Werkstücks 50 ermöglicht. Wenn die Rollen 26 auf einer Erhebung 32 stehen, sind die Presselemente 28 in ihre Pressstellung gedrückt, in der sie eine Hülse 50 konzentrisch gegen den Dorn 48 pressen.
  • Der Dorn 48 umfasst in seinem Zentrum die Drehachse D der Druckerzeugungsanordnung 12, insbesondere der sich in Umfangsrichtung bewegenden Elemente Antriebsring 16, Spannring 18 und Laufring 24. Bevorzugt ist der Dorn 48 in der Freigabestellung der Presselemente 28 ebenfalls um die Achse D drehbar zusammen mit der aufgeschobenen Hülse 50. Hierdurch können auch diejenigen Bereiche der Hülse in Form gebracht werden, die in einem ersten Pressschritt in Umfangsrichtung genau zwischen zwei benachbarten Presselementen 28 liegen. Es können somit andere Druckstellen und Nahtstellen überbrückt werden bei mehrfachem Pressen.
  • Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass auf der Rückseite der Grundplatte 10 ein Elektromotor 54 angebracht ist, dessen Antriebswelle 56 durch die Grundplatte hindurchgeht und das Ritzel 14 trägt. Ferner sind in der Grundplatte Schmiermittelzuführungen 58 ausgebildet, über die Schmiermittel in den durch Grundplatte 10, Abdeckplatte bzw. Flansch 40 und Antriebsring 16 gebildeten Ringpresseninnenraum zugeführt werden kann.
  • Das zugeführte Schmiermittel dient bei dieser Ausführungsform auch als Rückstellmittel für die Presselemente 28. Wenn diese durch das Abrollen der Rollen 26 über die Erhebungen 32 in Radialrichtung zur Drehachse D hin unter Druck gesetzt werden, wird Schmiermittel, das sich in einem zwischen Langloch 36 und Führungselement 38 gebildeten Zwischenraum bzw. -kammer 60 befindet, ebenfalls unter Druck gesetzt. Dieser Hydraulikdruck ermöglicht es, dass die Presselemente 28 radial nach außen zurückgestellt werden können, wenn sich die Rollen 26 in einer Senkung 34 der kontinuierlichen Umfangsbahn 46 befinden.
  • Bezug nehmend auf die vergrößerte Querschnittsansicht des bezogen auf die Fig. 2 oberen Teils der Druckerzeugungsanordnung ist aus der Fig. 3 ersichtlich, dass der Spannring 18 und der Laufring 24 konische Kontaktflächen 62 bzw. 64 aufweisen. Da der Spannring 18 vermittels der Schraube 20 bezüglich des Laufrings 24 und des Antriebsrings 16 in axialer Richtung verstellbar ist, kann durch das Zusammenwirken der geneigten Kontaktflächen 62, 64 eine Vorspannung auf die Rollen und somit die Presselemente eingestellt werden. Diese Verstellbarkeit ermöglicht es, radiale Verstellungen im Bereich bis etwa 0,10 mm vorzunehmen. Der Spannring 18 und der Laufring 24 bilden im Prinzip ein Keilgetriebe, bei dem die vom Ritzel 14 auf den Antriebsring 16 übertragenen Drehbewegungen vermittels Kraftschluss auf die Rollen 26 übertragen wird.
  • In der Fig. 1 sind noch Distanzelemente 66 ersichtlich, die am Laufring 24 angebracht sind. Diese Distanzstücke 66 halten die Rollen 26 in gleichem Abstand zueinander und verhindern, dass sich die Rollen 26 beim Abrollen in Umfangsrichtung relativ zueinander annähern bzw. entfernen. Hierdurch wird gewährleistet, dass immer alle Rollen 26 gleichzeitig auf einer Erhebung 32 oder in einer Senkung 34 der Umfangsbahn 46 angeordnet sind, so dass die Presselemente 28 synchron in Radialrichtung R betätigt werden.
  • Bezug nehmend auf Fig. 4 und 5 ist noch anzufügen, dass die Erhebungen 32, welche im Ausführungsbeispiel gleiche Steigungen aus einer Senkung 34 heraus und zu einer Senkung 34 hinab aufweisen, auch unterschiedlich ausgeführt sein könnten. Beispielsweise könnte eine der Steigungen steiler ausgeführt sein, wenn eine schlagartige Druckzu- bzw. -abnahme gewünscht ist. Selbstverständlich kann eine solche rasche oder langsame Druckzu- bzw. -abnahme auch über die Drehgeschwindigkeit der Druckerzeugungsanordnung gesteuert sein mittels einer hier nicht dargestellten und erläuterten Steuereinheit der Ringpresse bzw. einer die Ringpresse umfassenden Produktionsmaschineneinheit.
  • Die Presselemente 28 weisen zwischen den radial äußeren und radial inneren Endbereichen 29, 31 eine Aussparung 33 auf, die zur Aufnahme und Verteilung von Schmiermittel dient. Ferner werden durch diese Aussparung 33 die Kontaktflächen zwischen den Presselementen 28 in Umfangsrichtung reduziert.
  • Wie oft ein Werkstück 50 bei der Bearbeitung unter Druck gesetzt wird, hängt von der Umlaufzahl der Druckerzeugungsanordnung ab. Beispielsweise führt im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Achteldrehung der Druckerzeugungsanordnung 12 zu einem dreimaligen Druckbeaufschlagen der Hülse 50, da während einer solchen Achteldrehung die Rollen 26 über drei Erhebungen 32 abgerollt werden.
  • Es ist noch anzumerken, dass im Ausführungsbeispiel 24 Rollen 26 und ebenso viele Erhebungen 32 und Senkungen 34 auf der Umfangsbahn 30 ausgebildet sind. Dabei befinden sich auf einem Presselement 28 immer drei vollständige Erhebungen 32 und zwei dazwischenliegende vollständige Erhebungen 34. Die übrigen Senkungen 34' werden jeweils durch zwei benachbarte Presselemente 28 gebildet, auf denen jeweils eine halbe Senkung 34' ausgebildet ist. Es ist selbstverständlich möglich, sowohl die Anzahl Presselemente als auch die Anzahl Rollen und die Anzahl von Erhebungen und Senkungen auf der Umfangsbahn zu verändern. Wesentlich bei einer solchen Anpassung ist, dass durch die Abrollbewegung der Rollen über die Erhebungen und Senkungen der Umfangsbahn die synchrone Betätigung der Presselemente ermöglicht ist.

Claims (14)

  1. Ringpresse, umfassend
    einen Dorn (48), über den ein zu pressendes ringförmiges Werkstück (50) in Axialrichtung der Ringpresse zuführbar ist und an dem das Werkstück (50) abstützbar ist,
    mehrere in Radialrichtung (R) geführt bewegliche Presselemente (28), mit denen Druck auf das am Dorn (48) abgestützte Werkstück (50) ausübbar ist, und
    eine in Umfangsrichtung relativ zu den Presselementen (28) drehbare Druckerzeugungsanordnung (12), bei deren Verdrehung relativ zu den Presselementen (28) die Presselemente (28) von einer Freigabestellung in eine Pressstellung bewegt werden, wobei die Druckerzeugungsanordnung mehrere Rollen (26) umfasst, die zur Erzeugung von Druck über eine durch die jeweiligen radialen äußeren Ränder (30) der Presselemente gebildete kontinuierliche Umfangsbahn (46) abgerollt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass in den Presselementen (28) langlochartige Öffnungen (36) ausgebildet sind, in denen bezüglich der Presselemente (28) ortsfeste Führungselemente (38) aufgenommen sind, welche die radiale Bewegung der Presselemente (28) zum Zentrum des Dorns (48) bzw. der Ringpresse führen, wobei die Presselemente (28) durch hydraulische Rückstellmittel, welche die Führungselemente (38) und die Öffnungen (36) umfassen, von der Pressstellung in die Freigabestellung bewegbar sind, dadurch, dass Schmieröl, das sich in jeweiligen Zwischenräumen befindet, die zwischen einem jeweiligen Führungselement (38) und einer Öffnung (36) ausgebildet sind, in der Pressstellung unter Druck gesetzt ist.
  2. Ringpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsbahn (46) ein in Umfangsrichtung regelmäßiges Profil mit sich abwechselnden radialen Erhebungen (32) und Senkungen (34, 34') aufweist, derart, dass beim Abrollen der Rollen (26) über eine Erhebung (32) alle Presselemente (28) synchron in die Pressstellung bewegt werden.
  3. Ringpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsanordnung (12) einen Laufring (24) umfasst, an dessen radialer Innenseite sich die Rollen (26) abwälzen.
  4. Ringpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (24) auf seiner radialen Außenseite (64) in Axialrichtung konisch ausgeführt ist und an der Innenseite (62) eines in Axialrichtung gegenläufig konisch ausgebildeten Spannrings (18) der Druckerzeugungsanordnung (12) anliegt.
  5. Ringpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) mit einem Antriebsring (16) der Druckerzeugungsanordnung (12) verbunden ist, insbesondere verschraubt ist.
  6. Ringpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) in Axialrichtung relativ zum Laufring (24) und zum Antriebsring (16) verstellbar ist, um den auf das Werkstück (50) wirkenden Druck einzustellen.
  7. Ringpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Rollen (26) jeweils ein Distanzstück (66) vorgesehen ist, das am Laufring (24) befestigt ist.
  8. Ringpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsanordnung (12), die Presselemente (28) und die Führungselemente (38) in axialer Richtung unverschieblich abgestützt sind, insbesondere auf einer Grundplatte (10) aufliegen.
  9. Ringpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (38) an der Grundplatte (10) befestigt sind, insbesondere mit dieser verschraubt sind.
  10. Ringpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsanordnung (12) durch einen Elektromotor (54) und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe (14) angetrieben ist.
  11. Ringpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein an einer Welle (56) des Elektromotors (54) angebrachtes Ritzel (14) umfasst, das mit am Außenumfang des Antriebsrings (16) der Druckerzeugungsanordnung ausgebildeten Zähnen (15) kämmt.
  12. Ringpresse nach einem der Ansprüche 2-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (32) und Senkungen (34, 34') im Profil der kontinuierlichen Umfangsbahn (46) derart angeordnet sind, dass jeweils eine Anzahl n Erhebungen (32) vollständig auf dem äußeren radialen Rand (30) jedes Presselements (28) ausgebildet sind, dass eine Anzahl n-1 Senkungen (34) vollständig auf jedem Presselement ausgebildet sind und dass die zur Vervollständigung des Profils (30) noch erforderlichen Senkungen (34') jeweils zur Hälfte auf in Umfangsrichtung direkt benachbarten Presselementen (28) ausgebildet sind.
  13. Ringpresse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie 24 Rollen (26) und 8 Presselemente (28) umfasst, so dass in der Pressstellung jeweils drei Rollen (26) auf ein Presselement (28) wirken.
  14. Ringpresse nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Rollen (26) gleich der Anzahl n Erhebungen (32) pro Presselement (28) multipliziert mit der Anzahl der Presselemente (28) ist und dass die Anzahl der Senkungen (34, 34') gleich der Rollenanzahl bzw. der gesamten Anzahl an Erhebungen (32) ist.
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