EP2646181B1

EP2646181B1 - System aus einer pressscheibe und einem adapterstück zur montage an einem pressstempel einer pressvorrichtung

Info

Publication number: EP2646181B1
Application number: EP11790964.8A
Authority: EP
Inventors: Horst Heydasch
Original assignee: Horst Heydasch Dummy Block & Co KG GmbH
Current assignee: Horst Heydasch Dummy Block & Co KG GmbH
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: SI2646181T1; DE102011007729B3; WO2012072688A1; US20130247640A1; EP2646180A1; US9492855B2; DE102010064400B4; DE102010064400A1; EP2646181A1; WO2012072686A1; EP2646180B1; CA2819279C; CA2819279A1

Description

Die Erfindung betrifft ein System aus einer Pressscheibe und einem Adapterstück zur Montage am Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei die Pressscheibe wenigstens ein Füllstück mit einer Pressfläche umfasst, über die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann. Das Füllstück ist von einem ebenfalls zur Pressscheibe gehörenden Dichtring umgeben, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche und der Außenkegelfläche des Füllstücks einen ersten Spalt ausbildet. Zwischen dem Füllstück und dem Dichtring verläuft ferner wenigstens ein radialer Spalt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet.
Nach dem Stand der Technik sind Pressen bekannt, welche Pressscheiben umfassen, mit denen Druck auf das zu verpressende Material übertragen werden kann. Die Pressscheiben sind in der Regel rotationssymmetrisch und befinden sich während des Pressvorganges in einem Aufnehmer, der sie ummantelt. In der Regel besteht die Pressscheibe aus einem Metall wie Warmarbeitsstahl.
Beim Pressen ist die Pressscheibe einer starken Druckbelastung und einer Durchmesservergrößerung ausgesetzt, die eine Beanspruchung des Materials mit sich führt. Diese Beanspruchung führt zu einem Verschleiß des Pressscheibenmaterials. Weiterhin ergibt sich bei den Pressvorrichtungen nach dem Stand der Technik die Problematik, dass zu Beginn des Pressvorgangs im Aufnehmer enthaltene Luft oftmals nicht vollständig entweichen kann und das zu verpressende Material beeinträchtigt.
Daher ist man bestrebt, Pressscheiben zu entwickeln, die eine möglichst geringe Materialbeanspruchung und damit eine höhere Lebensdauer der Pressscheibe mit sich bringen. Beispielsweise offenbart die Deutsche Patentschrift DE 100 36 463 B4 , welche die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, eine vorteilhafte Pressscheibe und eine Pressvorrichtung mit einer solchen Pressscheibe, bei der die Pressscheibe ein Füllstück mit einer Pressfläche umfasst, mit der eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann. Das Füllstück ist von einem Dichtring umgeben, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche und der Außenkegelfläche des Füllstücks einen ersten Spalt ausbildet. Zwischen dem Füllstück und dem Dichtring verläuft ferner wenigstens ein radialer Spalt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet.
Aus der WO 98/ 03 277 A1 ist eine Pressscheibe mit einem Basisteil, einem Verbindungselement zur Verbindung des Basisteils mit einem Pressstempel, einem austauschbaren Schleißring, der an einem vorderen, umlaufenden Bereich der Pressscheibe, sowie einer Vorrichtung zur lösbaren Sicherung des Schließrings an dem Basisteils, bekannt. Ferner enthält die Pressscheibe eine Vorrichtung zum Einklinken des Presstopfes in den Schleißring während des Pressens. Der Schleißring ist aus Metall und weist eine konische innere Oberfläche auf, die zum Basisteil hin konvergiert. Die Vorrichtung zum Einklinken des Presstopfes in den Schließring enthält einen metallischen Druckstempel mit einer Stirnfläche mit konischer Oberfläche, wobei die Druckstempelstirnfläche während des Pressens in den Ring gepresst wird. Die konvergierenden Oberflächen von Ring und Pressstempelstirnfläche sind so beabstandet, dass das Eintauchen des Pressstempels in den Ring verhindert wird.
Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 73 14 414 U beschreibt eine Pressscheibe für Pressstempel von Strangpressen, wobei die Pressscheibe eine stirnseitige, dem Pressgut zugewandte kreisförmige Ausnehmung aufweist, und die weiterhin eine konische Sitzfläche zur Anlage einer Innenplatte, die im angelegten Zustand mit der Pressscheibenstirnfläche bündig abschließt, aufweist.
Weiterhin offenbart die deutsche Patentanmeldung DE 41 32 810 A1 eine feste Pressscheibe für den Pressstempel einer Metallstrangpresse mit Entlüftungseinrichtung. Durch die konvexe Ausgestaltung der dem Pressgut zugewandten Seite der Pressscheibe kann die während des Aufstauchens des Barrens im Rezipientenraum eingeschlossene Luft über den noch nicht gespreizten Verschleißring entweichen, ebenso über die im Spreizring angeordneten Bohrungen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pressscheibe mit effizienter Entlüftung, hoher Verschleißbeständigkeit und damit hoher Lebensdauer bereitzustellen, die eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist und deren Verschleißteile auf einfache Weise von vorne montiert und demontiert werden können, ohne dass dazu eine Vielzahl von anderen Bauteilen ebenfalls montiert und demontiert werden müssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein System aus einer Pressscheibe und einem Adapterstück mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Systems ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-5. Die Aufgabe wird ferner durch eine Pressvorrichtung nach Anspruch 6 gelöst.
Die erfindungsgemäße Pressscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass über ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe je nach Drehrichtung eine Sicherung der Pressscheibe an dem Pressstempel gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar ist, wodurch der Dichtring und das Füllstück von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar sind. Durch ein Drehen des Dichtrings können daher die Verschleißteile wie das Füllstück und der Dichtring auf einfache Weise von vorne montiert und demontiert werden.
Entscheidend für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Pressscheibe ist dabei jedoch auch, dass die Rückzugskräfte über das Verbindungselement auf den Dichtring übertragen werden. Der Dichtring spreizt auch bei maximaler Druckbelastung limitiert auf und wird so bei der Rückzugsbewegung nicht im Konus belastet, so dass ein Spreizen durch Reibungskräfte am Aufnehmer verhindert wird. Ferner wird eine Biegespannung erzeugt, welche einen Verschleiß der Pressscheibe, insbesondere der Kegelflächen, stark vermindert und die Pressscheiben zum gewünschten Zeitpunkt aufweitet. Durch den radialen Spalt zwischen Füllstück und Dichtring wird dieses Biegemoment in dem Füllstück ermöglicht, welches zu einer größeren Verschleißbeständigkeit des Füllstücks und damit der Pressscheibe führt. Weiterhin wird auf das zu pressende Material beim Aufstauchen der Druck mittig weitergeleitet, bevor die Pressscheibe sich aufweitet, was zu einer besseren und insbesondere gleichmäßigeren Entlüftung führt.
Mit dieser Art von Pressscheibe kann somit eine längere Lebensdauer erzielt werden, die einen geringeren Verschleiß aufweist und die Durchmesservergrößerung und die anschließende Entlastung dauerhaft sicherstellt. Weiterhin wird der Einschluss von Luft in dem Pressvolumen verhindert, wodurch die Pressqualität verbessert wird.
Durch den so gewählten Aufbau der Pressscheibe und ein Verbindungselement, das zum einen die Pressscheibe mit dem Adapter eines Pressstempels verbindet und zum anderen die Rückzugskräfte auf den Dichtring überträgt, kann die Bauhöhe der Pressscheibe erheblich reduziert werden, was zu einer Materialersparnis und einfacheren Handhabung führt.
Ferner ist es möglich, dass nicht nur die Rückzugskräfte über das jeweilige Verbindungselement übertragen werden, sondern auch die Druckkräfte, wodurch sich die Bauhöhe der Pressscheibe ebenfalls reduzieren lässt, ohne dass dies die Funktionalität und Lebensdauer der Pressscheibe negativ beeinträchtigt. Der Dichtring behält dabei trotz der geringen Bauhöhe seine Elastizität bei. Dabei steht zumindest ein Teil der Stirnfläche des Verbindungselements mit mindestens einem Teil der Oberfläche des Adapterstücks, und zumindest ein Teil der dem Pressgut gegenüberliegenden Fläche des Dichtrings ebenfalls mit mindestens einem Teil der Oberfläche des Adapterstücks in Kontakt, wenn die Pressscheibe mit Pressdruck beaufschlagt ist. Durch die Elastizität des verwendeten Werkstoffs für den Dichtring, der üblicherweise aus einem Warmarbeitsstahl hergestellt ist, ist es möglich, eine solche Konstellation mit vertretbarem Fertigungsaufwand herzustellen. Die Höhen der einzelnen in Kontakt stehenden Elemente Verbindungselement, Adapterstück und Dichtring sind mit einer Fertigungstoleranz von wenigen hundertstel Millimeter herzustellen. Bei der Verwendung eines bestimmten Warmarbeitsstahls hat sich beispielsweise die Einhaltung einer Toleranz von ± 0,03 mm als ausreichend erwiesen.
Die zu erreichenden Bauhöhen hängen von der Elastizität des eingesetzten Warmarbeitsstahls ab. Für Durchmesser der Pressscheibe von 6 Zoll bis 25 Zoll können durch diese Bauweise geringste Bauhöhen in der Größenordnung von 40mm bis 105 mm erreicht werden, wenn man als Bauhöhe der Pressscheibe in etwa den Abstand zwischen der Pressfläche und dem Presstempel bzw. einem Adapterstück des Pressstempels ansieht. Dabei tragen Verbindungselemente, die in den Pressstempel bzw. in ein Adapterstück des Presstempels hineinragen, im Sinne dieser Erfindung nicht zur Bauhöhe der Pressscheibe bei.
Die genannten Bauhöhen der Pressscheibe sollen jedoch auch keine Beschränkung der Erfindung darstellen, sondern auch bei größeren Bauhöhen bewirkt der erfindungsgemäße Aufbau der Pressscheibe Vorteile insbesondere bei der Montage und Demontage und dem Austausch von Verschleißteilen.
Das eingesetzte Verbindungselement kann dabei auf verschiedene Weisen realisiert werden, wobei allen Ausführungsformen gemeinsam ist, dass die Rückzugskräfte über das jeweilige Verbindungselement auf den Dichtring übertragbar sind und die Verschleißteile der Pressscheibe über ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe von vorne montierbar bzw. demontierbar sind. In einigen möglichen Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst die Pressscheibe das Verbindungselement, und der Dichtring ist so mit dem Verbindungselement verbunden, dass ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe ein gleichgerichtetes Drehen des Verbindungselements um die Rotationsachse der Pressscheibe bewirkt. Hierdurch ist je nach Drehrichtung eine Sicherung des Verbindungselementes an dem Pressstempel gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar, und zusammen mit dem Dichtring und dem Füllstück ist auch das Verbindungselement von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar.
Das jeweilige Verbindungselement kann an seinem Umfang wenigstens eine Stufe mit einer im Wesentlichen radial verlaufenden Zugfläche aufweisen, so dass über diese Zugfläche die Rückzugskraft des Pressstempels über das Verbindungselement auf den Dichtring übertragbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Rückzugskraft gezielt auf eine bestimmte Fläche des Dichtrings geleitet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Adapterstück das Verbindungselement, und durch ein Drehen des Dichtrings um die Rotationsachse der Pressscheibe ist je nach Drehrichtung eine Sicherung des Dichtrings an dem Verbindungselement gegen axiale Bewegung herstellbar oder lösbar. Hierdurch sind der Dichtring und das Füllstück von der Frontseite der Pressscheibe aus an dem Pressstempel montierbar und demontierbar, während das Verbindungselement am Adapterstück und somit am Pressstempel verbleibt. Diese Ausführungsform ermöglicht die weitere Reduzierung von Bauteilen, die bei der Montage und Demontage der Pressscheibe befestigt bzw. gelöst werden müssen.
Sowohl wenn das Adapterstück, als auch wenn der Dichtring das Verbindungselement umfassen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement ein umlaufender Verbindungssteg ist, der in eine entsprechende, ebenfalls umlaufende Ausnehmung in einem gegenüber liegenden Bauteil hineinragt. Das Füllstück ist dabei unabhängig von diesem Verbindungselement gegen eine axiale Bewegung am Dichtring gesichert, und zwischen dem Verbindungssteg und der Ausnehmung sind Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen dem Dichtring und dem Adapterstück gegen axiale Bewegung vorgesehen. Über diese Mittel ist auch die Rückzugskraft des Pressstempels auf den Verbindungssteg und damit den Dichtring übertragbar.
Der Verbindungssteg kann somit am Dichtring oder am Adapterstück des Pressstempels angebracht sein, und die entsprechende umlaufende Ausnehmung ist jeweils so am jeweils anderen Bauteil angebracht, dass der Verbindungssteg bei der Montage der Pressscheibe in diese Ausnehmung hineinragt. Ist der Verbindungssteg am Dichtring vorgesehen, befindet sich die Ausnehmung daher im Adapterstück, während sie sich im Dichtring befindet, wenn der Verbindungssteg am Adapterstück angebracht ist. Welche dieser beiden Anordnungen gewählt wird, kann von den Abmessungen der Pressscheibe abhängig gemacht werden, da der Verbindungssteg beispielsweise am Dichtring und die Ausnehmung im Adapterstück vorgesehen werden können, wenn für die Ausnehmung ansonsten im Dichtring nicht genügend Raum vorhanden wäre.
Die Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung zwischen Dichtring und Adapterstück gegen axiale Bewegung können beispielsweise einen Bajonettverschluss umfassen. Dabei sind am Außen- und/oder am Innenrand des Verbindungsstegs jeweils wenigstens zwei Bajonettnocken vorgesehen, während am Außen- und/oder Innenrand der Ausnehmung entsprechende Führungsrillen zur Aufnahme dieser Bajonettnocken vorgesehen sind.
Die Pressscheibe kann so mittels des Bajonettverschlusses durch eine einfache Steck-Dreh-Bewegung an dem Adapterstück montiert bzw. demontiert werden. Dabei bietet die Stirnfläche des Verbindungsstegs eine ausreichende Fläche, um die Druckkräfte beim Pressvorgang aufnehmen zu können, während die Rückzugsbewegung des Pressstempels über die Bajonettnocken auf den Dichtring übertragen werden kann. Ferner hat diese Ausführungsform mit umlaufenden Verbindungssteg und Bajonett den Vorteil, dass darüber eine schwimmende Lagerung der Pressscheibe für alle Bauformen der Pressscheibe erreicht werden kann.
Ferner kann die Pressscheibe ein Zwischenelement umfassen, das zwischen radialen Flächen des Dichtrings und des Füllstücks angeordnet ist. In wenigstens eine druckbelastete Oberfläche dieses Zwischenelements kann wenigstens eine Nut eingebracht sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Zwischenelement aus einem Material bestehen, das eine geringere Härte als das Material des Füllstücks und/oder des Dichtrings aufweist.
Wird das Füllstück schwimmend zwischen dem Dichtring und dem Verbindungselement gelagert, kann das Füllstück vorzugsweise anschließend an seine Außenkegelfläche eine im Wesentlichen axial in Richtung des Pressstempels verlaufende Anlagefläche aufweisen, die gegenüber einer gleich verlaufenden Anlagefläche des Dichtrings liegt, wobei sich die Anlagefläche des Dichtrings an dessen Innenkegelfläche anschließt. Der radiale Abstand zwischen diesen beiden Anlageflächen ist dann vorzugsweise geringer als der radiale Abstand zwischen der Innenkegelfläche des Dichtrings und der Außenkegelfläche des Füllstücks. Durch diese Ausführungsform kann insbesondere verhindert werden, dass sich der Spalt zwischen der Außenkegelfläche des Füllstücks und dem Dichtring nachteilig auf Null reduziert, während zwischen dem Füllstück und dem Verbindungselement eventuell ein großer Spalt verbleibt, der gegebenenfalls nicht erforderlich und auch nicht erwünscht wäre.
Von der Erfindung umfasst ist auch eine Pressvorrichtung, die ein solches erfindungsgemäßes System umfasst. Vorzugsweise ist zwischen dem Dichtring und dem Pressstempel eine Verdrehsicherung vorgesehen, die auf verschiedene Weisen ausgeführt sein kann. Beispielsweise umfasst der Pressstempel ein Adapterstück und einen darum verlaufenden Außenring mit zwei Stirnflächen, von denen eine Stirnfläche in Richtung des Dichtrings ausgerichtet ist. Der Dichtring ist mittels wenigstens einer Stiftverbindung gegen eine rotatorische Bewegung an dem Außenring gesichert, und die andere Stirnseite des Außenrings ist in Richtung einer Verbindungsfläche des Adapterstücks ausgerichtet. Diese andere Stirnfläche des Außenrings und/oder die gegenüberliegende Verbindungsfläche des Adapterstücks weisen einen Nutenabschnitt mit mehreren radialen Halbnuten auf, und in wenigstens zwei gegenüberliegende Halbnuten ist ein Verbindungsstift einbringbar. Durch die auf beiden Seiten des Außenrings vorgesehenen Aufnahmen für Verbindungsstifte ist eine ausreichende Anzahl von Positionen vorhanden, in denen der Dichtring gegenüber dem Pressstempel gegen Verdrehen gesichert werden kann, so dass die Pressscheibe so weit wie erforderlich auf den Pressstempel aufgeschraubt werden kann, ohne dabei durch die Möglichkeiten der Verdrehsicherung nachteilig beschränkt zu sein.
Eine weitere vorteilhafte Verdrehsicherung besteht darin, dass von der Frontseite des Pressscheibe aus eine Schraube in das Verbindungselement eingeschraubt wird, die gegenüber der Pressscheibe ein entgegen gesetztes Gewinde aufweist und so ein Lösen der Pressscheibe verhindert.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:

Fig. 1: eine Pressscheibe gemäß dem Stand der Technik
Fig.2: eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungssteg am Adapterstück mit Bajonettverschluss ist
Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 2;
Fig. 4: eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit dem Pressstempel einer Pressvorrichtung, wobei das Verbindungselement ein Verbindungssteg am Adapterstück mit Gewindeverbindung ist; und
Fig. 5: eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 4.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der eingangs erläuterten Pressscheibe aus dem Stand der Technik. Dabei besteht die Pressscheibe aus einem Pressscheibenkern 5, auf dem mittels eines Zentrierbolzens 4 als Befestigungsmittel ein in einem zentralen Bereich konisch nach außen geformtes Füllstück 3 in eine im Pressscheibenkern 5 eingelagerte Mutter 6 eingeschraubt ist, wobei das Füllstück eine Pressfläche 16 aufweist. Die Mutter 6 wird durch einen Sicherungsstift 7 arretiert. Das Füllstück 3 umgibt ein Dichtring 1, auf den wiederum ist ein Zwischenring 2 aufgesetzt ist, welcher auch den Pressscheibenkern 5 umgibt. Zwischen Dichtring 1 und Füllstück 3 ist ein radialer Spalt 3A ausgebildet. Auf dem Zwischenring 2 ist eine weitere Stützscheibe 9 hinterlegt. Parallel zur in der Mitte durch die durchbrochene Linie angedeuteten Rotationsachse der Pressscheibe verlaufen in einem Winkel von 90° vier Bohrungen 14 durch die Stützscheibe 9 und setzen sich im Pressscheibenkern 5 fort. Die Bohrungen 14 weiten sich im vorderen Bereich der Stützscheibe 9 und im hinteren Bereich des Pressscheibenkerns 5 auf und nehmen jeweils einen Zentrierstift 8 auf. In die Bohrungen 14 münden in der Stützscheibe 9 die Bohrungen 13 für Schlüssel zum Auf- und Abschrauben der Pressscheibe. Ein Zuganker, beziehungsweise Verbindungsbolzen 12, durchtritt entlang der Rotationsachse die Stützscheibe 9 und den Pressscheibenkern 5. Hinter der Stützscheibe 9 ist ein Pressstempel 11 hinterlegt, der ebenfalls vom Zuganker 12 durchlaufen wird. Der Pressstempel 11 und die Stützscheibe 9 nehmen in einem Hohlraum den Sicherungsstift 17 auf.
Will man bei dieser Pressscheibe die Verschleißteile in Form des Füllstücks 3 und des Dichtrings 1 auswechseln, ist es dazu erforderlich, den Zentrierbolzen 4, den Pressscheibenkern 5, den Zwischenring 2, die Stützscheibe 9, die Befestigung des Füllstücks und sämtliche Stiftverbindungen zu lösen. Der Dichtring muss dann nach hinten abgestreift und ein neuer Dichtring auch von hinten montiert werden, bevor die einzelnen Komponenten wieder am Pressstempel montiert werden können.
Ferner lässt sich die Bauhöhe dieser bekannten Pressscheibe nicht erheblich reduzieren, ohne die Funktionalität zu beinträchtigen und damit die Lebensdauer der Pressscheibe negativ zu verkürzen, da jedes der eingesetzten Bauteile eine gewisse Bauhöhe benötigt, um die auftretenden Zug- und Druckbelastungen aufzunehmen und dauerhaft seine Funktion zu erfüllen.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der das Verbindungselement ein umlaufender Verbindungssteg 110 ist, der am Adapterstück 21 des Pressstempels 20 angebracht ist. Vorzugsweise handelt es sich um einen durchgehenden Verbindungssteg in Ringform, der um die Längsachse der Pressscheibe 10 herum verläuft, aber der Verbindungssteg kann auch abschnittsweise unterbrochen ausgeführt sein. Der Verbindungssteg ist dabei an derjenigen Fläche des Adapterstücks 21 angebracht, die dem Dichtring 40 zugewandt ist und ragt in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung 109 hinein, die im Dichtring 40 vorgesehen ist. Der Verbindungssteg 110 kann einstückig mit dem Adapterstück 21 oder als separates Bauteil ausgeformt sein, das an dem Adapterstück fixiert werden kann.
Der umlaufende Verbindungssteg 110 und die Aussparung 109 sind im Wesentlichen formgleich, wobei zwischen Verbindungssteg 110 und der Ausnehmung 109 ein geringes Spiel besteht, um die beiden Bauteile gegeneinander drehen zu können. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl am Außenrand als auch am Innenrand des Verbindungsstegs 110 mehrere Bajonettnocken vorgesehen. Dabei sind in Figur 2 nur eine Bajonettnocke 111 am Außenrand und eine gegenüber liegende Bajonettnocke am Innenrand des Verbindungsstegs 110 dargestellt, wobei über den gesamten Verbindungssteg jedoch vorzugsweise weitere Bajonettnocken angeordnet sind. Beispielsweise können im Abstand von 90° jeweils vier Bajonettnocken am Außen- und Innenrand vorgesehen sein. Möglich ist es aber auch, nur am Außen- oder Innenrand Bajonettnocken vorzusehen und die Bajonettnocken des Außenrandes können im Gegensatz zur Darstellung in Figur 2 auch versetzt zu den Bajonettnocken des Innenrandes angeordnet sein.
Die Bajonettnocken greifen in nicht dargestellte Führungsrillen ein, die in den Seitenwänden der Ausnehmung 109 eingebracht sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise jeweils um eine Rille in Längsrichtung und eine quer stehende Rille am Ende der Längsrille. So können die Bajonettnocken in die Längsrillen eingeführt und der Verbindungssteg 110 am Ende so gedreht werden, dass die Bajonettnocken in die Querrillen einrasten und so eine weitere axiale Bewegung verhindert ist. Ein Bajonettnocken kann als beliebig geformte Erhebung auf dem Umfang des Verbindungsstegs 110 ausgeformt sein, wobei der Bajonettnocken etwa 2,5 bis 15mm von dem Verbindungssteg 110 absteht. Vorzugsweise werden die Bajonettnocken durch einen umlaufenden Kranz mit mehreren Unterbrechungen gebildet, wobei die Bereiche zwischen den Unterbrechungen die Bajonettnocken bilden, die in entsprechend breit ausgeführte Führungsrillen in der Ausnehmung 109 eingreifen können.
Das Füllstück 30 ist in dieser Ausführungsform mit Verbindungssteg unabhängig vom dem gewählten Verbindungselement mit dem Dichtring 40 verbunden. Beispielsweise kann dies durch einen Befestigungsbolzen 100 erfolgen, der in das Füllstück 30 und den Dichtring 40 eingeschraubt und zusätzlich gegen Verdrehen durch eine nur gestrichelt dargestellte Stiftverbindung 73 gesichert ist. Die Frontseite des Befestigungsbolzens 100 bildet dabei zusammen mit dem Füllstück 30 einen Teil der Pressfläche aus. Durch eine Steck-Dreh-Bewegung kann so der Dichtring 40 zusammen mit dem Füllstück 30 und dem Befestigungsbolzen 100 auf den Verbindungssteg 110 aufgedreht und durch den Bajonettverschluss gegen axiale Bewegung gesichert werden.
Das Drehen des Dichtrings 40 und damit der Pressscheibe 10 kann auch hier über Aufnahmen 91 erfolgen, die sich seitlich am Dichtring 40 befinden. Als Verdrehsicherung der Pressscheibe 20 gegenüber dem Adapterstück 21 kann wenigstens eine seitliche Stiftverbindung 73 vorgesehen sein, wobei der verwendete Stift in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine weitere Schraube 120 gegen ein Herausfallen gesichert sein kann.
Die Rückzugskraft des Pressstempels 20 kann in dieser Ausführungsform über die Zugflächen 66" im Bereich der Bajonettnocken vom Adapterstück 21 auf den Dichtring 40 übertragen werden, während die Druckkräfte vollständig von der Frontfläche des Verbindungsstegs 110 aufgenommen werden können. Durch Entlüftungskanäle 92 kann Luft aus dem Spalt 51 ferner auf kurzem Wege über die Ausnehmung 109 seitlich abgeführt werden.
Durch die Wahl geeigneter Maße und Toleranzen ist es möglich, dass Druckkräfte, die über das Pressgut auf die Pressscheibe übertragen werden, sowohl über die Stirnfläche des Verbindungsstegs 110, 110' zwischen den Bajonettnocken 111, 112, 111', 112' auf die entsprechende Fläche in der Ausnehmung 109, 109', als auch über die dem Pressgut abgewandte Oberfläche des Dichtrings auf die Oberfläche des Adapterstücks 21 übertragen werden. Unter Verbindungssteg 110, 110' wird in diesem Zusammenhang im Falle, dass mehrere Bajonettnocken 111,112,111', 112' beispielsweise nach innen zur Mittelachse der Pressscheibe 10 hin und nach außen von der Mittelachse der Pressscheibe 10 weg weisend an dem Verbindungselement angebracht sind, ein ringförmiges Verbindungselement verstanden, während in dem Falle, dass Bajonettnocken 111, 111' oder 112, 112' nur nach innen zur Mittelachse der Pressscheibe 10 hin oder nur nach außen von der Mittelachse der Pressscheibe 10 weg weisend an dem Verbindungselement angebracht sind, ein kreisförmiges Verbindungselement verstanden. Daneben ist aber auch jede andere geeignete Form des Verbindungselements möglich. Eine entsprechende Doppelpassung lässt sich in Abhängigkeit von der Elastizität des Dichtrings 40 durch die Einhaltung einer Toleranz von wenigen hundertstel Millimetern herstellen, was durch die Verwendung entsprechender Werkzeugmaschinen problemlos möglich ist. Beispielsweise hat sich die Einhaltung einer Toleranz von ± 0,03 Millimetern bei der Verwendung eines geeigneten Warmarbeitsstahls für die Dichtscheibe 40 als ausreichend erwiesen. Je nach Werkstoffpaarung, auftretenden Druckkräften und Durchmesser der Pressscheibe ist es ausreichend, wenn die Flächen unter Druckbelastung nur teilweise in Kontakt stehen.
Alternativ kann diese Ausführungsform auch gemäß Figur 3 abgewandelt werden und ein umlaufender Verbindungssteg 110' am Dichtring 40 ausgeformt werden, während sich eine entsprechende Ausnehmung 109' im Adapterstück 21 befindet, um den Verbindungssteg 110' bei der Montage aufzunehmen. Entsprechende Bajonettnocken 111' und 112' sind am Verbindungssteg 110' ausgebildet, und auch hier kann die Pressscheibe 10 durch eine Steck-Dreh-Bewegung am Adapterstück 21 montiert bzw. demontiert werden. Eine Verdrehsicherung des Dichtrings 40 gegenüber dem Adapterstück 21 könnte hierbei durch wenigstens eine Schraube 120 realisiert werden, die in das Adapterstück 21 und dann in den Verbindungssteg 110' eingeschraubt würde. Die Abstimmung der Höhenmaße der Bereiche Verbindungssteg 110, 11', Dichtring 40 und Adapterstück 21, 21', 21" kann dabei analog der vorherigen Ausführungsform gewählt werden.
In den Fig. 2 und 3 ist jeweils ein doppeltes Bajonett mit Bajonettnocken 111, 112, 111', 112' sowohl auf der Innen-, als auch auf der Außenseite des Verbindungsstegs 110, 110' dargestellt. Dies stellt keine Einschränkung auch auf andere Arten eines Bajonetts dar. Beispielsweise ist auch denkbar, ein Bajonett mit nur mit einseitig angeordneten Bajonettnocken 111, 111' oder 112, 112' vorzusehen, was fertigungstechnische Vorteile mit sich bringt.
Diese Ausführungsform kann beispielsweise für kleinere Durchmesser der Pressscheibe vorteilhaft sein, wenn in dem Dichtring 40 nicht genügend Raum für einen geeigneten Verbindungssteg wäre, ohne den Dichtring 40 zu stark zu schwächen. Durch den Verbindungssteg 110' erhöht sich zwar gegenüber der Ausführungsform der Figur 2 die Gesamtbauhöhe der Pressscheibe, aber sieht man als Bauhöhe nur den Abstand zwischen der Pressfläche und dem Adapterstück an, muss sich die Bauhöhe nicht verändern. Die Rückzugskräfte können bei dieser Abwandlung des Ausführungsbeispiels vorteilhaft über die Zugflächen 66" im Bereich der Bajonettnocken vom Adapterstück 21 auf den Verbindungssteg 110' und damit den Dichtring 40 übertragen werden.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls als Verbindungselement ein Verbindungssteg 110 am Adapterstück 21 und eine Ausnehmung 109 im Dichtring 40 gewählt wurden. Als Mittel zum Herstellen und Lösen einer Sicherung gegen eine axiale Bewegung zwischen Verbindungssteg 110 und Ausnehmung 109 ist jedoch hier ein Gewinde vorgesehen, so dass der Verbindungssteg 110 in die Ausnehmung 109 eingeschraubt ist. Die Rückzugskräfte werden über das Gewinde übertragen, aber zur Aufnahme der Druckkräfte steht die gesamte Frontfläche des Verbindungsstegs 110 zur Verfügung. Als Verdrehsicherung können ein Außenring 80 und Stiftverbindungen 71 und 72 eingesetzt werden, wie sie zur Figur 3 erläutert wurden. Luft aus dem Spalt 51 kann erneut über Entlüftungskanäle 92 seitlich abgeführt werden.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Figur 4, wobei der Aufbau wie in der Ausführungsform der Figur 3 umgekehrt wurde, so dass der Verbindungssteg 110' nun am Dichtring 40 und die Ausnehmung im Adapterstück 21 angebracht sind. Ferner wurde die Form des Dichtrings 40 verändert und zum Adapterstück 21 hin stufenförmig ausgeführt, so dass der Verbindungssteg 110' und damit auch die Ausnehmung 109' an ihrem jeweiligen Außen- und Innenrand unterschiedlich hoch sind.
Ein Dichtring 40 kann in allen Ausführungsformen beispielsweise auch zweistückig ausgeführt sein, wobei die beiden Teilstücke des Dichtrings dann beispielsweise über eine Stiftverbindung miteinander verbunden sind. Der Dichtring 40 kann auch aus mehr als zwei Teilen gebildet werden, die so miteinander verbunden sind, dass ein Drehen des äußeren Teils ein Drehen aller damit verbundenen Teile bewirkt. Dies hat den Vorteil, dass Teile bei Verschleiß einzeln ausgetauscht werden können, was insbesondere für ein äußeres Teil der Fall ist, welches die Innenkegelfläche 41 umfasst und mit dieser Fläche den Spalt 50 zu der Außenkegelfläche 31 des Füllstücks ausbildet.
Der Dichtring 40 hat in allen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung außen eine größere Bauhöhe als innen, so dass sich zwischen diesen Bereichen unterschiedlicher Bauhöhe eine Stufe ergibt, die in die Auflagefläche des Füllstücks 30 mündet. Am Übergang zwischen diesen beiden Bereichen kann bei jeder Ausführungsform ein axialer Einstich in den Dichtring vorgesehen sein. Durch diesen Einstich spreizt sich der Dichtring 40 leichter zu einem definierten Zeitpunkt auf.
Ferner kann zwischen den radialen Flächen des Dichtrings 40 und des Füllstücks 30 ein Zwischenelement vorgesehen sein. Dieses Zwischenelement bringt beispielsweise den Vorteil mit sich, dass der zuvor erwähnte Einstich im Dichtring 40 nicht so tief ausgeführt werden muss, da dies aus fertigungstechnischen Gründen gegebenenfalls nicht möglich ist. So kann ein Einstich mit geringer Tiefe vorgesehen werden, das Zwischenelement vergrößert den Dichtring funktional aber in Richtung des Füllstücks 30 und bildet dann mit dem Füllstück 30 den radialen Spalt 51 aus.
Ein solches Zwischenelement kann jedoch auch so ausgeführt werden, dass sich seine Dicke bei fortlaufender Druckbelastung im Betrieb der Pressscheibe reduziert bzw. stärker reduziert als die Dicke des Füllstücks 30 und des Dichtrings 40. So kann erreicht werden, dass der Spalt 51 zwischen dem Füllstück 30 und dem Dichtring 40 sich nicht nachteilig aufgrund von Verschleiß dieser Bauteile reduziert, denn durch die gleichzeitige Dickenreduzierung des Zwischenelementes wäre dennoch stets ein ausreichender Spalt zwischen den beiden Bauteilen gewährleistet.
Die gezielte Reduzierung der Dicke des Zwischenelementes kann beispielsweise durch ein Zwischenelement aus einem Material mit geringerer Härte erreicht werden. Alternativ oder ergänzend dazu könnten in wenigstens einer druckbelasteten Fläche des Zwischenelementes mehrere Nuten bzw. Rillen vorgesehen werden, deren Höhe sich im Betrieb der Presse durch Abnutzung und Druck reduziert, wodurch sich die Gesamthöhe des Zwischenelementes reduzieren würde.
Wird das Füllstück 30 schwimmend zwischen dem Dichtring 40 und einem Verbindungselement gelagert, können Maßnahmen erforderlich sein, damit sich der Spalt 50 zwischen Füllstück 30 und Dichtring 40 nicht nachteilig verringert. Hierzu kann das Füllstück 30 beispielsweise anschließend an seine Außenkegelfläche 32 eine im Wesentlichen axial in Richtung des Pressstempels 20 verlaufende Anlagefläche aufweisen, die gegenüber einer gleich verlaufenden Anlagefläche des Dichtrings 40 liegt, wobei sich die Anlagefläche des Dichtrings 40 an dessen Innenkegelfläche 41 anschließt. Wird der radiale Abstand zwischen diesen beiden Anlageflächen geringer gewählt als der radiale Abstand zwischen der Innenkegelfläche 41 des Dichtrings 40 und der Außenkegelfläche 32 des Füllstücks 30, führt dies dazu, dass die beiden Anlageflächen kontaktiert werden, bevor sich der Spalt 50 zwischen Füllstück und Dichtring 40 auf Null reduziert. Sonst wäre es möglich, dass sich der Spalt 50 auf Null reduziert, während zwischen dem Füllstück 30 und dem Verbindungselement ein großer Spalt verbleibt, der gegebenenfalls aber nicht erforderlich und auch nicht erwünscht wäre.

Bezugszeichenliste:

10: Pressscheibe
20: Pressstempel
21,21',21": Adapterstück
30: Füllstück
31: Außenkegelfläche
32: Pressfläche des Füllstücks
40: Dichtring
41: Innenkegelfläche
50,51: Spalt

66,66',66": Zugfläche
71: Stiftverbindung zwischen Dichtring und Außenring
72: Stiftverbindung zwischen Außenring und Adapterstück
73: Stiftverbindung zwischen Dichtstück und Adapterstück
80,80',80": Außenring
91: Aufnahme
92: Entlüftungskanal
100: Befestigungsbolzen
110, 110': Verbindungssteg
111,111': Bajonettnocke außen
112,112': Bajonettnocke innen
120: Schraube

(Stand der Technik)

1: Dichtring
2: Zwischenring
3: Füllstück
3A: Spalt
4: Zentrierbolzen
5: Pressscheibenkern
6: Mutter
7: Sicherungsstift
8: Zentrierstift
9: Stützscheibe
11: Pressstempel
12: Verbindungsbolzen, Zuganker
13,14: Bohrung
16: Pressfläche

Claims

System aus einer Pressscheibe (10) und einem Adapterstück (21) zur Montage an einem Pressstempel (20) einer Pressvorrichtung, wobei die Pressscheibe (10) wenigstens ein Füllstück (30) mit einer Pressfläche (31) umfasst, über die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausgeübt werden kann, und das Füllstück (30) an seinem Außendurchmesser konisch mit einer Außenkegelfläche (32) ausgebildet ist und von einem ebenfalls zur Pressscheibe gehörenden Dichtring (40) umgeben ist, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit seiner Innenkegelfläche (41) und der Außenkegelfläche (32) des Füllstückes (30) einen Spalt (50) ausbildet, und zwischen dem Füllstück (30) und dem Dichtring (40) wenigstens ein radialer Spalt (51) verläuft, der sich von innen nach außen konisch aufweitet, wobei das Füllstück (30) und der Dichtring (40) über ein Verbindungselement (110;110') an dem Adapterstück (21) montierbar sind und die Rückzugskraft des Pressstempels (20) über das Verbindungselement (110; 110') auf den Dichtring (40) übertragbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (30) mit dem Dichtring (40) verbunden und gegen eine axiale Bewegung am Dichtring (40) gesichert ist, dass das Verbindungselement (110; 110') ein umlaufender Verbindungssteg (110;110') ist, wobei der gegebenenfalls abschnittweise unterbrochene Verbindungssteg (110;110') um die Längsachse der Pressscheibe (10) herum verläuft und wobei entweder der Verbindungssteg (110) am Adapterstück (21) angebracht ist und in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung (109) im Dichtring (40) hineinragt oder der Verbindungssteg (110') am Dichtring (40) ausgeformt ist und in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung (109') im Adapterstück (21) hineinragt,
dass zwischen dem Verbindungssteg (110; 110') und der Ausnehmung (109) ein geringes Spiel besteht, um die beiden Bauteile gegeneinander drehen zu können, dass ein Drehen des Dichtrings (40) und damit der Pressscheibe (10) über Aufnahmen (91) erfolgen kann, die sich seitlich am Dichtring (40) befinden, dass entweder Bajonettnocken (111,112, 111', 112) vorgesehen sind, welche in Führungsrillen eingreifen, wobei eine Rückzugskraft des Pressstempels (20) über Zugflächen (66') im Bereich der Bajonettnocken (111,112, 111', 112) vom Adapterstück (21) auf den Dichtring (40) übertragen werden kann, während Druckkräfte von einer Frontfläche des Verbindungsstegs (110) aufgenommen werden können, oder dass der Verbindungssteg (110, 110') in die Ausnehmung (109; 109') eingeschraubt ist, wobei eine Rückzugskraft des Pressstempels über das Gewinde übertragen werden kann, aber zur Aufnahme der Druckkräfte die gesamte Frontfläche des Verbindungsstegs (110, 110') zur Verfügung steht.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass durch Entlüftungskanäle (92) Luft aus dem radialen Spalt (51) seitlich abgeführt werden kann.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonettnocken (111,112, 111', 112') durch einen umlaufenden Kranz mit mehreren Unterbrechungen gebildet werden, wobei die Bereiche zwischen den Unterbrechungen die Bajonettnocken bilden, die in entsprechend breit ausgeführte Führungsrillen in der Ausnehmung (109) eingreifen können.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonettnocken (111,112, 111', 112') sowohl auf der Innen-, als auch auf der Außenseite des Verbindungsstegs (110; 110') angeordnet sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bajonett mit nur einseitig angeordneten Bajonettnocken (111, 111', oder 112, 112') vorgesehen ist.
Pressvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pressstempel und ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.