EP4385665A1

EP4385665A1 - Pressvorrichtung

Info

Publication number: EP4385665A1
Application number: EP22212831.6A
Authority: EP
Inventors: Urs Heusser; Fabio EICHMÜLLER
Original assignee: Geberit International AG
Current assignee: Geberit International AG
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-06-19

Abstract

Eine Pressvorrichtung (1) umfassteinen Antriebsmotor (2) mit einer Antriebswelle (3),ein mit der Antriebswelle (3) angetriebenes Getriebe (4),ein mit dem Getriebe (4) angetriebenes Spindelgetriebe (5) mit einer eine Mittelachse (M) definierenden Spindel (6) und einer Spindelmutter (7),einen mit dem Spindelgetriebe (5) angetriebenen Presskolben (8), undeine Werkzeugaufnahme (9) zur Aufnahme eines Presswerkzeugs,wobei das Getriebe (4) ein Zykloidgetriebe mit einem Abtriebsabschnitt (10) ist, wobei der Abtriebsabschnitt (10) mit einem spindelgetriebseitigen Eingriffsabschnitt (11) mit dem Spindelgetriebe (5) derart wirkverbunden ist, dass der Abtriebsabschnitt (10) das Spindelgetriebe (5) antreibt.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung nach Anspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Bei der Verbindung von Trinkwasserleitungen werden häufig Pressfittings eingesetzt, welche mit einem Presswerkzeug verpresst werden. Derartige Presswerkzeuge umfassen eine Pressvorrichtung und ein an der Pressvorrichtung austauschbar angebrachtes Presswerkzeug, wie eine Pressbacke oder eine Pressschlinge. Mit der Pressvorrichtung kann eine Presskraft auf die Pressbacken aufgebracht werden und mit den Pressbacken wird der Pressfitting gepresst. Bei Ausführen der Pressung wird im Pressgerät ein Kolben mit hoher Kraft ausgefahren und wirkt auf die Pressbacken ein.
Beispielsweise offenbart die DE 20 305 473 U1 eine gattungsgemäss Pressvorrichtung. Die Bewegung vom Antriebsmotor wird mittels eines Planetengetriebes umgesetzt. Obschon ein Planetengetriebe einen sehr guten Wirkungsgrad aufweist, ist dessen komplexe mechanische Struktur sehr fehleranfällig. Zudem weisen derartige Planetengetriebe auch meist ein vergleichsweise hohes Gewicht auf, was bei handgeführten Pressvorrichtungen ein Nachteil ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung eine Aufgabe zugrunde, eine Pressvorrichtung anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pressvorrichtung anzugeben, welche weniger störungsanfällig ist.
Diese und andere Aufgaben löst eine Pressvorrichtung nach Anspruch 1. Demgemäss umfasst eine Pressvorrichtung einen Antriebsmotor mit einer Antriebswelle, ein mit der Antriebswelle angetriebenes Getriebe, ein mit dem Getriebe angetriebenes Spindelgetriebe mit einer eine Mittelachse definierenden Spindel und einer Spindelmutter, einen mit dem Spindelgetriebe angetriebenen Presskolben, und eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Presswerkzeugs. Das Getriebe ist ein Zykloidgetriebe mit einem Abtriebsabschnitt, wobei der Abtriebsabschnitt mit einem spindelgetriebseitigen Eingriffsabschnitt mit dem Spindelgetriebe derart wirkverbunden ist, dass der Abtriebsabschnitt das Spindelgetriebe antreibt.
Der Einsatz eines Zykloidgetriebes ist vorteilhaft, weil ein Zykloidgetriebe aus sehr wenigen Elementen bereitgestellt werden kann, was dessen Lebensdauer erhöht. Weiter wird dadurch die Betriebssicherheit und die Betriebsverfügbarkeit erhöht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Presswerkzeug durch den Einsatz eines Zykloidgetriebes in einer sehr kompakten Art und Weise bereitgestellt werden kann. Insbesondere können grosse Drehzahl-Untersetzungen mit einem kleinen Bauraum geschaffen werden.
Ebenfalls weist das Zykloidgetriebe den Vorteil auf, dass die einzelnen Getriebeelemente ein Wälzbewegungen relativ zueinander ausführen können, was gerade bei hohen Kräften sehr verschleissarm ist. Gegenüber anderen Getriebe, wie beispielsweise Planetengetriebe, weisen die Zykloidgetriebe meist eine geringere Geräuschentwicklung auf. Ein weiterer Vorteil ist, dass auf vergleichsweise kompaktem Bauraum, hohe Drehmomente übertragbar sind.
Der Antriebsmotor ist vorzugsweise ein Elektromotor. Andere Arten von Antriebsmotoren, wie hydraulische Antriebsmotoren, sind auch denkbar.
Der Presskolben wird durch das Spindelgetriebe von einer Ausgangslage in eine Presslage bewegt. Der Presskolben schiebt sich dabei in die Werkzeugaufnahme hinein. Während dieser Bewegung wird das Presswerkzeug, das in der Werkzeugaufnahme liegt, entsprechend betätigt. Erreicht der Presskolben die Presslage, wurde ein durch das Presswerkzeug ausgeführter Pressvorgang durchgeführt bzw. beendet.
In einer ersten Ausführungsform wirkt der Abtriebsabschnitt des Zykloidgetriebes auf die Spindelmutter. Die Spindel, welche durch die Spindelmutter angetrieben wird, wirkt auf den Presskolben.
Vorzugsweise sind das Zykloidgetriebe, die Antriebswelle und der Antriebsmotor derart ausgebildet, dass ein Innenraum geschaffen wird, wobei sich die Spindel in ihrer Ausgangslage vom Innenraum hinauserstreckt und wobei die Spindel bei Betätigung des Antriebsmotors aus dem Innenraum heraus bewegt wird. Mit anderen Worten gesagt, ragt die Spindel von der Werkzeugaufnahme in den Innenraum herein.
Hierdurch kann die Gesamtlänge der Pressvorrichtung verkleinert werden, was den Vorteil aufweist, dass die Pressvorrichtung auch bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann.
Der Innenraum wird insbesondere durch eine durch die Antriebswelle sich hindurch erstreckende Öffnung bereitgestellt. Der Antriebsmotor und Teile des Zykloidgetriebes liegen dabei auf der Aussenseite der Antriebswelle. Von der Seite der Spindelmutter her gesehen erstreckt sich die Öffnung vollständig durch die gesamte Länge der Antriebswelle. Die Spindel erstreckt von der Seite der Spindelmutter her gesehen, im Wesentlichen vollständig durch die Öffnung hindurch.
Vorzugsweise weist die Spindelmutter den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt auf. Der Abtriebsabschnitt steht derart mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt im Eingriff, dass eine Drehbewegung vom Abtriebsabschnitt auf die Spindelmutter übertragbar ist.
Vorzugsweise ist der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt an der Aussenseite der Spindelmutter angeordnet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Spindelmutter vom Abtriebsabschnitt her gesehen in Richtung der Werkzeugaufnahme und weist mindestens eine Axiallagerstelle und/oder eine Radiallagerstelle auf.
Die Axiallagerstelle wird beispielsweise durch ein von der Spindelmutter aussenseitig radial weg erstreckender Flansch gebildet. Die Radiallagerstelle wird vorzugsweise durch die Aussenseite der Spindelmutter am vorderen Ende, das heisst an dem Ende, das gegenüber dem Eingriffsabschnitt liegt, bereitgestellt. Die Lagerstellen werden über Lager, wie Wälz- oder Gleitlager, gegenüber einem Gehäuse abgestützt.
Vorzugsweise ist die Spindel bezüglich einer Drehung um die Mittelachse fest aber axial verschiebbar gelagert, derart, dass die Spindel bei einer Drehung der Spindelmutter axial bewegbar.
Vorzugsweise wirkt die Spindel mit einem vorderen Spindelende auf den Presskolben.
In einer zweiten Ausführungsform wirkt der Abtriebsabschnitt des Zykloidgetriebes auf die Spindel und die Spindelmutter wirkt auf den Presskolben.
Vorzugsweise ist der Antriebsmotor von der Werkzeugaufnahme her gesehen, hinter dem Ende der Spindel angeordnet. Dies erhöht zwar die Länge der Pressvorrichtung im Vergleich mit der ersten Ausführungsform, aber der Durchmesser der Pressvorrichtung kann bei dieser Ausbildung der zweiten Ausführungsform kleiner gewählt werden.
Vorzugsweise weist die Spindel den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt auf und der Abtriebsabschnitt steht derart mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt im Eingriff, dass eine Drehbewegung vom Abtriebsabschnitt auf die Spindel übertragbar ist.
Vorzugsweise ist der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt an der Aussenseite der Spindel angeordnet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Spindel vom Abtriebsabschnitt her gesehen in Richtung der Werkzeugaufnahme.
Vorzugsweise weist die Spindel mindestens eine Axiallagerstelle und/oder eine Radiallagerstelle auf. Die Axiallagerstelle ist beispielsweise durch ein von der Spindel aussenseitig radial weg erstreckender Flansch gebildet. Die Lagerstellen werden über Lager, wie Wälz- oder Gleitlager, gegenüber einem Gehäuse abgestützt.
Vorzugsweise ist die Spindelmutter bezüglich einer Drehung um die Mittelachse fest aber axial verschiebbar gelagert, derart, dass die Spindelmutter bei einer Drehung der Spindel axial bewegbar ist.
Vorzugsweise wirkt die Spindelmutter mit einem vorderen Spindelende auf den Presskolben.
Die nachfolgenden optionalen Merkmale können bei allen Ausführungsformen als optionale Merkmale eingesetzt werden.
Vorzugsweise weist das Zykloidgetriebe einen Wälzring mit einer den besagten Antriebsabschnitt bereitstellenden inneren Wälzstruktur und mit einer äusseren Wälzstruktur, sowie eine zum Wälzring feststehend angeordnete weitere Wälzstruktur auf. Der Wälzring ist auf einem Lagerabschnitt auf der Antriebswelle gelagert. Der Lagerabschnitt ist exzentrisch zu einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Antriebsabschnitts der Antriebswelle angeordnet. Mit anderen Worten gesagt, erstreckt sich der Lagerabschnitt kreiszylindrisch um eine Exzenterachse herum und der Antriebsabschnitt erstreckt sich um eine Mittelachse herum. Die Exzenterachse verläuft parallel und seitlich versetzt zur Mittelachse. Die Exzenterachse verläuft demnach nicht kollinear zur Mittelachse. Der Lagerabschnitt liegt somit exzentrisch zur Antriebswelle. Die Mittelachse des Antriebsabschnitts ist vorzugsweise kollinear zur Mittelachse der Spindel bzw. der Spindelmutter.
Die äussere Wälzstruktur liegt exzentrisch zur weiteren Wälzstruktur und steht mit dieser im Eingriff, wobei bei Rotation der Antriebswelle die äussere Wälzstruktur in der weiteren Wälzstruktur eine Wälzbewegung ausführt. Die weitere Wälzstruktur umgibt die äussere Wälzstruktur, so dass sich der Wälzring sich exzentrisch zur äusseren Wälzstruktur bewegen kann.
Die Mittelachse der weiteren Wälzstruktur liegt vorzugsweise kollinear zur Mittelachse des Antriebsabschnitts und kollinear zur Mittelachse der Spindel bzw. der Spindelmutter.
Die innere Wälzstruktur liegt exzentrisch zum spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt und steht mit diesem im Eingriff, wobei bei Ausführung der genannten Wälzbewegung die innere Wälzstruktur den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt mit einer Drehbewegung antreibt. Die innere Wälzstruktur umgibt den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt.
Der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt weist vorzugweise ebenfalls eine Wälzstruktur auf, welche mit der inneren Wälzstruktur im Eingriff seht.
Vorzugsweise wird die äussere Wälzstruktur und die weitere Wälzstruktur durch konvex gerundete Wälzzähne und konkav gerundete Wälzlücken, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn der äusseren Wälzstruktur greift in mindestens eine Wälzlücke der inneren Wälzsstruktur drehbewegungsübertragend ein.
Die Ausdrucksweise "drehbewegungsübertragend" ist so zu verstehen, dass zwischen Wälzzahn und Wälzlücke eine Drehbewegung übertragen werden kann. Das heisst in dem Moment steht der Wälzzahn in flächigen Kontakt mit der Wälzlücke. Bei benachbarten Paaren von Wälzzähnen und Wälzlücken ragen die Wälzzähne zwar in die Wälzlücke ein, sind aber nicht in direktem vollflächigen Wälzkontakt, sondern stehen diesem bevor oder haben den Kontakt bereits hinter sich. Der nicht vollflächige Wälzkontakt kann beispielsweise linienförmig sein.
Vorzugsweise wird die innere Wälzstruktur und der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt durch konvex gerundete Wälzzähne und konkav gerundete Wälzlücken, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn der inneren Wälzsstruktur greift in mindestens eine Wälzlücke des spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitts drehbewegungsübertragend ein.
Die besagten Wälzähne und die besagten Wälzlücken sind jeweils abwechselnd zueinander angeordnet und erstrecken sich abwechslungsweise vollständig um den Umfang die Mittelachse herum.
Vorzugsweise ist der Wälzring relativ zum Lagerabschnitt verschwenkbar auf dem Lagerabschnitt gelagert, insbesondere, dass zwischen dem Wälzring und dem Lagerabschnitt ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, wie ein Kugellager, oder ein Gleitlager angeordnet ist.
Vorzugsweise stellt das Zykloidgetriebe eine Untersetzung zwischen dem Antriebsmotor und dem Spindelgetriebe bereit, wobei das Untersetzungsverhältnis des Zykloidgetriebes zwischen 25:1 und 60:1, insbesondere bei 30:1, ist.
Bei allen Ausführungsformen weist die Spindel ein Aussengewinde auf. Die Spindelmutter weist bei allen Ausführungsformen ein Innengewinde auf. Die beiden Gewinde greifen ineinander. Vorzugsweise sind die Getriebekomponenten aus einem Vergütungsstahl, wie beispielsweise 42CrMoA oder Cf53. Die Gehäusekomponenten und die Werkzeugaufnahme sind vorzugsweise aus hochfestem Aluminium, wie EN AW 7075.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Schnittdarstellung einer Pressvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2: eine Detailansicht der Figur 1;
Fig. 3a: eine teilweise geschnittene Perspektivdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 1 in der Ausgangslage;
Fig. 3b: eine teilweise geschnittene Perspektivdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 1 in der Presslage;
Fig. 4: eine weitere Schnittdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 1;
Fig. 5a: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A gemäss der Figur 4;
Fig. 5a: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B gemäss der Figur 4;
Fig. 6a: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Pressvorrichtung nach den vorhergehenden Figuren;
Fig. 6b: eine perspektivische Darstellung der Pressvorrichtung nach Figur 6a;
Fig. 7: eine Schnittdarstellung einer Pressvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 8: eine Detailansicht der Figur 7;
Fig. 9a: eine teilweise geschnittene Perspektivdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 7 in der Ausgangslage;
Fig. 9b: eine teilweise geschnittene Perspektivdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 7 in der Presslage;
Fig. 10: eine weitere Schnittdarstellung der Pressvorrichtung nach Figur 7;
Fig. 11a: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A gemäss der Figur 10;
Fig. 11b: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B gemäss der Figur 10;
Fig. 12a: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Pressvorrichtung nach den vorhergehenden Figuren 7 bis 11b; und
Fig. 12b: eine perspektivische Darstellung der Pressvorrichtung nach Figur 12a.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren 1 bis 6b wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pressvorrichtung 1 gezeigt und in den Figuren 7 bis 12b wird eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pressvorrichtung 1 gezeigt. Gleiche Teile bzw. Elemente tragen gleiche Bezugszeichen.
Die Pressvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst einen Antriebsmotor 2 mit einer Antriebswelle 3, ein mit der Antriebswelle 3 angetriebenes Getriebe 4, ein mit dem Getriebe 4 angetriebenes Spindelgetriebe 5 mit einer eine Mittelachse M definierenden Spindel 6 und einer Spindelmutter 7, einen mit dem Spindelgetriebe 5 angetriebenen Presskolben 8 und eine Werkzeugaufnahme 9 zur Aufnahme eines Presswerkzeugs. Das Presswerkzeug, das in den Figuren nicht gezeigt wird, ist typischerweise eine Presszange mit Pressbacken oder eine Pressschlinge.
Der Antriebsmotor 2 ist vorzugsweise ein Elektromotor 2. Der Elektromotor 2 weist weiterhin eine Steuerungseinheit auf, die auf einer Platine 23 angeordnet ist. Die Platine 23 ist stirnseitig zum Antriebsmotor 2 auf der Seite, die der Spindel 6 gegenüberliegt, angeordnet. Der Antriebsmotor kann auch ein anderer Motor, wie ein Hydraulikmotor sein.
Der Antriebsmotor 2 umgibt bei beiden Ausführungsformen die Antriebswelle 3 abschnittsweise aussenseitig. Der Antriebsmotor 2 wirkt auf einen Antriebsabschnitt 34 auf die Antriebswelle 3. Der Antriebsabschnitt 34 erstreckt sich um eine Mittelachse M3 herum. Die Mittelachse M3 verläuft kollinear zur Mittelachse M der Spindel 6. Die Antriebswelle 3 erstreckt sich mindestens teilweise, hier vollständig, durch den Antriebsmotor 2 hindurch.
Die Antriebswelle 3 ragt auf der Seite des Antriebsmotors 2, die der Spindel zugewandt ist, aus dem Antriebsmotor 2 hinaus. Die Antriebswelle 3 weist hier eine optionale zylindrische Öffnung 24 auf, welche sich entlang der Mittelachse M von der Seite der Spindel 6 her gesehen in die Antriebswelle 3 hinein erstreckt. Die Öffnung 24 erstreckt sich vorzugsweise vollständig durch die Antriebswelle 3 hindurch. Mit dem frontseitigen Ende 25 wirkt die Antriebswelle 3 in das Getriebe 4. Dies Einwirkung wird untenstehende genauer erläutert.
Das Getriebe 4 ist erfindungsgemäss als Zykloidgetriebe ausgebildet. Das Zykloidgetriebe 4 wirkt auf das Spindelgetriebe 5 ein. Dabei wird die vom Antriebsmotor 2 bereitgestellte Drehbewegung durch das Zykloidgetriebe 4 untersetzt. Das Zykloidgetriebe 4 weist einen Abtriebsabschnitt 10 auf, welcher mit einem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 derart mit dem Spindelgetriebe 5 in Verbindung steht, dass der Abtriebsabschnitt 10 des Zykloidgetriebes das Spindelgetriebe 5 antreibt.
Die Spindel 6 weist ein Aussengewinde 26 und die Spindelmutter 7 weist ein Innengewinde 27 auf. Das Aussengewinde 26 und das Innengewinde 27 stehen in einem Eingriff miteinander.
In der ersten Ausführungsform wirkt der Abtriebsabschnitt 10 des Zykloidgetriebes 4 auf die Spindelmutter 7. Die Spindel 6 wirkt auf den Presskolben 8. Die Spindelmutter 7 weist dabei den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11. Der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 ist integraler Bestandteil der Spindelmutter 7, insbesondere ist der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 an der Spindelmutter 7 angeordnet, insbesondere angeschliffen oder angefräst. Alternativerweise kann der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 auch an einem separaten Element ausgebildet sein, welches fest mit der Spindelmutter 7 in Verbindung steht.
Die Spindelmutter 7 ist in der ersten Ausführungsform axial fest und um die Mittelachse M drehbar gelagert. Die Spindel 6 ist bezüglich einer Drehung um die Mittelachse M fest aber axial verschiebbar gelagert ist, derart, dass die Spindel 6 bei einer Drehung der Spindelmutter 7 axial bewegbar ist. In der gezeigten Ausführungsform weist die Spindelmutter 7 einen Flansch 28 auf, welcher sich radial von der Spindelmutter 7 weg erstreckt. Der Flansch 28 dient der Lagerung der Spindelmutter 7 in Richtung der Mittelachse M. Hier ist ein Axiallager 29 zur Lagerung der Spindelmutter 7 angeordnet. Frontseitig ist ein Radiallager 14 zur Lagerung der Spindelmutter 7 angeordnet.
Die Spindel 6 wirkt in der ersten Ausführungsform auf den Presskolben 8 und schiebt diesen bei ihrer Bewegung von der Ausgangslage, so wie in der Figur 3a gezeigt, in die Presslage, so wie in der Figur 3b gezeigt nach vorne in die Werkzeugaufnahme 9. Der Presskolben 8 wirkt dabei auf das Werkzeug ein. In der gezeigten Ausführungsform weist der Presskolben 8 für diesen Zweck Pressrollen 30 auf.
In der ersten Ausführungsform sind das Zykloidgetriebe 4, die Antriebswelle 3 und der Antriebsmotor 2 derart ausgebildet, dass ein Innenraum 12 geschaffen wird, wobei sich die Spindel 6 in ihrer Ausgangslage vom Innenraum 12 hinauserstreckt und wobei die Spindel 6 bei Betätigung des Antriebsmotors 2 aus dem Innenraum 12 heraus bewegt wird. Der Innenraum 12 wird in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen durch die oben beschriebene Öffnung 24 bereitgestellt. Die Spindel 6 erstreckt sich in der Ausgangslage, so wie in den Figur 3a und 4 gezeigt, in Richtung der Mittelachse M im Wesentlichen vollständig durch die gesamte Länge der Öffnung 24.
Anhand der Figuren 4 bis 6a wird nun der Aufbau des Zykloidgetriebes gemäss der ersten Ausführungsform genauer erläutert. Die Figur 5a zeigt einen Schnitt durch den Eingriff des Zykloidgetriebes 4 und der Spindelmutter 7. Die Figur 5b zeigt einen Schnitt durch den Eingriff des Zykloidgetriebes 4 und der Antriebswelle 3 des Antriebsmotors 2.
Das Zykloidgetriebe 4 weist einen Wälzring 15 und eine weitere Wälzstruktur 18 auf. Der Wälzring 15 weist eine den Antriebsabschnitt 10 bereitstellende innere Wälzstruktur 16 und eine äussere Wälzstruktur 17 auf. Die weitere Wälzstruktur 18 ist zum Wälzring 15 feststehend angeordnet.
Der Wälzring 15 ist auf einem Lagerabschnitt 19 auf der Antriebswelle 3 gelagert. Der Lagerabschnitt 19 erstreckt sich um eine Exzenterachse E, welche parallel und seitlich versetzt zur Mittelachse M3 des Antriebsabschnitts 34 der Antriebswelle 3 verläuft. Der Wälzring 15 ist über ein Lager 22 auf dem Lagerabschnitt 19 gelagert. Diese Exzentrizität wird in der Figur 5b gezeigt. Durch die Exzentrizität steht die äussere Wälzstruktur 17 exzentrisch zur weiteren Wälzstruktur 18. Die äussere Wälzstruktur 17 und die weitere Wälzstruktur 18 stehen im Eingriff miteinander. Bei einer Rotation der Antriebswelle 3 führt die äussere Wälzstruktur 17 in der weiteren Wälzstruktur 18 eine Wälzbewegung aus. Der Wälzring 15 rollt dabei ausgehend von der Position in der Figur 5b relativ zur feststehenden weiteren Wälzstruktur 18 ab. Das heisst der Kontaktpunkt zwischen der äusseren Wälzstruktur 17 und der weiteren Wälzstruktur 18 verschiebt sich um den Umfang der weiteren Wälzstruktur 18.
Ferner liegt die innere Wälzstruktur 16 exzentrisch zum spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11, was in der Figur 5a ersichtlich ist. Die innere Wälzstruktur 16 steht im Eingriff mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11. Bei der Ausführung der der genannten Wälzbewegung treibt die innere Wälzstruktur 16 den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 mit einer Drehbewegung an. Der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 weist hier ebenfalls eine Wälzstruktur auf, so dass ebenfalls eine Wälzbewegung zwischen der inneren Wälzstruktur 16 und dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 bereitgestellt wird.
Die weitere Wälzstruktur 18 ist vorzugsweise in einem Gehäuse 35 fest gelagert.
Die äussere Wälzstruktur 17 und die weitere Wälzstruktur 18 wird durch konvex gerundete Wälzzähne 20 und konkav gerundete Wälzlücken 21, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen 20 liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn 20 der äusseren Wälzstruktur 17 greift in mindestens eine Wälzlücke 21 der inneren Wälzsstruktur 16 drehbewegungsübertragend ein.
Die innere Wälzstruktur 16 und der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 werden durch konvex gerundete Wälzzähne 21 und konkav gerundete Wälzlücken 21, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen 21 liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn 21 der inneren Wälzsstruktur 16 greift in mindestens eine Wälzlücke 22 des spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitts 11 drehbewegungsübertragend ein.
In der zweiten Ausführungsform wirkt der Abtriebsabschnitt 10 des Zykloidgetriebes 4 auf die Spindel 6. Die Spindelmutter 7 wirkt auf den Presskolben 8. Die Spindel 6 weist dabei den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11. Der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 ist integraler Bestandteil der Spindel 6, insbesondere ist der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 an der Spindel 6 angeschliffen. Alternativerweise kann der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 auch an einem separaten Element ausgebildet sein, welches fest mit der Spindel 6 in Verbindung steht.
Der Antriebsmotor 2 ist von der Werkzeugaufnahme 9 her gesehen, hinter dem Ende der Spindel 6 angeordnet. Zwischen dem Antriebsmotor 2 und der Spindel 6 liegt das Zykloidgetriebe 2. Die Spindel 6 erstreckt sich vom Abtriebsabschnitt 10 her gesehen in Richtung der Werkzeugaufnahme 9. Die Spindel 6 weist mindestens eine Axiallagerstelle 14 und/oder mindestens eine Radiallagerstelle 15 auf. Die Axiallagerstelle ist beispielsweise durch ein von der Spindel aussenseitig radial weg erstreckender Flansch 33 gebildet.
Die Spindel 6 weist den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 auf und der Abtriebsabschnitt 10 steht derart mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 im Eingriff, dass eine Drehbewegung vom Abtriebsabschnitt 10 auf die Spindel 6 übertragbar ist. Die Spindelmutter 7 ist radial fest und axial verschiebbar gelagert, derart, dass die Spindelmutter bei einer Drehung der Spindel axial bewegbar ist. Hier weist die Spindelmutter 7 aussenseitig einen Nutenstein 31 auf, welche in einer Nute 32, die hier Teil eines Gehäuses ist, axial bewegbar ist.
Anhand der Figuren 8 bis 12a wird nun der Aufbau des Zykloidgetriebes gemäss der zweiten Ausführungsform genauer erläutert. Die Figur 11a zeigt einen Schnitt durch den Eingriff des Zykloidgetriebes 4 und der Spindelmutter 7. Die Figur 11b zeigt einen Schnitt durch den Eingriff des Zykloidgetriebes 4 und der Antriebswelle 3 des Antriebsmotors 2.
Das Zykloidgetriebe 4 weist einen Wälzring 15 und eine weitere Wälzstruktur 18 auf. Der Wälzring 15 weist eine den Antriebsabschnitt 10 bereitstellende innere Wälzstruktur 16 und eine äussere Wälzstruktur 17 auf. Die weitere Wälzstruktur 18 ist zum Wälzring 15 feststehend angeordnet.
Der Wälzring 15 ist auf einem Lagerabschnitt 19 auf der Antriebswelle 3 gelagert. Der Lagerabschnitt 19 erstreckt sich um eine Exzenterachse E, welche parallel und seitlich versetzt zur Mittelachse M3 des Antriebsabschnitts 34 der Antriebswelle 3 verläuft. Der Wälzring 15 ist über ein Lager 22 auf dem Lagerabschnitt 19 gelagert. Diese Exzentrizität wird in der Figur 11b gezeigt. Durch die Exzentrizität steht die äussere Wälzstruktur 17 exzentrisch zur weiteren Wälzstruktur 18. Die äussere Wälzstruktur 17 und die weitere Wälzstruktur 18 stehen im Eingriff miteinander. Bei einer Rotation der Antriebswelle 3 führt die äussere Wälzstruktur 17 in der weiteren Wälzstruktur 18 eine Wälzbewegung aus. Der Wälzring 15 rollt dabei ausgehend von der Position in der Figur 5b relativ zur feststehenden weiteren Wälzstruktur 18 ab. Das heisst der Kontaktpunkt zwischen der äusseren Wälzstruktur 17 und der weiteren Wälzstruktur 18 verschiebt sich um den Umfang der weiteren Wälzstruktur 18.
Ferner liegt die innere Wälzstruktur 16 exzentrisch zum spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11, was in der Figur 11a ersichtlich ist. Die innere Wälzstruktur 16 steht im Eingriff mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11. Bei der Ausführung der der genannten Wälzbewegung treibt die innere Wälzstruktur 16 den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 mit einer Drehbewegung an. Der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 weist hier ebenfalls eine Wälzstruktur auf, so dass ebenfalls eine Wälzbewegung zwischen der inneren Wälzstruktur 16 und dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt 11 bereitgestellt wird.
Die weitere Wälzstruktur 18 ist vorzugsweise in einem Gehäuse 35 fest gelagert.
Die äussere Wälzstruktur 17 und die weitere Wälzstruktur 18 wird durch konvex gerundete Wälzzähne 20 und konkav gerundete Wälzlücken 21, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen 20 liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn 20 der äusseren Wälzstruktur 17 greift in mindestens eine Wälzlücke 21 der inneren Wälzsstruktur 16 drehbewegungsübertragend ein.

Die innere Wälzstruktur 16 und der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt 11 werden durch konvex gerundete Wälzzähne 21 und konkav gerundete Wälzlücken 21, die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen 21 liegen, bereitgestellt. Mindestens ein Wälzzahn 21 der inneren Wälzsstruktur 16 greift in mindestens eine Wälzlücke 22 des spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitts 11 drehbewegungsübertragend ein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Pressvorrichtung	21	Wälzlücke
2	Antriebsmotor	22	Lager
3	Antriebswelle	23	Platine
4	Getriebe, Zykloidgetriebe	24	Öffnung
5	Spindelgetriebe	26	Aussengewinde
6	Spindel	27	Innengewinde
7	Spindelmutter	28	Flansch
8	Presskolben	29	Axiallager
9	Werkzeugaufnahme	30	Pressrollen
10	Abtriebsabschnitt	31	Nutenstein
11	spindelgetriebseitiger Eingriffsabschnitt	32	Nute
11	spindelgetriebseitiger Eingriffsabschnitt	33	Flansch (Spindel)
12	Innenraum	34	Antriebsabschnitt
13	Axiallagerstelle	35	Gehäuse
14	Radiallagerstelle
15	Wälzring
16	innere Wälzstruktur	E	Exzenterachse
17	äussere Wälzstruktur	M	Mittelachse Spindel
18	weitere Wälzstruktur	M3	Mittelachse Antriebsabschnitt
19	Lagerabschnitt
20	Wälzzahn

Claims

Pressvorrichtung (1) umfassend
einen Antriebsmotor (2) mit einer Antriebswelle (3),

ein mit der Antriebswelle (3) angetriebenes Getriebe (4),

ein mit dem Getriebe (4) angetriebenes Spindelgetriebe (5) mit einer eine Mittelachse (M) definierenden Spindel (6) und einer Spindelmutter (7),

einen mit dem Spindelgetriebe (5) angetriebenen Presskolben (8), und

eine Werkzeugaufnahme (9) zur Aufnahme eines Presswerkzeugs,

dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) ein Zykloidgetriebe mit einem Abtriebsabschnitt (10) ist, wobei der Abtriebsabschnitt (10) mit einem spindelgetriebseitigen Eingriffsabschnitt (11) mit dem Spindelgetriebe (5) derart wirkverbunden ist, dass der Abtriebsabschnitt (10) das Spindelgetriebe (5) antreibt.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsabschnitt (10) des Zykloidgetriebes (4) auf die Spindelmutter (7) wirkt und dass die Spindel (6) auf den Presskolben (8) wirkt.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zykloidgetriebe (4), die Antriebswelle (3) und der Antriebsmotor (2) derart ausgebildet sind, dass ein Innenraum (12) geschaffen wird, wobei sich die Spindel (6) in ihrer Ausgangslage vom Innenraum (12) hinaus erstreckt und wobei die Spindel (6) bei Betätigung des Antriebsmotors (2) aus dem Innenraum (12) heraus bewegt wird.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (7) den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) aufweist und dass der Abtriebsabschnitt (10) derart mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) im Eingriff steht, dass eine Drehbewegung vom Abtriebsabschnitt (10) auf die Spindelmutter (7) übertragbar ist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (7) sich vom Abtriebsabschnitt (10) her gesehen in Richtung der Werkzeugaufnahme (9) erstreckt und mindestens eine Axiallagerstelle (13) und/oder eine Radiallagerstelle (14) aufweist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) bezüglich einer Drehung um die Mittelachse (M) fest aber axial verschiebbar gelagert ist, derart, dass die Spindel (6) bei einer Drehung der Spindelmutter (7) axial bewegbar ist.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsabschnitt (10) des Zykloidgetriebes (4) auf die Spindel (6) wirkt und dass die Spindelmutter (7) auf den Presskolben (8) wirkt.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) von der Werkzeugaufnahme (9) her gesehen, hinter dem Ende der Spindel (6) angeordnet ist.
Pressvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) aufweist und dass der Abtriebsabschnitt (10) derart mit dem spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) im Eingriff steht, dass eine Drehbewegung vom Abtriebsabschnitt (10) auf die Spindel (6) übertragbar ist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) sich vom Abtriebsabschnitt (10) her gesehen in Richtung der Werkzeugaufnahme (9) erstreckt und/oder mindestens eine Axiallagerstelle (14) und/oder eine Radiallagerstelle (15) aufweist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (7) bezüglich einer Drehung um die Mittelachse (M) fest aber axial verschiebbar gelagert ist, derart, dass die Spindelmutter bei einer Drehung der Spindel axial bewegbar ist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zykloidgetriebe (4) einen Wälzring (15) mit einer den Antriebsabschnitt (10) bereitstellenden inneren Wälzstruktur (16) und mit einer äusseren Wälzstruktur (17), sowie eine weitere Wälzstruktur (18), die zum Wälzring (15) fest stehend angeordnet ist, aufweist,

wobei der Wälzring (15) auf einem Lagerabschnitt (19) auf der Antriebswelle (3) gelagert ist, welcher Lagerabschnitt (19) exzentrisch zu einem durch den Antriebsmotor (2) angetriebenen Antriebsabschnitts (34) der Antriebswelle (3) angeordnet ist,

wobei die äussere Wälzstruktur (17) exzentrisch zur weiteren Wälzstruktur (18) liegt und mit dieser im Eingriff steht, wobei bei Rotation der Antriebswelle (3) die äussere Wälzstruktur (17) in der weiteren Wälzstruktur (18) eine Wälzbewegung ausführt, und

wobei die innere Wälzstruktur (16) exzentrisch zum spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) liegt und mit diesem im Eingriff steht, wobei bei Ausführung der genannten Wälzbewegung die innere Wälzstruktur (16) den spindelgetriebeseitigen Eingriffsabschnitt (11) mit einer Drehbewegung antreibt.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Wälzstruktur (17) und die weitere Wälzstruktur (18) durch konvex gerundete Wälzzähne (20) und konkav gerundete Wälzlücken (21), die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen (20) liegen, bereitgestellt wird, wobei mindestens ein Wälzzahn (20) der äusseren Wälzstruktur (17) in mindestens eine Wälzlücke (21) der inneren Wälzsstruktur (16) drehbewegungsübertragend eingreift.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wälzstruktur (16) und der spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitt (11) durch konvex gerundete Wälzzähne (21) und konkav gerundete Wälzlücken (21), die jeweils zwischen zwei Wälzzähnen (21) liegen, bereitgestellt wird, wobei mindestens ein Wälzzahn (21) der inneren Wälzsstruktur (16) in mindestens eine Wälzlücke (22) des spindelgetriebeseitige Eingriffsabschnitts (11) drehbewegungsübertragend eingreift.
Pressvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzring (15) relativ zum Lagerabschnitt (19) verschwenkbar auf dem Lagerabschnitt (19) gelagert ist, insbesondere, dass zwischen dem Wälzring (15) und dem Lagerabschnitt ein Lager (22), insbesondere ein Wälzlager, wie ein Kugellager, oder ein Gleitlager angeordnet ist.
Pressvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zykloidgetriebe (4) eine Untersetzung zwischen dem Antriebsmotor (2) und dem Spindelgetriebe (5) bereitstellt, wobei das Untersetzungsverhältnis des Zykloidgetriebes zwischen 25:1 und 60:1, insbesondere bei 30:1, ist.