EP2011636A2 - Lastumkehrfreie Stößelanschlusseinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP2011636A2
EP2011636A2 EP08102312A EP08102312A EP2011636A2 EP 2011636 A2 EP2011636 A2 EP 2011636A2 EP 08102312 A EP08102312 A EP 08102312A EP 08102312 A EP08102312 A EP 08102312A EP 2011636 A2 EP2011636 A2 EP 2011636A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plunger
connecting rod
press
threaded
adjusting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08102312A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2011636A3 (de
Inventor
Klaus Blei
Marcus Kosse
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.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Publication of EP2011636A2 publication Critical patent/EP2011636A2/de
Publication of EP2011636A3 publication Critical patent/EP2011636A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0035Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height using an adjustable connection between the press drive means and the press slide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0041Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06Platens or press rams
    • B30B15/068Drive connections, e.g. pivotal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/281Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
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    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/281Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices
    • B30B15/284Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices releasing fluid from a fluid chamber subjected to overload pressure

Definitions

  • the invention relates to a press, in particular a large-size press.
  • Mechanical presses usually have a plunger, which is moved by a suitable drive device in a predetermined manner going back and forth.
  • the drive device is connected via gear means with the plunger.
  • the drive device is formed by one or more eccentrics, which are connected via corresponding connecting rods with the plunger.
  • adjusting devices are provided at the junction between the plunger and the connecting rod, with which the plunger position can be adjusted as desired, for example, to adapt to different tools.
  • Such adjusting devices often contain threaded elements that are selectively rotated against each other for adjusting the plunger position.
  • This object is achieved with the press according to claim 1.
  • This press has a biasing device associated with the biasing device, which avoids load changes on the adjusting device. This eliminates any existing in the range of adjustment game. There is no reversal in the direction of the burden. Rather, it is only a dynamic swelling load, which increases the life of the engaged elements.
  • the thread size for the adjusting nut and the adjusting spindle can be selected correspondingly smaller with the same service life.
  • the threaded connection preferably includes a first gear member connected to the connecting rod and a second gear member connected to the plunger, wherein the biasing means biases the first threaded member against the second threaded member such that the threads of the two threaded members do not lift off each other. Rather, the thread flanks in contact with each other remain in permanent contact with each other.
  • the two threaded elements are preferably arranged concentrically to the power transmission direction and in the power transmission direction, ie braced axially against each other.
  • the axial direction substantially coincides with the longitudinal direction of the connected connecting rod.
  • the force that biases the two threaded elements against each other is preferably greater than the expected during proper operation of the press largest, to be transferred from the connecting rod to the plunger force. Preferably, it is 1.1 to 1.2 times the force to be transmitted. If there is only one connecting rod, this is the pressing force. With two connecting rods the power is reduced to half, with four connecting rods to a quarter.
  • the biasing device is preferably a hydraulic device.
  • the biasing means engages between a threaded member of the adjusting means connected to the connecting rod and the plunger.
  • the adjusting device can also engage between the connecting rod and the plunger or the connecting rod and the threaded element which is connected to the plunger.
  • a hydraulic piston pushes the rod-near threaded member away from the plunger against the drive direction (for example, upward).
  • the other threaded element is also pressed up against a stop of the plunger.
  • the thread of the two threaded elements is engaged without play.
  • One of the threaded elements is connected to a rotary drive device.
  • This is preferably a remote-controllable rotary drive device, for example a hydraulic or electric drive device.
  • the drive device preferably engages via a straight-toothed spur gear on one of the threaded elements. If the threaded element is displaced in the axial direction, for example in the event of overload, the tooth flanks of the straight-toothed gear connection can easily slide against one another without relative rotation.
  • the rotary drive device inhibits Therefore, the axial movement of the respective threaded element not.
  • the biasing device can also be designed as overload protection. This, for example, if a pressure relief valve is connected to the working chamber delimited by the hydraulic piston.
  • the hydraulic piston with its
  • Figure 1 illustrates a press 1, which may be, for example, a stand-alone press, a press associated with a press line or a stage of a large stage press.
  • the press 1 has a press frame 2, which may also include a press table 3 and a head piece 4. Between the head piece 4 and the press table 3, a plunger 5 is arranged, which is mounted back and forth, in the present embodiment, movable up and down.
  • the plunger 5 carries an upper tool part 6 while the lower tool part 7 is mounted on the press table 3.
  • a drive device 8 which drives the plunger 5 via one or more connecting rods 9, 10.
  • the connecting rods 9, 10 are driven by eccentrics. They can also be powered by other sources of power.
  • the term "connecting rod” includes any train and pressure claimable and tensile and compressive forces transmitting gear element.
  • the connecting rods 9, 10 are connected to the plunger 5 via adjusting devices 11, 12, which allow a height adjustment of the plunger.
  • height adjustment is meant in particular the adjustment of the position of the upper and lower dead center of the plunger 5, whose movement in FIG. 1 indicated by an arrow 13.
  • the adjusting device 11 is illustrated as representative of all other adjusting devices used on the plunger 5.
  • the adjusting device 11 includes a pressure pot 14, which forms a hydraulic cylinder.
  • the outside substantially cylindrical bottom-side closed pressure pot 14 has a cylindrical interior, in which a hydraulic piston 15 is slidably mounted in the drive direction 13.
  • the hydraulic piston 15 divides into the pressure pot 14 a working space 16 from where a hydraulic pressure pad is to build.
  • the pressure pot 14 is provided with a connection device 17, which serves for connection to the plunger 5.
  • the connecting rod 9 has at its lower end a bearing device for supporting a transverse to the connecting rod 9 extending connecting rod 18.
  • the adjusting spindle 19 On its underside, the adjusting spindle 19 has a bottom 21 which may be closed or, as shown, also provided with a central opening.
  • the bottom 21 has a flat underside 22, which also serves as a braking surface.
  • the thread 20 is engaged with an adjusting nut 23 which sits with little play in the pressure pot 14 and is rotatable therein. At its approximately cylindrical outer peripheral surface, it is provided with a spur toothing, which preferably extends over the entire height of its outer peripheral surface or at least over a substantial part thereof.
  • the spur toothing is a straight toothing.
  • the adjusting nut 23 has an internal thread 24 which is in engagement with the thread 20.
  • the internal thread 24 and the thread 20 are in FIG. 2 illustrated opposite as a separate detail in another size representation. As can be seen, the threads each have a radially oriented and an obliquely oriented thread flank.
  • the radially oriented thread flank of the threaded spindle 19 points upward while the radially oriented thread flank of the adjusting nut 23 points downwards.
  • the pressure pot 14 is closed at the top by a flange 27, which presents the adjusting nut 23 a flat annular surface 28.
  • the flange 27 is screwed by a plurality of fastening bolts 29, 30 with the pressure pot 14.
  • the adjusting nut 23 is assigned an adjusting drive 31.
  • a gear preferably a straight-toothed spur gear 32, the teeth of which mesh with teeth 33 of the adjusting nut 23.
  • the gear 32 is rotatably mounted in a housing 34. It is associated with it a drive motor, for example in the form of an electric motor 35. This may be a servomotor, a torque motor, a stepping motor or the like. It may be connected to a not further illustrated encoder or encoder to detect the rotational position of the gear 32 and thereby the rotational position of the adjusting nut 23.
  • the working space 16 is provided with an in FIG. 2 roughly illustrated hydraulic device 36 connected, which serves to supply the working space 16 with hydraulic oil, which is under a given pressure. About not further illustrated lines, the same oil can be used for lubrication of the adjusting nut 23.
  • the hydraulic device 36 has, for example, a pressure accumulator 37, a not further illustrated pump for filling the same with hydraulic oil, a pressure relief valve 38 and a control valve 39th
  • a rotation of the adjusting nut 23 by vibrations, swelling loads or other interference is largely excluded.
  • pressure pad hydraulic clamping is effected.
  • the piston 15 presses the adjusting spindle 19 to the adjusting nut 23 and this to the flange 27 at.
  • a rotation of the adjusting spindle 19 and the adjusting nut 23 is prevented by means of friction.
  • a separate brake is not required.
  • This effect can be further enhanced if the piston 15 is stored in the pressure pot 14 untwisted. This can be done for example by an above its seal 40 in the Pressure pot 14 formed vertical groove can be achieved, in which a projection of the piston 15 can engage.
  • the motor 35 is driven accordingly to turn the adjusting nut 23.
  • the pressure in the working space 16 can be reduced. In the embodiment according to FIG. 2 this is simplified as pressure relief of the working space 16 via the control valve 39 illustrated. After rotation of the adjusting nut 23, the working chamber 16 is acted upon again with the full hydraulic pressure, in turn, to achieve the hydraulic clamping of the adjusting device and the bias thereof.
  • the adjusting device 11 also works as overload protection when 16 corresponding safety devices are connected to the working space. These may be formed, for example, by the pressure relief valve 38. Exceeds the force transmitted from the connecting rod 9 to the pressure pot 14, the force exerted by the hydraulic fluid on the piston 15 force, opens the pressure relief valve 38. The piston 15 can then, as FIG. 3 shows, dip into the working space 16. It is pushed by the bottom 22 of the adjusting spindle 19 down, wherein the adjusting nut 23 is moved downward from the annular surface 28 away. By opening the control valve 39, the working space 16 can be depressurized to eliminate blockages in the press 1. Thus, the plunger 5 can be freed from a stuck position. Subsequently, the working space 16 can be brought back to the operating pressure, so that, for example, after a damage control no further damage is recognizable, the operation of the press 1 can be continued.
  • the force flow takes place during pressing of the connecting rod 9 via the connecting rod 18 on the adjusting spindle 19 and from this on the adjusting nut 23 on the flange 27, and from there via the fastening bolts 29, 30 to the pressure pot 14.
  • a drop in the adjusting nut 23 and the adjusting spindle 19 is prevented by the piston 15, because this on the pressure pad with a greater force is pressed against the threaded spindle 19 as the press 1 proportionally for the connecting rod 9 has pressing force.
  • the plunger 5 and the components of the adjusting device 11 must be accelerated upwards.
  • the power flow extends from the plunger 5 via the fastening bolts 29, 30 of the flange 27 on via the adjusting nut 23 to the adjusting spindle 19 and the connecting rod 18 to the connecting rod.
  • the straight toothing of the adjusting nut 23 is as long as the width of the gear 32 plus the length of the maximum Verstellhubs plus a small excess length.
  • the gear 32 is mounted on a shaft.
  • the bearing is slightly biased by a bearing cap.
  • the shaft is driven by a direct drive e.g. an electric motor 35 is driven, which is connected via an adapter 41 to the shaft.
  • the stator of the electric motor 35 is bolted to the housing 34.
  • the rotation is monitored by a sensor connected to the shaft.
  • the housing is preferably sealed.
  • the various adjusting drives of the various adjusting devices 11, 12 can be connected to a press by a Control preferably be controlled separately.
  • the controller can be programmed so that the plunger safely aligns itself horizontally. For this purpose, only the difference between the table and plunger in the control is entered. The necessary adjustment paths can then be independently calculated and executed by the control.
  • a press 1 can thus be equipped with a fully automatic ram adjustment. This considerably shortens the time required for aligning the ram during assembly or reassembly. Because it can be dispensed with the use of a hydraulic motor, the corresponding Verrohrungsaufwand is saved. In addition, no worm drive is required for the adjustment.
  • a mechanical pretensioning device can be used which, for example, clamps a disc spring package from below against the underside 22 via a hub-spindle-actuated wedge.
  • a modified embodiment of the adjusting device 11 shows FIG. 4 .
  • the peculiarity lies in the fact that the adjusting spindle 19 and the piston 15 are combined to form a single component.
  • the hydraulic pressure of the chamber 16 acts directly on the bottom 21.
  • a guide band 42 may be provided in the pressure pot 14.
  • the advantage of this embodiment lies in the smaller number of parts and the lower height.
  • an adjusting device 11 is provided on the press 1, which is biased by a preferably hydraulic biasing device with a force which is greater than that of the adjusting device force to be transmitted. This force eliminates load changes in the adjustment.

Abstract

An einer Presse (1) ist eine Verstelleinrichtung (11) vorgesehen, die durch eine vorzugsweise hydraulische Vorspanneinrichtung mit einer Kraft vorgespannt ist, die größer ist als die von der Verstelleinrichtung zu übertragende Kraft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Presse, insbesondere eine Großteilpresse.
  • Mechanische Pressen weisen in der Regel einen Stößel auf, der durch eine geeignete Antriebsvorrichtung in vorgegebener Weise in und her gehend bewegt wird. Die Antriebseinrichtung ist über Getriebemittel mit dem Stößel verbunden. Beispielsweise wird die Antriebseinrichtung durch einen oder mehrere Exzenter gebildet, die über entsprechende Pleuel mit dem Stößel verbunden sind. Häufig sind an der Verbindungsstelle zwischen dem Stößel und dem Pleuel Einstellvorrichtungen vorgesehen, mit denen sich die Stößelposition beispielsweise zur Anpassung an verschiedene Werkzeuge wie gewünscht einstellen lässt. Solche Einstellvorrichtungen enthalten häufig Gewindeelemente, die zur Verstellung der Stößelposition gezielt gegeneinander verdreht werden.
  • An solchen Verstelleinrichtungen kann bei der Hin- und Herbewegung des Stößels ein Vorzeichenwechsel der Lastrichtung auftreten. Handelt es sich beispielsweise um eine Großteilpresse mit vertikal auf und ab bewegbarem Stößel hängt die Last des Stößels und des oberen Werkzeugteils normalerweise an dem Pleuel und zusätzlich an einer so genannten Gewichtsausgleichseinrichtung. Während der Werkstückumformung übertragen die den Stößel bewegenden Pleuel eine Druckkraft auf den Stößel. Davor und danach übertragen sie eine Zugkraft. Dieser Lastwechsel kann zu Verschleiß an der Verstelleinrichtung führen, die das Pleuel mit dem Stößel verbindet. Insbesondere sind hier vorhandene Gewindegänge gefährdet.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Presse anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird mit der Presse nach Anspruch 1 gelöst. Diese Presse weist eine der Verstelleinrichtung zugeordnete Vorspanneinrichtung auf, die Lastwechsel an der Verstelleinrichtung vermeidet. Damit ist jedes im Bereich der Verstelleinrichtung vorhandene Spiel beseitigt. Es ist keine Richtungsumkehr der Belastung zu verzeichnen. Vielmehr handelt es sich lediglich noch um eine dynamisch schwellende Belastung, was die Lebensdauer der in Eingriff befindlichen Elemente erhöht. In der Gewindeverbindung der Verstelleinrichtung kann die Gewindegröße für die Verstellmutter und die Verstellspindel bei gleicher Lebensdauer entsprechend kleiner gewählt werden.
  • Die Gewindeverbindung enthält vorzugsweise ein erstes Getriebeelement, das mit dem Pleuel verbunden ist und ein zweites Getriebeelement, das mit dem Stößel verbunden ist, wobei die Vorspanneinrichtung das erste Gewindeelement so gegen das zweite Gewindeelement spannt, dass die Gewindegänge der beiden Gewindeelemente voneinander nicht mehr abheben. Vielmehr bleiben die in Anlage befindlichen Gewindeflanken in dauernder Anlage miteinander.
  • Die beiden Gewindeelemente sind vorzugsweise zu der Kraftübertragungsrichtung konzentrisch angeordnet und in Kraftübertragungsrichtung, d.h. axial gegen einander verspannt. Die Axialrichtung stimmt im Wesentlichen mit der Längsrichtung des angeschlossenen Pleuels überein. Unter dem Begriff "Pleuel" wird im weiteren Sinne jedes den Stößel bewegende Kraftübertragungselement verstanden.
  • Die Kraft, die die beiden Gewindeelemente gegeneinander vorspannt, ist vorzugsweise größer als die bei ordnungsgemäßem Betrieb der Presse erwartete größte, von dem Pleuel auf den Stößel zu übertragende Kraft. Vorzugsweise beträgt sie das 1,1- bis 1, 2-fache der zu übertragenden Kraft. Ist nur ein Pleuel vorhanden, ist dies die Presskraft. Bei zwei Pleueln reduziert sich die Kraft auf die Hälfte, bei vier Pleueln auf ein Viertel.
  • Die Vorspanneinrichtung ist vorzugsweise eine hydraulische Einrichtung. Bei der bevorzugten Ausführungsform greift die Vorspanneinrichtung zwischen einem mit dem Pleuel verbundenen Gewindeelement der Verstelleinrichtung und dem Stößel an. Alternativ kann die Verstelleinrichtung auch zwischen dem Pleuel und dem Stößel oder dem Pleuel und dem Gewindeelement angreifen, das mit dem Stößel verbunden ist.
  • Bei der erstgenannten Ausführungsform drückt beispielsweise ein hydraulischer Kolben das pleuelnahe Gewindeelement gegen die Antriebsrichtung von dem Stößel weg (beispielsweise nach oben). Dadurch wird das andere Gewindeelement ebenfalls nach oben gegen einen Anschlag des Stößels gedrückt. Das Gewinde der beiden Gewindeelemente liegt spielfrei in Eingriff.
  • Eines der Gewindeelemente ist mit einer Drehantriebseinrichtung verbunden. Vorzugsweise ist dies eine fernsteuerbare Drehantriebseinrichtung, beispielsweise eine hydraulische oder elektrische Antriebseinrichtung. Vorzugsweise greift die Antriebseinrichtung über ein geradverzahntes Stirnrad an einem der Gewindeelemente an. Wird das Gewindeelement beispielsweise bei Überlast in Axialrichtung verstellt, können die Zahnflanken der geradverzahnten Zahnradverbindung problemlos ohne Relativdrehung aneinander gleiten. Die Drehantriebseinrichtung hemmt deshalb die Axialbewegung des betreffenden Gewindeelements nicht.
  • Die Vorspanneinrichtung kann zugleich als Überlastsicherung ausgebildet sein. Dies beispielsweise wenn an die von dem Hydraulikkolben abgegrenzte Arbeitskammer ein Überdruckventil angeschlossen ist.
  • Vorzugsweise ist der Hydraulikkolben, der mit seiner
  • Stirnfläche auf eines der Gewindeelemente drückt, mit dem anderen der Gewindeelemente verbunden. Er wirkt somit als hydraulische Bremse oder Klemmung. Damit ist für die Stößelverstellung keine gesonderte Bremse erforderlich.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung oder Ansprüchen. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf wesentliche Aspekte der Erfindung oder sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung ergänzt die Beschreibung.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 eine Großteilpresse in schematisierter Darstellung,
    • Figur 2 eine Stößelverstelleinrichtung in längs geschnittener, schematisierter Darstellung und in einem ersten Betriebszustand,
    • Figur 3 die Verstelleinrichtung nach Figur 2 in einem zweiten Betriebszustand und
    • Figur 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Verstelleinrichtung in vertikal geschnittener Darstellung.
  • In Figur 1 ist eine Presse 1 veranschaulicht, die beispielsweise eine einzeln stehende Presse, eine zu einer Pressenstraße gehörige Presse oder eine Stufe einer Großteilstufenpresse sein kann. Die Presse 1 weist ein Pressengestell 2 auf, zu dem auch ein Pressentisch 3 und ein Kopfstück 4 gehören können. Zwischen dem Kopfstück 4 und dem Pressentisch 3 ist ein Stößel 5 angeordnet, der hin und her, im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf und ab verfahrbar gelagert ist. Der Stößel 5 trägt einen oberen Werkzeugteil 6 während der untere Werkzeugteil 7 auf dem Pressentisch 3 montiert ist.
  • An oder in dem Kopfstück 4 ist eine Antriebseinrichtung 8 vorgesehen, die den Stößel 5 über ein oder mehrere Pleuel 9, 10 antreibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Pleuel 9, 10 von Exzentern angetrieben. Sie können auch von anderen Antriebsquellen her angetrieben sein. Insofern umfasst der Begriff "Pleuel" jedes auf Zug und Druck beanspruchbare und Zug-und Druckkräfte übertragende Getriebeelement.
  • Die Pleuel 9, 10 sind an den Stößel 5 über Verstelleinrichtungen 11, 12 angeschlossen, die eine Höhenverstellung des Stößels gestatten. Unter "Höhenverstellung" wird dabei insbesondere die Verstellung der Position der oberen und unteren Totlage des Stößels 5 verstanden, dessen Bewegung in Figur 1 durch einen Pfeil 13 angedeutet ist.
  • In Figur 2 ist die Verstelleinrichtung 11 stellvertretend für alle anderen an dem Stößel 5 verwendete Verstelleinrichtungen veranschaulicht.
  • Zu der Verstelleinrichtung 11 gehört ein Drucktopf 14, der einen Hydraulikzylinder bildet. Der außen im Wesentlichen zylindrische bodenseitige geschlossene Drucktopf 14 weist einen zylindrischen Innenraum auf, in dem ein Hydraulikkolben 15 in Antriebsrichtung 13 verschiebbar gelagert ist. Der Hydraulikkolben 15 teilt in dem Drucktopf 14 einen Arbeitsraum 16 ab in dem ein hydraulisches Druckpolster aufzubauen ist. An seiner Unterseite ist der Drucktopf 14 mit einer Anschlusseinrichtung 17 versehen, die zur Verbindung mit dem Stößel 5 dient.
  • Das Pleuel 9 weist an seinem unteren Ende eine Lagereinrichtung zur Lagerung eines sich quer durch das Pleuel 9 erstreckenden Pleuelbolzens 18 auf. Dieser lagert das Pleuel 9 an einer Verstellspindel 19, die im vorliegenden Fall becherförmig ausgebildet ist. Sie weist eine im Wesentlichen zylindrische Wandung auf, die außen mit einem Gewinde 20 versehen ist. An ihrer Unterseite weist die Verstellspindel 19 einen Boden 21 auf, der geschlossen ausgebildet oder, wie dargestellt, auch mit einer zentralen Öffnung versehen sein kann. Vorzugsweise weist der Boden 21 eine ebene Unterseite 22 auf, die auch als Bremsfläche dient.
  • Das Gewinde 20 steht mit einer Verstellmutter 23 in Eingriff, die mit geringem Spiel in dem Drucktopf 14 sitzt und in diesem drehbar ist. An ihrer etwa zylindrischen Außenumfangsfläche ist sie mit einer Stirnverzahnung versehen, die sich vorzugsweise über die gesamte Höhe ihrer Außenumfangsfläche oder wenigstens über einen erheblichen Teil derselben erstreckt. Die Stirnverzahnung ist eine Geradverzahnung. Die Verstellmutter 23 weist ein Innengewinde 24 auf, das mit dem Gewinde 20 in Eingriff steht. Das Innengewinde 24 und das Gewinde 20 sind in Figur 2 nebenstehend als gesondertes Detail in einer anderen Größendarstellung veranschaulicht. Wie ersichtlich, weisen die Gewindegänge jeweils eine radial orientierte und eine schräg orientierte Gewindeflanke auf. Die radial orientierte Gewindeflanke der Gewindespindel 19 weist nach oben während die radial orientierte Gewindeflanke der Verstellmutter 23 nach unten weist. Es stehen dauerhaft nur die radial orientierten Flanken der Gewindespindel 19 und der Verstellmutter 23 in Anlage. Dies wird durch den Hydraulikkolben 15 bewirkt, der vorzugsweise mit einem rohrförmigen Fortsatz 25 gegen die Unterseite 22 drückt. Um den Außenumfang des Fortsatzes 25 herum ist ein durch eine Stufe abgesetzter Ringraum 26 ausgebildet, in den sich die Verstellmutter 23 hinein erstrecken kann.
  • Der Drucktopf 14 ist oben durch einen Flansch 27 abgeschlossen, der der Verstellmutter 23 eine ebene Ringfläche 28 darbietet. Der Flansch 27 ist durch mehrere Befestigungsbolzen 29, 30 mit dem Drucktopf 14 verschraubt.
  • Der Verstellmutter 23 ist ein Verstellantrieb 31 zugeordnet. Zu diesem gehört ein Zahnrad, vorzugsweise ein geradverzahntes Stirnrad 32, dessen Verzahnung mit Zähnen 33 der Verstellmutter 23 in Eingriff steht. Das Zahnrad 32 ist in einem Gehäuse 34 drehbar gelagert. Es ist ihm ein Antriebsmotor, beispielsweise in Form eines Elektromotors 35 zugeordnet. Dieser kann ein Servomotor, ein Torquemotor, ein Schrittmotor oder dergleichen sein. Er kann mit einem nicht weiter veranschaulichten Weggeber oder Drehgeber verbunden sein, um die Drehposition des Zahnrads 32 und dadurch die Drehposition der Verstellmutter 23 zu erfassen.
  • Der Arbeitsraum 16 ist mit einer in Figur 2 grob vereinfacht veranschaulichten Hydraulikeinrichtung 36 verbunden, die dazu dient, den Arbeitsraum 16 mit Hydrauliköl zu beaufschlagen, das unter einem gegebenen Druck steht. Über nicht weiter veranschaulichte Leitungen kann das gleiche Öl auch zur Schmierung der Verstellmutter 23 genutzt werden. Die Hydraulikeinrichtung 36 weist beispielsweise einen Druckspeicher 37, eine nicht weiter veranschaulichte Pumpe zum Füllen desselben mit Hydrauliköl, ein Überdruckventil 38 und ein Steuerventil 39.
  • Die insoweit beschriebene Presse 1 arbeitet wie folgt:
    • In Betrieb steht der Arbeitsraum 16 unter einem Druck, der den an seinem Außenumfang abgedichteten Hydraulikkolben 15 gegen die Antriebskraft der Antriebseinrichtung 8 nach oben treibt. Diese Kraft ist 1,1 bis 1,2 mal so groß wie die von dem Pleuel 9 maximal auf den Stößel 5 zu übertragende Kraft. Die Stirnfläche des ringförmigen Fortsatzes 25 des Kolbens 15 drückt die Gewindespindel 21 mit entsprechender Kraft nach oben. Diese Kraft wird über die in Anlage befindlichen Flanken der Gewindegänge des Gewindes 20 und des Innengewindes 24 auf die Verstellmutter 23 übertragen, die sich somit mit ihrer oberen Stirnfläche an der Ringfläche 28 des Flansches 27 abstützt. Diese Situation bleibt während des gesamten Presshubs erhalten. Selbst in der Nähe des unteren Totpunkts, wenn das Pleuel 9 eine erhebliche nach unten gerichtete Kraft auf den Drucktopf 14 übertragen muss, bleiben die Gewindegänge des Gewindes 20 und des Innengewindes 24 in der in Figur 2 veranschaulichten Eingriffsposition. Die Druckkraft wird von der Verstellspindel 21 über den Hydraulikkolben 15 und das Druckpolster in dem Arbeitsraum 16 auf den Drucktopf 14 übertragen. Dabei wird zwar die Gewindeverbindung zwischen dem Gewinde 20 und dem Innengewinde 24 entlastet, wobei die Last jedoch nie Null wird oder ihr Vorzeichen umkehrt. Das Gewinde 20 und das Innengewinde 24 unterliegen somit einer schwellenden Last ohne Lastwechsel.
  • Eine Verdrehung der Verstellmutter 23 durch Vibrationen, schwellende Lasten oder sonstige Störeinflüsse ist weitgehend ausgeschlossen. Durch das in dem Arbeitsraum 16 aufgebaute Druckpolster wird eine hydraulische Klemmung bewirkt. Der Kolben 15 drückt die Verstellspindel 19 an die Verstellmutter 23 und diese an den Flansch 27 an. So wird mittels Reibschluss ein Verdrehen der Verstellspindel 19 und der Verstellmutter 23 verhindert. Eine gesonderte Bremse ist nicht erforderlich.
  • Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, wenn der Kolben 15 in dem Drucktopf 14 unverdreht gelagert wird. Dies kann beispielsweise durch eine oberhalb seiner Dichtung 40 in dem Drucktopf 14 ausgebildete Vertikalnut erreicht werden, in die ein Vorsprung des Kolbens 15 greifen kann.
  • Soll der Stößel 5 verstellt werden, wird der Motor 35 entsprechend angesteuert, um die Verstellmutter 23 zu drehen. Um dies zu erleichtern, kann bedarfsweise der Druck in dem Arbeitsraum 16 reduziert werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist dies vereinfacht als Druckentlastung des Arbeitsraums 16 über das Steuerventil 39 veranschaulicht. Nach dem Verdrehen der Verstellmutter 23 wird der Arbeitsraum 16 wieder mit dem vollen Hydraulikdruck beaufschlagt, um wiederum die hydraulische Klemmung der Verstelleinrichtung und die Vorspannung derselben zu erreichen.
  • Die Verstelleinrichtung 11 arbeitet außerdem als Überlastsicherung, wenn an den Arbeitsraum 16 entsprechende Sicherheitseinrichtungen angeschlossen sind. Diese können beispielsweise durch das Überdruckventil 38 gebildet sein. Übersteigt der von dem Pleuel 9 auf den Drucktopf 14 übertragene Kraft, die von dem Hydraulikfluid auf den Kolben 15 ausgeübte Kraft, öffnet das Überdruckventil 38. Der Kolben 15 kann dann, wie Figur 3 zeigt, in den Arbeitsraum 16 eintauchen. Er wird von der Unterseite 22 der Verstellspindel 19 nach unten geschoben, wobei die Verstellmutter 23 nach unten von der Ringfläche 28 weg bewegt wird. Durch Öffnen des Steuerventils 39 kann der Arbeitsraum 16 drucklos gemacht werden, um Blockaden in der Presse 1 zu beseitigen. Somit kann der Stößel 5 aus einer festgefahrenen Position befreit werden. Anschließend kann der Arbeitsraum 16 wieder auf den Betriebsdruck gebracht werden, so dass, wenn beispielsweise nach einer Schadenskontrolle kein weiterer Schaden erkennbar ist, der Betrieb der Presse 1 fortgesetzt werden kann.
  • Beim Betrieb der Presse erfolgt der Kraftfluss beim Pressen von dem Pleuel 9 über den Pleuelbolzen 18 auf die Verstellspindel 19 und von dieser über die Verstellmutter 23 auf den Flansch 27, sowie von dort über die Befestigungsbolzen 29, 30 auf den Drucktopf 14. Ein Absinken der Verstellmutter 23 und der Verstellspindel 19 wird durch den Kolben 15 verhindert, weil dieser über das Druckpolster mit einer größeren Kraft an die Gewindespindel 19 angedrückt wird als die Presse 1 anteilig für das Pleuel 9 an Presskraft besitzt.
  • Beim Rückhub muss im Wesentlichen das Gewicht des oberen Werkzeugteils 6, des Stößels 5 und der Bauteile der Verstelleinrichtung 11 nach oben beschleunigt werden. Der Kraftfluss verläuft dabei von dem Stößel 5 über die Befestigungsbolzen 29, 30 des Flansches 27 weiter über die Verstellmutter 23 zu der Verstellspindel 19 und den Pleuelbolzen 18 zum Pleuel 9.
  • Während des gesamten Betriebs wird zwischen der Verstellspindel 19 und der Verstellmutter 23 Spielfreiheit erreicht. Es kommt nicht zum Abheben der Gewindegänge der Verstellmutter 23 und der Verstellspindel 19 voneinander. Dies mindert die Belastung an der Verstelleinrichtung 11.
  • Zur Stößelverstellung greift das Zahnrad 32 an der Verstellmutter 23 an. Die Geradverzahnung der Verstellmutter 23 ist so lang wie die Breite des Zahnrads 32 plus die Länge des maximalen Verstellhubs zuzüglich einer kleinen Überlänge. Das Zahnrad 32 ist auf einer Welle gelagert. Die Lagerung ist durch einen Lagerdeckel leicht vorgespannt. Die Welle wird durch einen Direktantrieb z.B. einen Elektromotor 35 angetrieben, welcher über einen Adapter 41 an die Welle angeschlossen ist. Der Stator des Elektromotors 35 ist mit dem Gehäuse 34 verschraubt. Die Drehbewegung wird durch einen Geber überwacht, der mit der Welle verbunden ist. Das Gehäuse ist vorzugsweise abgedichtet.
  • Die verschiedenen Verstellantriebe der verschiedenen Verstelleinrichtungen 11, 12 können an einer Presse durch eine Steuerung vorzugsweise separat angesteuert werden. Die Steuerung kann dabei so programmiert werden, dass sich der Stößel sicher selbst horizontal ausrichtet. Dazu ist lediglich das Differenzmaß zwischen Tisch und Stößelsohle in die Steuerung einzugeben. Die nötigen Verstellwege können daraufhin von der Steuerung selbständig errechnet und ausgeführt werden. Eine Presse 1 kann somit mit einer vollautomatischen Stößeljustage ausgestattet werden. Dies verkürzt die zur Ausrichtung des Stößels bei der Montage bzw. Remontage erforderliche Zeit erheblich. Weil auf die Verwendung eines Hydraulikmotors verzichtet werden kann, wird auch der entsprechende Verrohrungsaufwand eingespart. Außerdem ist kein Schneckenantrieb für die Verstellung erforderlich.
  • Bedarfsweise kann an Stelle des hydraulisch betätigten Kolbens 15 eine mechanische Vorspanneinrichtung eingesetzt werden, die beispielsweise über einen hubspindelbetätigten Keil ein Tellerfederpaket von unten her gegen die Unterseite 22 spannt.
  • Eine abgewandelte Ausführungsform der Verstelleinrichtung 11 zeigt Figur 4. Unter Zugrundelegung bereits eingeführter Bezugszeichen wird auf die vorige Beschreibung der Struktur und Funktion verwiesen. Die Besonderheit liegt hier darin, dass die Verstellspindel 19 und der Kolben 15 zu einem einzigen Bauteil vereinigt sind. Der hydraulische Druck der Kammer 16 wirkt unmittelbar auf den Boden 21. Zur Führung des kombinierten Elements, dass die Funktion der Verstellspindel 19 und die Funktion des Kolbens 15 hat, kann in dem Drucktopf 14 ein Führungsband 42 vorgesehen sein. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der geringeren Teilezahl und der geringeren Bauhöhe.
  • Zusammenfassend wird festgehalten, dass an der Presse 1 eine Verstelleinrichtung 11 vorgesehen ist, die durch eine vorzugsweise hydraulische Vorspanneinrichtung mit einer Kraft vorgespannt ist, die größer ist als die von der Verstelleinrichtung zu übertragende Kraft. Diese Kraft beseitigt Lastwechsel in der Verstelleinrichtung.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Presse
    2
    Pressengestell
    3
    Pressentisch
    4
    Kopfstück
    5
    Stößel
    6
    oberer Werkzeugteil
    7
    unterer Werkzeugteil
    8
    Antriebseinrichtung
    9, 10
    Pleuel
    11, 12
    Verstelleinrichtung
    13
    Pfeil/Antriebsrichtung
    14
    Drucktopf
    15
    Hydraulikkolben
    16
    Arbeitsraum
    17
    Anschlusseinrichtung
    18
    Pleuelbolzen
    19
    Verstellspindel
    20
    Gewinde
    21
    Boden
    22
    Unterseite
    23
    Verstellmutter
    24
    Innengewinde
    25
    Fortsatz
    26
    Ringraum
    27
    Flansch
    28
    Ringfläche
    29, 30
    Befestigungsbolzen
    31
    Verstellantrieb
    32
    Stirnrad
    33
    Zähne
    34
    Gehäuse
    35
    Elektromotor
    36
    Hydraulikeinrichtung
    37
    Druckspeicher
    38
    Überdruckventil
    39
    Steuerventil
    40
    Dichtung
    41
    Adapter
    42
    Führungsband

Claims (10)

  1. Presse (1), insbesondere Großteilpresse,
    mit einem Stößel (5), der über wenigstens ein Pleuel (9) mit einer Antriebseinrichtung (8) verbunden ist,
    mit einer Verstelleinrichtung (11), über die das Pleuel (9) mit dem Stößel (5) verbunden ist und die eine verstellbare Gewindeverbindung (19, 23) enthält, der eine Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) zugeordnet ist.
  2. Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung (19, 23) ein erstes Gewindeelement (19), das mit dem Pleuel (9) verbunden ist, und ein zweites Gewindeelement (23) aufweist, das mit dem Stößel (5) verbunden ist, und dass die Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) das erste Gewindeelement (19) gegen das zweite Gewindeelement (23) spannt.
  3. Pressen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gewindeelemente (19, 23) konzentrisch zu einer Kraftübertragungsrichtung (13) angeordnet sind.
  4. Pressen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeelemente (19, 23) in Kraftübertragungsrichtung (13) gegeneinander verspannt sind.
  5. Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) eine Kraft generiert, die größer ist, als die bei ordnungsgemäßem Betrieb der Presse (1) erwartete größte von dem Pleuel (9) auf den Stößel (5) zu übertragende Kraft.
  6. Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) eine zwischen einem Gewindeelement (19) der Verstelleinrichtung (11), das mit dem Pleuel (9) verbunden ist, und dem Stößel (5) wirkende Kraft erzeugt.
  7. Pressen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben (15) aufweist, der sich in Axialrichtung an einem der Gewindeelemente (19) abstützt.
  8. Pressen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (15) mit dem anderen der Gewindeelemente (23) oder der Verstelleinrichtung (11) drehfest verbunden ist.
  9. Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstelleinrichtung (11) eine Drehantriebseinrichtung (35) zugeordnet ist.
  10. Pressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (15, 16, 36) eine Überlastsicherung aufweist oder mit einer solchen verbunden ist.
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