-
Hochdruck-Langhub-Presse mit Seilzug-Antrieb
-
Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Langhub-Hochdruck-Platten-Presse
für allgemeine Anwendung in der Industrie.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universell einsetzbare
Hochdruckpresse zu schaffen, die alle Eigenschaften hydraulischer und mechanischer
Pressen vereint und darüber hinaus Eingenschaften bietet, die keine dieser Art Pressen
bisher hatten. Weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist es, die kostspieligen
Teile einer Presse auszuschalten, ohne die Qualitativeigenschaften zu beeinflussen.
Zuletzt ist der minimalste Energieverbrauch angestrebt.
-
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst: daß man ein System
schafft, das in seinen physikalischen Eigenschaften am nähesten einem Flaschenzugsystem
ähnelt. Die Seilrollen eines Flaschenzuges werden in Preßbacken umfunktioniert und
zwar, die obere Preßbacke übernimmt die Aufgabe der feststehenden Rolle, die untere
Preßbacke funktioniert wie eine Umlenkrolle. Jede neue Wicklung um die Preßbacken
funktioniert wie ein zusätzliches Rollenpaar und resultiert aus einem Zuwachs von
Preßkraft, die doppelt so groß ist als die Seilzugkraft.
-
Durch diese Lösung kann jetzt praktisch eine Presse mit unbegrenzt
großer Preßkraft geschaffen werden, ohne die Antriebskraft der Schließvorrichtung
- eine Seilwinde - zu vergrößern. Die Länge des um die Backen gewickelten Seils
bestimmt den Abstand zwischen den Preßbacken, der unbegrenzt variiert werden kann
durch Auf- oder Abwickeln der Seilzugtrommel.
-
Durch Konzentrieren der Wicklungszahl auf bestimmte Stellen, können
verschiedene Drücke auf die Preßbacken ausgeübt werden, entsprechend dem Vorgang
bei hydraulischen Pressen, wo Druckkolben abgeklemmt werden. Hierdurch wird das
Vollauslegen der Presse unnötig.
-
Nach dem Gesetz der Wirkung und Gegenwirkung müssen Preßkräfte eine
Basis haben, worauf sie sich stützen können. Bei konventionellen Pressen ist das
der Preßrahmen, einer der kostspieligsten Bauteile. Sogar isophalische Pressen haben
einen Preßrahmen in Form eines Bandes oder einer Kesselwand.
-
Bei dieser Erfindung werden die Schließkräfte auf zwei Punkte (Seilmitte)
konzentriert bzw. reduziert = auf Seilanfang und Seilende. Beide werden auf derselben
Backe - oben oder unten - befestigt. Hierdurch entfällt die ganze Rahmenkonstruktion.
-
Die selbststellende Eigenschaft der Backen wird dadurch erreicht,
daß die Wicklungen des Gesamtsystems während des Schließvorgangs als getrennte Flaschenzug-Einheiten
funktionieren - und das Seil immer dort "festschnürt", wo der kleinste Widerstand
auftritt. Die Backen werden also erst an der- dicksten Stelle des Preßgutes anliegen,
dann schließlich an der dünnsten. Nachdem die Backen sich eingestellt haben, wird
der Seilzug wachsen und übt die Presse gleichmäßigen Flächendruck aus.
-
Die Hauptcharakteren der Presse sind: 1. Praktisch unbegrenzt vergrößerbarer
Hub - ohne Konstruktions- oder Antriebsänderung 2. Praktisch unbegrenzter Flächendruck
mit derselben Antriebs-Einheit 3. Variabler Flächendruck innerhalb eines Systems
4. Absolut selbststellende Backen
5 Zwangsgesteuertes Öffnungs-System
6. Wegfall der teuersten Bauelemente - ohne Qualitätseinbuße 7. Extrem gleichmäßiger
Flächendruck 8. Niedriger Energieverbrauch In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
ist die Erfindung näher beschrieben.
-
Die Zeichnungen zeigen eine halb chematische Darstellung.
-
Fig. 1 zeigt das Grundprinzip eines Flaschenzuges. In späteren Schritten
wird die Befestigung der Seilenden Fig. 1-Y an der oberen Backe und Fig.
-
1-P an der Seilwinde befestigt. Die Seilwinde wird auch an der oberen
Backe befestigt. Damit sind Aktions- und Reaktions-Kräfte neutralisiert.
-
Fig. 2 Zeigt die Umfunktionierung der festen und der Umlenkrolle in
den Preßbacken.
-
Fig. 3 Zeigt die Multiplizierung der Schließkräfte im Prinzip Fig.
4 Zeigt die praktische Ausführung dieses Prinzips, wobei Fig. 4-1 eine Seilwinde
zeigt.
-
Fig. 5 Zeigt die selbststellende Eigenschaft der Preßbacken.
-
Fig. 6 Zeigt eine zusätzliche Klemmvorrichtung, die später noch beschrieben
wird. Fig. 6-1 zeigt einen Kolben in Ruhe- und ausgefahrener Stellung.
-
Die darunter dargestellten Vektoren-Komponenten zeigen die Kraft-Aufteilung
in dem Seilzug.
-
Fig. 7 Zeigt aufmontierte Kugellager, bzw. im Kugellager laufende
Stangen, die die Seilreibung nahezu auf Null senken. Gleichzeitig wird hier die
günstigste Kraftverteilung gezeigt.
-
Fig. 8 Zeigt eine Presse in Seitenansicht, mit ungleichmäßig beladenem
Tisch und der entsprechend eingestellten Zuganordnung.
-
Bei der Beschreibung der Erfindung wird das Flaschenzug-System nicht
als Grundprinzip, sondern als nähestes Erklärungs-Beispiel angewendet. Es gäbe weitere
Beispiele aus der Natur, wo die Grundprinzipien der Kraftübertragung und das geschlossene
Kräfte-Kreis-Prinzip ähnlich sind - wie z.B. bei Riesenschlangen, Sport-Ringer,
oder selbst die Hand, die das umschlungene Objekt durch Verringern des Wicklungsumfangs
zusammenpressen.
-
Obwohl verteilhafte physikalische Eigenschaften zu Nutze gemacht werden,
sind gezielte Abwandlungen des Systems nötig, um die Merkmale einer vielseitigen
Industrie-Presse zu erreichen.
-
Erfindungsgemaß werden die physikalischen Eigenschaften eines Kraft-Umwandlungs-Systems
folgendermaßen umfunktioniert.
-
Fig. 1 läßt erkennen, daß das mit P Kraft angezogene Seil die zwei
gegenüberliegenden Rollen mit 2xP, also mit doppelter Kraft, zueinander zieht. Deshalb
werden in Fig. 2, die Rollen zu Backen umfunktioniert.
-
Das so funktionierende Seil hat seine Zugkraft nicht verloren, höchstens
um den Reibungswiderstand verringert, und könnte etliche solcher Arbeitsvorgänge
verrichten. In Fig. 3 wird ein multiples System gezeigt und festgestellt, daß jede
Wicklung, betrieben mit demselben Zugseil, eine zusätzliche, doppelte Krafteinheit
ergibt. In Fig. 7 wird die Lösung gezeigt, wie die schädliche Reibungskraft auszuschalten
ist. Hierbei handelt es sich um Stangen, die sich im Kugellager drehen.
-
Fig. 4 zeigt schon die praktische Auswertung dieser Erkenntnisse.
Die obere Backe kehrt durch ihr Gewicht in ihre Anfangslage zurück, falls die Seiltrommel
auf Freilauf geschaltet wird Das ist das Öffnungssystem.
-
Eine Seilwinde als einziges Antriebselement einer in seiner Preßkraft
endlos steigerbaren Presse ist in Kosten, Funktionssicherheit und Einfachheit allen
anderen Systemen überlegen.
-
Die außerordentliche Ene,rgiecharakteristik dieses Systems geht so
weit, daß diese Hochdruckpresse xit Hand (Winde) oder einer Autobatterie (Geländewagen-Winde)
betrieben werden kann.
-
Weitere Vorteile zeigt Fig. 5. Die selbststehenden Backen dieser Presse
überbrücken extreme Ungenauigkeiten bedeutend mehr als eine hydraulische Presse.
-
Erfindungsgemäß kann man durch Anordnen der Zugseile verschiedene
Flächendrücke (Fig. 8) erreichen, wie bei der hydraulischen Presse beim Abschalten
bestimmter DruckzyLinder. Die Rollstangen (Fig. 7) erlauben dieses Umordnen problemlos.
-
Die Vorteile dieses Systems zeigen sich insbesondere in der Baukostenverringerung.
Dies ist durch das Wegfallen des kompletten Rahmensystems erreicht. Bei konventionellen
Pressen erfordert jede druckausubende Einheit (Zylinder, Balg, Schlauch etc.) eine
Angriffs- und eine Stützfläche. ErfindungsgemaB werden die Angriffs- und die Stützfläche
auf zwei Punkte reduziert und beide auf derselben Basis (vorzugsweise auf der oberen
Preßbacke) befestigt und damit neutralisiert.
-
Alle weiteren druckausübenden Einheiten (Wicklungen) brauchen keine
Stützfläche, damit keinen Preßrahmen.
-
Zur Baukostenverringerung gehört noch die extrem gleichmäßige Druckverteilung
dieses Systems, das leichten Preßbackenbau zuläßt, da keine punktförmigen Druckstellen
(wie bei Kolben) verhanden sind.
-
Ähnlich wie es bei modernen Pressen einen schnellen Schließhub und
einen langsamen Presshub gibt, gibt es hier die Möglichkeit, mit einer Seilwinde
das schnelle Schließen und auch Arretieren des Seiles. Mit einem Hebel oder Kolben
(Fig.6-1) 9o , bzw. quer auf das Wicklungsseil vertaut, Kraft auszuüben (Fig.6)
-P, deren Komponente Px als mehrfache Schließkräfte die Backen zusammenziehen.
-
Dieses Schließsystem kann auch als Hauptschließer verwendet werden.
In diesem Falle kann die Seilwinde durch eine leichte Aufspul-Vorrichtung ersetzt
werden.
- Leerseite -