DE3725731A1 - Kombiniertes fuehrungs- und klemmelement, insbesondere zur anwendung in pressen mit differenziertem kurz- und langhubantrieb - Google Patents

Description

Zur Verbindung eines entlang von Gestängen bewegbaren und gegenüber diesen Gestängen stufenlos feststellbaren Bauteils mit diesen Gestängen haben sich Klemmelemente bewährt, deren jedes aus einer von einem Zylinder umgebenen, außen mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Manschette aus elastischem Werkstoff, die innen mit einer Mehrzahl von zwischen Zylinderdeckeln axial festgelegten Reibkörpern und zwischen den Reibkörpern wirkenden Spreizfedern versehen ist, besteht (DE-PS 19 22 497). Solche Klemmelemente werden an Pressen verschiedener Bauart (z. B. GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104) und anstelle von formschlüssigen Verriegelungen (z. B. in einer Presse nach CH-PS 3 38 559) eingesetzt, um eines der Joche der Presse unter Zwischenschaltung von Kurzhubzylindern mit den die Joche verbindenden Zugankern zu verbinden, wobei die Kurzhubzylinder bei geschlossenen Klemmelementen die Preßkraft aufbringen, während Langhubzylinder bei geöffneten Klemmelementen zwischen den Jochen wirkend für den Schließ- und Öffnungshub der Presse angeordnet sind. Zur baulichen Vereinfachung derartiger Pressen werden den Klemmelementen an einer Seite oder beiderseits Führungsbuchsen zugeordnet (GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104), so daß kombinierte Führungs- und Klemmelemente entstehen. Diese können jedoch ihre Führungsfunktion über längere Zeit aber nur erfüllen, wenn ein nennenswerter Verschleiß der Gestänge bzw. Zuganker infolge des Reibschlusses mit den Reibkörpern der Klemmelemente verhindert wird. Dies versucht man durch geringen spezifischen Flächendruck, d. h. großflächige Anlage der Reibkörper an den Gestängen bzw. Zugankern zu erreichen. Bei gegebenem Durchmesser der Gestänge bzw. Zuganker müssen daher die Reibkörper eine entsprechende axiale Ausdehnung aufweisen. Dem steht aber die über die Kontaktlänge progressive Ausdehnung der Gestänge bzw. Zuganker nachteilig, da den Verschleiß wiederum erhöhend, entgegen.

Ziel der Erfindung ist ein kombiniertes Führungs- und Klemmelement, bei dem der vom Klemmelement verursachte Verschleiß die Funktion des Führungselements nicht beeinflußt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jedes Gestänge an seinem Umfang im Wechsel mit durch Mantellinien voneinander abgesetzten Führungs- und Klemmflächen gebildet ist, wobei die Reibkörper in Breite und Profil ihrer Anlageflächen den Klemmflächen entsprechend ausgebildet sind und der mindestens eine achsial zu den Reibkörpern versetzte Führungsring korrespondierende Flächen zu den Führungsflächen des Gestänges aufweist.

Eine fertigungstechnisch günstige Ausbildung erfährt die Führungs- und Klemmvorrichtung, indem gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Führungsflächen Mantelstreifen an den Gestängen bzw. Zugankern bilden, zwischen denen sich die Klemmflächen aus der Zylinderfläche zurückspringend befinden, wobei die Führungsringe rund aufgebohrt sind. Die Führungsflächen an den Gestängen bzw. Zugankern können wie die Bohrung der Führungsringe durch Drehen und Rundschleifen einfach mit großer Genauigkeit und Oberflächengüte hergestellt werden. Die aus der Zylinderfläche der Führungsflächen zurückspringenden Klemmflächen können von Abflachungen der Gestänge bzw. Zuganker gebildet sein, die den Durchmesser im Bereich der Klemmflächen auf Kreissehnen zurückführen. Eine andere günstige Möglichkeit besteht darin, die Klemmflächen von Mantelstreifen eines Zylinders geringeren Durchmessers als dem der Führungsflächen zu bilden, wodurch die Gestänge bzw. Zuganker den Querschnitt eines Keilwellenprofils erhalten. Ein Querschnitt der Gestänge bzw. Zuganker in Form eines Keilwellenprofils ergibt sich ebenfalls, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Klemmflächen die Mantelstreifen an den Gestängen bzw. Zugankern bilden, zwischen denen zurückspringend auf einen geringeren Durchmesser die Führungsflächen bildende Mantelstreifen gelegen sind, wobei diese Ausbildung bei einem bestimmten Kerndurchmesser und einem bestimmten Verschleiß an den Klemmflächen zu Gestängen bzw. Zugankern geringstmöglichen Durchmessers führt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine mit den erfindungsgemäßen Führungs- und Klemmelementen versehene Presse, wozu ein Ausschnitt das Führungs- und Klemmelement in

Fig. 2a in geschlossenem und in

Fig. 2b in geöffnetem Zustand ebenfalls ausschnittsweise zeigt. In

Fig. 3a ist in geschlossenem Zustand und in

Fig. 3b ist in geöffnetem Zustand ein Radialschnitt nach der in den Fig. 2a und 2b eingetragenen Schnittlinie III-III durch das Führungs- und Klemmelement gezeigt. Ausschnitte zu den Fig. 3a und 3b zeigen in größerem Maßstab

Fig. 4a und Fig. 4b.

Fig. 5 zeigt das Führungs- und Klemmelement in einem Radialschnitt nach der in den Fig. 2a und 2b eingetragenen Schnittlinie V-V. Abgewandelte Ausführungsbeispiele zeigen die

Fig. 6a und 6b sowie

Fig. 7a und 7b jeweils in geschlossenem Zustand (a) und geöffnetem Zustand (b) in Radialschnitten.

Die in Fig. 1 dargestellte Presse besteht aus einem ein nicht dargestelltes Unterteil eines Preßwerkzeugs tragenden auf dem Fundament ruhenden unteren Joch 1 und einem oberen Joch 2, welches das Oberteil des nicht dargestellten Preßwerkzeugs trägt. Mit dem oberen Joch 2 sind vier Zuganker 3 verbunden, die hohl ausgeführt sind, mit ihren einen Enden in Bohrungen 4 im oberen Joch 2 eingesetzt sind. Durch die hohlen Zuganker 3 reichen Spannschrauben 5 mit an beiden Enden aufgesetzten Muttern 6, mit denen die Zuganker 3 vorgespannt und mit dem oberen Joch 2 verbunden sind. Das untere Joch 1 ist mit Bohrungen 7 und in diese eingesetzte Büchsen 8 zur Führung der Zuganker 3 im unteren Joch 1 versehen. Mit dem oberen Joch 2 sind für einen langen Hub der in ihnen geführten Kolben 10 ausgebildete Zylinder 9 verbunden. Über Kolbenstangen 11 sind die Kolben 10 mit dem unteren Joch 1 verbunden. Durch entsprechende Beaufschlagung der einen und Entlastung der anderen Seite der Kolben 10 wird das obere Joch 2 gehoben bzw. gesenkt und damit das nicht dargestellte geteilte Preßwerkzeug geöffnet bzw. geschlossen. Die durch die Beaufschlagung der Kolben 10 im Schließsinne des Preßwerkzeugs ausgeübte Kraft reicht für den Preßvorgang nicht aus. An der Unterseite des unteren Jochs 1 sind daher Ringkolben 12 im Ringzylinder 13 angeordnet, die mit Klemmelementen 14 verbunden sind. Über Bolzen 15 mit dem unteren Joch 1 verbunden sind Traversen 16, in denen sich Zylinder 18 mit Plungerkolben 19 abstützen, von denen über die Klemmelemente 14 die Ringzylinder 13 gegenüber den Ringkolben 12 in die Ausgangslage zurückbringbar sind. Die Ringzylinder 13 mit den Ringkolben 12 und die Klemmelemente 14 sind durchsetzt von den Zugankern 3. Durch Schließen der Klemmelemente 14 sind diese mit den Zugankern 3 reibschlüssig verbunden und durch Beaufschlagung der Ringkolben 12 in den Ringzylindern 13 wird durch die Klemmelemente 14 und die Zuganker 3 die eigentliche Preßkraft erzeugt, die neben und zusammen mit der von den Kolben 10 ausgeübten Schließkraft wirken kann.

Während des Öffnens und Schließens des Preßwerkzeugs, also des Anhebens und Absenkens des oberen Joches 2 gleiten die Zuganker 3 in den Klemmelementen 14 und Ringzylindern 13, die von den Zugankern 3 geführt und zentrisch gehalten werden, wozu die Klemmelemente 14 zugleich als Führungselemente ausgebildet sind, wie dies aus den Fig. 2 bis 5 zu ersehen ist. Jedes der zugleich als Führungselemente ausgebildeten Klemmelemente 14 besteht aus einem Zylinder 20 der beiderseits, und zwar zur einen Seite durch Anlage an dem Ringzylinder 13 und zur anderen Seite durch einen Deckel 21 bis auf den Durchlaß für den Zuganker 3 geschlossen ist. Zusammengehalten sind der Zylinder 20, der Ringzylinder 13 und der Deckel 21 durch Schrauben 22. In den Zylinder 20 ist eine Manschette 23 eingesetzt, die mit ihren Stirnflächen dichtend an den Zylinderabschlüssen, dem Ringzylinder 13 und dem Deckel 21 anliegt. Die Manschette 23 ist aus hochelastischem Werkstoff (Gummi oder Kunststoff) gefertigt und umschließt eine Vielzahl, im Ausführungsbeispiel zwölf Reibkörper 24, die Sektoren eines Kreisringes bilden. In die zwischen je zwei benachbarten Reibkörpern 24 verbleibenden Fugen sind bei entsprechender Ausbildung der Sektorengrenzflächen Spreizkörper 25 und zur Abdeckung der Fugen gegenüber der Manschette 23 Abdeckleisten 26 eingesetzt, wie dies aus den Fig. 3a, 3b und insbesondere 4a und 4b zu ersehen ist. Die Spreizkörper 25 bestehen aus zwei Leisten 27 im Querschnitt eines Kreisabschnitts, mit zwischengelegten Paketen von Tellerfedern 28 und Führungsstiften 29 zur Fixierung der Lage der Tellerfedern 28 zwischen den Leisten 27. Durch Beaufschlagung des im Ringspalt 30 zwischen dem Zylinder 20 und der Manschette 23 mit Druckflüssigkeit wird die Manschette 23 nach innen zusammengedrückt, bis die Reibkörper 24 mit ihren Reibflächen zur Anlage an die Klemmflächen 31 an den Zugankern 3 gelangen, wobei die aus den Tellerfedern 28 gebildeten Pakete zusammengedrückt werden, wie dies in den Fig. 2a, 3a und 4a dargestellt ist. Bei Druckentlastung des Ringspaltes 30 werden die Reibkörper 24 unter der Wirkung der Tellerfedern 28 in den Spreizkörpern 25 wieder gelüftet und die Manschette 23 wieder geweitet, wie dies in den Fig. 2b, 3b und 4b dargestellt ist. Die Klemmflächen 31 bilden von Mantellinien begrenzte Mantelstreifen eines Zylinders geringeren Durchmessers als dem Durchmesser der Zuganker 3 an den von Mantellinien 32 begrenzten Führungsflächen 33, wobei sich die Bogenmaße der Führungsflächen 33 zu denen der Klemmflächen 31 wie 1 : 2 bis 2 : 3 verhalten. Die Führungsflächen 33 ergeben zusammen mit den zurückspringenden Klemmflächen 31 ein Keilwellenprofil der Zuganker 4 über deren mit den Klemmvorrichtungen 14 zusammenwirkende Abschnitte. Zur Führung sind Führungsringe 34 aus Gleitlagerwerkstoff vorgesehen, die in Ausdrehungen 35 im Ringzylinder 13 und Deckel 21 gehalten und zentriert sind, wie dies insbesondere die Fig. 2a, 2b und 5 zeigen.

In Umkehrung der Anordnung der Führungsflächen 36 und Klemmflächen 37 auf den unterschiedlichen Durchmessern besteht die Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 6a und 6b. Indem der für die Zugkraft im Zuganker 3 zu bemessende Querschnitt den Durchmesser bestimmt, auf dem die Führungsflächen 36 liegen, brauchen die Klemmflächen 37 nur um das Maß über die Führungsflächen 36 erhoben zu liegen, daß sich die Materialbeanspruchungen und der Verschleiß an den Klemmflächen 37 nicht bis zum Kerndurchmesser auswirken, so daß die Zuganker 3 mit geringstmöglichem Durchmesser ausgeführt werden können. Es müssen jedoch die Führungsringe in diesem Fall ebenso wie die Zuganker 3 ein Keilwellenprofil erhalten, was für die Bearbeitung der Führungsflächen in den Führungsringen zwar keinen Nachteil bedeutet, aber eine Bearbeitung der Führungsflächen 36 an den Zugankern 3 durch Drehen oder Rundschleifen ausschließt, also eine geringe fertigungstechnische Erschwerung bedeutet.

Eine fertigungstechnisch sehr günstige Ausführung zeigt das Beispiel nach den Fig. 7a und 7b. Hier sind die Führungsflächen 38 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel auf einem größeren Durchmesser angeordnet und die Klemmflächen 39 springen hinter die Führungsflächen 38 zurück, so daß die Führungsflächen 38 auf dem Zuganker 3 ebenso wie die Bohrungen der Führungsbuchsen durch Drehen oder Rundschleifen hergestellt werden können. Die Klemmflächen 29 sind jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel ebene Flächen, die an dem Zuganker 3 von auf Kreissehnen zwischen den die Führungsflächen 38 seitlich begrenzenden Mantellinien zurückgeführte Abflachungen gebildet und einfach zu fertigen sind.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Führungs- und Klemmelements erlaubt die Anwendung extrem hoher Flächenpressungen und somit bei gegebenem Durchmesser des Zugankers entsprechend kurze Reibkörper. Die Klemmkraft wird über eine kurze Distanz in den Zuganker übergeleitet, wobei sich die progressive Ausdehung im Zuganker ebenfalls in engen Grenzen hält.

Claims (5)

1. Kombiniertes Führungs- und Klemmelement, bestehend aus einer von einem Zylinder umgebenen, außen mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Manschette aus elastischem Werkstoff, die innen mit einem Mehrzahl von zwischen Zylinderdeckeln axial festgelegten Reibkörpern und zwischen den Reibkörpern wirkenden Spreizfedern versehen und der an einer Seite oder beiderseits eine Führungsbüchse zugeordnet ist, in einem entlang einem Gestänge bewegbaren und gegenüber diesem feststellbaren Bauteil, insbesondere an den die Joche einer Presse unter Zwischenschaltung von Kurzhubzylinder verbundenen Zugankern, wobei die Kurzhubzylinder bei geschlossenen Klemmelementen die Preßkraft aufbringen, während Langhubzylinder bei geöffneten Klemmelementen zwischen den Jochen wirkend für den Schließ- und Öffnungshub der Presse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestänge (3) an seinem Umfang im Wechsel mit durch Mantellinien (32) voneinander abgesetzten Führungsflächen (33, 36, 38) und Klemmflächen (31, 37, 39) gebildet ist, wobei die Reibkörper (24) in Breite und Profil ihrer Anlageflächen den Klemmflächen (31, 37, 39) entsprechend ausgebildet sind, und der mindestens einen achsial zu den Reibkörpern (24) versetzten Führungsring (34) mit korrespondierenden Flächen zu den Führungsflächen (33, 36, 38) des Gestänges aufweist.

2. Führungs- und Klemmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen Mantelstreifen an den Gestängen bzw. Zugankern (3) bilden, zwischen denen sich die Klemmflächen (31, 39) aus der Zylinderfläche zurückspringend befinden bei rund aufgebohrten Führungsringen (34).

3. Führungs- und Klemmelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen (39) von auf Kreissehnen zurückgeführte Abflachungen der Gestänge bzw. Zuganker (3) gebildet sind.

4. Führungs- und Klemmelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen (31) von Mantelstreifen eines Zylinders geringeren Durchmessers als dem der Führungsflächen (33) gebildet sind.

5. Führungs- und Klemmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen (37) Mantelstreifen an den Gestängen bzw. Zugankern (3) bilden, zwischen denen zurückspringend auf einen geringeren Durchmesser die Führungsflächen (36) bildende Mantelstreifen gelegen sind.