DE4032106A1 - Hydraulische presse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Presse mit einem in einem Gestell verschiebbar geführten, an einem Schließhubantrieb angeschlossenen Pressenstößel, der in unterschiedlichen Schließhublagen mit einem hydraulischen Preßhubantrieb über wenigstens eine lösbare Kupplung ver­ bindbar ist, die aus einer Kupplungsstange und einem die Kupplungsstange in einer koaxialen Durchtrittsöffnung auf­ nehmenden Schließkopf besteht, der Rastkörper zum form­ schlüssigen Einführen in axial verteilte Rastausnehmungen der Kupplungsstange aufweist.

Insbesondere beim Herstellen von Preßteilen aus faserver­ stärktem Kunststoff wird die volle Preßkraft nur in einem vergleichsweise kleinen Teilbereich des Arbeitshubes des Pressenstößels erforderlich, so daß dieser Arbeitshub in einen Schließhubabschnitt und einen daran anschließenden Preßhubabschnitt unterteilt und diesen Hubabschnitten unter Berücksichtigung des jeweils erforderlichen Kraftbedarfes ein gesonderter Hubantrieb zugeordnet werden kann. Da aber die Größe des Preßhubes bzw. des Schließhubes von dem herzu­ stellenden Werkstück und damit von den eingesetzten Preß­ werkzeugen abhängt, muß der Preßhubantrieb in unterschied­ lichen Schließhublagen des Pressenstößels mit diesem verbun­ den werden können. Zu diesem Zweck ist es bekannt (DE-PS 33 23 931), zwischen dem Pressentisch zugeordneten hydrau­ lischen Preßhubzylindern und dem im Pressengestell vertikal verschiebbar geführten und mit Hilfe eines Schließhubzylin­ ders verstellbaren Pressenstößel je eine lösbare Kupplung vorzusehen, die aus einer an die Kolbenstange des zugehö­ rigen Preßhubzylinders angesetzte Kupplungsstange und einem die Kupplungsstange in einer Durchtrittsöffnung aufnehmenden Schließkopf besteht, der durch eine geteilte Gewindemutter gebildet wird, deren Hälften radial gegen einen Gewindeab­ schnitt der Kupplungsstange angestellt werden können, so daß sich durch den Gewindeeingriff eine formschlüssige Verbin­ dung zwischen dem im Pressenstößel gehaltenen Schließkopf und der Kupplungsstange ergibt. Nachteilig bei dieser be­ kannten Kupplung zwischen dem Preßhubantrieb und dem Pres­ senstößel ist allerdings, daß sich aufgrund der ausschließ­ lich radial verschiebbaren Lagerung der Gewindehülse ledig­ lich eine abgestufte Anpassung des Preß- bzw. Schließhubes an die jeweiligen Anforderungen im Ausmaß der Gewindegang­ höhe ergibt, so daß der Preßhub im allgemeinen bereits vor der genauen Schließlage der Werkzeuge ansetzt. Dazu kommt noch, daß der Kupplungsvorgang nur bei stillstehendem Pres­ senstößel vorgenommen werden kann.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es außerdem bekannt (DE-PS 35 23 164), den Schließkopf mit einem Keilgetriebe zum radialen Andrücken von Klemmbacken an die den Schließ­ kopf durchsetzende Kupplungsstange zu versehen. Diese be­ kannte Kupplungsausführung erlaubt zwar eine stufenlose An­ passung des Preßhubes an die jeweilige Schließlage der Werk­ zeuge, doch muß aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung bei höheren Preßkräften mit einem möglichen Schlupf gerechnet werden, der wiederum eine Vergrößerung der Anzahl der Kupp­ lungen erforderlich macht, ohne die Gefahr ausschließen zu können, daß nicht im Bereich einzelner Kupplungen doch ein Schlupf auftritt, der dann zu Formänderungen der Presse wäh­ rend des Preßvorganges führen kann. Außerdem unterliegen die Klemmbacken einem vergleichsweise großen Verschleiß.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine hydraulische Presse der eingangs ge­ schilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß eine genaue Anpassung des Preß- bzw. Schließhubes des Pres­ senstößels an die Schließlage der Werkzeuge sichergestellt werden kann, ohne auf eine formschlüssige Kupplung zwischen dem Preßhubantrieb und dem Pressenstößel verzichten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Schließkopf mittels eines Schraubtriebes in Richtung der Achse der Kupplungsstange schraubverstellbar gehalten ist.

Obwohl zwischen dem Schließkopf und der Kupplungsstange auf­ grund der axial verteilten Rastausnehmungen, in die die Rast­ körper wahlweise eingreifen, lediglich eine stufenweise Ver­ stellung möglich ist, ergibt sich eine stufenlose Anpassung des Preßhubes an die Schließlage der Werkzeuge, weil der Schließkopf selbst stufenlos verstellt werden kann, und zwar mit Hilfe eines Schraubtriebes, der in der axialen Bela­ stungsrichtung durch den Preßhubantrieb selbsthemmend wirkt, so daß jede Schlupfgefahr ausgeschlossen ist. Damit können die Vorteile einer kraftschlüssigen und einer formschlüssi­ gen Verbindung ausgenützt werden, ohne die jeweils bei be­ kannten Verbindungen dieser Art auftretenden Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Es kann der Kupplungsvorgang sogar während des Schließhubes durchgeführt werden.

Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse können in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erhalten werden, daß der Schließkopf mit einer gegenüber einem Lagerkörper schraubverstellbaren Gewindehülse als Schraubantrieb verbun­ den ist. Das Vorsehen einer den Schließkopf tragenden, zur Kupplungsstange koaxialen Gewindehülse erlaubt nämlich eine vom Schraubtrieb unabhängige Ausbildung des Schließkopfes, dessen Außendurchmesser daher erheblich größer als der Ge­ windedurchmesser sein kann.

Die Anordnung des Schließkopfes auf einer schraubverstellba­ ren Gewindehülse bringt außerdem die vorteilhafte Möglich­ keit mit sich, den Schließkopf drehbar auf der Gewindehülse zu lagern und gegenüber dem die Gewindehülse schraubverstell­ bar aufnehmenden Lagerkörper drehfest abzustützen, so daß sich zwischen der Kupplungsstange und dem Schließkopf bei einer Schraubverstellung der Gewindehülse keine Relativdreh­ ung ergibt. Dadurch müssen keine Beschränkungen hinsichtlich der Verstellung der Rastkörper zum formschlüssigen Eingrei­ fen in die Rastausnehmungen der Kupplungsstange in Kauf ge­ nommen werden.

Abgesehen davon kann mit einer drehfesten Abstützung des Schließkopfes gegenüber dem die Gewindehülse schraubver­ stellbar aufnehmenden Lagerkörper der Drehantrieb für die Gewindehülse auf dem Schließkopf angeordnet werden, was eine kompakte Bauart für die gesamte Kupplung sichert, die dem­ nach eine vorgefertigte Baueinheit bilden kann.

Die Verbindung zwischen dem Schließkopf und der gegenüber dem Schließkopf drehbaren Gewindehülse muß die auftretenden Preßkräfte übertragen können. Um in diesem Zusammenhang lediglich Zug- bzw. Druckkräfte, nicht aber Drehmomente ab­ tragen zu müssen, kann der Schließkopf an einer Kugelfläche eines Stützkörpers der Gewindehülse axial abgestützt sein.

Obwohl sich für die Verstellung der Rastkörper unterschied­ liche Lösungen anbieten, ergeben sich hierfür besonders vor­ teilhafte Konstruktionsbedingungen, wenn der Schließkopf einen die Kupplungsstange umschließenden Tragring aufweist, auf dem die über den Umfang verteilten Rastkörper um zur Kupplungsstange jeweils tangential verlaufende Achsen schwenkbar gelagert sind, weil mit einer solchen Schwenk­ lagerung der Rastkörper der Außendurchmesser des Schließ­ kopfes klein gehalten werden kann, ohne auf einen ausrei­ chenden Stellweg für die Rastkörper verzichten zu müssen. Die Rastkörper brauchen ja lediglich gegen die im Axial­ schnitt sägezahnartigen Rastausnehmungen eingeschwenkt zu werden. Zu diesem Zweck können die Rastkörper über wenig­ stens je eine Lasche an einem axial gegenüber dem Tragring verschiebbaren Stellring angelenkt sein, um über eine axiale Verstellung des Stellringes das Ein- oder Ausschwenken der Rastkörper in oder aus den vorzugsweise ringförmigen Rast­ ausnehmungen sicherzustellen. Für diese axiale Verstellung des Stellringes können wenigstens zwei axiale Stellzylin­ der vorgesehen sein, die bei einer Beaufschlagung gegen die Kraft von Rückzugfedern im Einrücksinn der Rastkörper auf den Stellring wirken, so daß durch die Beaufschlagung der Stellzylinder die Verriegelung zwischen dem Schließkopf und der Kupplungsstange durch ein Einrücken der Rastkörper in die Rastausnehmungen der Kupplungsstange erfolgt. Zum Lösen dieser Kupplungsverbindung brauchen die Stellzylinder ledig­ lich belüftet zu werden, wobei die Rückzugfedern für ein Ausrücken der Rastkörper aus den Rastausnehmungen sorgen.

Durch ein häufiges Ein- und Ausrasten der Rastkörper wird die die Rastausnehmungen aufweisende Kupplungsstange zwangs­ läufig einem Verschleiß ausgesetzt. Um diesem Verschleiß in einfacher Weise Rechnung tragen zu können, können die Rast­ ausnehmungen in einer als Verschleißteil auswechselbaren Hülse der Kupplungsstange vorgesehen sein. Bei einem ent­ sprechenden Verschleiß dieser Hülse braucht somit nicht die gesamte Kupplungsstange, sondern lediglich die aufgeschobene Hülse ausgewechselt zu werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße hydraulische Presse in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen Seitenansicht,

Fig. 2 die Kupplung zwischen dem Pressenstößel und dem Preß­ hubantrieb in einem Axialschnitt in einem größeren Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Die in der Fig. 1 schematisch mit ihren Grundbaueinheiten dargestellte hydraulische Presse besteht im wesentlichen aus einem Gestell 1, das einen Pressentisch 2 und vier über Quer­ holme 3 miteinander verbundene Führungssäulen 4 aufweist, und aus einem Pressenstößel 5, der mit Hilfe eines durch Stellzylinder 6 gebildeten Schließhubantriebes 7 entlang der Führungssäulen 4 verschoben werden kann. Zusätzlich zu die­ sem Schließhubantrieb 7 ist ein Preßhubantrieb 8 vorgesehen, der in der Schließlage der vom Pressentisch 2 und vom Pres­ senstößel 5 getragenen Werkzeuge, die aus Übersichtlichkeits­ gründen nicht dargestellt sind, über eine Kupplung 9 mit dem Pressenstößel 5 verbunden werden kann, um mit seiner Hilfe die für die Werkstückausformung erforderlichen Preßkräfte aufbringen zu können. Dieser Preßhubantrieb 8 wird durch Preßhubzylinder 10 gebildet, von denen lediglich einer dar­ gestellt ist. Die Kolbenstangen 11 dieser Preßhubzylinder 10 sind zu einer Kupplungsstange 12 verlängert, die in unter­ schiedlichen Einschubstellungen mit einem auf dem Pressen­ stößel 5 angeordneten Schließkopf 13 der Kupplung 9 form­ schlüssig verriegelt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Kupplungsstange 12 mit über ihre maximale Einschublänge ver­ teilten Rastausnehmungen 14 in Form von im Querschnitt säge­ zahnartigen Umfangsnuten versehen, in die Rastkörper 15 des Schließkopfes 13 formschlüssig eingreifen, wie dies den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, die den Schließkopf 13 näher zeigen. Dieser Schließkopf weist einen zur Kupplungsstange 12 koaxialen Tragring 16 auf, auf dem die Rastkörper 15 um jeweils tangential zur Kupplungsstange 12 verlaufende Ach­ sen 17 schwenkbar gelagert sind. Zur Schwenkverstellung sind die Rastkörper 15, die einzelne Segmente eines Rastkörper­ ringes bilden, über Laschen 18 an einem koaxial zu der Kupp­ lungsstange 12 verschiebbar auf dem Tragring 16 gehaltenen Stellring 19 angelenkt, der einen einwärts gerichteten Ring­ flansch 20 aufweist, zwischen dem und dem Tragring 16 einer­ seits zwei einander diametral gegenüberliegende Stellzylin­ der 21 und anderseits über den Umfang verteilte Rückzugfe­ dern 22 vorgesehen sind. Werden daher die Stellzylinder 21 beaufschlagt, so wird der Stellring 19 aus einer in Fig. 2 linksseitig dargestellten Ausgangsstellung gegen die Kraft der Rückzugfedern 22 gegenüber dem Tragring 16 in eine rechtsseitig angedeutete Verriegelungsstellung axial ver­ lagert, was ein Einrücken der Rastkörper 15 in die je­ weilige Rastausnehmung 14 und damit eine formschlüssige Kupplung zwischen der Kupplungsstange 12 und dem Schließ­ kopf 13 zur Folge hat. Eine solche Verriegelung zwischen dem Schließkopf 13 und der Kupplungsstange 12 ist allerdings nur in abgestuften, von der axialen Verteilung der Rastausneh­ mungen 14 abhängigen Einschublängen der Kupplungsstange 12 in den Schließkopf 13 möglich. Um trotz dieser Beschränkung eine genaue Anpassung an die Schließlage der Werkzeuge si­ cherstellen zu können, ist der Schließkopf 13 gegenüber dem Pressenstößel 5 mit Hilfe eines Schraubtriebes 23 stufenlos in axialer Richtung verstellbar gehalten, so daß innerhalb der durch den axialen Abstand der Rastausnehmungen 14 gege­ benen Abstufung eine stufenlose Feineinstellung erreicht wird, die die gewünschte genaue Anpassung des Preßhubes an die Schließlage der Werkzeuge erlaubt.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schließ­ kopf 13 drehbar auf einer die Kupplungsstange 12 koaxial um­ schließenden Gewindehülse 24 gelagert und stützt sich ihr gegenüber auf einer Kugelfläche 25 eines in die Gewindehülse 24 eingeschraubten, ringförmigen Stützkörpers 26 ab, um eine Biegemomentbelastung zufolge der axialen Zugkräfte während des Preßhubes zu vermeiden.

Der Schließkopf 13 wird gegenüber dem die Gewindehülse 24 schraubverstellbar aufnehmenden Lagerkörper 27 drehfest ge­ halten, um ein Mitdrehen des Schließkopfes 13 mit der Ge­ windehülse 24 zu unterbinden. Zu diesem Zweck ist der Trag­ ring 16 mit einem Flansch 28 versehen, der einen in eine axiale Durchgangsbohrung 29 des Lagerkörpers 27 eingreifen­ den Führungsstift 30 trägt. Dieser Flansch 28 dient außerdem zur Lagerung des Drehantriebes 31 für die Gewindehülse 24, die über einen mit einem Ritzel 32 kämmenden Zahnkranz 33 mit dem Drehantrieb 31 verbunden ist, wie dies der Fig. 2 entnommen werden kann, in der der Drehantrieb 31 und der Führungsstift 30 zur besseren Darstellung in die Schnitt­ ebene gedreht wurden.

Wird über den Drehantrieb 31 die Gewindehülse 24 in dem fest auf dem Pressenstößel 5 abgestützten Lagerkörper 23 ver­ dreht, so ergibt sich für die Gewindehülse 24 und damit für den Schließkopf 13 eine axiale Verlagerung, die es ermög­ licht, den Preßhubantrieb 8 in einer vorgegebenen Schließ­ stellung der Werkzeuge mit dem Pressenstößel 5 formschlüssig zu verbinden, weil ja der Schließkopf stets so weit axial verlagert werden kann, daß die Rastkörper 15 in einer mit einer Rastausnehmung 14 übereinstimmenden Kupplungslage zu liegen kommen. Da außerdem die Schraubverstellung der Ge­ windehülse 24 während der Schließbewegung des Pressenstö­ ßels 5 vorgenommen werden kann, ist auch eine formschlüssige Kupplung möglich, bevor der Schließhub beendet ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte beispiels­ weise der Schließkopf auch dem Preßhubantrieb und die Kupp­ lungsstange dem Pressenstößel zugeordnet werden. Außerdem kann die Verstellung der Rastkörper 15 auch eine radiale Ver­ schiebebewegung oder eine zur Kupplungsstange 12 koaxiale Drehbewegung umfassen, da es nicht auf die Art der form­ schlüssigen Verriegelung, sondern lediglich auf die form­ schlüssige Verbindung ankommt.

Claims (9)

1. Hydraulische Presse mit einem in einem Gestell ver­ schiebbar geführten, an einem Schließhubantrieb angeschlosse­ nen Pressenstößel, der in unterschiedlichen Schließhublagen mit einem hydraulischen Preßhubantrieb über wenigstens eine lösbare Kupplung verbindbar ist, die aus einer Kupplungs­ stange und einem die Kupplungsstange in einer koaxialen Durchtrittsöffnung aufnehmenden Schließkopf besteht, der Rastkörper zum formschlüssigen Einführen in axial verteilte Rastausnehmungen der Kupplungsstange aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkopf (13) mittels eines Schraub­ triebes (23) in Richtung der Achse der Kupplungsstange (12) schraubverstellbar gehalten ist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkopf (13) mit einer gegenüber einem Lagerkörper (27) schraubverstellbaren Gewindehülse (24) als Schraub­ trieb (23) verbunden ist.

3. Presse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schließkopf (13) mit der Gewindehülse (24) drehbar verbunden und gegenüber dem Lagerkörper (27) dreh­ fest abgestützt ist.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkopf (13) einen Drehantrieb (31) für die Gewinde­ hülse (24) trägt.

5. Presse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkopf (13) auf einer Kugelfläche (25) eines Stützkörpers (26) der Gewindehülse (24) axial abgestützt ist.

6. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkopf (13) einen die Kupplungs­ stange (12) umschließenden Tragring (16) aufweist, an dem die über den Umfang verteilten Rastkörper (15) um zur Kupplungsstange (12) jeweils tangential verlaufende Ach­ sen (17) schwenkbar gelagert sind.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkörper (15) über wenigstens je eine Lasche (18) an einem axial gegenüber dem Tragring (16) verschiebbaren Stellring (19) angelenkt sind.

8. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (19) über wenigstens zwei axiale Stellzylinder (21) gegen die Kraft von Rückzugfedern (22) im Einrücksinn der Rastkörper (15) verschiebbar ist.

9. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rastausnehmungen (14) in einer als Verschleißteil auswechselbaren Hülse der Kupplungsstange (12) vorgesehen sind.