DE9203640U1 - Screw press - Google Patents

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53 277 16. März 199253 277 16 March 1992

SMS Hasenclever Maschinenfabrik QiibH, 4000 DüsseldorfSMS Hasenclever Maschinenfabrik QiibH, 4000 Düsseldorf

SpindelpresseScrew press

Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit einer drehbar gelagerten Spindel, einem in einer Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden Schwungrad und einer druckmittelbetatigten Reibungskupplung, über deren Kupplungsscheibe zum Arbeitshub die reibschlüssige Verbindung der Spindel mit dem Schwungrad herstellbar ist.The invention relates to a spindle press with a rotatably mounted spindle, a flywheel that rotates continuously in one direction of rotation and a pressure-medium-operated friction clutch, via whose clutch disc the frictional connection of the spindle with the flywheel can be established for the working stroke.

Eine derartige Kupplungs- Spindelpresse ist durch die DE- AS 283 72 53 bekanntgeworden. Das Schwungrad wird von einem senkrechten Elektromotor über einen Flachriemen dauernd in gleicher Drehrichtung umlaufend angetrieben. Für jeden einzelnen Arbeitshub wird die Spindel mit der Reibungskupplung an das Schwungrad angekuppelt, wobei die Kupplung über einen Ringkolben hydraulisch beaufschlagt wird. Nach dem Ankuppeln dreht sich die Spindel. Sie treibt den Schlitten nach unten, bis das Obergesenk auf das Untergesenk aufschlägt und den Schmiedewerkstoff bzw. das Werkstück verformt.Such a clutch spindle press is known from DE-AS 283 72 53. The flywheel is driven by a vertical electric motor via a flat belt, constantly rotating in the same direction of rotation. For each individual working stroke, the spindle is coupled to the flywheel with the friction clutch, whereby the clutch is hydraulically actuated via an annular piston. After coupling, the spindle rotates. It drives the slide downwards until the upper die hits the lower die and deforms the forging material or the workpiece.

Die hierfür notwendige Umformenergie liefert das Schwungrad, das dabei an Drehzahl verliert. Der Umformvorgang endet, wenn zwischen Ober- und Untergesenk eine bestiitmte Preßkraft entstanden ist. Diese läßt sich durch Einstellen des hydraulischen Drucks in der Kupplung vorwählen, weil der Öldruck das Übertragbare Kupplungsdrehmcment bestimmt und sich das Drehmoment zur Preßkraft direkt proportional verhält. Tritt nun diese vorgewählte Preßkraft gegen Ende des Umformvorgangs auf,The forming energy required for this is provided by the flywheel, which loses speed in the process. The forming process ends when a certain pressing force has been created between the upper and lower dies. This can be preselected by adjusting the hydraulic pressure in the clutch, because the oil pressure determines the transferable clutch torque and the torque is directly proportional to the pressing force. If this preselected pressing force occurs towards the end of the forming process,

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rutscht die Kupplung durch; dann nämlich, wenn die Preßkraft über die Gewindeschräge ein Mcment an der Spindel erzeugt, welches größer ist als das eingestellte Kupplungsmanent. Dabei wird automatisch ein Kupplungsventil aufgesteuert, so daß sich die Kupplung öffnet; während sich das Schwungrad ununterbrochen
weiterdreht, werden Kupplungsscheibe, Spindel und Schlitten auf Stillstand verzögert. Dabei werden allerdings aufgrund der gespeicherten Federenergie der Spindel und des Pressenständers die Spindel und die Kupplungsscheibe sogleich wieder in den Gegendrehsinn beschleunigt. Weiterhin werden die Rückzugzylinder, bevor der untere Umkehrpunkt erreicht ist, auf Hochdruck geschaltet, so daß der Schlitten - nach vollendetem Uhtformvorgang - sofort nach oben angetrieben wird. Kurz vor der oberen Totpunktlage werden Schlitten und Spindel mit Hilfe der Rückzugzylinder abgebremst und in die vorgegebene Startposition gefahren, aus der der nächste Hub eingeleitet wird. In dieser Position (Bremsstellung) sind die Hydroventile zu den Rückzugzylindern geschlossen und die Kupplung ist geöffnet. Zur Hubeinleitung müssen daher zunächst die Rückzugzylinder über die Hydroventile auf Niederdruck gesteuert und die Kupplung über hydraulischen Druck geschlossen werden.the clutch slips, namely when the pressing force via the thread slope creates a torque on the spindle that is greater than the set clutch torque. A clutch valve is automatically opened so that the clutch opens, while the flywheel rotates continuously.
continues to rotate, the clutch disc, spindle and slide are decelerated to a standstill. However, due to the stored spring energy of the spindle and the press stand, the spindle and clutch disc are immediately accelerated again in the opposite direction. Furthermore, before the lower reversal point is reached, the retraction cylinders are switched to high pressure so that the slide - after the top dead center process is complete - is immediately driven upwards. Shortly before the top dead center position, the slide and spindle are braked with the help of the retraction cylinders and moved to the specified starting position, from which the next stroke is initiated. In this position (braking position), the hydraulic valves to the retraction cylinders are closed and the clutch is open. To initiate the stroke, the retraction cylinders must therefore first be controlled to low pressure via the hydraulic valves and the clutch closed using hydraulic pressure.

Da die zum Rückhub des Schlittens in die Rückzugzylinder zu legende bzw. von diesen aufzubringende Antriebsleistung sehr hoch ist und ca. 60 % der Gesamt- antriebsleistung ausmacht, beansprucht die zum Rückhub benötigte Hydraulik nicht nur sehr viel Platz, sondern es ist auch ein entsprechend großer Herstellungsaufwand, zumal auch in Anbetracht der häufig sehr aufwendigen, ■■ aufstellungsspezifischen Rohrleitungen, erforderlich.Since the drive power to be applied to the return cylinders for the return stroke of the slide or to be applied by them is very high and accounts for approx. 60% of the total drive power, the hydraulics required for the return stroke not only take up a lot of space, but also require a correspondingly large amount of manufacturing effort, especially in view of the often very complex , installation-specific piping.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs-Spindelpresse der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen und zusätzlich den Fertigungs-, Montage- und Betriebsaufwand sowie den Platzbedarf zu verringern.The invention is based on the object of improving a clutch screw press of the type mentioned at the beginning, in particular to increase the overall efficiency and additionally to reduce the manufacturing, assembly and operating costs as well as the space requirement.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkzeugschlitten zum Gewichtsausgleich an Luftzylinder angeschlossen und die Spindel mit einem Rückdrehantrieb versehen ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich durch einen pneumatischen Gewichtsausgleich der Werkzeugschlitten quasi schwimmend halten läßt, so daß nur noch kleine Flächenpressungen vorliegen und von den Zahnflanken der Spindel kaum noch ein Gewicht aufgenommen werden muß. Der pneumatische Gewichtsausgleich läßt sich daher bei einer Kupplungs-Spindelpresse erfindungsgemäß mit einem direkt auf die Spindel einwirkenden Rückdrehantrieb kombinieren.This object is achieved according to the invention in that the tool slide is connected to air cylinders for weight compensation and the spindle is provided with a reverse rotation drive. The invention is based on the knowledge that the tool slide can be kept floating by means of a pneumatic weight compensation, so that only small surface pressures are present and hardly any weight has to be absorbed by the tooth flanks of the spindle. The pneumatic weight compensation can therefore be combined according to the invention in a clutch spindle press with a reverse rotation drive acting directly on the spindle.

Die Spindel läßt sich dabei vorteilhaft mit einem Hydromotor verbinden und von diesem somit antreiben, der - da die Spindel relativ leicht ist und keine ansonsten auf die Zahnflanken einwirkenden Reibungskräfte überwunden werden müssen - mit einer sehr geringen Antriebsleistung ausgelegt werden kann. Das verringert entsprechend den Platzbedarf, z.B. läßt sich die Hydraulik problemlos in der Bühne der Presse unterbringen, was den Kbnstruktionsaufwand beträchtlich verringert, weil aufwendige, künden- bzw. einbauspezifische Rohrleitungen entfallen, und gleichzeitig werden damit die Herstellkosten herabgesetzt sowie die Montage- und Inbetriebnahmezeiten verkürzt.The spindle can be advantageously connected to a hydraulic motor and thus driven by it, which - since the spindle is relatively light and no frictional forces that would otherwise act on the tooth flanks have to be overcome - can be designed with a very low drive power. This reduces the space required accordingly, e.g. the hydraulics can be easily accommodated in the platform of the press, which considerably reduces the construction effort because complex, customer- or installation-specific pipes are no longer required, and at the same time the manufacturing costs are reduced and the assembly and commissioning times are shortened.

Wenn nach einem Vorschlag der Erfindung der Hydromotor einerseits an einen Hochdruckspeicher und andererseits an einen Niederdruckspeicher angeschlossen ist, derart, daß seine Zulaufleitung ("P"- Anschluß) mit dem Hochdruckspeicher und seine Arbeitsleitung ("A"- Anschluß) mit dem Niederdruckspeicher verbunden ist, läßt sich ein von der Hochdruckseite ständig in Aufwärtsrichtung auf die Spindel anstehendes Drehmoment erreichen. Dieses läßt sich - sobald der Umformvorgang beendet ist und sich die Kupplung von der Kupplungsscheibe gelöst hat -If, according to a proposal of the invention, the hydraulic motor is connected on the one hand to a high-pressure accumulator and on the other hand to a low-pressure accumulator, such that its supply line ("P" connection) is connected to the high-pressure accumulator and its working line ("A" connection) is connected to the low-pressure accumulator, a torque can be achieved that is constantly applied to the spindle from the high-pressure side in an upward direction. This can be achieved - as soon as the forming process is finished and the clutch has released from the clutch disc -

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zum Beschleunigen der Spindel nebst Kupplungsscheibe und damit zum Zurückführen des Schlittens in seine Startposition ausnutzen. Da während der Abwärtsbewegung des Schlittens, d.h. beim Arbeitshub, mit der Spindeldrehung gleichzeitig die Welle des Hydro- bzw. Rückzugantriebsmotors gedreht wird, wirkt in diesem Fall der Hydro- Motor als Pumpe. Der Hydro- Motor saugt dann während des Arbeitshubes Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher in den Hochdruckspeicher an. Diese somit aus dem Schwungrad- Hauptantrieb in den Hochdruckspeicher transportierte Energie steht, nachdem sich die Kupplung geöffnet hat, sofort zum Rückhub des Schlittens zur Verfugung.to accelerate the spindle and clutch disc and thus to return the slide to its starting position. As the shaft of the hydraulic or return drive motor is rotated at the same time as the spindle is rotating during the downward movement of the slide, i.e. during the working stroke, the hydraulic motor acts as a pump in this case. The hydraulic motor then sucks hydraulic fluid from the low-pressure accumulator into the high-pressure accumulator during the working stroke. This energy, which is thus transported from the flywheel main drive into the high-pressure accumulator, is immediately available for the return stroke of the slide after the clutch has opened.

Es wird vorgeschlagen, daß der Spindel eine Bremseinheit zugeordnet ist. Diese kann die Spindel - trotz des von der Hochdruckseite her anstehenden, aufwärtsgerichteten Drehmomentes - bzw. den Schlitten in der Startposition im oberen Totpunkt halten. Die Bremseinheit vergrößert nicht das Massenträgheitsmoment des Festteils (nicht abkuppelbare Schwungmassen), so daß keine nachteiligen Auswirkungen auf die Schaltkraft und die Druckberührzeit entstehen.It is proposed that a brake unit be assigned to the spindle. This can hold the spindle - despite the upward torque from the high-pressure side - or the slide in the starting position at top dead center. The brake unit does not increase the mass moment of inertia of the fixed part (non-decoupleable flywheel masses), so that there are no adverse effects on the switching force and the pressure contact time.

Wenn nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Bremsscheibe der Bremseinheit über einen Torsionsfederstab formschlüssig mit der Spindel verbunden ist, wobei der Hydro-Motor vorteilhaft auf das Kopfende des Torsions federstabes aufgesetzt werden kann, läßt sich weiterhin die Energie des Torsionsf ederstabes zum Rückzughub des Schlittens ausnutzen; die Bremsscheibe wirkt dabei als Schwungscheibe, deren Rotationsenergie > im Torsionsfederstab während des Schlags gespeichert wird.If, according to a preferred embodiment of the invention, a brake disk of the brake unit is positively connected to the spindle via a torsion spring bar, whereby the hydraulic motor can advantageously be placed on the head end of the torsion spring bar, the energy of the torsion spring bar can also be used for the retraction stroke of the slide; the brake disk acts as a flywheel, the rotational energy of which is stored in the torsion spring bar during the impact.

Der auf diese Weise erreichte, gleichzeitig auch als Drehstoßdämpfer wirkende, aus dem Torsionsfederstab und der Bremsscheibe (bzw. Schwungscheibe) bestehende mechanische Drehmoment- Speicherantrieb erlaubt es gegebenenfalls, je nachThe mechanical torque storage drive achieved in this way, which also acts as a torsional shock absorber and consists of the torsion spring bar and the brake disc (or flywheel), allows, depending on

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Auslegung des Torsionsfederstabes, die gesamte für den Rückhub des Schlittens erforderliche Energie als Federenergie zu erzeugen. Der aus dem auch als Pumpe wirkenden Hydro- Motor und je einem Hochdruck- und einem Niederdruckspeicher bestehende hydraulische Drehmoment- Speicherantrieb wäre dann zum Rückzug des Schlittens nicht mehr erforderlich; er brauchte nur noch für die Einrichtarbeit benutzt zu werden.Design of the torsion spring bar to generate all the energy required for the return stroke of the slide as spring energy. The hydraulic torque storage drive consisting of the hydraulic motor, which also acts as a pump, and a high-pressure and a low-pressure accumulator, would then no longer be required to retract the slide; it would only need to be used for the setup work.

Es wird daher vorgeschlagen, daß in den Zuleitungen vom Hydro-Motor zum Nieder- bzw. Hochdruck- Speicher ein lirikehrventil angeordnet ist. Beim Einrichtbetrieb läßt sich dann die Aufwärts- und Abwärtsbewegung durch !Anschalten des als Mehrwegeventil ausgebildeten Lhikehrventils mittels des Hydro-Motors erreichen, indem dieser vom Hochdruck- Speicher aus angetrieben wird.It is therefore suggested that a reversing valve be installed in the supply lines from the hydraulic motor to the low-pressure or high-pressure accumulator. During set-up operation, the upward and downward movement can then be achieved by switching on the reversing valve, which is designed as a multi-way valve, using the hydraulic motor, which is driven by the high-pressure accumulator.

Wenngleich der Torsionsfederstab auch kurzer sein könnte, empfiehlt es sich, daß er die Spindel in Längsrichtung durchdringt, am Spindelfuß festgelegt und oben mit einem aus der Spindel vorkragenden, verdickten Kopfstück unterhalb der Bremsscheibe gelagert ist. Es ergibt sich damit eine völlig neue Bauweise einer Kupplungs- Spindelpresse, bei der die Spindel sozusagen über die Reibungskupplung hinaus verlängert ist, nämlich durch den nach oben vorkragenden Torsionsfederstab. Dieser ist am Spindelfuß festgelegt, z.B. mit einer Vielkeilwelle in eine in die Durchgangsbohrung der Spindel eingesetzte Buchse eingefügt, und somit unten eingespannt, während er sich kopfseitig in der Lagerung verwinden und damit die Federenergie,erzeugen kann.Although the torsion spring rod could also be shorter, it is recommended that it penetrates the spindle lengthwise, is fixed to the spindle base and is supported at the top with a thickened head piece that protrudes from the spindle below the brake disc. This results in a completely new design of a clutch spindle press, in which the spindle is extended beyond the friction clutch, so to speak, namely by the torsion spring rod that protrudes upwards. This is fixed to the spindle base, e.g. with a multi-spline shaft inserted into a bushing inserted into the through hole of the spindle, and is thus clamped at the bottom, while it can twist in the bearing on the head side and thus generate the spring energy.

Die Bremseinheit läßt sich über eine Haltebrücke auf einem Drehverteiler der Reibungskupplung anordnen. Der Drehverteiler ist hohl ausgebildet und versorgt die Kupplung bzw. deren Anpreßkolben mit Druckflüssigkeit. Die Bremseiriheit kann über eine an die Haltebrücke angreifende Drehmomentenstütze gegen Verdrehung gesichert werden.The brake unit can be arranged on a rotary distributor of the friction clutch via a retaining bridge. The rotary distributor is hollow and supplies the clutch or its pressure piston with hydraulic fluid. The brake unit can be secured against twisting via a torque support that engages the retaining bridge.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using embodiments shown in the drawings. Show:

Figur 1 die erfindungsgemäße Spindelpresse in der Vorderansicht, im Teilschnitt dargestellt;Figure 1 shows the screw press according to the invention in a front view, shown in partial section;

Figur 2 als Einzelheit der Figur 1 die Spindel mit durch sie hindurchgeführten Torsions feder stab und oben aufgesetztem Hydro- Motor, im Teilschnitt dargestellt;Figure 2 as a detail of Figure 1 the spindle with the torsion spring rod passing through it and the hydraulic motor mounted on top, shown in partial section;

Figur 3 das Kopfstück der Presse gemäß Figur 1 als Einzelheit und im Teilschnitt dargestellt;Figure 3 shows the headpiece of the press according to Figure 1 as a detail and in partial section;

Figur 4 in vergrößerter Darstellung das in Figur 2 mit "X" gekennzeichnete Fußende der Spindel; undFigure 4 shows an enlarged view of the foot end of the spindle marked "X" in Figure 2; and

Figur 5 einen Hydraulikplan des erfindungsgemäßen hydraulischen Drehmoment- Speicherantriebes.Figure 5 shows a hydraulic diagram of the hydraulic torque storage drive according to the invention.

Die in Figur 1 dargestellte Spindelpresse 1 besitzt einen mehrteiligen Maschinenkörper 2, in welchem ein Werkzeugschlitten 3 auf- und abwärts bewegbar geführt ist. Der Werkzeugschlitten 3 ist mit einer Spindelmutter 4 verbunden, die mit einer im Maschinenkörper 2 in einem mit dem oberen Querhaupt befestigten Axiallager drehbar gelagerten Spindel 5 zusammenwirkt, derart, daß sich der Werkzeugschlitten 3 je nach Drehsinn der Spindel 5 über die Spindelmutter 4 entweder zum Arbeitshub in Richtung auf das im Unterjoch 6 des Maschinenkörpers 2 angeordnete Untergesenk 7 bewegt oder von diesem entfernt. Die Spindel 5 wird von einem Schwungrad 8 angetrieben, das ein vertikal angeordneter Elektromotor 9 über einen Treibriemen 11 in ständigem Umlauf hält. Zur Antriebsverbindung dient eineThe spindle press 1 shown in Figure 1 has a multi-part machine body 2 in which a tool slide 3 is guided so that it can move up and down. The tool slide 3 is connected to a spindle nut 4 which interacts with a spindle 5 which is rotatably mounted in the machine body 2 in an axial bearing attached to the upper crosshead, in such a way that the tool slide 3, depending on the direction of rotation of the spindle 5, moves via the spindle nut 4 either towards the working stroke towards the lower die 7 arranged in the lower yoke 6 of the machine body 2 or away from it. The spindle 5 is driven by a flywheel 8 which is kept in constant rotation by a vertically arranged electric motor 9 via a drive belt 11. The drive connection is provided by a

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Kupplungsscheibe 12, die drehfest mit der Spindel verbunden ist und hydraulisch beaufschlagt reibungsschlüssig an das Schwungrad 8 angekuppelt wird. Damit drehen sich das Schwungrad 8 und die Spindel 5, und der Werkzeugschlitten 3 wird mit dem Obergesenk zur Ausführung eines Schmiedeschlages gegen das Uhtergesenk 7 geschlagen. In den Ständern des Maschinenkörpers 2 der Spindelpresse 1 angeordnete Luftzylinder 13 sind mit Druck beaufschlagt und über ihre Kolbenstangen 14 am Werkzeugschlitten 3 befestigt, so daß die axial bewegte Masse, d.h. der Werkzeugschlitten 3 nebst Spindelmutter 4 völlig gewichtsausgeglichen ist. Die Luftbzw. Gewichtsausgleichszylinder 13 stehen mit in den Seitenständern untergebrachten Druckkesseln in Verbindung, so daß keine besondere Verrohrung erforderlich ist.Clutch disc 12, which is connected to the spindle in a rotationally fixed manner and is hydraulically coupled to the flywheel 8 in a frictional manner. This causes the flywheel 8 and the spindle 5 to rotate, and the tool slide 3 is struck against the lower die 7 with the upper die to carry out a forging blow. Air cylinders 13 arranged in the stands of the machine body 2 of the spindle press 1 are pressurized and attached to the tool slide 3 via their piston rods 14, so that the axially moving mass, i.e. the tool slide 3 together with the spindle nut 4, is completely weight-balanced. The air or weight-balancing cylinders 13 are connected to pressure vessels housed in the side stands, so that no special piping is required.

Wie sich im einzelnen aus Figur 2 ergibt, ist die mit einem Gewindeabschnitt 15 für die Spindelmutter 4 versehene Spindel 5 hohlgebohrt, und durch die Durchgangsbohrung 16 der Spindel erstreckt sich ein bis weit über die formschlüssig auf der Spindel 5 festgelegte Kupplungsscheibe 12 hinausragender, die Spindel 5 somit nach oben hin verlängernder Torsionsfederstab 17. Dieser ist an seinem unteren Ende über eine Vielkeilwelle 18 in einer vom Fußende 19 her in die Spindel 5 eingesetzten Spindelbuchse 21 festgelegt (vergleiche Figur 4). An seinem oberen Ende besitzt der Torsionsfederstab 17 ein verdicktes Kopfstück 22, das in einer Lagerbuchse 23 verdrehbar gelagert ist. Die Lagerbuchse 23 befindet sich in einer eine Bremseinheit 24 tragenden, auf einem die hydraulischen Kolben zum Anpressen der Kupplungsscheibe 12 an das Schwungrad 8 mit einem Druckmittel versorgenden Drehverteiler 25 (vergleiche Figur 3) angeordneten Haltebrücke 26. Die Bremseiriheit 24 setzt sich aus mehreren federbelasteten, pneumatisch betätigten Einzelbremsen 27 zusammen, die mit Klemmbacken 28 eine Bremsscheibe 29 erfassen, die über den Torsionsfederstab 17 formschlüssig mit der Spindel 5 verbunden ist.As can be seen in detail from Figure 2, the spindle 5, which is provided with a threaded section 15 for the spindle nut 4, is hollow-bored, and a torsion spring rod 17 extends through the through-bore 16 of the spindle, extending far beyond the clutch disc 12, which is positively secured to the spindle 5, thus extending the spindle 5 upwards. This is secured at its lower end via a splined shaft 18 in a spindle bushing 21 inserted into the spindle 5 from the base end 19 (see Figure 4). At its upper end, the torsion spring rod 17 has a thickened head piece 22, which is rotatably mounted in a bearing bushing 23. The bearing bush 23 is located in a retaining bridge 26 that carries a brake unit 24 and is arranged on a rotary distributor 25 (see Figure 3) that supplies the hydraulic pistons for pressing the clutch disc 12 onto the flywheel 8 with a pressure medium. The brake unit 24 is composed of several spring-loaded, pneumatically operated individual brakes 27, which grip a brake disc 29 with clamping jaws 28, which is positively connected to the spindle 5 via the torsion spring bar 17.

Wenn sich der Werkzeugschlitten 3 in der Startposition, d.h. imWhen the tool carriage 3 is in the starting position, i.e. in the

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oberen Totpunkt befindet, halten die Kleimibacken 28 der Bremseinheit 24 die Bremsscheibe 29 und damit die Spindel 5 in ihrer Position fest. Dabei wirkt auf den Torsionsfederstab 17 nur das Hal tenement der Bremseinheit bzw. Bremse 24. Die Haltebrücke 26 und damit ebenfalls die Bremseinheit 24 wird über eine einerseits an der Haltebrücke 26 und andererseits der Bühne 32 der Spindelpresse 1 befestigte Drehmomentenstütze 31 (vergleiche Figur 3) gegen Verdrehung gesichert. Zum Arbeitshub wird die Bremseinheit 24 gelöst und die Bremsscheibe 29 freigegeben. Am Ende des Arbeitshübes wird die Spindel 5 mit der Kupplungs- scheibe 12 entsprechend dem plastischen Umformweg des Werkstücks und der elastischen Verformung der Maschinenteile auf Stillstand verzögert und dann aber sogleich wieder von der elastischen Federenergie der Maschinenteile im umgekehrten Drehsinn beschleunigt. Die Bremsscheibe 29 wird hierbei infolge der Befestigung über den Torsionsfederstab 17 über einen wesentlich größeren Drehwinkel zeitverzögert, so daß die Rotationsenergie der Bremsscheibe 29 während des Umformvorgangs nicht zur Verfugung steht, sondern vom Torsionsfederstab 17 aufgenommen wird. Nachdem der Umformvorgang beendet ist und die Spindel 5 den Werkzeugschlitten 3 aufwärts beschleunigt, wird die gesamte Federenergie des Torsionsfederstabes 17 freigesetzt und steht für den Rückhubantrieb zur Verfügung.top dead center, the clamping jaws 28 of the brake unit 24 hold the brake disk 29 and thus the spindle 5 in position. Only the holding element of the brake unit or brake 24 acts on the torsion spring bar 17. The holding bridge 26 and thus also the brake unit 24 are secured against rotation by a torque support 31 (see Figure 3) attached on the one hand to the holding bridge 26 and on the other hand to the platform 32 of the spindle press 1. For the working stroke, the brake unit 24 is released and the brake disk 29 is released. At the end of the working stroke, the spindle 5 is decelerated to a standstill with the clutch disk 12 in accordance with the plastic deformation path of the workpiece and the elastic deformation of the machine parts and then immediately accelerated again in the opposite direction of rotation by the elastic spring energy of the machine parts. As a result of the fastening via the torsion spring bar 17, the brake disk 29 is delayed over a significantly larger angle of rotation, so that the rotational energy of the brake disk 29 is not available during the forming process, but is absorbed by the torsion spring bar 17. After the forming process has ended and the spindle 5 accelerates the tool slide 3 upwards, the entire spring energy of the torsion spring bar 17 is released and is available for the return stroke drive.

Auf das obere Ende des Torsions feder Stabes 17 und damit der Spindel 5 ist weiterhin ein auch als Pumpe wirkender Hydro-Motor 33 aufgesetzt, der über Leitungen 34, 35 an einen Hochdruck- Speicher 36 bzw. Nieder- druck- Speicher 37 angeschlossen ist, wie in dem Hydraulik- Plan gemäß Figur 4 dargestellt wird. In der von dem Hochdruck- Speicher 36 zu der Hydro- Pumpe 33 führenden Zulaufleitung 34 ist eine Hochdruck-Pumpe 38 und in der von dem Hydro- Motor 33 zu dem Niederdruck-Speicher 37 führenden Leitung 35 ist eine Niederdruck- Pumpe 39A hydraulic motor 33, which also acts as a pump, is also mounted on the upper end of the torsion spring rod 17 and thus of the spindle 5. This motor is connected to a high-pressure accumulator 36 or low-pressure accumulator 37 via lines 34, 35, as shown in the hydraulic plan according to Figure 4. In the supply line 34 leading from the high-pressure accumulator 36 to the hydraulic pump 33 there is a high-pressure pump 38 and in the line 35 leading from the hydraulic motor 33 to the low-pressure accumulator 37 there is a low-pressure pump 39.

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angeordnet; außerdem sind beispielsweise noch mehrere Rückschlagventile 41, Druckbegrenzungsventile 42 und ein als Mehrwegeventil ausgebildetes Utrikehrventil 43 vorgesehen. Die zur Versorgung des Hydro- Motors 33 und des Drehverteilers 25 erforderlichen Hydraulik- Aggregate 44 sind auf der Bühne 32 der Spindelpresse 1 angeordnet und über Druckmittelschläuche 45 mit dem Drehverteiler 25 bzw. dem Hydro- Motor 33 verbunden.arranged; in addition, for example, several check valves 41, pressure relief valves 42 and a reversing valve 43 designed as a multi-way valve are provided. The hydraulic units 44 required to supply the hydraulic motor 33 and the rotary distributor 25 are arranged on the platform 32 of the screw press 1 and are connected to the rotary distributor 25 and the hydraulic motor 33 via pressure medium hoses 45.

Im Betrieb arbeitet die sowohl einen mechanischen Drehmoment-Speicherantrieb - bestehend aus dem Torsionsfederstab 17 und der Bremsscheibe 29 - als auch einen hydraulischen Drehmoment-Speicherantrieb - bestehend aus dem Hydro- Motor 33 und dem daran angeschlossenen Hochdruck- Speicher 36 bzw. Niederdruck-Speicher 37 - aufweisende Spindelpresse 1 wie folgt: In der Ausgangs- bzw. Startposition befindet sich der Werkzeugschlitten 3 im oberen Totpunkt, d.h. in seiner nach oben hochgefahrenen Position. Die Spindel 5 wird durch die an die Bremsscheibe 29 angedrückten Klemmbacken 28 der Bremseinheit 24 bei geöffneter Reibungskupplung, d.h. die über den Drehverteiler 25 mit Druckmittel versorgten Kupplungszylinder sind nicht an die Kupplungsscheibe 12 angepresst, festgehalten. Der Elektro- Motor 9 treibt über den Treibriemen 11 das Schwungrad 8 im Linksdrehsinn kontinuierlich an. Die Luftzylinder 13 sind mit Druck beaufschlagt, so daß sie die axial bewegte Masse des Werkzeugschlittens 3 und der Spindelmutter 4 völlig ausgleichen. Der Hydro- Motor 33 ist mit seiner Leitung 34 an den Hochdruck-Speicher 36 und mit seiner Leitung 35 an den Niederdruck-Speicher 37 angeschlossen, so daß auf die Spindel 5 ein Drehmoment in Aufwärtsrichtung ausgeübt wird, welches von der Bremseinheit 24 gehalten wird.In operation, the spindle press 1, which has both a mechanical torque storage drive - consisting of the torsion spring bar 17 and the brake disk 29 - and a hydraulic torque storage drive - consisting of the hydraulic motor 33 and the high-pressure accumulator 36 or low-pressure accumulator 37 connected to it - works as follows: In the initial or start position, the tool slide 3 is at top dead center, i.e. in its upwardly raised position. The spindle 5 is held in place by the clamping jaws 28 of the brake unit 24 pressed against the brake disk 29 when the friction clutch is open, i.e. the clutch cylinders supplied with pressure medium via the rotary distributor 25 are not pressed against the clutch disk 12. The electric motor 9 continuously drives the flywheel 8 in anti-clockwise rotation via the drive belt 11. The air cylinders 13 are pressurized so that they completely compensate for the axially moving mass of the tool slide 3 and the spindle nut 4. The hydraulic motor 33 is connected with its line 34 to the high-pressure accumulator 36 and with its line 35 to the low-pressure accumulator 37 so that a torque is exerted on the spindle 5 in an upward direction, which is held by the brake unit 24.

Zum Ausführen des Arbeitshubes wird die Reibungskupplung über hydraulischen Druck geschlossen und damit die Spindel 5 über die Kupplungsscheibe 12 an das Schwungrad 8 angekuppelt, währendTo carry out the working stroke, the friction clutch is closed by hydraulic pressure and the spindle 5 is thus coupled to the flywheel 8 via the clutch disc 12, while

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sich mit geringer Verzögerung die Bremseinheit 24 öffnet. Die auf der Spindel 5 formschlüssig befestigte Kupplungsscheibe 12 wird über ihre Reibklötze von dem Schwungrad 8 auf Gleichlauf beschleunigt und läuft somit kraftschlüssig mit dem Schwungrad 8 um. Dabei dreht sich die Spindel 5 aus der Spindelmutter 4 heraus, d.h. der Werkzeugschlitten 3 wird nach unten angetrieben, bis er mit seinem Gesenk auf das Untergesenk 7 aufschlägt. Die erzeugbare Preßkraft wird dabei im wesentlichen durch das Kupplungsmoment und damit durch den hydraulischen Druck in den Kupplungszylindern gesteuert.the brake unit 24 opens with a slight delay. The clutch disc 12, which is positively secured to the spindle 5, is accelerated to synchronism by the flywheel 8 via its friction blocks and thus rotates with the flywheel 8 in a force-locking manner. The spindle 5 rotates out of the spindle nut 4, i.e. the tool slide 3 is driven downwards until its die strikes the lower die 7. The press force that can be generated is essentially controlled by the clutch torque and thus by the hydraulic pressure in the clutch cylinders.

Sobald die Preßkraft über die Gewindeschrägen ein Moment an der Spindel 5 erzeugt, welches größer ist als das eingestellte Kupplungsmcment, beginnt die Kupplung zu rutschen. Dabei wird automatisch das Kupplungsventil auf gesteuert. Die Reibungskupplung öffnet sich sodann; während das Schwungrad 8 weiter rotiert, werden die Spindel 5 und die Kupplungsscheibe 12 bis zum Stillstand verzögert. Aufgrund der gespeicherten Federenergie der Spindel 5 und des Ständers bzw. des Maschinenkörpers 2 der Spindelpresse 1 werden die Spindel 5 und die Kupplungsscheibe 12 nach dem Umformvorgang sogleich wieder in den Gegendrehsinn, d.h. nach rechts beschleunigt. Dieser Effekt und damit der Rückhub des Werkzeugschlittens 3 werden wie weiter vorne schon erwähnt worden ist - durch die in dem Torsionsfederstab 17 gespeicherte Energie derart verstärkt, daß es keiner besonderen hydraulischen Rückzugzylinder mehr bedarf.As soon as the pressing force via the thread slopes generates a torque on the spindle 5 that is greater than the set clutch torque, the clutch begins to slip. The clutch valve is automatically opened. The friction clutch then opens; while the flywheel 8 continues to rotate, the spindle 5 and the clutch disc 12 are slowed down to a standstill. Due to the stored spring energy of the spindle 5 and the stand or the machine body 2 of the spindle press 1, the spindle 5 and the clutch disc 12 are immediately accelerated in the opposite direction of rotation, i.e. to the right, after the forming process. This effect and thus the return stroke of the tool slide 3 are - as already mentioned above - amplified by the energy stored in the torsion spring bar 17 in such a way that no special hydraulic retraction cylinder is required.

Da während der Abwärtsbewegung des Werkzeugschlittens 3 mit der Drehung der Spindel 5 gleichzeitig die Welle des auf den Torsionsfederstab 17 aufgesetzten Hydro- Motors 33 gedreht wird, wirkt der Hydro- Motor 33 als Pumpe. Unterstützt von der Niederdruck- Pumpe 39 pumpt er während des Arbeitshubes zusätzliches Druckmittel in den Hochdruckspeicher 38. Auch diese Energie steht, nachdem die Reibungskupplung geöffnet hat, sofort zur Verfügung und treibt die Spindel 5 im Gegendrehsinn an, bisSince the shaft of the hydraulic motor 33 mounted on the torsion spring bar 17 is rotated at the same time as the spindle 5 is rotating during the downward movement of the tool slide 3, the hydraulic motor 33 acts as a pump. Supported by the low-pressure pump 39, it pumps additional pressure medium into the high-pressure accumulator 38 during the working stroke. This energy is also immediately available after the friction clutch has opened and drives the spindle 5 in the opposite direction of rotation until

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die federbelasteten, pneumatisch betätigten Bremsen 27 der Bremseiriheit 24 die Bremsscheibe 29 mit den Klemmbacken 28 erfassen und die Spindel 5 mit dem Werkzeugschlitten 3 in der vorgewählten Position, nämlich der Start- bzw. Ausgangsposition abbremsen, aus der heraus der nächste Arbeitshub eingeleitet werden kann. Zum Einrichtbetrieb der Spindelpresse 1 wird der Hydro- Motor 33 im übrigen durch Umschalten des Umkehrventils 43 vom Hochdruck- Speicher 36 aus angetrieben.the spring-loaded, pneumatically operated brakes 27 of the brake unit 24 grip the brake disk 29 with the clamping jaws 28 and brake the spindle 5 with the tool slide 3 in the preselected position, namely the start or starting position, from which the next working stroke can be initiated. For the setup operation of the spindle press 1, the hydraulic motor 33 is also driven by switching the reversing valve 43 from the high-pressure accumulator 36.

Durch den der Spindel 5 zugeordneten Rückdrehantrieb, nämlich in Form des mechanischen Drehmoment- Speicherantriebes (Torsionsfederstab 17 und Bremsscheibe 29) und/oder hydraulischen Drehmoment- Speicherantriebs (Hydro- Motor 33 sowie Hochdruck- bzw. Niederdruck- Speicher 36,37), steht zum Zurückführen des Werkzeugschlittens 3 in seine Ausgangslage eine ausreichende Energie zur Verfugung, die es unter Berücksichtigung einer optimalen Spindelschmierung aufgrund geringster Flächenpressung während des Auf- und Abwärtshubes erlaubt, auf aufwendige, eine hohe Antriebsleistung benötigende Rückzugzylinder völlig zu verzichten. Zum Gewichtsausgleich lassen sich dann Luftzylinder 15 an den Werkzeugschlitten 3 anschließen. Die Gewichtskraft auf der Gewindeflanke ist sehr klein, wodurch sich ein kleines Reibmoment und somit wenig Verlustarbeit infolge Reibung erreichen lassen und die potentielle Energie ist im pneumatischen Gewichtsausgleich gespeichert. Somit ergeben sich nicht nur ein geringerer Montage- und Iribetriebnahmeaufwand, sondern auch geringere Herstellkosten bei optimalem Wirkungsgrad.The reverse rotation drive associated with spindle 5, namely in the form of the mechanical torque storage drive (torsion spring bar 17 and brake disk 29) and/or hydraulic torque storage drive (hydraulic motor 33 and high-pressure or low-pressure accumulator 36, 37), provides sufficient energy to return tool slide 3 to its starting position, which, taking into account optimal spindle lubrication due to minimal surface pressure during the up and down stroke, makes it possible to completely dispense with complex retraction cylinders that require high drive power. Air cylinders 15 can then be connected to tool slide 3 to compensate for the weight. The weight force on the thread flank is very small, which means that a small frictional torque and thus little work loss due to friction can be achieved, and the potential energy is stored in the pneumatic weight compensation. This results in not only less assembly and commissioning effort, but also lower manufacturing costs with optimal efficiency.

Claims (9)

PATENTANWÄLTE · HEMMERICH · MOLLEH · GROSSE ■· POLLMEIER · VALENTIN · GIHSKE 53 272 16. März 1992 SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH, 4000 Düsseldorf SchutzansprüchePATENT ATTORNEYS · HEMMERICH · MOLLEH · GROSSE ■· POLLMEIER · VALENTIN · GIHSKE 53 272 16 March 1992 SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH, 4000 Düsseldorf Protection claims 1. Spindelpresse mit einer drehbar gelagerten Spindel, einem in einer Drehrichtung ununterbrochen umlaufenden Schwungrad und einer druckmittelbetätigten Reibungskupplung, über deren Kupplungsscheibe zum Arbeitshub die reibschlüssige Verbindung der Spindel mit dem Schwungrad herstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,1. Screw press with a rotatably mounted spindle, a flywheel rotating continuously in one direction of rotation and a pressure-operated friction clutch, via whose clutch disc the frictional connection of the spindle with the flywheel can be established for the working stroke,
characterized, daß der Werkzeugschlitten (3) zum Gewichtsausgleich an Luftzylinder (13) angeschlossen und die Spindel (5) mit einem Rückdrehantrieb (33;17) versehen ist.that the tool slide (3) is connected to air cylinders (13) for weight compensation and the spindle (5) is provided with a reverse rotation drive (33;17). 2. Spindelpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Screw press according to claim 1,
characterized, daß die Spindel (5) mit einem Hydro- Motor (33) verbunden ist.that the spindle (5) is connected to a hydraulic motor (33). 3. Spindelpresse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,3. Screw press according to claim 2,
characterized, daß der Hydro- Motor (33) einerseits an einen Hochdruck-Speicher (36) und andererseits an einen Niederdruck- Speicher (37) angeschlossen ist.that the hydraulic motor (33) is connected on the one hand to a high-pressure accumulator (36) and on the other hand to a low-pressure accumulator (37). 4. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,4. Screw press according to one or more of claims 1 to 3,
characterized, daß der Spindel (5) eine Bremseinheit (24) zugeordnet ist.that the spindle (5) is assigned a brake unit (24). PATENTANWÄLTE . HEMMERICH . MÜLLES GROSSE · PGLLMEIW · VALENTIN · GIHSKEPATENT ATTORNEYS . HEMMERICH . MÜLLES GROSSE · PGLLMEIW · VALENTIN · GIHSKE 5. Spindelpresse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,5. Screw press according to claim 4,
characterized, daß eine Bremsscheibe (29) der Bremseiriheit (24) über einen Torsionsfederstab (17) formschlüssig mit der Spindel (5) verbunden ist.that a brake disc (29) of the brake unit (24) is positively connected to the spindle (5) via a torsion spring bar (17). 6. Spindelpresse nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,6. Screw press according to claim 5,
characterized, daß der Torsionsfederstab (17) die Spindel (5) in Längsrichtung durchdringt, am Spindelfuß (19) festgelegt und oben mit einem aus der Spindel (5) vorkragenden, verdickten Kopfstück (22) unterhalb der Bremsscheibe (29) gelagert ist.that the torsion spring rod (17) penetrates the spindle (5) in the longitudinal direction, is fixed to the spindle base (19) and is mounted at the top with a thickened head piece (22) projecting from the spindle (5) below the brake disc (29). 7. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,7. Screw press according to one or more of claims 4 to 6,
characterized, daß die Bremseinheit (24) über eine Haltebrücke (26) auf einem Drehverteiler (25) der Reibungskupplung angeordnet ist.that the brake unit (24) is arranged via a retaining bridge (26) on a rotary distributor (25) of the friction clutch. 8. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,8. Screw press according to one or more of claims 1 to 7,
characterized, daß der Hydro- Motor (33) auf das Kopfende des Torsionsfederstabes (17) aufgesetzt ist.that the hydraulic motor (33) is placed on the head end of the torsion spring bar (17). 9. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8,
gekennzeichnet durch9. Screw press according to one or more of claims 3 to 8,
marked by ein in den Zuleitungen (34,35) vom Hydro- Motor (33) zum Niederbzw. Hochdruck- Speicher (37 bzw. 36) angeordnetes Urikehrventil (43).a reversing valve (43) arranged in the supply lines (34,35) from the hydraulic motor (33) to the low- or high-pressure accumulator (37 or 36).