DE1627837C3 - Presse, insbesondere Strangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse, insbesondere auf eine Strangpresse mit Preßzylinder, Gegenholm und einem beide kraft- und formschlüssig verbindenden, der Aufnahme der Zugkraft dienenden Rahmen, der aus mindestens zwei getrennten, schalenförmigen Segmenten mit einem Zentriwinkel von weniger als 180° besteht.

Bei einer solchen, in der USA.-Patentschrift 2 654310 beschriebenen hydraulischen Presse, wird der Pressenrahmen durch zwei kreisförmige Segmente gebildet, die eine rechteckige Form ohne irgendwelche Ausnehmungen besitzen und demzufolge für die erforderliche Zugänglichkeit einen Zentriwinkel von weniger als 180° aufweisen. Damit ist zwar ein Rahmen vorgeschlagen, dessen Teile ein vereinfachtes Herstellungsverfahren ermöglichen, jedoch nicht geeignet sind, das Auftreten schädlicher Biegemomente zu verringern oder gar zu vermeiden.

Ausgehend von dieser bekannten Presse, die einen Preßzylinder, Gegenholm und einen beide kraft- und formschlüssig verbindenden-, der Aufnahme der Zugkraft dienenden Rahmen aufweist, der aus mindestens zwei getrennten, schalenförmigen Segmenten mit einem Zentriwinkel von weniger als 180° besteht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die an den bekannten Segmenten auftretenden Biegemomente ohne zusätzliche Einrichtungen zu verringern und über weite Bereiche der Segmente sogar völlig zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Gedanken aus, den Segmenten eine dem auftretenden Kräfteverlauf optimal angepaßte Form zu geben, und zwar durch bestimmte Materialverteilung innerhalb jedes Segments. Dieser Gedanke wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, daß jedes Segment mit einer in Umfangsrichtung mittigen Ausnehmung versehen ist, deren Breite so bemessen ist, daß im Bereich der Ausnehmung der aus den Teilflächenschwerpunkten der die Ausnehmung seitlich begrenzenden Segmentabschnitte resultierende Flächenschwerpunkt mit dem Schwerpunkt der Wirklinien der am Segment angreifenden Kraft zusammenfällt.

Mit der Lehre nach der Erfindung wird ein Rahmen geschaffen, dessen Einzelteile nicht nur leicht herstellbar sind, sondern im Betrieb auch nur geringen und in weiten Bereichen überhaupt keinen Biegemomenten ausgesetzt sind. Die erfindungsgemäße Lehre ist dann besonders wirkungsvoll anzuwenden, wenn die Segmente an ihren Seitenflächen als Führungen ausgebildet sind. Die Erfindung vereinigt somit die Vorteile der bekannten Säulenbauart mit denen der bekannten· Rahmenbauart unter gleichzeitiger Beseitigung der Nachteile dieser beiden .Bauarten.

ίο An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gebaute Strangpresse,

Fig. 2 eine Ansicht der Presse nach Fig. 1 von oben·, also gesehen in Richtung des Pfeiles E,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 1, Fig.4 einen Schnitt nach LinieB-B in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach LinieC-C in Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt nach LinieD-D in Fig. 1, F i g. 7 einen der F i g. 1 entsprechenden Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform unter Fortlassung einiger Einzelheiten,

Fig. 8 eine Stirnansicht der Presse nach Fig. 7,' gesehen in Richtung des Pfeiles F in Fi g. 7,
. F i g. 9 einen Teillängsschnitt durch eine weitere Abwandlung,

Fig. 10 eine Stirnansicht der Abwandlung nach F i g. 9, gesehen in Richtung des Pfeiles G in F i g. 9, Fig. 11 einen Längsschnitt durch eines der bei Pressen nach der Erfindung verwendeten Zylindersegmentes,

Fig. 12 einen Schnitt nach LinieH-H in Fig. 11, Fig. 13 einen Schnitt nach Linie W in Fig. 11, Fig. 14 einen Schnitt nach LinieK-K in Fig. 11, Fig. 15 die dem Segment nach Fig. 11 zugeordnete Biegemomentenlinie,

. Fig. 16 einen der Fig. 11 entsprechenden Teillängsschnitt durch ein Zylindersegment von abgewandelter Form, ■

Fig. 17 einen Schnitt nach LinieL-L in Fig. 16, Fig. 18 einen Schnitt nach LinieM-M in Fig. 16 und

Fig. 19 eine Ansicht des Segments" nach Fig. 16, gesehen in Richtung des Pfeiles N in F i g. 16.
Grundsätzlich entspricht die Presse nach F i g. 1 und 2 dem üblichen Aufbau. Sie ruht auf einem Fundament 1 und hat einen Preßzylinder 2 sowie einen Gegenholm 3, der .die Matrize 4 nebst Zubehör aufnimmt. Im Zylinder 2 ist ein zur Erzeugung des Preßdrucks dienender Kolben 5 verschiebbar, der vorn mit einer am Pressenrahmen geführten Stempeltraverse 6 versehen ist und einen Preßstempel 7 trägt. Zwischen dem Zylinder 2 und dem Gegenholm 3 ist ein Blockaufnehmer 8 angeordnet, der durch zwei Zylinder-Kolbenantriebe 9 axial verschoben werden kann. Ein mittels des Stempels 7 im Aufnehmer 8 zu verpressender Block 10 ruht vor dem Einfahren in den Aufnehmer 8 auf einer seitlich ausfahrbaren Blockladevorrichtung 11. Nach dem Pressen und Zurückfahren des Aufnehmers 8 kann der Strang mittels einer von oben einfahrbaren Abschervorrichtung 12 abgetrennt und durch eine Öffnung 13 im Gegenholm ausgefahren werden. Alle sonst zu einer Strangpresse gehörenden Einzelheiten sind nicht dargestellt.

Statt durch die meist üblichen Säulen ist der Preßzylinder 2 mit dem Gegenholm 3 durch einen Rahmen verbunden, der aus zwei Zylindersegmenten

14 besteht, welche in Stirnansicht in Fig..3 und im Querschnitt in Fig. 4 bis 6 erscheinen. Jedes dieser Segmente 14 erstreckt sich, am Umfang gerechnet, im Beispiel nach Fig. 1 bis 6 über einen Zentriwinkel von etwa 90°. In jedem Falle ist dieser Winkel kleiner als 180°. An ihren Enden sind diese Segmente an der Innenfläche mit eingedrehten Nuten

15 versehen, in die Ringwulste 16 am Umfang des Preßzylinders 2 bzw. des Gegenholmes 3 greifen. Dadurch ist in axialer Richtung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zylinder 2 und dem Gegenholm 3 hergestellt.

Um die Zylindersegmente 14 in radialer Richtung festzulegen, sind Spannverbindungen vorgesehen. Gemäß Fig. 3 besteht eine derartige Spannverbindung aus zwei Backen oder Sparaistücken 17, die mit den Segmenten 14 durch Schraubanker 18 verbunden sind, welche nur durch ihre Mittellinien angedeutet sind. Ähnliche Backen oder Spannstücke 19 legendie Zylindersegmente 14 gemäß F i g. 6 am Holm 3 fest. Da der Holm seitlich von ebenen Flächen begrenzt ist, dienen die Spannstücke 19, indem sie gegen die Flächen· 20 gezogen werden, gleichzeitig dazu, die Segmente 14 gegen Drehung um die Preßachse zu sichern, während die Spannstücke 17 gegenüber der Außenfläche la des Zylinders 2 Spiel haben. Die zur Verbindung der Spannstücke 19 mit den Segmenten 14 dienenden Anker sind mit 21 bezeichnet.

Die Spannstücke 17 bilden gemäß Fi g. 2 bis 4 die ₃„ Träger von Zylinder-Kolbenantrieben 22, die an der Stempeltraverse 6 angreifen und den Stempel 7 vor- und zurückfahren, solange nicht während des eigent- " liehen Pressens der volle Druck auf den Zylinder 2 gegeben.wird, wobei dann die Antriebe 22 an der Erzeugung des Preßdruckes mitwirken.

Die in der Presse axial verschiebbaren Teile sind an den längsverlaufenden Schmalflächen der Segmente 14 geführt. Die gezeichnete Presse weist zwei solcher Teile auf, nämlich den Blockaufnehmer 8 und die Stempeltraverse 6.

Der Blockaufnehmer 8 ist gemäß F i g. 1 und 5 in einem Halter 23 gelagert, der mit vier über Kreuz angeordneten Führungsschuhen-24 versehen ist. Mit diesen Schuhen liegt der Halter 23 an den erwähnten vier Schmalflächen 25 der Segmente 14 an. Erfahren die Teile 8 und 23 eine Wärmedehnung, so bleibt die Führung an den Flächen 25 einwandfrei erhalten, weil diese Flächen radial zur Pressenachse verlaufen.

In ähnlicher Weise ist gemäß Fig. 4 die Stempeltraverse 6 mit Schuhen 26 versehen, die an den Schmalflächen 25 des unteren Segments 14 geführt , sind.

Die Abwandlung nach Fi g. 7 und 8 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fi g. 1 und 2 dadurch, daß der Preßzylinder zweiteilig gestaltet ist, nämlich aus einem einfachen Zylindermantel 27 und einem diesen Mantel am rückwärtigen Ende schließenden Deckel 28 besteht. Beide Teile sind durch Schraubenbolzen29 axial fest gegeneinandergespannt. Dabei ist es wesentlich, daß nicht der Mantel, sondern der Deckel 28 den Wulst 16 aufweist, der zur formschlüssigen Verbindung zwischen dem Zylinder und den Segmenten 14 dient. Denn dadurch ist es möglich, durch Lösen der Bolzen 29, deren Köpfe 30 von außen zugänglich sind, den Mantel 27 vom Dekkel28 zu trennen, den Mantel 27 sodann um eine kurze Strecke zu verschieben und hierauf eine zwischen beiden Teilen vorgesehene, in Fi g. 7 nicht dar-, gestellte Dichtung zu ersetzen. " \\'f'

Während bei der Ausführung nach Fig. 1 der Wulst 16 in die Nut 15 praktisch spielfrei eingepaßt ist, sieht die Abwandlung nach F i g. 7 zwischen Wulst und Nut axiales Spiel 31 vor. In bezug auf die Zugkraft ist die Verbindung gleichwohl formschlüssig. Um beim Auftreten von der Zugkraft entgegengesetzt gerichteten Kräften die Verbindung spielfrei zu machen, sind Backen 32 vorgesehen, mittels deren die Teile 27,28 und 29 an den Stirnflächen 33 der Segmente 14 kraftschlüssig festgelegt werden. In entsprechender Weise ist die Verbindung zwischen den Segmenten. 14 und dem Holm 3 gestaltet. Sie sieht demgemäß Bolzen 29 a und Backen 32a vor. '

Während bei der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 die Spannstücke 17 als-Halterung für die Zylinder-Kolbenantriebe 22 der Stempeltraverse 6 dienen, kann bei der Ausführung nach Fig.7 und 8 der Zylinderdeckel 28 zu diesem Zweck herangezogen werden. Er ist gemäß F i g. 8 zu diesem Zweck mit Augen 34 versehen, deren Bohrungen 35 zur Aufnahme der in Fig. 7 und 8 nicht nochmals gezeichneten Antriebe 22 dienen.

Bei der Ausführung nach F i g. 3 und 6 dienen die Spannstücke 17 und 19 dazu, die Segmente 14 in radialer Richtung festzulegen. Derartige Mittel werden überflüssig, wenn man gemäß F i g. 9 die unter der Wirkung der in· den Segmenten 14 wirksamen Zugkraft gegeneinandergepreßten Flächen 36 der Nut 15 und 37 des Wulstes 16 als Kegelflächen ausbildet, und zwar in solchem Sinne, daß unter Wirkung der Zugkraft eine radiale Komponente entsteht, welche die Segmente 14 in Richtung auf die Pressenachse X-X zieht. Um die Teile zusammenbauen zu können, ist in diesem Falle axiales Spiel 31 notwendig, wie es bereits in Fig! 7 erscheint. Im übrigen entspricht die Ausführung nach Fig. 9 und 10 derjenigen nach Fig. 7 und 8. Der Preßzylinder besteht also aus einem Mantel 27 und einem Deckel 28, wobei in F i g. 9 die zu gegebener Zeit auszuwechselnde Dichtung 38 angedeutet ist. Während jedoch bei der Ausführung nach Fig. 7 und 8 außer den Bolzen 29 noch radial angeordnete Bolzen 39 notwendig sind, um die Segmente 14 in radialer Richtung festzulegen, genügen bei der Ausführung nach F i g. 9 und 10 Spannstücke 40 mit einer ebenen Fläche 41 und einer Keilfläche 42, die durch Bolzen 43 zwischen den Zylinderdeckel 28 und die Segmente 14 gezogen werden und damit eine Spannverbindung zwischen sämtlichen Teilen herstellen.

Die Segmente 14 sind gemäß F i g. 2, 5 und 7 mit längsverlaufenden Ausnehmungen 44 versehen. In baulicher Hinsicht dienen diese Ausnehmungen zur Aufnahme der Zylinder-Kolbenantriebe 9 für den Blockaufnehmer 8 und als Zugang für die Abschervorrichtung 12. Sie haben jedoch darüber hinaus eine wesentliche Bedeutung für die in den Segmenten 14 auftretenden Formänderungen und können daher auch dann mit Vorteil vorgesehen werden, wenn sie bei anderem Aufbau der Presse aus baulichen Gründen nicht notwendig wären. Wie es sich insoweit verhält, ist in Fig. 11 bis 15 dargestellt. Dabei ist es im Prinzip gleichgültig, ob die gegeneinandergepreßten Flächen der Nut 15 und des Wulstes 16 eben oder kegelig sind. Für die Darstellung in Fig. 11 bis 15 ist daher einfachheitshalber der erste Fall gewählt.

Am Segment 14 greift gemäß Fig. 11 und 12 die

Hälfte der Zugkraft P, als eine" Kraft P/2 an. Die Kraft verteilt sich auf eine dem Wulst und der Nut entsprechende Fläche F. Die auf diese Fläche verteilten Elementarkräfte können nach bekannten Regeln der Mechanik durch eine einzige Kraft ersetzt werden, die im Schwerpunkt S der Fläche F angreift. Der Gesamtquerschnitt des Segments 14 setzt sich aus dieser Fläche F und einer Räche F₁ zusammen. Der Querschnitt F₁ hat einen beim oberen Segment 14 oberhalb des Punktes S liegenden Flächenschwerpunkt S₁, der vom Punkt 5 eineih radialen Abstand a hat. α ist der Hebelarm des Biegemoments, das durch die Kraft P/2 auf das Segment 14 ausgeübt wird und nach innen zu wölben sucht. Um diesem Biegemoment flP/2 zu begegnen und die Durchbiegung der Segmente 14 klein zu halten, können gemäß F i g. 1 Abstandsstücke 45 zwischen jedem Segment 14 und dem Zylinder 2 und 46 zwischen jedem Segment 14 und dem Gegenholm 3 vorgesehen werden. Diese Maßnahme ist in vielen Fällen ausreichend, beseitigt jedoch die Durchbiegung der Segmente 14 nicht vollständig.

Das. in einem Segment 14 wirksame Biegemoment hat in der durch die Nut 15 geschwächten Zone den Hebelarm a, in der ungeschwächten Zone, die sich von der Nut 15 bis zur Ausnehmung 44 "erstreckt, jedoch nur den kleineren Hebelarm b entsprechend dem etwas tiefer und dem Punkt 5 näher liegenden GesamtflächenschwerpunktS₂. Im"Bereich der Ausnehmung 44 rückt der Gesamtflächenschwerpunkt noch weiter radial nach innen, und zwar in ,einem Maße,, das von der Breite der Ausnehmung 44 abhängt. Diese Breite kann mithin so gewählt werden, daß der PunktS₃ mit S zusammenfällt, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Diese bedeutet, daß im Bereich der Ausnehmung 44 das Biegemoment null wird. Damit ergibt sich eine Biegemomentlinie nach Fig. 15 mit den maximalen Biegemomenten an den beiden Enden, verringerten Biegemomenten entsprechend dem gemäß Fig. 13 schon-etwas nach innen gerückten. FlächenschwerpunktS₂ in den Querschnitten/-/ und einem auf null verringerten Biegemoment im Bereich der Ausnehmung44, d.h. im QuerschnittK-K. Im Bereich dieser Ausnehmung sind daher die Segmente 14 unter allen Betriebszuständen in radialer Richtung unverformt. Der radiale Abstand der beiden Segmente hängt jedoch vor und hinter der Ausnehmung immer noch von der Größe der Zugkraft P ab, sofern die Abstandsstücke 45 und 46 nicht bis dicht an die Enden der Ausnehmungen 44 gesetzt werden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 16 bis 19 wird auch ohne derartige Abstandsstücke jede Durchbiegung der Segmente 14 eliminiert, und zwar wiederum dadurch, daß der Punkt S, der den Angriffspunkt der . an der Fläche F wirksamen Elementarkräfte in einem

ίο Vektor zusammengefaßt darstellt, in den jeweiligen Flächenschwerpunkt verlegt wird. Im Bereich der durch die Nut 15 geschwächten Zone des Segments 14 wird zu diesem Zweck das Segment im Zentriwinkel beiderseits um die Beträge β verbreitert, und ' zwar um ein solches Maß, daß der Flächenschwerpunkt S₁ mit dem Angriffspunkts der Kraft P/2 zusammenfällt, wie in Fi g. 17 dargestellt ist. Der Zentriwinkel des Segments 14 ist im Bereich des Querschnitts L-L also um 2 β größer als der Zentriwinkel α

so des Wulstes 16. Von der gleichen Maßnahme wird im ungeschwächten QuerschnittM-M gemäß Fig. 18 Gebrauch gemacht, indem dort der Zentriwinkel des. Segments 14 gegenüber dem Zentriwinkel α desWulstes beiderseits um je den Betrag γ vergrößert wird,

as so daß auch hier der Angriffspunkt S der Kraft mit dem Gesamtflächenschwerpunkt S₂ zusammenfällt. Auf diese Weise gelingt es, das Biegemoment über die ganze Länge des Zylindersegments 14 zwischen den beidendigen Nuten 15 gleich null zu machen oder mindestens so weit herabzusetzen, daß es praktisch nicht mehr ins Gewicht fällt.

Um in dieser Weise von Biegung entlastet zu werden, erhält das Segment 14 die in Fig. 19 dargestellte Form. Seine Längskanten werden somit in der dort gezeichneten Weise abgestuft. Die letzte Stufe 47 ergibt sich dabei am Übergang in die Ausnehmung 44.

Unter dem Zentriwinkel des Segments 14 soll im vorstehenden Sinne der Winkel zwischen den Schenkein verstanden werden, die vom Mittelpunkt der Presse an die Kanten des Segments gezogen werden, wie in Fig: 17 und 18 dargestellt ist. Dabei soll unberücksichtigt bleiben, daß sich die zylindrische Außenfläche des Segments 14 dort, wo sie sich über die Fläche F hinaus erstreckt, möglicherweise tangential erstreckt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Presse, insbesondere Strangpresse mit Preßzylinder, Gegenholm und einem beide kraft- und formschlüssig verbindenden, der Aufnahme der Zugkraft dienenden Rahmen, der aus mindestens zwei getrennten, schalenförmigen Segmenten mit einem Zentriwinkel von weniger als 180° besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (14) mit einer in Umfangsrichtung mittigen Ausnehmung (44) versehen ist, deren Breite so bemessen ist, daß im Bereich der Ausnehmung (44) der aus den Teilflächenschwerpunkten (S'.,) der die Ausnehmung (44) seitlich begrenzenden Segmentabschnitte resultierende Flächenschwerpunkt (S₃) mit dem Schwerpunkt (S) der Werklinien· der am Segment (14) angreifenden Kraft zusammenfällt.