DE19507055A1 - Screw press for industrial use - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse, die eine drehbar gelagerte Spindel, eine in einer Drehrichtung ununterbrochen umlaufende, hydrostatisch gelagerte Schwungscheibe und eine druckmittelbetätigte Reibungskupplung aufweist, über deren Kupplungsscheibe zum Arbeitshub die reibschlüssige Verbindung der Spindel mit der Schwungscheibe herstellbar ist.The invention relates to a screw press, which is rotatable mounted spindle, one continuously in one direction of rotation revolving, hydrostatically mounted flywheel and one has fluid-operated friction clutch, over the Clutch disc to the working stroke the frictional connection the spindle with the flywheel can be produced.
Eine Kupplungs-Spindelpresse dieser Art, die zudem mit einem Rückdrehantrieb zum Rückhub des zum Gewichtsausgleich an Luftzylinder angeschlossenen Werkzeugschlittens versehen ist, ist durch die DE 42 08 638 A bekanntgeworden. Das Schwungrad wird bei solchen Pressen von einem Elektromotor über einen Flachriemen dauernd in gleicher Drehrichtung umlaufend angetrieben. Für jeden einzelnen Arbeitshub wird die Spindel mit der hydraulisch beaufschlagten Reibungskupplung an die Schwungscheibe angekuppelt, während sich mit geringer Verzögerung eine Bremseinheit öffnet. Diese setzt sich aus mehreren federbelasteten, pneumatisch betätigten Einzelbremsen zusammen, die mit Klemmbacken eine Bremsscheibe erfassen, die bei dieser bekannten Presse über einen in der hohlgebohrten Spindel angeordneten Torsionsfederstab formschlüssig mit der Spindel verbunden ist. Der Torsionsfederstab bildet einen Bestandteil des Rückdrehantriebs, der dort weiterhin in Form eines Drehmoment-Speicherantriebs ausgebildet ist, der seine Energie von einem Speicher bezieht, der von der Spindel im Zuge der Stößel- und damit der Schlittenabwärtsbewegung aufgeladen wird.A clutch screw press of this type, which also with a Reverse drive for the return stroke of the for weight compensation Air cylinder is connected to the tool slide, has become known from DE 42 08 638 A. The flywheel is used in such presses by an electric motor Flat belts continuously rotating in the same direction of rotation driven. The spindle is used for each individual working stroke with the hydraulically actuated friction clutch to the Flywheel coupled while moving with little delay a brake unit opens. This is made up of several spring-loaded, pneumatically operated individual brakes together, who grasp a brake disc with clamping jaws, this one known press about a in the hollow-bored spindle arranged torsion spring bar positively with the spindle connected is. The torsion spring bar forms a component of the reversing drive, which continues there in the form of a Torque storage drive is designed to use its energy from a store that is supplied by the spindle in the course of Ram and thus the slide downward movement is charged.
Nach dem Ankuppeln wird die auf der Spindel formschlüssig befestigte Kupplungsscheibe von der Schwungscheibe auf Gleichlauf beschleunigt und läuft somit kraftschlüssig mit der Schwungscheibe um. Dabei dreht sich die Spindel aus der Spindelmutter heraus, so daß der Werkzeugschlitten nach unten angetrieben wird, bis er mit seinem Obergesenk auf das Untergesenk aufschlägt und den Schmiedewerkstoff bzw. das Werkstück verformt. Die zur Verformung des Werkstückes notwendige Umformenergie liefert folglich die Schwungscheibe, die dabei an Drehzahl verliert. Der Umformvorgang endet, wenn zwischen Ober- und Untergesenk eine bestimmte Preß- bzw. Schmiedekraft entstanden ist. Liegt diese gegen Ende des Umformvorgangs vor, rutscht die Kupplung durch; dann nämlich, wenn die Preß- bzw. Schmiedekraft über die Gewindeschräge der Spindel ein Moment an der Kupplung erzeugt, welches größer ist als das eingestellte Kupplungsmoment. Durch den pneumatischen Gewichtsausgleich wird erreicht, daß Werkzeugschlitten und Spindelmutter völlig gewichtsausgeglichen sind und der Werkzeugschlitten sich quasi schwimmend halten läßt, so daß nur noch kleine Flächenpressungen vorliegen und von den Zahnflanken der Spindel kaum noch ein Gewicht aufgenommen werden muß. Die in den Ständern des Maschinenkörpers der Spindelpresse angeordneten Luftzylinder sind mit Druck beaufschlagt und über ihre Kolbenstangen am Werkzeugschlitten befestigt.After coupling, the on the spindle becomes positive attached clutch disc from the flywheel to synchronism accelerates and thus runs frictionally with the Flywheel around. The spindle turns out of the Spindle nut out so that the tool slide is down is driven until he with his upper die on the Lower die hits and the forging material or that Workpiece deformed. The necessary to deform the workpiece Forming energy thus provides the flywheel that comes with it loses speed. The forming process ends when between Upper and lower dies have a certain pressing or forging force arose. If this is available towards the end of the forming process, the clutch slips; namely when the press or Forging force for a moment via the threaded bevel of the spindle generated on the clutch, which is larger than the set Clutch torque. Thanks to the pneumatic weight compensation achieved that tool slide and spindle nut completely are balanced and the tool slide is virtually can be kept floating, so that only small surface pressures are present and hardly any of the tooth flanks of the spindle Weight must be added. The in the stands of the Air cylinder arranged in the machine body of the screw press are pressurized and on their piston rods on Tool slide attached.
Als problematisch stellt sich bei den Kupplungs-Spindelpressen die die zur Verformung des Werkstückes notwendige Umformenergie liefernde Schwungscheibe heraus, dann nämlich, wenn sich ein Stromausfall einstellen sollte. In diesem Fall wäre nämlich die Schmiermittelversorgung der hydrostatisch gelagerten, über mehrere Pumpen aus einem Vorratstank gespeisten Schwungscheibe nicht mehr aufrechtzuerhalten. Da die Schwungscheibe aber erst nach einer gewissen Nachlaufzeit, die abhängig von der Größe der Presse und damit der Schwungscheibe entsprechend unterschiedlich lang ist, zum Stillstand kommt, kann der Ausfall der Schmierung die Zerstörung der hydrostatischen Lagerung bewirken und einen kompletten Austausch der Lager erforderlich. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, für die Presse ein Notstromaggregat, d. h. eine elektrische Notstromlösung vorzusehen, die allerdings sehr teuer und aufwendig ist.The clutch screw presses are problematic the forming energy required to deform the workpiece delivering flywheel, namely when a Power failure should stop. In this case it would be the lubricant supply to the hydrostatically mounted, via several flywheels fed from a storage tank no longer maintainable. But since the flywheel is first after a certain delay, which depends on the size the press and thus the flywheel is of different lengths, can come to a standstill, the failure the lubrication the destruction of the hydrostatic bearing effect and a complete replacement of the bearings required. To avoid this, it is known for a press Emergency generator, d. H. an electrical emergency power solution to provide, which is however very expensive and complex.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplungs-Spindelpresse mit einfachen Mitteln eine Notschmierung zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object Clutch screw press with simple means an emergency lubrication to enable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der hydrostatischen Lagerung eine von der Schwungscheibe angetriebene Notschmierpumpe zugeordnet ist. Indem somit die während der Dauer der Nachlaufzeit unvermeidliche Rotation der Schwungscheibe zum Antrieb mindestens einer Notschmierpumpe ausgenutzt wird, läßt sich die Schmierung ohne weitere Mittel so lange aufrechterhalten, wie die Schwungscheibe umläuft. Die Notschmierpumpe läßt sich hierbei unmittelbar an die Antriebswelle für den Riemen der Schwungscheibe anschließen; alternativ könnte der Antrieb der Notschmierpumpe auch über einen Riemenantrieb durchgeführt werden. In diesem Fall müßte allerdings überwacht werden, ob der Pumpenantriebsriemen im Notfall auch einsatzbereit, z. B. nicht gerissen ist. Während des Normalbetriebes pumpt die Notschmierpumpe das Schmiermittel lediglich im Umlauf; sie ist dann nicht aktiv an die Versorgungsleitungen der hydrostatischen Lagerung angeschlossen, so daß das Schmiermittel während dieser normalen Betriebsphase von der Notschmierpumpe aus dem Vorratstank angesaugt und diesem dann sogleich wieder zugeleitet wird.This object is achieved in that the hydrostatic bearing a driven by the flywheel Emergency lubrication pump is assigned. By thus the during the Duration of the run-on time inevitable rotation of the flywheel is used to drive at least one emergency lubrication pump, the lubrication can be so long without any other means maintain how the flywheel rotates. The Emergency lubrication pump can be directly connected to the Connect the drive shaft for the flywheel belt; alternatively, the emergency lubrication pump could also be driven a belt drive can be performed. In this case it should however, be monitored whether the pump drive belt in the Emergency ready for use, e.g. B. is not torn. While During normal operation, the emergency lubrication pump pumps the lubricant only in circulation; then it is not active on the Supply lines connected to the hydrostatic bearing, so that the lubricant during this normal operating phase sucked out of the storage tank by the emergency lubrication pump and this is then immediately redirected.
Nach einem Vorschlag der Erfindung ist in der Druckleitung eines an den Vorratstank angeschlossenen Hydraulikkreislaufs der Notschmierpumpe ein Schaltventil angeordnet. Dieses läßt sich elektrisch, wegen der größeren Betriebssicherheit aber vorteilhaft pneumatisch verstellen; im Normalbetrieb nimmt es eine den ungehinderten, freien Durchfluß des Schmiermittels in den Vorratstank gewährleistende Schaltstellung ein. Hingegen fällt es bei Stromausfall ab und nimmt dann eine den Rückfluß des von der Notschmierpumpe angesaugten Schmiermittels in den Vorratstank sperrende Schaltstellung ein.According to a proposal of the invention in the pressure line hydraulic circuit connected to the storage tank Emergency lubrication pump arranged a switching valve. This can be electrical, but because of the greater operational safety advantageous to adjust pneumatically; in normal operation it takes one the unimpeded, free flow of the lubricant switch position ensuring in the storage tank. On the other hand it drops in the event of a power failure and then reflux of the lubricant drawn in by the emergency lubrication pump in the Switching position blocking storage tank.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, daß die Versorgungsleitungen der hydrostatischen Lagerung über Rückschlagventile an die Druckleitung der Notschmierpumpe angeschlossen sind. Sobald nämlich das Schaltventil seine den Rückfluß in den Vorratstank sperrende Schaltstellung einnimmt, öffnen sich die Rückschlagventile, und in der Folge speist die Notschmierpumpe das aus den Vorratstank entnommende Mittel in die Versorgungsleitungen der hydrostatischen Lagerung ein. Die hydrostatische Lagerung wird somit auch bei einem Stromausfall mit Schmiermittel versorgt und läuft nicht etwa trocken um.A further embodiment of the invention therefore provides that the supply lines of the hydrostatic bearing over Check valves on the pressure line of the emergency lubrication pump are connected. As soon as the switching valve its the Returns to the storage tank blocking position, the check valves open, and as a result the Emergency lubrication pump the agent taken from the storage tank in the supply lines of the hydrostatic bearing. The Hydrostatic storage is therefore also in the event of a power failure supplied with lubricant and does not run around dry.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert ist.Further details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description, in which an illustrated in the drawings embodiment of The subject of the invention is explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine im Teilschnitt dargestellte Vorderansicht einer Kupplungs-Spindelpresse; und Figure 1 is a partial sectional front view of a clutch screw press. and
Fig. 2 als Einzelheit der Kupplungs-Spindelpresse den Antrieb und die hydrostatische, an eine Notschmierpumpe angeschlossene Lagerung der Schwungscheibe, schematisch dargestellt. Fig. 2 as a detail of the clutch screw press, the drive and the hydrostatic, connected to an emergency lubrication pump bearing of the flywheel, shown schematically.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Spindelpresse 1 besitzt einen mehrteiligen Maschinenkörper 2, in welchem ein Werkzeugschlitten 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 wird von einer Schwungscheibe 8 angetrieben, die ein vertikal angeordneter Elektromotor 9 über einen Treibriemen 11 in ständigem Umlauf hält.The screw press 1 shown in the exemplary embodiment has a multi-part machine body 2 , in which a tool slide is guided so that it can move up and down. The tool slide 3 is connected to a spindle nut 4 , which cooperates with a spindle 5 which is rotatably mounted in the machine body 2 in an axial bearing fastened to the upper crosshead, such that the tool slide 3 - depending on the direction of rotation of the spindle 5 - either via the spindle nut 4 to the working stroke in the direction of the lower die 7 arranged in the lower yoke 6 of the machine body 2 or removed therefrom. The spindle is driven by a flywheel 8 , which keeps a vertically arranged electric motor 9 in constant rotation via a drive belt 11 .
Zur Antriebsverbindung dient eine Kupplungsscheibe 12, die drehfest mit der Spindel 5 verbunden ist und hydraulisch beaufschlagt reibungsschlüssig an die Schwungscheibe 8 angekuppelt wird. Damit drehen sich die Schwungscheibe 8 sowie die Spindel 5, und der Werkzeugschlitten 3 wird mit dem Obergesenk zur Ausführung eines Schmiedeschlags gegen das Untergesenk 7 bewegt. 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 axialbewegte Masse, d. h. der Werkzeugschlitten 3 nebst Spindelmutter 4 völlig gewichtsausgeglichen ist.A clutch disc 12 is used for the drive connection, which is connected to the spindle 5 in a rotationally fixed manner and is hydraulically actuated and frictionally coupled to the flywheel 8 . This rotates the flywheel 8 and the spindle 5 , and the tool slide 3 is moved with the upper die to perform a forging blow against the lower die 7 . Air cylinders 13 arranged in the stands of the machine body 2 of the screw press 1 are pressurized and fastened to the tool slide 3 via their piston rods 14 , so that the axially moved mass, ie the tool slide 3 together with the spindle nut 4, is completely weight-balanced.
Die Spindel 5 besitzt eine nicht gezeigte Durchgangsbohrung, in der sich ein bis weit über die formschlüssig auf der Spindel 5 festgelegte Kupplungsscheibe 12 hinausragender, die Spindel 5 somit nach oben hin verlängernder Torsionsfederstab 15 erstreckt. Ein verdicktes Kopfstück des Torsionsfederstabes 15 ist in einer Lagerbuchse verdrehbar gelagert, die sich in einer eine Bremseinheit 16 tragenden, auf einem die hydraulischen Kolben zum Anpressen der Kupplungsscheibe 12 an die Schwungscheibe 8 mit einem Druckmittel versorgenden Drehverteiler 17 angeordneten Haltebrücke 18 befindet. Die Bremseinheit 16 setzt sich aus mehreren federbelasteten, pneumatisch betätigten Einzelbremsen 19 zusammen, die mit Klemmbacken eine Bremsscheibe 20 erfassen, die über den Torsionsfederstab 15 formschlüssig mit der Spindel 5 verbunden ist. Die Haltebrücke 18 und damit ebenfalls die Bremseinheit 16 wird über eine einerseits an der Haltebrücke 18 und andererseits der Bühne 21 befestigte Drehmomentenstütze 22 gegen Verdrehung gesichert. Auf das obere Ende des Torsionsfederstabes 15 und damit der Spindel 5 ist weiterhin ein auch als Pumpe wirkender Hydromotor 23 aufgesetzt, der - wie aus der eingangs beschriebenen Spindelpresse bekannt - als Drehmoment-Speicherantrieb zum Rückhub des Werkzeugschlittens 3 ausgebildet ist. Die zur Versorgung des Hydromotors 23 und des Drehverteilers 17 erforderlichen Hydraulik-Aggregate 24 sind auf der Bühne 21 der Spindelpresse angeordnet und über Druckmittelschläuche 10 mit dem Drehverteiler 17 bzw. dem Hydromotor 23 verbunden.The spindle 5 has a through hole, not shown, a far above the form-fitting fixed on the spindle 5 clutch disc 12 projecting beyond the spindle 5 thus extends upward lengthening torsion spring bar 15 in the. A thickened head piece of the torsion spring rod 15 is rotatably supported in a bearing bush which is located in a holding bridge 18 which carries a brake unit 16 and on which the hydraulic piston for pressing the clutch disc 12 against the flywheel 8 with a pressure distributor 17 is supplied with a pressure medium. The brake unit 16 is composed of a plurality of spring-loaded, pneumatically actuated individual brakes 19 , which grip a brake disc 20 with clamping jaws, which is positively connected to the spindle 5 via the torsion spring bar 15 . The holding bridge 18 and thus also the braking unit 16 is secured against rotation by means of a torque arm 22 fastened on the one hand to the holding bridge 18 and on the other hand to the stage 21 . On the upper end of the torsion spring rod 15 and thus the spindle 5 there is also a hydraulic motor 23 which also acts as a pump and which, as is known from the spindle press described at the outset, is designed as a torque storage drive for the return stroke of the tool slide 3 . The required for the supply of the hydraulic motor 23 and the rotary distributor 17 hydraulic units 24 are disposed on the stage 21 of the screw press and is connected via pressure medium hoses 10 with the rotary distributor 17 and the hydraulic motor 23rd
Die Hydraulik-Aggregate 24 umfassen weiterhin einen in Fig. 2 schematisch angedeuteten Vorratstank 25 für eine aus Gründen der einfacheren zeichnerischen Darstellung in Fig. 1 nicht gezeigte Schmiermittelversorgung der hydrostatischen Lagerung 26 der über den Treibriemen 11 von dem Elektromotor 9 angetriebenen Schwungscheibe 8. Die hydrostatische Lagerung 26 wird während des Normalbetriebes der Kupplungs-Spindelpresse 1 mit Schmiermittel aus dem Vorratstank 25 versorgt, das von an den Vorratstank 25 angeschlossenen Pumpen 27 (in Fig. 2 ist der Einfachheit halber lediglich eine Pumpe dargestellt) in die Versorgungsleitungen 28, 29 der hydrostatischen Lagerung 26 eingespeist wird; die Versorgungsleitungen 28, 29 sind zu diesem Zweck über Schmiermittelleitungen 30, 31 mit der Druckleitung 32 der Pumpen 27 verbunden.The hydraulic units 24 further comprise a storage tank 25, indicated schematically in FIG. 2, for supplying lubricant to the hydrostatic bearing 26 of the flywheel 8, which is driven by the electric motor 9 via the drive belt 11, not shown in FIG. 1 for reasons of the simpler drawing. The hydrostatic bearing 26 is supplied with lubricant from the storage tank 25 during normal operation of the clutch screw press 1 , which pumps 27 connected to the storage tank 25 (only one pump is shown in FIG. 2 for the sake of simplicity) into the supply lines 28 , 29 the hydrostatic bearing 26 is fed; for this purpose, the supply lines 28 , 29 are connected to the pressure line 32 of the pumps 27 via lubricant lines 30 , 31 .
Damit sich bei Ausfall des Stroms und damit der Pumpen 27 dennoch eine Schmierung der bis zum Stillstand während einer Nachlaufzeit mit abnehmender Geschwindigkeit umlaufenden Schwungscheibe 8 erreichen läßt, ist der hydrostatischen Lagerung 26 der Schwungscheibe 8 eine Notschmierpumpe 33 zugeordnet. Diese befindet sich bei der Ausführung nach Fig. 2 auf der auch den Treibriemen 11 der Schwungscheibe 8 antreibenden Antriebswelle 34 des Elektromotors 9, so daß beim Stromausfall die dann auslaufende Schwungscheibe 8 den Betrieb der Notschmierpumpe 33 und damit die Schmiermittelversorgung der hydrostatischen Lagerung 26 aufrechterhält.In order nevertheless possible to achieve 8 in case of failure of the current and hence of the pump 27 of the lubrication to a standstill during a dwell time with decreasing speed rotating flywheel, the hydrostatic bearing 26 is assigned a Notschmierpumpe 33 of the flywheel. 8 This is in the embodiment of Fig. 2 on which also the drive belt 11 of the flywheel 34 of the electric motor 9, so that when power failure then leaking flywheel 8 the operation of the Notschmierpumpe 33 and thus the supply of lubricant the hydrostatic bearing 26 maintains 8 driving the drive shaft.
Während die Notschmierpumpe 33 im Normalbetrieb der Spindelpresse 1 das Schmiermittel aus dem Vorratstank 25 im geschlossenen Hydraulikkreislauf 35 über die Saugleitung 36 ansaugt und über die Druckleitung in den Vorratstank 25 zurückführte wozu das in der Druckleitung 37 angeordnete Schaltventil 38 seine von der in Fig. 2 gezeigten Stellung abweichende Schaltstellung einnimmt, in der der freie Durchlauf zum Vorratstank 25 gewährleistet ist, wird das Schmiermittel beim Notbetrieb hingegen aus der Druckleitung 37 in die angeschlossenen Versorgungsleitungen 28, 29 der hydrostatischen Lagerung 26 eingespeist. Das Schaltventil 38 nimmt dann seine in Fig. 2 gezeigte, den Rücklauf zum Vorratstank 25 sperrende zweite Schaltstellung ein, und der in der Druckleitung 37 höhere Druck des Schmiermittels öffnet die in den Versorgungsleitungen 28, 29 angeordneten Rückschlagventile 39, 40, so daß der hydrostatischen Lagerung 26 das von der Notschmierpumpe 33 geförderte Schmiermittel zuströmt. In den Schmiermittelleitungen 30, 31 angeordnete Rückschlagventile 41, 42 verhindern den Ablauf des Notschmiermittels über die Pumpe 27 in den Tank 25. Solange die Schwungscheibe 8 umläuft, wird die Notschmierpumpe 33 angetrieben und sorgt somit bis zur Ruhelage der Schwungscheibe für eine ausreichende Schmierung und Wärmeabfuhr.While the emergency lubrication pump 33 in normal operation of the screw press 1 sucks the lubricant from the storage tank 25 in the closed hydraulic circuit 35 via the suction line 36 and returns it to the storage tank 25 via the pressure line, for which purpose the switching valve 38 arranged in the pressure line 37 is the same as that shown in FIG. 2 Assumes a different switching position, in which the free passage to the storage tank 25 is ensured, the lubricant, however, is fed from the pressure line 37 into the connected supply lines 28 , 29 of the hydrostatic bearing 26 during emergency operation. The switching valve 38 then takes its second switching position, shown in FIG. 2, blocking the return to the storage tank 25 , and the higher pressure of the lubricant in the pressure line 37 opens the check valves 39 , 40 arranged in the supply lines 28 , 29 , so that the hydrostatic Bearing 26 the lubricant delivered by the emergency lubrication pump 33 flows in. Check valves 41 , 42 arranged in the lubricant lines 30 , 31 prevent the emergency lubricant from flowing out into the tank 25 via the pump 27 . As long as the flywheel 8 rotates, the emergency lubrication pump 33 is driven and thus ensures sufficient lubrication and heat dissipation until the flywheel is at rest.
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