DE3725731C2 - - Google Patents
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- DE3725731C2 DE3725731C2 DE19873725731 DE3725731A DE3725731C2 DE 3725731 C2 DE3725731 C2 DE 3725731C2 DE 19873725731 DE19873725731 DE 19873725731 DE 3725731 A DE3725731 A DE 3725731A DE 3725731 C2 DE3725731 C2 DE 3725731C2
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Description
Zur Verbindung eines entlang von Stangen bewegbaren und gegenüber diesen Stangen stufenlos feststellbaren Bauteils haben sich Klemmelemente bewährt, deren jedes aus einer von einem Zylinder umgebenen, außen mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Manschette aus elastischem Werkstoff, die innen mit einer Mehrzahl von zwischen Zylinderdeckeln axial festgelegten Reibkörpern und zwischen den Reibkörpern wirkenden Spreizfedern versehen ist, besteht (DE-PS 19 22 497). Solche Klemmelemente werden an Pressen verschiedener Bauart (z. B. GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104) und anstelle von formschlüssigen Verriegelungen (z. B. in einer Presse nach CH-PS 3 38 559) eingesetzt, um eines der Joche der Presse unter Zwischenschaltung von Kurzhubzylindern mit den die Joche verbindenden Zugankern zu verbinden, wobei die Kurzhubzylinder bei geschlossenen Klemmelementen die Preßkraft aufbringen, während Langhubzylinder bei geöffneten Klemmelementen zwischen den Jochen wirkend für den Schließ- und Öffnungshub der Presse angeordnet sind. Zur baulichen Vereinfachung derartiger Pressen werden den Klemmelementen an einer Seite oder beiderseits Führungsbuchsen zugeordnet (GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104), so daß kombinierte Führungs- und Klemmelemente entstehen. Diese können jedoch ihre Führungsfunktion über längere Zeit nur erfüllen, wenn ein nennenswerter Verschleiß der Stangen bzw. Zuganker infolge des Reibschlusses mit den Reibkörpern der Klemmelemente verhindert wird. Dies versucht man durch geringen spezifischen Flächendruck, d. h. großflächige Anlage der Reibkörper an den Stangen bzw. Zugankern zu erreichen. Bei gegebenem Durchmesser der Stangen bzw. Zuganker müssen daher die Reibkörper eine entsprechende axiale Ausdehnung aufweisen. Dem steht aber die über die Kontaktlänge progressive Ausdehnung der Stangen bzw. Zuganker nachteilig, da den Verschleiß wiederum erhöhend, entgegen.For connecting a movable and along rods Compared to these rods, the component is infinitely lockable have proven clamping elements whose each one with a cylinder surrounded by the outside Pressurized cuff made of elastic Material inside with a plurality of between Cylinder covers axially fixed friction bodies and between the Friction bodies acting spreading springs is provided (DE-PS 19 22 497). Such clamping elements are used on presses different types (e.g. GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104) and instead of positive interlocks (e.g. in a Press according to CH-PS 3 38 559) used to one of the yokes of the Press with the interposition of short stroke cylinders with the die To connect yokes connecting tie rods, the Short stroke cylinders with closed clamping elements the pressing force apply while long stroke cylinders are open Clamping elements between the yokes for the closing and Opening stroke of the press are arranged. For structural Simplification of such presses are applied to the clamping elements assigned to one side or both sides of guide bushings (GB-PS 13 73 282 = DE-OS 21 17 104), so that combined leadership and Clamping elements arise. However, these can be theirs Leadership function over a long period of time only if a significant wear of the rods or tie rods due to the Friction with the friction bodies of the clamping elements prevented becomes. One tries this with little specific Surface pressure, d. H. large-scale contact of the friction body on the To reach rods or tie rods. Given The diameter of the rods or tie rods must therefore be the Friction bodies have a corresponding axial extent. The stands for the progressive expansion of the contact length Rods or tie rods disadvantageous because the wear in turn increasing, counter.
Ziel der Erfindung ist ein kombiniertes Führungs- und Klemmelement, bei dem der vom Klemmelement verursachte Verschleiß die Funktion des Führungselements nicht beeinflußt.The aim of the invention is a combined management and Clamping element in which the wear caused by the clamping element does not affect the function of the guide element.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf der Stange entlang ihres Umfangs auf eine Klemmfläche eine abgesetzte Führungsfläche folgt, und daß das Profil der Anlageflächen der Klemmkörper entsprechend den Klemmflächen der Stange ausgebildet ist.this will achieved according to the invention in that on the rod along its A stepped guide surface follows circumferentially on a clamping surface, and that the profile of the contact surfaces of the sprags accordingly the clamping surfaces of the rod is formed.
Eine fertigungstechnisch günstige Ausbildung erfährt die Führungs- und Klemmverbindung, indem gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Führungsflächen Mantelflächen an der Stange oder dem Zuganker bilden, zwischen denen sich die Klemmflächen aus der Zylinderfläche zurückspringend befinden. Die Führungsflächen an der Stange oder dem Zuganker können wie die Bohrung der Führungsringe durch Drehen und Rundschleifen einfach und mit großer Genauigkeit und Oberflächengüte hergestellt werden. Die aus der Zylinderfläche der Führungsflächen zurückspringenden Klemmflächen können von Abflachungen der Stange oder des Zugankers gebildet sein, die den Durchmesser im Bereich der Klemmflächen auf Kreissehnen zurückführen. Eine andere günstige Möglichkeit besteht darin, die Klemmflächen von Mantelflächen eines Zylinders geringeren Durchmessers als dem der Führungsflächen zu bilden, wodurch die Stange oder der Zuganker den Querschnitt eines Keilwellenprofils erhält. Ein Querschnitt der Stange oder des Zugankers in Form eines Keilwellenprofils ergibt sich ebenfalls, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Klemmflächen die Mantelflächen an der Stange oder dem Zuganker bilden, zwischen denen sich zurückspringend auf einen geringeren Durchmesser die Mantelflächen der Führungsflächen befinden, wobei diese Ausbildung bei einem bestimmten Kerndurchmesser und einem bestimmten Verschleiß an den Klemmflächen zu Stangen oder Zugankern geringstmöglichen Durchmessers führt.Management receives favorable training in terms of production technology and clamp connection by according to another feature of Invention the guide surfaces lateral surfaces on the rod or form the tie rod, between which the clamping surfaces of the cylinder surface are recessed. The guide surfaces on the rod or the tie rod can be like the bore of the Guide rings by turning and cylindrical grinding easily and with great accuracy and surface quality. The springing back from the cylindrical surface of the guide surfaces Clamping surfaces can flatten the rod or tie rod be formed, the diameter in the area of the clamping surfaces traced back to circular chords. Another cheap option consists of the clamping surfaces of the outer surfaces of a cylinder to form a smaller diameter than that of the guide surfaces, whereby the rod or tie rod has the cross section of a spline profile receives. A cross section of the bar or Tie rod in the form of a spline profile also results, if according to a further feature of the invention the clamping surfaces form the lateral surfaces on the rod or the tie rod, between which spring back to a smaller diameter Shell surfaces of the guide surfaces are, this training at a certain core diameter and one certain wear on the clamping surfaces to rods or Tie rods of the smallest possible diameter leads.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the drawings shown. It shows
Fig. 1 eine mit den erfindungsgemäßen Führungs- und Klemmelementen versehene Presse, wozu ein Ausschnitt das Führungs- und Klemmelement in Fig. 1 a provided with the guide and clamping elements according to the invention, for which a section of the guide and clamping element in
Fig. 2a in geschlossenem und in Fig. 2a in closed and in
Fig. 2b in geöffnetem Zustand ebenfalls ausschnittsweise zeigt. In Fig. 2b also shows sections in the open state. In
Fig. 3a ist in geschlossenem Zustand und in Fig. 3a is in the closed state and in
Fig. 3b ist in geöffnetem Zustand ein Radialschnitt nach der in den Fig. 2a und 2b eingetragenen Schnittlinie III-III durch das Führungs- und Klemmelement gezeigt. Ausschnitte zu den Fig. 3a und 3b zeigen in größerem Maßstab Fig. 3b is shown in the open state a radial section along the section line III-III entered in Figs. 2a and 2b through the guide and clamping element. Cutouts to FIGS . 3a and 3b show on a larger scale
Fig. 4a und Fig. 4b. Fig. 4a and Fig. 4b.
Fig. 5 zeigt das Führungs- und Klemmelement in einem Radialschnitt nach der in den Fig. 2a und 2b eingetragenen Schnittlinie V-V. Abgewandelte Ausführungsbeispiele zeigen die Fig. 5 shows the guide and clamping element in a radial section along the section line VV shown in Figs. 2a and 2b. Modified embodiments show the
Fig. 6a und 6b sowie Fig. 6a and 6b, and
Fig. 7a und 7b jeweils in geschlossenem Zustand (a) und geöffnetem Zustand (b) in Radialschnitten. Fig. 7a and 7b respectively in the closed state (a) and the open state (b) in radial sections.
Die in Fig. 1 dargestellte Presse besteht aus einem ein nicht dargestelltes Unterteil eines Preßwerkzeugs tragenden auf dem Fundament ruhenden unteren Joch 1 und einem oberen Joch 2, welches das Oberteil des nicht dargestellten Preßwerkzeugs trägt. Mit dem oberen Joch 2 sind vier Zuganker 3 verbunden, die hohl ausgeführt sind, mit ihren einen Enden in Bohrungen 4 im oberen Joch 2 eingesetzt sind. Durch die hohlen Zuganker 3 reichen Spannschrauben 5 mit an beiden Enden aufgesetzten Muttern 6, mit denen die Zuganker 3 vorgespannt und mit dem oberen Joch 2 verbunden sind. Das untere Joch 1 ist mit Bohrungen 7 und in diese eingesetzte Büchsen 8 zur Führung der Zuganker 3 im unteren Joch 1 versehen. Mit dem oberen Joch 2 sind für einen langen Hub der in ihnen geführten Kolben 10 ausgebildete Zylinder 9 verbunden. Über Kolbenstangen 11 sind die Kolben 10 mit dem unteren Joch 1 verbunden. Durch entsprechende Beaufschlagung der einen und Entlastung der anderen Seite der Kolben 10 wird das obere Joch 2 gehoben bzw. gesenkt und damit das nicht dargestellte geteilte Preßwerkzeug geöffnet bzw. geschlossen. Die durch die Beaufschlagung der Kolben 10 im Schließsinne des Preßwerkzeugs ausgeübte Kraft reicht für den Preßvorgang nicht aus. An der Unterseite des unteren Jochs 1 sind daher Ringkolben 12 im Ringzylinder 13 angeordnet, die mit Klemmelementen 14 verbunden sind. Über Bolzen 15 mit dem unteren Joch 1 verbunden sind Traversen 16, in denen sich Zylinder 18 mit Plungerkolben 19 abstützen, von denen über die Klemmelemente 14 die Ringzylinder 13 gegenüber den Ringkolben 12 in die Ausgangslage zurückbringbar sind. Die Ringzylinder 13 mit den Ringkolben 12 und die Klemmelemente 14 sind durchsetzt von den Zugankern 3. Durch Schließen der Klemmelemente 14 sind diese mit den Zugankern 3 reibschlüssig verbunden und durch Beaufschlagung der Ringkolben 12 in den Ringzylindern 13 wird durch die Klemmelemente 14 und die Zuganker 3 die eigentliche Preßkraft erzeugt, die neben und zusammen mit der von den Kolben 10 ausgeübten Schließkraft wirken kann.The press shown in Fig. 1 consists of a lower yoke 1, not shown, of a pressing tool, resting on the foundation, and an upper yoke 2 , which carries the upper part of the pressing tool, not shown. With the upper yoke 2 four tie rods 3 are connected, which are hollow, with one end inserted into holes 4 in the upper yoke 2 . Through the hollow tie rods 3 , clamping screws 5 extend with nuts 6 attached at both ends, with which the tie rods 3 are prestressed and connected to the upper yoke 2 . The lower yoke 1 is provided with bores 7 and bushes 8 inserted therein for guiding the tie rods 3 in the lower yoke 1 . With the upper yoke 2 of the guided in them pistons 10 are formed cylinder 9 for a long stroke. The pistons 10 are connected to the lower yoke 1 via piston rods 11 . By appropriately loading one side and relieving the other side of the pistons 10 , the upper yoke 2 is raised or lowered and the split pressing tool, not shown, is thus opened or closed. The force exerted by the action of the pistons 10 in the closing direction of the pressing tool is not sufficient for the pressing process. On the underside of the lower yoke 1 , ring pistons 12 are therefore arranged in the ring cylinder 13 and are connected to clamping elements 14 . Are via bolts 15 connected to the lower yoke 1 crossbars 16, in which support cylinder 18 with plunger 19, of which over the clamping elements 14, the annular cylinder 13 relative to the annular piston 12 are zurückbringbar in the starting position. The ring cylinders 13 with the ring pistons 12 and the clamping elements 14 are penetrated by the tie rods 3 . By closing the clamping elements 14 , these are frictionally connected to the tie rods 3 and by acting on the annular piston 12 in the ring cylinders 13 , the actual pressing force is generated by the clamping elements 14 and the tie rods 3 , which act alongside and together with the closing force exerted by the piston 10 can.
Während des Öffnens und Schließens des Preßwerkzeugs, also des Anhebens und Absenkens des oberen Joches 2 gleiten die Zuganker 3 in den Klemmelementen 14 und Ringzylindern 13, die von den Zugankern 3 geführt und zentrisch gehalten werden, wozu die Klemmelemente 14 zugleich als Führungselemente ausgebildet sind, wie dies aus den Fig. 2 bis 5 zu ersehen ist. Jedes der zugleich als Führungselemente ausgebildeten Klemmelemente 14 besteht aus einem Zylinder 20 der beiderseits, und zwar zur einen Seite durch Anlage an dem Ringzylinder 13 und zur anderen Seite durch einen Deckel 21 bis auf den Durchlaß für den Zuganker 3 geschlossen ist. Zusammengehalten sind der Zylinder 20, der Ringzylinder 13 und der Deckel 21 durch Schrauben 22. In den Zylinder 20 ist eine Manschette 23 eingesetzt, die mit ihren Stirnflächen dichtend an den Zylinderabschlüssen, dem Ringzylinder 13 und dem Deckel 21 anliegt. Die Manschette 23 ist aus hochelastischem Werkstoff (Gummi oder Kunststoff) gefertigt und umschließt eine Vielzahl, im Ausführungsbeispiel zwölf Reibkörper 24, die Sektoren eines Kreisringes bilden. In die zwischen je zwei benachbarten Reibkörpern 24 verbleibenden Fugen sind bei entsprechender Ausbildung der Sektorengrenzflächen Spreizkörper 25 und zur Abdeckung der Fugen gegenüber der Manschette 23 Abdeckleisten 26 eingesetzt, wie dies aus den Fig. 3a, 3b und insbesondere 4a und 4b zu ersehen ist. Die Spreizkörper 25 bestehen aus zwei Leisten 27 im Querschnitt eines Kreisabschnitts, mit zwischengelegten Paketen von Tellerfedern 28 und Führungsstiften 29 zur Fixierung der Lage der Tellerfedern 28 zwischen den Leisten 27. Durch Beaufschlagung des im Ringspalt 30 zwischen dem Zylinder 20 und der Manschette 23 mit Druckflüssigkeit wird die Manschette 23 nach innen zusammengedrückt, bis die Reibkörper 24 mit ihren Reibflächen zur Anlage an die Klemmflächen 31 an den Zugankern 3 gelangen, wobei die aus den Tellerfedern 28 gebildeten Pakete zusammengedrückt werden, wie dies in den Fig. 2a, 3a und 4a dargestellt ist. Bei Druckentlastung des Ringspaltes 30 werden die Reibkörper 24 unter der Wirkung der Tellerfedern 28 in den Spreizkörpern 25 wieder gelüftet und die Manschette 23 wieder geweitet, wie dies in den Fig. 2b, 3b und 4b dargestellt ist. Die Klemmflächen 31 bilden von Mantellinien begrenzte Mantelstreifen eines Zylinders geringeren Durchmessers als dem Durchmesser der Zuganker 3 an den von Mantellinien 32 begrenzten Führungsflächen 33, wobei sich die Bogenlänge der Führungsflächen 33 zu denen der Klemmflächen 31 wie 1 : 2 bis 2 : 3 verhalten. Die Führungsflächen 33 ergeben zusammen mit den zurückspringenden Klemmflächen 31 ein Keilwellenprofil der Zuganker 4 über deren mit den Klemmvorrichtungen 14 zusammenwirkende Abschnitte. Zur Führung sind Führungsringe 34 aus Gleitlagerwerkstoff vorgesehen, die in Ausdrehungen 35 im Ringzylinder 13 und Deckel 21 gehalten und zentriert sind, wie dies insbesondere die Fig. 2a, 2b und 5 zeigen.During the opening and closing of the pressing tool, that is to say the raising and lowering of the upper yoke 2, the tie rods 3 slide in the clamping elements 14 and ring cylinders 13 , which are guided and held centrally by the tie rods 3 , for which purpose the clamping elements 14 are simultaneously designed as guide elements, as can be seen from FIGS. 2 to 5. Each of the clamping elements 14 , which are also designed as guide elements, consists of a cylinder 20 which is closed on both sides, on the one hand by contact with the ring cylinder 13 and on the other hand by a cover 21 except for the passage for the tie rod 3 . The cylinder 20 , the ring cylinder 13 and the cover 21 are held together by screws 22 . In the cylinder 20 , a sleeve 23 is inserted, which rests with its end faces sealingly against the cylinder ends, the ring cylinder 13 and the cover 21 . The sleeve 23 is made of highly elastic material (rubber or plastic) and encloses a large number, in the exemplary embodiment twelve friction bodies 24 , which form sectors of a circular ring. In the joints remaining between two adjacent friction bodies 24 , with the appropriate design of the sector interfaces, expansion bodies 25 and cover strips 26 for covering the joints with respect to the sleeve 23 are inserted, as can be seen from FIGS . 3a, 3b and in particular 4a and 4b. The spreading body 25 consist of two bars 27 in cross-section of a circle segment, with interleaved packets of disc springs 28 and guide pins 29 for fixing the position of the plate springs 28 between the strips 27th By applying pressure in the annular gap 30 between the cylinder 20 and the sleeve 23 with pressure fluid, the sleeve 23 is pressed inwards until the friction bodies 24 with their friction surfaces come to rest against the clamping surfaces 31 on the tie rods 3 , the plates 28 being formed from the plate springs Packets are compressed as shown in Figures 2a, 3a and 4a. When the annular gap 30 is relieved of pressure, the friction bodies 24 are released again under the action of the plate springs 28 in the expansion bodies 25 and the sleeve 23 is widened again, as shown in FIGS . 2b, 3b and 4b. The clamping surfaces 31 form generatrices of limited jacket strip of a cylinder of smaller diameter than the diameter of the tension rod 3 to the limited surface lines 32 guide surfaces 33, where the arc length of the guide surfaces 33 to which the clamping surfaces 31, such as 1: behave 3: 2 to the second The guide surfaces 33 together with the recessed clamping surfaces 31 result in a spline profile of the tie rods 4 over their sections interacting with the clamping devices 14 . Guide rings 34 made of slide bearing material are provided for guidance, which are held and centered in recesses 35 in the ring cylinder 13 and cover 21 , as shown in particular in FIGS . 2a, 2b and 5.
In Umkehrung der Anordnung der Führungsflächen 36 und Klemmflächen 37 auf den unterschiedlichen Durchmessern besteht die Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 6a und 6b. Indem der für die Zugkraft im Zuganker 3 zu bemessende Querschnitt den Durchmesser bestimmt, auf dem die Führungsflächen 36 liegen, brauchen die Klemmflächen 37 nur um das Maß über die Führungsflächen 36 erhoben zu liegen, daß sich die Materialbeanspruchungen und der Verschleiß an den Klemmflächen 37 nicht bis zum Kerndurchmesser auswirken, so daß die Zuganker 3 mit geringstmöglichem Durchmesser ausgeführt werden können. Es müssen jedoch die Führungsringe in diesem Fall ebenso wie die Zuganker 3 ein Keilwellenprofil erhalten, was für die Bearbeitung der Führungsflächen in den Führungsringen zwar keinen Nachteil bedeutet, aber eine Bearbeitung der Führungsflächen 36 an den Zugankern 3 durch Drehen oder Rundschleifen ausschließt, also eine geringe fertigungstechnische Erschwerung bedeutet.Reversing the arrangement of the guide surfaces 36 and clamping surfaces 37 on the different diameters is the modification of the embodiment shown in FIGS . 6a and 6b. Since the cross-section to be dimensioned for the tensile force in the tie rod 3 determines the diameter on which the guide surfaces 36 lie, the clamping surfaces 37 need only be raised by the amount above the guide surfaces 36 that the material stresses and wear on the clamping surfaces 37 do not occur impact to the core diameter, so that the tie rods 3 can be made with the smallest possible diameter. In this case, however, the guide rings as well as the tie rods 3 must have a spline profile, which does not mean a disadvantage for the machining of the guide surfaces in the guide rings, but excludes machining of the guide surfaces 36 on the tie rods 3 by turning or cylindrical grinding, i.e. a slight one manufacturing technical complication means.
Eine fertigungstechnisch sehr günstige Ausführung zeigt das Beispiel nach den Fig. 7a und 7b. Hier sind die Führungsflächen 38 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel auf einem größeren Durchmesser angeordnet und die Klemmflächen 39 springen hinter die Führungsflächen 38 zurück, so daß die Führungsflächen 38 auf dem Zuganker 3 ebenso wie die Bohrungen der Führungsbuchsen durch Drehen oder Rundschleifen hergestellt werden können. Die Klemmflächen 39 sind jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel ebene Flächen, die an dem Zuganker 3 von auf Kreissehnen zwischen den die Führungsflächen 38 seitlich begrenzenden Mantellinien zurückgeführte Abflachungen gebildet und einfach zu fertigen sind.The example according to FIGS. 7a and 7b shows a very economical execution. Here, the guide surfaces 38 are arranged as in the first embodiment on a larger diameter and the clamping surfaces 39 jump behind the guide surfaces 38 back, so that the guide surfaces on the tension rod 3 as the holes of the guide bushings can be manufactured by turning or grinding, as well 38th In this exemplary embodiment, however, the clamping surfaces 39 are flat surfaces which are formed on the tie rod 3 by flats which are traced back to circular chords between the lateral lines delimiting the guide surfaces 38 and are easy to manufacture.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Führungs- und Klemmelements erlaubt die Anwendung extrem hoher Flächenpressungen und somit bei gegebenem Durchmesser des Zugankers entsprechend kurze Reibkörper. Die Klemmkraft wird über eine kurze axiale Länge in den Zuganker übergeleitet, wobei sich die progressive Ausdehnung im Zuganker in entsprechend engen Grenzen hält.The inventive design of the guide and clamping element allows the use of extremely high surface pressures and thus correspondingly short for a given diameter of the tie rod Friction body. The clamping force is over a short axial length transferred into the tie rod, the progressive Expansion in the tie rod keeps within narrow limits.
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