WO2007019984A1 - Presse - Google Patents

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Johannes Hülshorst
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means

Definitions

  • the invention relates to a threaded spindles driven press according to the preamble of claim 1.
  • the press upper part is driven by threaded spindles which are each coupled to a drive motor.
  • the press upper part is usually guided over Fuhrungssaulen and moved over the driven spindles for the pressing up and down.
  • the motors (and thus the control of the individual threaded spindles) are synchronized by means of an electronic control, which among other things enables a particularly precise machining of the workpiece.
  • Very high forces act on the press, and in particular on the individual threaded spindles, due to the moving masses and the contact pressures required for pressing during the pressing process, which forces, inter alia, that the threaded spindles are subjected to great stress.
  • strong forces are generated in the longitudinal direction of the threaded spindles due to the moving masses.
  • strong moments are generated which lead to considerable transverse forces can drive. Both types of wear can lead in the long term to wear or damage to the threaded spindles used and thus possibly also to impairment of the pressing result.
  • a further, preferably in the dimensions corresponding, press upper part is provided in addition to the press upper part. This is arranged so that it always moves in a direction opposite to the press upper part during operation of the press.
  • the case acting on the threaded spindles in the axial direction force is absorbed or compensated by the counter-movement of the other press upper part.
  • the threaded spindles used are subjected to different directions of rotation. As a result, the torques occurring due to the rotation of the threaded spindles and drive motors can be partially or completely compensated. Preference is given to four wmdespmdeln used in which two spindles in one direction and two spindles rotate in the opposite direction.
  • FIG. 1 shows a lateral sectional view through the press according to the invention
  • FIG. 2 shows a top view of the press illustrated in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side sectional view through the press according to the invention
  • Figure 4 - shows a plan view of the m Figure 3 shown press
  • Figure 5 - shows a schematic view of the principle of operation to compensate for the lateral forces.
  • the exemplary embodiment of a press shown in FIG. 1 has a press bottom part 1 placed on the bottom 6 and a corresponding press top part 2 a as well as a further press top part 2 b.
  • the press upper part 2 a and the further press upper part 2 b are relative to the press lower part 1 movable.
  • Both press upper parts 2 a, 2 b are guided over guide tubes 3, which are guided by receptacles in the respective upper press part 2 a, 2 b.
  • the drive of the press upper part 2 is effected by threaded spindle elements 4A, 4B, which connect the press lower part 1 with the respective press upper part 2a, 2b.
  • the press upper parts 2a, 2b are for this purpose provided with corresponding mating threads (not shown), which cooperate with the corresponding threads of the threaded spindle elements 4A, 4B.
  • the threaded spindle elements 4A, 4B are rotated by motors 5 in rotation.
  • a mating thread usually a threaded nut is used, which is anchored in the press upper part 2a and 2b and which receives a through an opening in the press upper part 2a and 2b guided threaded spindle 4.
  • each lock element 4A, 4B is driven by a corresponding motor 5.
  • four Fuhrungssaulen 3 are provided.
  • the number of threaded spindle elements or motors and Fuhrungssaulen may vary depending on the application and size of the press. According to the invention (see Figure 1) is now provided that the direction of movement of the press upper parts 2a and 2b in driving the Gewmdespindelieri 4A, 4B opposite he follows ⁇ .
  • Each threaded spindle element 4A, 4B therefore has two threaded sections 4A and 4B, whose threads are formed in opposite directions.
  • the lower threaded portion 4A cooperates with the press upper part 2a, the upper threaded portion 4B is coupled to the further press upper part 2b.
  • Both threaded sections 4A, 4B are combined to form a spinner element and are driven by a motor 5. It is preferred that the press tops 2a, 2b have approximately the same dimensions and about the same mass.
  • the press upper part 2a is moved, for example by means of the threaded portion 4A in the direction of the arrow Pl. Due to the mating nature of the threaded portion 4B, the other press upper part 2b simultaneously moves in the direction of the arrow P2. The same applies to the other direction: a movement of the press upper part 2a in the direction of the arrow P2 causes a simultaneous movement of the further press upper part 2b in the direction of the arrow Pl.
  • the exemplary embodiment of a press shown in FIG. 3 has a press bottom part 1 placed on the bottom 6 and a corresponding press top part 2 a.
  • the press upper part 2a is movable relative to the press bottom part 1 and is guided over guide tubes 3, which are guided in receptacles 2c in the press upper part 2a or 2b (not shown).
  • This principle to be explained can also be applied to one-piece press upper parts according to the prior art. The further description therefore takes place with respect to the press upper part 2a.
  • the drive of the press upper part 2a is effected by threaded spindles 4, which connect the press base 1 with the press upper part 2a, wherein they cooperate with a mating thread (not shown) in the press upper part 2a and are rotated by a motor 5 in rotation.
  • a mating thread usually a threaded nut is used, which is anchored in the press upper part 2a and a guided through an opening 2d in the press upper part 2a threaded spindle del 4 takes up.
  • the mating thread is in the press upper part and the drive motor 5 in the press base 1. Exactly the reverse arrangement would be conceivable.
  • the press upper part 2a is movable relative to the lower press part 1 in the vertical direction.
  • four threaded spindles 4.1, 4.2, 4.3 and 4.4 are preferably used, which are arranged in a rectangle in the four corners of the press lower part 1 or press upper part 2a and can each consist of threaded elements 4A, 4B (see FIG ).
  • Each spindle is driven by a corresponding motor 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4 respectively.
  • four guide columns 3 are provided. The number of threaded spindles or motors and Feuh ⁇ tion columns may vary depending on the application and size of the press.
  • the inventive principle is illustrated by the example with four threaded spindles 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 in FIG.
  • the Gewindungspmdeln 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 are indicated only schematically by their axes of rotation.
  • press base 1 and press upper part 2a are drawn only schematically as a plane.
  • Erfmdungsge felicit is provided to drive the spindles with different directions of rotation. This is indicated by the round arrows, wherein the solid line arrows (arrows a) indicate a first preferred mode of operation and the dotted line arrows (arrows b) indicate a second preferred mode of operation.
  • two adjacent spindles respectively 4.1, 4.4 or 4.3, 4.2 the same direction of rotation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

Eine Presse weist ein Pressenunterteil (1) und ein relativ dazu durch parallel angeordnete Gewindespindelelemente (4A, 4B) vertikal verfahrbares Pressenoberteil (2a) auf . Die Gewindespindelelemente (4A, 4B) verbinden das Pressenoberteil (2a) und das Pressenunterteil (1) miteinander. Es ist ein weiteres Pressenoberteil (2b) vorgesehen, welches mit den Gewindespindelelementen (4A, 4B) derart zusammenwirkt, daß es beim Drehen der Gewindspindelelemente (4A, 4B) in eine Richtung bewegt wird, welche der durch die Gewindespindelelemente (4A, 4B) vermittelten Bewegungsrichtung des Pressenoberteils (2a) entgegengesetzt ist.

Description

PRESSE
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine über Gewindespindeln angetriebene Presse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Bei entsprechenden Pressen, wie sie z.B. aus EP 1 082 185 Bl bekannt sind, wird das Pressenoberteil über Gewindespindeln angetrieben, welche jeweils mit einem Antriebsmotor gekoppelt sind. Das Pressenoberteil wird üblicherweise über Fuhrungssaulen gefuhrt und über die angetriebenen Spindeln für den Preßvorgang auf und ab bewegt. Die Motoren (und damit die Ansteuerung der einzelnen Gewindespindeln) werden mittels einer elektronischen Steuerung synchronisiert, was unter anderem eine besonders präzise Bearbeitung des Werk- Stucks ermöglicht.
Auf die Presse, und insbesondere auf die einzelnen Gewindespindeln, wirken aufgrund der bewegten Massen und der zum Pressen erforderlichen Anpreßdrucke beim Preßvorgang mitun- ter sehr hohe Kräfte ein, die unter anderem dazu fuhren, daß die Gewindespindeln stark beansprucht werden. Insbesondere werden aufgrund der bewegten Massen starke Kräfte in Längsrichtung der Gewindespindeln erzeugt. Zudem werden wahrend der Drehung der Gewindespindeln infolge ihrer Dre- hung starke Momente erzeugt, die zu erheblichen Querkraften fuhren können. Beide Beanspruchungsarten können langfristig zum Verschleiß bzw. zur Beschädigung der verwendeten Gewin- despindeln und damit ggf. auch zur Beeinträchtigung des Preßergebnisses fuhren.
DIE ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pres- se der eingangs genannten Art zur Verfugung zu stellen, bei welcher zumindest einige der erwähnten Nachteile nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insb. auch den Merkmalen des Anspruchs 5 gelost. Weitere vorteilhafte Ausfuhrungsformen finden sich in den Unteranspruchen .
Erfindungsgemaß ist neben dem Pressenoberteil ein weiteres, vorzugsweise in den Abmessungen entsprechendes, Pressenoberteil vorgesehen. Dieses ist so angeordnet, daß es sich beim Betrieb der Presse immer in eine dem Pressenoberteil entgegengesetzte Richtung bewegt. Die dabei auf die Gewindespindeln in Achsrichtung wirkende Kraft wird durch die Gegenbewegung des weiteren Pressenoberteils aufgefangen bzw. kompensiert. Bevorzugt werden die verwendeten Gewindespindeln mit unterschiedlichen Drehrichtungen beaufschlagt. Hierdurch können die durch die Drehung der Gewindespindeln und Antriebsmotoren auftretenden Momente teilweise oder vollständig kompensiert werden. Bevorzugt werden vier Ge- wmdespmdeln verwendet, bei denen sich je zwei Spindeln in eine Richtung und zwei Spindeln in die entgegengesetzte Richtung drehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSÄBBILDUNG
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der m den Figuren 1 bis 5 gezeigten beispielhaften Ausfuhrungsform schematisch naher erläutert:
Figur 1 - zeigt eine seitliche Schnittansicht durch die eine erfmdungsgemaße Presse,
Figur 2 - zeigt eine Draufsicht auf die in Figur 1 darge- stellte Presse,
Figur 3 - zeigt eine seitliche Ausschnittansicht durch die erfmdungsgemaße Presse,
Figur 4 - zeigt eine Draufsicht auf die m Figur 3 dargestellte Presse, Figur 5 - zeigt eine schematische Ansicht des Funktionsprinzips zum Ausgleich der Querkrafte.
BESTER WEG ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Das in Figur 1 gezeigte Ausfuhrungsbeispiel einer Presse weist ein auf dem Boden 6 plaziertes Pressenunterteil 1 und ein entsprechendes Pressenoberteil 2a sowie ein weiteres Pressenoberteil 2b auf. Das Pressenoberteil 2a und das wei- tere Pressenoberteil 2b sind relativ zum Pressenunterteil 1 beweglich. Beide Pressenoberteile 2a, 2b werden über Fuh- rungssaulen 3 gefuhrt, die durch Aufnahmen im jeweiligen Pressenoberteil 2a, 2b gefuhrt sind. Der Antrieb des Pressenoberteils 2 erfolgt durch Gewindespindelelemente 4A, 4B, welche das Pressenunterteil 1 mit dem jeweiligen Pressenoberteil 2a, 2b verbinden. Die Pressenoberteile 2a, 2b sind dafür mit entsprechenden Gegengewinden (nicht gezeigt) ausgestattet, welche mit den entsprechenden Gewinden der Gewindespindelelemente 4A, 4B zusammenwirken. Die Gewinde- spindelelemente 4A, 4B werden durch Motoren 5 in Drehung versetzt. Als Gegengewinde wird üblicherweise eine Gewindemutter verwendet, die im Pressenoberteil 2a bzw. 2b verankert ist und die eine durch eine Öffnung im Pressenoberteil 2a bzw. 2b geführte Gewindespindel 4 aufnimmt. Im gezeigten Beispiel befindet sich das Gegengewinde im Pressenoberteil 2a bzw. 2b und der zugehörige Antriebsmotor 5 im Pressenunterteil 1. Durch Drehung der Gewindespindelelemente 4A, 4B ist das Pressenoberteil 2a bzw. das weitere Pressenoberteil 2b relativ zum Pressenunterteil 1 in vertikaler Richtung verfahrbar.
Bevorzugt werden, wie in Figur 2 dargestellt, vier Gewindespindelelemente 4A, 4Bb verwendet, die in den vier Ecken des Pressenunterteils 1 bzw. der Pressenoberteile 2a, 2b in einem Rechteck angeordnet sind. Jedes Spindelement 4A, 4B wird durch einen entsprechenden Motor 5 angetrieben. Bevorzugt sind vier Fuhrungssaulen 3 vorgesehen. Die Zahl der Gewindespindelelemente bzw. Motoren und Fuhrungssaulen kann je nach Anwendung und Große der Presse variieren. Erfindungsgemaß (vgl. Figur 1) ist nun vorgesehen, daß die Bewegungsrichtung der Pressenoberteile 2a bzw. 2b beim Antrieb der Gewmdespindelelemente 4A, 4B entgegengesetzt er¬ folgt. Jedes Gewindespindelelement 4A, 4B weist daher zwei Gewindeabschnitte 4A und 4B auf, deren Gewinde gegenläufig ausgebildet sind. Der untere Gewindeabschnitt 4A wirkt dabei mit dem Pressenoberteil 2a zusammen, der obere Gewindeabschnitt 4B ist mit dem weiteren Pressenoberteil 2b gekoppelt. Beide Gewindeabschnitte 4A, 4B sind zu einem Gewmde- spmdelelement zusammengefaßt und werden über einen Motor 5 angetrieben. Bevorzugt ist dabei, daß die Pressenoberteile 2a, 2b etwa die gleichen Abmessungen und etwa die gleiche Masse aufweisen.
Durch die Drehung der Gewmdespindelelemente wird das Pressenoberteil 2a z.B. mittels des Gewindeabschnitts 4A in Richtung des Pfeils Pl bewegt. Aufgrund der Gegenlaufigkeit des Gewindeabschnitts 4B bewegt sich gleichzeitig das weitere Pressenoberteil 2b in Richtung des Pfeils P2. Entspre- chendes gilt für die jeweils andere Richtung: eine Bewegung des Pressenoberteils 2a in Richtung des Pfeils P2 bewirkt eine gleichzeitige Bewegung des weiteren Pressenoberteils 2b in Richtung des Pfeils Pl. Durch die Gegenbewegung des weiteren Pressenoberteils 2b wird demnach immer eine in et- wa gleichgroße Gegenkraft zur durch die Bewegung des Pressenoberteils 2a ausgeübten Kraft erzeugt, so daß einseitige Belastungen auf die Pressenteile und insbesondere die Ge- windespindeln kompensiert und deren Beschädigungen wirksam vermieden werden können. Zusatzlich können die Drehrichtungen einzelner Gewindespindeln verschieden sein. Bevorzugt ist zu jeder Gewindespindel, die sich in einer ersten Drehrichtung bewegt, eine Gewindespindel mit entsprechend entgegengesetzter Drehrich- tung vorgesehen. Momente, die durch die Drehung der Gewindespindeln in die erste Richtung erzeugt werden, können so durch eine entsprechende Gegenbewegung kompensiert werden. So können auch auf die Spindeln wirkende Querkräfte vermieden werden, was nachfolgend anhand der Abbildungen in den Figuren 3 bis 5 naher erläutert wird.
Das in Figur 3 gezeigte Ausfϋhrungsbeispiel einer Presse weist ein auf dem Boden 6 plaziertes Pressenunterteil 1 und ein entsprechendes Pressenoberteil 2a auf. Das Pressenober- teil 2a ist relativ zum Pressenunterteil 1 beweglich und wird über Fuh-rungssaulen 3 gefuhrt, die in Aufnahmen 2c im Pressenoberteil 2a bzw. 2b (nicht abgebildet) gefuhrt sind. Dieses zu erläuternde Prinzip laßt sich auch auf einteilige Pressenoberteile nach dem Stand der Technik anwenden. Die weitere Beschreibung erfolgt daher bezüglich des Pressenoberteils 2a.
Der Antrieb des Pressenoberteils 2a erfolgt durch Gewindespindeln 4, welche das Pressenunterteil 1 mit dem Pressen- Oberteil 2a verbinden, wobei sie mit einem Gegengewinde (nicht gezeigt) im Pressenoberteil 2a zusammenwirken und durch einen Motor 5 in Drehung versetzt werden. Als Gegengewinde wird üblicherweise eine Gewindemutter verwendet, die im Pressenoberteil 2a verankert ist und die eine durch eine Öffnung 2d im Pressenoberteil 2a geführte Gewindespin- del 4 aufnimmt. Im gezeigten Beispiel befindet sich das Gegengewinde im Pressenoberteil und der Antriebsmotor 5 im Pressenunterteil 1. Genauso wäre eine umgekehrte Anordnung denkbar. Durch Drehung der Gewindespindeln 4 ist das Pres- senoberteil 2a relativ zum Pressenunterteil 1 in vertikaler Richtung verfahrbar.
Bevorzugt werden, wie in Figur 4 dargestellt, vier Gewindespindeln 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 verwendet, die in den vier Ecken des Pressenunterteils 1 bzw. Pressenoberteils 2a in einem Rechteck angeordnet sind und jeweils aus Gewmdespm- delelementen 4A, 4B bestehen können (s.o.) . Jede Spindel wird durch einen entsprechenden Motor 5.1, 5.2, 5.3 bzw. 5.4 angetrieben. Bevorzugt sind vier Fuhrungssaulen 3 vor- gesehen. Die Zahl der Gewindespindeln bzw. Motoren und Fuh¬ rungssaulen kann je nach Anwendung und Große der Presse variieren .
Das erfindungsgemaße Prinzip ist am Beispiel mit vier Ge- windespindeln 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 in der Figur 5 verdeutlicht. Die Gewindespmdeln 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 sind nur schematisch durch ihre Drehachsen angedeutet. Ebenso sind Pressenunterteil 1 und Pressenoberteil 2a nur schematisch als Ebene gezeichnet. Erfmdungsgemaß ist vorgesehen, die Spindeln mit unterschiedlichen Drehrichtungen anzutreiben. Dies ist durch die Rundpfeile angedeutet, wobei die Pfeile mit durchgezogener Linie (Pfeile a) einen ersten bevorzugten Betriebsmodus und die Pfeile mit gepunkteter Linie (Pfeile b) einen zweiten bevorzugten Betriebsmodus andeu- ten. Im Modus a weisen jeweils zwei benachbarte Spindeln 4.1, 4.4 bzw. 4.3, 4.2 dieselbe Drehrichtung auf. Im Modus b sind die Drehrichtungen benachbarter Spindeln verschieden, die jeweils gegenüberliegenden Spindelpaare 4.1, 4.3 bzw. 4.4, 4.2 drehen sich in dieselbe Richtung. Die durch die Drehung der Spindeln hervorgerufenen Momente werden dabei entsprechend kompensiert, so daß die beim Stand der Technik auftretenden Querkrafte und der Verschleiß bzw. die Gefahr einer Beschädigung der Gewindespindeln verringert werden können.
Naturlich sind insbesondere bei der Verwendung von mehr als vier Gewindespindeln andere Anordnungen denkbar, wobei bevorzugt eine ge'rade Anzahl von Gewindespindeln verwendet wird, deren eine Hälfte eine im Vergleich zur anderen HaIf- te entgegengesetzte Drehrichtung aufweist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Presse mit einem Pressenunterteil (1) und einem relativ dazu durch parallel angeordnete Gewindespindel- elemente (4A, 4B) vertikal verfahrbaren Pressenoberteil (2a), wobei die Gewindespindelelemente (4A, 4B) das Pressenoberteil (2) und das Pressenunterteil (1) miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Pressenoberteil (2b) vorgesehen ist, welches mit den Gewindespindelelementen (4A, 4B) derart zusammenwirkt, daß es beim Drehen der Gewindspindelelemente (4A, 4B) in eine Richtung bewegt wird, welche der durch die Gewindespindelelemente (4A, 4B) vermittelten Bewegungsrichtung des Pressenoberteils (2a) entgegengesetzt ist.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gewindespindelelemente (4A, 4B) einen mit dem Pressenoberteil (2a) zusammenwirkenden ersten Gewindeabschnitt (4A) und einen in vertikaler Richtung an den ersten Gewindeabschnitt (4A) mittelbar oder unmittelbar anschließenden, mit dem weiteren Pressenoberteil (2b) zusammenwirkenden zweiten Gewindeabschnitt (4B) mit zum ersten Gewindeabschnitt (4A) gegenläufigem Gewinde aufweist.
3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressenoberteil (2a) und das weitere Pressenoberteil (2b) etwa die gleichen Abmessungen aufwei- sen .
4. Presse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (4Aa) und der zweite Gewindeabschnitt (4B) etwa die gleiche Länge aufweisen.
5. Presse, insb. nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Pressenunterteil (1) und einem relativ dazu durch parallel angeordnete Gewindespindeln (4; 4.1, 4.2, 4.3, 4.4) vertikal verfahrbaren Pressenoberteil (2a), wobei die Gewindespindeln (4; 4.1, 4.2, 4.3, 4.4) das Pressenoberteil (2a) und das Pressenunterteil (1) miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß Gewindespindeln (4; 4.1, 4.2, 4.3, 4.4) mit voneinander verschiedener Drehrichtung vorgesehen sind.
6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Pressenoberteil (2a, 2b) und Pressenunterteil (1) vier in einem Rechteck angeordnete Gewindespindeln (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) vorgesehen sind.
7. Presse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei erste Gewindespindeln (4.1a, 4.4a; 4.4b, 4.2b) mit einer ersten Drehrichtung und zwei zweite Gewindespindeln (4.2a, 4.3a; 4.1b, 4.3b) mit einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung vorgesehen sind.
8. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (4.1a, 4.4a) und zweiten Gewindespindeln (4.2a, 4.3a) jeweils nebeneinander angeordnet sind .
9. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (4.4b, 4.2b) und zweiten Gewindespindeln (4.3b, 4.1b) jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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