[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringpresse, umfassend einen Dorn, über den
ein zu pressendes ringförmiges Werkstück in Axialrichtung der Ringpresse zuführbar
ist und an dem das Werkstück abstützbar ist, mehrere in Radialrichtung geführt bewegliche
Presselemente, mit denen Druck auf das Werkstück ausübbar ist, und eine in Umfangsrichtung
relativ zu den Presselementen drehbare Druckerzeugungsanordnung, bei deren Verdrehung
relativ zu den Presselementen die Presselemente von einer Freigabestellung in eine
Pressstellung beweglich sind, wobei die Druckerzeugungsanordnung einen Laufring umfasst,
an dessen radialer Innenseite sich an den Presselementen abgestützte Rollen abwälzen,
und der auf seiner radialen Außenseite in Axialrichtung konisch ausgeführt ist und
an der Innenseite eines in Axialrichtung gegenläufig konisch ausgebildeten Spannrings
der Druckerzeugungsanordnung anliegt, wobei der Spannring und der Laufring im Betrieb
der Ringpresse kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
[0002] Bei einer derartigen Ringpresse kann die Hülse zu Beginn der Druckausübung mittels
der Presselemente relativ zum Dorn zentriert werden. Dabei kann die Hülse zunächst
mit ihrem Innenumfang in geringem Abstand zum Außenumfang des Doms gehalten sein,
da sie an ihrem Außenumfang durch die Presselemente gehalten bzw. eingespannt ist.
Bei weiterem Fortschreiten des Pressvorgangs (Druckerhöhung) erfolgt eine plastische
Verformung der Hülse, wobei durch radiales Bewegen der Presselemente zum Dorn hin
das Hülsenmaterial zum Dorn hin verdrängt wird und dann ggf. an diesem anliegt. Die
dabei erzeugte plastische Verformung kann insbesondere zu einer Verringerung des Innen-
und Außendurchmessers der Hülse führen, wobei die Dicke der Hülse im Wesentlichen
gleich bleibt wie vor dem Pressen in der Ringpresse oder nur geringfügig verringert
wird. Ein solcher Pressvorgang ermöglicht die Herstellung von Hülsen mit hoher Maßgenauigkeit
und Präzision.
[0003] Eine derartige Ringpresse ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 031 482 A1 bekannt. Die dort vorgestellte Verstellung des Spannrings in axialer Richtung relativ
zum Laufring erfolgt mittels mehrerer Schrauben, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet
sind und von einer Bedienperson einzeln eingestellt werden müssen. Dabei kann es vorkommen,
dass nicht alle Schrauben in der exakt gleichen Drehstellung positioniert sind, so
dass auf den Spannring unterschiedliche Kräfte ausgeübt werden. Falls die Schrauben
unterschiedlich eingestellt sind, können sich Spannungen im Spannring selbst ergeben
und ferner sind die auf den Laufring und somit die Presselemente und das Werkstück
übertragenen radialen Kräfte ungleichmäßig.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Ringpresse derart weiterzubilden, dass
die Spannringverstellung optimiert werden kann.
[0005] Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zur axialen Verstellung des Spannrings
relativ zum Laufring die kraftschlüssige Verbindung durch Aufbau von Hydraulikdruck
zwischen den konischen Reibflächen von Laufring und Spannring lösbar ist.
[0006] Der dabei aufgebaute Hydraulikdruck kann bis zu etwa 40 t entsprechen, um zwischen
den Reibflächen von Laufring und Spannring eine für die axiale Verstellung des Spannrings
erforderliche Schmierschicht zu erzeugen. Durch die Schmierschicht kann der Spannring
entlang dem in axialer Richtung konischen Laufring mit geringem Kraftaufwand verschoben
werden.
[0007] Der Spannring ist vorzugsweise mit seiner Außenumfangsfläche mit einer Innenumfangsfläche
eines Antriebsrings der Druckerzeugungsanordnung verbunden. Hierzu wird weiterbildend
vorgeschlagen, dass der Spannring an seinem Außenumfang einen Gewindeabschnitt aufweist,
der mit einem Gewindeabschnitt an der Innenumfangsfläche des Antriebsrings in Verbindung
steht. Ferner ist es bevorzugt, dass bei der axialen Verstellung des Spannrings der
Antriebsring relativ zum Spannring verdrehbar ist.
[0008] Der zur axialen Verstellung des Spannrings aufgebaute Hydraulikdruck führt zu einer
Schmierschicht zwischen dem Innenumfang des Antriebsrings und dem Außenumfang des
Spannrings, insbesondere auch im Bereich der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeabschnitte.
Nach Aufbau des Hydraulikdrucks ist somit der Spannring vom Laufring und vom Antriebsring
durch eine dünne Schmierschicht getrennt, was seine axiale Verstellung vereinfacht.
Die axiale Verstellung erfolgt nach Aufbau des Hydraulikdrucks durch Verdrehen des
Antriebsrings relativ zum dann in Drehrichtung feststehenden bzw. fixierten Spannring.
Durch die Gewindeverbindung wird die Drehbewegung des Antriebsrings in eine axiale
Bewegung des Spannrings übersetzt. Wenn der Hydraulikdruck wieder abgebaut worden
ist, kann das Hydrauliköl zwischen dem Antriebsring und dem Spannring bzw. dem Spannring
und dem Laufring wieder herausgepresst werden und abfließen, so dass zwischen Spannring
und Antriebsring bzw. Laufring erneut eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung
aufgebaut werden kann. Der Spannring und der Laufring können dann vom Antriebsring
direkt angetrieben werden. Der Antriebsring dient somit sowohl dem Antrieb der Ringpresse
im Normalbetrieb als auch der Verstellung des Spannrings bei angehaltener Ringpresse
zur Einstellung bzw. Veränderung des im Betrieb auf das Werkstück wirkenden Drucks.
[0009] Der Laufring und der Antriebsring sind vorzugsweise in axialer Richtung unverschieblich
gelagert, wobei sie in axialer Richtung zwischen einer Grundplatte, insbesondere auf
der Hinterseite der Ringpresse und einer Abdeckung, insbesondere auf der Vorderseite
der Ringpresse aufgenommen sind. Diese axiale Abstützung von Laufring und Antriebsring
ermöglicht die axiale Verstellung des Spannrings relativ zu den beiden in Axialrichtung
feststehenden Ringen, wenn der Hydraulikdruck aufgebaut worden ist.
[0010] Es wird vorgeschlagen, dass der Spannring wenigstens eine in Axialrichtung verlaufende
Bohrung aufweist, in welcher ein Druckstift verschieblich aufgenommen ist. Vorzugsweise
weist der Spannring über seinen Umfang verteilt mehrere Bohrungen, vorzugsweise acht
Bohrungen mit einem jeweiligen Druckstift auf. Es ist also pro Bohrung ein Druckstift
vorgesehen. Diese Druckstifte sind vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und
einer die Verstellung des Spannrings ermöglichenden Öffnungsstellung beweglich.
[0011] Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Bohrung im Spannring mit einer in der Grundplatte
ausgebildeten Hydraulikzuführung in Verbindung steht. Über die Hydraulikzuführung
und die Bohrungen im Spannring kann Hydrauliköl zugeführt werden, um den gewünschten
Hydraulikdruck zwischen Spannring, Laufring und Antriebsring aufbauen zu können.
[0012] Der Druckstift ist auf der Grundplattenseite (Rückseite der Ringpresse) vorzugsweise
durch einen Ventilstift beaufschlagbar und auf der axial gegenüberliegenden Abdeckungsseite
(Vorderseite der Ringpresse) ist er durch einen Schließstift beaufschlagbar. Im Betrieb
der Ringpresse wird vorgeschlagen, dass der Schließstift am Druckstift anliegt und
mit seinem vorderen Ende in Eingriff mit der Bohrung im Spannring steht. Beim Verstellen
des Spannrings wird vorgeschlagen, dass der Ventilstift am Druckstift anliegt und
diesen in axialer Richtung zum Schließstift drückt, derart, dass der Ventilstift in
Eingriff mit der Bohrung des Spannrings steht und der Schließstift außer Eingriff
mit der Bohrung steht.
[0013] Der Druckstift überträgt somit in axialer Richtung beim Aufbau von Hydraulikdruck
durch den Ventilstift aufgebrachte Druckkräfte in axialer Richtung auf den Schließstift,
so dass die durch den Schließstift im Normalbetrieb erzeugte Sicherungskopplung zur
gemeinsamen Verdrehung von Antriebsring und Spannring gelöst werden kann. Bei gelöster
Sicherungskopplung kann der Antriebsring dann beim Verstellen relativ zum Spannring
verdreht werden.
[0014] Der angesprochene Schließstift ist vorzugsweise in Richtung zum Spannring hin vorgespannt,
vorzugsweise mittels einer in diese Richtung wirkenden Feder.
[0015] Der Ventilstift weist bevorzugt eine axiale Zentralbohrung auf, durch welche hindurch
Hydrauliköl zum Druckstift fließen kann. Ferner kann der Ventilstift in Richtung weg
vom Spannring vorgespannt sein, vorzugsweise durch eine in diese Richtung wirkende
Feder. Diese Vorspannung weg vom Spannring beim Ventilstift wirkt dem beim Verstellen
erforderlichen Hydraulikdruck entgegen und die Vorspannung wird durch Aufbau von Hydraulikdruck
überwunden. Die Vorspannung beim Ventilstift gewährleistet nach Abbau des Hydraulikdrucks,
dass der Ventilstift außer Eingriff mit dem Spannring gebracht werden kann.
[0016] Der im Spannring aufgenommene Druckstift bzw. die mehreren Druckstifte weist bzw.
weisen einen axial verlaufenden Hydraulikkanal auf, welcher mit der Zentralbohrung
des Ventilstifts fluchtet, derart, dass Hydrauliköl durch die Zentralbohrung hindurch
in den Hydraulikkanal fließen kann.
[0017] Um das Hydrauliköl zu den bereits angesprochenen Gewindeabschnitten und zu den Reibflächen
zwischen Spannring und Laufring bzw. Antriebsring zu leiten, wird vorgeschlagen, dass
der Druckstift vom axialen Hydraulikkanal ausgehende, im Wesentlichen radial verlaufende
Verbindungskanäle aufweist. Dabei werden diese radial verlaufenden Verbindungskanäle
erst durch axiale Verschiebung des Ventilstifts geöffnet und stehen dann mit radialen
Hochdruckkanälen im Spannring in Verbindung. Wenn kein Hydraulikdruck wirkt, sind
die radialen Verbindungskanäle des Druckstifts durch die Innenumfangsfläche der Bohrung
im Spannring geschlossen.
[0018] Es wird vorgeschlagen, dass der Spannring in axialer Richtung um etwa 2 bis 4 Millimeter,
vorzugsweise etwa 2,5 bis 3,5 Millimeter verstellbar ist, wobei die konischen Reibflächen
des Spannrings und des Laufrings derart ausgebildet bzw. geneigt sind, dass der Laufring
durch die axiale Verstellung des Spannrings um etwa 2 bis 5 Zehntel Millimeter, vorzugsweise
etwa 3 bis 4 Zehntel Millimeter in radialer Richtung verstellbar ist. Durch den Spannring
wird der Laufring also um wenige Zehntel Millimeter geschrumpft, um höhere Drücke
auf die Rollen, Presselemente und somit das zu bearbeitende Werkstück auszuüben.
[0019] Als Antrieb für die Ringpresse wird ein Torque-Motor vorgeschlagen, dessen als Hohlwelle
ausgebildeter Rotor mit dem Antriebsring gekoppelt ist. Hinsichtlich einer Ringpresse
mit Torque-Motor wird auf die zeitgleich von der Anmelderin eingereichte Patentanmeldung
mit dem Titel "Ringpresse mit Torque-Motor" hingewiesen, deren Inhalt in Bezug auf
die Ausgestaltung des Antriebs durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
[0020] Der Torque-Motor, welcher direkt mit dem Antriebsring gekoppelt ist, ermöglicht somit
das Betreiben der Ringpresse sowie die Verstellung des Spannrings, wobei die Ansteuerung
eines solchen Torque-Motors sehr genau erfolgen kann und insbesondere bei der Verstellung
des Spannrings keine Verluste durch Schlupf oder dgl. zu berücksichtigen sind, wie
im Falle eines Antriebs mit einem Getriebe (Zahnräder, Ritzel oder dgl.). Es soll
allerdings hier nicht ausgeschlossen werden, dass die vorgestellte hydraulische Spannringverstellung
nicht auch mit einem herkömmlichen Antrieb, wie er aus der
DE 10 2007 031 482 A1 bekannt ist, funktioniert. Bei entsprechend genauer Fertigung von Getriebebestandteilen
und der Berücksichtigung von Schlupf oder dgl. kann auch mit einem solchen durch ein
Getriebe übersetzten Antrieb die Verstellung des Spannrings erreicht werden.
[0021] Die Ringpresse weist bevorzugt eine Steuereinrichtung auf, die derart eingerichtet
ist, dass der zur Verstellung des Spannrings erforderliche Hydraulikdruck aufgebaut
wird, dass der Antriebsring insbesondere mittels des Torque-Motors relativ zum Spannring
verdreht wird, um eine gewünschte axiale Stellung des Spannrings einzustellen, und
dass der Hydraulikdruck wieder abgebaut wird, um den Kraftschluss bzw. Reibschluss
zwischen Antriebsring, Spannring und Laufring für den Betrieb der Ringpresse wieder
herzustellen.
[0022] Eine derartige Steuereinrichtung kann selbstverständlich auch für den Betrieb der
Ringpresse genutzt werden, insbesondere zur Einstellung oder Programmierung von für
die Herstellung der Hülsen erforderlichen Betriebsparametern, wie etwa Drehzahl der
Ringpresse und dgl.
[0023] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand
einer Ausführungsform beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben.
- Fig. 1
- zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ringpresse mit hydraulischer
Spannringverstellung.
- Fig. 2
- zeigt eine Teilschnittdarstellung durch die Ringpresse entspre- chend der Linie II-II
der Fig. 1, wobei der Spannring in einer hinteren Anschlagsposition dargestellt ist.
- Fig. 3
- zeigt die gleiche Schnittdarstellung wie Fig. 2 zu Beginn des Aufbaus von Hydraulikdruck
zur Verstellung des Spannrings.
- Fig. 4
- zeigt den gleichen Schnitt wie Fig. 2 nach einer maximal mögli- chen Verstellung des
Spannrings bei noch aufgebautem Hyd- raulikdruck.
- Fig. 5
- zeigt den verstellten Spannring in einer vorderen Anschlagposi- tion für den Betrieb
der Ringpresse bei abgebautem Hydraulik- druck.
[0024] Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ringpresse 10, wobei zur Ringpresse
zugehörige Abdeckungen abgenommen sind, so dass der Blick in das Innere der Ringpresse
10 freigegeben ist. Die Ringpresse 10 umfasst einen Dorn 12, um dessen Außenseite
eine zu bearbeitende Hülse mit ihrem Innenumfang angeordnet werden kann. Eine insgesamt
mit 14 bezeichnete Druckerzeugungsanordnung weist einen Antriebs- bzw. Druckring 16,
einen Spann- bzw. Stellring 18 und einen Laufring 20 auf. Der Antriebsring 16 ist
mit einem als Hohlwelle ausgebildeten Rotor 22 eines Torque-Motors 24 verbunden. Entlang
seinem radial äußeren Umfang weist der Rotor 22 Magnete 26 auf. Der Torque-Motor 24
umfasst einen Stator 28, in welchem zugehörige Wicklungen sowie Kühlkanäle vorgesehen
sind.
[0025] In radialer Richtung schließen sich an den Laufring 20 Rollen 30 und mehrere Presselemente
32 an, die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und sich an ihren radial
äußeren Endbereichen und an ihren radial inneren Endbereichen in Umfangsrichtung sehr
nahe nebeneinander liegen, wobei sie sich in einer Pressstellung ggf. an diesen Endbereichen
auch berühren können. An ihrem radial äußeren Rand 34 weisen die Presselemente 32
ein regelmäßiges Profil auf, das abwechselnd radiale Erhebungen und Senkungen umfasst.
Ferner weisen die Presselemente 32 jeweils eine langlochförmige Öffnung 36 auf, durch
die ein Führungselement 38 durchgeht. Dieses Führungselement 38 weist in radialer
Richtung R eine Länge auf, die etwas kleiner ist als die Länge des Langlochs 36, so
dass sich die Presselemente 32 in radialer Richtung relativ zum feststehenden Führungselement
38 bewegen können. Die Presselemente 32 werden durch das Abrollen der Rollen 30 auf
der kontinuierlichen Umfangsbahn in radialer Richtung R zum Dorn 12 bewegt, über den
das zu bearbeitende Werkstück, insbesondere eine Hülse, aufgeschoben ist. Die Hülse
wird durch die jeweils ein Kreisbogensegment bildenden radialen Innenränder 40 der
Presselemente 32 beaufschlagt und unter Druck gesetzt, wobei sie zunächst mit geringem
Abstand (Ringspalt) zentriert zum Dorn 12 gehalten ist. Durch weiteren Druckaufbaü
wird die Hülse zwischen den Presselementen 32 und dem Dorn 12 in ihre endgültige Form
gepresst, wobei das Hülsenmaterial in den Bereich plastischer Deformation kommt. Dabei
verringern sich insbesondere der Innen- und Außendurchmesser der Hülse, wobei die
Dicke der Hülse etwa gleich bleibt.
[0026] Die Ringpresse ist normalerweise Bestandteil einer Arbeitsmaschine in Form einer
Biegemaschine zur Herstellung von zylindrischen Hülsen. Hinsichtlich des Grundaufbaus
einer derartigen Biegemaschine wird auf die zeitgleich von der Anmelderin eingereichte
Patentanmeldung mit dem Titel "Ringpresse mit Torque-Motor" hingewiesen und deren
diesbezüglicher Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen. Der Vollständigkeit halber
wird noch darauf hingewiesen, dass die Druckerzeugungsanordnung 14, insbesondere der
Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Rollen 30 um die Biegeachse
BA drehbar sind bzw. im Falle der Laufrollen 30 abgerollt werden.
[0027] Fig. 2 zeigt eine Teilschnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie II-II der
Fig. 1 durch die Ringpresse 10 im Bereich des Antriebs- bzw. Druckrings 16, Spann-
bzw. Stellrings 18 und Laufrings 20. Die in Fig. 1 sichtbare Vorderseite V befindet
sich in den Schnittdarstellungen der Fig. 2 bis 5 auf der linken Seite. Die in der
Fig. 1 nicht sichtbare Rückseite RS der Ringpresse 10 befindet sich in den Schnittdarstellungen
der Fig. 2 bis 5 auf der rechten Seite. Der Antriebsring 16, der Spannring 18 und
der Laufring 20 sind zwischen einer rückseitigen Grundplatte 42 und einer vorderseitigen
Abdeckung 44 aufgenommen. Die Grundplatte 42 ist sowohl im Betrieb der Ringpresse
10 als auch während der Verstellung des Spannrings 18 in axialer Richtung AR unverschieblich
gehalten und kann nicht um die Biegeachse BA gedreht werden. In der Grundplatte 42
ist eine Ventilaufnahmeöffnung 46 vorgesehen, in welcher ein Ventilstift 48 in Axialrichtung
AR verschieblich aufgenommen ist. Der Ventilstift 48 weist an seinem hinteren bzw.
rückseitigen Ende einen Ventilstößel 50 auf, dessen Durchmesser größer ist als ein
sich daran anschließender Ventilschaft 52. Der Ventilschaft 52 weist an seinem vorderen
Ende eine konisch ausgebildete Spitze 54 auf. Im Ventilstift 48 ist eine Zentralbohrung
56 ausgebildet, durch welche Hydrauliköl in Richtung des Spannrings 18 zugeführt werden
kann beim Aufbau von Hydraulikdruck bzw. abgeführt werden kann bei nachlassendem Hydraulikdruck.
Hydrauliköl wird durch eine Zuführleitung 58 im Bereich des Ventilstößels 50 zugeführt,
um Hydraulikdruck aufbauen zu können. Der Ventilstift 48 ist mittels einer Feder 60
in axialer Richtung AR weg vom Spannring 18 vorgespannt, so dass er die Zuführleitung
58 unter drucklosen Verhältnissen mit dem Ventilstößel 50 verschließt.
[0028] Im Spann- bzw. Stellring 18 ist eine Bohrung 62 vorgesehen, in welcher ein Druckstift
64 in Axialrichtung AR verschieblich aufgenommen ist. Im Druckstift 64 ist ein zur
Zentralbohrung 46 des Ventilstifts 48 offener Kanal 66 ausgebildet, so dass Hydrauliköl
von der Zuführleitung 58 durch die Zuführleitung 56 und den Kanal 66 strömen kann.
In einem mittleren Bereich des Ventilstifts 64 endet der axial verlaufende Hydraulikkanal
66 und weist radial verlaufende Verbindungskanäle 68 auf, durch welche Hydrauliköl
in radialer Richtung austreten kann.
[0029] In der Abdeckung 44 ist ein Schließstift 70 in einer entsprechenden Öffnung 72 axial
verschieblich aufgenommen. Dieser Schließstift 70 ist in dem den Normalbetrieb der
Ringpresse darstellenden Zustand der Fig. 2 in Richtung des Spannrings 18 ausgefahren
und er steht mit seinem hinteren, konisch ausgebildeten Stiftende 74 in Eingriff mit
der Bohrung 62 im Spannring 68. Der Schließstift 70 ist mittels einer Feder 76 in
Richtung des Spannrings 18 vorgespannt, so dass er bei drucklosen Verhältnissen (kein
Hydraulikdruck) stets in Eingriff mit dem Spannring 18 steht. Die Feder 76 ist auf
ihrer vorderen Seite an einem in die Abdeckung 44 geschraubten Schraubverschluss 78
abgestützt. Dieser Schraubverschluss 78 weist eine mit dem Schließstift 70 fluchtende
Öffnung 80 auf, in welche ein Schaft 82 des Schließstifts verschoben wird, wenn Hydraulikdruck
angelegt wird. Das vordere Ende des Schafts 82 ist somit von außen für eine Bedienperson
sichtbar, und es kann in einfacher Weise überprüft werden, ob sich Schließstifte 70
in der gewünschten Stellung befinden.
[0030] Es wird darauf hingewiesen, dass der Spannring 18 mehrere Bohrungen 62 mit jeweiligen
Druckstiften 64 aufweist und dass entsprechend auch mehrere Ventilstifte 48 und Schließstifte
70 vorhanden sind. Dies wird beispielsweise aus der Fig. 1 ersichtlich, in welcher
beispielhaft acht Schraubverschlüsse 78 und den Schließstift 70 vorspannende Federn
76 ersichtlich sind.
[0031] Der Laufring 20 weist einen sich in Axialrichtung AR von der Rückseite RS zur Vorderseite
V hin konisch vergrößernden Durchmesser auf, so dass eine konische Reibfläche 84 gebildet
wird. Der Spannring 18 weist an seinem Innenumfang eine ebenfalls konisch ausgebildete
Reibfläche 86 auf, welche im Normalbetrieb der Ringpresse 10 mit der Reibfläche 84
des Laufrings 20 in reibschlüssiger bzw. kraftschlüssiger Verbindung steht. An seinem
Außenumfang weist der Spannring 18 eine weitere Reibfläche 88 auf, die in reibschlüssiger
bzw. kraftschlüssiger Verbindung mit einer den Innenumfang des Antriebsrings 16 bildenden
Reibfläche 90 steht. In einem bezogen auf die axiale Erstreckung mittleren Bereich
weisen der Spannring 18 und der Antriebsring 16 einen jeweiligen Gewindeabschnitt
92 bzw. 94 auf, die miteinander in Gewindeverbindung stehen. Ferner sind im Spannring
18 zu den Gewindeabschnitten 92, 94 und zu den Reibflächen 84 und 86 radial verlaufende
Hydraulikleitungen 96 bzw. 98 vorgesehen, durch welche Hydrauliköl zu den Gewindeabschnitten
92,94 bzw. den Reibflächen 84, 86 und 88, 90 zugeführt werden kann.
[0032] Fig. 2 zeigt einen Betriebszustand, in welchem der Spannring 18 in seiner hinteren
Anschlagstellung liegt und den geringsten Druck auf den Laufring 20 ausübt. Wie bereits
erwähnt, ist in einer solchen normalen Betriebsstellung der Schließstift 70 mit seinem
vorderen Ende 74 in Eingriff mit dem Spannring 18. Wenn die Ringpresse angetrieben
wird, so werden Drehbewegungen des Antriebsrings 16 über die Reibflächen 88, 90 sowie
84, 86 auf den Spannring und von diesem auf den Laufring 20 übertragen. Im Normalbetrieb
wird auch die normalerweise ringförmige Abdeckung 44 mitgedreht. Somit drehen sich
der Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Abdeckung 44 relativ
zur feststehenden Grundplatte 42 um die Biegachsse BA und den Dorn 12 (Fig. 1).
[0033] Fig. 3 zeigt den Zustand bei nicht drehender Ringpresse, bevor der Spannring 18 in
axialer Richtung AR verstellt wird. Durch die Zuführleitung 58 wird Hydrauliköl unter
Druck zugeführt und drückt den Ventilstift 48 mittels seines beaufschlagten Stößels
50 in Richtung des Spannrings 18. Diese Bewegung des Ventilstifts 48 in axialer Richtung
AR erfolgt gegen die Vorspannkraft der Feder 60. Der Ventilstift 48 liegt mit seinem
vorderen konischen Ende 54 am Druckstift 64 an und bewegt diesen in Richtung der Abdeckung
44 durch die Bohrung 62 im Spannring 18. Durch diese axiale Verstellung des Druckstifts
64 aus seiner Schließstellung (Fig. 2) in seine Öffnungsstellung (Fig. 3) wird der
Schließstift 70 außer Eingriff mit der Bohrung 62 des Spannrings 18 gebracht. Der
bzw. die radialen Verbindungskanäle 68 des Druckstifts 64 stehen nun in Fluidverbindung
mit den radialen Verteilleitungen 96, 98, so dass von der Hydraulikzuführung 58 zugeführtes
Hydrauliköl mittels Zentralbohrung 56 und Kanal 66 in den Bereich der Gewinde 92,
94 sowie der Reibflächen 88, 90 und 84, 86 gepresst werden kann. Durch den Aufbau
von Hydraulikdruck mit einer Kraft von bis zu 40 t wird zwischen den Reibflächen 88,
90 zwischen Antriebsring 16 und Spannring 18 sowie zwischen den Reibflächen 84, 86
zwischen Spannring 18 und Laufring 20 eine Schmierschicht bereitgestellt, welche die
kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsring 16 und dem Spannring
18 bzw. dem Laufring 20 und dem Spannring 18 temporär löst. Der Spannring 18 ist in
dieser Öffnungsstellung des Druckstifts 64 gegen Verdrehung gesichert aufgrund des
Eingriffs des Ventilstifts 48 in die Bohrung 62 des Spannrings 18. Wie bereits oben
erläutert, gibt es in Umfangsrichtung verteilt mehrere Ventilstifte 48, welche in
jeweilige Bohrungen 62 im Spannring 18 eingreifen. In der in Fig. 3 dargestellten
Öffnungsstellung des Druckstifts 64 ist somit die im Normalbetrieb der Ringpresse
10 vorhandene reib- bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebsring 16, Spannring
18 und Laufring 20 aufgehoben. Ferner ist die durch die Schließstifte 70 im Normalfall
hergestellte Drehkopplung zwischen Spannring 18 und Abdeckung 44 aufgehoben. Dies
führt dazu, dass der Antriebsring 16 alleine relativ zum Spannring 18, zum Laufring
20, zur Abdeckung 44 und zur Grundplatte 42 verdreht werden kann. Es wird noch darauf
hingewiesen, dass die Bohrung 62 einen radial nach innen weisenden Vorsprung 99 aufweist,
an welchem der Druckstift 64 in der Öffnungsstellung gemäß Fig. 3 anliegt.
[0034] Fig. 4 zeigt die Ringpresse 10 nach wie vor unter Hydraulikdruck, also in Öffnungsstellung
des Druckstifts 64. Nachdem ausreichend Hydraulikdruck aufgebaut worden ist, wird
der Antriebsring 16 relativ zum Spannring 18 verdreht. Aufgrund der miteinander in
Eingriff stehenden Gewindeabschnitte 92, 94 wird die Drehbewegung des Antriebsrings
16 in eine axiale Verstellung des Spannrings 18 von der Rückseite RS zur Vorderseite
V bzw. weg von der Grundplatte 42 hin zur Abdeckung 44 übersetzt. Der Spannring 18
ist in Fig. 4 in seiner vordersten Stellung dargestellt, in welcher er aufgrund der
konisch verlaufenden Reibflächen 84, 86 den größten Druck auf den Laufring 20 ausübt.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Spannring 18 in jeder beliebigen axialen Stellung
zwischen der in Fig. 2 und 3 dargestellten hinteren Position und der in Fig. 4 dargestellten
vorderen Position eingestellt werden kann. Es ist insbesondere daran gedacht, dass
durch eine nicht dargestellte Steuereinheit axiale Verstellschritte des Spannrings
18 von wenigen Zehntel Millimeter möglich sind, so dass in radialer Richtung der Laufring
20 in Schritten von wenigen Hundertstel Millimeter geschrumpft werden kann. Insgesamt
beträgt der axiale Verschiebeweg des Spannrings 18 zwischen seiner hinteren Position
(Fig. 2 bzw. 3) zu seiner vorderen Position (Fig. 4) etwa 2,5 bis 5 mm, vorzugsweise
etwa 3 bis 4 mm. Die maximale radiale Verstellung des Laufrings 20 aufgrund der konischen
Reibflächen 84, 86 beläuft sich auf etwa 3 bis 5 Zehntel Millimeter.
[0035] Fig. 5 zeigt den Spannring 18 in seiner vordersten Stellung, wobei kein Hydraulikdruck
mehr herrscht und der Spannring 18 aufgrund des Reibschlusses zwischen ihm und dem
Antriebsring 16 bzw. dem Laufring 20 in dieser vordersten Stellung fixiert ist. Durch
das Nachlassen des Hydraulikdrucks wird zuerst die zwischen den Reibflächen 84, 86
bzw. 88, 90 vorhandene Schmiermittelschicht herausgepresst, so dass die reibschlüssige
Verbindung wieder hergestellt wird. Das übrige im System befindliche und noch unter
Druck vorhandene Hydrauliköl fließt über die bereits erwähnten Kanäle und Leitungen
66, 56, 58 ab. Es wird darauf hingewiesen, dass durch eine wenige Dichtungen aufweisende
Bauweise ein rasches Abfließen des Hydrauliköls bei nachlassendem Hydraulikdruck ermöglicht
wird.
[0036] Der Ventilstift 48 wird bei nachlassendem Hydraulikdruck aufgrund der Feder 60 wieder
außer Eingriff mit dem Spannring 18, insbesondere der Bohrung 62 gebracht und liegt
in seiner Ruhestellung in der Öffnung 46 der Grundplatte 42. Da der Ventilstift 48
keine Kraft in axialer Richtung mehr auf den Druckstift 64 ausübt, drückt der Schließstift
70 aufgrund der Federkraft der Feder 76 den Druckstift 64 wieder in seine Schließstellung,
so dass auch die Zuführung von Hydrauliköl über die radialen Kanäle 68 wieder geschlossen
wird. Die Abdeckung 44 ist somit wieder in Drehmitnahmeeingriff mit dem Spannring
18, so dass der Antriebsring 16, der Spannring 18, der Laufring 20 und die Abdeckung
44 gemeinsam relativ zur Grundplatte 42 verdreht werden können.
[0037] Selbstverständlich weist die Ringpresse zur Erzeugung des Hydraulikdrucks ein hier
nicht dargestelltes Reservoir mit Hydrauliköl sowie eine Hochdruckpumpe auf. Ferner
ist auch eine Steuerung für die Ringpresse vorgesehen, mittels welcher die Verstellung
des Spannrings gesteuert bzw. geregelt werden kann. Verfahrensmäßig können die Fig.
2 bis 5 in etwa wie folgt beschrieben werden. Der Normalbetrieb der Ringpresse, in
welchem der Spannring 18 in einer ersten, beispielsweise hinteren Position liegt,
wird gestoppt. Dann wird Hydraulikdruck aufgebaut, um die reibschlüssige Verbindung
zwischen dem Spannring 18 und dem Laufring 20 bzw. dem Antriebsring 16 zu lösen. Anschließend
erfolgt eine Verdrehung des Antriebsrings 16 relativ zum Spannring, wodurch der Spannring
18 aufgrund einer Gewindeverbindung mit dem Antriebsring 16 in axialer Richtung in
eine gewünschte zweite Position, welche von der ersten Position unterschiedlich ist,
verstellt wird. Der Hydraulikdruck wird wieder abgebaut, um den Spannring 18 in seiner
zweiten Position reibschlüssig zwischen Antriebsring 16 und Laufring 20 zu fixieren.
Nachdem der Einstellvorgang abgeschlossen worden ist, kann der Betrieb der Ringpresse
mit dem Spannring in seiner zweiten, beispielsweise vorderen Position wieder aufgenommen
werden.
1. Ringpresse, umfassend
einen Dorn (12), über den ein zu pressendes ringförmiges Werkstück in Axialrichtung
(BA, AR) der Ringpresse (10) zuführbar ist und an dem das Werkstück abstützbar ist,
mehrere in Radialrichtung (R) geführt bewegliche Presselemente (32), mit denen Druck
auf das Werkstück ausübbar ist, und
eine in Umfangsrichtung relativ zu den Presselementen (32) drehbare Druckerzeugungsanordnung
(14), bei deren Verdrehung relativ zu den Presselementen (32) die Presselemente (32)
von einer Freigabestellung in eine Pressstellung beweglich sind, wobei die Druckerzeugungsanordnung
(14) einen Laufring (20) umfasst, an dessen radialer Innenseite sich an den Presselementen
(32) abgestützte Rollen (30) abwälzen, und der auf seiner radialen Außenseite in Axialrichtung
(AR) konisch ausgeführt ist und an der Innenseite eines in Axialrichtung (AR) gegenläufig
konisch ausgebildeten Spannrings (18) der Druckerzeugungsanordnung anliegt, wobei
der Spannring (18) und der Laufring (20) im Betrieb der Ringpresse (10) kraftschlüssig
miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Verstellung des Spannrings (18) relativ zum Laufring (20) die kraftschlüssige
Verbindung durch Aufbau von Hydraulikdruck zwischen den konischen Reibflächen (84,
86) von Laufring (20) und Spannring (18) lösbar ist.
2. Ringpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) mit seiner Außenumfangsfläche (88) mit einer Innenumfangsfläche
(90) eines Antriebsrings (16) der Druckerzeugungsanordnung in Verbindung steht.
3. Ringpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) an seinem Außenumfang einen Gewindeabschnitt (92) aufweist, der
mit einem Gewindeabschnitt (94) an der Innenumfangsfläche (90) des Antriebsrings (16)
in Verbindung steht.
4. Ringpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der axialen Verstellung des Spannrings (18) der Antriebsring (16) relativ zum
Spannring (18) verdrehbar ist.
5. Ringpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (20) und der Antriebsring (16) in axialer Richtung (AR) unverschieblich
gelagert sind, wobei sie in axialer Richtung (AR) zwischen einer Grundplatte (42)
der Ringpresse (10) und einer Abdeckung (44) aufgenommen sind.
6. Ringpresse nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) wenigstens eine in Axialrichtung (AR) verlaufende Bohrung (62)
aufweist, in welcher ein Druckstift (64) verschieblich aufgenommen ist, wobei vorzugsweise
acht Bohrungen (62) mit einem jeweiligen Druckstift (64) vorgesehen sind.
7. Ringpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstift (64) zwischen einer Schließstellung und einer die Verstellung des
Spannrings (18) ermöglichenden Öffnungsstellung beweglich ist, wobei vorzugsweise
die Bohrung (62) im Spannring (18) mit einer in der Grundplatte (42) ausgebildeten
Hydraulikzuführung (56, 58) in Verbindung steht.
8. Ringpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstift (64) auf der Grundplattenseite durch einen Ventilstift (48) beaufschlagbar
ist und auf der axial gegenüberliegenden Abdeckungsseite durch einen Schließstift
(70) beaufschlagbar ist, wobei vorzugsweise im Betrieb der Ringpresse (10) der Schließstift
(70) am Druckstift (64) anliegt und mit seinem vorderen Ende (74) in Eingriff mit
der Bohrung (62) im Spannring (18) steht.
9. Ringpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstift (48) beim Verstellen des Spannrings (18) am Druckstift (64) anliegt
und diesen in axialer Richtung (AR) zum Schließstift (70) drückt, derart, dass der
Ventilstift (48) in Eingriff mit der Bohrung (62) des Spannrings (18) steht und der
Schließstift (70) außer Eingriff mit der Bohrung (62) steht.
10. Ringpresse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstift (70) in Richtung zum Spannring (18) hin vorgespannt ist, wobei vorzugsweise
der Ventilstift (48) eine axiale Zentralbohrung (56) aufweist, durch welche hindurch
Hydrauliköl zum Druckstift (64) fließen kann, wobei vorzugsweise der Ventilstift (48)
in Richtung weg vom Spannring (18) vorgespannt ist.
11. Ringpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstift (64) einen axial verlaufenden Hydraulikkanal (66) aufweist, welcher
mit der Zentralbohrung (56) des Ventilstifts (48) fluchtet, derart, dass Hydrauliköl
durch die Zentralbohrung (56) hindurch in den Hydraulikkanal (66) fließen kann.
12. Ringpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstift (64) vom axialen Hydraulikkanal (66) ausgehende, im Wesentlichen radial
verlaufende Verbindungskanäle (68) aufweist, welche die Zuführung von Hydrauliköl
zu den Gewindeabschnitten (92, 94) und zu den Reibflächen (84, 86, 88, 90) hin ermöglichen.
13. Ringpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (18) in axialer Richtung (AR) um etwa 2 bis 4 Millimeter, vorzugsweise
etwa 2,5 bis 3,5 Millimeter verstellbar ist, wobei die konischen Reibflächen (84,
86) derart ausgebildet sind, dass der Laufring (20) durch die axiale Verstellung des
Spannrings (18) um etwa 2 bis 5 Zehntel Millimeter, vorzugsweise etwa 3 bis 4 Zehntel
Millimeter in radialer Richtung (R) verstellbar ist.
14. Ringpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Antrieb einen Torque-Motor (24) aufweist, dessen als Hohlwelle ausgebildeter
Rotor (22) mit dem Antriebsring (16) gekoppelt ist.
15. Ringpresse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinrichtung aufweist, die derart eingerichtet ist, dass der zur Verstellung
erforderliche Hydraulikdruck aufgebaut wird, dass der Antriebsring (16) relativ zum
Spannring (18) verdreht wird, um eine gewünschte axiale Stellung des Spannrings (18)
einzustellen, und dass der Hydraulikdruck wieder abgebaut wird, um den Reibschluss
zwischen Antriebsring (16), Spannring (18) und Laufring (20) für den Betrieb der Ringpresse
(10) wieder herzustellen.