Spindelpresse

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse (1) mit einem Pressentisch (2), einem Pressenbär (3) und mehreren Gewindetrieben (4,5,6,7) zum Antrieb des Pressenbärs (3), wobei jeder Gewindetrieb (4,5,6,7) eine Gewindespindel (8), eine Spindelmutter (9) und einen Elektromotor (10) umfasst. Erfindungsgemäß ist die Gewindespindel (8) jedes der Gewindetriebe (4,5,6,7) drehfest mit dem Pressentisch (2) verbunden und weist in einem unteren Bereich eine Führungsfläche zur Führung des Pressenbärs (3) auf. Im oberen Abschnitt der Gewindespindel (8) schließt sich an die Führungsfläche (12) ein Gewindeteil an, der mit der im Pressenbär (3) drehbar gelagerten und durch den Elektromotor (10) getriebenen Spindelmutter (9) in Eingriff steht. Der Elektromotor (10) ist dabei als Hohlwellenmotor ausgeführt und koaxial zu Spindelmutter (9) und Gewindespindel (8) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bestehend aus einem Pressentisch, einem Pressenbär und mehreren Gewindetrieben zum Antrieb des Pressenbärs. Jeder der Gewindetriebe umfasst dabei eine Gewindespindel, eine Spindelmutter und einen Elektromotor.

[0002] Eine derartige Spindelpresse ist aus der DE 198 21 159 A1 bekannt. Der Pressenbär dieser Spindelpresse wird über vier jeweils in den Ecken des Pressentischs bzw. des Pressenbärs angeordnete Gewindetriebe in vertikaler Richtung angetrieben. Die Gewindespindel der Gewindetriebe sind drehbar im Pressenbär gelagert und werden jeweils von einer Motor-Winkelgetriebeeinheit angetrieben. Sie greifen in Spindelmuttern ein, die undrehbar und unverschieblich am Pressentisch befestigt sind. Die Gewindetriebe sind mechanisch nicht miteinander gekoppelt, der Synchronlauf der Gewindetriebe wird durch die Steuerung der Motoren sichergestellt. Parallel zu den Gewindetrieben ist in jeder Ecke des Pressentischs zusätzlich eine Führungssäule zur Führung des Pressenbärs angeordnet.

[0003] Die Notwendigkeit der zusätzlichen Führungssäulen erweist sich aus zwei Gründen als besonders nachteilig. Zum Einen wird durch die Führungssäulen die zur Verfügung stehende Fläche zur Befestigung von Werkzeugen auf der Oberfläche des Pressentischs bzw. der Unterseite des Pressenbärs eingeschränkt. Die Größe der zu bearbeitenden Bauteile wird somit durch das Vorhandensein der zusätzlichen Führungssäulen im Vergleich zu den Außenabmaßen der Spindelpresse limitiert. Zum Anderen erweist sich die Fertigung der aus dem Stand der Technik bekannten Spindelpressen als aufwendig und teuer. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die hohe Anzahl an Bauteilen.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Konstruktion für eine Spindelpresse anzugeben, durch welche in erster Linie der Fertigungsaufwand reduziert wird. Zudem sollen die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Spindelpressen überwunden werden.

[0005] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demnach liegt eine gattungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn die Führung des Pressenbärs durch die Gewindespindeln selbst bewerkstelligt wird. Die Gewindespindel jedes der verwendeten Gewindetriebe ist dazu drehfest mit dem Pressentisch verbunden und weist in einem unteren Bereich eine Führungsfläche zur Führung des Pressenbärs auf. Im oberen Bereich hingegen schließt sich ein Gewindeteil an, der mit der im Pressenbär drehbar gelagerten und durch den Elektromotor getriebenen Spindelmutter in Eingriff steht. Dabei ist der als Hohlwellenmotor ausgeführte Elektromotor koaxial zu Spindelmutter und Gewindespindel angeordnet und auf dem Pressenbär montiert. Durch diese Anordnung entfallen zusätzliche Führungssäulen, wodurch entweder die Außenabmessungen der Spindelpresse verringert oder aber auch größere Bauteile bei im Vergleich zum Stand der Technik gleichbleibenden Spindelabmessungen bearbeitet werden können.

[0006] Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Spindelpresse vier Gewindetriebe, die jeweils in den Ecken des Pressentischs bzw. des Pressenbärs angeordnet sind. So lässt sich die Kraft beim Pressvorgang gleichmäßig verteilen. Auch kann durch geeignete Steuerung der Motoren ein einheitlicher Vorschub gewährleistet werden, wodurch ein Verkanten des Pressenbärs ausgeschlossen wird. Es sind auch eine Ausführung mit zwei Gewindetrieben sowie Ausführungen großer Spindelpressen mit mehreren Gewindetrieben denkbar.

[0008] Die Führungsfläche der Gewindespindel wird vorzugsweise durch einen glatten zylindrischen Abschnitt gebildet, so dass dieser Führungszylinder konzentrisch zum Gewindeteil der Gewindespindel verläuft. Die Gewindespindel kann somit auf einfache Art und Weise aus einem zylindrischen Strang gefertigt werden. Das Gewinde des Gewindeteils kann dabei sowohl gewalzt als auch geschnitten werden, die Bearbeitung der Führungsfläche erfolgt durch eine Drehbearbeitung sowie eine eventuell daran anschließende Bearbeitung auf einer Präzisionsschleifmaschine.

[0009] Auf der Gegenseite umfasst der Pressenbär vorzugsweise auf der Unterseite pro Gewindetrieb jeweils eine Führungsbuchse. Dies hat den Vorteil, dass die Führungsbuchsen im Gegensatz zu direkt gebohrten Führungslöchern justiert bzw. nachjustiert werden können.

[0010] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lagerung der Spindelmutter im Pressenbär ein oberes Hauptlager sowie ein unteres Gegenlager. Das Hauptlager dient zur Aufnahme der auftretenden Kräfte während des Pressvorgangs, wobei das Gegenlager die Gewichtskraft des Pressenbärs aufnimmt. Das Gegenlager wird somit während des Pressvorgangs entlastet. Eine gewisse Mindestvorspannung am Gegenlager wird durch Federn bewirkt.

[0011] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Elektromotor und Spindelmutter nicht fest miteinander verbunden, sondern durch eine Zahnkupplung gekoppelt. Während die Zahnkupplung die Drehbewegung des Elektromotors uneingeschränkt überträgt, erlaubt sie in axialer Richtung einer Relativbewegung zwischen Elektromotor und Spindelmutter. Dadurch wird verhindert, dass die beim Pressvorgang auftretenden Axialkräfte von den Spindelmuttern auf die Motoren übertragen werden.

[0012] Die Gewindetriebe sind vorzugsweise ölgeschmiert. Um eine hohe Einsatzdauer und kurze Presszyklen zu gewährleisten, umfasst das dazu verwendet Ölschmiersystem eine Ölkühlung.

[0013] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Spindelpresse mit nach oben verfahrenem Pressenbär,

Figur 2

eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spindelpresse aus Figur 1, wobei der Pressenbär links im nach oben verfahrenen und rechts im nach unten verfahrenen Zustand dargestellt ist, und

Figur 3

eine Detailansicht des rechten Gewindetriebs aus Figur 2.

[0014] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.

[0015] In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Spindelpresse 1 mit einem Pressentisch 2 und einem Pressenbär 3 dargestellt. Pressentisch 2 und Pressenbär 3 sind über vier Gewindetriebe 4, 5, 6, 7 miteinander verbunden, die in den Ecken des Pressentischs 1 angeordnet sind. Von den beiden linken Gewindetrieben 4 und 6 ist nur der vordere Gewindetrieb 4, und von den beiden rechten Gewindetrieben 5 und 7 ist nur der vordere Gewindetrieb 5 zu erkennen.

[0016] Figur 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht A-A der erfindungsgemäßen Spindelpresse aus Figur 1. Der dargestellte Schnitt A-A verläuft durch die Achsen der Gewindetriebe 5 und 7. In der linken Hälfte der Darstellung ist der Pressenbär 3 im nach oben verfahrenen Zustand, analog zu Figur 1, abgebildet. Die Gewindespindel 8 ist drehfest mit dem Pressentisch 2 verbunden. Die Betätigung des Pressenbärs 3 erfolgt über die Drehung der Spindelmutter 9, die drehbar und axial unverschieblich im Pressenbär 3 gelagert ist. Die Spindelmutter 9 wird durch den Elektromotor 10 angetrieben. Im rechten Teil der Abbildung ist der Pressenbär 3 in seiner nach unten verfahrenen Stellung dargestellt. Die Gewindespindel 8 taucht bei der Abwärtsbewegung des Pressenbärs 3 in den als Hohlwellenmotor ausgeführten Elektromotor 10 ein.

[0017] In Figur 3 ist der geschnittene Gewindetrieb 7 aus Figur 2 vergrößert dargestellt. Der Aufbau der Gewindetriebe 4, 5, 6 und 7 wird im Folgenden lediglich exemplarisch anhand des Gewindetriebs 7 erläutert, die übrigen Gewindetriebe 4, 5 und 6 entsprechen in ihrem Aufbau vollständig dem des Gewindetriebs 7. Der obere Gewindeteil 11 der Gewindespindel 8 steht mit der Spindelmutter 9 in Eingriff. Der untere Teil der Gewindespindel 8 dient als Führungsfläche 12 zur Führung des Pressenbärs 3. Die Führungsfläche 12 wird durch einen glatten zylindrischen Abschnitt gebildet, dessen Achse koaxial zur Achse des Gewindeteils 11 verläuft. Der Pressenbär 3 gleitet mit der Führungsbuchse 14 an der Führungsfläche 12 der Gewindespindel 8. Die Führungsbuchse 14 ist über einen Führungsflansch 13 mit dem Pressenbär an dessen Unterseite verbunden. Die Befestigung des Führungsflanschs 13 an der Unterseite des Pressenbärs 3 erfolgt durch Verschraubung. Zur Lagerung der Spindelmutter 9 ist ein Lagerflansch 15 fest mit dem Pressenbär 3 verbunden. Die Lagerung besteht aus dem Hauptlager 16 und dem Gegenlager 17. Durch das Hauptlager 16 werden die Umformkräfte aufgenommen, die beim Pressvorgang entstehen. Das kleinere Gegenlager 17 trägt zwischen den Presszügen lediglich das Gewicht des Pressenbärs 3. Es wird beim Pressvorgang durch die Umformkräfte entlastet. Um eine gewisse Vorspannung des Hauptlagers 16 sowie des Gegenlagers 17 zu gewährleisten, sind in entsprechenden Ausnehmungen des Lageflansches 15 mehrere Federn 18 angeordnet. Die gewünschte Vorspannkraft wird dabei mit der Mutter 19 eingestellt. Um den Erhalt der Lagervorspannung zu gewährleisten, erfolgt durch den Ring 20 eine Verdrehsicherung, da der Ring 20 sowohl mit der Spindelmutter 9 als auch der Mutter 19 verschraubt ist. Wie den obigen Ausführungen entnommen werden kann, erfolgt der Antrieb der Spindelmutter 9 durch einen als Hohlwellenmotor ausgeführten Elektromotor 10, welcher auf der Oberfläche des Pressenbär 3 angeordnet und mit diesem fest verbunden ist. Elektromotor 10 und Spindelmutter 9 sind nicht fest verbunden, sondern über eine Zahnkupplung 21 miteinander gekoppelt. Aufgabe der Zahnkupplung 21 ist es, die Drehbewegung des Elektromotors 10 spielfrei auf die Spindelmutter 9 zu übertragen. Gleichzeitig wird durch die Zahnkupplung 21 verhindert, dass Axialkräfte, die während des Pressvorgangs auftreten, von der Spindelmutter 9 auf den Elektromotor 10 übertragen werden. Dazu ist mit dem Rotor des Elektromotors 10 eine außenverzahnte Hohlwelle 22 fest verbunden, die mit innen verzahnten und fest mit der Spindelmutter 9 verbundenen Scheiben 23 und 24 in Eingriff steht. Spielfreiheit zwischen außenverzahnter Hohlwelle 22 und innenverzahnten Scheiben 23 und 24 wird durch die Verdrehung der innenverzahnten Scheiben 23 und 24 zueinander erreicht. Die innenverzahnten Scheiben 23 und 24 werden dazu derart justiert, dass in der einen Drehrichtung die Zahnflanken der Scheibe 23 und in der anderen Drehrichtung die Zahnflanken der Scheibe 24 an den Zahnflanken der Hohlwelle 22 anliegen.

[0018] Die Gewindetriebe werden durch ein nicht dargestelltes Ölschmiersystem mit Ölkühlung geschmiert.

Ansprüche

1. Spindelpresse (1) mit einem Pressentisch (2), einem Pressenbär (3) und mehreren Gewindetrieben (4,5,6,7) zum Antrieb des Pressenbärs (3), wobei jeder Gewindetrieb (4,5,6,7) eine Gewindespindel (8), eine Spindelmutter (9) und einen Elektromotor (10) umfasst, wobei die Gewindespindel (8)

a) drehfest mit dem Pressentisch (2) verbunden ist,

b) in einem oberen Bereich einen Gewindeteil (11) aufweist, der mit der im Pressenbär (3) drehbar gelagerten und durch den Elektromotor (10) getriebenen Spindelmutter (9) in Eingriff steht, wobei der Elektromotor (10) als Hohlwellenmotor ausgeführt ist und koaxial zu Spindelmutter (9) und Gewindespindel (8) angeordnet ist,

c) und in einem unteren Bereich eine Führungsfläche (12) zur Führung des Pressenbärs (3) aufweist.

2. Spindelpresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelpresse (1) vier Gewindetriebe (4,5,6,7) umfasst, die jeweils in den Ecken des Pressentischs (2) angeordnet sind.

3. Spindelpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (12) der Gewindespindel (8) durch einen glatten Zylinder gebildet wird, dessen Achse konzentrisch zur Achse des Gewindeteils (11) verläuft.

4. Spindelpresse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressenbär (3) auf der Unterseite pro Gewindetrieb (4,5,6,7) jeweils eine Führungsbuchse (14) umfasst.

5. Spindelpresse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Spindelmutter (9) ein oberes Hauptlager (16) zur Aufnahme der auftretenden Kräfte während des Pressvorgangs sowie ein unteres Gegenlager (17) zur Aufnahme der Gewichtskraft des Pressenbärs (3) umfasst, wobei das Gegenlager (17) durch Federn (18) vorgespannt ist.

6. Spindelpresse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen Elektromotor (10) und Spindelmutter (9) durch eine Zahnkupplung (21) bewerkstelligt ist, welche eine Relativbewegung zwischen Elektromotor (10) und Spindelmutter (9) in axialer Richtung erlaubt.

7. Spindelpresse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindetriebe (4,5,6,7) ein Ölschmiersystem mit Ölkühlung aufweisen.

Zeichnung