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Presse Die Erfindung betrifft eine Presse, deren oberer und unterer
Ständerteil durch der Führung der Traverse des Pressenstempels dienende Säulen verbunden
sind, deren Enden in Bohrungen der Ständerteile geführt und durch je einen Säulenbund
sowie eine auf der Säule gelagerte Gewindemutter mit den Ständerteilen verspannbar
sind.
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Bei für hohe Beanspruchungen bestimmten hydraulischen Pressen ist
es bekannt, die oberen und unteren Ständerteile der Presse zwischen an den Säulen
angearbeiteten Ringbunden und auf Gewindeabschnitten der Säulen gelagerten Schraubenmuttern
zu verspannen. Die Ständerteile stützen sich hierbei mit der Säulenmitte zugekehrten
Lagerflächen gegen die mit den Säulen einstöckig ausgebildeten Ringbunde ab, während
die Schraubenmuttern auf an den Enden der Säule vorgesehenen Gewindeabschnitten
gelagert und gegen den Säulenenden zugekehrte Lagerflächen der Ständerteile verspannbar
sind.
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Diese bekannte Ausbildung- der Säulen und der Verbindungsmittel mit
den Ständerteilen besitzt den Nachteil, daß die bei der Belastung der Presse auftretenden
Kräfte von den Gewindegängen der Säulen und der Spannmüttern aufgenommen werden
müssen. Abgesehen davon, daß die Herstellung ausreichend präziser Gewinde bei hochbeanspruchten
Pressen und entsprechend stark dimensionierten Ankersäulen technisch schwierig und
kostspielig ist, läßt sich selbst bei sehr sorgfältig gearbeiteten Gewinden praktisch
nicht vermeiden, daß mehr als die Hälfte der gesamten Zug-Belastung der Säulen von
dem untersten Gewindegang der auf Druck beanspruchten Muttern aufgenommen werden
muß. Hierdurch ergeben sich im untersten Gewindegang der Schraubenmuttern außerordentlich
große, in axialer Richtung des Gewindes wirksame Schubspannungen, die eine erhebliche
Scherbeanspruchung dieses Gewindeganges zur Folge haben, sowie große, in radialer
Richtung wirkende Druckspannungen, die eine Sprengung der Schraubenmuttern herbeizuführen
versuchen. Eine gleich große Scherbeanspruchung erfährt der entsprechende, am stärksten
belastete Gewindegang des Säulengewindes. Infolge dieser starken Beanspruchungen
eines einzigen Gewindeganges ist es bei hochbelasteten Pressen erforderlich, Gewinde
mit erheblicher Einstechtiefe und Muttern mit erheblichen radialen Abmessungen zu
verwenden, ohne daß sich ein Bruch der Schraubenmuttern bzw..eine Zerstörung der
Säulengewinde mit Sicherheit vermeiden lassen. Besonders nachteilig ist hierbei,
daß die Spannmuttern mit den Säulenenden praktisch starr gekuppelt sind, so daß
sich sämtliche Belastungsstöße der Presse ohne nennenswerte Dämpfung auf die am
stärksten beanspruchten Gewindegänge der Spannmuttern und der Säulenenden auswirken.
Infolgedessen führen vor allem stoß- oder schlagartige Beanspruchungen leicht zu
einer Zerstörung der Säulengewinde bzw. der auf diesen geführten Muttern.
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Der Abstand zwischen dem Ständerunter- und -oberteil ist bei dieser
vorbekannten Presse durch die mit den Säulen einstöckig ausgebildeten Ringbunde
festgelegt. Eine Justierung der Ständerteile erfordert somit eine sehr umständliche
Nachbearbeitung der Ringbunde. Außerdem ist die Montage dieser bekannten Presse
verhältnismäßig umständlich, da die Ständerteile über die Säulenenden angehoben
und auf diese aufgeschoben werden müssen. Eine Vorspannung der Säulenenden zwischen
den festen Säulenbunden und den Schraubenmuttern läßt sich hierbei nur dadurch herbeiführen,
daß die Schraubenmuttern nach einer durch Erhitzung bewirkten Längsdehnung der Säulenenden
gegen die äußeren Lagerflächen der Ständerteile verspannt werden und die Vorspannung
durch die nachfolgende Schrumpfung der Säulenenden erzielt wird. Abgesehen davon,
daß dieses Verfahren zeitraubend und umständlich ist, besitzt es den weiteren Nachteil,
daß sich eine genau vorbestimmte und bei sämtlichen Säulenenden der Presse gleichmäßige
Vorspannung nicht erreichen läßt. Außerdem ist hierzu jeweils eine Stillsetzung
der Presse erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich eine während
des Betriebes eingetretene Lockerung der Spannmuttern bei belasteter Presse nicht
beseitigen läßt. -Bei einer anderen zum Stande der Technik gehörenden hydraulischen
Presse sind die Nachteile dieser vorbekannten Bauart teilweise dadurch beseitigt,
daß die Säulenenden durch je einen mit der Säule lösbar verbundenen, quergeteilten
Bund und eine auf der
Säule gelagerte Gewindemutter, mit den Stäuderteilen
verspannbar sind. Die Säulenbunde werden hierbei durch ringkragenartige Ansätze
von quergeteilten Hülsen gebildet; die zwischexi dem Außenumfang der-Säulenenden
und den- Bohrungen der Ständerteile genau eingepaßt sind und sich mit ihren Stirnseiten
gegen an den Säulenenden vorgesehene, angestauchte Köpfe .abstützen. Durch. gegen
der .Säulenmitte zugekehrte Lagerflächen der Ständerteile verspannbare Schraubenmuttern
sind die Ringkragen dieser quergeteilten Hülsen gegen dem Säulenende zugekehrte
Lagerflächen der Ständerteile verspannbar.
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Der als Säulenbund dienende Ringkragen verhält sich mechanisch wie
eine an ihrem Innenrand an der quergeteilten Hülse biegungssteif eingespannte Ringplatte,
so daß die auf den Ringkragen einwirkenden Kräfte fast ausschließlich durch innere
Biegespannungen aufgenommen werden. Die hierbei eintretende Biegeverformung des
Ringkragens ist infolge seiner einseitig festen Einspannung und des geringen Hebelarmes
des den Ringkragen belastenden Kräftepaares außerordentlich gering. Infolge seiner
einseitig festen Einspannung kann ferner keine nennenswerte Torsionsverformung oder
Ausstülpung des Ringkragens eintreten, so daß nur ein sehr geringer Teil der auf
den Ringkragen einwirkenden Normalkräfte durch innere Schubspannungen aufgenommen
wird. Die somit im wesentlichen auf Biegung beruhende Verformung des Ringkragens
wird durch die Querteilung der Hülse praktisch nicht beeinflußt, da diese zwischen
den Säulen und den Bohrungen der Ständerteile genau eingepaßt ist.
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Da die als Säulenbunde dienenden Ringkragen auch bei stärkerer Belastung
der Presse keine nennenswerte Verformung erfahren, stellen sie eine praktisch starre
Verbindung zwischen den Ankersäulen und den Ständerteilen dar, die ebenso wie die
eingangs behandelte Bauart gegen stoß- und schlagartige Beanspruchungen verhältnismäßig
empfindlich ist. Im Gegensatz zu dieser Bauart lassen sich zwar die sich gegen die
inneren Lagerflächen der Ständerteile abstützenden Spannmuttern bei belasteter Presse
nachziehen, jedoch führt infolge der äußerst geringen Verformbarkeit der Ringkragen
schon eine geringe Drehung der Muttern zu einer erheblichen Veränderung der Vorspannung,
so daß es nicht möglich ist, an sämtlichen Säulenenden eine einigermaßen gleiche
Vorspannung einzustellen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die inneren Spannungen
der Ringkragen infolge ihrer äußerst geringen Verformbarkeit proportional zur Belastung
der Presse zunehmen, so daß bei hohen Belastungsstößen die Gefahr eines Abscherens
der Ringkragen besteht, was zu folgenschweren Betriebsstörungen und Unfällen führen
kann.
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Durch Anstauchen der am Ende der Säulen vorgesehenen Köpfe läßt sich
ohne umständliche Nachbearbeitung und Justierung niemals ein derart genauer Abstand
der sich gegen die äußeren Lagerflächen der Ständerteile abstützenden Säulenbunde
erreichen, wie er zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Lastverteilung auf sämtliche
Ankersäulen erforderlich ist. Außerdem besitzen angestauchte Säulenköpfe eine wesentlich
geringere Festigkeit als aus dem vollen Material der Säulen herausgearbeitete Lagerflächen.
Da derartige angestauchte Säulenköpfe einen größeren Querschnitt als der restliche
Teil der Ankersäulen aufweisen, muß der Querschnitt der in den Ständerteilen vorgesehenen
Bohrungen nach dem wesentlich "größeren Querschnitt der Säulenköpfe bemessen werden,
was wiederum eine erheblich stabilere Aus-Bildung der Ständerober- und -unterteile
erforderlich macht.
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Die Nachteile dieser bekannten hydraulischen Presse, deren quergeteilte
Säulenbunde gegen dem Säulenende zugekehrte und deren Gewindemuttern gegen der Säulenmitte
zugekehrte Lagerflächen der Ständerteile abgestützt sind, werden erfindungsgemäß
dadurch beseitigt, daß die Säulenbunde als quergeteilte Ringscheiben ausgebildet
sind, die in an den Säulenenden vorgesehenenRingnuten frei torsionsverformbar gelagert
sind. Während bei den an den quergeteilten Hülsen der vorbekannten Presse einseitig
fest eingespannten Ringkragen keinerlei nennenswerte Torsionsverformungen eintreten,
werden bei den frei torsionsverformbar gelagerten Ringscheiben der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Presse die gesamten auf die Ringscheiben einwirkenden Kräfte durch
innere Schubspannungen aufgenommen. Infolgedessen erfahren diese Ringscheiben eine
reine Torsionsverformung bzw. Ausstülpung, die bei Verwendung von quergeteilten
Ringscheiben - gleiche Abmessungen, gleiches Material, gleiche Kräfte und gleiche
Hebelarme vorausgesetzt - mindestens 50- bis 60mal so groß ist wie die Verformung
der quergeteilten, einseitig fest eingespannten Ringkragen der vorbekannten Bauart.
Gegenüber dieser praktisch starren Verbindung zwischen den Ankersäulen und den Ständerober-
und -unterteilen besitzt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ankersäulenbefestigung
- gleiche Verhältnisse vorausgesetzt - eine mindestens 50- bis 60mal stärkere Federwirkung,
so daß die in den Ringnuten der Säulen gelagerten Ringscheiben nach Art von Tellerfedern
eine federnde Verbindung zwischen den Ankersäulen und den Ständerteilen- bilden.
Bei stoß- oder schlagartigen Beanspruchungen kann diese Verbindung federnd nachgeben
und Belastungsstöße weich auffangen, so daß sich eine absolut stoßsichere Befestigung
der Ankersäulen an den Ständerteilen erreichen läßt.
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Die federndeVerbindung zwischen denAnkersäulen und den Ständerteilen
bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die jeweils gewünschte Vorspannung an den
Säulenenden in einfacher Weise bei belasteter Presse durch Anziehen der den Ringscheiben
zugeordneten Schraubenmuttern herbeizuführen. Infolge der großen Federwirkung ist
es ohne weiteres möglich, durch unterschiedlich starke Belastung bzw. mehr oder
weniger starke elastische Verformung der Ringscheiben die Vorspannung in der jeweils
gewünschten Höhe mit großer Genauigkeit einzustellen.
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Ein weiterer .Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Presse besteht
darin, daß mit zunehmender Belastung lediglich die in den Ringnuten der Ankersäulen
gelagerten Ringscheiben eine zunehmende Torsionsverformung erfahren, daß jedoch
die den Ringscheiben zugeordneten Gewindemuttern in gleichem Maße entlastet werden.
Diese Entlastung kann bei einer geringen Vorspannung der Säulenenden so weit gehen,
daß die Schraubenmuttern bei Höchstbelastung der Presse völlig entlastet sind. Plötzliche
Belastungsstöße führen daher bei der Erfindung zu keiner Belastung, sondern einer
Entlastung der Gewindemuttern, so daß die Gefahr einer Gewindezerstörung durch stoß-
oder schlagartige Beanspruchungen völlig ausgeschlossen ist.
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Da die in den Ringnuten der Ankersäule frei torsionsv erformbar gelagerten,
quergeteilten Ringscheiben mit größer werdender Belastung eine zunehmende Ausstülpung
erfahren, verkürzt sich der Hebelarm des auf die Ringscheibe einwirkenden Kräftepaares,
sö
daß das auf die Ringscheibe einwirkende Torsionsinoment nicht
proportional,' sondern in geringerem Maße als die Belastung der Ankersäulen zunimmt.
Hierbei hat man es durch entsprechende Ausbildung und. Bemessung der Ringscheiben
in der Hand, die Veränderung des. auf diese -einwirkenden Torsionsmomentes in Ahängigkeit
von der Belastung der Arikersäülen so zu gestalten, daß sich bei einer bestimmten,
oberhalb der im praktischen Betriebe auftretenden Belastung liegenden Höchstlast
ein Gleichgewichtszustand einstellt, derart, daß.bei weiterer Zunahme der Belastung
keine 'weifere Vergrößerung des auf die Ringscheibe einwirkenden Torsionsmomentes
erfolgt: Dies bedeutet, daß- nach Erreichen einer bestimmten Höchstlast -die in
der Ringscheibe vorhandenen inneren Schubspannungen nicht weiter zunehmen, so daß
kein Bruch der Ringscheibe eintreten kann. Hierdurch erreicht man, daß bei unzulässig
höhen Belastungen lediglich plastische Verformungen an den Lagerflächen der Ständerteile
bzw. Ankersäule eintreten, während eine Zerstörung der Ringscheiben mit Sicherheit
vermieden wird.
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Die zur Verlagerung der quergeteilten Ringscheiben dienenden Ringnuten
lassen sich mit großer Genauigkeit in die Ankersäulen einarbeiten, so daß sich jegliches
Nachjustieren der Verbindungen zwischen den Ankersäulen und den Ständerteilen erfibrigt.
Da die Ankersäulen beiderseits der Ringnuten einen im wesentlichen gleichen Querschnitt
besitzen können, genügt für die in den Ständerteilen vorgesehenen Bohrungen ein
erheblich geringerer Querschnitt als bei der vorbekannten Bauart mit angestauchten
Säulenköpfen. Während bei dieser infolge der großen axialen Länge der die Ringkragen
tragenden,- quergeteilten Hülsen die Ständerteile bei der Montage um ein großes
Maß gegeneinander bewegt werden müssen, ist zum Einlegen der quergeteilten Ringscheiben
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Presse nur eine geringe Abstandsverringerung
des Ständerober- und -unterteils erforderlich.
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Die Verwendung von quergeteilten Ringscheiben für die Verbindung von
Ankersäulen mit Pressenständern ist an sich bekannt. So hat man bereits vor mehreren
Jahrzehnten vorgeschlagen, die nur geringen Beanspruchungen ausgesetzten Säulen
einer handbetätigten Kelterpresse an einem Ende durch eine in einer Ringnut der
Säule gelagerte Ringscheibe gegen eine dem Säulenende zugekehrte Lagerfläche abzustützen.-
Abgesehen davon, daß bei dieser vorbekannten Kelterpresse die Säulen nicht zur Führung
der Traverse des Pressenstempels dienen, ist irgendeine der Ringscheibe zugeordnete
Gewindemutter nicht vorhanden, so daß die Säulenenden im Gegensatz zu der erfindungsgemäß
vorgeschlagenenPresse nicht mit den Ständerteilen verspannbar sind. Die Wirkungen
und Vorteile der Erfindung treten somit nicht ein.
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Bei einer anderen, ebenfalls seit langem zum Stande der Technikgehörenden
Presse sind die Ständerteile zwischen auf den Säulen lösbar gelagerten, ungeteilten
Ringbunden und diesen zugeordneten Gewindemuttern verspannbar. Die .Gewindemuttern
sind hierbei auf am äußeren Ende der Säulen vorgesehenen Gewindeabschnitten gelagert
und stützen sich gegen die dem Säulenende zugekehrten Lagerflächen der Ständerteile
ab. -Die sich gegen die der Säulenmitte zugekehrten Lagerflächen der Ständerteile
abstützenden, ungeteilten Ringbunde sind mit den Säulen durch quergeteilte Ringe
verbunden, die in Ringnuten der Säulen bzw. der ungeteilten Säulenbunde gelagert
sind. Da bei dieser bekannten Bauart die dem Säulenende -zugekehrten Lagerflächen
der Ständerteile sich wie bei der eingangs behandelten, zum Stande der Technik gehörenden
Presse gegen Gewindemuttern abstützen, treten hierbei im wesentlichen die gleichen
Nachteile und Schwierigkeiten auf. Diese bestehen vor allem in der Gefahr einer
Zerstörung des Gewindes bzw. eines Bruchs der Schraubenmuttern, die darauf zurückzuführen
ist, daß auch bei. sorgfältig bearbeiteten Gewinden der unterste Gewindegang der
Schraubenmutter den bei weitem überwiegenden Teil der Säulenbelastung aufzunehmen
hat. Da die quergeteilten Ringe lediglich zur Verbindung der sich gegen die inneren
Lagerflächen der Ständerteile abstützenden, ungeteilten Säulenbunde dienen, ist
die Ankersäulenbefestigung dieser bekannten Presse ebenso starr wie die der eingangs
behandelten Bauart, so daß sie trotz Verwendung eines quergeteilten Halteringes
gegen stoß- und schlagartige Beanspruchungen verhältnismäßig empfindlich ist. Auch
die weiteren Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Presse, wie z. B. die
feinfühlige Einstellbarkeit der Vorspannung und der durch die Ausstülpung der Ringscheiben
bewirkte Überlastungsschutz, sind bei dieser bekannten Bauart nicht vorhanden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist unterhalb der am unteren
Säulenende gelagerten Ringscheibe auf einem das Kopfende der Säule bildenden Gewindezapfen
eine kappenartige Stützmutter gelagert, die gegen eine das Kopfende der Säule untergreifende
Lagerfläche des unteren Ständerteils verspannbar und gemeinsam mit dem Säulenende
durch die Bohrung des unteren Ständerteils einsetzbar ist. Hierdurch wird die Montage
der Presse wesentlich vereinfacht, da die kappenartige Stützmutter gemeinsam mit
dem Säulenende in die Bohrung des unteren Ständerteils bis zur Anlage an der das
Kopfende der Säule untergreifenden Lagerfläche eingeführt werden kann, worauf anschließend
die quergeteilte Ringscheibe in die untere Ringnut der Ankersäule eingesetzt wird.
Durch Anziehen der kappenartigen Stützmutter kann dann die in der Ringnut der Säule
frei torsionsverformbar gelagerte Ringscheibe gegen die dem Säulenende zugekehrte
Lagerfläche des unteren Ständerteils verspannt werden. In ähnlicher Weise wird durch
diese Ausgestaltung das Ausbauen der Ankersäulen wesentlich erleichtert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der zur Verlagerung der Gewindemutter
dienende Gewindeteil der Säule außerhalb des auf Zug beanspruchten Teils der Ankersäule
angeordnet ist, so daß eine zusätzliche Beanspruchung durch an den Gewindegängen
auftretende Kerbspannungen vermieden wird. Da die kappenartige Stützmutter und die
zur Verlagerung der quergeteilten Ringscheibe dienende Ringnut in verhältnismäßig
geringem Abstand zueinander angeordnet werden können, kann die Bauhöhe des unteren
Ständerteils gering gehalten werden.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Ringscheiben in ringkammerartigen
Ausschnitten der dem Säulenende zugekehrten Lagerflächen des oberen und unteren
Ständerteils gelagert. Hierdurch werden die Ringscheiben ohne Beeinträchtigung ihrer
hohen auf Torsion beruhenden Federwirkung zuverlässig in ihrer Lage gesichert, so
daß selbst bei völlig entlasteter Presse und einer etwaigen Lockerung der Gewindemuttern
kein unbeabsichtigtes Lösen der Ringscheiben eintreten kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt
Fig. 1 eine Presse in der Seitenansicht, Fig.2 die Befestigung
der Säulenenden an den Ständerteilen im Längsschnitt.
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,Die Presse besitzt einen oberen Ständerteil l und einen unteren Ständerteil
2, die zu beiden Seiten des (nicht dargestellten) Pressenstempels durch Säulen 3
miteinander verbunden sind. Die Säulen 3 dienen gleichzeitig zur Geradeführung der
an dem beispielsweise hydraulisch angetriebenen Pressenstempel befestigten Pressenplätte
4.
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Die oberen Enden 5 der Säulen 3 sind durch eine dem Säulenquerschnitt
entsprechende Bohrung oder Öffnung 6 des Ständeroberteils 1 hindurchgeführt. Nahe
dem Säulenende ist eine Ringnut 7 vorgesehen, in der eine quergeteilte Ringscheibe
8 frei torsionsverformbar gelagert ist. Die Ringscheibe 8 greift in eine ringförmige
Ausnehmung 9 der Außenseite des Ständerteils 1 ein und stützt sich somit gegen die
dem Säulenende zugekehrte äußere Lagerfläche des oberen Ständerteils 1 ab. Gegen
die in Richtungx der Säulenmitte zugekehrte Lagerfläche 10 des Ständeroberteils
1 ist eine Gewindemutter 11 verspannbar, die auf einem mit Gewinde versehenen Längenabschnitt
12 der Säule 3 geführt ist. Mit 13 ist eine Sicherung bezeichnet, die ein selbsttätiges
Lösen der Gewindemutter 11 verhindert: Das untere Ende 5 rz der Säule 3 ist durch
eine Öffnung 6 a des unteren Ständerteils 2 hindurchgeführt und an seinem Kopfende
mit einem Gewindezapfen 12a versehen, auf dem eine kappenartige Stützmutter 11 ca
gelagert ist. Oberhalb des Gewindezapfens 12 a ist die Säule 3 mit einer Ringnut
7a versehen, in der eine quergeteilte Ringscheibe 8 a frei torsionsverformbar gelagert
ist. Die Ringscheibe 8 ca greift ferner in einen ringkammerartigen Ausschnitt
9 a des unteren Ständerteils ein und stützt sich somit gegen die dem Säulenende
zugekehrte Lagerfläche dieses Ständerteils ab.
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Die kappenartige Stützmutter 11 ca ist gegen die der Säulenmitte zugekehrte,
d. h. in Richtung x' weisende Lagerfläche 10 ca v erspannbar, die an einem das S
äulenende und die Stützmutter 11a untergreifenden Teil 2 ca des Ständerteils
2 vorgesehen ist. Durch Anziehen der Stützmutter 11 a -kann die quergeteilte Ringscheibe
8a gegen die dem Säulenende zugekehrte Lagerfläche des unteren Ständerteils 2 verspannt
werden.
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Bei Belastung der Presse werden die Ständerteilel und 2 nach auswärts
in entgegengesetzter Richtung gedrückt, so daß die Säulen 3 auf Zug beansprucht
werden. Die hierbei auftretenden Zugkräfte werden durch die quergeteilten Ringscheiben
8, 8 a auf die den Säulenenden zugekehrten Lagerflächen der Ständerteile 1 und 2
übertragen. Die Gewindemuttern 11 und 11a werden bei Belastung der Presse entlastet,
so daß sie entsprechend der Torsionsverformung der Ringscheiben 8, 8d nachgestellt
werden können. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verbindung zwischen den Säulen
und den Ständerteilen kann außer bei stehenden auch bei liegenden Säulen vorgesehen
werden. Hierbei können beide Säulenenden in gleicher Weise mit den Ständerteilen
verbunden werden; es können jedoch auch. entsprechend dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel am oberen und unteren Säulenende unterschiedliche Befestigungsarten
angewendet werden.