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Schmiedemaschine
EMI1.1
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beim Hammerschlag festhält. Während bisher die Verstellgehäuse im Schmiedekasten gegebenenfalls un- ter Vergrösserung der vorhandenen Reibflächen und unter zusätzlichem Anpressdruck selbsthemmend gela- gert waren, so dass die Reaktionskräfte auf die Schmiedekräfte beim Hammerschlag keine ungewollte
Verdrehung der Verstellgehäuse herbeiführen konnten, sind letztere nunmehr über den Abstützkolben an einem hydraulischen Polster abgestützt.
Wird der Schmiededruck durch irgendeinen Bedienungsfehler, sei es, dass ein zu kaltes Werkstück eingeführt oder der Werkstückquerschnitt auf einmal zu sehr verringert wird, zu hoch, dann steigt der Hydraulikdruck und das gegebenenfalls ansprechende Überdruckventil lässt
Flüssigkeit austreten, so dass die Verstellgehäuse durch den Schmiededruck im Sinne des Auseinanderbe- wegens der Hämmer verdreht werden und sich keine schädlichen Rückwirkungen auf die Maschine und ihre
Einzelteile ergeben. Die Maschine braucht daher nur entsprechend der vorbestimmten Kräfte dimensio- niert zu werden, und es ist nicht erforderlich, die von vornherein auf hohe Leistung ausgelegten Maschi- nenelemente im Hinblick auf eine allfällige Überbelastung noch stärker zu bemessen.
Es ist auch nicht notwendig, den vollen Schmiededruck am Abstützkolben aufzufangen, da der Kolben über eine Pleuel- stange od. dgl. am Aussenumfang des Verstellgehäuses angreifen kann und sich somit ein günstiges Über- setzungsverhältnis (Exzentrizität der Lagerung der Antriebswelle im Verstellgehäuse einerseits und Radial- abstand des Angriffspunktes der zum Kolben führenden Pleuelstange od. dgl. anderseits) ergibt.
Es wäre denkbar, den Abstützkolben mit seinem Hydrauliksystem nur zur Überlastsicherung heranzu- ziehen und die Verdrehung des Verstellgehäuses zur Veränderung der Hämmerhublage bzw. der Quer- schnittsabmessungen des Werkstückes auf einem andern Wege herbeizuführen. Zweckmässiger aber ist es, wenn der Abstützkolben beidseitig beaufschlagt ist und zugleich zur willkürlichen Verdrehung des Verstellgehäuses dient, wobei in der mit dem Überdruckventil versehenen, zur Abstützseite führenden Hy- draulikleitung in an sich bekannter Weise ein mit den Antriebsexzenterwellen synchron laufender, die Leitung bei jedem Hammerschlag sperrender Drehschieber eingebaut ist.
Durch diesen Drehschieber ist es möglich, im Augenblick des Hammerschlages, in dem ausschliesslich eine Überbelastung auftreten kann, einen Hydraulikpolster in einem geschlossenen, lediglich durch das Überdruckventil mit dem Ablauf verbundenen Raum zur Abstützung zu erhalten, zwischen den Schlägen aber den Abstützkolben beliebig zu verschieben und damit das Verstellgehäuse wunschgemäss in der einen oder andern Richtung so zu verstellen, dass sich die Hämmer zur Querschnittabnahme gegeneinander oder zurQuerschnittserweiterung am Werkstück auseinander bewegen.
Vorzugsweise weist die dauernd mit Druckflüssigkeit beaufschlagte Abstützseite des Abstützkolbens die kleinere wirksame Kolbenfläche auf, wogegen die andere Seite mit der grösseren wirksamen Kolbenfläche wahlweise mit dem Ablauf oder der Druckmittelquelle verbindbar ist. Es braucht daher nur die Beaufschlagung der Seite mit der grösseren wirksamen Kolbenfläche gesteuert zu werden, um eine Bewegung des Abstützkolbens nach beiden Seiten zu erreichen.
Bei den bisherigen Schmiedemaschinen ist zwar ebenfalls ein solcher hydraulischer Kolbentrieb zum Verdrehen der Verstellgehäuse vorhanden, jedoch sind dabei die Verstellgehäuse der Antriebswellen aller Hämmer mechanisch gekuppelt, und es ist nur ein gemeinsamer Kolbentrieb vorgesehen, der nicht die Aufgabe der Abstützung erfüllt.
In der zur Kolbenseite mit der grösseren wirksamen Kolbenfläche führenden Leitung ist ein Druckkonstanthalteventil eingeschaltet und an diese Leitung zwischen dem Druckkonstanthalteventil und dem Zylinder ein durch eine verstellbare Kurvenbahn, Nocke od. dgl. steuerbarer Fühlerschieber angeschlossen, der den Ablauf regelt. Dabei ist die Kurvenbahn od. dgl. verschiebbar angeordnet und mit einem an sich bekannten Rückführgestänge versehen, das aus einem doppelarmigen Hebel besteht, dessen einer Arm an der Kurvenbahn od. dgl. gelenkig angreift, dessen Schwenklager willkürlich verstellbar ist und dessen anderer Arm über eine Schubstange mit dem Verstellgehäuse in gelenkiger Verbindung steht.
Soll die Hublage des Hammers verändert werden, wird zunächst das Schwenklager des doppelarmigen Hebels verstellt, was eine Verschiebung der Kurvenbahn od. dgl. und damit eine Verstellung des Fühlerschiebers zur Folge hat, so dass sich die Beaufschlagung der Seite des Abstützkolbens und der grösseren wirksamen Kolbenfläche ändert, der Kolben in der einen oder andern Richtung bewegt und damit das Verstellgehäuse verdreht wird. Durch die Verdrehung des Verstellgehäuses wird dann über die Schubstange der doppelarmige Hebel verschwenkt und die Kurvenbahn od. dgl. so lange rückgeführt, bis der Fühlerschieber eine Mittelstellung einnimmt und sich die Hydraulikkräfte an beiden Seiten des Abstützkolbens das Gleichgewicht halten.
Zur gleichzeitigen und gleichmässigen Verdrehung der Verstellgehäuse aller vier Hämmer (beim Quadrat-oder Rundschmieden) oder je zweier einander diametral gegenüberliegender Hämmer (beim Rechteckschmieden) sind die zugehörigen Verstelleinrichtungen der Kurvenbahnen od. dgl. bzw. der Doppelhebelschwenklager mit synchron laufenden Einzelmotoren ausgestattet oder mechanisch gekuppelt.
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Bei den bisherigen Schmiedemaschinen der erfindungsgemässen Art sind die Hämmer als Pleuel aus- gebildet und entsprechend der Schwingbewegung von Pleueln in radialen Führungen einer Scheibe gela- gert, die im Masse der Pleuelbewegung eine hin-und hergehende Drehbewegung um die Werkstückachse ausführt. Voraussetzung hiefür ist, dass die pleuelartigen Hämmer stets gleiche und gleichzeitige Bewe- gungen machen. Diese Voraussetzung ist bei der erfindungsgemässen Maschine mit Einzelsteuerung der
Verstellgehäuse nicht voll gegeben. Ausserdem müsste die Führungsscheibe bei einer Maschine für hohe
Leistung grosse Abmessungen erhalten und würde Schwierigkeiten in der Lagerung bereiten.
Um hier Ab- hilfe zu schaffen, sind in weiterer Ausbildung der Erfindung die Hämmer im Schmiedekasten in festen
Radialführungen gelagert und als Kreuzschleifen mit einem den Exzenter umfassenden, quer zur Hammer- achse verschiebbaren Gleitstein ausgebildet. Der Gleitstein ist zylindrisch ausgebildet und in zwei ent- sprechend geformten Schalen verschiebbar, die im Hammer mit zentralen Zapfen um die Hammerachse begrenzt schwenkbar gehalten sind. Auf diese Weise werden Ungenauigkeiten bei der Herstellung bzw. bei der Montage ausgeglichen und Verklemmungen oder Verkantungen vermieden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 den Schmiede- und Getriebekasten mit einem Hammer und seiner Antriebseinrichtung im Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Stirnansicht der Schmiedemaschine im kleineren Massstab, wobei das linke obere Viertel nach der Linie II-II und das linke untere Viertel nach der Linie II'-II'der
Fig. 1 aufgeschnitten ist, Fig. 3 die Schmiedemaschine in Seitenansicht und Fig. 4 das Hydraulikschema für die Verdrehung eines Verstellgehäuses.
Im Schmiedekasten 1 sind vier Hämmer 2 mit gleichmässiger Verteilung um das zentral durch den
Schmiedekasten geführte Werkstück 3 in festen Gleitführungen 4,5 radial zur Werkstückachse hin-und herschiebbar gelagert. Die Hämmer 2 sind als Kreuzschleifen ausgebildet und werden von an Wellen 6 vorgesehenen Exzentern 7 angetrieben. Die Exzenter 7 werden von einem Gleitstein 8 umfasst, der zy- lindrisch ausgebildet und in entsprechend geformten Schalen 9 quer zur Hammerachse verschiebbar ist.
Die Schalen 9 sind mit zentralen Zapfen 10 um die Hammerachse begrenzt schwenkbar im Hammer 2 gehalten. Bei der Drehung der Antriebswellen 6 werden die Hämmer 2 in radialer Richtung zum Werk- stück hin-und herbewegt, wobei die Gleitsteine 8 in den gebildeten Kreuzschleifen eine Querbewegung ausführen.
Die Antriebswellen 6 sind exzentrisch in zylindrischen, im Schmiedekasten 1 drehverstellbaren Gehäusen 11 gelagert. Zufolge dieser Exzentrizität ändert sich beim Verdrehen der Verstellgehäuse 11 der Abstand der Antriebswellen 6 von der Werkstückachse, und es ist auf diese Weise möglich, die Hublage der Hämmer 2 und damit die Eindringtiefe der an den Hämmern befestigten Werkzeuge 12 in das Werkstück willkürlich zu verstellen.
Der Antrieb der Exzenterwellen 6 aller vier Hämmer erfolgt von einem gemeinsamen Motor 13 über einen Riementrieb 14 und Zwischenräder 15 auf je einer Welle 6 zugeordnete Stirnräder 16 (s. dazu auch Fig. 4). Wegen. der Veränderung der Lage der Welle 6 durch Verdrehung der Verstellgehäuse 11 ist es nicht möglich, die Stirnräder 16 mit den Wellen 6 starr zu kuppeln. Es sind vielmehr jeweils das Stirnrad 16 und eine auf der Welle 6 sitzende Schwungscheibe 17 als die beiden Kupplungsscheiben einer Kreuzscheibenkupplung (Oldham-Kupplung) ausgebildet, deren Kreuzscheibe 18 beidseitig genutet ist, während das Stirnrad und die Schwungscheibe die in die Nuten eingreifenden Gleitsteine 19, 20 tragen.
Jedes Verstellgehäuse 11 ist über eine Pleuelstange 21 mit einem in einem am Schmiedekasten 1 seitlich angeflanschten Zylinder 22 gleitbaren Abstützkolben 23 verbunden. Gemäss Fig. 4 ist mit 24 eine von einem Motor 25 angetriebene Pumpe bezeichnet, die über die Leitung 26 die linke Seite des Abstützkolbens 23 mit der kleineren wirksamen Kolbenfläche dauernd mit Drucköl versorgt. In dieser Leitung 26 ist ein Drehschieber 27 eingebaut, der über einen Zahnradtrieb 28 von einem der Stirnräder 16 angetrieben wird und somit synchron mit den Antriebsexzenterwellen 6 umläuft. Er ist so ausgebildet, dass er die Leitung 26 bei jedem Hammerschlag absperrt. Demnach ist während jedes Hammerschlages in dem zur linken Seite des Abstützko1bens 23 gehörenden Hydrauliksystem ein Hydraulikpolster fest eingeschlossen.
Ein übergrosser Schmiededruck würde ein Verdrehen des Verstellgehäuses 11 entgegen dem Uhrzeigersinn (radiales Auswärtsbewegen des Hammers 2) und damit ein Verschieben des Abstützkolbens 23 nach links bewirken. Da der Drehschieber 27 die Leitung 26 sperrt, bleibt dem Öl von der linken Kolbenseite nur der Ausweg über ein einstellbares Überdruckventil 29, das bei entsprechendem Druckanstieg öffnet bzw. einen Ölablauf freigibt. Damit ist auf die einfachste Weise eine Überlastsicherung erreicht.
Der Abstützkolben 23 dient zugleich aber auch zur willkürlichen Verdrehung des Verstellgehäuses 11.
Von der Pumpe 24 führt über ein Druckkonstanthalteventil 30 eine weitere Leitung 31 zur rechten Seite des Abstützkolbens 23 mit der grösseren wirksamen Kolbenfläche. An die Leitung 31 ist über die Zweig-
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leitung 32 ein Fühlerschieber 33 angeschlossen, der von einer verschiebbaren Kurvenbahn 34 gesteuert wird und fallweise eine Ablaufleitung 44 freigibt. Wird die Kurvenbahn 34 gemäss Fig. 4 nach rechts ver- schoben und damit der Fühlerschieber aufwärtsgedrückt, steigt der Druck in der Leitung 31, da der Ab- lauf 44 gesperrt wird, an.
Da an der Zylinderseite, an der die Leitung 31 in den Zylinder 22 mündet, die grössere wirksame Fläche vorhanden ist, wird der Abstützkolben 23 trotz der Dauerdruckbeaufschlagung auf der ändern Seite nach links verschoben und damit das Verstellgehäuse 11 entgegen dem Uhrzeigersinn zur Bewegung des Hammers 2 radial auswärts verdreht. Umgekehrt hat eine Verstellung. der Kurvenbahn 34 nach links ein Absinken des Fühlerschiebers 33, also ein Öffnen der Ablaufleitung 44 zur Folge, und es kann das auf der rechten Seite des Abstützkolbens 23 befindliche Öl unter dem Druck, der an der andern
Seite wirkt, abfliessen, so dass sich der Kolben 23 nach rechts bewegt und das Verstellgehäuse 11 im Uhr- zeigersinn (an Stelle des Hammers) verdreht wird.
Das Verschieben der Kurvenbahn 34 erfolgt mit Hilfe eines Gestänges, das zugleich zur Rückführung der Kurvenbahn nach erfolgter Verstellgehäuseverdrehung dient. An der Kurvenbahn 34 ist der eine Arm
35 eines doppelamrigen Hebels 35,36 angelenkt, dessen Schwenklager 37 willkürlich verstellbar ist und dessen anderer Hebelarm 36 über eine Schubstange 38 mit dem Verstellgehäuse 11 in gelenkiger Verbin- dung steht. Das Schwenklager 37 ist am Ende einer Schraubenspindel 39 vorgesehen, deren Mutter 40 axial festgehalten ist und über einen Schneckentrieb 41 von einem Motor 42 verdreht wird.
Beim Ver- stellen der Schraubenspindel 39 bildet zunächst der Angriffspunkt der Schubstange 38 den augenblickli- chen Schwenkpunkt des Hebels 35,36, so dass die Kurvenbahn 34 in der einen oder andern Richtung ver- schoben, der Fühlerschieber 33 verstellt, also der Ablauf 35 freigegeben oder versperrt und demzufolge der Abstützkolben 23 in der einen oder andern Richtung verschoben wird. Diesich dabei ergebende Ver- drehung des Verstellgehäuses 11 bewirkt nun über die Schubstange 38 ein Verschwenken des Hebels 35,36 um sein Schwenklager 37, so dass die Kurvenbahn 34 zurückgeführt wird, bis der Fühlerschieber 33 seine
Mittelstellung einnimmt und sich dieHydraulikkräfte an beiden Seiten des Abstützkolbens 23 das Gleich- gewicht halten.
Die Motore 42 für alle vier Hämmer oder je zweier diametral gegenüberliegender Hämmer laufen synchron, um eine gleichzeitige und gleiche Verstellung zu erreichen. Es wäre aber auch möglich, eine mechanische Kupplung der Schneckentriebe 41 vorzusehen.
Der zusätzliche in der Leitung 31 vorgesehene Schieber 43 kann aus seiner dargestellten Lage in
Fig. 4 nach rechts verstellt werden, in welchem Fall er die Leitung 31 mit einem Ablauf 46 verbindet, so dass unabhängig vom Fühlerschieber 33 und der Lage der Kurvenbahn 34 jederzeit eine Verschiebung des Abstützkolbens 23 nach rechts, also ein Auswärts-bzw. Auseinanderbewegen der Hämmer möglich ist. Das Überdruckventil 45 dient lediglich zum Schutz der Pumpe 24.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schmiedemaschine mit vorzugsweise vier radial gegen die Werkstückachse gerichteten, durch
Exzenter angetriebenen Hämmern, deren Antriebswellen exzentrisch in zylindrischen, im Schmiedeka- sten drehverstellbaren Gehäusen lagern, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verstellgehäuse (11) mit einem in einem Zylinder (22) verschiebbaren, hydraulisch beaufschlagten Abstützkolben (23) verbunden ist, der es bis zum Erreichen eines durch ein zweckmässig einstellbares Überdruckventil (29) im Hydrau- liksystem bestimmten Schmiededruckes gegen Verdrehen im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer (2) beim Hammerschlag festhält.