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Gesenkschmiedepresse, insbesondere Doppelständer-Exzenterpresse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gesenkschmiedepresse, insbesondere eine Doppelständer-Exzenterpresse, bei der der Pressenstössel mittels eines Exzenters oder einer Kurbel angetrieben wird.
Bei Pressen der genannten Art, die zur Herstellung von Gesenkpressteilen benutzt werden sollen, be- steht eine wesentliche Forderung dahingehend, dass die Gesamtauffederung der Maschine möglichst gering ist. Temperatur und Volumen des Ausgangsmaterials können nicht immer gleich gehalten werden.
Hiedurch treten Unterschiede in der Presskraft auf. Dies hat Toleranzen in der Stärke des Gesenkschmiedestückes zur Folge, die häufig unzulassig sind.
Für eine Presse mit einer bestimmten Presskraft ergeben sich die Konstruktionsmasse und somit die Auffederung zwangsläufig. Diese Auffederung kann nur noch dadurch verringert werden, dass die spezifische Normalbeanspruchung herabgesetzt wird, d. h. um die Auffederung zu verringern, muss bei vorliegender Konstruktion die Presskraft herabgesetzt werden. Dies bedeutet eine im Verhältnis zur Presskraft schwere und teure Maschine. Aber auch bei einer Gesenkschmiedepresse von robuster Konstruktion lässt es sich nicht vermeiden, dass das Mass der Auffederung durch die Höhe der Maschinenständer beeinflusst wird.
Es sind Exzenterpressen bekannt, bei denen ein quer verschiebbarer Keil mit dem Pressenstössel zusammenwirkt. Hiebei ist der verschiebbare Keil so angeordnet, dass dem Pressenstössel die Möglichkeit gegeben ist, dass bei Erreichen der Pressennennkraft der Hub nicht weiter fortgesetzt wird. Es soll die Presse - bezogen aut den Umkehrpunkt-in Abhängigkeit von der entstehenden Presskraft elastischer werden. Der Keil bildet hiebei Teil einer Überlastungssicherung, bei der dieser unter Federkraft in der vorgesehenen Lage gehalten wird und bei Erreichen der Presskraft ausweichen kann.
Ziel der Erfindung ist es, die Ungenauigkeiten in der Stärke der Schmiedestucke, die durch die Auffederung in der Maschine hervorgerufen werden, zu vermindern. Zu diesem Zweck wird ein Keil als Antriebskeil verwendet, der bei dem Exzenter- bzw. Kurbelantrieb unmittelbar zum Vortrieb des Pressenstóssels dient und sich mit seiner Schrägfläche gegen den oberen Teil des fest angeordneten Maschinenrahmens gleitend abstützt. Der Keilwinkel des Antriebskeiles ist vorteilhaft grösser alb der Winkel, der dem Reibungswinkel entspricht.
Bei der Antriebsvorrichtung gemäss der Erfindung ist der mit dem Pressenstössel zusammenwirkende Keil ein Glied in der Kette der Antriebsglieder, u. zw. ohne Ausweichmöglichkeit wahrend des Antriebes. Der Antriebskeil steht mit dem Exzenter- bzw. Kurbelantrieb in direkter Verbindung und wird von diesem Antrieb unmittelbar hin-und herbewegt, wobei die Kraftwirkung für den Pressenstössel durch das Verschieben des Keiles als Antriebselement ausgeübt wird. Weiterhin wird eine erhebliche Verkürzung der Dehnwirkung des Ständers und somit der Bauhöhe der Presse erreicht, so dass sich eine wesentliche Reduzierung der Auffederung ergibt.
Anderseits erzielt man dadurch, dass der Antriebskeil in dem oberen Teil der Schmiedepresse untergebracht ist, die Möglichkeit, den Antriebskeil und die Vorrichtung zum Anstellen des Pressenstössels bzw. der Werkzeuge von Verschmutzung freihalten zu können, die sich bei Bearbeitung des Schmiedestückes ergibt. Die Schmierung der Flächen des Antriebskeiles bleibt einwandfrei, was zur Verminderung des Verschleisses führt. Zugleich wirkt sich die Ausbildung des Antriebskeiles
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mit unterer, horizontal liegender Gleitfläche dahingehend vorteilhaft aus, dass sich keine aus der Keil- neigung ergebende Kraft auf die Führungen des Pressenstössels auswirkt.
Ferner ergibt sich noch, dass der Antriebskeil die ganze Aufspannfläche der Werkzeuge bedeckt und dass an jedem Punkt des Pressentisches die volle Presskraft ausgeübt werden kann, ohne dass ein Moment auf die Führungen entsteht.
Gemäss einem weiteren Ziel der Erfindung ermöglicht es die erfindungsgemässe Ausbildung der Antriebsvorrichtung der Exzenterpresse, die Gesenke wie beim Hammer bei der letzten Schmiedeoperation, d. h. der Kalibrierung, hart aufeinander schlagen zu lassen, so dass die Masshaltigkeit des Schmiedestückes nur noch von der Genauigkeit des Werkzeuges abhängig ist.
Während beim Hammer das Schmiedestück mit mehreren Schlägen so lange verformt wird bis die Ge- senke aufeinanderschlagen, da die Hubgrösse und die Hublage am Hammer veränderlich sind, hat die Exzenterpresse dagegen einen festen, durch die Konstruktion bestimmten Hub. Bei den bisher bekannten Bauarten von Exzenterpressen ist es zwar möglich, die Hublage durch entsprechende Verstellung der Gesenke so einzustellen, dass die Gesenke im unteren Totpunkt mit Pressennennkraft vorgespannt werden.
Es muss dann aber bei jeder Schmiedeoperation die Presse auf ihren Nennwert belastet werden. Da sich bei der Gesenkschmiedepresse die Herstellung eines Schmiedestückes in der Regel aus mehreren Voroperationen, der Kalibrierung und dem Abgraten, zusammensetzt, würde das harte Aufeinanderfahrender Gesenke bei jedem Hub bald zu erheblichem Verschleiss an Werkzeugen und Maschinen führen.
Gemäss der Erfindung ist der Antriebskeil nicht nur zum Antrieb des Pressenstössels vorgesehen und zur Verstellung des Pressenstössels bzw. der Werkzeuge hinsichtlich der Ausgangslage verstellbar angeordnet, sondern es ist auch Vorsorge getroffen, dass bei der erfindungsgemässen Exzenterpresse die Hublage zwischen zwei Schmiedeoperationen schnell um das Mass der Auffederung der Maschine verstellt werden kann.
Für die Anstellung des Pressenstössels hinsichtlich der Ausgangslage ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung derAntriebskeil mittels eines Exzenters am Kurbelzapfen der Druckstange einstellbar. Hiebei ist der Exzenter als eine den Kurbelzapfen umfassende Exzenterbüchse ausgebildet. Die Exzenterpresse wird in der Grundstellung durch die Anstellung der Werkzeuge mittels dieser Exzenterbüchse so eingestellt, dass die Gesenke sich in der unteren Totlage im Leerlauf kraftlos berühren. Bei der Schmiedeoperation federt die Presse jedoch etwas auf und eine Berührung der Gesenke findet dann nicht mehr statt.
Damit für den letzten Schmiedearbeitsgang, d. h. für die Kalibrierung, die Gesenke hart aufeinanderschlagen können, ist ferner eine weitere Verstellvorrichtung vorgesehen, durch die die Exzenterbüchse um ein vorbestimmtes Mass, das der Auffederung der Maschine entspricht, zusätzlich und rasch verstellt werden kann. Die durch ein Keilstück arretierte Exzenterbüchse wird gelöst und es wird durch eine weitere Keilfläche an dem Keilstück erreicht, dass die Exzenterbüchse um ein bestimmtes Winkelmass verdreht und wieder verklemmt wird. Durch diese Drehung der Exzenterbüchse wird der Antriebskeil horizontal und der Pressenstössel um das Mass der Pressenauffederung nach unten verlagert.
Als, Betätigungsvorrichtung dient vorteilhaft ein in einem Zylinder angeordneter Kolben, der auf das Keilstück wirkt und pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise kann die Hublage des Pressenstössels auch zwischen den Schmiedeoperationen entsprechend den Anforderungen schnell, leicht und sicher verstellt werden. Für die Einstellung der Ausgangslage des Pressenstösselskann die Exzenterbüchse mittels einer Getriebeeinrichtung, z. B. einer Schnecke und Getrieberäder, zur Erreichung der gewünschten Grundeinstellung verstellt werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Doppelständer-Exzenterpresse gemäss der Erfindung im Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Exzenterpresse nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 veranschaulicht einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. l. In Fig. 4 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3 dargestellt. Die Gesenkschmiedepresse weist einen Maschinenrahmen 1 in der Gestalt eines Doppelständers auf. In den Führungen 2 des Maschinenrahmens 1 ist ein Pressenstössel 3 in Höhenrichtung bewegbar. Die Werkzeuge 4a und 4b werden in üblicher Weise auf dem Pressentisch 5 und unter dem Pressenstössel 3 befestigt. Der Antrieb erfolgt von einem Motor 6 über einen Riementrieb 7 zu einer Welle 8, auf der sich die beiden Schwungräder 9 befinden.
Auf der Welle 8 sitzt ein Ritzel 10, das mit einem Zahnrad 11 kämmt, welches über eine Kupplung 12 mit der Kurbelwelle 13 verbunden ist. Am andern Ende der Kurbelwelle befindet sich die Bremse 14. Die Kupplung und die Bremse entsprechen der
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stange 16 auf einen Antriebskeil 17übertragen, der den Pressenstössel 3, an dem sich das Oberwerkzeug 4a befindet, in vertikaler Richtung auf-und abbewegt. Die Druckstange 16 ist um den in dem Antriebskeil 17 gelagerten Zapfen 18 schwenkbar. Der Antriebskeil 17 liegt mit einer horizontalen Gleitfläche 19 auf
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einer entsprechend horizontal gelegenen Gleitfläche 20 des Pressenstössels 3 auf. Die Keilfläche 21 des
Antriebskeiles 17 legt sich gegen die Keilfläche 22 des Maschinenrahmens 1.
Um ein freies Spiel zwischen dem Pressenstössel 3, dem Antriebskeil 17 und den Gleitflächen 19 und
20 sowie 21 und 22 zu unterbinden, kann der Pressenstössel 3 ständig unter der Wirkung einer aufwärts gerichteten Kraft gehalten werden. In dem dargestellten Beispiel dient hiezu die den Pressenstössel 3 durchsetzende Traverse 23, die mittels der Zugstangen 24 mit Kolben 25 verbunden ist, die sich in den Zylindern 26 bewegen können. Die Zylinder können pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden. Dadurch wird der Pressenstössel 3 gegen den Antriebskeil 17 und dieser gegen die Keilfläche 22 des Maschinenrahmens 1 gedrückt. Zusätzlich erfolgt zweckmässig noch eine Verklammerung des Antriebskeiles 17 mit dem Stössel 3 einerseits und dem Maschinenrahmen 1 anderseits durch die Leisten 27 und 28.
In dem Antriebskeil 17 kann sich eine Kurve 29 befinden, die den Auswerfer 30 für das Oberwerkzeug 4a, der mittels einer Feder 31 gegen den Antriebskeil 17 gedrückt wird, in Tätigkeit setzt. Die Funktion des unteren Auswerfers 32kann in üblicherweise über eine Nockenscheibe 33 erfolgen, die ein Hubgestänge 34 und dieses mittels eines Hubbalkens 35 den unteren Auswerfer 32 in Tätigkeit setzt. Das Hubgestänge 34 steht unter der Wirkung der Feder 36, während der Hubbalken um den Achszapfen 37 schwenkbar gelagert ist.
Zur Anstellung des Stössels 3 und damit der Werkzeuge 4a ins zueinander ist das Kurbelzapfenlager, das den Kurbelzapfen 15 umgreift, exzentrisch ausgebildet. Hiezu ist eine Exzenterbüchse 38 vorgesehen, die aus zwei Hälften zusammengesetzt sein kann. Diese Exzenterbüchse 38 ist in dem Druckstangenlager 39 drehbar angeordnet. Hiezu dient eine Schneckenverzahnung 40, in die eine Schnecke 41 eingreift, welche sich auf einer Welle 42 befindet. Das Drehen der Welle 42 erfolgt mittels des Kegelradgetriebes 43, 44 und der Welle 45 mit dem Vierkant 46. Durch Drehung der Welle 45 lässt sich die Grundstellung von Druckstange 16, Antriebskeil 17 und Pressenstössel 3 verändern.
Um vor der letzten Schmiedeoperation eine Verlagerung des Hubes um das Mass der Auffederung der Presse nach unten zum genauen Schmieden, d. h. zur Durchführung des Kalibriervorganges, schnell vornehmen zu können, dient nachstehend beschriebene Vorrichtung.
Die Schnecke 41 mit der Welle 42 ist in einem Keilstück 47 gelagert, in dem sich auch die Getriebeteile 43 - 46 befinden. Das Keilstück 47 besitzt zwei Keilschrägen, die mit den Gegenschrägen eines Druckstückes 48 zusammengreifen, wobei das Druckstück 48 sich gegen den Umfang der Exzenterbüchse 38 legt. Das Keilstück 47 ist in Längsrichtung der Schneckenwelle 42 verschiebbar gelagert. Hiezudient ein Kolben 49, der sich in einem Zylinder 50 befindet und mit der Schneckenwelle 42 durch die Stange 57 verbunden ist. Der Kolben 49 kann pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. Durch den Kolben 49
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das Keilstück 47 zwischen der ortsfest gelagerten Platte 52 und dem Druckstück 48 axial verschoben und damit die Exzenterbüchse 38 durch die Schneckenverzahnung gedreht.
Die Keilschrägen 53 und 54 verlaufen in einem zur Verschieberichtung des Keilstückes 47 entgegengesetzten Schrägwinkel (Fig. 4). Während diezueinandergehörenden Keilschrägen 53 von Keilstück 47 und Druckstück 48 bei Kraftwirkung mittels des Kolbens 49 dicht aneinander liegen, befindet sich an der andern Keilschräge 54 ein vorbestimmtes Spiel. Durch diese Kraftwirkung wird die Exzenterbüchse 38 jeweils in den Endstellungen verklemmt und ist in den Zwischenstellungen, in denen beide Keilschrägen 53 und 54 nicht in dichter Berührung miteinander sind, zur Drehung der Exzenterbüchse 38 kraftentlastet.
Die Hubverlagerung um das Mass der Auffederung der Presse zum Kalibrierschmieden geht wie folgt vor sich : In der Grundstellung befindet sich in dem Zylinderraum 50a ein druckführendes Medium, während der Zylinderraum 50b druckentlastet ist. Dadurch wird der Kolben 49 nach unten gedrückt und mit ihm das Keilstück 47, in dem sich die Schneckenwelle 42 und die Schnecke 41 befinden. Das Keilstück 17 presst durch die Keilschräge 53 das Druckstück 48 gegen die Exzenterbüchse 38 und verklemmt ! ie.
Unmittelbar vor der Kalibrierung des Schmiedestückes wird der Zylinderraum 50a druckentlastet und ier Zylinderraum 50b druckbelastet. Der Kolben 49 bewegt sich mit dem Keilstück 47 nach oben. Dabei wird das Druckstück 48 entlastet und die Exzenterbüchse 38 durch die axiale Verschiebung der Schneckenwelle 42 im Uhrzeigersinn gedreht. Das Keilstück 47 geht so weit nach oben, bis die Keilschräge 54 zur Anlage an das Druckstück 48 gelangt, worauf die Exzenterbüchse 38 wieder verklemmt wird. Durch diese vorbestimmte Drehung der Exzenterbüchse 38 wird die Druckstange 16 und der Antriebskeil 17 nach rechts md der Pressenstössel 3 nach unten um das Mass der Pressenauffederung verlagert. Nach erfolgtem Hub kann lurch Druckumleitung in dem Zylinder 50 die Grundeinstellung sofort wieder hergestellt werden.
Die grundeinstellung der Teile hinsichtlich der Anstellung der Werkzeuge, die durch Drehen der Welle 45 vor-
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genommen wird, wird durch die Verstellung mittels des Kolbens 49 nicht berührt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gesenkschmiedepresse, insbesondere Doppelständer-Exzenterpresse, bei der der Pressenstössel mit- tels eines Exzenters oder einer Kurbel angetrieben wird und mittels einer Anstellvorrichtung in seiner Grundstellung verstellbar ist, wobei ein quer verschiebbarer Keil mit dem Pressenstössel zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Exzenter- bzw. Kurbelantrieb (13,
15) unmittelbar zum Vortrieb des Pressenstössels (3) dient und sich mit seiner Schrägfläche (21) gegen den oberen Teil des fest angeordneten Maschinenrahmens (1) gleitend abstützt.