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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Druckverformen von Werkstoffen, mit einem Ständer und einer auf diesem über Dämpfer aufgesetzten Grundplatte, an der mittels senkrechter Säulen ein mit Druckgas gefüllter Behälter befestigt ist, in dessen Hohlraum ein das arbeitsausführende Werkzeug tragender Kolben vertikal verschiebbar eintaucht sowie mit Kolben- Zylinder- Einheiten zur Rückführung des Werkzeuges in seine Ausgangsstellung.
Bei diesen Maschinen wird die Hochdruckgasenergie zum Beschleunigen des arbeitsausführenden Werkzeugs auf hohe Geschwindigkeiten verwendet, wobei in einem geschlossenen thermodynamischen Kreisprozess, d. h. ohne Ausstossen des Gases in die Aussenluft, gearbeitet wird.
Bei den bekannten Maschinen befinden sich die Kolben-Zylinder-Einheiten im Bereich des Unterteils der Grundplatte. Die Kolben werden bei der Rückführung des arbeitsausführenden Werkzeugs in die Ausgangsstellung von unten nach oben geschoben. Nach dem das arbeitsausführende Werkzeug seine Ausgangsstellung eingenommen hat, werden die Kolben wieder abgesenkt, wobei sie den Zugang zu dem auf der Grundplatte montierten Gesenk freigeben.
Der Hauptnachteil dieser Maschinen besteht darin, dass die Rückführung des Werkzeugs unbedingt ein darauffolgendes Absenken der Kolbenstangen erfordert, wodurch die Zyklusarbeit des Maschinenbetriebs beeinträchtigt wird, da die Hilfsarbeiten bei der Gesenkbedienung-Fortschaffen des alten und Einlegen des neuen Rohlings-nur ausgeführt werden können, nachdem das arbeitsausführende Werkzeug und die Kolben wieder in die Ausgangsstellung gebracht worden sind. Dieser Nachteil ist besonders fühlbar beim Einsatz dieser Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Schneiden von Rohren und Walzprofilen in Walzwerken, wo das Werkzeug schnell aus der Arbeitszone entfernt werden muss.
Bei den bestehenden Konstruktionen von neuzeitlichen Hochgeschwindigkeitsmaschinen muss, um die Zeit für die Rückführung des arbeitsausführenden Werkzeugs in die Ausgangsstellung zu kürzen, die Leistung des Hydraulikantriebs erhöht werden. Ausserdem kann beim Schneiden von Rohren und Walzprofilen mit unterschiedlichen Abmessungen, die folglich auch unterschiedliche Energie zum Zerschneiden erfordern, ein Energieüberschuss auftreten, welcher ein elastisches Verformen des Gesenks hervorruft. Der Energieüberschuss kann ferner nicht immer aufgezehrt werden und ruft oft einen Bruch der Gesenke hervor.
Ziel der Erfindung ist eine Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Druckverformen von Werkstoffen, bei der die Kolben-Zylinder-Einheiten so angeordnet sind, dass keine zusätzliche Zeit zum Fortführen derselben aus der Tätigkeitszone des arbeitsausführenden Werkzeugs erforderlich ist.
Dieses Ziel wird mit einer Maschine der eingangs angeführten Bauart erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Kolben-Zylinder-Einheiten im Hohlraum des Behälters angeordnet sind, wobei die Zylinder an ihrer Oberseite an ein Druckmedium angeschlossen und an ihrer Unterseite gegen den Hohlraum offen sind.
Eine derartige Konstruktion ermöglicht es, die Zeit für die Rückführung des arbeitsausführenden Werkzeugs in die Ausgangsstellung zu kürzen und folglich die Ausbringung der Maschine zu erhöhen.
Zweckmässigerweise ist im Unterteil des Behälters ein Dämpfungsraum vorgesehen, welcher zum Verzehren von Überschussenergie beim Verformen des Rohlings dient.
Die gemäss der Erfindung ausgeführte Hochgeschwindigkeitsmaschine besitzt relativ geringe Aussenmasse und eine einfache Bauform, (sie erfordert ausserdem keine komplizierte Steueranlage). Die Produktivität der Maschine ist hoch.
Am erfolgreichsten kann die erfindungsgemässe Maschine zum Erzeugen von Genau-Schmiedestücken aus gewöhnlichen und schwerverformbaren Metallen und Legierungen sowie zum Zerschneiden von Rohren und Walzprofilen verwendet werden. Diese verschiedenartigen Arbeitsgänge können deswegen ausgeführt werden, weil die Maschinenkonstruktion das Auswechseln des arbeitsausführenden Werkzeugs ermöglicht.
Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, welche einen Längsschnitt durch die Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Druckverformen von Werkstoffen zeigt ; dabei ist links von der Symmetrieachse die Stellung vor, rechts die Stellung nach dem Arbeitshub dargestellt.
Die Hochgeschwindigkeitsmaschine besitzt einen Staander auf dem über Dämpfer --2-- eine Grundplatte--3--aufgesetzt ist, an der mittels senkrechter Säulen--4--ein Behälter--5-befestigt ist.
Die Grundplatte--3--, die Säulen --4-- und das Gehäuse des Behälters --5-- sind starr miteinander verbunden und bilden einen Rahmen, welcher die Belastungen beim Maschinenbetrieb aufnimmt. Die Dämpfer --2-- dienen zum Dämpfen der Rahmenschwingungen bei den Verschiebungen des Rahmens relativ zum Staander
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samt Kolben--11--eine Einheit bildet.
Der Behälter --5-- besitzt einen zylindrischen Hohlraum--12--, der mit Druckgas gefüllt ist. Im gegebenen Fall wird unter einem Druck von 150 at stehender Stickstoff verwendet. Der Kolben--11befindet sich im Mittelteil des Hohlraums--12--. Die Hochdruckgasenergie wird in kinetische Energie des
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arbeitsausführenden Werkzeugs --8-- umgewandelt und sodann beim Verformen des Rohlings--7-- verbraucht.
In der Mitte des Unterteils des Behälters --5-- ist ein Dämpfungsraum --13-- vorgesehen, der zum Verzehren von überschussenergie des Werkzeugs--8--durch Bremsen der Bewegung des Kolbens--11-- dient.
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miteinander durch eine Rohrleitung--15--über eine Drossel--16--und ein Rückschlagventil--17-- verbunden. Bei der Rückführung des Werkzeugs --8-- in die Ausgangsstellung tritt der Kolben --11-- in den Raum--14--ein und das in diesem befindliche Gas wird über das Rückschlagventil --17-- in den Hohlraum --12-- verdrängt. Die Seitenflächen des Raums--14--und des Kolbens --11-- weisen eine relativ geringe Rauhigkeit auf und sind genau ausgeführt.
Hiedurch ist es möglich, das Zuströmen von Gas über zwischen ihnen befindliche Luftspalte aus dem Hohlraum--12--in den Raum--14--auf einem Minimum zu halten. Auf diese Weise wird der Kolben--11--in der Ausgangsstellung so lange festgehalten, bis Gas aus dem Hohlraum --12-- über die Drossel --16-- in den Raum-14-strömt und sich damit der Druck in den beiden Räumen ausgleicht. Diezum Ausgleich des Drucks erforderliche Zeitspanne wird durch Einstellen der Drossel--16--geregelt und hängt von der Dauer der Arbeitsgänge ab, die dem Arbeitshub vorausgehen.
Im Hohlraum --12-- des Behälters --5-- sind diametral gegenüber zwei Zylinder --18-- befestigt,
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Ausgangsstellung.
Der Querträger --9-- besitzt zwei Durchgangsöffnungen, in denen sich die Kolbenstangen--20-ungehindert verschieben können. Beim Anheben des Werkzeugs --8-- liegt der Querträger --9-- auf Ansäzen--21--derKolbenstanden--20--auf.
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Kolben --19-- werden durch Pumpen von Flüssigkeit mit Hilfe des Hydraulikantriebs herabgeschoben ; hochgeschoben werden sie unter Einwirkung des Hochdruckgases, das sich im Hohlraum--12--befindet und auf die Unterseiten der Kolben-19-drückt, wodurch die Flüssigkeit aus den Zylindern --18-- in das Flüssigkeitsabflussgefäss verdrängt wird.
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Zur Schmierung und zum Abdichten der Kolbenstangen--10 und 20-- ist der Hohlraum--12--des Behälters --5-- teilweise mit einer Schmierflüssigkeit, z. B. Mineralöl, gefüllt.
Die Maschine arbeitet folgendermassen :
In der Ausgangsstellung befindet sich der Kolben--11--im Raum--14--, während die Oberseiten der Zylinder --18-- mit dem Flüssigkeitsabflussgefäss verbunden sind. Damit das arbeitsausführende Werkzeug - 8--einen Arbeitshub ausführen kann, werden die Zylinder --18-- mit dem Hydraulikantrieb verbunden.
Hiebei schiebt die in die Zylinder einströmende Hochdruckflüssigkeit die Kolben --19-- samt den
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der Kolben -11-- den Raum --14-- verlässt, wirkt auf seine Oberfläche der gesamte Gasdruck, welcher im Hohlraum--12--des Behälters--5--herrscht. Hiedurch wird das Arbeitswerkzeug--8--beschleunigt, und der Maschinenrahmen wird durch die Raktionskräfte hochgeschoben. So wird die Hochdruckgasenergie in kinetische Bewegungsenergie des Querträgers --9-- samt dem Oberteil --8-- des arbeitsausführenden Werkzeugs und des Rahmens samt dem an ihm angebrachten Unterteil--6--des arbeitsausführenden Werkzeugs umgewandelt. Diese kinetische Energie wird beim Verformen des Rohlings--7--verbraucht.
Nach Beendigung des Verformungsprozesses senkt sich der Rahmen auf die Dämpfer --2-- und nimmt seine Ausgangsstellung ein. Alle Maschinenteile nehmen dann die Lage ein, die auf der Zeichnung rechts von der Symmetrieachse abgebildet ist.
Zur Rückführung des Querträgers --9-- samt dem arbeitsausführenden Werkzeug --8-- in die Ausgangsstellung werden die zylinder --18-- mit dem Flüssigkeitsabflussgefäss verbunden. Durch den Gasdruck
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Flüssigkeitsabflussgefäss verbinden.
Während der zum Eintreten des Kolbens--11--in den Raum --14-- erforderlichen Zeit wird Gas aus
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Ausgangsstellung von der unteren Werkzeughälfte--6--abgenommen und durch einen unverformten ersetzt.
Hierauf wiederholt sich der Arbeitszyklus.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Druckverformen von Werkstoffen, mit einem Ständer und einer auf diesem über Dämpfer aufgesetzten Grundplatte, an der mittels senkrechter Säulen ein mit Druckgas gefüllter Behälter befestigt ist, in dessen Hohlraum ein das arbeitsausführende Werkzeug tragender Kolben vertikalverschiebbar eintaucht sowie mit Kolben-Zylinder-Einheiten zur Rückführung des Werkezeugs in seine
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Hohlraum (12) des Behälters (5) angeordnet sind, wobei die Zylinder (18) an ihrer Oberseite an ein Druckmedium angeschlossen und an ihrer Unterseite gegen den Hohlraum (12) offen sind.
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