Hammerpresse Jury Petrovich Kuzko, Moskau, Vladimir Alexandrovich Livanov, Lev Nikolaevich Konstantinov, Anatoly Petrovich Chekinov, Semen Davydovich Fainbron, Alexandr Iosifovich Mazur,
Mikhail Ivanovich Surkov, Stupino, Afansy Ivanovich Nazarov, Alexandr Petrovich Monakhov, Nikolai Nikolaevich Maiorov, Boris Antonovich Stopachinsky, Moskau, Stanislav Vladimirovich Ryndenko,
Gennady Alexeevich Shebeko, Arkady Vasilievich Androsov und Veniamin Georgievich Titov, Stupino (UdSSR), sind als Erfinder genannt worden Die Erfindung betrifft eine Hammerpresse mit Druckluft- und Druckwasserantrieb der beweglichen, aufeinanderschlagenden Massen, von denen die eine aus Ständer einschliesslich Kraftzylinder und die an dere aus einem Arbeitsplunger besteht.
Es sind Arbeitsmaschinen mit hoher Energie zur schlagartigen Bearbeitung von Metallen durch Druck bekannt, die Druckluft- und Druckwasserantrieb der beweglichen aufeinanderschlagenden Massen besitzen, wobei die Masse aus dem Ständer und die andere aus dem, starr mit dem Kolben verbundenen Plungerbär besteht.
Ein Nachteil dieser Maschinen ist die bis an die Bruchlast führende Belastung der infolgedessen nicht betriebssicheren starren Verbindung zwischen dem Plungerbär und dem Kolben. Ein anderer Nachteil be steht darin, dass komplizierte Dämpfervorrichtungen vorhanden sind, wodurch die Konstruktion verwickel ter und der Wirkungsgrad der Maschine gesenkt wird.
Infolge dieser Nachteile können mit den bekannten Maschinen keine Kalibrierschläge unter Ausnutzung der vollen Leistung ausgeführt werden, wodurch die Fertigung genauer Gesenkschmiedstücke sehr erschwert wird.
Es ist das Ziel der Erfindung, die erwähnten Nach teile der bekannten Maschinen zu beseitigen.
Das gestellte Ziel wird dadurch erreicht, dass bei der Hammerpresse mit Druckluft- und Druckwasseran- trieb der beweglichen, aufeinanderschlagenden Massen, von denen die eine aus einem Ständer einschliesslich Kraftzylinder und die andere aus einem Arbeitsplun- ger besteht, der Kraftzylinder als Differentialzylinder ausgeführt ist, wobei in einem Teil des Zylinders der Arbeitsplunger und in einem anderen Teil des Zylin ders ein loser Kolben eingesetzt ist,
wobei letzterer die Druckwasserzone von der Druckluftzone trennt.
Es ist zweckmässig, um die Presse zuverlässig ge gen Bruch bei Schlägen unter Ausnutzung der vollen Leistung und ohne Einlegen eines Rohlings zu schüt zen sowie um beliebige Dämpfungsvorrichtungen aus der Konstruktion auszuschliessen und dadurch das Ausführen von Kalibrierschlägen voller Leistung zu er möglichen, wenn das Gewicht des Ständerteils, welcher durch Massenzugkräfte beansprucht wird, nicht 40 % des gesamten Ständergewichts überschreitet.
Es können, um allmählich die Geschwindigkeit der gegenläufigen Bewegung von Ständer und losem Kol ben zu vermindern und um die Bewegungsrichtung des Kolbens am Hubende zu ändern, am Mantel des Plun- gers und an dem des losen Kolbens an den einander zugewandten Seiten ringförmige Vorsprünge vorgese hen werden, die sich am Ende des Arbeitshubs einan der nähern.
Die Oeffnungen zum Speisen des Raumes unter halb des Kolbens mit Druckluft können Durchlassquer- schnitte besitzen, um die Arbeitsbedingungen der Hauptdichtungsbaugruppen in der Zone der Speise rohrleitung zu verbessern, deren lineare Abmessungen geringer als die Breite eines einzelnen Stups der zuge ordneten Dichtung sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung be schrieben, auf der ein senkrechter Schnitt durch die er- findungsgemässe Presse dargestellt ist. Auf der linken Seite der Zeichnung ist die Presse in Ausgangsstellung vor der Zuführung des Energieträgers und auf der rechten Seite ist ihre Lage in dem Augenblick, in dem der Schlag zu Ende geht, gezeigt.
Die Hammerpresse besteht aus einem Ständer 1 einschliesslich eines Kraftzylinders 2. Der Ständer ist in Führungen 3 und 4 eingesetzt und kann sich unge hindert in ihnen in senkrechter Richtung verschieben.
Der Kraftzylinder 2 ist ein Differentialzylinder. In seiner Zone mit dem geringeren inneren Durchmesser befindet sich ein Arbeitsplunger 5, der ein Untergesenk 6 trägt. In seiner Zone mit dem grösseren inneren Durchmesser befindet sich ein loser Kolben 7. Letzte- rer trennt eine Druckwasserzone A von einer Druck luftzone B.
Eine Platte 8 des oberen Ständerteils trägt ein Obergesenk 9 und dient letzterem als Auflager in dem Augenblick, in dem die Gesenkhälften aufeinan- derschlagen. Der Boden 10 des Kraftzylinders 2 um- fasst den Oberteil einer doppelkanaligen Speiserohrlei tung 11. Ein Kanal 12 dient zur Versorgung des Raums A mit Flüssigkeit. Ein Kanal 13 dient zum Zu führen von Luft in die Zone B.
Die Luft aus dem Kanal 13 gelangt in den Raum B über die Öffnungen, die in Form von mehrreihigen Bohrungen in der Wand der Rohrleitung 11 ausgeführt sind und den Gürtel 14 bilden. Der Durchmesser einer jeden Öffnung des Gür tels 14 ist geringer als die Breite eines einzelnen Stulps der Dichtungsbaugruppe 15.
Es sind am Mantel des Arbeitsplungers 5 und an dem des losen Kolbens 7 auf den einander zugewandten Seiten, ringförmige Vor sprünge 16 und 17 vorhanden, die sich am Ende des Arbeitshubs des Hammers einander nähern und die zum allmählichen Vermindern der Geschwindigkeit der gegenläufigen Bewegung des Ständers 1 und des losen Kolbens 7 sowie zum Ändern der Bewegungsrichtung des Kolbens am Hubende dienen.
Im Boden 10 des Kraftzylinders 2 ist ein justiertes Rückschlagventil 18 eingebaut, das bei überschreiten des Drucks Luft auf der Zone B in den Kanal 13 überströmen lässt. Dort ist auch ein Drainageventil 19 eingebaut, über das die Zone B und die Atmosphäre in Verbindung stehen.
Der Ständer 1 ist so gebaut, dass das Gewicht des Ständerteils der unter dem Obergesenk 9 liegt und der im Augenblick, in dem die Gesenkhälften aufeinander schlagen, durch Zugkräfte beansprucht wird, weniger als 40 % des gesamten Ständergewichts beträgt.
Infolgedessen stellt der Ständer 1 eine vervoll kommnete Konstruktion dar, die weitgehendst Bruch gefahr durch Massenkräfte beim Schlag des Hammers unter Ausnutzung der vollen Leistung ohne eingelegten Rohling ausschliesst.
Daher ist auch der Betrieb ohne Dämpfer möglich, wodurch es ermöglicht wird, Kalibrierschläge unter Ausnutzung voller Leistung auszuführen.
Die Hammerpresse arbeitet folgendermassen.
über den Kanal 12 wird unter Hochdruck Flüssig keit in den Raum A geleitet. Als Folge hiervon wird der Arbeitsplunger 5 mit dem Untergesenk 6 bis zur Berührung mit dem Obergesenk 9 hochgefahren. Danach wird der Ständer 1 in den Führungen 3 und 4 nach oben geschoben. Der Ständerhub wird durch die Schrauben 20 begrenzt.
Während des Hochfahrens wird die Verbindung zwischen den Räumen B und dem Luftkanal 13 unterbrochen, da die (Öffnungen 21 im Boden 10 relativ zum Gürtel 14 der Bohrungen, der sich an der ortsfesten Speiserohrleitung 11 befindet, nach oben verschoben werden. Dann wird über den Kanal 13 Luft unter etwas ge ringerem Druck als der Flüssigkeitsdruck in den Raum B geleitet. Der Kanal 13 verbleibt im Weiteren dauernd mit der (aus der Zeichnung nicht ersicht lichen) Druckluftflasche verbunden. Über den Kanal 22 wird dann in den Raum C Luft geleitet, wonach das Wasser aus dem Raum A abgelassen wird.
Die Folge hiervon ist, dass der Arbeitsplunger 5 durch sein Eigengewicht herabgefahren wird und sich auf die Passfeder 23 setzt, während der Ständer 1 mit den, mit ihm gekoppelten Massen (Platte 8 mit Obergesenk 9) durch den im Raum C herrschenden Luftdruck in der oberen Stellung gehalten wird. Die Presse ist jetzt be triebsbereit.
Es wird, um einen Arbeitshub auszuführen, Luft aus dem Raum C über Kanal 22 abgelassen. Der Stän der 1 mit den, mit ihm gekoppelten Massen 8, 9 fällt unter dem Einfluss seines Eigengewichts in den Füh rungen 3 und 4 nach unten. In dem Augenblick, in dem der Gürtel 14 der Bohrungen mit den Öffnungen 21 zusammenfällt, werden die Zone B und der Kanal 13 miteinander verbunden. In diesem Augenblick ge langt Druckluft aus dem Kanal 13 über die Öffnungen des Gürtels 14 und die Öffnungen 21 in den Raum B.
Auf diese Weise wird gegenläufige Beschleunigung der beiden Systeme erzeugt und zwar werden der lose Kol ben 7, die Wassersäule über ihm, der Arbeitsplunger 5 mit dem Untergesenk 6 und ein in ihm eigelegter Roh ling in Richtung nach oben beschleunigt, während der Ständer 1, die Platte 8 und das Obergesenk 9 in Rich tung nach unten beschleunigt werden.
Auf diese Weise wird gegenläufige Beschleunigung während 90 % des Hubs des Ständers 1 und des losen Kolbens 7 erzeugt. Am Ende des Beschleunigungsvorganges, d. h.
während der letzten 10 % des Arbeitshubs des Hammers über- decken sich die ringförmigen Vorsprünge 17 und 16 am Mantel des Arbeitsplungers 5 und an dem losen Kolben 7. Hierdurch wird das Ausfliessen von Wasser aus dem Raum D erschwert.
Als Folge hiervon steigt der Was serdruck in. diesem Raum D, und der Ständer 1 wird mit den mit ihm gekoppelten Massen 8, 9 infolge Ver zögerung, vollkommener Stillsetzung und Änderung der Bewegungsrichtung des losen Kolbens 7 abgebremst, der sich nach dem Stillstand zusammen mit dem Ständer 1 nach unten bewegt.
Der Arbeitsplunger 5 erhält während der Beschleu nigung einen Vorrat an kinetischer Energie und setzt auch nach Änderung der Bewegungsrichtung des losen Kolbens 7 seine Bewegung nach oben bis zum Aufein- anderschlagen der Gesenkhälften fort, wobei die volle kinetische Energie durch Verformen des Rohlings ver zehrt wird. Wenn kein Rohling beim Schlag vorhanden ist, so wird die kenetische Energie durch elastische Verformung der Gesenkhälften und der kraftübertra genden Konstruktionsteile verzehrt.
Der Rücksprung nach dem Aufeinanderschlagen wird durch das Luftkis sen im Raum B gedämpft.
Nachdem der Arbeitshub ausgeführt wurde, wird in die Zone A unter hohem Druck Wasser geleitet und, wie oben beschrieben, der Ständer 1 der Presse hoch gefahren, während der lose Kolben 7 herabgedrückt wird. Hierbei wird die Luft über das Rückschlagventil 18 aus dem Raum Bin den Kanal 13 gepresst und der Luftrückstand unter dem Kolben 7 über das Drainage ventil in die Atmosphäre herausgedrückt. Weiterhin werden, um den Arbeitshub zu vollen den, die obenbeschriebenen Arbeitsgänge zyklisch wie derholt.
Die im Ständer 1 eingesetzte Passfeder 23 greift in die Nute des Arbeitsplungers 5 ein, verhindert eine relative Drehbewegung desselben und fixiert die untere Plungerlage im Ständer 1. Der Druckluftantrieb kann mehrere Pressluftflaschen mit unterschiedlichem Luftdruck enthalten, wobei die Flaschen über ein ge meinsames (aus der Zeichnung nicht ersichtliches) Ventilgehäuse mit der Presse verbunden werden. Die ses Ventilgehäuse gestattet es, den Kanal 13 der Spei serohrleitung 11 mit einer beliebigen Flasche zu ver binden. Auf diese Weise kann sogar während der Ver formung des Rohlings durch mehrere Schläge auf Wunsch die erforderliche Energie jedes einzelnen Schlages bestimmt werden.
Somit gestattet die Konstruktion der Presse prak tisch eine Arbeitskraft zu erzeugen, deren Grösse um ein Vielfaches die Festigkeit bekannter Maschinen über steigt und die nur durch die Festigkeit der Gesenkhälften selbst begrenzt wird.
Die Arbeitsmaschine beschriebener Konstruktion wurde deshalb Hammerpresse genannt, da bei Ausnut zung nur des Druckwasserantriebs die Presse als übliche hydraulische Gesenkschmiedepresse mit durch schnittlichem Pressdruck verwandt werden kann.