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Steuerung für durch ein Druckmittel betriebene Schmiedehämmer Die
Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetätigten Schmiedehammer mit willkürlich
einstellbarer Betätigung des Schiebers des Hilfssteuerkreises für das Öffnen und
Schließen der Ein- und Auslaßventile.
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Es ist bereits eine Steuerung für Schmiedehämmer bekannt, bei der
das Aus- und Einlaßorgan servobetätigt ist und bei der dieser Hilfssteuerkreis zu
einem voreinstellbaren Zeitpunkt zur Einwirkung gebracht wird. Die Einwirkung erfolgt
hier nicht in Abhängigkeit von der Bewegung oder Stellung des Hammerbären, sondern
in Abhängigkeit von einer von dem Schmiedehammer völlig unabhängigen Zeitregelvorrichtung,
so daß die unvermeidlichen Verzögerungen oder Beschleunigungen der Bärbewegung völlig
unberücksichtigt bleiben und damit der Steuervorgang unter erheblichen Ungenauigkeiten
leidet.
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Zur Vermeidung der hierdurch bedingten Ungenauigkeiten und unter Beibehaltung
der durch eine Servosteuerung erreichbaren Vorteile wird erfindungsgemäß bei einem
druckmittelbetätigten Schmiedehammer mit willkürlich einstellbarer Betätigung des
Schiebers des Hilfssteuerkreises für das Öffnen und Schließen der Ein- und Auslaßventile
vorgeschlagen, daß ein an sich bekannter, mit schrägen Steuerkanten versehener Dreh-Längs-Schieber
im Hilfssteuerkreis angeordnet ist, dessen Bewegungen in an sich bekannter Weise
von der Bärbewegung und der zusätzlichen, willkürlichen Fußhebelbewegung abgeleitet
sind.
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Es wird also zusätzlich von den Vorteilen der bärabhängigen Schiebesteuerung
Gebrauch gemacht. Bekannt ist an sich auch eine Schmiedehammersteuerung, bei der
unmittelbar in den zum Bärkolben führenden Druckmittelleitungen der Schieber liegt,
der willkürlich mit Hilfe eines Fußhebels direkt betätigbar ist und der durch ein
vom Bären gesteuertes Steuerelement, dem sogenannten Schwert, zurückgestellt wird,
so daß die Druckmittelbeaufschlagung aufhört.
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Bei dieser Anordnung fehlt jegliche Servosteuerung, so daß das Einlaß-
und Auslaßorgan nur mit einer allein von der Bärbewegung abhängigen Geschwindigkeit
schließt, wobei durch den schleichenden Schließvorgang Drosselverluste entstehen.
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Dreh-Längs-Schieber mit schrägen Steuerkanten sind an sich ebenfalls
bekannt. Im Zusammenhang mit Schmiedehämmern hat man sie jedoch noch nicht verwendet.
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Die hier bekannten und verwendeten Dreh-Längs-Schieber weisen gerade
Steuerkanten auf, wobei in der einen Stellung durch Drehung des Schiebers entweder
ein zum Bärzylinder führender Kanal abgeschlossen wird, wenn der Bär aufsteigen
soll, oder dieser Kanal mit dem ins Freie führenden Luftkanal verbunden wird, wenn
der Bär sinken soll, während in der anderen durch axiale Verschiebung erhaltenen
Stellung des Dreh-Längs-Schiebers der Bärzylinder und der Pumpenzylinder verbunden
sind, um den Bär mit dem Aufundniedergang des Pumpenkolbens auch selbsttätig fallen
und steigen zu lassen. Die Schlagstärke kann in den beiden Stellungen des Dreh-Längs-Schiebers
durch mehr oder minder weitgehende öffnung des Luftaustrittskanals in der Wandung
der Schieberkammer geändert werden. Hier ist ferner keine vom Bären abhängige Steuerung
durchgeführt worden, weil die Dreh- oder Längsbewegung von einem Fußhebel und einem
Handhebel aus erzwungen wurde. Eine Servobetätigung war hier ebenfalls noch nicht
vorgesehen.
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Zweckmäßig geht man bei der Verwirklichung des erfinderischen Vorschlages
so vor, daß die Längsbewegung des Dreh-Längs-Schiebers von der Bewegung des Hammerbären
und die Drehbewegung von der Bewegung des Fußhebels abgeleitet wird. Das mit Anschlüssen
für den Druckmitteleinlaß und den Druckmittelabfluß und Steuerbohrungen versehene
Gehäuse zur Aufnahme des Dreh-Längs-Schiebers weist zweckmäßig eine solche Anordnung
der Steuerbohrungen auf, daß bei einer Drehbewegung des Dreh-Längs-Schiebers zuerst
der Druckmittelabfluß abgesperrt und damit die Ein- und Auslaßorgane des Hammerzylinders
betätigt werden, während bei einer Längsbewegung des Schiebers das obere Einlaßorgan
und die anderen Ein- und Auslaßorgane in durch den Abstand der Steuerkanten des
Dreh-Längs-Schiebers, entsprechend der Einstellung der Drehbewegung desselben, festgelegten
Verhältnis zurückgesteuert werden. Diese Forderungen ergeben sich aus den Betriebsablaufverhältnissen,
weshalb ihnen keine selbständige Bedeutung zukommt.
Der zu dem unteren
Einlaßorgan und den oberen und unteren Auslaßorganen führende Kanal im Schiebergehäuse
ist vorzugsweise verzweigt und mündet in zwei Steuerbohrungen aus, von denen die
eine bei der Längsbewegung des Dreh-Längs-Schiebers von dessen Steuerkante nicht
überfahren wird, während die andere willkürlich absperrbar ist.
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Der Dreh-Längs-Schieber kann so ausgebildet werden, daß er in den
entgegengesetzten Drehrichtungen aus einer Ruhestellung heraus unterschiedliche
Steuerkanten aufweist.
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Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung gehen aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen hervor.
Von den Zeichnungen zeigt A b b.1 eine Ansicht eines Schmiedehammers mit der Hilfssteuervorrichtung
gemäß der Erfindung in schematische Darstellung; A b b. 2 zeigt in größerem Maßstab
in Ansicht den Anschluß der Hilfssteuervorrichtung an den Bär und den Bedienungshebel;
A b b. 3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch den Dreh-Längs-Schieber; A b b. 4
ist eine Abwicklung der Steuerflächen des Dreh-Längs-Schiebers; .
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A b b. 5 ist eine Abwicklung der Steuerflächen des Dreh-Längs-Schiebers
gemäß einer anderen Ausführungsform; A b b. 6 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
für eine zusätzliche Vorrichtung zur Verzögerung der Einwirkung der Bärbewegung
auf den Dreh-Längs-Schieber.
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In A b b.1 ist mit 1 der übliche Bedienungshebel -gemäß dem Ausführungsbeispiel
ein Fußhebel - bezeichnet, der über das Übertragungsgestänge 2 und den Hebel
4 auf die Steuervorrichtung 3 - gemäß dem Ausführungsbeispiel im Sinne der
Verdrehung -wirkt.
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Die Bewegungen des Bären 5 werden durch den verschwenkbar am Hammerständer
7 angelenkten Hebel 6 abgetastet, der über die in A b b. 1 schematisch angedeutete
Verzögerungsvorrichtung 8 auf die Steuervorrichtung 3 in den Dreh-Längs-Schieber
axial bewegendem Sinne bewirkt.
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Mit e, 9" sind Druckmittelzu- bzw. ableitungen, die von der
Steuervorrichtung 3 zu den nicht dargestellten Absperrorganen für den Druckmittelein-
und -auslaß zu dem Bärzylinder 10 führen, bezeichnet. Das für den Betrieb
erforderliche, vorzugsweise hydraulische Druckmittel wird durch einen nicht dargestellten
Druckmittelerzeuger hergestellt und über die Leitungen 11'; 11" in die Steuervorrichtung
3 eingeleitet bzw. aus dieser abgeführt.
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Die Übertragung der Bewegungen des Schwenkhebels 6 auf den
sieh in der Steuervorrichtung 3 hierbei in Längsrichtung bewegenden Dreh-Längs-Schieber
erfolgt über eine Rolle 12, die auf den Stößel 13 wirkt, gegen die Wirkung einer
Feder 14, die sich einerseits gegen einen Bund 15 des Stößels und andererseits
gegen das Gehäuse der weiter unten noch zu beschreibenden Verzögerungsvorrichtung
8 abstützt.
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Die Steuervorrichtung 3 besteht aus dem stirnseitig durch eine Platte
1$ abgeschlossenen Schiebergehäuse 16, in dem sich der Dreh-Längs-Schieber
17 bewegt, und einem auf die Schieberbüchse aufgesetzten Körper 19, in welchem die
verschiedenen Kanäle für die Druckmittelanschlüsso, bzw. die Druckmittelverteilung
untergebracht sind. Der Dreh-Längs-Schieber 17 weist eine Längsnut 24 und eine Ringnut
25 auf, deren Begrenzungen die Steuerkanten bilden. Stirnseitig ist der Schieber,
wie bei 26 ersichtlich, nach einer Steuerkurve abgeschrägt.
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Die Platte 18 weist eine zentrale Bohrung für den Abfluß
11" des Druckmittels auf, das der Steuervorrichtung bei 11' durch einen den
Körper 19 durchdringenden Kanal zugeführt wird.
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Bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Steuervorrichtung sind die
mit den Absperrorganen für den oberen Auslaß, den unteren Auslaß und den unteren
Einlaß verbundenen Kanäle in einen gemeinsamen Kana120 zusammengefaßt, während dem
Absperrorgan für den oberen Einlaß ein besonderer Kanal 21 zugeordnet ist.
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Diese Zusammenfassung ergibt eine erwünschte; zwangläufig gemeinsame
Betätigung dieser Absperrorgane und eine Vereinfachung der Gesamtanordnung.
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Die Druckmittelzuleitung 11' steht mit der Bohrung 21' im Schiebergehäuse
16 und dem Kanal 21 in unmittelbarer Verbindung. In den anschließenden, nach dem
Kanal 20 führenden Teil dieser Druckmittelzuleitung 11' ist ein Rückschlagventil
22 eingeschaltet. Jenseits dieses Rückschlagventils besteht freie Verbindung zu
dem Kanal 20 und zu der Bohrung 20' des Schiebergehäuses 16. Ferner zweigt hier
von dem Kanal 11' ein weiterer nach der Bohrung 20" des Schiebergehäuses 16 führender
Kanal ab, in welchem ein Absperrorgan 23 liegt.
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Die Wirkungsweise der in dieser Weise ausgebildeten bzw. mit diesen
Anschlüssen versehenen Steuervorrichtung ist in der Abwicklung der Steuerflächen
gemäß A b b. 4 veranschaulicht, die den von dem Bedienungshebel- und der Bärbewegung
abhängigen Verlauf der Relativbewegungen der Bohrungen in bezug auf den Dreh-Längs-Schieber
17 diagrammatisch wiedergibt.
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Um das Verständnis zu erleichtern, sei angenommen, daß sich nicht
der Dreh-Längs-Schieber, sondern bei stillstehendem Dreh-Längs-Schieber die Bohrungen
20', 20" und 21' bewegen, deren Bewegungen durch die Pfeile gekennzeichnet
sind. Die ausgezogenen Linien sind die Steuerkanten des Dreh-Längs-Schiebers, und
die hierdurch eingerahmten Felder kennzeichnen die Dreh-Längs-Schieberteile, welche
die Bohrungen absperren.
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Es sei von dem Anfangszustand ausgegangen, in welchem sich der Bär
am oberen Ende seines Weges in Schlagbereitschaft und der Bedienungshebel in der
entsprechenden Stellung befindet. Durch die Betätigung des Bedienungshebels 1 wird
der Dreh-Längs-Schieber 17 so verdreht, daß die Bohrungen 20', 20"
und
21' den Weg a beschreiben. Sobald die Nutkanten 27' und 27" diese Bohrungen abgeschlossen
haben, kann das Druckmittel nicht mehr über die Nut 24 und die Bohrung 11" abfließen,
sondern wirkt auf sämtliche den Absperrorganen zugeordnete Kolben ein, d. h., die
Absperrorgane werden umgeschaltet. Nunmehr setzt die Bewegung des Bären und dann
auch die Axialbewegung des Dreh-Längs-Schiebers 17 ein, so daß die Bohrungen den
Weg b beschreiben. Im Zuge dieser Bewegung gibt die Steuerkante 26 die Bohrung
21' und die Steuerkante 28 die Bohrung 20"
frei, so daß das
Druckmittel aus diesen Bohrungen in das Schiebegehäuse 16 eintreten und über
die Bohrung 11" wieder abfließen kann. Die drucklos gewordenen Kolben schalten
die unter der Wirkung von
Rückführfedern stehenden Absperrorgane
auf die Hubstellung des sich jetzt in seiner tiefsten Lage befindlichen Bären um.
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Wenn nunmehr der Bedienungshebel 1 zurückgestellt wird, so beschreiben
infolge der Verdrehung des Dreh-Längs-Schiebers die Bohrungen den Weg c. Während
des drauffolgenden Aufwärtsganges des Bären beschreiben die Bohrungen den Weg d,
und es erfolgt keine erneute Absperrung der Bohrungen 20',
20" und
21'. Die Bohrungen bleiben über die Nut 24
auf Auslaß gestellt, d.
h., die Absperrorgane bleiben in ihrer Hubstellung, so daß der Bär wieder in Schlagbereitschaft
- der angenommenen Ausgangsstellung - stehenbleibt, bis der Bedienungshebel 1 erneut
betätigt wird.
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Falls mit selbsttätiger Schlagfolge gearbeitet werden soll, so erfolgt
nach Beschreibung des Weges b keine Betätigung des Bedienungshebels 1, d. h., bei
Aufwärtsgang des Bären bewegen sich die Bohrungen entlang des Weges b wieder zurück,
und das erneute Umschalten der Absperrorgane durch die mit Druckmittel beaufschlagten
Zylinder erfolgt, nachdem die Steuerkanten 26 und 28 die Bohrungen
21' und 20"
abgesperrt haben.
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Die Bohrung 20' ist vorgesehen, um ein Arbeiten mit Setzschlag, d.
h. Liegenbleiben des Bären auf dem Werkstück nach erfolgtem Schlag, zu ermöglichen.
Hierbei wird die Bohrung 20" durch das Absperrorgan 23 geschlossen, so daß
nur noch die Bohrung 20' für die Umschaltung der Steuerorgane für den oberen Druckmittelauslaß,
den unteren Druckmittelauslaß und den unteren Druckmitteleinlaß zur Wirkung kommt.
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Nach erfolgtem Schlag hat die Bohrung 20' den Weg a und b zurückgelegt
und ist infolge ihrer Anordnung zur Schieberkante 28 nicht freigegeben worden, d.
h., die Steuerorgane bleiben unter der Einwirkung des Druckmittels in Schlagstellung
stehen. Um die Aufwärtsbewegung des Bären wieder einzuleiten, muß der Bedienungshebel
l in seine Ausgangslage zurückgebracht und dadurch der Dreh-Längs-Schieber entsprechend
verdreht werden. Die Bohrung 20'
legt dann den Weg c zurück und wird durch
die Steuerkante 27' auf Auslaß geschaltet.
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A b b. 5 zeigt schematisch die Verhältnisse, die sich bei einer anderen
Ausführungsform des Dreh-Längs-Schiebers, bei der es möglich ist, die Reihenschlagwirkung
durch Verdrehung des Dreh-Längs-Schiebers in der einen Richtung und die Setzschlagwirkung
bei Verdrehen des Dreh-Längs-Schiebers in der anderen Richtung, zu erzielen, wobei
dann auf das Absperrorgan 23 verzichtet werden kann, ergeben.
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In der Abbildung sind ebenfalls die Wege, die die in diesem Falle
nur zwei Bohrungen 21' und 20' relativ zu den Steuerkanten des Dreh-Längs-Schiebers
im Zuge der verschiedenen Bewegungen desselben beschreiben, dargestellt. Die hierdurch
erfolgenden Steuervorgänge ergeben sich aus den obigen Erläuterungen an Hand der
verwendeten Bezugszeichen für die beschriebenen Wege der Bohrungen, wobei die Bezugszeichen
ohne Index sich auf den Reihenschlag und die Bezugszeichen mit dem Index »'« auf
den Setzschlag beziehen.
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A b b. 6 veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform einer
Vorrichtung, durch welche die Einwirkung der Aufwärtsbewegung des Bären auf die
Steuervorrichtung in der ersten Phase derselben ausgeschaltet wird. Diese Vorrichtung
8 besteht aus einem Gehäuse 29, in welches der über eine Feder 30 auf den Dreh-Längs-Schieber
17 wirkende Stößel 13 eingeführt ist. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß
der Dreh-Längs-Schieber 17 erst in Bewegung versetzt wird, sobald ein Endbund 31
des Stößels 13 auf einen Anschlag 32 des Dreh-Längs-Schiebers 17 auftrifft.
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Um zu diesem Zweck die Einwirkung der Feder auf den Dreh-Längs-Schieber
17 auszuschalten, wird dieser hydraulisch abgebremst. Der Dreh-Längs-Schieber 17
ist an seinem Ende mit einem Bund 33 versehen, der sich zusammen mit dem Schieber
in einem ölgefüllten Raum 34 nach Art eines Kolbens bewegt.
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Bei Bewegung des Dreh-Längs-Schiebers 17 gemäß der Abbildung nach
links - entsprechend der Hubbewegung des Bären - wird die Flüssigkeit aus dem Raum
34 über den Ringspalt 35 und eine enge Bohrung 36 mit durch eine Drosselschraube
37 verstellbarem Querschnitt in die Räume 38 und 39 verdrängt. Die hierfür aufzuwendende
Kraft wird durch die Drosselschraube 37 so eingestellt, daß sie die Kraft der Feder
30 überwiegt, mit der oben bereits erwähnten Wirkung, daß die Bewegung des Dreh-Längs-Schiebers
erst beginnt, sobald der Bund 31 den Anschlag 32 erreicht hat.