DE1527212C - Hydraulischer Hammer zum Freiform schmieden und Gesenkschmieden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Hammer zum Freiformschmieden und Gesenkschmieden mit einem die Bewegung des Bären durch den Druck eines hydraulischen Mediums bewirkenden Antrieb, mit einer Pumpe mit konstanter Fördermenge und einem Druckflüssigkeitsraum.

Hämmer verursachen bekanntlich erhebliche Bodenerschütterungen, die mit mehr oder weniger starken Störungen in der unmittelbaren und auch der weiteren Umgebung verbunden sein können. Um diesem übelstand abzuhelfen, hat man schon Fundamente von Hämmern elastisch aufgehängt. Diese Maß-?, nähme hat sich jedoch nicht allgemein durchgesetzt, ' weil sie sehr teuer ist und vielfach den gewünschten Erfolg nicht bringt. .

Ein anderer Weg zur Lösung des Problems besteht darin, daß man die Elastizität der Zwischenlage zwischen Schabotte und Fundament z. B. mittels Eisenfilz, Holz, Kunststoff od. dgl. beträchtlich erhöht, indem man diese Zwischenlage als ein System von Federn und Dämpfern ausbildet. Die kinematische Energie der Schabotte der Hämmer wird hierbei von Federn aufgenommen und muß in den Dämpfern vernichtet werden. Man kennt ferner Flüssigkeitsdämpfer für Maschinenfundamente in Parallelschaltung zu einer Federung der Fundamente, bei denen mehrere Dämpfungszylinder durch ein einziges Regulierorgan zusammengeschaltet sind, das auf alle Flüssigkeitsdämpfer arbeitet. Es handelt sich hierbei um eine mechanische Abfederung mit hydfaulischer Dämpfung, d. h. der hydraulische Teil besorgt die Dämpfung der mechanischen Federung. Eine solche Abfederung beruht auf dem Prinzip der Drosseldämpfung lediglich mit hydraulischen Mitteln. -5*'

Es ist ferner bekannt, zur Vermeidung von Erschütterungen eines Fundaments und damit der Umgebung, den Amboß eines Schmiedehammers gegenüber der Schabotte hydraulisch (mit Luftblase) abgestützt zu lagern. Ferner ist es bei einem hydraulisch betriebenen Schmiedehammer bekannt, eine elastisch gelagerte, wegbegrenzte verschiebbare Schabotte vorzusehen, die an der dem Bären abgekehrten Seite einen in einen ein hydraulisches Medium aufweisenden Zylinder tauchenden Kolben besitzt. In beiden Fällen handelt es sich um ein Feder-Dämpfer-System, bei dem die kinetische Energie der Schabotte unmittelbar in der Dämpfungsvorrichtung aufgenommen und in dieser verzehrt wird. Bei dem hydraulischen Hammer ergibt sich eher die Wirkung eines Gewichtsausgleichs als eine Stoßdämpfung: Die arr der Schabotte befindlichen Kolben sollen durch Dampf beaufschlagt werden und können auch durch Federn ersetzt werden.

Es wurde in einem Aufsatz über Schwingungsdämpfung schon darauf hingewiesen, daß bei hydraulischen Hochdruckgeräten, :-die die Verwendung leicht flüssiger und daher thermisch stabiler Flüssigkeiten ermöglichen, der Weg offen stehe,. die entstehende Hochdruckenergie des hydraulischen Mit- ' tels zum Antrieb hydraulischer Energieverbraucher nutzbar zu machen, so daß der geschlagene Schwinger, z. B. ein Schmiedehammer, durch Nutzenergieverbraucher gedämpft wird. Eine Lösung ist für diese Aufgabenstellung, die mehr einer Fragestellung gleichkommt, nicht gegeben worden. Wenn hierbei noch darauf hingewiesen wird, daß es zweckmäßig sei, bei hohen Dämpfungsenergien hydraulische oder elektrische Encrgiewandlersysteme anzuwenden, die die schwingungstechnisch erforderliche Dämpfungsenergie in sekundär. angetriebenen Energieverbrauchern nutzbar zu verwerten gestatten, so wird hierbei mehr das Problem der elektrischen Dämpfung, z. B. der Nutzbremsung wie im Eisenbahnsektor angesprochen, wobei unterstellt wird, daß sich diese Systeme irgendwie auch bei Hämmern verwirklichen lassen könnten. Die Anwendung einer solchen Verwertung bei dem Schwingungsgebilde Schmiedehammer führt jedoch zu keiner praktischen Bedeutung. Die Zurückgewinnung der Dämpfungsenergie bei einer Schabotte ist bei einem Schmiedehammer äußerst gering und praktisch nicht spürbar. Ein solcher Vorschlag bewegt sich nicht in Richtung auf die Aufgabenstellung bei dem Schwingungsgebilde Schmiedehammer.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem hydraulischen. Hammer der anfangs genannten Art mit einer elastisch gelagerten wegbegrenzt verschiebbaren Schabotte, die an der dem Bären abgekehrten Seite einen in einem ein hydraulisches Medium aufweisenden Zylinder tauchenden Kolben aufweist, nicht nur die bei dem Hammerschlag sich ergebenden Bodenerschütterungen zu beseitigen, sondern auch die von der Schabotte aufzufangende Energie für den Bären wieder nutzbar zu machen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei einem Stufenkolben der Zylinderraum mit dem größeren Durchmesser einerseits über Rückschlagventil mit dem Druckflüssigkeitsraum des hydraulischen Antriebssystems des Bären und andererseits mit dem drucklosen hydraulischen Medium über Rückschlagventil und der Zylinderraum mit dem kleineren Durchmesser unmittelbar mit dem Druckflüssigkeitsraum des hydraulischen Antriebssystems in Verbindung stehen.

Durch eine solche Ausbildung läßt sich, da die der Schabotte zugeführte Energie zurückgewonnen wird, dem Hammerbären eine, größere Energie zuführen, ohne die Energie des Antriebs zu ändern. Diese zusätzliche Energie gestattet, wenn die Schlagstärke unverändert bleiben soll, eine höhere Energiezufuhr zur Schabotte und damit eine· Verkleinerung des Schabottengewichts. Das Verhältnis der Gewichte von Bär zur Schabotte kann wesentlich günstiger gestaltet werden als bisher. Man kommt mit dem Zwei- bis Zweieinhalbfachen an Gewicht für die Schabotte gegenüber dem bisherigen Zehn- bis Zwanzigfachen aus. Dadurch sinken Gewicht und Preis des Hammers erheblich, und zwar bei gleicher Nützarbeit und gleicher Stoßkraft zwischen den Gesenken.

Man erhält eine wesentliche Erweiterung der Vorteile des Feder-Dämpfungssystems der Schabotte. Es kann die Fundamentgröße' bei diesem auf den geringen Wert von etwa 10 bis 15 °/o der bisherigen Ausführungen vermindert werden, ferner tritt eine Störung der Umgebung durch Erschütterungen nicht ein. Zusätzlich erzielt man eine erhebliche Senkung des Hammergewichts und damit der Anschaffungskosten. Weiterhin erreicht man einen geringeren Energieverbrauch, der sich besonders bei Gesenkhämmern mit vielen harten-Schlägen auswirkt. Man hat ferner keine Schwierigkeiten mit der Wärmeabfuhr, weil die Energie der Schabottendämpfung zurückgewonnen und nicht als Verlust vernichtet wird.

Der Rückschubkolben, der mit dem hydraulischen Antriebssystem des Bären direkt verbunden ist, ist zweckmäßig nur so groß, daß er mit einem geringen

Kraftüberschuß die Schabotte tragen und stets wieder in ihre obere Ausgansstellung zurückführen kann. Der andere, erheblich größere Bremskolben ist zweckmäßig so zu bemessen, daß er die kinetische Schabottenenergie auf einem kleinen Ausweichweg, z. B. von 1 bis 2 cm",; auffangen kann. Die Kolben unterschiedlicher Durchmesser können als Differentialkolben ausgebildet sein, wobei diese Differentialkolbenlösung nur im Rahmen der Stufenkolbenanordnung Bedeutung hat.

Das Kolbensystem kann unmittelbar unterhalb der Schabotte vorgesehen sein. Ferner kann die Schabotte mit einem Kolben in Verbindung stehen, der mit der großen Kolbenfläche eines am Hammerkopf angeordneten Differentialkolbens verbunden ist. Der mit der Schabotte verbundene Kolben kann aus mehreren kleinen Kolben bestehen, deren Zylinderräume untereinander verbunden sind.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Oberdruck-Schmiedehammer mit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für die Schabotte,

F i g. 2 stellt eine abgeänderte Ausführungsform des Oberdruck-Schmiedehammers der Fig. 1 im Schema dar.

Der bekannte Oberdruckschmiedehammer 1 weist einen in dem Hammergestell 21 auf- und niedergehenden Hammerbären 2 auf, der über die Kolbenstange 3 mit dem Kolben 4 verbunden ist, welcher in dem Zylinder 5 gleitet. Der Zylinderraum 6 unterhalb des Kolbens 4 steht mit einem als hydraulische Feder dienenden, erheblichen Flüssigkeitsvolumen inw Druckflüssigkeitsraum 7 in offener Verbindung. Von einer Pumpe 8 mit konstanter Fördermenge führt eine Leitung 9 über ein Rückschlagventil 10 zu dem Druckflüssigkeitsraum 7. Die Pumpe 8 ist in bekannter Weise mit der durch das Ventil 11 steuerbaren Umlaufleitung 12 verbunden. Von dem Druckfiüssigkeitsraum 7 führt eine direkte Leitung 13 über ein Absperrorgan 14 zu dem Zylinderraum 15 oberhalb des Kolbens 4. Außerdem ist der Druckflüssigkeitsraum 7 mit dem Zylinderraum 15 durch ein Rückschlagventil 16 verbunden. Von dem Zylinderraum 15 führt ferner eine Leitung 17, in der ein Absperrorgan 19 vorgesehen ist, zu dem Sammelbehälter 18. Der Raum 7 ist vollständig mit Druckflüssigkeit angefüllt, die dauernd vorgespannt ist und als hydraulische Feder wirkt. Die Absperrorgane 14 und 19 werden wechselweise in Abhängigkeit von der Bewegung des Hammerbären gesteuert.

Der Hammer 1 weist ferner eine in vertikaler Richtung bewegliche Schabotte 22 auf, wobei die Bewegung einige Zentimeter betragen kann. Unterhalb der Schabotte 22 ist ein Bremskolben 23 vorgesehen, der in dem Zylinder 24 beweglich ist. Weiterhin ist ein Rückschubkolben 25 angeordnet, der sich in dem Zylinder 26 verschiebt. Dieser Zylinder 26 ist über die Leitung 27 mit dem als Flüssigkeitsfeder wirkenden Druckflüssigkeitsvolumen verbunden. Der Zylinder 24 steht durch die Leitung 28 und das Rückschlagventil 29 mit der Flüssigkeitsfeder im Druckflüssigkeitsraum 7 in Verbindung. Die Leitung 30 verbindet den Sammelbehälter 18 mit dem Zylinderraum 24, wobei das Rückschlagventil 31 zwischengeschaltet ist.

In der Ruhestellung wird die Schabotte 22 durch den Kolben 25 gegen die Anschläge 32 des Gestells gedrückt und in der obersten/ Stellung gehalten. Während des Schlages durch den Bären 2 erhält die Sahabotte eine aus dem Impuls der Stoßkraft-sich ergebende Geschwindigkeit nach unten. Dabei .drückt die Schabotte das Druckmedium,Gz;-B. öl, aus den Zylindern 24 und 26 über die Leitungen 28 und 27 in das Druckflüssigkeitsvolumen des Druckflüssigkeitsraumes 7, und zwar so lange, bis die kinetische

ίο Energie der Schabotte aufgezehrt ist. Anschließend wird die Schabotte 22 durch den Rückschubkolben .25 in die Ausgangsstellung zurückgeschoben. Der Zylinderraum 24 kann sich hierbei über die Leitung 30. und das Rückschlagventil 31 mit drucklosem öl aus dem Sammelbehälter 18 füllen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 befindet sich das Kolbensystem 23 bis 26 in dem unteren Teil des Hammergestells 1. F i g. 2 zeigt eine weitere Anordnung, bei der das Kolbensystem 25 a zum Ham-

ao merkopf hin verlegt ist. Hierbei befindet sich das Kolbensystem 25 a, ausgebildet als Differentialkolben b, 25 c, am Hammerkopf in dem Gehäuse 33. Die Schabotte 22 wird zweckmäßig anstatt auf einem großen Kolben auf einer Reihe kleinerer Kolben 23a gelagert. Die Zylinder für diese Kolben sind durch den Kanal 24 a untereinander verbunden. Weiterhin ist eine Leitung 34 zu dem Zylinderraum unterhalb des Bremskolbens 25a vorgesehen.

Der Antrieb des Oberdruck-Schmiedehammers kann auch mittels eines Akkumulators erfolgen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   \. Hydraulischer Hammer zum Freiformschmieden und Gesenkschmieden mit einem die Bewegungen des Bären durch den Druck eines hydraulischen Mediums bewirkenden Antrieb, mit einer Pumpe mit konstanter Fördermenge und einem Druckflüssigkeitsraum und mit einer elastisch gelagerten, wegbegrenzt verschiebbaren Schabotte, die an der dem Bären abgekehrten Seite einen in einen ein hydraulisches Medium aufweisenden Zylinder tauchenden Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Stufenkolben (23, 25) der Zylinderraum (24) mit dem größeren Durchmesser einerseits über Rückschlagventil (29) mit dem Druckflüssigkeitsraum (7) des hydraulischen Antriebssystems des Bären (2) und andererseits mit dem drucklosen hydraulischen Medium über Rückschlagventil (31) und daß der Zylinderraum (26) mit dem kleineren Durchmesser unmittelbar mit dem Druckflüssigkeitsraum (7) des hydraulischen Antriebssystems in Verbindung stehen.
2. 2. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (23, 25) unterschiedlicher Durchmesser als Differentialkolben ausgebildet sind.
3. 3. Hydraulischer Hammer zum Freiformschmieden und Gesenkschmieden mit einem die Bewegungen des Bären durch den Druck eines hydraulischen Mediums bewirkenden Antrieb mit einer Pumpe mit konstanter Fördermenge und einem Druckflüssigkeitsraum und mit einer elastisch gelagerten, wegbegrenzt verschiebbaren Schabotte, die an der dem Bären abgekehrten Seite einen in einen ein hydraulisches Medium aufweisenden Zylinder tauchenden Kolben

   aufweist und einem. Kolben-Zylindersystem für die Schabotte, bei dem ein Zylinderraum direkt mit dem Druckflüssigkeitsraum des hydraulischen Antriebssysterris und ein anderer Zylinderraum über entsprechende Rückschlagsicherung einerseits mit dem Drückfiüssigkeitsraum und andererseits mit dem drucklosen hydraulischen Medium verbunden ist, entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schabotte (22) mit dem Kolben (25 b) größeren Durchmessers in Verbindung steht und daß das Kolbensystem (25a), ausgebildet als Differentialkölben {25b, 25 c), am Hammerkopf angeordnet ist.
4. 4. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Schabotte (22) verbundene Kolben aus mehreren kleineren Kolben (23 a) besteht, deren Zylinderräume untereinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen