DE1627414C3 - Steuerung einer Schmiedevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung einer aus Schmiedepresse mit steuerlich verknüpftem, integriertem Schmiedemanipulator bestehenden Schmiedevorrichtung, deren Schmiedepresse ein feststehendes und ein am hydraulisch getriebenen Laufholm angeordnetes Werkzeug und deren Schmiedemanipulator eine KoI-benzylindereinheit aufweist, mittels derer der Zangenträger parallel zur Schmiedestückachse auf und ab bewegbar und beim Absenken während des Verformungsflusses beim symmetrischen Strecken des Schmiedestückes mit der halben Geschwindigkeit des Laufholmes bewegbar ist

Es ist bekannt, daß beim Schmieden das Werkstück symmetrisch zu seiner Mittelachse verformt wird. Ein Manipulator, der das Werkstück während des Schmiedens hält, muß also dem feststehenden Schmiedewerkzeug gegenüber eine Bewegung ausführen, die dem halben Weg des beweglichen Werkzeuges entspricht. Nur wenn diese Bedingung eingehalten und ein achsparalleles Absenken des Werkstückes vorgenommen wird, ist ein biegekraftfreies symmetrisches Abstrecken des Werkstückes möglich. Es sind zwar Schmiedemanipulatoren bekannt, die hydraulisch gesteuert ein paralleles Absenken der Werkstücke ermöglichen. Die Absenkgeschwindigkeit bzw. -wege sind aber von der Geschicklichkeit desjenigen abhängig, der den Manipulator bedient. Eine einwandfreie Bedienung erfordert aber ein erhebliches Maß an persönlicher Erfahrung, und diese kann nicht immer vorausgesetzt werden. Um die hieraus resultierenden Schwierigkeiten zu verringern, ist ein Schmiedemanipulator bekanntgeworden, dessen Zangenträger — abgesehen von der hydraulisehen Heb- und Absenkbarkeit — federnd so gelagert ist, daß das Werkstück bei seiner Bewegung einen schwach gekrümmten kreisbogenförmigen Weg um die Lagerung herum ausführt. Es ist also von der parallelen Führung des Zangenträgers abgegangen, jedoch erreicht worden, daß sich die Bewegung des Werkstückes der Bewegung der Werkzeuge in gewisser Weise anpaßt Ein biegekraftfreies Abstrecken des Werkstückes ist jedoch wegen der geometrischen Gegebenheiten nur unvollkommen erreichbar, da die Kraft, durch die der Zangenträger entgegen der Rückstellkraft seiner federnden Halterung während des Verformungsflusses abgesenkt wird, vom beweglichen Werkzeug aus über das Werkstück selbst auf den Zangenträger übertragen werden muß.

Zur Vermeidung der hieraus resultierenden Nachteile ist deshalb eine Steuerung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen worden, mit der der Zangenträger zwischen Verformungsbeginn und -ende dem Werk- Λ stück aktiv und der Dickenabnahme des Werkstückes ^ entsprechend durch Absenken nachgeführt wird. Der Zangenträger ist hierbei wiederum parallel zu sich selbst versetzbar, so daß das Ziel eines biegekraftfreien Abstreckens erreicht worden ist, ohne auf die persönlichen Erfahrungen von Spezialisten angewiesen zu sein.

Diese Steuerung arbeitet elektrohydraulisch in der Weise, daß jeweils am Anfang und am Ende des Verformungshubes Signale erzeugt und diese zum automatischen Steuern der Kolben/Zylindereinheiten herangezogen werden. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Steuerung zu vereinfachen, ohne Kompromisse bezüglich der Biegekraft-Freiheit eingehen zu müssen.

Bei einer Steuerung der einleitend geschilderten Gattung besteht die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe darin, daß eine zwischen Laufholm und dem feststehenden Holm angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnung, vorzugsweise aus zwei Kolbenzylindereinheiten bestehend, hydraulisch zur zwangsweisen Simultanbewegung von Laufholm und Zangenträger mit der ,

Kolbenzylindereinheit oder den Kolbenzylindereinhei- (j ten direkt gekoppelt und in ihrer wirksamen Kolbenfläche derjenigen der Kolben-Zylinder-Einheit angepaßt ist und daß in der hydraulischen Verbindungsleitung ein Überdruckventil und zur Aufhebung der Kopplung ein Ventil vorgesehen ist

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus eine hydraulische Niederdruckquelle vorgesehen, die unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils an die hydraulische Verbindungsleitung angeschlossen ist.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß in der Verbindungsleitung ein Umschaltventil liegt.

Die Lösung der Aufgabe basiert auf dem Gedanken einer hydraulischen Kopplung von Schmiedepresse und Schmiedemanipulator, derart, daß die Antriebsenergie für die Hub- und Senkbewegungen des Zangenträgers ohne elektrische Steuerung direkt der Schmiedepresse entnommen wird. Die erfindungsgemäße Steuerung ist sowohl für Oberflur- als auch Unterflurbauarten von Schmiedepressen verwendbar, da die Lage des hydraulischen Antriebes der Schmiedepresse keinen Einfluß auf die Ausbildung der Steuerung hat. Gleichwohl wird die Unterflurbauart bevorzugt, wobei die Kolbenzy-

linderanordnung auf der Unterseite des Fundamentholms angeordnet ist, auf diese Weise den freien Raum im Bereich der Werkzeuge nicht beeinträchtigt und erheblich besser vor Beschädigungen geschützt ist, so daß sich auf dieser Weise auch eine größere Sicherheit ergibt. Die Steuerung kann auch bei einer abgewandelten Schmiedevorrichtung eingesetzt werden, die zwei parallel hydraulisch hebbare Zangenträger aufweist. In diesem Fall brauchen die Kolbenzylindereinheiten des Manipulators bzw. der Manipulatoren lediglich parallel geschaltet an das Hydrauliksystem der Steuerung angeschlossen zu werden. Generell ist noch darauf hinzuweisen, daß die wirksamen Kolbenflächen der Kolbenzylinderanordnung einerseits und der Kolbenzylindereinheit(en) so aneinander angepaßt sind, daß sich Zangenträger und Laufholm im Verhältnis 1 :2 bewegen. Wenn zwischen Hydraulikantrieb und Zangenträger des Manipulators also kein unter- bzw. übersetzendes Getriebe liegt und der vom Zangenträger zurückgelegte Weg jeweils dem Weg seines Hydraulikantriebes entspricht, so verhalten sich die wirksamen Kolbenflächen der Kolbenzylinderanordnung der Schmiedepresse zur Kolbenzylindereinheit des Manipulators wie 1 :2. In diesem Zusammenhang sei betont, daß es für das Prinzip der Steuerung unerheblich ist, ob am Manipulator eine Kolbenzylindereinheit für den Antrieb des Zangenträgers vorgesehen ist oder ob sich dort mehrere Einheiten befinden. Entscheidend ist lediglich die korrekte Anpassung der wirksamen Kolbenflächen zur Erzielung der gewünschten Bewegungsverhältnisse.

Zu den Einzelheiten der Steuerung ist noch zu erwähnen, daß das an die hydraulische Verbindungsleitung angeschlossene Überdruckventil mit der Kommandogabe und der Größenvorgabe für die Bewegung des Zangenträgers nichts zu tun hat, sondern wie bei allen Hydraulikanlagen lediglich der Sicherheit dient. Das in der Verbindungsleitung liegende, weitere Ventil hat demgegenüber für die praktische Arbeit mit der erfindungsgemäßen Steuerung eine erhebliche Bedeutung, denn es ermöglicht die Justierung des Zangenträgers mit dem Werkstück gegenüber der Schmiedepresse dadurch, daß die hydraulische Verbindungsleitung wahlweise an eine Druckleitung oder einen Sumpf anschließbar ist. Die in der bevorzugten Ausführungsform der Steuerung vorgesehene Niederdruckquelle dient dazu, das Auftreten von Kavitation im hydraulischen System während der Vorbereitungsarbeiten zum Schmieden zu verhindern. Mit dem in der bevorzugten Ausführungsform weiterhin vorgesehenen Umschaltventil kann die hydraulische Kopplung zwischen Schmiedepresse und Manipulator aufgehoben werden. Dieses Ventil bildet einerseits also eine Notschaltmöglichkeit für den Pressenführer und erlaubt andererseits ein voneinander unabhägiges Arbeiten bei der Wartung der Presse einerseits und des Manipulators andererseits.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Schmiedepresse mit steuerlich integriertem Schmiedemanipulator erläutert

Die Schmiedepresse ist in Unterflurbauart ausgeführt und besitzt einen feststehenden Holm 12, der das feste Werkzeug 13 der Presse trägt Das zugehörige bewegbare Werkzeug 14 ist an einem oben angeordneten Laufholm 15 befestigt, der seinerseits über Säulen 16 mit einem unteren Laufholm 17 verbunden ist. Zum hydraulischen Antrieb der Schmiedepresse dienen am Laufholm 17 angelenkte Kolben 18, deren Antriebszylinder 20 am feststehenden Holm 12 befestigt sind. Zwischen den Holmen 12 und 17 befindet sich eine zusätzliche Kolben/Zylinderanordnung 21, die aus zwei Kolbenzylindereinheiten 22 besteht, deren Kolben 23 am Laufholm 17 und deren Zylinder 24 am feststehenden Holm 12 befestigt sind. Die Kolbenzylindereinheiten 22 sind beiderseits der Pressen-Mittellinie 25 symmetrisch angeordnet.

Der Manipulator 26 besitzt einen Wagen 27, der den in einer Parallelführung 30 gehaltenen und bewegbaren Zangenträger 28 trägt Im Manipulator 26 befindet sich eine aus einem Zylinder 33 mit darin verschiebbaren Kolben 33 bestehende Kolbenzylindereinheit 31. Der Zylinder 32 ist in seinem mittleren Bereich an die Parallelführung 30 angeschlossen, während der Kolben 33 bei 35 drehbar am Wagen 27 befestigt ist Bei einer Verschiebung des Zylinders 32 gegenüber dem Kolben 33 findet also ein paralleles Absenken bzw. Anheben des Zangenträgers 28 statt Am freien Ende des Zangenträgers befindet sich eine Zange 36, die das zu bearbeitende Werkstück 37 hält.

Von der Kolbenstangenseite des Zylinders 32 führt eine Leitung 38 zu einem Ventil 41, das mit Hilfe von Magneten 42, 43 umschaltbar ist Die Verbindungsleitung 38 wird bei Betätigung des Magneten 42 mit einem Sumpf und bei Betätigung des Magneten 43 mit einer Druckleitung 40 verbunden. In seiner dargestellten neutralen Stellung schließt das Ventil 41 die Leitung 38 sowohl von der Druckleitung 40 als auch von dem Sumpf ab. Über ein Ventil 44 ist die Leitung 38 an eine Leitung 45 angeschlossen, die ihrerseits zu den Zylindern 24 führt. In der Ruhestellung des Ventils 44 sind die Leitungen 38 und 45 miteinander verbunden. Das Ventil 44 ist mit Hilfe eines Magneten 46 umzuschalten und verbindet in dieser umgeschalteten Stellung die Leitung 45 mit einem Sumpf. Weiterhin ist an die Verbindungsleitung 38 ein Überdruckventil 47 angeschlossen, das im Falle eines Überschreitens des eingestellten Druckes die Leitung 38 mit dem Sumpf verbindet

Von der Leitung 45 zweigt eine Stichleitung 48 ab, die über ein Rückschlagventil 49 zu einer hydraulischen Niederdruckquelle führt Mit dieser Anordnung wird sichergestellt, daß in dem hydraulischen System keine Kavitation auftreten kann. Ohne Nachfüllmöglichkeit des Systems von der Niederdruckquelle würde Kavitation dann eintreten, wenn das Werkstück 37 das feststehende Werkzeug 13 vor dem bewegbaren Werkzeug 14 berührt

Zur Erzielung der gewünschten Bewegungsverhältnisse von Laufholm einerseits und Zangenträger andererseits ist die wirksame Kolbenfläche im Zylinder 32 gleich der doppelten wirksamen Kolbenfläche der Kolbenzylinderanordnung 21. In dem Fall, in dem die Verbindungsleitung 38 an die Kolbenstangenseite des Zylinders 32 angeschlossen ist, ist unter wirksamer Kolbenfläche die Querschnittsfläche des Kobens abzüglich der Querschnittsfläche der Kolbenstange zu verstehen, während die wirksame Kolbenfläche der Kolbenzylinderanordnung 21 der Summe der Querschnittsflächen der Zylinder 24 entspricht.

Bei der Inbetriebnahme der Schmiedevorrichtung wird zunächst der Magnet 43 eingeschaltet, um den Zylinder 32 mit dem Sumpf zu verbinden. Dadurch bewirkt das Gewicht des Werkstücks 37 ein Absenken des Zangenträgers 28. Dabei fließt aus dem Zylinder 32 so lange Hydraulikflüssigkeit in den Sumpf, bis sich das Werkstück auf das untere Werkzeug 13 auflegt und dadurch die weitere Bewegung stoppt. Anschließend wird

die Presse geschlossen, so daß sich das obere Werkzeug 14 auf das Werkstück auflegt Während der Schließbewegung der-Presse bleibt der Zangenträger in seiner Stellung stehen, weil die Verbindungsleitung 38 weiterhin an den Sumpf angeschlossen ist. Sobald aber das obere Werkzeug 14 das Werkstück 37 berührt, wird der Magnet 42 betätigt, worauf die Leitung 38 vom Sumpf auf die Leitung 45 umgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausrichtung des Zangenträgers mit Werkstück auf die Schmiedepresse abgeschlossen und die Kopplung zwischen der Kolbenzylinderanordnung 21 und der Kobenzylindereinheit 31 hergestellt. Jede nun folgende Bewegung des oberen Werkzeuges nach oben oder unten führt also dazu, daß der Manipulator dieser Bewegung mit der halben Geschwindigkeit folgt, so daß also die Mittellinie des Werkstückes kontinuierlich auf dem Mittelpunkt des Abstandes zwischen den beiden Werkzeugen bleibt Sobald sich das obere Werkzeug vom Werkstück abhebt, hebt sich auch das Werkstück vom feststehenden Werkzeug 13 ab, so daß dann eine Horizontalverschiebung des Werkstückes vorgenommen werden kann.

Für den Fall, daß die Höhe des Zangenträgers 28 vor dem ersten Schlag der Schmiedepresse falsch eingestellt war und das obere Werkzeug 14 das Werkstück 37 erreicht, bevor dieses auf dem unteren Werkzeug 13 aufliegt, findet ein Druckanstieg im hydraulischen System zwischen den Zylindern 32 und 24 statt, wodurch sich das Überdruckventil 47 öffnet und die Anlage automatisch auf Null einstellt

In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind der Schmiedepresse zwei Manipulatoren zugeordnet und durch die geschilderte Steuerung in ihren Bewegungen mit der Presse und sich selbst synchronisiert. In einem weiteren Anwendungsfall der Steuerung auf einen oder mehrere Manipulatoren, die keine Parallelführung haben, sondern mit getrennten Kolbenzylindereinheiten auf der Vorder- und Rückseite des Zangenträgers arbeiten, werden für jeden Zylinder ähnliche Hydraulikkreise benötigt, wie im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles, damit der Zangenträger sowohl parallel geführt als auch mit der Bewegung der Presse synchronisiert wird. Das Prinzip der Steuerung bleibt in all diesen Fällen voll erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuerung einer aus Schmiedepresse mit steuerlich verknüpftem, integriertem Schmiedemanipulator bestehenden Schmiedevorrichtung, deren Schmiedepresse ein feststehendes und ein am hydraulisch getriebenen Laufholm angeordnetes Werkzeug und deren Schmiedemanipulator eine Kolbenzylindereinheit aufweist, mittels derer der Zangenträger parallel zur Schmiedestückachse auf und ab bewegbar und beim Absenken während des Verformungsflusses beim symmetrischen Strecken des Schmiedestückes mit der halben Geschwindigkeit des Laufholmes bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen Laufholm (17) und dem feststehenden Holm (12) angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnung (22), vorzugsweise aus zwei Kolbenzylindereinheiten bestehend, hydraulisch zur zwangsweisen Simultanbewegung von Laufholm und Zangenträger (28) mit der Kolbenzylindereinheit oder den Kolbenzylindereinheiten (31) direkt gekoppelt und in ihrer wirksamen Kolbenfläche derjenigen der Kolben-Zylinder-Einheit angepaßt ist und daß in der hydraulischen Verbindungsleitung (38, 45) ein Oberdruckventil (47) und zur Aufhebung der Kopplung ein Ventil (41) vorgesehen ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hydraulische Niederdruckquelle, die unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils (49) an die hydraulische Verbindungsleitung (38, 45) angeschlossen ist

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (45) ein Umschaltventil (44) liegt