DE1627428A1 - Hydraulische Gesenkschmiedepresse in Ankerbauart mit Ankerstuetzhuelsen und daran angeschlossener Laufholmfuehrung - Google Patents

Description

Hydraulik GmbH .■■■■.-..- 21. November 1967

41 Duisburg" H 545 - Do/Schi

Mülheimer Str. 72/74 ■

Hydraulische Gesenkschmiedepresse in Ankerbauart mit Ankerstützhülsen und daran"angeschlossener Laufholmführung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Gesenkschmiedepresse für hohe Preßkräfte mit ein oder mehreren Antriebskolben und daran befestigtem, am Pressengestell geführtem Laufholm mit Rückzügen, einem mehrteiligen, aus .Platten und/oder Stahlgußstücken zusammengesetzten oberen und unteren Preßholm und mit aus Ankerplatten "-bestehenden HoIrnverbinäungselementen_Λ die mit dem oberen und unteren PreßhoIm verbunden sind. ^; ■ ' ■■ .

Derartige Großpressen sind für Preßkräfte in der Größenordnung von 20.000 bis 5O.OOO Mp entwickelt und gebaut . v/orden, damit, sie die bei der Herstellung von Gesenkpreßteilen, Insbesondere aus Leichtmetallen, notwendige "Verfor-"mungsarbeit bewältigen.

Bei den bekannten Großpressen sind die -Preßholffie aus WaIzplatten- oder Stahlguß-Einzelteilen zusammengesetzt. Die Abmessungen dieser Einzelteile sind durch die größen, nicht mehr überschreitbaren Gewichte bedingt. Sie sind im zusammengebauten Zustand wederzu bearbeiten noch zu transportieren. Das gleiche gilt auch für die Holmverbindungselemente, die deswegen bevorzugt als aus Platten zusammengesetzte Zuganker verwendet.werden. ·

In der bekannten Unterflurbauart gleiten diese Zuganker am festen Arbeitstisch in langen Fuhrungen.:

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Wegen der hohen zu erzeugenden Preßkräfte 1st bei den bekannten Großpressen eine verhältnismäßig große Anzahl von Kolben/Zylindereinheiten vorgesehen; z. B. bei einer be-~ kannten 45.000-Mp-Presse sind es neun Antri'ebszyllnder. Die Größe der Antriebszylindermäntel ist aus Herstellungsgründen beschränkt und wegen der zusätzlich vom verfügbaren Material abhängigen begrenzten Festigkeit erreicht die Dehnung der. Zylindermäntel bei den vorhandenen hohen Druckraitteldrücken beim Blähdruck eine Größe, die keine exakten Führungsverhältnisse des Antriebskolbens im.Zylinder, mehr gewährleistet. Um die ungünstigen Blähdruckverhältnisse bei den Antriebszylindermänteln auf ein Minimum zu reduzieren, werden die Zylindermäntel verhältnismäßig klein im Durchmesser gehalten. Dadurch ist aber eine sehr große Anzahl von Antriebszylindern erforderlieh und dadurch wird wiederum das Bauvolumen der Preßholme außerordentlich groß und abhängig von diesem Bauvolumen wird die erforderliche Anzahl der Holmverbindungselemente gewählt, damit ein möglichst. steifes Pressengestell erreicht wird. (Buch Müller, 1. Band, "Schmiedepressen", 3· erweiterte Auflage, S. 270 ff.).

Bei der Herstellung komplizierter Gesenkpreßteile aus Leichtmetallen, wie z. B. Aluminium und insbesondere Titan, sind Preßkräfte in der Größenordnung von 50.000 *.ju an aufwärts bis zu 200.000 Mp und mehr erforderlich.

Die bekannte Bauweise mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Antriebszylindern würde das Bauvolumen der Preßholme und damit der Großpresse insgesamt so vergrößern, daß die Abmessungen der Einzelbauteile zu so hohen Gewichtenführen würden, daß sie überhaupt nicht mehr herstellbar sind.

Es ist daher.vorgeschlagen worden, anstelle der zahlreichen nebeneinander angeordneten Antriebszylinder einen einzigen Antriebszylinder vorzusehen. Dieser Zylinder ist aus Metall-

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ringsegraenten so zusammengesetzt,, daß: dadurch ein: im. Durchmesser -außerordentlich großer Zylindermantelgebildet-wird. . Die Segmente, sind durch Kuppelelemente nach Art eines Ketten- panzers oder ähnlichem miteinander verbunden.» Die Durehmesserdehnung, beim entstehenden Blähdruck ist.bei einem derart' großen- Zylindermantel jedoch so hoch.; daß eine-, funktionsfähige Führung -des Antriebskolbens in diesem Zylindermantel nicht . mehr gewährleistet istJ₁ denn das Spiel zwischen Kolben und Innenfläche des Zylindermantels wird so groß, daß;der Kolben eine unzulässige außermittige Stellung einnimmt,. Diese Verhältnisse können auch nicht mehr in bezug auf die dafür erforderliche Dichtung beherrscht .-"werden. Der eine vorgesehene., im Durchmesser und in der Bauhöhe erheblich große Äntriebszylinder erlaubt jedoch, daß das Pressengestell aus Platten hergestellt werden kann (USA-Patent.5,278«.995). ' .-.-"·.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist weder eine größere Anzahl von nebeneinander angeordneten Äiitriebszylinderh noch ein einziger riesengroßer Antriebszylinder vorgesehen. Es werden.beispielsweise für eine Preßkraft von 120.000 Mp. vorzugsweise drei Antriebszylinder gewählt (bei geringerer Preßkraft,, z. B. 40.000 Mp, ein oder zwei Antriebszylinder und bei größerer Preßkraft, z. B. I8O.OOO Hp, drei-Zylinder).

Das bedeutet, daß eine nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten vertretbare Anzahl von Antriebszylindern möglich ist, die es wiederum erlaubt, daß die Preßholme und die Hoimverbind-ungselemente ebenfalls in wirtschaftlieh vertretbaren Grenzen, und zwar bevorzugt aus handelsüblichen Wa'lzenplatteh herzustellen sind. ; " I

Auf diese Weise.wird erreicht, daß eine Großpresse für Preßkräfte von über 50.000 bis zu etwa 200.000 Mp aus Einzelteilen hergestellt werdenkann,, deren Abmessungehund Gewichte mit den zur Zeit vorhandenen Mitteln möglich sind und die sich außerdem ohne weiteres herstellen und transportieren

lassen. ■'..-..-- r .'

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Der Gesamtaufbau einer solchen Großpresse sollverhältnismäßig" einfach sein, das Pressengestell soll stabil und biegesteif ausgebildet sein und die Großpresse insgesamt soll wegen der verwendeten Walzenbleche verhältnismäßig leicht und sehr preiswert sein.

Die Konstruktion einer derart vorteilhaften Groß presse ist allerdings an die-Voraussetzung" gebunden, daJ3 es. auch, technisch möglich ist, mit nur wenigen funktionsfähigen Antrieben für diese genannten hohen Preßkräfte auszukommen, daß die Führungsverhältnisse der Antriebskolben in den Äntriebszylindern jederzeit den geforderten Genauigkeitsgraden entsprechen bei einer zulässigen Durchmesserdehnung des Zylinders und der erforderlichen Dichtung und daß- eine ausreichend genaue und x-rärmeunempfindliche Führung sowie sichere Abstützung - auch bei ,exzentrischem Sehmiedewiderstand - des an den Antriebskolben angeschlossenen Laufholms jederzeit gewährleistet, ist. ...·■"
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Ziel der Erfindung ist es, jeden der vorgesehenen Antriebszylinder so auszubilden und die vorzugsweise Stopfbuchsendichtung so anzuordnen, daß infolge des auftretenden Blähdruckes die auftretende Dehnung des Zylindermantels die exakte Kolbenführung nicht gefährdet, daß die Abmessungen des Zylindermantels in einer solchen Größe verwendbar sind* daß die erforderliche Preßkraft erzeugt werden kann und dennoch das Bauvolumen nicht unzulässig groß wird; daß ferner die im Antriebszylinder erzielte exakte achsmittige Führung des Ahtriebskolbens am daran angeschlossenen Laufholm erhalten bleibt, so daß das bewegte Werkzeug eine in zulässigen Grenzen genaue achsmittige Lage auch bei exzentrischem Schmiedewiderstand einnimmt,· daß ferner Querkräfte, die insbesondere aus den exzentrischen Schmiedewiderständen resultieren, und -Wärmedehnkräfte auf exakte und sichere Art und Weise vom Pressenrahmen unmittelbar an der Entstehungsstelle aufgenommen werden, so daß die achsmittigen Führungsverhältnisse der Kolben/Zylinderantriebe dadurch nicht beeinflußt werde

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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß 'durch eine Anzahl von Maßnahmen erreicht j nämlich daß die,Ankerplatten eines jeden Holmverbindungsankers mit je einer geschlossenen Hülse umgeben ist,, die ober- und unterends am Holmverbindungsanker abgestützt ist und daß al^Le Hülsen zusammen mit den Holmen vorgespannt ein eckensteifes Pressengestell bilden und daß die Hülsen im Bereich des LaufhoIms unter einem Winkel von 90° zur Pressenmittenachse geneigt angeordnete, an sich bekannte Führungen aufweisen., ah denen der Laufholm mit entsprechend geneigt angeordneten Führungen abgestützt ist.

Ferner ist der eine vorhandene Antriebsplunger bzw. bei drei vorgesehenen Plungern der mittlere biegesteif im Laufholm angeordnet und dieser biegesteif angeordnete Antriebsplunger ist zusätzlich .im" Bereich seiner Längenmitte im Antriebszylinder an einer getrennt von der Stopfbuchspackung angeordneten Führungsbuchse abgestützt. Diese Führungsbuchse ist am nicht an der Blähung des AntriebsZylinders teilnehmenden Standort des Antriebszylinderraumes angeordnet,

Es ist eine verhältnismäßig lang ausgebildete und getrennt von der Stopfbuchse angeordnete Führungsbuchse vorgesehen., die im Antriebszylinder an der Stelle angeordnet ist,, die an der Blähung des Zylinders bei Druckgabe nicht teilnimmt.

Der Laufholm selbst ist mit an sich bekannten, in einem Winkel von 90° zur Pressenmittenachse angeordneten Führungspratzen versehen, die sich an entsprechend angeordneten, über den Pressenhub sich erstreckenden Gegenführungen abstützen.

Die Gegenführungen sind an Hülsen angeschTossen, die die Pressengesteilanker allseits umschlieiBen und die sich auf der Länge zwischen oberem und unterem Pressenholm erstrecken und die unter Zuhilfenahme von Doppelkeilen vorgespannt; einen

eckensteifen Pressenrahmen bilden. -

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Als Ankerplatten-., die den Kraftschluß zwischen Ober- und Unterholm herstellen., werden Walzbleche verwendet. Die Ankerplatten bestehen aus einem Mittelteil und zwei angeschweißten kopfähnlich erweiterten Endteilen,.die je eine Bohrung auf-■ weisen, in die vorzugsweise der Bolzen eingesteckt wird, der

die Ankerplatten mit dem-oberen, bzw. unteren Prefiholrn ver-■ . bindet. Anstelle der Bolzenverbindung ist u. U. eine Schweißverbindung möglich.

Jeder Anker besteht aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter Walzbleche. Die Anzahl der vorgesehenen Bleche wird bestimmt von der zu übertragenden Preßkraft.

Durch die vorgesehenen,, die Anker umschließenden Hülsen wird nicht nur das Rahmengestell eckensteif ausgebildet, es weist auch zugleich im Bereich des Laufholms die zur Aufnahme von Querkräften und Wärmedehnungskräften erforderlichen Pührungs-' elemente auf.

Jede der Hülsen besteht bevorzugt aus zwei U-förmigen Schalen, die miteinander zu einer geschlossenen Hohlträgerbaueinheit verbunden werden.

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Um das Pressengestell eckensteif auszubilden, werden Doppelkeile zwischen einem der Pressenholme und den Stirnenden der Hülsen angeordnet und unter einer die Preßkraft übersteigenden Vorspannkraft zusammengefügt.

Der mittlere von drei vorgesehenen Antriebsplungern ist biegesteif im Laufholm angeordnet, so daß Seitenkräfte von der Führungsbuchsabstützung des Antriebszylinders und Seitenkräfte von der Laufholmführung auf die Hülsen übergeleitet und von diesen aufgenommen werden.

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Die -Führungsbuchse im Äntriebszylinder ist verhältnismäßig lünf, ausgebildet und an der Stelle des Zylinderraums angeordnet,, der nicht an der Blähung des Zylinders bei Drückp;abe teilnimmt, so daß eine genaue P lung er führung gewährleistet ist. -.

Die Lauiliolmführuhgspratzen sind in einem Winkel ν on 90° zur Pressenmittenachse angeordnet, so daß die Laufholmführung thermisch unempfindlich 1st., stets das gleiche Laufspiel und bei jedem beliebigen Kräfteängriff infolge exzentrischen Schiiiiedei?iüerstanü9jf"tets die gleiche -Fütirungsfläche aufweist.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Presse nach der.Erfindung dargestellt. Es.· zeigen ■-"-" .

Fig. 1 eine Teilvorderaiisicht und- einen Teillängsschnitt, ..'

Fig. 2 eine Te ildr auf sieht und einen. Teilquerschnitt GtH . nach Figur l>, _ . ■"■-"'-.

Fig. ρ einen Teillängsschnitt E .-4- F und einen Teillängs-. schnitt G- 4- D riach Figur 2, .

Die Schmiedepj?esse besteht iro-wesentlichen aus dem .ob» er en und unteren Pjeßholm '^₃ k-, den Ankern 1 als Holmverbindungseleruenten, dem Laufholm 9 mit den daran angeschlossenen An-. triebsplungern Γ>. die in Antriebszylindern l4 geführt sind,- und dem Unterholintisch 10.

Sov.Ohl der obere als auch der untere Pressenholnr ~j, A und der Arbeitstisch 10 sind aus Walzblechen und/oder Stahlgußstücken zu je einer Baueinheit zusammengesetzt.

Die vorzugsweise aus VJalzblecheri bestehenden Einzelteile der HolriiG J.j 4 siria über die Bx^eitseibe eier Presse querverlaufend im Abstanä nebeneinander angeordnet und bilden zusammen mit

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beispielsweise je einem. Bolzen 2 bevorzugt zvrei Holmteil baueinheiten. Z>^x > 3^M bzw. 4¹, K^x ' .

Diese Holm einheit en sind durch Anker - 1 miteinander verbunden, •wobei die Enden der Anker 1 die Bolzen 2 umfassen. Zwischen den Holmen '^₃K sind Ankerstützhülsen" 5 vorgesehen, die die Anker 1 umgreifen. Mit Hilfe von Doppelkeilen G, die zwischen der Basisfläche der beispielsweise oberen Holmteile und den diesen zugekehrten Hüls ens t irnx" lachen angeordnet sind, werden aie Preseenbauteile 1 bis 6 unter einer die Preßkraft übersteigenden Vorspanni-LT-cift zu einem eckensteifen Pressenrahmen zusammengefügt;.

Sowohl die Anker 1 als auch die Stützhülsen 5 sind aus. Walzblechen gebildet, die stückweise zusammengeschweißt werden. Die HUlsen sind aus bevorzugt zwei U-förmigen Halbschalen 5'* ^¹' zu einer Hohlträgerbaueinheit zusammengesetzt. Die Ankerplatten bestehen bevorzugt aus mitbleren Walzblechteilen Im und oberen und. unteren Enden Io und Iu, die bei Bolzenver-' bindung mit den Holmen kopfförmig erweitert ausgebildet sind.

An den Stützhülsen 5> die sich an den aus ein oder mehreren Ankerplatten·" lV I¹¹ "usw. gebildeten Ankern 1 ober- und unterends bei 15 und 16 abstützen, sind Führungspratzen 17 für die Laui'holmführung angeschlossen.

Die Pratzen 17 befinden sich im unmittelbaren Bereich des bewegten, am'Laufholm 9 befestigten Werkzeugs und erstrecken sich über den gesamten Laufholmhubbereich. Die Führungspratzen 17 sind unter einem Winkel von 90° zur Pressenmittenachse angeordnet und an ihnen sind die FUhrungspratzen 18 des LaufhoIms 9 geführt und abgestützt.

Der Antriebsplunger bzw. bei 3 vorgesehenen Plungern der mittlere Plunger 1~> ist mit seinem über den Antriebszylinder" 14 herausragenden Teil 7 biegesteif¹ im Laufholm 9 angeordnet.

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Der Plunger ist aes v/eiteren im Antriebszylinder, an einer verhältnismäßig langen Führungsbuchse 8 und an einer sich daran, anschließenden, getrennt von der Führungsbuchse 8 angeordneten Stopfbuchspackung 18 abgestützt. Oberhalb der Stopfbuchse 19 ist eine Packung-Stützbuchse 20 vorgesehen.

Die aus Bronze bestehende Führungsbuchse 8-ist an einem Standort irn Antriebszylinderraum angeordnet, der nicht an der.Blähung des Zylindermantels beim Blähdruck teilnimmt.

Der oder die vorgesehenen Antriebszylinder l4 sind am oberen Preßholm 3 befestigt; und zwar an einer über die Pressenbreite reichenden Platte 21, die quer zu den Holmvralzplatten verläuft und die sich an den Holrnteileinheiten 3', 5' ' abstützt.

Die Rückzüge 12 sind bevorzugt als Differentialplunger ausgebildet.

Die in den Figuren 1 bis > dargestellte Bauart als Oberflurpresse ist ebenfalls als Unterflurpresse zu verwenden.

Der Kraftschluß zwischen den Preßholmen wird hergestellt durch die aus Walzblechen gebildeten Anker 1. Diese Walzbleche bestehen aus je einem Mittelstück und angeschweißten Endstücken. Die Stärke dieser Bleche wird bestimmt von der Leistung des Walzwerkes. Die Anzahl der Walzbleche wird bestimmt tfon der zu übertragenden Preßkraft.

Bevorzugt sind die Anker mit den Preßholmen 5,4 durch Bolzen 2 verbunden; es ist jedoch unter Umständen möglich, eine Schweißbauart durchzuführen.

Die AnkerstUtzhülsen haben den Zweck, den Pressenrahmen eckensteif auszubilden und zu diesem Zweck werden mit Hilfe der Doppelkeile die Pressenbauteile 1 bis 6 zu einem biegesteifen Rahmen zusammengefügt.

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Der Mlttelplunger 7 ist biegesteif im Laufholm 9 gelagert, so daß exzentrische Kräfte von der Stopfbuchse bzw". Führungsbuchse des Mittelzylinders und von der LaufholmfUhrun'i auf die Stützhülsen 5 übertragen und von diesen aufgenommen v/erden.

Die Führungsbuchse ist verhältnismäßig lang gehalten und an einem Standort im Zylinderraum vorgesehen,, der an der 'Blähun.·-; bei Druckgabe nicht teilnimmt, so daß eine exakte Führung ces Antriebskolbens gewährleistet ist.

Die Eaufholmführung ist unter einem 7,'lnkel von SC zu den Pressenmittenachsen angeordnet so daß diese Führung thermisch unempfindlich ist., stets das gleiche Laufspiel und bei jedem beliebigen Kraftangriff die gleiche Führungsfläche aufweist.

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Claims (1)

1. HYDRAULIK GmbH . . . . , ; .-21.... Uqvember .1967 41 D u i Sb u r -*r V ΑΛ .K

   Patentanspruch'

   Hydraulische Gesenkschmiedepresse für hohe Preßkrgtfte ■■".-" i.:it ein oäer mehreren.Antriebskolben und. daran befestigtern,.: ar» Pressen'ies-tell geführten; LaufholM mit Rückzügen, .einem ^: ifiehrteiligerV .aus Platten und/oder Stalilgußstüoken^ zusammengesetzten oberen und unteren"P.-r.eßhblra und mit aus^. Anker- platten bestehenden.- Holmv.erbindungselementenj-; die .mit dem oberen und unteren Preßholm verbunden sind, . .- ' _v . ; -.--■ dadurch gekennzeichnet, -.'. _./■'■■- . ". . '■':■ ."■/■"-."._" λ '■'·-." daß die Ankerplatten (l¹"',., l·¹-¹-,.... ) eines /jeden Ho lmv erbind ungsankers (l) wit einer geschlossenen Hülse (5.) umgeben sind /die ober-" und unterends am Holinverbindungsanker. "(l).: abgestützt ist und da3 alle Hülsen (5) "zusammen mit den Holmen (3Λ)ί yorgespannt ein eckensteif es. Pressengestell bilden und "daß'die. . Hülsen (5) im Bereich des taufholms (9) unter" einem winkel von 90° ²^r Pressenmittenachse: geneigt; angeordnete,.-^n sich. bekannte Führungen^(l7) aufweisen> an--denen der Laufholm; (9) ifiit- entsprechend geneigt; ^angeordneten Führungen (;l8) abgestützt ist und daß der^: Ajitriebsplunger .(13,7); bzw, bei . vorzugsweise drei vorgesehenen Plungern der mittlere ,Plunger. (13/7) biegesteif im Lauf holm (9) -angeordnet- ist und daß . dieser Antriebsplunger zusätzlich im Bereich seiner Längenrnitte im Aj)triebszylinder (l4): an einer getrennt von der Stopfbuchse (19) ariceOroneten.irührungsbuchse (Q) abgestützt ist, die am nicht an der Blähung des "Antriebszylinders teilnehmenden Standort des Antriebszylinderraumes angeordnet ist.

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