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Schmiedemaschine zum Pressen und Schlagen von Formstücken Die Erfindung
betrifft eine'Schmiedemaschineg die-Zur Formgebung von Präge-, Tiefzieh- und Gesenkteilen
-dient, wobei diese Formgebung sowohl durch statischen Freßdruck als auch durch
dynamische Fallarbeit#eines Schmiedebären erfolgen kann. Hiebet sollen einzelne
Werkstücke entweder durch Schlagen oder durch Pressen bearbeitet werden können;
es soll aber auch--möglich seing, die Bearbeitung einzelner 'Verkstücke-in abwechselnder
Freß- und Schlagfolge durchführen zu,können, wobei-der Wechsel Pressen/Schlagen
möglichst rasch erfolgea-a.oll.
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Es sind sowohl statische hydraulische Pressen .ale auch hydraulische
Fallhämmer bekannt. Beim Pressen wird der Druck des hydraulischenMediums über eine-n-iaeinem
Zylindeg geführten Preßkolben direkt au:t das zu bearbeitende Werl#.,otUck übertragen.
Beim Anetellen wird das hydraulieche Medium nachgepumpt und der Kollen-nac h unten
gefgärt" Nach Beendigung das Proß-vorg&ngeo wird d-er Preß-, kolbenp
z.B. durch hydrauliech-e.Druckeinwirkung, -au:Z äeine
ringförmige
Unterseite, wieder gehoben, wobei hydraulisches Medium aus dem Preßzylinderraum
nach oben ausgedrückt wird. Sollen solche Pressen schnell arbeiten, so ist für einen
raschen Aus- und Einfluß der Preß- und der Rückstellmenge d6s hydraulischen Mediums
zu sorgen. Da die Hübe.sehr klein sind, macht dies in der Regel keine Schwierigkeiten:
Fallhämmer mit hydraulischem Rückzug umfassen einenFallbären, der mittels eines
Bärenschlosses an einer Kolbenstange aufgehängt ist. Das Aufziehen des Kolbens erfolgt
auch hier hydraulisch. Da der Hammer über eine große Höhe fallen muß, ist es notwendig,
die Aufzugsflüssigkeit rasch auszustoßen. Je geringer die.Menge der auszustoßenden
Flüssigkeit ist, umso schneller kann die Schlagfolge sein.
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-,Zum Unterschied von den hydraulischen Fressen .sind bei-den hydraulischen
Hämmern die Kolben viel kleinerdimensioniert,-weil nur das Gewicht des Hammers beim
Auf-,zug zu überwinden ist. Die vom hydraulischen Medium nicht beaufschlagte Seite,
also die obere Seite des Kolbens, ist entweder drucklos oder arbeitet gegen eiren
f edernden Luftpolster; beim Fallen braucht vom Kolben also kein flüssiges
DIedium nachgesaugt zu werden, so daß die Fallenergie nicht gebremst wird.
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Es sind weiters schon Maschinen bekannt geworden, sogenannte Tiefziehschlagpressen,
die die Funktion sowohl -des Preasens als auch des Schlagens ausüben können. Solche
bekannte Xaschinen bestehen aus einem Gestell, welches aus einem oder mehreren Ständern
gebildet ist, in dem ein Hauptpreßzylinder
angeordnet ist, in welchem
ein-Preß-kolben geführt ist* dessen Stirnseite-hydräulisch beaufschlägt ist. Der
Preßkolben ist mit dem Schmiedebären verbünden, welcher seinerseits iln Gestell
geführt ist..-Beim Preßvorgang wird in den Pr-eßzylinder hydraulisches-Medium eingeführt,
der Hammer an das Werkstück angestellt und sodann das hydraulische Medium unter
Druck gesetzt. Im Zuge des Preßvorganges wird Preßflüssigkeit nachgedrückt. Beim
Schlagvorgang wird der Preßkolben durch Verdrängung des hydraulischen Mediums aus
dem-Preßzylinder gehoben-und aus der obersten Stellung.fallengelassen. Da,jedoch
beim Fallvorgang der gesamte :Preßzyl-inder mit
Öl wieder gefüllt3 also eine
große Flüssigkeitsmenge während des Fallens nachgesaugt werden muß, ist-es verständlich.,
daß ein großer Teil der Fallenergie verlorengeht.-Auch bei großer Dimensionierung
der Ventile sind nur kleine Fallhöhenp e twa in derGrUßenordnung von
25 cm,
möglich; Weitere entstehen an den Ventilen durch den raschen Durähfluß des hydraulischen
Mediums Kavitationserscheinungen. Ein weiterer Nachteil der bekannten-Masch-inen
dieser Art besteht darin, daß beim Aufschlagen des Hammers die ganze Konstruktion
erschüttert wird, was besonders den Ventilen und de-Di-Zylinder abträglich ist,
Die Erfindung.bezweckt die Vermeidugn,dergeschilderten Nachteile und Schwierigkeiten.
Sie geht aus von einer Schmiedemaschine zum- Pressen und Schlaigen von Formstücken
mit'einem Schmiedebären, der mit einem in-
| einem Hauptpreßzylinder geführten Preßkolbön verbunden iot2 |
| wobei die Stirnfläche des Kolbens durch ein in den,
zy3.:LL-Am# |
.einführbares hydraulisches Medium beaufschlagbar ist, und ist
dadurch gekennzeichnet,-daß der Freßkolben als höhler Zylinder ausgebildet ist,
in dem ein Hilfskolben freibeweglich gleitbar ist. Die Bewegung des Hilfskolbens
wird hierbei ausschließlich von dem darüber befindlichen hydraulischen Medium eingeleitet.
Der Boden des hohlen Preßkolbens weist eine oder mehrere, vorzugsweise regelbare
Bohrungen zum Ein- und Auslaß von Luft auf, denen gegebenen-,falls Luftfilter vorgeschaltet
sind. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist es also nicht notwendig, daß während-des
Fallens des Hammers der Preßzylinder über seine ganze Höhe mit hydraulischem Medium
gefüllt wird, sondern der schwebende Hilfskolben, der durch die Luftbohrungen im
Boden Luft nachzieht, bewegt sich bei konstantbleibendem Volumen des Mediums im
Preßzylinder während des Fallens des Preßkolbens mit dem Hammer entgegen der Fallrichtung.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schmiedebär
mittels eines Bärenschlosses mit der Kolbenstange des Preßkolbens verbunden, wie
es an sich bei hydraulischen Fallhämmern bereits bekannt ist, auf welche Weise Erschütterungen
der Maschine im hydraulichen Teil vermieden werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist an einem Ausführungsbeispiel. in der
Zeichnung näher erläutert.
zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt der Maschine während eines Preßvorganges
in.Ruhelage, d.h.-in der obersten Stellung des Schmiedebären. Fig. 2 zeigt einen
Vertikalschnitt der Maschine beim Preßvorgang und.Fig. 3 beim Schlagvorgang.
An
einem oder mehreren Ständern 1 ist der Hauptpreßzylinder 2 befestigt" der
mit einem Deckel 3 nach oben abgeschlossen ist und seitliche Bohrungen 4,
5-aufweist. Im Deckel 3 des Zylinders sind regelbare Ein- und Auslaßventile
6 und 7 und ein zusätzliches Sicherheitsv-entil 8
vorhanden.
Im Preßzylinder 2 ist der Preßkolben, der allgemein mit 9 bezeichnet ist,
gleitbar angeordnet.---Er ist erfindungsgemäß hohl'ausgebi-Idet, besteht also aus
einem nach oben zu offenen Zylinder, der einen bundförmigen-Teil 10 und einen
schaftförmigen Teil 11 besitzt, so daß zwischen dem Schaft 11 und
dem Mantel des-Hauptpreßzylinder-s 2 ein Ringraum 12 ausgespart-ist, der über die
bereits bezeichneten Ventile 4 und 5 mit hydraulischem Medium gefüllt und
entleert werden kann. Im hohlen Freßkolben 9-ist-der Hilfskolben 13 frei
beweglich, sozusagen schwebend, angeordnet. Er besitzt eine verschließbare zentrale
Bohrung 1--4. Der-Boden des Freßkolbens 9, der mit 15 bez eichnet.ist,
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hält eine Anzahl v'on Bohrungen 16, die in den Innenraum
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der hohlen Kolbenstange 18 münden. Die,Kolb:eristange_ ist, wie
ersichtlich# hohlzylindrisch'ausgebild-et. In der Wand sind Bohrungen
19 vorgesehen, die dieVerbindung mit deri.Außenatmoophäre herstellen. Der
frei bewegliche Kolben 13 kann also, wenn er sich hebt, Luft durch die Öftnung-en.1-9-unddie,Kanäle
16 ansaugen und beim Senken auf dem gleichen Weg hinauadrücken. Den Kanälen
16 können nicht dargestellte ZuftfIlter vorgeschaltet sein. An der Kolbenetanme
18 ist mittels des Bärenochlossee-20 der Schmiedehamer oder,Bär 21 befestigt.
Das Schlog beut-ebt, wie exalottliehp aus zwei
ringförmigen federnden
Elementen 22 und 23 und einer Schloßplatte 24. Mit 25 ist ein Spiel
zwischen dem Schloß und der eigentlichen Masse des Bären bezeichnet.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Maschine Weim Freßvorgang ist die
folgende-. Der :Preßkolben 9 wird zunächst in die .Ausgangslage (Fig.
1) geführt, wobei hydraulisches Medium in den Hirigraum 12 eingeleitet wird.
sind die-Ventile 6 und 7 im Deckel 3 des Preßzylinders geschlossen.
Nach Erreichung der Ausgangslage werden auch die Ventile 4 und 5 geschlossen.
Der Bär 21 hängt mit Spiel 25-elastisch an der Kolbenstange 18. Nun wird
der Bär in die Treßstellung (Fig. 2) gebracht, indem hydraulisches Medium durch
das Vbntil 6 in den Fr',eßzylinder eingbführt wird. Gleichzeitig strömt hydraulisches
Medium über das Ventil-4 aus dem Ringraum ab. Der Hilfskolben 13 wird-in
die unterste Lage gedrückt. Sobald der Bär den Amboß-26 erreicht hat, also angestellt
ist, wird das hydraulische Medium im Freßzylinder unter Preßdruck gesetzt -und so
lang.e gedrückt, bis das Spiel 25 verschwindet.,Dann wird der hydraulische
Druck direkt auf den Schmiedebären und das Werkstück übertragen. Damit ist die nötige
Starrheit, die für eine statische hydraulische Presse erforderlich ist, -hergestellt,
ohne daß es zu einem Zwängen der Führungen 27 und des Kolbens 9 im
Zylinder 2 kommt. Der Hilfskolben 13 liegt während des ganzen Vorg anges
an den Boden 15 des Preßkolbens auf. Er bildet einen Teil der
Druckfläche für das Pressen. Der Rückzug des ICalbens erfolgt in- umgekehrter Art,
indem die Ventile 6 und 4 geschlossen und die Ventile 5 und
7 geöffnet werden. Durch
das Ventil 5 wird das hyd
raulische Medium in den Ring-#raum 12 eingepumpt und durch das Ventil
7 aus dem-?reßzylinder herausgedrückt. Nunmehr kann die Maschine entweder
den Preßvorgang von neuem beginnen oder eie kann als Hnmmer arbeiten, was in Fig.
3 veranschaulicht ist.
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Man geht wieder von.der.oberen Ausgangslage" wie in Fig.
1 dargestellt, aus. 'Die,Ventile-6,7".4"5 sind geschlossen. Durch Öffnen
de-sVentiles 4 kann :das im Ringraum 12 eingeschlo.ssene hydraulische Medium nach
außen entweichen, und der Kolben 9 samt dem angeschlossenen Bären beginnt
zu fallen. In diesem Augenblick,- also bei geschlossenen Ventilen 6 und
7, zieht'das ia-Ilreßzylinder vorhandene-hydraulische Medium den Hilfskolben
13 nach oben" wie in Fig. 3 dargestellt, wobei Luft durch die Öffnungen
19 und i6 dem Hilfskolben 13-nachströmt. Die Menge des im Preßzylinder eingeschlossenen
hydraulischen, Mediums bleibt also konstant. Es braucht während des Pallens keine
Flüssigkeit aus_ dem Vorratsbehälter nachge,-liefert zu werdän. Nach erfolgtem Schlag
wird der Bär wieder durch Öffnen des Ventils 5 und Schließen des Ventils
4 gehoben, während die Ventile 6 und 7 geschlossen bleiben. Auf diese
Weise drück t das im Preßzylinder eingeschlossene hydraulische Medium den Hilfskolb-en
13 wieder nach untene während gleichzeitig -die Luft über die-Kanäle
16 und 19 verdrängt wird, bis wieder der Zustand gemäß Fig.
1 erreicht wird.-
Zweckmäßig sind in den Luftkanälen
16 Dross-elvetitiie eingebaut, die eine Endlagendämpfung bewirken.
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CD Für den Fall, daß bei'der Bewegung des Hilfskolbens 13
so
starke Kräfte auftreten, daß er von der,Flüssigkeit' abgerissen würde, ist das Sicherheitsventil
8 vorgesehen. Dieses dffnet bei Erreichung eines bestimmten Unterdruckes
und läßt Flüssigkeit nachströmen. Das zentrale'Ventil 14 ist fUr Montagezwecke vorgesehen
und dient zum Ablassen des Öls.