DE1904998A1

DE1904998A1 - Schmiedepresse

Info

Publication number: DE1904998A1
Application number: DE19691904998
Authority: DE
Inventors: Richard Edmondson
Original assignee: National Machinery Co
Current assignee: National Machinery Co
Priority date: 1968-02-13
Filing date: 1969-02-01
Publication date: 1969-11-27
Also published as: US3508430A; JPS5020038B1; CH482475A; BE726888A; DE1904998B2

Description

Schmiedepresse Schmiedepresse Die Erfindung betrifft eine Schmiedepresse oder dergleichen, insbesondere mit einem hin- und hergehenden Schlitten, der durch hydrostatische Lager gelagert ist.
Verschiedene Arten von Schmiedepresse haben einen hin- und hergehenden Schlitten, der Werkzeuge zu und weg von damit zusammenarbeitenden Matrizen, die an dem Pressengestell befestigt sind, trägt. Derartige Pressen können horizontal oder vertikal arbeiten, eine oder mehrere Stationen aufweisen sowie einmal oder mehrere Male stauchen. In derartigen Pressenwird ein schwerer Schlitten umsteuerbar durch eine geeignete Einrichtung angetrieben und gewöhnlich auf planaren oder ebenen Schlittenlagern gelagert. Die Genauigkeit der Presse ist zu einem großen Teil durch die Genauigkeit der Lager für die Lageeinstellung des Schlittens bestimmt.
Typische Schlittenlager benötigen ein gewisses Arbeitsspiel, z.B. in Pressen mit typischen Schlittenlagern, wobei der Schlitten seitlich mindestens um das Laufspiel der Lager f-rei beweglich ist. Bisher ist ein derartiges Spiel als zulässig angesehen worden, da ein Schlitten dazu neigt, gegen die eine oder andere Seite hin zu arbeiten. Wenn jedoch eine außerordentlich hohe Genauigkeit erforderlich ist, führt ein derartiges Spiel in den Schlittenlagern zu Schwierigkeiten.
Zur Erhöhung der Genauigkeit verwenden manche Pressen vorbelastete Rugellager (vgl.z.B. US-Patentschrift 2 918 333). Da diese Lager vorbelastet sind, ist überhaupt kein Spiel vorhanden, so daß eine genauere Lageeinstellung des Schlittens möglich ist.
Derartige Lager sind jedoch nur für leichtere Pressen geeignet, da die Belastbarkeit derartiger Lager begrenzt ist.
Eine weitere Schwierigkeit tritt manchmal bei typischen Schlittenlagern insoweit auf, als eip Schlitten sich festfressen oder verklemmen kann,. nachdem die Presse angehalten worden ist, da der Schmiermittelfilm zwischen den Schlittenlagerflächen normalerweise nur aufrechterhalten wird, wenn eine Relativbewegung stattfindet. Daher ist die zu überwindende Reibung, die zum Inbewegungsetzen des Schlittens erforderlich ist, manchmal ziemlich groß, so daß es schwierig ist, die Presse in Betrieb zu setzen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schmiedepresse oder dergleichen anzugeben, die hydrostatische Lager oder dergleichen verwendet, um einen hin- und herbeweglichen Schlitten zu lagern und genau die Lage des Schlittens im Pressengestell einzustellen.
Ferner soll eine Hydraulikeinrichtung das richtige Laufspiel der Lager aufrechterhalten, selbst wenn verschiedene Pressenelemente ihre Größe infolge entweder Erwärmung oder Spannungs einwirkung ändern. Ferner soll eine besondere Einrichtung vorhanden sein, um die Verluste des für die hydrostatischen Lager verwendeten Fluids klein zu halten.
Eine Schmiedepresse gemäß der Erfindung hat einen Schlitten, der hin- und herbeweglich in einem Gestell durch hydrostatische Lager an jedem Ende des Schlittens gelagert ist. Die hydrostatischen Lager am Kopfende des Schlittens sind mit Rücklaufnuten versehen, um das Schmiermittel zum Hinterende der Presse zu leiten, wo der Sammelbehälter fürdas Lagerschmiermittel sich befindet.
Vakuumnuten befinden sich in den Lagern um die Rücklaufnuten, um Flüssigkeit zu sammeln, die aus den Rücklaufnuten austritt, so daß derartige Flüssigkeit nicht in das Vorderende der Maschine austreten und sich mit dem Werkzeugschmiermittel mischen kann Eine hydraulische Kompensionseinrichtung ist zum automatischen Kompensieren der Wärmeausdehnung der Pressenelemente oder der Abmessungsänderungen infolge Spannungseinwirkung vorhanden. Die hydrostatischen Lager sind als gegenüberliegende Paare angeordnet, so daß die Lager gegeneinander arbeiten können und eine Einheit bilden, in der die Lager wirkungsvoll vorbelastet sind, um die Genauigkeit der Schlittenlageeinstellung zu erhöhen.
Ein Ausführungsbeispiel der Schmiedepresse gemäß der Erfindung hat gegenüberliegende Paare von hydrostatischen Lagern, um den Schlitten für eine Hin- und Herbewegung in dem Rahmen zu lagern. In derartigen Lagern tritt praktisch keine zu einem Festfressen führende Reibung auf, da ein Schmiermittelfilm durch diePumpe vor Beginn der Schlittenbewegung erzeugt wird. In derartigen Lagern wird auch eine hohe Genauigkeit der Lageeinstellung des Schlittens erzielt, da die gegenüberliegenden Lager gegeneinander arbeiten und genau die Lage des Schlittens einstellen. Im wesentlichen sind derartige Lager vorbelastet. Ferner hat das betreffende Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Hydraulikeinrichtung, um eine Ausdehnung der Pressenelemente infolge Erwärmung während des Betriebs und auch infolge einer Belastung der verschiedenen Konstruktionsteile zu kompensieren.
Die Presse hat ferner eine Einrichtung, die die Verluste an Flüssigkeit klein hält, die in den hydrostatischen Lagern verwendet wird, und das Mischen des Schmiermittels für die hydrostatischen Lager mit dem Kühlmittel oder mit Schneidflüssigkeiten, die irgendwo in der Presse verwendet werden, verhindert.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig.l eine perspektivische Ansicht einer Schmiedepresse gemäß der Erfindung mit dem Schlitten in Vollinie und dem Gestell und dem Antrieb in Strichlinie; Fig.2 einen Teilquerschnitt entlang Linie 2-2 von Fig.l, woraus der Aufbau der Lager und des Kopfendes der Presse ersichtlich ist; Fig.3 einen Teilquerschnitt entlang Linie 3-3 von Fig.l, woraus der Lageraufbau am Hinterende der Presse ersichtlich ist; Fig.4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des seitlichen Lagerlaufstücks an der linken Seite des Kopfendes der Presse; Fig.5 eine perspektivische Ansicht des seitlichen Lagerlaufstücks an der rechten Seite des Kopfendes der Presse; Fig.6 eine Rückansicht des Lagerlaufstücks von Fig.4; Fig.7 eine perspektivische Ansicht eines der Lagerlaufstücke unterhalb der Auflageansätze am Kopfende des Schlittens; und Fig.8 ein Schaltbild des Hydraulikkreises für die hydrostatischen Lager der Presse.
Fig.1 zeigt schematisch eine typische Mehrstationen-Schmiedepresse mit einem Schlitten, der auf Lagern gemäß der Erfindung gelagert ist. In Fig.l ist nur der Schlitten in Volllinie abgebildet, während das Gestell und der Antrieb für die Presse in Strichlinie abgebildet sind. Es ist ersichtlich, daß zu einer derartigen Presse auch die normalen Zusatzeinrichtungen wie Ausgangswerkstoffzuführungen, Abschereinrichtungen, Transporteinrichtungen, Werkzeuge und Matrizen gehören. Derartige Zusatzeinrichtungen sind jedoch der Ubersichtlichkeit wegen nicht abgebildet.
Die Presse hat ein Gestell 10, das eine insgesamt rechteckige Form hat, und einen zentralen Hohlraum bildet, in dem din Schlitten 11 hin- und herbeweglich ist. Von dem Gestell ist eine Kurbelwelle 12 gelagert, die durch irgendeinen Motor angetrieben wird und über eine Pleuelstange 13 den Schlitten 11 hin- und herbewegt. In einer typischen Presse ist ein Matrizenamboß am Kopfende 14 des Gestells montiert und mit Matrizen versehen, die mit Werkzeugen am Kopfende 16 des Schlittens zusammenarbeiten, um den Ausgangswerkstoff in eine gewünschte Form zu verformen.
Da die spezielle Anordnung der Werkzeuge und Matrizen nicht zur Erfindung gehört, ist sie nicht abgebildet worden. Gemäß Fig.1 und 2 hat das Kopfende 16 des Schlittens 11 eine Kopfendelagereinheit, die aus drei Paaren gegenüberliegender hydrostatischer Lager besteht. In Fig.1 sind nur die Lagerlaufstücke abgebildet.
Eine vertikale Halterung des Kopfendes des Schlittens 11 wird durch zwei Paare gegenüberliegender Lager 17 und 18 vorgenommen, die an der Ober- und Unterseite von Auflageansätzen 19 befestigt sind, die von den entgegengesetzten Seiten des Schlittens vorspringen. Eine seitliche Halterung des Kopfendes des Schlittens 11 wird durch das dritte Paar von gegenüberliegenden Lagern 21 vorgenommen, die an entgegengesetzten Seitenflächen des Kopfendes 16 befestigt sind.
Der Schlitten 11 ist mit einer Brücke 22 versehen, die sich vom Kopfende 16 nach oben und über die Kurbelwelle 12 und die Pleuelstange 13 zum Hinterende 23 des Schlittens erstreckt. Die Halterung des Hinterendes 23 wird durch eine zweite hydrostatische Lagereinheit vorgenommen (am besten in Fig.3 abgebildet), die ebenfalls drei Paare von gegenüberliegenden hydrostatischen Lagern aufweist. Auch hier sind nur die Lagerlaufstücke in Fig.1 abgebildet. Eine vertikale Halterung des Hinterendes 23 wird durch das erste und zweite Paar der gegenüberliegenden Lager 24 bzw. 26 vorgenommen, die an der Ober- und Unterseite des Hinterendes 23 an entgegengesetzten Seiten der Verbindung mit der Brücke 22 befestigt sind. Eine seitliche Halterung wird durch das dritte Paar von Lagern 27 vorgenommen, die an entgegengesetzten Seitenflächen am Hinterende befestigt sind. Durch eine derartige Lageranordnung einschltßlich der hydrostatischen Lager sowohl am Kopf- als auch am Hinterende des Schlittens 11 wird eine genaue Lageeinstellung des Schlittens während seinerHin-und Herbewegung im Gestell 10 erreicht.
Fig.2 zeigt die Anordnung der Lagereinheit am Kopfende 16 des Schlittens 11. Die Elemente der Lagerpaare 17 und 18 sind ähnlich, aber entgegengesetzt angeordnet, so daß nur die Elemente des Lagerpaares 18 genauer beschrieben werden sollen, wobei ersichtlich ist, daß die Beschreibung auch für das Lagerpaar 17 zutrifft. Das Oberlager des Lagerpaars 18 hat ein Laufstück 28, das an der Oberseite des Auflageansatzes 19 befestigt ist, und ein Lagerkissen 29, das an einem Gestelldeckel 31 befestigt ist, der lösbar an dem Hauptgestell 10 befestigt ist, um einen Ausbau des Schlittens 11 zu erlauben. Das Unterlager des Paars 18 hat ein Lagerlaufstück 32, das an der Unterseite des Auflageansatzes 19 befestigt ist, und ein Lagerkissen 33, das am Hauptgestell 10 befestigt ist. Die Lagerkissen und Lagerlaufstücke können an den zugehörigen Flächen des Gestells oder Schlittens in irgendeiner Weise befestigt sein, sind jedoch vorzugsweise verschraubt. Eine derartige Verschraubung ist am rechten Seitenlager in Fig.2 abgebildet. Eine Schraube 20 ist versenkt, in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise verbleit und so nachgearbeitet, daß eine kontinuierliche Lagerfläche sich selbst über die Fläche der Köpfe der SchraubeRbrstreckt.
Gemäß Fig.1 und 2 hat jedes Lagerlaufstück 28 bzw 32 eine axiale Aussparung 34, die zur Fläche des benachbarten Kissens 29 bzw.33 offen ist. Druckflüssigkeit wird den Aussparungen 34 durch ein in Fig.7 abgebildetes Pumpensystem zugeführt, das noch genauer erläutert werden wird. Die Lagerlaufstücke 28 sind auch mit einer U-förmigen Rücklaufnut 36 versehen, die am Hinterende 37 beider Schenkel offen ist. Eine Schwelle 38 befindet sich zwischen der Aussparung 34 und der Nut 36. Die Laufstücke 28 haben auch eine U-förmige Vakuumnut 39, die um die Rücklaufnut 36 verläuft. Die Enden der Vakuumnut 39 sind geschlossen, und die Nut ist an eine Vakuumpumpe in einer noch zu beschreibenden Weise angeschlossen.
Gemäß Fig.2 und 7 haben die Unterlagerlaufstücke 32 eine L-förmige Rücklaufnut 41, die an beiden Enden 42 offen ist. Eine t Schwelle 44 des Unterlagerlaufstucks 32 befindet sich zwischen der Aussparung 34 und der Rücklaufnut 41 an zwei Seiten sowie zwischen der Aussparung 34 und der Hinter- und Außenkante des Lagerlaufstücks an den anderen beiden Seiten. Das Laufstück 32 ist auch mit einer L-förmigen Vakuumnut 46 um die Rücklaufnut 41 versehen, die ebenfalls an ihren Enden geschlossen und an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
Wenn Druckflüssigkeit den gegenüberliegenden Aussparungen 34 zugeführt wird, strömt Flüssigkeit über die Schwellen 38 und 44 zu den Rücklaufnuten 36 bzw. 41. Es ist ersichtlich, daß im Oberlagerlaufstück 38 die Rücklaufnut 36 sich nicht über die Hinterseite des Lagers erstreckt, so daß ein Teil der Flüssigkeit vom Hinterende des Lagerlaufstücks wegströmt. Ähnlich strömt beim Lagerlaufstück 32 ein Teil der Flüssigkeit entlang der Außenkante nach außen in einen Längskanal 47, der durch das Gestell 11 und das Kissen 33 gebildet ist. Das Vorderende des Kanals 47 ist verschlossen, so daß in den Kanal einströmende Flüssigkeit rückwärts in ihn zur Rückseite der Presse fließen muß. Flüssigkeit, die aus den Rücklaufnuten 36 und 41 austreten sollte, wird durch das Vakuum in den Vakuumnuten 39 und 46 gesammelt, so daß praktisch kein Schmiermittel das Vorderende der Presse erreicht. Die Verwendung der Vakuumnut vermindert ferner die Gefahr, daß das Schmiermittel einen Keil bildet, wenn die Laüfstücke sich hin- und herbewegen. Das aus den Lagern fließende Schmiermittel fließt zu deren Hinterende an einer Stelle hinter einer vertikalen Wand 48 (abgebildet in Fig.l), die das Gestell in einen Hinterabschnitt 49 unterteilt, der als Sammelbehälter für das Lagerschmiermittel dient. Die Wand 48 trennt den Sammelbehälter 49 von dem Vorder- oder Kopfende eines Rahmens 51, der als Sammelbehälter für das Werkzeugkühlmittel dient. Die verschiedenen Bauelemente sind so dimensioniert, daß das Hinterende der Rücklaufnut in allen Stellungen des Schlittens hinter der Wand 48 liegt, so daß eine Verunreinigung oder ein Durchmischen des Lagerschmiermittels und des Werkzeugkühlmittels praktisch nicht auftritt.
Die seitliche Halterung des Kopfendes 16 des Schlittens wird durch das gegenüberliegende Paar von Lagern 21 vorgenommen.
Das Lager auf der einen Seite hat ein Laufstück 52, das sicher an einer Seitenwand des Schlittens in der Nähe eines Kissens 55.
befestigt ist, das an einer Seitenwand des Gestells 10 befestigt ist. Wie am besten aus Fig.l und 5 ersichtlich ist, hat das Laufstück 52 zwei ähnliche Rechtecknuten 53 und 54, die zwei getrennte Aussparungen in dem Lager bilden. Der Mittelsbschnitt der Nuten 53 und 54 kann gewünschtenfalls ausgespart sein. Da jedoch die Nuten vollständig diese Abschnitte umschließen, ist ein Aussparen der Oberfläche nicht erforderlich, und der wirksame Raum der Aussparungen ist der Raum, der durch die Außenkanten jeder der Nuten 53 und 54 eingeschlossen ist.
Das Laufstück 52 ist mit einer ersten L-förmigen Rücklaufnut 56 versehen, die sich nach unten in der Nähe des Vorderendes des Laufstücks und an dessen Boden zu einem offenen Ende 57 erstreckt. Eine Längsrücklaufnut 58 erstreckt sich über die Aussparungen 53 und 54 zum Hinterende des Laufstücks 52 und ist an dessen Hinterende offen. Das Ende 57 der Rücklaufnut 56 ist so angeordnet, daß es sich in allen Stellungen des Schlittens hinter der Wand 48 befindet, so daß dort gesammelte Flüssigkeit nach unten in den Hinterabschnitt 49 des Gestells abtropft.
Um die Rücklaufnuten 56 und 58 sind drei Vakuumnuten 59 angeordnet, die zusammen eine U-förmige Einheit bilden. Diese Nuten können auf ihrer ganzen Länge kontinuierlich oder gewUnschtenfalls durch getrennte Schenkel gebildet sein. Die Enden der Vakuumnut 59 sind verschlossen, und die nuten sind an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Die Vakuumnuten 59 brauchen sich nicht soweit zum Hinterende des Laufstücks wie die Längsschenkel zu erstrecken, die bis zu einer Stelle verlaufen, die sich in allen Lagen des Schlittens hinter der Wand 48 befindet. Die beiden getrennten Aussparungen 53 und 54 verbessern die Längsstabilität des Lagers, da es relativ groß ist und einer beträchtlichen Keilwirkung unterliegen würde, wenn nur eine Aussparung verwendet würde.
Gemäß Fig.2,4 und 6 ist das gegenüberliegende seitliche Lager mit einer automatischen Hydraulikeinrichtung versehen, um Verbiegungen des Gestells 10 und des Schlittens 11 sowie eine Ausdehnung infolge Erwärmung oder dergleichen zu kompensieren.
Dieses Lager hat ein Laufstück 61, das sich am Schlitten 11 befindet und durch Zylinderstifte 62 festgehalten wird. Das Laufstück hat vier Rechetiihten 62-65, die symmetrisch an seiner Lagerfläche angeordnet sind. Eine L-förmige Rücklaufnut 66 er-, streckt sich nach oben entlang dem Vorderende des Laufstücks und ist an ihrem Hinterende 67 an einer Stelle offen, die sich immer hinter der Wand 48 befindet. Eine zusätzliFhe Rücklaufnut 68 erstreckt sich in Längsrichtung des Laufstücks in der Nähe seiner Oberseite. In diesem Laufstück gewährleistet eine vertikale Nut 69 eine zwangläufige Trennung zwischen den Vorder- und Hinteraussparungen, so daß die Schwellen zwischen den Paaren {von Aussparungen zwangläufig getrennt sind. Drei Vakuumnuten 71-73 sind in U-Form um die Rücklaufnut angeordnet und an ihren Enden verschlossen. Sie bilden zusammen eine U-förmige Vakuumnuteinheit, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Das Hinterende der Längsschenkel 71 und 73 erstreckt sich zu einer Stelle, die in allen Lagen des Schlittens sich hinter der Wand 48 befindet.
Gemäß Fig.6 hat die Hinterfläche des Laufstücks 61 zehn Senkungen 76, die als Zylinderbohrungen für zehn getrennte Fluidmotoren dienen. Die Bohrungen 76 sind in zwei Gruppen von fünf Bohrungen 77 und 78 angeordnet, Die beiden Gruppen 77 und 78 sind syrmnetrisch zu den Vorder- und Hinteraussparungen 62 - 65 angeordnet. In jeder Senkung 76 befindet sich ein ebener Kolben 79. Dichtungen (nicht abgebildet) verhindern eine Undichtigkeit an dem Kolben 79. Die Kolben 79 liegen an der Seitenwand des Schlittens an, und wenn Druckflüssigkeit hinterden Kolben 79 zugeführt wird, wird eine Kraft in Abhängigkeit des zugeführten Drucks erzeugt, die das Laufstück 61 gegen das Kissen 60 drückt.
Die Senkungen sind symmetrisch zu den Aussparungen angeordnet, die durch die Nuten 62-65 gebildet werden, so daß die auf das Lager ausgeübte Kraft gleichmäßig auf die Oberfläche verteilt und eine im wesentlichen gleichmäßige Filmdicke erzeugt wird.
Wenn das Gestell 10 verbogen oder infolge Erwärmung oder Spannungseinwirkung deformiert wird, erzeugt die Druckflüssigkeit in den Senkungen 76 eine Reaktionskraft, die das Laufstück 61 gegen sein zugehöriges Kissen drückt , um die richtige Vorbelastung der Anordnung aufrecht zu erhalten. Öffnungen 81 in den Senkungen von Längsverbindungskanälen 80 sind vorzugsweise klein ausgebildet, so daß sie eine gedrosselte Strömungsverbindung bilden.Diese Drosselung dient zum hydraulischen Sichern der Fluidmotoren gegen eine schnelle Bewegung infolge impulsartiger Belastung, die auftreten könnte, während die Werkzeuge an den zu schmiedenden Werkstücken angreifen. Sie beeinflussen jedoch nicht die Fähigkeit der Fluidmotoren, die stationäre Ausdehnung oder Verbiegung zu kompensieren. Da das Hinterende 23 des Schlittens 11 sich immer in dem Raum über dem Hinterabschnitt 49 des Gestells befindet, brauchen keine Rücklaufnuten oder Vakuumnuten vorgesehen zu sein, um das Lagerschmiermittel zu sammeln. Gemäß Fig.l und 3 sind die Lagerpaare 24 und 26 ähnlich, aber gegenüberliegend angeordnet, und jeweils mit Laufstücken 82 mit Längsaussparungen 83 versehen, die an die Pumpe angeschlossen sind und mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Unterkissen 84 sind mit dem Gestell 10 direkt verschraubt, während Oberkissen 86 lösbar an Gestellplatten 87 befestigt sind. Das seitliche Lagerpaar 27 hat ähnliche, aber gegenüberliegende Laufstücke 88 an dem Schlitten und Kissen 89 an dem Gestell. Die Laufstücke 88 sind mit Rechtecknuten 90 versehen. Das Lagerschmiermittel für die Hinterlager strömt nur an den Schwellen der entsprechenden Lager vorbei und tropft nach unten in den Hinterabschnitt 49, der als Sammelbehälter für das Lagerschmiermittel dient.
Fig.8 zeigt ein Schaltbild des Hydraulik- und Vakuumkreises der Lageranordnung. Eine Pumpe 91 hat einen Einlaß, der an dem durch den Hinterabschnitt 49 gebildeten Sammelbehälter angeschlossen ist. Ein Hochdruckauslaß 95 der Pumpe ist über einen Filter 92 an ein Regelüberströmventil 93 angeschlossen, das einen vorbestimmten Speisedruck aufrechterhält. Für das abgebildete Ausführungsbeispiel beträgt dieser Druck etwa 17,5 at(250 psi).
Das überströmventil leitet überschüssige Flüssigkeit über eine Rückleitung 94 zum Sammelbehälter 49 zurück. Die Pumpe 91, das Filter 92 und das Überströmventil 93 sind vorzugsweise am Gestell 10 der Presse befestigt und mit einem Verteiler 96 am Schlitten 11 durch eine flexible Druckleitung 97 verbunden. Vom Verteiler 96 strömt die Druckflüssigkeit zu vier Verzweigungen 98 - 101. Die Verzweigung 98 befindet sich in der Versorgung der Laufstücke 28 und 32 an einer Seite des Schlittens und des Laufstücks 52. Die zweite Verzweigung 99 befindet sich in der Versorgung der Laufstücke 28 und 32 an der anderen Seite des Schlitzes und auch in der Versorgung der Senkungen 76 des Laufstücke 61. Die dritte Verzweigung 100 befindet sich in der Versorgung der Aussparungen 62-63 des Laufstücks 61. Die vierte Verzweigung 101 befindet sich schließlich in der Versorgung der Laufstücke 82 und 88 am Hinterende des Schlittens.
Der Verteiler 96 ist mit den Verzweigungen 98 - 101 über relativ dicke Leitungen verbunden, so daß ein relativ niedriger Druckabfall zwischen dem Verteiler und den entsprechenden Verzweigungen auftritt. Die Aussparungen der Laufstücke 28,32,52,61, 82 und 88 sind jeweils getrennt mit den entsprechenden Verzweigungen durch Kapillarröhrchen 102 verbunden. Jedes Kapillarröhrchen hat eine solche Größe und Länge, daß es den gewünschten Strömungswiderstand erzeugt. Jedes Laufstück ist-mit einer Längsbohrung 105 versehen, die die zugehörige Aussparung mit dem zugehörigen Kapillarröhrchen 102 verbindet. Die Verzweigung 99 ist mit den Senkungen 76 über relativ dicke Leitungen 103 verbunden, so daß praktisch kein Druckabfall in diesen auftritt. Die Leitungen 103 sind jedoch mit jeder Senkung 76 über eine Drosselöffnung 81 (abgebildet in Fig.6) verbunden, so daß jede Senkung und ihr zugehöriger Kolben im wesentlichen hydraulisch gegen eine schnelle Bewegung gesichert sind.
Eine Vakuumpumpe 104 ist mit einem Vakuumschlitz über eine flexible Leitung 106 an eine Verzweigung 107 am Schlitten 11 angeschlossen. Vorzugsweise sind die Vakuumpumpe und die Schmiermittelpumpe 91 eine einfache oder kombinierte Einheit (wie in Fig.l abgebildet), die das Schmiermittel unter Druck setzen und das von der Anordnung erforderliche Vakuum erzeugen kann. Die Verzweigung 107 ist über Leitungen 108 mit den Vakuumnuten in den Laufstücken 28, 32, 52 und 61 verbunden. Da ein Vakuum für die Hinterlager nicht erforderlich ist, sind diese nicht an die Verzweigung 107 angeschlossen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden die Drucke der verschiedenen Teile des Hydrauliksystems gemessen. Es wurde festgestellt, daß der Druck in der Verzweigung 98 etwa 17,0 at (242 psi) und der Druck in der Verzweigung 99 etwa 17,3 at(246 psi) und der Druck in der Verzweigung 100 etwa 17,4 at (248 psi) betrug. Wenn Gleichgewicht erreicht wurde, betrug der Druck in der Aussparung 34 des Laufstücks 32 des Paars von Lagern 18 8,15 at (116 psi), während der Druck in der zugehörigen Aussparung 34 des Laufstücks28 an der rechten Seite (gesehen in Fig.2) 6,6 at (94 psi) betrug. Der entsprechende Druck in den Aussparungen 34 an dem linken Paar von Lagern 17 betrug 9,5 at (135 psi) für das untere Laufstück 32 und 7,95 at (113 psi) für das obere Laufstück 28. Das Laufspiel zwischen den gegenüberliegenden Lagern beträgt vorzugsweise 12,5/100 - 25/100 von 1 mm (5/1000-10/1000 von 1) Gesamtspiel.
Beim Betrieb bewirkt der Druck der Flüssigkeit in den Laufstücken 32, daß der Schlitten leicht von den Kissen 33 angehoben wird, so daß die oberen Laufstücke 28 näher zu den Kissen 29 kommen. Eine sehr leichte Bewegung ändert stark die Strömung durch das Lager, da die wirksame öffnung, die durch das Lager entlang der Schwelle ausgebildet wird, relativ lang ist. Daher bewirkt eine sehr kleine Bewegung eines Laufstücks zu oder weg von seinem zugehörigen Kissen eine starke Druckänderung in den Aussparungen, da der Druckabfall in den Kapillarröhrchen 102 sich mit der Strömung ändert. Es ist in der Praxis festgestellt worden, daß die Gleichgewichtslage des Schlittens sich nur sehr wenig verschiebt, selbst wenn relativ große Änderungen in der Kraft auftreten, die von den Lagern aufgenommen wird. Das Gewicht des Schlittens fördert die Einstellung des zu erreichenden Gleichgewichts, wenn die Unterlager unter den Auflägeansätzen 19 unter einem höheren Druck als die Oberlager stehen, Wenn die Belastung nach unten des Schlittens sich so ändert, daß der Schlitten nach unten bewegt werden würde, nimmt die wirksame Öffnung über der Schwelle der Laufstücke 32 stark ab, so daß eine Verringerung der Strömung und ein Druckanstieg in den Aussparungen 34 der Laufstücke die Folge ist. Gleichzeitig wird die wirksame Öffnung über der Schwelle der Laufstücke 28 größer, so daß die Strömung ansteigt, was einen größeren Druckabfall in den zugehörigen Kapillarröhrchen 102 verursacht. Das bewirkt einen Druckabfall in den Aussparungen 34 in den Laufstücken 28. Da die Drücke in den gegenüberliegenden Laufstücken sich in entgegengesetzter Richtung ändern, tritt eine sehr kleine Bewegung auf, bevor das Gleichgewicht wieder erreicht wird, selbst wenn relativ große Belastungsänderungen stattfinden. Die Lager nehmen also eine genaue Lageeinstellung des Schlittens relativ zum Gestell vor.
Eine ähnliche Wirkung zeigen die seitlichen Lager. Eine automatische Kompensation der Deformierung des Gestells wird jedoch durch die Verwendung der Hydraulikmotoreinheit erreicht, die durch die Senkungen 76 und die zugehörigen Kolben 79 gebildet wird. Wenn die Anordnung unter Druck gesetzt wird, wird eine Kraft auf das Gestell ausgeübt, die zu einem Spreizen der Seiten neigt. Das könnte zu einer Ungenauigkeit der Lageeinstellung des Schlittens oder zu einem Verlust an Wirksamkeit der Lager führen, wenn nicht die durch die Hydraulikmotoren erreichte Nachlaufbewegung vorgenommen würde. Die Hydraulikmotoren halten das Laufstück 61 in der Nähe von seinem Kissen 61 und das gewünscht kleine Spiel in den seitlichen Lagern aufrecht. Da die Öffnung 81 dazu dient, eine schnelle Bewegung des Kolbens 71 zu verhindern, erzeugt eine Impulsbelastung während des Schmieden8 inne größere seitliche Bewegung des Schlittens.
In dem beschriebenen Ausfßhrungsbeispiel der Presse stellte sich der Druck in den beiden Aussparungen 53 und 54 auf 6,47 at (92 pri) und 8,57 ru(123 psi) ein, während der Druck in den vier Auggparungen 62 - 65 zwischen 8,92 at (127 psi) und 9,27 at (132 psi) lag. Die kleine Differenz zwischen den Drucken in den Aussparungen 62 - 65 zeigt die Wirksamkeit der Betätigungseinrichtungen bei dem Aufrechterhalten einer gleichmäßigen Filmdicke zwischen dem Laufstück 61 und dem Kissen 60.
Die Verwendung des hydraulischen Nachlaufs zur Kompensation einer Verspannung des Gestells für die seitlichen Lager ist wünschenswert, da ofttelativ große Seitenkräfte auftreten und der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen des Gestells relativ groß ist. Da die Lager, die die vertikale Bewegung aushalten, eng benachbart sind, ist der Einfluß der Wärme nicht besonders groß und daher eine automatische Kompensation der Wärmeausdehnung nicht erforderlich. Ferner ist die Steifheit des Gestells über eine derartige große Spannweite größer als die Steifheit zwischen den in größerem Abstand voneinander getrennten Seiten.
Eine Kompensation der Wärmeausdehnung am Hinterende des Schlittens ist ebenso wenig erforderlich wie eine Kompensation einer Verspannung des Gestells. Die am Hinterende auftretende Wärme ist nicht so groß wie die am Kopfende auftretende Wärme, und die vertikalen und seitlichen Kräfte am Hinterende des Schlittens sind relativ klein im Vergleich zu den Kräften am Kopfende.
Bei der praktischen Erprobung ist festgestellt worden, daß eine größere Genauigkeit des Schmiedens durch einen Schlitten erreicht werden kann, der durch Lager gemäß der Erfindung gelagert ist, als es bisher mit üblichen Schlittenlagern möglich war. Die gegenüberliegenden Lager arbeiten als vorbelastete Lager, so daß kein freies Spiel in den Lagern auftritt. Ferner wird ein Festfressen im wesentlichen vermieden, da der Lagerfilm durch die Druckquelle vor Beginn der Schlittenbewegung erzeugt wird.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 0 Schmiedepresse mit einer Gestelleinheit und mit einer Schlitteneinheit, g e k e n n z e i c h n e t durch mehrere gegenüberliegende Fluiddrucklager (17,18,21,24,26,27), die zusammen die Schlitteneinheit (11) in der Gestelleinheit (10) gegen eine seitliche Verschiebung und für eine lineare Hin-und Herbewegung lagern und jeweils ein Lagerlaufstück (28, 32,52,62,82,88) an der Schlitteneinheit auf einem Gegenlagerkissen (29,33,55,60,84,86,89) auf der Gestelleinheit haben, durch eine Pumpeinrichtung (91), die zur Zufuhr von Druckfluid zu jedem Lagerlaufstück betätigbar ist, um einen Fluidfilm zwischen jedem Lagerlaufstück und dessen zugehörigem Lagerkissen aufrecht zu erhalten, und durch eine Belastungseinrichtung (76,79) zwischen mindestens einem (21) der Lager und den Einheiten, die dessen Lagerkissen (60) und Lagerlaufstück(61) mit einer minimalen vorbestimmten Kraft gegeneinanderdrückt, um eine im wesentlichen konstante Filmdicke in dem einen Lager (21) und dem dazu gegenüberliegenden Lager (21) zu erzeugen, selbst wenn die Abmessungen der Einheiten sich ändern.
2. Schmiedepresse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Belastungseinrichtung eine Expansionskammer-Motoreinrichtung (76,79) hat, die mit Fluid unter im wesentlichen konstantem Druck versorgt wird.
3. Schmiedepresse nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das der Motoreinrichtung (76,79) zugeführte Fluid eine Flüssigkeit ist, und daß eine Drosseleinrichtung (81) vorhanden ist, um die Flüssigkeitsströmung von der Motoreinrichtung zu begrenzen, wenn die Motoreinrichtung Lastimpulsen ausgesetzt wird, so daß die Motoreinrichtung im wesentlichen starr gegenüber Kraftimpulsen wirkt.
4. Schmiedepresse nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Pumpeinrichtung (91) Druckflüssigkeit jedem Lagerlaufstück (28,32,52,61,82,88) zuführt.
5. Schmiedepresse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Lagerlaufstück (61) des einen Lagers (21) mit mehreren getrennten Aussparungen (62,65, Fig.4) versehen ist, die jeweils getrennt an die Pumpeinrichtung (91) angeschlossen sind, und daß die Belastungseinrichtung (76,79) so relativ zu den Aussparungen angeordnet ist, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen dem Lagerlaufstück (61) und dem Lagerkissen (60) des einen Lagers aufrecht erhalten wird.
6. Schmiedepresse nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Belastungseinrichtung mehrere Expansionskammer-Hydraulikmotoren (56,79) zwischen den Schlitteneinheiten (11,16) und dem Lagerlaufstück (61) des einen Lagers (21) hat, und daß durch die Pumpeinrichtung (91) jedem Motor Druckflüssigkeit zuführbar ist.
7. Schmiedepresse nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t durch getrennte Strömungsdrosseleinrichtungen (31) zwischen der Pumpeinrichtung (91) und mindestens einem der ExpansionskaNmermotoren (76,79).
8. Schmiedepresse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Schlitteneinheit (11) durch eine getrennte Lageranordnung an ihren Enden (16,23) gelagert und durch eine zwischen ihren Enden angeordnete Pleuelstange (13) antreibbar ist, und daß jede Endlageranordnung drei Paare gegenüberliegender hydrostatischer Lager <17,18,21; 2i,26,27) hat, von denen zwei Paare (17,18;24,26) an entgegengesetzten Seiten der Schlitteneinheit (11) und im wesentlichen parallel zu einer ersten Ebene liegen, während das dritte Paar (21,27) senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist.
9. Schmiedepresse nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das eine Lager eines des dritten Paars von Lagern (21) am Kopfende (16) der Schlitteneinheit (11) ist.
10. Schmiedepresse nach Anspruch 1, mit einem Gestell, mit einem idem Gestell hin- und herbeweglichen Schlitten, wobei der Schlitten und das Gestell zusammen ein Kopfende der Presse, an dem Werkzeuge und Matrizen zur Bearbeitung von Ausgangswerkstoff montierbar sind, und ein Hinterende entgegengesetzt zu dem Kopfende bilden, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Antrieb (12,13), der mit dem Schlitten (11) zwi schen dessen Enden gekuppelt ist, um den Schlitten hin- und herzubewegen, durch hydrostatische Lager (17,18,21) an dem Kopfende (16) des Schlittens, die den Schlitten für eine lineare Hin- und Herbewegung in dem Gestell (10) lagern und Lagerlaufstücke (28,32,52,61) und Gegenlagerkissen (29,33,45, 60) haben, und durch eine Hydraulikpumpeinrichtung (91), wobei die Lagerlaufstücke jeweils eine Aussparung (34,53,54, 62-65), die mit Druckflüssigkeit von der Pumpeinrichtung versorgt wird, eine jede Aussparung umgebende Schwelle (38,44), eine Rücklaufnut (36,41,56,58,66,68) an der zu der Aussparung entgegengesetzten Seite der Schwelle zum Sammeln von an der Schwelle vorbeiströmender Flüssigkeit sowie eine Vakuumnut (39,46,59,71-73) um die Rücklaufnut haben, die auf Vakuum gehalten werden kann, um aus der Rücklaufnut austretende Flüssigkeit zu sammeln.
11. Schmiedepresse nach Anspruch 10,-d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Gestell (10) mit einer Wandeinheit (48) versehen ist, die das Kopfende (51) des Gestells von dessen Hinterabschnitt (49) trennt und das Werkzeugkühlmittel in dem Kopfende vom Lagerschmiermittel in dem Hinterabschnitt trennen kann, und daß die Rücklaufnuten (36,41, 56,58,66,68) zu dem Hinterabschnitt offen und von dem Kopfende isoliert sind.
12. Schmiedepresse nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Schlitten (11) in horizontaler Richtung hin- und herbeweglich ist, und daß die Enden der Rücklaufnuten (26,41,56,58,66,68) in allen Lagen des Schlittens zu dem Hinterabschnitt (49) offen und über diesem angeordnet sind.
13. Schmiedepresse nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß durch die Pumpeinrichtung (91) Lagerschmiermittel von dem Hinterabschnitt (49) rückführbar und unter Druck den hydrostatischen Lagern(17,18,21) zuführbar ist.
14. Schmiedepresse nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß gegenüberliegende hydrostatische Lager (17,18,21) an dem Kopfende vorhanden sind und jeweils ein Lagerlaufstück (28,32,52,61) an dem Schlitten (11) und ein Lagerkissen (29,33,55,60) an dem Gestell (10) haben, daß eine Hydraulikmotoreinrichtung (76,79) zwischen mindestens einem Lagerlaufstück (61) und dem Schlitten (11,16) angeordnet ist, die dasLagerlaufstück gegen dessen zugehöriges Lagerkissen. (60) drückt, und daß durch die Pumpeinrichtung (91) Druckflüs'sigkeit der Hydraulikmotoreinrichtung zuführbar ist.
15. Schmiedepresse nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das eine Lagerlaufstück (61) mehrere getrennte Aussparungen (62-65, Fig.4) hat, die getrennt an die Pumpeinrichtung (91) angeschlossen sind, und daß die Hydraulikmotoreinrichtung (76,79) das Lager (21) so belastet, daß ein konstanter Abstand zwischen dem einen Lagerlaufstück und dessen zugehörigem Lagerkissen (60)gewährleistet wird.
16. Schmiedepresse nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß jeder Aussparung (62-65,Fig.4) eine eigene Hydraulikmotoreinrichtung (76,79) zugeordnet ist.
17. Schmiedepresse nach Anspruch 16, g e k e n n z e i c h n e t durch Strömungsdrosseleinrichtungen (81) zwischen der Pumpeinrichtung (91) und der Hydraulikmotoreinrichtung (76, 79), um deren Bewegung bei auf das eine Lager (21) ausgeübten Lastimpulsen zu begrenzen.
18. Schmiedepresse nach Anspruch 17, g e k e n n z e i c h n e t durch eine eigene Strömungsdrosseleinrichtung -(81) für jede Hydraulikmotoreinrichtung.
19. Hydrostatisches Lager nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c hn e t durch ein planares Lagerkissen (29,33,45,60,84,86,89), durch ein planares Lagerlaufstück (28,32,52,61,82,88), durch eine Aussparung (34,53,54,62-65,83,90) in dem Lagerlaufstück, die von einer Schwelle (38,44) umgeben ist, durch eine Pumpe (91), die zur Zufuhr von Druckflüssigkeit zu der Aussparung betätigbar ist, durch eine Drosseleinrichtung (81) zwischen der Pumpe und der Aussparung, durch eine Rücklaufnut (36,41,56,58,66,68) in dem Lagerlaufstück entlang mindestens eines Teils der Schwelle entgegengesetzt zu der Aussparung, wobei die Rücklaufnut zu der Pumpe offen ist, durch eine Vakuumnut (39,46,59,71-73) in dem Lagerlaufstück entlang der Seite der Rücklaufnut entgegengesetzt zu der Schwelle, und durch eine Vakuumpumpe (104), die ein Vakuum in der Vakuumnut aufrechterhält, um Flüssigkeit zu sammeln, die durch die Rücklaufnut strömt, um derartige Flüssigkeit zu der Pumpe zurückzuführen.