DE1917511A1

DE1917511A1 - Hydraulischer Antrieb fuer Schmiedemaschinen

Info

Publication number: DE1917511A1
Application number: DE19691917511
Authority: DE
Inventors: Heinz-Hermann Birkhoven; Horst Schenk; Friedhelm Wuertz
Original assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1971-01-07
Also published as: JPS491144B1; BE748485A; DE1917511C3; FR2038270A1; FR2038270B1; DE1917511B2; GB1302095A; AT295283B

Description

Dipl.-lng. H. Sauenland ■ Dr.-lng. R. König Patentanwälte · 4odd Düsseldorf · Cecilienallee ve -Telefon 43S7 3a

Unsere Akte: 24 574 3. April 1969

Be/J

Maschinenfabrik Sack G.m.b.H., 4000 Dusseldorf-Rath,

Wahlerstraße 2-8 '

"Hydraulischer Antrieb für Schmiedemaschinen"

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb für Schmiedemaschinen mit mehreren, den das strangförmige Werkstück umgebenden und den Werkstückquerschnitt durch seitlichen Druck reduzierenden Schmiedesätteln zugeordneten Arbeitszylindern.

Eine derart beschaffene Maschine geht aus der deutschen Patentschrift 449- 558 als bekannt hervor. Hierbei werden die die Arbeitskolben aufnehmenden Arbeitszylinder mit einem Betriebsmittel beaufschlagt, so daß sich die Arbeitskolben und damit die Schmiedesättel in Richtung der Zylinderachsen bewegen. Nach Ablassen des Betriebsmittelskönnen die Druckkolben und die mit ihnen verbundenen Schmiedesattel unter dem Einfluß einer Feder oder einer entsprechenden Gegenkraft in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht werden.

Eine wesentliche Anforderung bei solchen hydraulischen Steuersystemen ist der Gleichlauf der Arbeitszylinder, da andernfalls keine genauen Schmiedemaße eingehalten werden können. Der erforderliche Gleichlauf der Arbeitszylinder bereitet in der Praxis erhebliche Schwierigkei-

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ten, da hydraulische Zylinder und Steuerelemente in aller Regel innere Verluste aufweisen,, wodurch naturgemäß ein Fehler des Gleichlaufs bewirkt wird. Auch kommt es häufig vor, daß zunächst der gewünschte Gleichlauf erreicht wird, jedoch nach längerer Betriebszeit durch Verschleiß von Zylindermanschetten Schwierigkeiten auftreten. Außerdem führen unterschiedliche Anlaufzeiten der einzelnen Arbeitszylinder zu einem ungleichmäßigen Arbeitsverhalten der ihnen zugeordneten Schmiedesättel. Dadurch kann auch das auf der Schmiedemaschine gefertigte Werkstück nicht mit der gewünschten Genauigkeit hergestellt werden.

Es ist zwar schon eine Schmiedepresse zum Herstellen von komplizierten Werkstücken, wie beispielsweise Armaturen mit mehreren seitlichen Anschlußstützen, bekannt geworden, bei der durch ein Pumpwerk ein weitgehender hydraulischer Gleichlauf erreicht wird. Dieser Gleichlauf bezieht sich aber nur auf die zur Bildung der Hohlräume der Anschlußstutzen dienden Werkzeugdorne, nicht aber auch auf das zum eigentlichen Schmieden der Armaturen unbedingt erforderliche Werkzeug, welches aus einem festen Werkzeugunterteil und einem durch einen besonderen Klemmzylinder angetriebenen Werkzeugoberteil besteht. Für die Steuerung und Druckhaltung dieses Zylinders ist ein Ölspeicher mit einer Druckpumpe erforderlich. Schließlich wird bei der bekannten Presse der Rückhub aller Zylinder der Werkzeugdorne gleichfalls von dem Pumpwerk her synchronlaufend eingeleitet, wodurch sich eine komplizierte und daher kostenaufwendige sowie gegen Beschädigungen leicht anfällige Konstruktion ergibt. '[ . .

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zur Erzie-

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lung eines Gleichlaufs zwischen den Arbeitszylindern einen hydraulischen Antrieb für Sehmiedemaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher und platzsparender Bauweise die Einhaltung genauer Schmiedemaße garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitszylinder je mit einem Pumpzylinder verbunden sind, deren mechanisch miteinander verbundenen Kolben gemeinsam mit einem sie periodisch ein- und ausfahrenden Antriebsaggregat gekuppelt sind,.und daß ferner die Kolben der Arbeitszylinder auf ihrer RUckzugseite unter Wirkung einer im wesentlichen konstanten Rückzugkraft stehen. Das Antriebsaggregat kann aus einem einhübigen Kurbeltrieb und einem von diesem bewegten, gleichzeitig an den Kolbenstangen sämtlicher Kolben angreifenden Joch bestehen. Während ein solcher Kurbeltrieb in erster Linie für kleinere Sehmiedemaschinen ge-• /dacht ist, eignet sich für größere Sehmiedemaschinen besser ein Antriebsaggregat, welches aus zwei antriebsmäßig miteinander verbundenen Kurbeltrieben besteht, von denen jeder auf ein an den Kolben der paarweise zusammengefaßten Pumpenzylinder angreifendes Joch einwirkt. In diesem Pail können nämlich die einzelnen Kurbeltriebe in ,direkter Nähe der Arbeitszylinder der Schmiedemaschine angeordnet werden, so daß die zwischen den einzelnen Arbeitszylindern und ihren zugehörigen Pumpzylindern vorhandene Flüssigkeitssäule kleingehalten werden kann.

Mittels.der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung läßt sich ein sehr guter Gleichlauf der Arbeitszylinder bzw. der die Schmiedesattel unter Druck setzenden Arbeitskolben erzielen. Der auf die vorbeschriebene Weise erzielte -.,Gleichlauf.,wird dadurch bewirkt, daß alle Pumpkolben

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über das gemeinsame oder das ihnen jeweils zugeordnete Joch gleichmäßig von dem zugehörigen Kurbeltrieb angetrieben werden. Hierdurch wird bei dem Vorwärtshub des Kurbeltriebs in jedem Pumpzylinder eine gleich große Druckmittelmenge in den jeweils zugehörigen Arbeitszylinder verdrängt und damit jeder Arbeitskolben gleichmäßig mit Druck beaufschlagt.

Um auch bei der Rückwärtsbewegung der Arbeitskolben bzw. dem Rückzughub des Kurbeltriebs zwischen den Arbeitskolben und den Pumpzylindern die notwendige kraftschlüssige Verbindung aufrechtzuerhalten, werden die Rückzugseiten der Arbeitszylinder unter konstanter Druckbeaufschlagung gehalten. Im Falle einfachwirkend ausgebildeter Arbeitszylinder sind deren Rückzugseiten an den Schmiedesätteln angelenkte Rückzugzylinder mit konstanter Druckbeaufschlagung zugeordnet. Der beispielsweise mittels eines Druckspeichers erzeugte konstante Druck auf den Rückzugzylindern sorgt also dafür, daß die Arbeitskolben jeweils nach einem Schmiedehub wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren. Im Falle doppeltwirkend ausgebildeter Arbeitszylinder stehen deren Rückzugsei- , ten direkt mit einem einen konstanten Druck gewährleistenden Druckspeicher in Verbindung. In beiden Fällen ist jedoch Voraussetzung, daß keine unterschiedlichen Leckverluste auftreten, wie dies häufig nach längerer Betriebszeit infolge unterschiedlich nachlassender Dichtheit in den einzelnen Zylindern bzw. deren Hydrauliksystemen der Fall ist.

Um auch in diesem Fall den gewünschten Gleichlauf zu erreichen, sind erfindungsgemäß in den Arbeitszyli'ndern die Rückwärtsbewegung der Arbeitskolben begrenzende, verstellbare Anschläge eingesetzt und der Kurbeltrieb ,...-.

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mit mehreren, je einer der sich zwischen Pump- und Arbeitszylinder erstreckenden Verbindungsleitungen zugeordneten Steuernocken od.dgl. Steuerelemente versehen, durch die Ventile betätigt werden. Durch entsprechendes Einstellen dieser Anschläge ist es möglich, unter der Wirkung der konstanten Rückzugkraft die Arbeitskolben beim Rückzughub des Kurbelantriebs kurz vor dem Hubende an den Anschlägen anschlagen zu lassen. Da gleichzeitig durch die Steuernocken die Ventile geöffnet und dadurch eventuell bestehende Druckmittelverluste in den Arbeits- und Pumpzylindern ausgeglichen werden, beginnen die an die Anschläge angelaufenen Arbeitskolben ihren Vorwärtshub alle aus der gleichen Ausgangsposition. Der auf diese Weise mögliche Druckmittelaustausch in den Verbindungsleitungen findet nur für einen kurzen Moment statt, da die Ventile unmittelbar nach Durchschreiten des Kurbeltrieb-Totpunktes wieder schließen.

Die hocke'ngesteuerten. Ventile, die gegebenenfalls durch einfache Nachsaugeventile ersetzt -werden können, liegen in Ablaufleitungen, die einerseits mit den Verbindungsleitungen und andererseits über eine Rücklaufleitung mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind. Vorzugsweise liegen die Mündungen der Ablaufleitungen in die Verbindungsleitungen möglichst weit entfernt von denen der mit einer Niederdruckpumpe und Rückschlagventilen versehenen, in der Nähe der Arbeitszylinder der Schmiedemaschine in die Verbindungsleitungen einmündenden Zulaufleitungen. Auf diese Weise sorgt der von den Ventilen, dem Flüssigkeitstank und der Pumpe gebildete Hilfskreislauf außer für den Ausgleich von Druckmittelverlusten in den Verbindungsleitungen auch für die Kühlung des sich infolge der Kompressionsarbeit

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stark erwärmenden Druckmittels, Da die Mündungen der Zulaufleitungen von denen der Ablaufleitungen weit-ent-, fernt liegen und somit ein "-beträchtlicher Druckmittelaustausch stattfindet, ergibt sich eine sehr gute Kühlung des Druckmittels.

Wenn die Anschläge erfindungsgemäß als Gewindespindeln ausgebildet und in Abhängigkeit der von auf die jeweilige Arbeitsstellung der Schmiedesattel ansprechenden
Ist-Wertgebern gemessenen Werte verstellbar sind, können die Anschläge mit dem gleichen Hydrauliksystem dazu benutzt werden, um ein bestimmtes gewünschtes Schmiedemaß einzustellen und zu regeln.

In besonders vorteilhafter Ausführung der Erfindung
sind die Verbindungsleitungen über zugleich zum Anschluß für die Ablaufleitungen dienende Ausgleichsleitungen mit einer einen Druckmittelumlauf ermöglichenden Vorrichtung verbunden. Mittels dieser UmIaufvorrichtung kann das Arbeitsspiel der Schmiedemaschine jederzeit
willkürlich unterbrochen werden, d.h. trotz weiterlaufendem Kurbeltrieb und damit angetriebenen Pumpkolben
werden die Arbeitskolben der Arbeitszylinder nicht mit Druck beaufschlagt, da das Druckmittel drucklos in den Flüssigkeitsbehälter zurückströmen kann. ..

Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen in jeweils schematischer Dar- . stellung

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Schmiedemaschine nach der Erfindung, '.."'

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Schmiedemaschine,

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Die in Fig. 1 dargestellte Schmiedemaschine besitzt vier Schmiedesättel 1, 2, 3 und 4, die jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet sind und das zu verformende Werkstück 5 umschließen. Jeder Schmiedesattel liegt mit seiner Druckfläche am Werkstück 5 an. Jeder Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4 ist um einen Zapfen 6, 7, 8 und 9 schwenkbar gelagert, wobei die geometrischen Achsen der Zapfen parallel zu der senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Richtung des Werkstückvorschubes liegen.

Jedem Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4 ist ein hydraulischer Zylinder-Kolbenantrieb zugeordnet. In jedem Antriebszylinder 11, 12, 13 und 14 ist ein an der Rückseite jedes Schmiedesattels 1, 2, 3 und 4 angreifender Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 verschieblich gelagert und wird in seiner rückwärtigen Endstellüng durch einen verstellbaren Anschlag 19» 20, 21 und 22 begrenzt. Die Anschläge können unter Zwischenschaltung eines als Kegelradtrieb ausgebildeten Getriebes 23, 24, 25 und 26 durch Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 axial verstellt werden. Dabei arbeiten die Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 mit elektrischen Istwertgebern 31» 32, 33 und 34 zusammen, die an an den Schmiedesattein 1, 2, 3 und 4 befestigten Lageraugen 35» 36, 37 und 38 angreifen. An den gleichen Lageraugen sind Kolbenstangen 39, 40, 41 und 42 von jedem Arbeitzylinder'11, 12, 13 und 14 zugeordneten Rückzugszylindern 43, 44, 45 und 46 angelenkt. Diese Rückzugzylinder haben die Aufgabe, nach ...--jedem Schmiedehub die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 in ihre jeweilige Ausgangslage zurückzuholen, in welcher sie an den als Gewindespindeln ausgebildeten Anschlägen 19, 20, 21 und 22 anliegen. Zur Druckbeaufschlagung der Rückzugzylinder43, 44, 45 und 46 stehen.

diese über Zuströmleitungen 49 mit einem Druckspeicher 50 in Verbindung, der seinerseits über eine Förderpumpe 51 mit einem Flüssigkeitstank 52 verbunden ist. Durch den Druckspeicher 5Q wird in dem Hydraulikkreis der Rückzugzylinder stets ein konstanter Druck aufrechterhalten.

Zur Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 stehen diese über Verbindungsleitungen 53, 54, ^ und 56 mit je einem Pumpzylinder 57, 58, 59 und 60 in Verbindung. An den Kolbenstangen der darin verschieblich gelagerten Kolben 61, 62, 63 und 64 greift ein Joch 65 an, das über eine Pleuelstange 66 mit einem Antriebsaggregat verbunden ist. Dieses besteht bei der dargestellten, vergleichsweise kleinen Schmiedemaschine aus einem einhübigen Kurbeltrieb 67, der über ein Getriebe 68 von einem Motor 69 angetrieben wird. Der Kurbeltrieb 67 besitzt eine eine Schwungscheibe 70 aufweisende Welle 71, auf der vier mit Abstand zueinander angeordnete Steuernocken 72, 73, 74 und 75 sitzen, denen von ihnen, zu betätigende Ventile 76, 77, 78 und 79 zugeordnet sind. Die'Ventile liegen in als Ablaufleitungen ausgebildeten und nahe der Pumpzylinder 57, 58, 59 und 60 von den Verbindungsleitungen 53, 54, ^ und 56 abzweigenden Steuerleitungen 81, 82, 83 und 84, die über die Ventile 76,. 77, 78 und 79 und eine Rücklaufleitung 80 mit dem Flüssigkeitstank 52 in Verbindung gebracht werden können. Dieser steht mit einer Niederdruckpumpe 85 in Verbindung, die in Rückschlagventile 86, 87, 88 und 89 aufweisende Steuerleitungen 91, 92, 93 und 94 übergeht. Die als Zulaufleitungen ausgebildeten Steuerleitungen münden in der Nähe der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 in die Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 ein.

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Bei Inbetriebnahme der Schmiedemaschine werden durch den Kurbeltrieb 67 und die Pleuelstange 66 das Joch 65 und damit die Kolben 61, 62, 63 und 64 in den Pumpzylindern 57, 58, 59 und 60 gleichmäßig nach links bewegt. Die dabei ausgeschobene Flüssigkeit wird über die Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 in die jeweils zugehörigen Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 verdrängt. Dadurch werden über die druckbeaufschlagten Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 die Schmiedesättel 1,2, 3 und 4 um ihre Gelenkzapfen 6, 7, 8 und 9 nach innen bewegt, so daß das mit Hilfe von nicht dargestellten Manipulatoren schrittweise durch die Maschine geschobene Werkstück 5 im Querschnitt verringert werden kann. Da die Kolben 61, 62, 63 und 64 im Durchmesser kleiner als die Arbeitskolben 15» 16, 17 und 18 der Schmiedemaschine ausgebildet sind, führen die Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4 einen im Verhältnis der Kolbenflächen entsprechend verkleinerten Hub aus.

Nach erfolgtem Schmiedehub beginnt der Kurbeltrieb 67 seinen Rückzughub, so daß auch die Kolben 6i, 62, 63 und 64 wieder nach rechts zurückgezogen werden. Dadurch verringert sich der in den Pumpzylindern 57, 58, 59 und 60 sowie den Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 herrschende Flüssigkeitsdruck, so daß die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 durch die an den Schmiedesätteln 1, 2, 3 und 4 angreifenden RückzugzylInder 43, 44, 45 und 46 zurückbewegt werden können, Außer für die Rückho!bewegung der ArbeLtskolben 15, 16, 17 und 18 sorgen die Ruckzugzylinder 43, 44, 45 und 46 gleichzeitig dafür, daß zwischen den Arbeitskolben der Schmiedemaschine und!den Kolben 6i, 62, 63 und 64 über die Drückf.lüsiiigkßit/ öLno kraftschllinsige Verbindung bestehen bleibt. Die Schmiedesattel. 1, 2, ;5 und 4 der Schmiede-

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maschine bewegen sich also mit. sinusförmigem Geschwindigkeitsablauf aufeinander zu und auseinander und nehmen dabei eine Verformung des Werkstücks 5 vor. · ■ ■

Mit dem vorbeschriebenen Antriebssystem läßt sich ein hydraulischer Gleichlauf zwischen den vier Arbeitszylindern 15, 16, 17 und 18 der Schmiedemaschine nur dann wirkungsvoll erreichen, wenn keine unterschiedlichen · " Leckverluste auftreten. Um derartige Fehler zu erfas-r · sen und auszugleichen, werden die Anschlagspindeln 19, 20, 21 und 22 mit Hilfe der Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 so eingestellt, daß die Ärbeitskolben 15, i6, 17 und 18 beim RUckzughub des Kurbeltriebs 67 kurz vor dem Hubende zum Anschlag kommen. Kurz vor Erreichen des Rückzug-Totpunktes des Kurbeltriebes 67 werden durch die auf der Welle 71 sitzenden Steuernocken 72, 73, 74 und 75 die Ventile 76, 77, 78 und 79 umgeschaltet, d.h. geöffnet, so daß die Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 über die Ablauf1eitungen81, 82, 83 und 84 und die Rücklaufleitung 80 mit dem Flüssigkeitstank 52 und über die Zulaufleitungen 91, 92,'93 und 94 sowie die Rückschlägventile 86, 87, 88 und 89 mit der Niederdruckpumpe'85 " in Verbindung gelangen. Auf diese Weise findet' für einen kurzen Moment in den Verbindung si ei tung en 53, 54,. 55' und 56 ein Druckmittelaus tausch statt, der so lange andauert, bis die Ventile 76, 77, 78 und 79 kurz nach Durchschreiten des Kurbeltrieb-Totpunktes wieder schließen. Dadurch findet aber nicht nur ein Ausgleich von etwaigen Druckmittelverlusten statt, sondern 'zugleich wird das Druckmittel durch den großen Austausch infolge der vergleichsweise v/ei ten Entfernung der Ablauf leitungen 81, 82, 83 und 84 von den Zulauf leitungen 9'ϊ V 9 93 und 94 auch wirksam" gekühlt',"Da die Ärbeitskolben

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16, 17 und 18 durch die unter konstantem Druck stehenden Rückzugzylinder 43, 44, 45 und 46 in dieser Bewegungsphase gegen ihre als Hubbegrenzung wirkenden Gewindespindeln 19, 20, 21 und 22 bewegt worden sind, werden sie beim folgenden Arbeitshub des Kurbeltriebs in der gleichen Ausgangslage mit Druck beaufschlagt. Außer zur Verbesserung der Gleichiaufbedingungen können die Anschlagspindeln 19, 20, 21 und 22 auch dazu benutzt werden, ein bestimmtes Schmiedemaß des Werkstücks 5 genau einzustellen und zu regeln. Zu diesem Zweck müssen die Anschlagspindeln 19, 20, 21 und 22 axial verstellt werden, was in der folgenden Weise geschieht:

Von einem nicht dargestellten Steuerpult wird ein bestimmtes Schmiedesollmaß vorgegeben. Dementsprechend werden dann durch die Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 und die damit zusammenwirkenden Kegelradgetriebe 23, 24, 25 und 26 die Anschläge 19, 20, 21 und 22 in den Arbeitszylindern 11, 12, 13 und 14 in die zu dem gewünschten Fertigmaß gehörende Ausgangsposition verstellt. Während des Schmiedens wird über die an den Schmiedesattein 1, 2, 3 und 4 angelenkten elektrischen Istwertgeber 31, 32, 33 und 34 die jeweilige innere Schmiedeendlage der Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4 und damit das geschmiedete Fertigmaß erfaßt, welches dann mit dem vorgegebenen Schmiedesollwert verglichen wird. Eventuell bestehende Abweichungen werden durch entsprechendes Nachregeln der Stellmotoren 27, 28, 29 und ausgeglichen.

Sofern bei der vorbeschriebenen Einstellung und Regelung eines bestimmten Schmiedemaßes die Anschlagspindeln 19,

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20, 21 und 22, z.B. während eines Schmiedehubes nach außen verstellt werden, öffnen sich die nockengesteuerten Ventile 76, 77, 78 und 79, bevor die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 ihre Endlagen erreicht haben. In diesem Fall wird jedoch durch den von den Rückzugzylindern 43,· 44, 45 und 46 in den Verbindungsleitungen 53, 54»

55 und 56 erzeugten Staudruck, der über dem Arbeitsdruck der Niederdruckpumpe 85 liegt, solange Druckflüssigkeit aus den Verbindungsleitungen 53, 54, 33 und

56 verdrängt, bis die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 an.ihren Anschlägen 19, 20, 21 und 22 anliegen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Sehmiedemaschine sind die mit den Bauteilen der Ausführung nach. Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Schmiedemaschine besitzt wiederum vier um 90° versetzt zueinander angeordnete Schmiedesättel 1, 2, 3 und 4, die das zu verformende Werkstück 5 umschließen. Die Schmiedesättel sind hier jedoch nicht um Zapfen schwenkbeweglich gelagert, sondern unmittelbar an den in den hydraulischen Arbeitszylindern 11, 12, 13 und 14 verschieblich gelagerten Arbeitskolben

15, 16, 17 und 18 befestigt. Die Rückwärtsbewegung der als Diffenrentialkolben ausgebildeten Arbeitskolben 15,

16, 17, 18 wird wiederum durch in die Böden der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 eingesetzte verstellbare Anschläge 19, 20, 21 und 22 begrenzt. Die über die Getriebe 23, 24, 25 und 26 und Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 axial verstellbaren Anschläge 1-9, 20, 21 und 22 sind in auf den Zylindern 11, 12, 13 und 14 befestigten Führungshülsen 11a, 12a, 13a und 14a zusätzlich geführt und abgedichtet. ZurMessung der jeweiligen Hublage der Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 und der Stellung der Anschläge 19, 20, 21 und 22 sind an den Arbeitskol-

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ben 15, 16, 17 und 18 wieder elektrische Istwertgeber 31 j 32, 33 und 34 angelenkt. Zur direkten Messung der Anschlagstellung kann aber auch jeweils ein zusätzlicher. Istwertgeber an den Anschlägen angebracht sein. .

Die Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 sind doppeltwirkend ausgebildet, so daß sie eine Rückzugseite 101 und eine Druckseite 102 aufweisen. Durch Druckbeaufschlagung der Rückzugseiten 101 der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 können die Arbeitskolben-15, 16, 17 und 18 nach jedem Schmiedehub in ihre jeweilige "Ausgangslage zurückgeholt werden, in welcher sie an den als Gewindespindeln ausgebildeten Anschlägen 19, 20, 21 und 22 anliegen. Zur Druckbeaufschlagung der Rückzugseiten 101 der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 stehen die Rückzugseiten über Zuströmleitungen 49 mit einem Druckspeicher 50 in 'Verbindung, durch den im Hydraulikkreis der Rückzugseiten stets ein konstanter Druck aufrechterhalten wird.

Zur Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14.stehen diese über Verbindungsleitungen 53, 54, 55-und 56 mit je einem Pumpzylinder 57, 58, 59 und 60 in Verbindung. Da es sich jedoch bei der in Fig. 2 dargestellten Schmiedemaschine gegenüber der in Fig. 1 wiedergegebenen um eine vergleichsweise große jyjaschine handelt, sind die Pumpzylinder 57, 58 und 59, 60 jeweils paarweise zusammengefaßt. Durch diese Anordnung können die Zylinderpaare zusammen mit ihren jeweils zugehörigen Antriebsaggregaten sehr nahe den zugeordneten Arbeitszylindern 11, 12 bzw. 13, 14 vorgesehen werden, so daß die Verbindungsleitungen 53, 54, ^ und 56 und damit die zwischen den Arbeitszylindern 11, 12, 13 und 14 und

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den Pumpzylindern 57, 58, 59 und60 während des Betriebes pulsierende Flüssigkeitssäule vergleichsweise klein gehalten werden kann. Aus dem gleichen Grund .können auch die Anschlagspindeln 19, 20, 21 und 22 einen Durchmesser aufweisen, der etwa gleich dem Durchmesser der Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 ist. Auch hierdurch wird das Flüssigkeitsvolumen in den Arbeitszylindern 11, 12, 13 und 14 beträchtlich verkleinert.

An den in den Pumpzylindern 57, 58 und 59, 60 verschieblich gelagerten Kolben 61, 62 und 63, 64 greift jeweils ein Joch 65'an, das über eine Pleuelstange 66 mit je einem Antriebsaggregat verbunden ist. Jedes Antriebsaggregat besteht aus einem einhübigen Kurbeltrieb 67, der über ein Getriebe 68 von einem Motor 69 angetrieben wird. Die untereinander gleich ausgebildeten Kurbeltriebe sind durch eine Verbindungswelle 103 über die Untersetzungsgetriebe 68 antriebsmäßig miteinander gekuppelt. Jeder Kurbeltrieb 67 besitzt eine eine Schwungscheibe 70 aufweisende Welle 71, auf 'der jeweils zwei mit Abstand zueinander angeordnete Steuernocken 72, 73* 74 und 75 sitzen, denen von ihnen zu betätigende Ventile 76, 77, 78 und 79 zugeordnet sind. Die in Ablaufleitungen 81, 82, 83 und 84 liegenden Ventile 76,. 77, 78 und 79 stehen einerseits über Ausgleichsleitungen 104, 105, 106 und 107 mit den Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 und andererseits über die Rücklaufleitung 80 mit dem Flüssigkeitstank 52 in Verbindung, der im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem mit Gasdruck vorgespannten ifydraulikbehälter gebildet wird.

Bei noch größeren Maschinen kann es aus den oben an— gegebenen Gründen zweckmäßig sein, die Pumpzylinder 57, 58, 59 und 60 nicht paarweise zusammenzufassen,

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sondern jedem Zylinder ein Pleuelstange 66 zuzuordnen, wobei die dann vorhandenen vier Kurbeltriebe 67 antriebsmäßig in entsprechender Weise miteinander gekuppelt sind.

Da der grundsätzliche Aufbau der in Fig. 2 beschriebenen Maschine im wesentlichen der in Fig. 1 entspricht, ist auch deren Wirkungsweise ähnlich. Bei Inbetriebnahme der Schmiedemaschine werden die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 durch die Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 im Gleichlauf angetrieben, so daß das Werkstück 5 durch die mit den Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 verbundenen Schmiedesättel 1, 2, 3 und 4 im Querschnitt entsprechend verringert werden kann.

Aufgrund des beim Rückzughub der Kurbeltriebe 67 erfolgenden Druckabfalls in den Verbindungsleitungen, 53, 54, 55 und 56 werden die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 durch die konstante Rückzugkraft aus dem Druckspeicher 50 zurückbewegt. Um den gewünschten hydraulischen Gleichlauf auch bei unterschiedlichen Leckverlusten einhalten zu können, werden die Gewindespindeln 19, 20, 21 und mit Hilfe der Stellmotoren 27, 28, 29 und 30 so eingestellt, daß die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 beim Rückzughüb der Kurbeltriebe 67 kurz vor Hubende zum Anschlag kommen. Zugleich werden über die Steuernocken 72, 73, 74, 75 die Ventile 76, 77, 78 und 79 geöffnet, so daß eventuell entstandene Leckverluste in den Arbeitszylindern 11, 12, 13 und 14 und den Pumpzylindern 57, 58, 59 und 60 durch Zuführen von Hydraulikflüssigkeit aus dem mit Gasdruck vorgespannten Flüssigkeitsbehälter 52 über die Rücklaufleitung 80, die Ablaufleitungen 81, 82, 83 und 84 und die Ausgleichsleitungen

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104, 105, 106 und 107 in die Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 ersetzt werden« Unmittelbar nach Durchschreiten des hinteren Pumpkolben-Totpunktes schließen die Ventile 76, 77, 78 und 79 wieder. Da die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 durch den konstanten Druck auf der*Rückzugseite 101 der Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 inzwischen gegen ihre als Hubbegrenzung wirkenden Gewindespindeln aufgelaufen sind, werden die Arbeitskolben beim nachfolgenden Arbeitshub alle aus der gleichen Ausgangsposition mit Druck beaufschlagt. Anstelle der nockengesteuerten Ventile 76, 77, 78 und 79 können auch einfache Nachsaugventile benutzt werden, die in diesem Fall durch den in den Arbeitszylindern.-11, 12, 13 und 14 sowie■in den Pumpzylindern ^7» 58, 59 und 60 und in den Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 herrschenden Unterdruck geöffnet werden. Schließlich können aber auch ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Gewindespindeln 19, 20, 21 und 22 zusammen mit den Istwertgebern 31, 32, 33 und 34 dazu benutzt werden,, ein bestimmtes Schmiedemaß des Werkstücks-5 genau einzustellen und zu regeln.

Um beim Schmieden eine Überlastung der Schmiedemaschine zu verhindern, sind in den Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 Akkumulatoren 108, 109, 110 und 111 eingebaut. Durch diese Akkumulatoren, deren Vorspannung vorzugsweise etwas größer als der maximal auftretende Betriebsdruck gewählt wird, können die Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 vor Überlastung geschützt werden. Eine solche Überlastung kann beispielsweise durch zu kaltes Schmiedematerial oder ein zu großes Materialvolumen hervorgerufen werden. Wenn in einem solchen Fall die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 feststehen,

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die Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 aber weiter Hydraulikflüssigkeit aus den Pumpzylindern 57, 58, 59 und 60 fördern, wird die geförderte Flüssigkeit in den Akkumulatoren 1.08, 109, 110 und 111 vorübergehend gespeichert.

Um das vorbeschriebene Arbeitsspiel der Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 jederzeit willkürlich unterbrechen zu können, besitzt die erfindungsgemäße Schmiedemaschine eine Druckmittelumlaufvorrichtung. Diese weist in die Ausgleichsleitungen 104, 105, 106 und 107 eingebaute Umlaufventile 112, 113, 114 und 115 auf sowie einen in einer Leitung 116 liegenden Steuerkolben 117 und ein schnellschaltendes Magnetventil 118, das wahlweise mit der Druckleitung 119 einer Förderpumpe 120 oder einer mit dem Flüssigkeitsbehälter 52 in Verbindung stehenden Ablaufleitung 121 verbunden werden kann. Eine weitere in den Flüssigkeitsbehälter 52 einmündende Ablaufleitung 122, in der ein Rückschlagventil 123 eingebaut ist, ist mit den Umlaufventilen 112, 113, 114 und 115 verbunden» In der Druckleitung 119 der über eine Saugleitung 124 gleichfalls mit dem Flüssigkeitsbehälter 52 verbundenen Förderpumpe 120 sitzt ein Rückschlagventil 125, das über eine Leitung 126 mit dem einen konstanten Druck gewährleistenden Druckspeicher 50 verbunden ist. Ferner steht die Druckleitung 119 noch mit einem zu dem Flüssigkeitsbehälter 52 führenden, druckabhängig schaltenden Umgehungsventil 127 in Verbindung. Schließlich gehört zu der Steuereinrichtung der Druekmittelumlaufvorrichtung noch ein Endschalter 128, der von einem auf der Welle 71 eines der Kurbeltriebe 67 sitzenden Steuernocken 129 'betätigt wird.

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Normalerweise befindet sich die Umlaufvorrichtung in ihrer geschlossenen Stellung, bei der das Magnetventil 11S die gezeichnete Lage gemäß Fig. 2 einnimmt, . und wobei der Steuerkolben 117 über die Leitungen 116 und 121 mit dem Flüssigkeitsbehälter 52 in Verbindung steht.

Die Förderpumpe 120 saugt über die Leitung 124 Hydraulikflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 52 und drückt die Flüssigkeit entweder über das Rückschlagventil 125 in den Akkumulator 50 oder direkt über dasdruckabhängig schaltende Umgehungsventil 127 wieder in den Behälter 52 zurück.

Die Umlaufvorrichtung wird vorzugsweise nur dann geöffnet, wenn die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 und die Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 sich in ihren hinteren Rückzugstellungen befinden. Dadurch wird vermieden, daß die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 aus dem Gleichlauf kommen und durch die auf die RUckzugseiten 101 wirkende Rückzugkraft zu stark beschleunigt auf den Anschlagspindeln 19, 20, 21 und 22 auftreffen. Ein . entsprechendes lagenabhängiges Öffnungskommando für die Umlaufvorrichtung wird nach Druckknopfbetätigung durch den von dem Schaltnocken 129 betätigten Endschalter auf das schnellschaltende Magnetventil 118 gegeben. Das Öffnungskommando für die Umlaufvorrichtung kann auch von nicht gezeichneten, in den Verbindungsleitungen 53» 54, 55 und 56 sitzenden Druckschaltern bei eventueller Überlastung gegeben werden.

Bei geöffneter Umlaufvorrichtung werden die Arbeitskolben 15, 16, 17 und 18 durch den auf ihre Rückzugseiten wirkenden Speicherdruck in hinterer Hublage an den An-

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schlagspindeln 19, 20, 21 und 22 in Anlage gehalten, während die Kurbeltriebe 67 und damit die Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 weiterarbeiten. Beim Druckhub der Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 wird nun die Flüssigkeit über die nahe an den Pumpzylindern 57, 58, 59 und 60 in die Verbindungsleitungen 53, 54, 55 und 56 einmündenden Ausgleichsleitungen 104, 105, 106, 107, die Ventile 112, 113, 114 und 115 und das Rückschlagventil 123 der Ablaufleitung 122 in den Flüssigkeitsbehälter 52 gefördert. Beim Saughub der Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 wird dagegen Flüssigkeit aus dem Behälter 52 über die weiteren Leitungen 131 und Rückschlagventile 132 in die Arbeitszylinder 11, 12, 13 und 14 und damit wieder in den Arbeitskreislauf angesaugt.

Auf die vorbeschriebene Weise wird aber nicht nur ein druckloser Umlauf der Hydraulikflüssigkeit bei stillstehender Schmiedemaschine erreicht, sondern gleichzeitig auch ein Austausch der im Arbeitskreislauf befinlichen warmen Hydraulikflüssigkeit gegen im Behälter 52 befindliche kühle Hydraulikflüssigkeit ermöglicht, so daß keine unzulässig hohen Erwärmungen auftreten können.

Falls in den Stillstandzeiten der Schmiedemaschine zwischen den einzelnen Schmiededurchgängen mittels der Pumpkolben 61, 62, 63 und 64 nicht genügend Hydraulikflüssigkeit ausgetauscht werden kann, ist die Anbringung einer zusätzlichen Spülpumpe ohne Schwierigkeiten möglich.

Die Umlaufvorrichtung kann anstelle der vier, durch den Steuerkolben 117 betätigten Ventile 112, 113,

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und 115 auch einen entsprechenden Steuerschieber aufweisen. Zur Vermeidung von etwaigen Undichtigkeiten sind jedoch Sitzventile für die Steuerung der Umlauf vorrichtung besser geeignet.

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Claims

Maschinenfabrik Sack G.m.b.H., 4000 Düsseldorf-Rath,

Wahlerstraße 2-8

Patentansprüche;

[ 1.!Hydraulischer Antrieb für Schmiedemaschinen mit mehreren, den das strangförmige Werkstück umgebenden und den Werkstückquerschnitt durch seitlichen Druck reduzierenden Schmiedesätteln zugeordneten Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) je mit einem Pumpzylinder (57, 58, 59," 60) verbunden sind, deren mechanisch miteinander verbundene Kolben "(61, 62, 63, 64) gemeinsam mit einem sie periodisch ein- und ausfahrenden Antriebsaggregat (67) gekuppelt sind, und daß ferner die Kolben (15, 16, 17, 18) der Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) auf ihrer Rückzugseite (101) unter Wirkung einer im wesentlichen konstanten Rückzugkraft stehen.
2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r ch gekennzeichnet., daß das Antriebsaggregat aus zwei antriebsmäßig miteinander verbundenen Kurbeltrieben (67) besteht, von denen jeder auf ein an den Kolben (61, 62, 63, 64) der paarweise zusammengefaßten Pumpzylinder (57, 58, 59, 60) angreifendes Joch (65) einwirkt.
3. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Rückzugseiten (101) der einfachwirkend ausgebildeten Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) an den Schmiedesät-

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teln (1, 2, 3, 4) angelenkte Rückzugzylinder (43, 44, 45, 46) mit konstanter Druckbeaufschlagung zugeordnet sind.
4. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugseiten (101) der doppeltwirkend ausgebildeten Arbeitszylinder (11, -12, 13, 14) direkt mit einem eine konstante Druckbeaufschlagung gewährleistenden Druckspeicher (50) verbunden sind.
5. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Arbeitszylindern (11, 12, 13, 14) die Rückwärtsbewegung der Arbeitskolben (15, 16, 17, 18) begrenzende, verstellbare Anschläge eingesetzt sind.
6. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet., daß die Anschläge als Gewindespindeln (19, 20, 21, 22) ausgebildet und in Abhängigkeit von.auf die jeweilige Schmiedestellung der Schmiedesättel (1, 2, 3, 4) ansprechenden Istwertgebern (31, 32, 33, 34) verstellbar sind.
7. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch, gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (67) mehrere, je einer der sich zwischen Pump- und Arbeitszylinder erstreckenden Verbindungsleitungen (53, 54, 55, 56) zugeordnete Steuernokken (72, 73, 74, 75) od.dgl. Steuerelemente aufweist, durch die Ventile (76, 77, 78, 79) betätigt werden.
8. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 7,

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dadurch gekennzeichnet, daß die nockengesteuerten Ventile (76, 77, 78, 79) in Ablaufleitungen (81, 82, 83, 84) eingebaut sind, die einerseits mit den Verbindungsleitungen (53, 54, 55, 56) und andererseits über eine Rücklaufleitung (80) mit einem Flüssigkeitsbehälter (52) verbunden sind.
9. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitungen (81, 82, 83, 84) möglichst weit entfernt von den mit einer Niederdruckpumpe (85) und Rückschlagventilen (86, 87, 88, 89) versehenen, in der Nähe der Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) der Schmiedemaschine in die Verbindungsleitungen (53, 54, ^3_t 56) einmündenden Zulaufleitungen (91, 92, 93, 94) in die Verbindungsleitungen (53, 54, 55, 56) einmünden.
10. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ----die Verbindungsleitungen (53, 54, 55, 56) und die Rückzugseiten (101) der Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) mit je einem gemeinsamen, Drucküberlastungen aufnehmenden Druckspeicher (108, 109, 110,111) verbunden sind.
11. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch g e-k enhzeichnet , daß die Verbindungsleitungen (53* 54, 55, 56) über zugleich zum Anschluß für die Ablaufleitungen (81, 82, 83, 84) dienende Ausgleichsleitungen (104, 105, 106, 107) mit einer, einen Druckmittelumlauf ermöglichenden Vorrichtung verbunden sind.
12. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 11,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelumlaufvorrichtung aus in den Ausgleichsleitungen (104, 105, 106, 107) eingebauten Umlaufventilen (112, 113, 114, 115), einer ein Magnetventil (118) aufweisenden Steuereinrichtung, einer Förderpumpe (120), einer Rücklaufleitung (122) sowie einem Rückschlagventile (132) aufweisenden, mit den Rückzugseiten (101) der Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) und dem Flüssigkeitstank (52) in Verbindung stehenden Leitungssystem (131) besteht.
13. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (119) der Förderpumpe (120) über eine ein Rückschlagventil (125) aufweisende Leitung (126) mit dem auf den Rückzugseiten (101) der Arbeitszylinder (11, 12, 13, 14) einen konstanten Druck gewährleistenden Druckspeicher (50) verbunden ist.
14. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (119) der Förderpumpe (120) ein Umgehungsventil (127) aufweist.

•15. Hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung der Umlaufvorrichtung durch einen über einen Schaltnocken (129) zu betätigenden Endschalter (¹T28) auszulösen ist.

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