DE1920936C - Als Reaktionsgegenschlagmaschine ge stalteter, schnellaufender Pressenhammer - Google Patents

Description

Die vorliegende I'rf inching he/ieln sich auf eine Rcakiionsuegcnschlugmuschinc mit Rückzügen und gedämpft gefederler Lauerung des Laufrahmens gegenüber dem Masehinenführunusgeslell versehener, schnellaufender Pressenhammer, dessen im Hauptzylinder Min ei em gasförmigen Medium in Bewegung versetzbarer Plunger vom gasförmigen Medium durch eine Flüssigkeitssäule getrennt ist.

Schnellaufende Pressenhammer zum Gesenkschmieden von Metallen und Legierungen mil hoher Geschwindigkeit sind bekannt. Die zusammenprallenden Massen bewegen sich bei diesen Hämmern vorzugsweise gegenläufig. Sie sind mit einem Hauptzylinder ausgestattet, in welchem durch Druckgas oder -flüssigkeit ein glatlT, zylindrischer Plunger mit Sattel eier Preßsten>pel verschoben wird.

Derartig bekannte Pressenhämmer weisen den Nachteil auf, daß durch den elastischen Rücksprung de* Plungers mit Sattel oder Preßslempel der Schlag beim Gesenkschmieden verdoppelt wird und daß die Haltbarkeit der Gesenke infolge unzureichend genau geregelter kinetischer Energie gering i--t.

Fs ist auch ein Pressenhammer bekannt, bei dem zur F.rziclung einer Prellschlagsicherheit zur Energicumsctzung zwei Kolben verwendet sind, nämlich ein Antriebs- und ein Preßkolben, die durch ein Ölkissen miteinander verbunden sind, wobei dem Antriebs kolben durch eine ölpumpe die S hlagenergie zugeführt wird und diese kinetische Energie während des Umformens über das ölkissen ii. Druckenergie des Prcßkolbens umgesetzt wird.

Eiirie derartige Anordnung weist bereits einen »klebenden« Schlag auf, wobei jedoch die Energie des Preßkolbens für manche Zwecke nicht groß genug ist.

Es ist auch als Antrieb einer mit einem Schwungrad verbundenen Hauptspindel einer Spindelpresse ein als Schubkolbcnmotor ausgebildeter Antriebsmotor an sich bekanntgeworden, dessen angetriebener, mit Innengewindegängen ausgestalteter Kolben von einer Hilfsspindcl durchsetzt wird, derart, daß der Kolben bei axialer Druckbeaufschlagung die Hilfsspindel in Drehbewegung versetzt.

Mit einer derartigen Anordnung kann jedoch lediglich die in einer Mutter geführte Drehbewegung der Hauptspindel einer allgemein bekannten Spindelpresse bewirkt werden.

Reaktionsgegenschlagmaschincn sind als solche bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen als Reakiionsgegenschlagmaschine ausgebildeten, schncllaufenden Pressenhammer zu schaffen, der in seiner Wirkungsweise ebenfalls eine Maschine zwischen Hammer und Presse darstellt, bei der mit höherer Energiebeaufschlagung eine höhere kinetische Energie erziclbar ist, ohne daß dabei die axiale Bewegungsgeschwindigkeit des Stößels entsprechend gesteigert wird und bei der trotzdem ein elastischer Rücksprung vermieden werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Plunger mit einem nicht selbslhcminendcn Schraubengewinde versehen ist, das mit einer Mutter in Wechselwirkung steht, die innerhalb des Hauptzylinders in dem von der Flüssigkeitssäule eingenommenen Raum angeordnet ist.

Die Kugclpfanne zwischen Plunger und Prcßprjl ist dabei eine bekannte Notwendigkeit.

F.rfiridungsgcmüß wird der Vorteil erzielt, daß mit höherer L^:nergieheaufschlag.ung eine höhere kincii.vhe Energie erzielt wird, ohne die axiale Bewegungsuesehwindigkeit des Stößels entsprechend erhöhen zu müssen. Auch ist es hierbei vorteilhaft, daß die »klebende Wirkung« der Schläge durch das einem stabilisierenden Kreisel vergleichbare Beharrungsvermögen der Drallbewegung beibehalten werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, auf der die Gesamtansicht des erfindungsgemäß ausgelegten Schnellläiiferpresseiihammers schematisch dargestellt ist. Der Pressenhammer weist einen feststehenden, die ganze Vorrichtung tragenden Ständer 1 auf, in dessen Führungen ein die Kräfte aufnehmender Rahmen montiert ist, welcher aus einem Oberholm 2 und einem Unterholm 3 besteht, die durch Säulen 4 zusammengehalten werden. Dieser Rahmen liegt auf Dämpfern 5 auf. Im Rahmenoberteil befindet sich ein Hauptzylinder 6, dessen Raum A mit Druckgas gefüllt ist und dessen Raum B eine Flüssigkeitssäule, beispielsweise aus einer schmierfähigen Flüssigkeit, enthält. Die Räume A und B können zum Ändern der Arbeitsweise der Vorrichtung durch einen Trennkolben 7 voneinander getrennt sein. Letzterer kann auch als Druckumformer dienen. Zum Steuern des Trennkolbens 7 ist ein Ringraum C vorgesehen.

Im Unterteil des Hauptzylinders 6 ist eine Mutter 8 unbeweglich befestigt, in der sich ein Plunger 9 mit nicht selbsthemmendem Gewinde verschiebt. Der Hauptzylinder 6 und derjenige Teil des Plungers 9, der kein Gewinde besitzt, werden durch ein Dichtungsmittel 10 voneinander hermetisch abgedichtet.

Der Plunger 9 ist durch Lager 12 mit dem Preßslempel 11 verbunden, welches als Drehübersetzungseinrichlung die Drehbewegung in eine reine axiale Bewegung umformt. Die eine Hälfte des Gesenkes 13 ist am Preßstempel 11 und die andere am Unterholm 3 des die Kräfte aufnehmenden Rahmens befestigt. Der Plunger 9 mit dem Preßstempel 11 wird durch Rückführungszylinder 14 von beliebiger bekannter Bauart in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Das geschmiedete Werkstück kann durch einen Ausstoßer 15, der ebenfalls eine beliebige bekannte Bauart aufweisen kann, ausgestoßen werden. Der die Kräfte aufnehmende Rahmen des Pressenhammer ruht in seiner Ausgangsstellung auf den Dämpfern 5 des Ständers 1. Der Raum A ist mit

einem Hochdruckgas gefüllt. Hierbei befindet sich der Trennkolben 7 infolge des Drucks der Flüssigkeit, die durch den Plunger 9 aus dem Raum B verdrängt oder durch eine Pumpe in den Raum C gepreßt wird, in seiner obersten Stellung. Zwischen dem Trennkolben 7 und dem Plunger 9 befindet sich eine Flüssigkeitssäule. Durch die Rückführungszylinder 14 wird der Plunger mit dem Preßstempcl 11 in seiner obersten Stellung gehalten, wobei der Ausstoßer 15 sich in seiner unteren Stellung befindet.

Soll der Preßstempel 11 einen Arbeitshub ausführen, so wird die im Raum C des Zylinders 6 und in den RückfUhrungszylindern 14 befindliche Flüssigkeit über ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Ablaßventil entfernt. Unter Einwirkung des im Raum A befindlichen Hochdruckgases wird der Trcnnkoiben 7 herabgeschoben, Wobei er die Druckflüssigkeit im Raum B zusammenpreßt, welche ihrerseits auf die Stirnfläche des Plungers 9 drückt. Durch

tue senkrecht wirkende Druckkraft der Flüssigkeit Wird der Plunger 9 in der Mutler 8 herahgeschoben lind auf seinem widerstandsfreien Weg beschleunigt. Ms er auf den Rohling aufschlägt. Während der Heichleiinigung erhält er die zum Gesenkschmieden erforderliche kinetische F>irt- und Drehhewegungs-Cnergie.

Von dem Augenblick an, in dem die Bewegung des Kolbens 7 beginnt, längt das ganze aus dem Zylindei 6, dem die Kräfte aufnehmenden Rahmen und tlem Untergesenk 13 bestehende System unter Einwirkung der auf den oberen Deckel des Zylinders 6 wirkenden Rückstoßkraft an, sich in den Führungen des Ständers 1 nach oben zu verschieben. Auf diese Weise nimmt das ganze System des Pressenhammer mit Ausnahme des feststehenden, die Vorrichtung tragenden Ständers beim Beginn der Verformung an der gegenläufigen Bewegung teil und erlangt ebenfalls eine zum Gesenkschmieden des Rohlings erforderliche kinetische Energie.

Während des Gegenschlags wird die ganze, durch das System des Pressenhammers aufgespeicherte kinetische Energie in Arbeit zum plastischen Verformen des Rohlings (zum Gesenkschmieden) umgewandelt. Beim Gesenkschmieden werden am Ende der Verformung die beweglichen Teile infolge des schroffen Anwachsens der Kraft intensiv gebremst. Dasselbe geschieht mit dem arbeitenden Plunger 9, wodurch auch die Flüssigkeitssäule im Raum B und derTrennkoioen 7 gebremst wird. Die durch die Flüssigkeitssäule und den Trennkolben angesammelte kinetische Fortbewegungsenergie wird in Energie zum zusätzlichen Zusammenpressen der Flüssigkeitssäule im Raum B umgewandelt. Hierdurch wächst der Flüssigkeitsdruck in diesem Raum schnell an und es entsteht ein hydraulischer Schlag. Der Charakter der Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes und die hierbei erreichte Druckhöhe wiederholen den Charakter und die Größe der Verformungskraft, als wenn sie diese automatisch kopierten.

Auf diese Weise wirkt bei Beendigung des Gesenkschmiedens auf den Plunger 9 von der Seite der in Raum B befindlichen Flüssigkeit eine Kraft ein, die einen sogenannten »klebenden Schlag« erzeugt, durch den ein elastischer Rücksprung des Preßstempels 11 und eine Verdoppelung des Schlags verhindert wird.

Die im Raum B vorhandene Druckflüssigkeit, beispielsweise unter Hochdruck stehendes Öl, beeinflußt vorteilhaft die Tätigkeit des Plungers 9 und der Mutter 8, die als Schraubenpaar zusammenarbeiten, da den großen bei der Verformung auftretenden Kräften ein äquivalenter Öldruck im Gewinde entspricht. Hierdurch werden eine gute Druckschmierung der Reibflächen und minimale Energicvirluste durch Reibung sichergestellt.

LFm die beweglichen Teile nach dem beendeten Gesenkschmieden in die Ausgangsstellung zurückzuführen, wird Hochdruckflüssigkeil in den Raum C und in die Rückführiings/ylinder 14 geleilet. Hierbei S wird der Trennkolben 7 angehoben, der das hierbei verdrängle Gas in den Akkumulator zurückdrückt. Unter dem Einfluß der von den Rückführungszylindern 14 ausgeübten Kraft wird der Preßslempel 11 mit dem arbeitenden Plunger 9 hochgehoben, während der Pressenhammerrahmen sich auf die Dampfer S senkt.

Der Ausstoßer 15 stößt dann den Rohling aus dem Gesenk heraus und senkt sich in seine Ausgangsstellung herab. Das Arbeitsspiel ist beendet.

Der erfindungsgemäß ausgelegte, mit Gewindespindel versehene, schneliaufende Pressenhammer ermöglicht es, im weiten Bereich die Geschwindigkeiten sowie die Kräfte und die Parar .ler der Energie durch Änderung des Gasdruckes im Raun A und der Länge des Beschleunigungsweges des Plungers 9 zu regeln.

Es sind drei verschiedene Arbeitsweisen möglich:

als Pressenhammer, wie dies oben beschrieben wurde; als Hammer, wenn im Augenblick des Schlags unter Hochdruck stehende Druckflüssigkeit in den Raum C geleitet wird, was zur Folge hat, daß die kinetische Energie des Kolbens 7 und die Energie des Gasdrucks im Raum A nicht an der Verformung des Rohlings teilnehmen, die nur durch die kinetische Energie des Arbeitsplungers 9 mit dem Preßsterripel 11 erfolgt; als hydraulische Presse, wenn kein widerstandsfreier Weg zum Beschleunigen der beweglichen Teile vorhanden ist und wenn das Ober- und Untergesenk in der Ausgangsstellung den Rohling berühren.

Die aufgezählten drei Arbeitsweisen des hydraulisehen, mit Gewindespindel versehenen, srhncllaufenden Pressenhammers ermöglichen es, beliebige Metalle und Legierungen, einschließlich der schwerverformbaren, zu verformen, da er praktisch irn gesamten Bereich aller Vcrfonnungsgeschwindigkeiten arbeiten kann, indem eine maschinelle Druckbearbeitung von Metallen durchgeführt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Als Reaktionsgegenschlagmaschine mit Rückzügen und gedämpft gefederter Lagerung des Laufrahmens gegenüber dem Maschinenführungsgestell versehener, schnellaufender Pressenhammer, dessen im Hauptzylinder von einem elastischen Medium in Bewegung versetzbarcr Plunger vom gasförmigen Medium durch eine Flüssigkeitssäule getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (9) mit einem nicht selb themmenden Schraubengewinde verschen ist, das mit einer Mutter (8) in Wechselwirkung steht, die innemalb des Hauptzylinders angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen