DE1941806A1

DE1941806A1 - Umformmaschine zur Bearbeitung von unter Waerme verformbaren Werkstoffen,insbesondere von erwaermten Metallen

Info

Publication number: DE1941806A1
Application number: DE19691941806
Authority: DE
Inventors: Albert Eck; Gottfried Rau
Original assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Current assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Priority date: 1969-08-16
Filing date: 1969-08-16
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3718027A; GB1315560A; FR2058328B1; FR2058328A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VONKREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖRSCH

KOiNl₁DElCHMANNHAUS

8. 69

Sch-Me

Eumuco Aktiengesellschaft für Maschinenbau, 509 Leverkusen 1

Umformmaschine zur Bearbeitung von unter Wärme verformbaren Werkstoffen, insbesondere von erwärmten Metallen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umformmaschine zur Bearbeitung von verformbaren Werkstoffen, insbesandere von erwärmten Metallen, durch Pressen und/oder SoHagen.

Bei der Umformung von Metallen zu GesenkschmiedestUcken wird der Werkstoff in die Form hineingedrückt. Dieses Drücken kann durch Pressen oder Schlagen erfolgen. Oft werden auch beide Verfahren hintereinander angewendet, z. B. wenn ein erwärmtes Blöokchen zunächst unter einer Presse vorgestaucht und dann unter einem Hammer fertiggeschmiedet wird. Beim Stauchen sind die Umformkräfte klein, aber die Umformwege lang, d. h. es genügt eine

' ^A Maschine mit relativ kleiner Kraft aber hohem Arbeitsvermögen.

Pressen mit mechanischem oder hydraulischem Ancrieb haben solche Eigensehaften». Beim Fertigschmieden da-, gegen steigen die Umformkräfte stark an, sobald der Werkstoff Überfluß durch den Gratspalt hindurch abfließt. Die Ümforrnwege sind dabei klein. Es wird eine Maschine mit hohem Umformkräften verlangt, Hämmer können mit geringem Maschinenaufwand hohe Kräfte erzeugen. Es treten Massenkräfte aufι die nicht vom Gestell aufgenommen werden müssen wie bei einer Presse, Deshalb sind Hämmer wesentlieh billiger als vergleichbare Pressen. Der Nachteil eines jeden Hammers ist jedoch sein relativ geringes Arbeitsvermögen» Außerdem können Hämmer nicht zum Lochen und Entgraten eingesetzt werden. Noch weniger als zum Stauchen eignen sich Hämmer zum Fließpressen, das extrem

hohe Urnform-Arbeitsenergie erfordert.. -, :

Es sind weiterhin Lufthämmer bekannt, bei denen der Bär . zum Stauchen heruntergedrückt werden kann. Der Oberdruck, der, auf den Bär zur Beschleunigung wirkt, wird in diesen Fällen so gesteuert, dass er auch nach der Berührung des Bärgesenkes mit dem Schmiedestück noch weiter anhält.

Solche Hämmer sind wegen der zu geringen Stauchkraft nicht sehr verbreitet. Ss werden vielmehr kleine Pressen mit einem zusätzlichen Bedienungsmann dem Hammer vorgeschaltet. Hierbei übernimmt die Presse die Stauch- oder Fließpreßarbeiten, während der Hammer das Fertigschmieden mit Gratbildung durchführt.

' dem Es sind auch Pressen bekannt, bei denen mit*Stößel

Schläge abgegeben werden können» Dazu wird der Stößel hochgezogen und frei ohne Oberdruck fallengelassen. Um jjo . genügend Arbeitsvermögen zu erhalten, mußt der Stößel schwer und massiv ausgeführt werden. Die gestoßene Masse ist der Pressenrahmen. Das Verhältnis von Stößelgewicht . zu Ständergewicht ist gering, wodurch starke Stoßverluste

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entstehen und nur geringe Stoßkräfte erzeugt werden. Mit solchen Pressen können nur einfache Teile mit meist runden Köpfen geschmiedet werdai.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Umformmaschine zur wahlweisen Bearbeitung von unter Wärme verformbaren Werkstoffen durch Pressen oder Schlagen zu schaffen, bei der die Eigenschaft eines Hammers und diejenige einer Presse voll nutzbar sind und sich eine Vereinigung der Vorteile ergibt. Die Umformmaschine, bei der ein Bär und eine Schabotte vor- *ä

Iu gesehen sind und der Bär unter der Wirkung eines Druckmediums oberdruokangetrieben ist, zeichnet sich gemäß aer Erfindung dadurch aus, dass dem mit hydraulischem Oberdruck betriebenen Bär mindestens zwei Kolben von wesentjlich unterschiedlicher Kolbenfläche zugeordnet sind, die unabhäntif: voneinander steuerbar und bewegbar sind.

Durch eine solche Ausbildung der Umformmaschine ist es möglich, Maschinenaufwand und Arbeitskräfte zu sparen. Ein Bedienungsmann kann Stauch-, Fließpreß- und Gesenkschmiedearbeiten unter einer Maschine hintereinander ausführen. Es können beispielsweise Achsschenkel unter der Umformmaschine gemäß der Erfindung durch Pressen fließge- ^ preßt und durch Schlagen fertiggeschmiedet werden. Dies 1st sonst nur unter einer Fließpresse mit nachgeschaltetem Hammer oder einer Überschweren mechanischen Presse möglich, die auch die Preßkräfte für das Fertigschmieden aufbringen kann. Eine solche Presse ist mindestens doppelt so schwer wie die Umformmaschine der Erfindung.

Vorteilhaft sind die den Oberdruck bewirkenden Kolben konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Kolben mit Jo der größeren Kolbenfläche den kleineren Kolben ringartig umgibt. Zum Schlagen wird der Bär durch Oberdruck in be-

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kannter Weise über einen Kolben kleinerer Fläche und einer verhältnismäßig dünnen Kolbenstange angetrieben. Zum Pressen wird der größere Kolben mit einer wesentlich kräftigeren Kolbenstange bewegt. Der kleinere Kolben ist fest mit dem Bär verbunden. Der größere Kolben kann in der oberen Stellung festgehalten bzw. arretiert werden. Man kann auch den größeren Kolben durch eine Gruppe kleinerer Kolben ersetzen.

Daidb der Bär eines Oberdruckhammers mit Schabotte auch zum Stauchen und Fließpressen mit hohen Kräften eingesetzt werden kann, ist eine formschlüssige Verbindung der Schabotte mit.dem hydraulJBDhen Antrieb für das Pressen unter einem Hammer vorgesehen. Hierzu kann die Schabotte in Achsrichtung bewegbar sein und von dem hydraulischen Druckmittelkreis der Umformmaschine beaufschlagt werden. Beispielsweise kann die Schabotte an Stangen hängend angeordnet sein. Die Stangen sind mit Kolben versehen, durch deren Druckmittel-Beaufschlagung die Schabotte entgegen der Kraftwirkung des Bares nach oben bewegbar ist.

Die Erfindung wird anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter AusfUhrungsbeispiele nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Umformmaschine gemäß der Erfindung in Ansicht, zum Teil im Schnitt schematisch.

Flg. 2 - 4 stellen weitere Ausführungsformen der Erfindung im Schema zum Teil im Schnitt dar.

Die Umformmaschine 1 der Fig. 1 ist mit einer Einrichtung nach Art eines Oberdruckhammers versehen und weist einen Bär 2, der längs Führungen 3 des Maschinengesteils 4 vertikal bewegbar ist und das Obergesenk 5 trägt, sowie die feste Schabotte bzw. den Amboß 6 mit dem Untergesenk auf. Mit dem Bär 2 ist der Kolben 8 mit der verhältnismäßig

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dünnen "bzw. schwachen Kolbenstange 9 fest verbunden, wobei der Kolben 8 in der wesentlich dickeren Kolbenstange 13 gleitet. Kolben 12 und Kolbenstange 13 sind mit dem Kolben 12 und Kolbenstange 9 konzentrisch zueinander angeordnet. Die Buchse 11 trennt die Räume 10 und 21·

Die Umformmaschine ist mit hydraulischem Antrieb versehen· Bin Motor 14 treibt mittels eines zwischengeschalteten Getriebes 15 eine lumpe 16 an· Von dieser führt eine Leitung 17 zu einer Steuervorrichtung 18, von der eine Leitung 19 zu dem Zylinder 10 des schwächeren Kolbens 8 und eine Leitung 20 zu dem oberen Zylinderraum 21 des stärkeren Kolbens 12 führt· Die unteren Zylinderräume und 23 sind mit einem nicht dargestellten Druck-Speicherraum verbunden. Der Ölstand des Ölsumpfes ist durch die Linie 24 gekennzeichnet. Die Bäume 22 und 23 sind durch eine Bohrung 39 verbunden.

Zum Schlagen wird der Bär 2 durch hydraulischen Oberdruck über den schwächeren Kolben 8 mit der dünnen Kolbenstange 9 angetrieben. Hierbei wird der stärkere Kolben 12, 13 in seiner oberen Stellung mechanisch oder hydraulisch festgehalten und der schwächere Kolben 8, 9 bewegt sich nach unten· Zum Pressen wird der größere Kolben 12 mit der wesentlich kräftigeren bzw· dickeren Kolbenstange 13 bewegt· Hierzu wird der größere Kolben 12, 13 heruntergelassen, wobei er auf den Bär 2, und zwar auf die Auflagefläche 25 des Bären 2 drückt. Beide Kolben können unabhängig voneinander bewegt werden. Beim Pressen bewegen sich vorteilhaft gleichzeitig beide Kolben 8 und 12 nach unten· Die Bückführung der beiden Kolben 8 und 12 erfolgt durch entsprechende Umsteuerung der Steuervorrichtung 18, indem der konstante Druck des nicht dargestellten Druokspeiohers in den Zylinderräumen 22 bzw· die Kolben naoh oben treibt. Als Druckmedium kann jede geeignete Flüssigkeit verwendet werden, vorteilhaft ist

Öl. ■ ■: ■

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lei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Schabotte 26 in dem Maschinengestell 4 in vertikaler Richtung in den Führungen 27 verschiebbar vorgesehen« Hierbei hängt die Sohabotte 26 an Stangen 28, die an ihren oberen Enden Kolben 29 aufweisen, welche in Zylindern 30 gleiten. Diese Zylinder sind an die hydraulische Steuerung der Umformmaschine mittels der Leitungen 31 angeschlossen. Ferner sind die Zylinderräume 30 mit dem unteren Zylinderraum 22 des stärkeren Kolbens 12 durch die Leitungen 32 über ein Rückschlagventil 38 verbunden. Auf diese V/eise läßt sich der Druckverlust, der in dem Druckmedium zwischen der Pumpe und dem oberen Zylinderraum 21 des stärkeren Kolbens 12 beim Heruntergehen desselben auftritt, etwas ausgleichen. Der sogenannte Schabottenverlust wird zum Teil in hydraulische Energie umgewandelt und wiedergewonnen, !fach dem Schlag werden die Kolben nicht durch einen Steuervorgang beaufschlagt, sondern nach dem Schlag steigt beim Abbremsen der Schabotte der hydraulische Druck an, bis das Rückschlagventil 38 öffnet und das Öl in den Druckbehälter abfließt· Nur die Rüokbewegung der Schabotte wird gesteuert. Die Stangen 28 besitzen am unteren Ende verbreiterte Köpfe 33, die in entsprechende Ausnehmungen 34 der Schabotte 26 greifen, wobei die bewegliche Schabotte 26 auf den Köpfen 33 aufliegt,,

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entspricht im wesentlichen demjenigen der Fig. 2. Jedoch sind die mit der Schabotte 26 zusammenwirkenden Kolben 29a unten an der Schabotte angebracht und untergreifen diese unmittelbar· Die die Kolben 29a aufnehmenden Zylinder 30a sind mittels der Leitungen 31a mit der Jteuervorriohtung 18 verbunden. Bei dieser Ausführungsform entfallen die Stangen 28· Die Zylinder 30a befinden sieh zweokmäßig in einem gesonderten. Einsatzstück 35 innerhalb des Maschinengestells 4o Die Arbeitsweise und Funktion ist die gleiche wie bei der Umformmaschine der Fig. 2. Die Buchse 11 gibt hier dem Kolben 8 eine Führung und trennt den Zylinderraum 10 für den gesteuerten Überdruck vom Zylinderraum 22 für

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- 7 -den konstanten Unterdruck,

Bei dem weiteren Beispiel der Fig. 4 ist die Schabotte 26 ebenfalls mittels der Stangen 28 an dem hydraulischen Antrieb aufgehängt. Die Kolben 36 stellen hiebei den stärkeren Kolben gegenüber dem schwächeren Kolben 8,9 dar und sind so bemessen» dass ein ringförmiger Kolben um den schwächeren Kolben 8,9 nicht mehr notwendig ist. Die Kolben 36 können entsprechend beliebig groß ausgebildet werden. Mit den beiden starken Kolben 36 wird die Schabotte 26 zu'Preßarbeiten voll wirksam nach oben gezogen, so dass die Schabotte auch zum Stauchen und Fließpressen mit hohen Kräften eingesetzt werden kann. Mit 37 sind Pufferglieder als Anseifeg für den Bären 2 zur Aufnahme der Preßkräfte bezeichnet, die von der

Schabotte auf den Bären wirken.

Unterhalb der Schabotte können« auf dem Fundament stehend, hydraulische Ausstoßer angeordnet sein, die die fließgepreßten Teile aus dem unteren Gesenk ausstoßen. Das Verhältnis für die Kraftaufnahme der Kolbenstangen 9 und 13 bzw. der Stangen 28 ist erheblich und kann beispielsweise von 1 : 50 bis 1 : loo und mehr betragen. So kann die Kolbenstange 9 für etwa 5 to und die Stangen 28 bei der Umformmaschine der Fig. 4 je für 250 to ausgelegt werden.

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Claims

- 8 - Ansprüche

Umformmaschine zur Bearbeitung von verformbaren Werkstoffen, insbesondere von erwärmuen Metallen, durch Pressen und/oder Schlagen, bei der ein Bär und eine Schabcfcte vorgesehen sind und der Bär unter der Wirkung eines Druckmediums oberdruckangetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem mit hydraulischen Oberdruck betriebenen Bär (2) mindestens zwei Kolben (8,12; 8,^6) von wesentlich unterschiedlicher Kolbenfläche mit entsprechendem Stangenquerschnitt (9* 1J>; 9j28) zugeordnet sind, die unabhängig voneinander steuerbar und bewegbar sind.

2. Umformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Oberdruck bewirkenden Kolben (8,12) konzentrisch zueinander angeordnet sind und der Kolben (12). mit der größeren Kolbenfläche den kleineren Kolben (8) ringarcig uir.gi-bt.

J5. Umformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch-gekennzeichnet, dass der kleinere Kolben (8) fest mit dem Bär (2) verbunden ist und der größere nach unten wirkende Kolben (12) in seiner oberen Lage arretierterist,

4, Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, dass der größere Kolben durch eine Gruppe kleinerer Kolben gebildet ist.

5. Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schabotce (26) in Achsrichtung der Umformmaschine bewegbar ist und von dem hydraulischen Druckmittelkreis der Umformmaschine beaufschlagbar

ist. · ■-.'"■-.

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S₀ Umformmaachine nach, einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schabotte (26) an Stangen (28) hängend angeordnet ist und die Stangen Kolben (29»36) aufweisen, die die Abwärtsbewegung durch hydraulische Zuckerζeugung abbremsen und durch eine Druckmittelbeaufsciilagung wieder anheben·

7· Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sylinderräume (30,3Oa) A unterhalb der mit der Schabotte zusammenwirkenden Kolben (29,29a,36) mit dem Speicherraum (22,24) am zentralen Kolben mittels der Leitungen (32) zum teilweisen Ausgleich' der Schabottenverluste hydraulisch verbunden sind.

8, Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schabotte (26) zusammenwirkenden Kolben (29a) unten an der Schabotte angebracht sind und diese unmittelbar untergreifen.

9. Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schabotte (26) zusammenwirkenden Kolben (36) so bemessen sind, daß sie allein die Punktion des stärkeren Kolbens ausübenβ

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