DE2132377C3

DE2132377C3 - Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen

Info

Publication number: DE2132377C3
Application number: DE2132377A
Authority: DE
Inventors: Horst 8633 Roedental Bachmann
Original assignee: Langenstein & Schemann Ag 8630 Coburg
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1975-07-03
Also published as: GB1399377A; JPS5119630B1; FR2144364A5; DE2132377B2; IT956928B; US3844157A; DE2132377A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen, mit einem zum Antrieb eines Stößels dienenden Schwungrad-Spindelantrieb, der mit quer zur Bewegungsrichiung des Stößels verlaufender Achse von Schwungrad und Spindel angeordnet ist und einen auf den Stößel wirkenden Keil betätigt, wobei ein Werkzeug zum Schlagen vorgesehen ist, nach Patent 2 007 505.

Eine bekannte (deutsche Patentschrift 876 796, deutsche Offenlegungsschrift 1941806, USA.-Patentschrift 3 525 220) Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen arbeitet beim Pressen wie eine hydraulische Presse, was im Hinblick auf die Pressencharakteristik einer hydraulischen Presse als vorteilhaft empfunden wird. Beim Schlagen arbeitet die Umformmaschine wie ein Hammer, wobei als Schlagantrieb eine hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtung vorgesehen ist, die im Querschnitt kleiner als die als Preßantrieb dienende hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtung ausgebildet ist. Beide Kolbenzylinder-Einrichtungen wirken unmittelbar auf den Stößel. Wegen des großen Hubes eines Hammers wird beim Pressen mit Füllwasser und Druckwasser gearbeitet. Erfolgt das Umschalten von Füllwasser auf Druckwasser erst, wenn das am Stößel befestigte Werkzeug das umzuformende Werkstück bereits berührt, und vergeht eine gewisse Zeitspanne, bis der Druck aufgebaut und das Druckwasser wirksam wird, so treten unerwünschte Verzögerungen auf. Auch bei einem direkten Pumpenantrieb, also ohne Füllwasser, stellt sich beim Aufsetzen des Stößels eine Verzögerung ein, weil das Druckregulierventil seine Druckeinstellung ändern muß. Da der Preßantrieb mittig am Stößel angreift, ist es sehr aufwendig, zum Schlagen einen üblichen Schwungrad-Spindelantrieb vorzusehen, zumal dann, wenn man wahlweise eine feststehende oder eine axial bewegliche Spindel vorsehen will.

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 292 206) einen Schwungrad-Spindelantrieb vorzusehen, bei welchem die Spindel durch eine Kolbenzylinder-Einrichtung in axialer Richtung verschoben wird, wobei die Kolbenzylinder-Einrichtung an der Spindel und diese direkt am Stößel angreift. Ein Schwungrad-Spindelantrieb mit feststehender Spindel ist hier nicht möglich und ein wahlweiser Betrieb der Maschine als Presse oder Hammer ist kaum realisierbar. Es ist auch eine Umformmaschine bekannt (deutsche Auslegeschrift 1283 792), bei der an einem Stößel zwei Schwungrad-Spindeleinrichtungen angreifen und der Stößel von Druckgas in geschlossenem Kreislauf getrieben wird. Die Schwungrad-Spindeleinrichtungen weisen kuppe'.bare Losschwungmassen auf, die zum Pressen

»ο angekuppelt und zum Schlagen abgekuppelt werden. Die zwei Spindeln werden als aufwendig empfunden, obwohl sie die Kippsteifigkeit des Stößels erhöhen. Auch kann diese Umformmaschine nachteiligerweise nicht als hydraulische Presse arbeiten.

«5 Die Erfindung will nun eine Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen schaffen, die wahlweise als Spindelschlagpresse oder als hydraulische Presse arbeiten kann, wobei der Ausbildung und Anordnung des Schwungrad-Spindelantriebes durch den

ao zusätzlichen Preßantrieb möglichst keine Grenzen gesetzt sein sollen. Ausgehend von einer Umformmaschine der anfangs genannten Art sieht die Erfindung hierzu vor, daß zusätzlich zum Schlagantrieb ein als Kolbenzylinder-Einrichtung ausgebildeter hydraulics scher Preßantrieb an der Spindel oder dem Keil angreift, wobei neben dem Werkzeug zum Schlagen ein Werkzeug zum Pressen vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Umformmaschine arbeitet zum Schlagen als Spindelschlagpresse, wobei der Keil

die Kippsteifigkeit des Stößels verbessert und die Beanspruchung der Spindel herabsetzt. Wenn die Umformmaschine als hydraulische Presse betrieben wird, so wird, wenn das Werkzeug auf das Werkstück aufsetzt, zunächst die Energie der rotierenden Schwungrad-Spindeleinrichtung in Preßarbeit umgesetzt. Anschließend wird das Werkstück hydraulisch weitergepreßt, wobei die Stößelgeschwindigkeit unter Last stufenlos steuerbar ist, wie das bei hydraulischen Pressen möglich ist.

Die Erfindung sieht mit anderen Worten eine Keilpresse vor, die sowohl mit Spindel als auch mit hydraulischem Zylinderkolbenantrieb betreibbar ist. Die erfindungsgemäße Spindelkeilpresse ist in besonderer Weise geeignet, den spezifischen Erfordernissen der modernen Verfahrenstechnik gerecht zu werden. So werden viele Werkstücke in mehreren Operationen hergestellt, wobei oft jede einzelne Operation eine andere Pressencharakteristik erfordert. Beispielsweise wird beim Herstellen von Hinterachswellen (Flansch mit anschließendem mehr oder weniger langen Schaft) und ähnlichen Teilen im Fließpreßverfahren zunächst fließgepreßt und anschließend in einem zweiten Werkzeug der Flansch ausgeschmiedet. Für das Fließpressen ist auf einem relativ großen Umformhub eine relativ kleine Preßkraft erforderlich. Außerdem sollte die Umformgeschwindigkeit annähernd konstant sein. Diese Bedingung erfüllt am besten die hydraulische Presse mit unmittelbarem Zylinderkolbenantrieb auf Keil und Stößel.

Die zweite Operation zum Ausschmieden des Flansches im vorliegenden Beispiel erfordert dagegen eine große Schmiedekraft bei vergleichsweise kleinerem Umformweg. Außerdem soll die Druckberührzeit zwischen Werkstück und Werkzeug so kurz wie nur

möglich sein, weil andernfalls infolge der großen Flächenberührung (Flansch) ein hoher Wärmeaustausch erfolgt, der das Werkzeug erwärmt und damit verschleißfördernd wirkt. Die zweite Operation erfordert

in dem vorliegenden Beispiel eine Charakteristik, die der einer Spindelschlagpresse entspricht

Diese im Beispiel genannten Werkstücke können bisher nur auf zwei getrennten Maschinen wirtschaftlich hergestellt werden. Im Hinblick auf eine leichte Bedienbarkeit bzw. einfache Werkstücktransportautomatik ist es günstiger, die verschiedenen Operationen auf einer einzigen Presse vorzunehmen. Außerdem werden heute Werkstückgenauigkeiten gefordert, die die konventionellen Pressenbauweisen nicht erfüllen können. Die Keilpresse dagegen ist eine Bauart, die infolge ihrer vergleichsweise hohen Kippsteifigkeit dafür gut geeignet ist. Eine erfindungsgemäß kombinierte Spindelschlag- und hydraulische Presse mit Keilgetriebe erfüllt die vorher genannten Forderungen besser als die bisher bekanntgewordenen Kombinationen.

Die erfindungsgemäß ausgelegte Umformmaschine ist ein von der konventionellen Bauweise abweichender Maschinentyp, der die Forderung nach größerer Wirtschaftlichkeit erfüllt. Sie ist eine Sonderbauart, die insbesondere für das Fließpreß- und Fertigschmiedeverfahren und dem ähnliche Verfahren geeignet ist. Diese Verfahren können auf einer erfindungsgemäß ausgelegten Umformmaschine mit zwei oder mehr unmittelbar nebeneinander angeordneten Gesenken durchgeführt werden, wobei Raumersparnis erreicht ist, leichte Mechanisier- bzw. Automatisierbarkeit und leichte Bedienbarkeit gegeben ist, bei außermittigem Pressen hohe Geschwindigkeit erreicht wird und der Werkstückdurchlauf schnell sein kann, was geringe Abkühlung des Werkstückes und hohe Stückleistung mit sich bringt.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dargestellt und es zeigen:

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und feststehender Spindel,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und axial beweglicher Spindel,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Spindelpresse mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und axial beweglicher Spindel und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und einem Elektromotor.

Bei einer Spindelpresse gemäß Fig. 1 trägt ein Amboß 1 eine untere Werkzeugerichtung 2, der gegenüber eine obere Werkzeugeinrichtung 3 auf- und abbewegbar ist, die an einem Stößel 4 befestigt ist, der an zwei einander gegenüberliegenden Seiten geführt ist. Auf einer waagerechten oberen Fläche des Stößels 4 liegt mit einer seiner Katheten ein Keil 5 auf, der mit seiner Hypotenuse an einer schrägen Fläche eines Ständerhauptes 6 anliegt. Zwei hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtungen 7 greifen an je einer Seite des Stößels am Stößel 4 und andererseits am Ständerhaupt 6an und dienen dazu, den Stößel, wenn er mittels Keil nach unten bewegt worden ist, wieder nach oben zu ziehen. Der Keil 5 ist also mit dem Stößel 4 nicht verbunden. Eine Verbindung ist aber denkbar.

Auf der verjüngten Seite des Keils 5 ist im Ständerhaupt 6 eine Spindel 8 in einem Lager 9 drehbar jedoch axial unverschiebbar gelagert. Die Spindel 8 erstreckt sich quer zur Bewegungsrichtung des Stößels 4 und zwar parallel zur Hypotenuse des Keils 5, also nicht rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Stößels. Die Spindel 8 ragt in eine durchgehende Bohrung des Keils 5 und dort durch eine im Keil unbeweg-

Hch angeordnete Spindelmutter 10. Bei Drehung der Spindel 9 wird sich der Keil 5 entlang der Spindel und damit auch auf- und abbewegen.

Auf der breiten Seite des Keiles 5 ist am Ständerhaupt 6 ein Zylinder 11 unbeweglich angebracht, in dem ein Hohlkolben 12 verschiebbar ist, der aus dem Zylinder in Richtung zum Keil herausragt und eine Buchse aufnimmt. In der Buchse ist ein Kolben 13 verschiebbar, der über eine Kolbenstange mit dem Keil 5 verbunden ist. Die Mittelachsen von Zylinder 11, Hohlkolben 12 und Kolben 13 sind parallel zur Mittelachse der Spindel 8 bzw. der Hypotenuse des Keils 5 angeordnet. Über eine öffnung 14 in der Stirnseite des Zylinders 11 ist Druckflüssigkeit in den Hohlraum des Hohlkolbens 12 bringbar, wodurch der

ao Stößel 4 wie bei einer Spindelschlagpresse abwärts bewegt wird. Um den Stößel wie bei einer hydraulischen Presse zu bewegen, werden über eine weitere öffnung 15 in der Stirnseite des Zylinders 11 sowohl der Hohlkolben 12 als auch der Kolben 13 beauf-

»5 schlagt. Hohlkolben 12 und Kolben 13 werden zurückbewegt, indem sie auf der dem Keil 5 zugewendeten Seite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, wobei der Kolben den Keil 5 zurückzieht und die Zufuhr der Druckflüssigkeit, die den Kolben 13 auf der

dem Keil zugewendeten Seite beaufschlagt, über einen nicht gezeigten Schlauch erfolgt. Auch dadurch, daß der Stößel 4 von den Kolbenzylinder-Einrichtungen 7 nach oben bewegt wird, wird der Kolben 13 zurückbewegt. Die öffnungen 14 und 15 sind über nicht gezeigte, geeignete Ventile und Steuerorgane an ein gemeinsames nicht gezeigtes Pumpenaggregat angeschlossen.

Auf der dem Zylinder 11 entgegengesetzten Seite ragt die Spindel 8 aus dem Ständerhaupt 6 und trägt

am herausragenden Ende einen Bund 16. Beiderseits des Bundes 16 ist auf der Spindel 8 je eine Losschwungmasse 17, 18 drehbar angebracht. Die dem Pressenhaupt 6 zugewandte Losschwungmasse 17 trägt Bolzen, die durch die andere Losschwungmasse

18 hindurchragen. Auf dem hindurchragenden Ende der Bolzen sitzen Federn, welche die beiden Losschwungmassen gegen den Bund 16 drücken. In diesem Fall soll sich die sich die Hauptmasse beim Durchrutschen von der Spindel trennen, um eine

Überlastung der Presse zu vermeiden. Das Rutschen tritt ein, sobald das Rutschmoment erreicht ist bzw. eine bestimmte Pressenkraft sich einstellt. In der Regel ist das die Pressennennkraft.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet

sich von der gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Spindelmutter 10 im Ständerhaupt 6 unbeweglich angeordnet ist und die Spindel 8 gemeinsam mit dem Keil 5 in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 sind im Gegensatz zu

der gemäß Fig. 1 die Losschwungmassen 17, 18 und die Spindel 8 auf der dickeren Seite des Keiles 5 vorgesehen, wogegen Schlagantrieb und Preßantrieb auf der Seite des Ständerhauptes 6 angeordnet sind, zu welcher das verjüngte Ende des Keiles 5 weist. Im Unterschied zu F i g. 1 ist in dem zum Preßantrieb gehörenden Zylinder 11 ein mit dem Keil 5 verbundener massiver Kolben 19 verschiebbar. Der Hohlkolben 12 aus F i g. 1 ist als Zylinder in Verlängerung des Zylin-

ders 11 angeordnet. Eine mit dem Hohlkolben 12 beweglichen Kolben verbundene Stange 20 ragt durch die Stirnseite des Zylinders 11 und greift am Kolben 19an. Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann derart abgewandelt werden, daß die Spindel axial nicht verschiebbar ist, wie es in F i g. 1 gezeigt wird. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Losschwungmassen 17,18 mittels eines Elektromotors 21 antreibbar. Auch ist die Rutschkupplung der Losschwungmassen 17, 18 mit der Spindel schaltbar ausgeführt, so daß die Losschwungmassen beliebig an die Spindel angekuppelt und von dieser abgekuppelt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen, mit einem zum Antrieb eines Stößels dienenden Schwungrad-Spindelantrieb, der mit quer zur Bewegungsrichtung verlaufender Achse von Schwungrad und Spindel angeordnet ist und einen auf den Stößel wirkenden Keil betätigt, wobei ein Werkzeug zum Schlagen vorgesehen ist, nach Patent 2007 505, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Schlagantrieb ein als Kolbenzylinder-Einrichtung (11) ausgebildeter hydraulischer Preßantrieb an der Spindel (8) oder dem Keil (5) angreift, wobei neben dem Werkzeug (23, 25) zum Schlagen ein Werkzeug (22, 24) zum Pressen vorgesehen ist.