DE2743772C2 - Gegenschlaghämmermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gegenschlaghämmermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gegenschlaghammer in vertikaler Bauart mit Koppelung der beiden Hämmerbären durch Stahlbänder oder Riemen und mit Druckluft- oder Dampfantrieb sind seit langem bekannt, ebenso Gegenschlaghammer mit hydraulischem Antrieb und hydraulischer Synchronisation. Ebenso gibt es horizontalliegende Gegenschlaghammer mit Druckluftantrieb und Rückführung durch Druckluft (»Impacter« von US Industries) sowie mit gashydraulischem, zwangsläufig synchronisiertem Antrieb (AT-PS 2 44 717).

Bei den erwähnten bekannten Maschinen ist das sogenannte »Sitzenbleiben« der Hammerbären aufeinander nach dem Schlag und vor Beginn der Rücklaufbewegung nachteilig, da hierdurch eine lange Berührungszeit mit dem auf Schmiedehitze erwärmten Rohling und zu starke Erwärmung der Hammerbären eintritt Weiter kann in der Zeitspanne zwischen Schlagende und Rücklaufbeginn ein Prellen der Hammerbären, verbunden mit mehrfachem Aufsetzen der Gesenke, eintreten. Auch sind Schwierigkeiten beim Steuern der Treffebene in der Mitte vorhanden, da jeder Bär durch ein eigenes Ventil ausgelöst wird und Abweichungen von der Mittellage über ein kombiniertes und teures System eine Korrektur der Auslösezeiten bewirken. Auch die Notwendigkeit des Vorhandenseins einer großen Kompressoranlage ist als Nachteil zu werten.

Bei der in der erwähnten AT-PS beschriebenen Maschine sind die starken hydraulischen Druckstöße in den Rohrleitungen zu den Antriebszylindern beim Aufeinanderschlagen der Hammerbären, wodurch Rohrbrüche eintreten können, die sehr teure Konstruktion des Treibapparates, der geringe energetische Wirkungsgrad und der dauernde Bedarf an hochkomprimierten Stickstoff als Nachteil anzuführen.

Durch die DE-PS 12 01 661 sind liegende Gegenschlaghammer mit Bären bekanntgeworden, die mit in den getrennten Zylindern laufenden Kolben verbunden sind und keine direkte hydraulische Koppelung des Gleichlaufes der -beiden Bären aufweisen. Bei diesen Gegenschlaghämmern ist ein mit hydraulischer Feder arbeitender Antrieb eines Oberdruck-Schmiedehammers vorgesehen, wobei ein ausschließlich mit unter ständig hohem Druck stehender, flüssigkeitsgefüllter Behälter zwischen- Kolbenoberseite und -Unterseite angeordnet ist dessen Flüssigkeitsinhalt so gewählt ist daß die Eigenschwingungsdauer des Systems im Bereich der Fall- und Hubzeit liegt wobei der Behälter mit einer Pumpe mit konstanter Fördermenge in Verbindung steht und der obere Zylinderraum gegenüber dem Behälter absperrbar ist und eine absperrbare Verbindung des oberen Zyünderraumes ?um Sammelbehälter vorgesehen ist Den Kolben sind Bremskolben nachgeschaltet an denen weitere Kolben angeordnet sind, deren Zylinderräume mit dem Sammelbehälter über Rückschlagventile oder mit dem Behälter über Rückschlagventile und deren Zylinderräume mit dem Behälter direkt verbunden sind. In diesem Fall handelt es sich um einen durch Flüssigkeitsdruck betätigten Gegenschlaghammer. Die Arbeitsflüssigkeit wird durch eine dauernd iaufende Pumpe unter Druck gehalten. Die Bewegung der Kolben zum Antrieb der Hammerbären erfolgt durch die Druckdifferenz, die dann entsteht, wenn die Druckflüssigkeit, die sonst dauernd auf die durch den Kolbenstangenquerschnitt verringerten Kolbenflächen wirkt, durch Betätigen eines Umschaltventils auch auf die andere, unverminderte Kolbenfläche zur Einwirkung kommt. Durch die hierbei entstehende Volumenvergrößerung sinkt der Druck im System ab. Durch Umschalten des erwähnten Steuer- oder Umschaltventils wird die Beaufschlagung der vollen Flächen der beiden Kolben wieder aufgehoben und die Kolben samt Hammerbären werden in die Ruhestellung zurückgeholt. Die Pumpe muß nun die Druckflüssigkeit wieder auf den vollen Druck bringen. Wenn die vorherige Höhe des Druckes wieder erreicht ist, spricht ein Druckschalter an, welcher den nächsten Schlag der Hammerbären automatisch auslöst.

Bei der bekannten Maschine kommt es darauf an, daß die Hammerbären in gleichbleibendem Rhythmus, d. h. mit konstanter Arbeitsfrequenz, arbeiten. Dadurch, daß

das System Hammerbärenmasse-Flüssigkeitsdruckkraft bewußt in Resonanz ist, soll Energie eingespart werden. Damit ergibt sich aber der Nachteil, daß eine Auslösung des Schlages zu beliebigem Zeitpunkt nur schwer möglich ist und dabei der Vorteil der Energieersparnis klarerweise verloren ginge.

Die erfindungsgemäße Maschine geht von der Voraussetzung aus, daß der zu schmiedende Rohling erst in der richtigen Lage gegenüber den Hammerbären sein muß, bevor t'sr Schlag auslöst Die Zeitspannen, die jeweils zwischen dem Zuliefern aufeinanderfolgender Rohlinge liegen, können durchaus etwas verschieden sein und sind es auch.

Um diese Aufgabe zu erfüllen und die Mangel der bekannten Gegenschlaghammer zu beseitigen, werden bei einer Gegenschlaghämmermaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4, weiche die zweckmäßige Weiterausbäldung der Gegenschlaghämmermaschine nach Patentanspruch 1 kennzeichnen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispisl der Hämmermaschine in sehr vereinfachter Art dargestellt

Im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen wird für die Energiespeicherung kein Stickstoff hohen Drucks benützt, sondern Druckluft aus dem Netz. Auf eine zwangsweise Synchronisierung der Bärbewegungen wurde verzichtet Eine Synchronisierung ist nur durch die gleichen Massen beider Bären und die Gleichzeitigkeit und die Gleichheit der auf sie einwirkenden Druckluft- und Hydraulikkräfte gegeben; Abweichungen sind durch unterschiedliche Reibungsverhältnisse möglich, können aber, außer bei Verreiben der Führungen, nur gering sein.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems gegenüber hydraulisch zwangsweise synchronisierten Ausführungen ist es, daß die bei solchen Hämmern im Augenblick des Schlages, besonders eines Prellschlages, auftretenden ^hr hohen Druckspitzen in den Ausgleichs- bzw. Antriebsleitungen und -zylindern vermieden werden.

Weiter sind bei dem neuen System die Auswirkungen von im Hydrauliksystem befindlicher Luft vergleichsweise harmlos; ein großer Aufwand zum Entlüften ist überflüssig.

Zwei gleiche Hammerbären 31 sind in horizontaler Lage in einem Ständer geführt. An der Rückseite der Hammerbären sind Druckluftkammern 32 angeordnet, welche durch eine Rohrleitung 33 miteinander in Verbindung stehen und über ein Reduzierventil 34, das zur Einstellung des Druckes und damit der Schlagenergie dient, vom Druckluftnetz 35 aus mit Druckluft versorgt werden. Die Druckluft wird nicht verbraucht, sondern dient als Energiespeicher; die Kammern sind so groß bemessen, daß der Enddruck bei der Expansion während des Schlages, etwa 70% des Anfangsdruckes beträgt.

Zur Rücklaufbewegung der Bären bzw. zum Festhalten der Bären in Ausgangsposition gegen den Druck der Luftkammern sind zwei Hydraulikzylinder 36 vorgesehen, welche von der Pumpe P1 über das Steuerventil 37 mit Drucköl beaufschlagt werden. Die beiden Zylinder 36 sind ebenfalls untereinander verbunden. Zum Steuern der Schlag- und Rücklaufbewegung dient das Steuerventil 37, das durch das Magnetventil 38 bzw. das mechanisch betätigte Venf^:i 39 geschaltet wird.

In der Verbindungsleitung 40 zwischen den beiden Hydraulikzylindern 36 befindet sich eine Drossel-Rflckschlagventil-Anordnung 41, von welcher die Leitung 42 ausgeht. Diese Leitung führt zum Ventil 37 und zu einem 5 Oberdruckventil 43, Über das Ventil 37 kann diese Leitung 42 mit der Pumpe P1 mit Akkumulator 44 oder mit einem Ausgleichszylinder 45 verbunden werden. In diesem Ausgleichszylinder 45 befindet sich ein von einer Feder 47 belasteter Kolben 46. Der Rauminhalt des

ίο Ausgleichszylinders 45 ist, wenn der Kolben so weit als möglich gegen die Feder 47 verschoben ist, gleich dem Rauminhalt der Arbeitszylinder beider Hydraulikzylinder 36.

Das Ventil 39 ist als Stößelventil ausgebildet und wird von einem der beiden Bären 31 betätigt Der genaue Zeitpunkt der Umstellung dieses Ventils und damit der genaue Zeitpunkt des Wechselns der Stellung des Ventils 37, das vom Ventil 39 her betätigt wird, wird jedoch vom Druck der Preßluft in der Druckkammer 32 bestimmt im Zusammenwirken mit einer Feder 48. Diese Feder 48 wirkt auf einen Ko"'^n 49 ein, der andererseits von einem in der Druckkammer 32 herrschenden Druck beaufschlagt wird; dieser Kolben ist samt der Feder in einem Zylinder 50 untergebracht Über eine Stange 51 steht der Kolben 49 mit dem Ventil 39 in Verbindung.

Zur Betätigung des Ventils 37 wird ein Druckmittel verwendet, das von der Pumpe PI geliefert und über die Ventile 38 und 39 gesteuert wird; vorzugsweise wird hierfür Drucköl od. dgl. Druckflüssigkeit ν irwendet

Zur Auslösung eines Schlages der Schmiedepresse wird das Magnetventil 38 erregt, wodurch der Steuerkolben des Ventils 37 mit Drucköl von der Pumpe P2 beaufschlagt und gegen den Druck der Rückstellfeder verschoben wird. Die beiden Zylinder 36 werden mit dem federbelasteten Speicherzylinder 45 verbunden, der so ausgelegt ist, daß er genau die beim Schlag aus den Zylindern 36 verdrängte Ölmenge aufnimmt. Das Abbremsen der mit hoher Geschwindigkeit aus den

•»ο Zylindern 36 verdrängten Ölmengen beim Schlagende geschieht durch den im Öltank liegenden, hydraulisch gedär .pften Kolben 46. Dadurch wird ein Vakuumziehen in den Rohrleitungen beim plötzlichen Abstoppen der Bären durch den Schmiedevorgang verhindert.

Durch den infolge gleicher Massen und Drücke gleichzeitigen Arbeitshub der Bären wird das Stoßelventil 39 betätigt, welches mit mechanisch einstellbarer »Vorzündung« den Schaltzylinder des Steuerventils 37 drucklos macht, so daß das Ventil 37 durch die Feder wieder in Ladestellung bewegt wird. Nun werden die Zylinder 36 wieder mit der Pumpe Pi verbunden; die Bären werden gegen den Druck in den Luftkammern 32 wieder in Ausgangsstellung gedrückt, wobei die Röckiaufgsschwindigkeit durch Drossel-Rückschlagventile 34 kontrolliert wird. Gleichzeitig drückt der Speicherkolben 46 das beim Arbeitshub in den Zwischenspeicher verdrängte Öl über das Steuerventil 37 in den Tank und ist dann bereit für den nächsten Schlag.

Um bei vorzeitigem Umsteuern ein zu starkes Ansteigen des Druckes in den Räumen 36 und in den Leitungen bis zum Ventil 37 zu vermeiden, ist im Steuerblock das Überdruckventil 43 eingebaut, welches direktwirkend ist und gegen Dauerbeaufschlagung der Pumpe P J arbeitet.

Die »Voriündung« des Stößelventils 39, d. h. die Strecke, um welche es vor Erreichen der Schlag-Endlage umschaltet, wird gegen den Druck einer Feder 48

5 6

durch einen Kolben 49 gesteuert, welcher mit den dem jeweiligen Luftdruck angepaßt und eine energie-

Druckkammern 32 in Verbindung steht. Ferner steht ein sparende Arbeitsweise der Maschine erreicht. Eine

auf den Druckkompensator Pder Pumpe PX wirkender stufenlose Einstellung der Schlagenergie ist durch

Luftzylinder mit den Luftkammern 32 in Verbindung; Justieren des Luftdruckes in den Kammern 32 möglich,

dadurch wird der maximale Pumpendruck automatisch -.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gegenschlaghämmermaschine mit zwei miteinander dauernd verbundenen, druckmittelbeaufschlagten Kammern zum Antrieb der Hammerbären und mit einer hydraulischen Rückführung für dieselben, wobei mit den Hammerbären über Kolbenstangen verbundene Kolben in miteinander dauernd verbundenen Rückhol-Hydraulikzylindern verschiebbar sind, dadurch gekennzeich-io net, daß die Kammern (32) über ein Druckregelventil (34) dauernd an ein Druckluftnetz angeschlossen sind, daß die Hammerbären (31) mit ihrer Rückseite unmittelbar in die Kammern (32) ragen and daß zwischen der die beiden Hydraulikzylinder \s (36) verbindenden Leitung (40) und der Hydraulikpumpe (P 1) ein in Abhängigkeit von der Bewegung der Hammerbären (31) und einer Steuereinrichtung (39, 50) betätigbarer Steuerschieber (37) liegt, welcher ή ^;e kolbenseitigen Ringräume der Zylinder (36) zur Ausführung des Schlages mit einem im Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit liegenden Speicherzylinder (45) oder, wie bekannt, mit der Pumpe (P 1) in Verbindung bringt

2. Gegenschlaghammermaschine nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubvolumen des im Speicherzylmder (45) laufenden, federbelasteten Kolbens (46) genau dem Verdrängungsvolumen der beiden Bär-Rückholzylinder (36) entspricht, wobei der Speicherzylinder (45) während des Vorlaufes der Hammerbären (31) die aus den Rückholzylindern (36) verdrängte Menge an Hydraulikflüssigkeit auEnimmt und sie nach erfolgtem Umschalten des Steuet jchiebers (37) in den Vorratsbehälter abgibt

3. Gegenschlaghammermaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein in Richtung der Bärbewegung verschiebbares Stößelventil (39) umfaßt dessen Stößel von einem der Bären (31) betätigbar ist, sowie -to einen mit den Druckluftkammern (32) verbundenen Steuerzylinder (50), dessen Kolben (49) von einer Feder (48) belastet ist und mit dem Gehäuse des Stößelventils (39) in Verbindung steht

4. Gegenschlaghammermaschine nach den An-Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß in der die beiden Hydraulikzylinder verbindenden Leitung (40) zwei voneinander unabhängige Drossel-Rückschlagventil-Anordnungen (41) vorgesehen sind zur Steuerung der Rücklaufbewegung der Bären (31). M