DE2805187A1

DE2805187A1 - Gesenkschmiedepresse

Info

Publication number: DE2805187A1
Application number: DE19782805187
Authority: DE
Inventors: Michio Bessho
Original assignee: Kawasaki Hydromechanics Corp
Current assignee: Kawasaki Hydromechanics Corp
Priority date: 1977-02-26
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1978-09-07
Also published as: GB1572780A; FR2381620B1; FR2381620A1; DE2805187C2; JPS53105775A; JPS5550742B2

Description

Kawasaki Yukoh Kabushiki Kaisha, 9-3 Mihori, Takasago, Hyogo, Japan

Ges enks chmiedepre ss e

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gesenkschmiedepresse mit einem in den oberen Teil eines innerhalb des Pressenrahmens angeordneten Zylinders eingesetzten Pumpstempel, mit einem in den unteren Teil des Zylinders eingesetzten Preßstempel und mit einem zwischen beiden Zylinderteilen gebildeten, mit Arbeitsöl gefüllten Hohlraum zum Übertragen der mechanisch erzeugten Hin- und Herbewegung des Pumpstempels mittels des Arbeitsöles auf den Preßstempel. Eine derartige hydraulische Gesenkschmiedepresse wird insbesondere zum Pressen von Schmiedestücken verwendet, bei welchen Genauigkeit in den Abmessungen unbedingt erforderlich ist.

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Derartige hydraulische Gesenkschmiedepressen, die mit verschiedenen Arten von Antrieben ausgerüstet sein können, werden deshalb benutzt, weil diese die Vorteile sowohl der mechanischen Presse, welche den Preßstempel mit mechanischen Mitteln antreibt, als auch der Freiformgesenkschmiedepresse vereinigt, bei welcher die Schlaghöhe geändert werden kann. Bei den herkömmlichen hydraulischen Gesenkschmiedepresse basiert die Einrichtung zur Änderung der Schlaghöhe darauf,' dass die Schlaghöhe durch Erhöhen oder Vermindern der Menge des Arbeitsöles durchgeführt werden kann, welches sich zwischen den oberen Pumpstempel und dem unteren Preßstempel befindet, d. h. in dem das Arbeitsöl in den Zylinder von ausserhalb hineingetrieben wird oder aus dem Zylinder nach aus sen abgezogen wird. Diese herkömmliche Gesenkschmiedepresse ist ausreichend wirksam nur zum sogenannten Grobschmieden, das unmittelbar nur ein Härten des Materials beim Schmieden anstrebt, aber beinahe unanwendbar ist beim Präzisionsschmieden oder Preßschmieden, weil grundlegende, nachstehend beschriebene Probleme hierbei auftreten. Wenn eine hohe Genauigkeit in den Abmessungen im Hinblick auf die Schlaghöhe erforderlich und wenn die erste Schlaghöhe z. B. mit a mm und die zweite Schlaghöhe a - 0, 3mm bestimmt ist und die konventionelle, oben beschriebene Gesenkschmiedepresse verwendet wird, ist es notwendig, ein Volumen im Zylinder entsprechend der Abnahmedistanz von 0, 3 mm für den Preßstempel einzurechnen und Öl von aussen in den Zylinder einzuführen, wobei die Ölmenge genau dem berechneten Volumen entsprechen muss. Eine solche Massnahme kann nur schwer in einer extrem kurzen Zeitspanne durchgeführt werden. Die herkömmliche Gesenkschmiedepresse der eingangs genannten Art ist zwar nicht grundsätzlich unge-

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eignet im praktischen Gebrauch zum Präzisionsschmieden oder Preßschmieden Und zwar weder im Hinblick auf die Arbeitsgeschwindigkeit noch auf die erreichbare Genauigkeit, aber die herkömmliche Gesenkschmiedepresse ist mehr geeignet für das Grohschmieden als für das Präzis ions schmieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gesenkschmiedepresse der eingangs genannten Art in einfacher Konstruktion zu schaffen, welche mit höherer Genauigkeit und mit höherer Arbeitsgeschwindigkeit zum Präzisionsschmieden oder Schmiedepressen geeignet ist, wobei die oben abgehandelten Nachteile und Mängel der konventionellen Gesenkschmiedepresse behoben werden. . ·

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass eine einstellbare Abschlagvorrichtung zur mechanischen Hubbegrenzung des hin- und herbewegten Preßstempels in der oberen Endstellung vorgesehen ist. Dabei ist die Endstellung der Hubbewegung des hin- und herbewegten Preßstempels, in welcher dieser mit der Anschlagvorrichtung in mechanischen Kontakt kommt, während des Betriebes der Presse von aussen her einstellbar. Die Anschlagvorrichtung ist in besonders bevorzugter Weise an der Aussenseite des Pressenrahmens angeordnet und -bewirkt über einen am Preßstempel festangeordneten Steuerschlitten auf den Preßstempel ein. Mit der erfindungsgemässen Gesenkschmiedepresse kann eine neueinzustellende Schlaghöhe mechanisch von aussen her mittels der einstellbaren Anschlagvorrichtung eingestellt werden* Dann wird das Arbeitsöl selbstät^g in den Hohlraum im Zylinder zugeführt oder von diesem abgeführt, um im Zylinder soviel Arbeitsöl zu haben, wie es

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erforderlich ist, um die Schlaghöhe in Übereinstimmung mit der eingestellten Schlaghöhe zu bringen, während der Wechsel der Schlaghöhe bei herkömmlichen Gesenkschmiedepressen entsprechend der Menge des Arbeitsöles durchgeführt wird, das in den Zylinder einge- · führt oder von diesem abgeführt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele einer Gesenkschmiedepresse näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Gesenkschmiedepresse mit der ersten Ausführungsform einer einstellbaren Anschlagvorrichtung,

Fig. 2 die einstellbare Anschlag vor richtung gemäss Fig. 1 in einer stark vergrösserten Schnittdarstellung,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer Gesenkschmiedepresse mit der zweiten Ausführungsform der einstellbaren Anschlagvorrichtung und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Anschlagvorrichtung gemäss Fig. 3.

Gemäss Fig. 1 ist der zentrale Teil des Pressenrahmens 1 einer Gesenkschmiedepresse mit inneren Zylindern 2a, 2b, die miteinander in Verbindung stehen, einem Pumpstempel 3 und einem Preßstempel 4 versehen, die in den oberen Zylinder 2a bzw. den unteren Zylinder 2b

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eingesetzt sind. Im oberen Teil des Pressenrahmens 1 ist eine Kurbelwelle 7 gelagert, die direkt mit einem Schwungrad 6 verbunden ist, das kontinuierlich mittels eines Antriebsmotors 5 in Drehbewegung versetzt wird und ununterbrochen den Pumpstempel 3 um eine feste Hubhöhe auf- und niederbewegt, wobei der Preßstempel 3 über eine Pleuelstange 8 mit der Kurbelwellenkröpfung verbunden ist.

Ein Steuerschlitten 9 ist mit dem Preßstempel 4 festverbunden und wird durch einen Rückführungs zylinder 10 mittels einer Stoßstarge 10a konstant nach oben zurückbewegt. In einem Vorratstank 15 innerhalb des oberen Teiles des Pressenrahmens 1 ist Arbeitsöl vorhanden, das einem zwischen dem Pumpstempel 3 und dem Preßstempel 4 in den Zylindern 2a und 2b gebildeten Hohlraum 11 durch ein ferngesteuertes Absperr-Regelventil 12 und Ölleitungen 13, 14 zugeführt wird. Ein Überströmventil 16 steuert den Maximaldruck des Öles in der Ölleitung 14. Das Absperr-Regulierventil 12 befindet sich normalerweise in geöffneter Stellung, die durch Drucköl in einem Drucksammler 18 gehalten wird, der über ein Umschaltventil 17 mit dem Absperr-Regelventil 12 verbunden ist. Eine Ölpumpe 19 mit Antriebsmotor M wird zur Zufuhr des Arbeitsöles in den Drucksammler 18 verwendet. Eine Ölleitung 20 verbindet den Drucksammler 18 mit dem Rückführungszylinder 10.

Wenn das Absperr-Regulierventil 12 offen ist, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist,und wenn der Motor 5 in Tätigkeit ist, bewegt sich der Pumpstempel 13 über eine feste Hubdistanz hin und her. Der Preßstempel 4 steht in seiner oberen Endstellung und bleibt in

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Ruhe, ohne gegen den Öldruck im Rückführungszylinder 10 abgesenkt, zu werden, weil das Arbeitsöl zwischen dem Hohlraum 11 und dem Vorratstank 15 durch die Ölleitungen 13 und 14 frei fliessen kann.

Wenn ein in der Zeichnung nicht dargestellter Betätigungsknopf an einem Bedienungspult eingedrückt wird, wird eine Spule 17a des Umschalt ventiles 17 erregt. Folglich wird das Umschaltventil 17 von der in Fig. 1 dargestellten Stellung in seine andere Stellung umgeschaltet, die in Fig. 1 als Kreuz-Symbol dargestellt ist. Infolge . des Druckabfalles innerhalb des Ums ehalt ventile s 17 schliesst das Absperr-Reguliervehtil 12 und blockiert das Arbeitsöl im Hohlraum 11 und in der Ölleitung 14. Als Folge davon kann die hin- und hergehende Bewegung des Pumpstempels 3 auf den P-reßstempel 4 durch das Arbeitsöl im Hohlraum 11 übertragen werden. Hierdurch wird die Durchfühning eines Umformungsprozesses des zu schmiedenden Materiales mittels der Bodenfläche 4 a des Preßstempels 4 ermöglicht.

Am Schwungrad B ist ein Nocken 21 derart angeordnet, dass der Druckknopf eines Begrenzungsschalters 23 vom Nocken 21 früher betätigt wird, als dass der Pumpstempel 3 seine obere Endstellung erreicht hat^und die Spule 17 a wird durch ein Steuersignal erregt, das erzeugt wird, sobald der Druckknopf durch Betätigung des Nockens 21 eingedrückt ist. Hierdurch wird der Zeitpunkt zum Schliessen des Absperr-Regulierventiles 12 genauestens bestimmt und der Preßstempel 4 wird genau um eine festgelegte Arbeitshubdistanz abwärtsbewegt. Wenn die Arbeitsleistung des Preßstempels die vorher festgelegte während der Betätigung überschreitet, vermindert das Überströmventil 16 die Ölleitung 14 um eine bestimmte

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Menge Arbeitsöl, so dass eine Überlast- Beanspruchung vermieden wird. Wenn eine kontinuierliche Betätigung der Presse mit einer festeingestellten Hubdistanz erforderlich ist, wird dies durch Geschlossenhalten des Absperr-Regulierventiles 12 ermöglicht. Wenn ein einzelner Hub des Preßstempels 4 erforderlich ist, ist hierfür ein weiterer Begrenzungsschalter 22 vorgesehen, der während des Anhebens des Pampstempels 3 die Spule 17 a entmagnitisiert, welche auf das Umschaltventil 17 einwirkt.um den Einzelhub auszuführen. .

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Eine Anschlagvorrichtung ist an der Aussenwand des Pressenrahmens 1 festangebracht. Das freie Arbeitsende 25 der Anschlagvorrichtung ist gegenüber dem oberen Ende der Stoßstange 10 a gelegen, welche fest mit dem einen Ende des Steuerschlitten 9 festverbunden ist, der immer zusammen mit dem Preßstempel 4 hin und her bewegt wird. Es sind verschiedene bekannte Vorrichtung verwendbar, um den Abstand "d" einzustellen, welcher die Endlage des Arbeitsendes 25 bestimmt, in welcher die Anschlagvorrichtung 24 und die Stoßstange 10a in Berührungskontakt miteinander kommen.

E₈ wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anschlag vor richtung 24 nachfolgend beschrieben. Die Fig. 2 zeigt den Mechanismus der Anschlagvorrichtung 24 unter Verwendung eines Servozylinders, der einen Schrittmotor 26, ein mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe 27, ein vom Untersetzungsgetriebe angetriebenes , innen mit einem Gewinde versehenes Zwischenglied 28, ein Schiebeventil 29,das in Abhängigkeit

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von der Drehbewegung des innen mit Gewinde versehenem Zwischengliedes 28 in Längsrichtung verschiebbar ist,und aus einem Distanzhalter 30 besteht, der in Abhängigkeit von der Verschiebebewegung des Schiebeventiles 29 einstellbar ist. Eine Gehäusehülse 31 umfasst den Distanzhalter 30, der gleitbar in der Hülse angeordnet ist, und ist mit Löchern 32, 33 als Durchfluss öffnung en für das Arbeitsöl versehen. Entsprechend dem allgemein bekannten Prinzig des Servozylinders bewegt sich der Distanzhalter 30 infolge der Bewegung des Schiebeventiles 29 durch die Beaufschlagung mit Arbeitsöl. Die Stellung des Arbeitsendes 25 des Distanzhalters 30, d. h. der Abstand "d" als Längenbezeichnung kann mit hoher Genauigkeit und weiterhin in einer sehr kurzen Zeitspanne eingestellt werden, in/dem der Schrittmotor 26 betätigt wird, um eine bestimmte Zahl von Umdrehungen auszuführen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Einstellung der Kontaktposition der Anschlagvorrichtung 35, wobei ein scheibenförmiger Distanzhalter 34 zwischen die Anschlagvorrichtung 35 und die Stoßstange 10 a eingesetzt ist. Der Dislanzhalter 34 variiert fortschreitend in der Dicke und zwar mit dem Umfang des Wälzkreises 36. Der Wälzkreis 36 wird bestimmt mit festgelegten Punkten, an denen die Anschlagvorrichtung 35 den Distanzhalter 34 berührt. Der Distanzhalter 34 kann in beliebiger Weise mittels des Getriebes gedreht werden, das eine gemeinsame Achse mit dem Distanzhalter 34 hat. Das Getriebe 37 wird mittels einer Zahnstange 38 durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 39 angetrieben. Der Mechanismus bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, um die obere Endlage des Preßstempels 4 durch Einführen eines Keiles zwischen die

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Anschlagvorrichtung 35 und die Stoßstange 10a und durch Anpassen des Keiles an unterschiedliche Dicken in der Be rührungs st ellung der Anschlagvorrichtung 35 einzustellen. Im vorliegenden· Fall entspricht der Distanzhalter 34 einem scheibenförmigen Keil. Folglich ist es auch möglich, den Distanzhalter 34 durch einen linearen Keil auszutauschen und den Keil durch eine horizontale Bewegung zwischen die Anschlagvorrichtung 35 und die Stoßstange 10a einzuführen oder von diesen wegzubewegen.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Endlagenschalter 40 nahe der Berührungsposition des Distanzhalters 30 oder 34 mit der Stoßstange 10a vorgesehen. Dieser dient zur Überwachung der für den Distanzhalter 30, 34 · erforderlichen Zeitspanne, um eine Arbeitsoperation zur Änderung der Schlaghöhe durchzuführen. Wenn es erforderlich ist, dass die

ist
folgende Schlaghöhe geringer als die vorhandene, wird eine Einstellung derart durchgeführt, dass der Abstand "d" um ein bestimmtes Mass verringert wird. Dies erfolgt durch Betätigung des Distanzhalters 30, 34 der Anschlagvorrichtung 24 bzw. 35 in Abhängigkeit von dem Signal, das vom Abschalten des Kontaktes im Endlagenschalter 40 nach dem Beginn des Abwärtshubes oder Abwärtsschlages zu dieser Zeit informiert. Wenn der Preßstempel 4, der vorher seinen Schi ag beendet hat, seinen Aufwärtshub unter derartigen Einstellbedingungen beginnt, bewegt sich dieser bis zu einer durch den Distanzhalter 30, 34 der Anschlagvorrichtung 24 bzw. 35 eingestellten Position. Anschliessend setzt der Pumpstempel 3 allein seine Aufwärtsbewegung um den mechanisch festgelegten Abstand bis zu seinem oberen Totpunkt fort. Folglich vergrössert sich das Volumen des Hohlraumes 11 und die hierdurch erzeugte Saugkraft

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öffnet das Absperr-Regülierventil 12, so daß Arbeitsöl aus dem Vorratstank 15 in den Hohlraum 11 durch das geöffnete Absperr-Regulierventil 12 flies st und zwar in einer solchen Menge, wie ^v sie für den eingestellten nächsten Arbeitshub erforderlich ist. Wenn der Pumpstempel 3 wieder seinen Abwärtshub beginnt, wird das Absperr-Regulierventil 12 automatisch geschlossen und der Abwärtshub des Pumpstempels 3 nicht genau wie derjenige des Preßstempels 4. Auf diese Weise kann die Falldistanz, die im Hinblick auf die obere Begrenzungslage im Hüb des Preßstempels 4 bestimmt ist, als diejenige der Schlaghöhe des Preßstemepls 4 so genau wie möglich verwendet werden»

Wenn andererseits die nächste Schlaghöhe um ein bestimmtes Maß grosser sein muss als die Vorliegende, wird Arbeitsöl aus dem Hohlraum 11 während Betätigungsoperationen abgeführt, wie: Einstellen des Abstandes ^Md", damit dieser so gross wird wie er gefordert wird, Einstellen des Begrenzungs schalte rs 22, um für ein Öffnen-des Absperr-Regulierventiles 12 zur Zeit des Wiederanhebens des Preßstempels 4 tätig zu werden, der den vorhergehenden Schlag ausgeführt hat,und Einstellen des Begrenzungs schalters 23, um für ein Schliessen des Absperr-Regulierventiles 12 tätig zu werden. Dieser Ablassarbeitsvorgang wird während des Anhebens des Preßstempels 4 durchgeführt, das auf das Nachobenstoßen mittels der Stoßstange 10a zurückzuführen ist,und bis die Stoßstange 10a stoppt, wenn das obere Ende der Stoßstange 10a in Kontakt mit dem unteren Ende des Distanzhalters 30 bzw. 35 kommt. Folglich wird die Menge des Arbeitsöls im Hohlraura 11 genau auf die für den nächsten Schlag erforderliche geringe Menge vermindert.

Aufgrund der Konstruktion einer Gesenkschmiedepresse entsprechend der vorliegenden und hier beschriebenen Erfindung ist eine Einstellung der Schlaghöhe ( impact level) mit hoher Genauigkeit möglich, welche mit den herkömmlichen Gesenkschmiedepressen nicht erreichbar ist, wobei die Erfordernisse in der Dimension voll erreicht werden und eine Genauigkeit für Schmiedestücke erzielt wird, welche durch Präzisionsschmieden oder Preßschmieden erzeugt werden. Da die Einstellarbeiten bei einer Veränderung der Schlaghöhe leicht, genau und wahlweise von ausserhalb der Presse während der Betätigung der Presse in einer sehr kurzen Zeitperiode mit einfachen Handgriffen durchgeführt werden können, ist die Durchführung eines kontinuierlich automatischen Pressens ferner auch möglich, was auf die Durchführung der Änderung der Schlaghöhe vom Pressenbedienungspult her zurückzuführen ist. Die oben beschriebenen Ergebnisse können ohne Beeinflussung der Aufrechterhaltung der hohen Geschwindigkeit und höhen Zahl von Arbeitstakten erreicht werden, welche für diese Art von Gesenkschmiedepressen charakteristisch sind. Die Erfindung erbringt einen grossen Beitrag für die Verbesserung der Funktion einer Gesenkschmiedepresse .und für die Verbreiterung des Einsalzbereiches.

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Le e rs e i t

Claims

Patentansprüche

f 1. j Gesenkschmiedepresse mit einem in den oberen Teil eines innerhalb des Pressenrahmens angeordneten Zylinders eingesetzten Pumpstempel, mit einem in den unteren Teil des Zylinders eingesetzten Preßstempel und mit einem zwischen beiden Zylinderteilen gebildeten, mit Arbeitsöl gefüllten Hohlraum zum Übertragen der mechanisch erzeugten Hin- und Herbewegung des Pumpstempels mittels des Arbeitsöles auf den Preßstempel, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstellbare Anschlagvorrichtung (24, 35) zur mechanischen Hubbegrenzung des hin- und herbewegten Preßstempels (4) in der oberen Endstellung vorgesehen ist.

2» Gesenkschmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstellung der Hubbewegung des hin- und herbewegten Preßstempels (4), in welcher dieser mit der Anschlagvorrichtung (24, 25)

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ORIGINAL INSPECTED

in mechanischen Kontakt kommt, während des Betriebes der Presse von ausserhalb her einstellbar ist.

3. Gesenkschmiedepresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtung (24, 35) an der Aussenseite des Pressenrahmens (1) angeordnet ist und über einen am Preßstempel (4) festangebrachten Steuerschlitten (9) auf den Preßstempel (4) einwirkt.

4. Gesenkschmiedepresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein steuerbares Absperr-Eegelventil (12) innerhalb einer Ölleitung (13, 14) angeordnet ist, die mit einem Arbeitsöl-Vorratstank (15) und dem Arbeitsöl-Hohlraum (11) im Zylinder (2a, 2b) in Verbindung steht, um Arbeitsöl zum Vorratstank (15) zuzuführen oder von diesem abzuführen, wodurch die Ölmenge im Zylinder (2a, 2b) in Abhängigkeit von der Einstellung der Kontaktstellung der Anschlagvorrichtung (24, 35) verkleinert oder vergrössert wird.

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