DE3100983C2 - Schnellarbeitender Hammer - Google Patents

Abstract

Der schnellarbeitende Hammer enthält einen auf Vertikalführungen (2) eines Gestells (I) angeordneten Rahmen (3) mit einer Arbeitskammer (5). In der Arbeitskammer (5) liegt eine Stange (9) eines Hammerbären (10), deren Ende in der oberen Stellung des Hammerbären (10) samt einem Teil der Wand der Arbeitskammer (5) einen abgeschlossenen Hohlraum (II) bildet, der über eine Verteilungsanlage (13) mit der Atmosphäre zur Festhaltung des Hammerbären (10) in der oberen Stellung oder mit der Arbeitskammer (5) zur Ausführung eines Arbeitshubes des Hammerbären (10) und bei dessen Rückkehr in die obere Stellung unter der Wirkung von mit diesem gekoppelten Kraftzylindern (21) verbunden ist. Außerdem enthält der Hammer einen Kraftzylinder (25) zur Federung des Rahmens (3), dessen Stange (26) mit dem Rahmen (3) starr gekoppelt ist und dessen Stangenraum (27) mit der Arbeitskammer (5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen schnellarbeitenden Hammer zur Druckverformung von metallischen Werkstükken oder, was als vorliegendes Anwendungsgebiet ins Auge gefaßt ist, zur Herstellung von Werkstücken aus Metallpulvern schwer verformbarer Metalle und Legierungen, beispielsweise aus hochlegiertf ι Stählen oder Titanlegierungen. Die Eignung erstreckt sich dabei auch auf die Herstellung von Werkstücken mit geringen Abrundungsradien, dünnen Wänden oder Rippen und Oberflächen komplizierter Form mit hoher Genauigkeit ohne Nachbehandlung. Der Hammer kann auch für das Präzisionsgesenkschmieden von Schmiedestücken aus schwer verformbaren Metallen und Legierungen eingesetzt werden.

Die Erfindung geht aus von einem schnellarbeitenden Hammer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er aus dem SU-Erfinderschein 4 54 960 bekannt ist. Charakteristisch für diese Hämmer ist die bewegliche Lagerung auch des Rahmens, in dem der Hammerbär gleitend geführt ist, wobei bei der Schlagausübung eine Gegenbewegung von Rahmen und Hammerbär stattfindet, die hohe Aufprallgeschwindigkeiten gewährleistet. Deswegen können schwer verformbare Metalle und Legierungen bearbeitet werden, und wegen der auftretenden hohen Fließgeschwindigkeiten des Werkstückwerkstoffs füllt dieser gut den Matrizenraum der Gesenke aus, so daß auch Werkstücke komplizierter Konfiguration hergestellt werden können, die durch herkömmliche Schmiedehämmer unmöglich bearbeitet werden könnten.

Bei dem gattungsgemäß vorausgesetzten bekannten Hammer sind zur Federung des Rahmens nach einem Zusammenstoß mit dem Hammerbären nur Federn vorgesehen. Nachteilig ist dabei, daß die Lage des Rahmens in dem Augenblick des Zusammenstoßes wenig stabil ist, und daß die Zusammenschlagebene keine beständige Lage aufweist, was die Qualität der erhaltenen Werkstücke beeinträchtigt. Da bei diesen Hämmern das Massenverhältnis des Rahmens zum Hammerbären gewöhnlich zwischen 25 und 30 liegt, kommt es zu beträchtlichen Schwingungsamplituden des Rahmens nach einem Zusammenstoß, und die Zahl der Schwingungen geht über zehn hinaus. Wegen dieses langdauernden Nachschwingens des Rahmens ist auch die Leistung des bekannten Hammers begrenzt

Es ist leicht vorstellbar, daß die instabile Lage der Zusammenschlagebene bei den bekannten schnellarbeitenden Hämmern die Automatisierung der Werkstückfertigung mit solchen Hämmern sehr behindert Es ist eine große Anzahl von Zusatzvorrichtungen notwendig, um die Lage des Rahmens beim Vorschub der Werkstücke zu überwachen. Besonders erschwert ist die Zuführung von Metallpulver. Zur Zeit werden Werkstücke

aus 'Metallpulvern schwer verformbarer Legierungen vorwiegend durch mehrfaches aufeinanderfolgendes Pressen hergestellt

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines schnellarbeitenden Hammers, bei dem unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine gleichbleibende Lage der Zusammenschlagebene des Rahmens mit dem Kammerbären gewährleistet ist.

Ausgehend von einem gattungsgemäßen schnellarbeitenden Hammer wird diese Aufgabe erfindungsgemaß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale. Bei einer solchen Ausbildung ergibt sich eine hohe bezogene Masse des Rahmens, und Schwingungen des Rahmens nach einem Zusammenstoß mit dem Hammerbären sind fast völlig beseitigt. Es kommt praktisch nur noch zu Lageabweichungen in der Größenordnung von Zehntelmillimetern und damit zu einer streng bestimmten festen Lage des Rahmens vor jedem Schlag. Dies wiederum ergibt hochwertige Werkstücke, erweitert die technologischen Möglichkeiten des schnellarbeitenden Hammers und erleichtert die Mechanisierung und Automatisierung des Hammerbetriebs.

Die Verwendung von Kraftzylindern als Dämpfer macht die Herstellung von Werkstücken aus Pulvern schwer verformbarer Metalle UF.d Legierungen praktisch mit einem Schlag möglich.

Ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen schnellarbeitenden Hammers liegt darin, daß durch Verringerung der Druckdifferenz in der Arbeitskammer in der oberen und unteren Stellung des Hammerbären seine Energiekennwerte verbessert sind.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt eines schnellarbeitenden Hammers mit einem Kraftzylinder zur Hubbegrenzung des Rahmens nach einem Rammschlag;

F i g. 2 den Längsschnitt einer anderen Ausführungsform eines schnellarbeitenden Hammers mit zwei Kraftzylindern zur Hubbegrenzung des Rahmens nach einem Rammschlag.

Der schnellarbeitende Hammer gemäß Fig.! hat ein Gestell 1 mit Vertikalführungen 2, in denen ein Rahmen 3 gleitet. Das Gestell 1 des Hammers steht auf einem Fundament, und der Rahmen 3 stützt sich auf im unteren Teil des Gestells 1 angeordnete Federn 4.

Im oberen Teil des Rahmens 3 ist eine dicht geschlossene Arbeitskammer 5 mit einem Deckel 6 vorgesehen, an dessen Innenfläche in Achsrichtung des Rahmens 3 eine Dichtung 7 aus einem thermoplastischen Werkstoff, beispielsweise aus Polyurethan, befestigt ist. Die Dichtung 7 ist an den Deckel 6 durch eine Hülse 8 angedrückt.

31 OO

In die Arbeitskammer 5 ragt eine Stange 9 eines Hammerbären 10, deren Ende samt einem Teil der Wand der Arbeitskammer 5 in der oberen Stellung des Hammerbären 10 einen hermetisch abgeschlossenen Hohlraum 11 bildet Zu diesem Zweck ist in der Dichtung 7 eine Kegelbohrung und dementsprechend auch der Kopf 12 der Stange 9 kegelförmig ausgeführt

Der durch die Dichtung 7 und den Kopf 12 der Stange

9 gebildete hermetisch abgeschlossene Hohlraum 11 ist Über ein Verteilerventil 13 mit der Atmosphäre zur Festhaltung des Hammerbären 10 in der oberen Stellung verbindbar. Zu diesem Zweck ist an eine im Deckel 6 ausgeführte Bohrung 14 eine den Hohlraum 11 mit dem Verteilerventil 13 verbindende Rohrleitung 15 angeschlossen.

An eine in der Wand der Arbeitskammer 5 ausgeführte Bohrung 16 ist eine Rohrleitung 17 angeschlossen, die zur Ausführung eines Arbeitshubes des Hammerbären

10 und bei seiner Rückkehr in die obere Stellung die Arbeitskammer 5 mit dem abgeschlossenen Hohlraum

11 verbindet.

Darüber hinaus ist der abgeschlossene Hohlraum 11 über eine Bohrung 18, ein Rückschlagventil 19 und eine Bohrung 20 mit der Arbeitskammer 5 verbunden.

Zur Rückführung des Hammerbären in die obere Stellung sind im unteren Teil des Rahmens 3 zwei Hydraulikzylinder 21 montiert, deren Stangen 22 unmittelbar am Hammerbären 10 angreifen und deren Kolbenstangenräume 23 über Bohrungen 24 mit einer (nicht gezeigten) Pumpe verbindbar sind.

Als Dämpfer des Rahmens 3 dient ein im unteren Teil des Gestells 1 angeordneter Kraftzylinder 25 zur Hubbegrenzung des Rahmens 3 nach einem Rammschlag, dessen Stange 26 beispielsweise mit Hilfe einsr Gewindeverbindung mit dem Rahmen 3 starr verbunden ist. Der Stangenraum 27 des Kraftzylinders 25 ist über eine Rohrleitung 28 mit einer in die Arbeitskammer 5 mündenden Bohrung 29 verbunden. Der Kraftzylinder 25 dient außerdem als Antrieb eines Ausstoßers 30 mit einem Kolben 31, der in einer in der Stange 26 des Kraftzylinders 25 ausgeführten Bohrung 32 verschieblich ist.

Der in F i g. 2 dargestellte schnellarbeitende Hammer ist 7.ur Herstellung von Werkstücken aus Metallpuivern vorgesehen. In Führungen 34 eines Gestells 33 gleite·. ein Rahmen 35 mit einer Arbeitskammer 36. Im oberen Teil des Rahmens 35 sitzt am Deckel 37 der Arbeitskammer 36 gleichachsig mit dem Kopf 38 der Stange 39 eines Hammerbären 40 eine Dichtung 41. In der oberen Stellung des Hämmerbaren 40 liegt seine Stirnfläche an der Dichtung 41 an und bildet samit einein Teil des Deckels 37 einen hermetirch abgeschlossenen Hohlraum 42.

Das Verteilerventil 43 verbindet den abgeschlossenen Hohlraum 42 mit der Atmosphäre zum Halten des Harnmerbären 40 in der oberen Stellung oder mit der Arbeitskammer 36 zur Ausführung eines Rammschlages des Hammerbären 40 und bei dessen Rückkehr in die obere Stellung.

Im Deckel 37 der Arbeitskammer 36 sitzen Kraftzylinder 44 zur Rückführung des Hammerbären 40 in die obere Stellung. Hierbei sind die Stangenräume 45 der Zylinder 44 mit der Arbeitskammer 36 und die Kolbenräume 46 mit einer Pumpe 70 verbunden. Die Stangen 47 dieser Zylinder 44 sind mit einer Traverse 48 gekoppelt, an der der obere Teil eines Gesenkes 49 befestigt ist. Der untere Teil des Gesenkes 49 sitzt im Rahmen 35. In diesem Teil des Gesenkes 49 liegt ein von einem Kraftzylinder 51 betätigter Ausstoßer 50.

Der Dämpfer des Rahmens 35 besteht aus zwei im unteren Tei! des Gestells 33 angeordneter. Zylindern 52 zur Hubbegrenzung des Rahmens 35 nach einem Arbeitsanschlag. Die Kolbenräume 53 dieser Zylinder 52 sind über eine Rohrleitung 54, eine Parallelschaltung eines Rückschlagventils 55 und einer einstellbaren Drossel 56 mit einem Flüssigkeitsdruckbehälter 57 verbunden. Die Stangenräume 58 dieser Zylinder 52 sind über Rohrleitungen 59 und 60 mit der Arbeitskammer 36 verbunden.

Der Betrieb des in F i g. 1 gezeigten schnellarbeitenden Hammers verläuft wie folgt:

In der Ausgangstellung ist der abgeschlossene Hohlraum 11 über das Verteilerventil 13 mit der Atmosphäre verbunden und der Hammerbär 10 dadurch in der oberen Stellung gehalten, daß der Druck in der Arbeitskammer höher ist als der Atmosphärendruck.

Zur Ausführung eines Rammschlags des Hammerbären 10 wird der Hohlraum 11 über das Verteilerventil 13 mit der Arbeitskammer 5 verbunden, '.«adurch wird der Druck im Hohlraum 11 gleich dem Drurk in der Arbeitskammer 5, der Hammerbär 10 fällt ab und führt einen Rammschlag auf das Werkstück aus.

Danach bringen die Kraftzylinder 21 den Hammerbären 10 ir. die obere Stellung zurück und drücken den Kopf 12 der Stange 9 an die Dichtung 7 an, wobei ein Teil des im Hohlraum 11 befindlichen Gases über das Rückschlagventil 19 in die Arbeitskammer 5 verdrängt wird, während der Rest über das Verteilventil 13 in die Atmosphäre entlassen wird, welches hierzu so umgesteuert wird, daß der Hohlraum 11 mit der Atmosphäre verbunden wird. Der Hammerbär 10 wird jetzt wieder wie anfangs in dieser Lage durch die Druckdifferenz zwischen Arbeitskammerdruck und Atmosphärendruck festgehalten.

Danach sinken die Stangen 22 der Hydraulikzylinder 21 ab, und der Hammer ist zu einem weiteren Schlag bereit.

Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung des Hammerbären 10 wird der Rahmen 3 nach oben beschleunigt. Da aber die Arbeitskammer 5 mit dem Stangetsraum 27 des Kraftzylinders 25 verbunden ist, wird das im Stangenraum 27 befindliche Gas den Druck in der Arbeitskammer 5 ausgleichen, wobei der Hub des Rahmens 3 abnimmt, wodurch die Lage der Stoßfläche des Rahmens 3, mit dem Hammerbären 10 über Werkstück konstant gehalten wird.

Der Betrieb des in Fig. 2 dargestellten schnellarbeitenden Hammers verläuft genauso wie bei dem Hammer gemäß Fig. 1. Bei dieser Ausbildung kommt es wegen der beiden Zylinder 52 zu keinerlei Schwingungen des Rahmens 35 nach einem Zusammenstoß mit den Kanmerbären 40, und seine Absenkgeschwindigkeit kann durch die Drossel 56 eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

31 OO 983 Patentansprüche:

1. Schnellarbeitender Hammer mit einem in Vertikalführungen eines Gestells beweglichen und sich auf einen Dämpfer stützenden Rahmen mit einer Arbeitskammer, in die die Stange eines Hammerbären ragt, deren Ende in der oberen Stellung des Hammerbären zusammen mit einem Teil der Wand der Arbeitskammer einen abgeschlossenen Hohlraum bildet, der über ein Verteilerventil mit Atmosphäre oder mit der Arbeitskammer verbindbar ist, und mit Hydraulikzylindern zur Rückführung des Hammerbären in seine obere Ausgangsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer aus wenigstens einem Kraftzylinder (25) besteht, dessen Stange (26) starr mit dem Rahmen (3) verbunden und dessen Stangenraum (27) mit der Arbeitskammer (5) leitungsverbunden ist

2. Schnellarbeitender Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenraum (S3) des bzw. der Dämpferkraftzyiinder (52) über ein Rückschlagventil (55) mit parallelgeschalteter Drossel (56) mit einem Flüssigkeitsdruckbehälter (57) verbunden ist.