DE3113965A1 - "schnellaufende schmiedemaschine" - Google Patents

Description

oder des Preßstempels selbst während des Schiniedevorganges maßgebend. Abgesehen davon, daß die Formänderungsmessung durch Dehnmeßstreifen zumindest über eine längere Zeitspanne recht unkontrollierbar ist, eine sorgfältige Behandlung erfordert und in kurzen Abständen immer wieder justiert werden muß, reagiert dieser bekannte Überlastschutz nur sehr langsam und daher meist zu spät, da ja die Überlast bereits aufgetreten sein muß, um die entsprechend große, den Sicherheitsschalter betätigende Formänderung hervorzurufen. Außerdem darf nicht vergessen werden, daß im Vergleich zum schnellen Arbeitsvorgang auch relativ viel Zeit vom Auftreten der Kraft bis zum Erfassen der Formänderung bzw. vom Betätigen des Sicherheitsschalters bis zur Wirkung der Schaltung vergeht. Der bekannte Überlastschutz ist daher nur äußerst unzureichend, da eine Überlast wenigstens zu Beginn ihres Auftretens voll von der Maschine aufgenommen werden muß, bevor der Überlastschutz in Funktion tritt und die Maschine abschaltet oder öffnet, auch wenn dann bereits die Belastungsspitze wieder vorbei ist.

Gemäß der DE-PS 1 950 424 wurde auch schon für mechanische Pressen eine hydraulische Überlastsicherung vorgeschlagen, die einen Hydraulikpolster zur Abstützung des Stempels und eine vom Hydraulikdruck dieses Polsters beaufschlagbare Ventilsteuerung umfaßt. Dabei ist diese Ventilsteuerung sehr aufwendig und anfällig, da das Auslaßventil zur Entlastung des Druckpolsters über einen Pneumatikkolben gesteuert wird. Auch dieser Überlastschutz reagiert aber trotz all des Aufwandes nur mit einer gewissen Verzögerung, kann die plötzlich auftretenden Belastungsspitzen nicht ausgleichen und ist daher für Schnelläufer zu träge.

Bisher lassen sich demnach schneilaufende Schmiedemaschinen mit mechanischem Antrieb auf Grund ihres unzureichenden Überlastschutzes nur dort einsetzen, wo keine

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GFM Gesellschaft für Pertigungstechnik und Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. in Steyr, Österreich

Schnellaufende Schmiedemaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine schnelllaufende Schmiedemaschine mit vorzugsweise zwei gegeneinander schlagenden, in einem Maschinengestell geführten Preßstempeln, für deren Hubbewegung ein mechanischer Antrieb vorgesehen ist, wobei sich wenigstens ein Preßstempel am Maschinengestell unter Zwischenschaltung eines Hydraulikpolsters abstützt und als Überlastschutz ein in Abhängigkeit vom Hydraulikdruck des Hydraulikpolsters betätigbarer Sicherheitsschalter od.dgl. zum Ausschalten des Preßstempelantriebes und/oder zum Einschalten einer die Preßstempel öffnenden Hublagenverstellung dient.

Eine gute Absicherung gegen Überlastung ist bei Schnellaufenden, mechanisch betriebenen Schmiedemaschinen besonders schwer zu erreichen, da durch den mechanischen Antrieb ein starrer Bewegungszwang für die Preßstempel herrscht, der antriebsseitig eine Begrenzung der Schmiedekraft im Gegensatz zu einem hydraulischen Antrieb, bei dem ein einfaches Überdruckventil diese Aufgabe ausreichend erfüllt, auf rationelle Weise unmöglich macht, da hiezu in das Antriebssystem eine Art Drehmomentbegrenzung eingebaut sein müßte. Bisher muß daher als Überlastschutz für schnellaufende, mechanisch betriebene Schmiedemaschinen ein in Abhängigkeit von der auftretenden Schmiedekraft betätigbarer Sicherheitsschalter genügen, der eine Unterbrechung des Preßstempelantriebes bzw. ein Öffnen der Preßstempel mit Hilfe einer Hublagenverstellung veranlaßt. Um die Abhängigkeit von der Schmiedekraft zu erreichen, ist dabei für die Steuerung des Sicherheitsschalters die über einen Dehnmeßstreifen erfaßbare Formänderung eines Maschinengestellteiles

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unvorhergesehenen Belastungsschwankungen auftreten, also nur beim Warmschmieden und auch das nur mit bereits warmgelaufener Maschine. Beim Warmlaufen der Maschine kommt es nämlich zu Dehnungen der Maschinenteile und damit zu Änderungen der Schmiededimensionen, was zu einer Überschreitung der maximal zulässigen Schmiedekraft führen könnte. Speziell aber beim Kaltschmieden von Rohren über Dorn ist,bedingt durch die Wandstärkentoleranzen, mit einem Auftreten entsprechender Belastungsspitzen und unzulässiger "*** Schmiedekräfte zu rechnen, so daß dieser Anwendungsbereich des Kaltschmiedens bisher für mechanisch betriebene Schnelläufer verschlossen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und eine Schmiedemaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch einen besonders effektiven Überlastschutz auszeichnet, der noch dazu funktionssicher und weitgehend wartungsfrei ist, nur eines geringen Konstruktionsaufwandes bedarf und beispielsweise auch den Einsatz der Schmiedemaschine für ein Kaltschmieden von Rohren über Dorn vollkommen gefahrlos macht.
„^ Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß

der Hydraulikpolster an einen hydraulischen Akkumulator angeschlossen ist. Das aus Hydraulikpolster und Akkumulator bestehende Hydrauliksystem gibt dem Preßstempel genau bis zur maximal zulässigen Schmiedekraft die gewünschte Abstützung, verhindert aber ein Überschreiten dieses Grenzwertes der Schmiedekraft, da bei einem unzulässigen Ansteigen der Schmiedekraft über diesen Grenzwert hinaus das Hydraulikmedium aus dem Hydraulikpolster in den Akkumulator gedrückt wird und der Preßstempel somit einer Überlast nachgeben kann, was einer exakten Schmiedekraftbegrenzung entspricht. Durch das

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Verdrängen des Hydraulikmediums vom Hydraulikpolster in den Akkumulator erhöht sich gleichzeitig das Druckniveau dieses Hydrauliksystems, welches Druckniveau von einem als einfacher Druckschalter ausgebildeten Sicherheitsschalter registrierbar ist. Je nach Einstellung des Druckschalters spricht dieser augenblicklich bei der geringsten Druckerhöhung oder erst ab einem bestimmten Differenzwert an, wodurch es neben der Möglichkeit eines sofortigen Abschaltens bzw. öffnens der Maschine bei Auftreten der geringsten Überlast auch die Möglichkeit gibt, einen gewissen Überlastbereich nur durch die Akkumulatorwirkung auszugleichen, die Maschine weiterlaufen zu lassen und erst ab einer entsprechend großen Überlast den Schmiedevorgang zu unterbrechen. In keinem Fall muß aber eine Überlast von der Maschine aufgenommen werden, da wegen der Ausweichmöglichkeit des Preßstempels durch die Hydraulikpolsterabstützung und den Akkumulatoranschluß eine Überlast durch den Akkumulator aufgefangen wird. Da der Akkumulator auch einen Speicher für hydraulische Energie darstellt, sorgt er nach Abfall der Überlast automatisch wieder für den ordnungsgemäßen Aufbau des Hydraulikpolsters, wobei durch den Akkumulator auch eventuelle Leck- bzw. Druckverluste ausgeglichen werden können, so daß ein rationelles Schmieden ohne die Gefahr von Funktionsstörungen durch BelastungsSchwankungen gewährleistet ist. Es spielt keine Rolle, welche Bauart für den Akkumulator gewählt wird, der eingesetzte Akkumulator muß nur in seiner Kapazität und Leistungsfähigkeit an die Verhältnisse der entsprechenden Schmiedemaschine angepaßt sein.

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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise und rein schematisch in einer teilgeschnittenen Seitenansicht dargestellt.

In einem Maschinengestell 1 sind zwei Preßstempel 2 geradlinig geführt, die stirnseitig Werkzeuge 3 tragen und gegeneinander schlagen. Zur Hubbewegung der Preßstempel 2 dient ein mechanischer Antrieb, der ähnlich einer Klauenkupplung mit gegensinnig verdrehbaren Teilen wirkt. Jeder dieser Antriebsteile 4a, 4b weist einen Querhebel 5a, 5b auf, welche Querhebel über (jeweils einen Gleitstein 6a, 6b, die auf einer antreibbaren Kurbelwelle 7 lagern, gegensinnig hin- und hergeschwenkt werden, so daß durch die dabei entstehende Relativbewegung der Klauen 8a, 8b die Preßstempel 2 axial hin- und herbewegt werden, wobei eine nicht näher dargestellte Pedereinrichtung 8c den Preßstempel 2 bzw. den einen Antriebieil 4a gegen den anderen Antriebsteil 4b drückt und ein Abheben der Antriebsteile 4a, 4.b voneinander verhindert. Der Antriebsteil 4b ist nun seinerseits einem Abstützteil 9 des Preßstempels 2 vorgeordnet, der mit einem Gewindeabschnitt 10 in eine Verstellmutter 11 eingreift. Diese Verstellmutter 11 ist über ein Schneckengetriebe 12 antreibbar und dient zur Hublagenverstellung des Preßstempels 2 bzw. des Werkzeuges 3. Die Verstellmutter 11 ist aber nicht nur verdrehbar, sondern auch längsverschiebbar im Maschinengestell 1 eingesetzt und stützt sich ihrerseits mit Ihrer dem Werkzeug 3 abgekehrten Stirnseite an einem Eingkolben 13 einer Kolben-Zylindereinheit 14 des Maschinengestells 1 ab. Der ebenfalls ringförmig um die Preßstempelachse angeordnete Zylinderraum 15 dieser Kolben-Zylindereinheit 14 ist nun einerseits mit einem hydraulischen Akkumulator 16 und anderseits mit einer fülleinrichtung 17 verbunden, die aus einem Rückschlagventil 18, einem Überdruckventil 19 und einer Hydraulikpumpe 20 besteht. In das durch die Kolben-Zylinder einheit 14 und dem

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Akkumulator 16 gebildete hydraulische System ist außerdem ein Druckschalter 21 eiribezogen, der ab einem bestimmten Hydraulikdruck den Antrieb der Kurbelwelle 7 und damit die Preßstempelhubbewegung stoppt bzw. die Verstellmutter 11 im Sinne einer Hublagenvergrößerung in Gang setzt.

Durch das Zusammenwirken von Kolben-Zylindereinheit 14, Akkumulator 16 und Druckschalter 21 wird ein praktisch jeden Schmiedeeinsatz ermöglichender Überlastschutz erreicht, wenn einfach über die !Fülleinrichtung 17 im Zylinderraum 15 der Kolben-Zylindereinheit 14 ein Hydraulikpolster aufgebaut wird, dessen Hydraulikdr.uck der maximal zulässigen Schmiedekraft angepaßt ist, d.h. dessen Hydraulikdruck multipliziert mit der Kolbenfläche der maximalen Schmiedekraft entspricht. Die Pumpe 20 fördert also das Hydraulikmedium aus dem Torratsbehälter 22 in den Zylinderraum 15, bis der gewünschte Druck erreicht ist, wobei das Rückschlagventil 18 ein Zurückfließen des Hydraulikmediums bei Druckanstieg verhindert und das Überdruckventil 19 eine Drucküberwachung erlaubt. Nach Auffüllen des Zylinderraumes 15 stützt sich daher der Preßstempel 2 unter Zwischenschaltung eines Hydraulikpolsters am Maschinengestell 1 ab und der Kraftfluß beim Schmieden geht vom Werkzeug 3 über den Preßstempel 2, den Antriebsteilen 4a, 4b zum Abstützteil 9 und von diesem über die Verstellmutter 11 in die Kolben-Zylindereinheit 14 und damit ins Maschinengestell 1. Auf Grund des durch den Akkumulator 16 im Zylinderraum 15 ständig aufrecht erhaltenen Hydraulikdruckes bietet die Kolben-Zylindereinheit 14 bzw. der Hydraulikpolster dem Preßstempel 2 bis zum Erreichen der maximalen Schmiedekraft eine starre Abstützung. Sobald dieser Maximalwert aber überschritten wird, drückt die Überlast den Kingkolben 13 in den Zylinderraum 15 und verdrängt das Hydraulikmedium auB dem Zylinderraum 15 in den Akkumulator 16. Der Preßstempel 2 kann daher sofort bei Auftreten der Überlast dieser ausweichen, so daß keiner-

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lei Beschädigungsgefahr besteht. Durch das Verdrängen des Hydraulikmediums aus dem Zylinderraum 15 in den Akkumulator 16 kommt es zu einer Drucksteigerung im hydraulischen System, welche Drucksteigerung der Druckschalter 21 registriert und je nach Einstellung sofort oder erst ab einer gewissen Steigerungsrate ein öffnen der Werkzeuge bzw. ein Abstellen des Werkzeugantriebes veranlaßt. Sobald die Schmiedekraft wieder unter den Grenzwert gesunken ist, drückt der Akkumulator das Hydraulikmedium in den Zylinderraum 15 zurück, so daß sich inder Kolben-Zylindereinheit 14 ordnungsgemäß der zur Abstützung erforderliche Hydraulikpolster aufbaut.

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Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Schnellaufende Schmiedemaschine mit vorzugsweise zwei gegeneinander schlagenden, in einem Maschinengestell geführten Preßstempeln, für deren Hubbewegung ein mechanischer Antrieb vorgesehen ist, wobei sich wenigstens ein Preßstempel am Maschinengestell unter Zwischenschaltung eines Hydraulikpolsters abstützt und als Überlastschutz ein in Abhängigkeit vom Hydraulikdruck des Hydraulikpolsters betätigbarer Sicherheitsschalter od.dgl. zum Ausschalten des Preßstempelantriebes und/oder zum Einschalten einer die Preßstempel öffnenden Hublagenverstellung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikpolster (14) an einen hydraulischen Akkumulator (16) angeschlossen ist.

   - Beschreibung -

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