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tl.inunermaschine
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Die Erfindung betrifft eine Hämmermaschine mit wenigstens zwei in
einem Maschinengestell geradlinig geführten, die Schlagwerkzeuge tragenden Stößeln,
bei der die Schlaghübe und die HublagenversteLlung der Stößel mittels Schraubentrieb
erfolgt.
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Bei Hämmermaschinen sind zur Erzeugung der Schlaghübe irnd der Hublagenverstellung
unter anderem Hydraulikantriebe bekannt ( DE-OS 19 o8362) Nachteilig lei diesen
llydraulikantrieben ist jedoch die durch die Kompressibilität des hydraulischen
Mittels und die Elastizität der Leitungen bedingte hydraulische Federung. Daher
ist dieser Hydraulikantrieb besonders bei schnellhubigen Hämmermaschinen mit großen
Schmiedekräften nur in unbefriedigender Weise anwendbar.
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Ein anderer Lösungsweg wird in der DE-PS 23 58 390 beschrieben, wo
eine Hämmermaschine offenbart ist, die als Antrieb für die
Schlaghübe
und die Hublagenverstellung der Stößel pro Stößel über zwei getrennte Schraubentriebe
verfügt, die die beim Schmieden auftretenden Rückstellkräfte starr abstützen. Dabei
befindet sich der Schraubentrieb für die Hublagenverstellung zwischen den Teilen
des zweiteilig ausgebildeten Stößels. Zum Zwecke der Hublagenverstellung wird der
zugehörige Schraubentrieb über ein Schneckenrad verdreht, während der Schraubentrieb,
der die Schlaghübe erzeugt, von einem Antriebsstößel mittels eines Querhebels hin-
und hergedreht wird. Lum Antrieb dieses Querhebels ist eine Kulissenführung mit
einem drehbar gelagerten Cleitstein erforderlich. Sowohl die Hublagenverstellung
als auch die Einrichtung zur Erzeugung der Schlaghübe werden von jeweils einem Motor
über entsprechende Transmissionen angetrieben.
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Soll die Hublage verstellt werden, so muß nach den Ausführungen der
DE-PS 23 58 390 der Antrieb für die Schlaghübe, d.h. der daFür verwendete Schraubentrieb,
stillgesetzt werden, was natürlich immer eine Unterbrechung des Schmiedevorganges
mit sich bringt. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ist der komplizierte
Aufbau, der durch die Vielzahl der bewegten Teile bedingt ist. Hierdurch wird die
notwendige häufige Wartung schwierig. Auch die erwartungsgemäß häufigen Reparaturen
werden durch die Kompliziertheit der Maschine erschwert. Dadurch entstehen lange
Ausfallzeiten, und die Effektivität der Hämmermaschine ist stark reduziert. Besonders
groß wird der kontruktive Aufwand, wenn vier Stößel vorhanden
sind.
Da wegen der Sychronisation der Bewegung nur ein Motor vorhanden sein kann, ist
ein unverhältnismäßig komplizierter Aufbau von Ritzeln, Rädern und Transmissionen
erforderlich.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den konstruktiven Aufbau der obengenannten
Hämmermaschine zu vereinfachen und den technischen Aufwand entscheidend zu verringern
unter Verwendung des rückfederungsfreien Antriebes durch Schraubentriebe.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daßjedem Stößel nur ein aus
Schraubspindel und Spindelmutter bestehender, insbesondere selbsthemmender Schraubentrieb
zugeordnet ist, dessen Schraubspindel mit dem Stößel zug - und druckfest, jedoch
verdrehbar, verbunden ist, wobei die Spindelmutter in axialer Richtung unverschiebbar
in dem Maschinengestell gelagert ist und zur Erzeugung der Schlaghübe hin- und herverdrehbar
ist und die Schraubspindel zur Verstellung der Hublage relativ zu der Spindelmutter
verdrehbar ist.
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Durch die Erfindung vereinfacht sich der konstruktive Aufbau entscheidend,
da sowohl die Hublagenverstellung als auch die Schlaghuberzeugung durch ein- und
denselben Schraubentrieb erfolgt. Die Zahl der beweglichen Teile reduziert sich,
die Wartung wird vereinfacht und eventuclle Reparaturen sind schneller ausgeführt.
Bei dieser Art der Hämmermaschine ist es außerdem möglich, während des Schmiedevorganges
die Hublage kontinuierlich zu verändern.
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Der Schmiedevorgang braucht nicht unterbrochen
zu
werden, wodurch die Effektivität der Maschine gesteigert wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Hämmermaschine
sind die Spindelmuttern sämtlicher Schraubspindelantriebe von einem gemeinsamen,
in dem Maschinengestell gelagerten Kegelrad angetrieben. Auch hierdurch vereinfacht
sich die Konstruktion des Antriebes erheblich.
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Wichtiger ist jedoch, daß durch dieses gemeinsame Kegelrad beliebig
viele Stößel synchron angetrieben werden können und jeweils den gleichen Hub ausführen,
sowohl in Frequenz als auch in Amplitude, wobei die Phasenlage der einzelnen Bewegungen
durch eine entsprechende konstruktive Auslegung des Schraubentriebes beeinflußt
werden kann. Die Verwendung eines Kegelrades zur Schlaghuberzeugung wird dadurch
ermöglicht, daß der zur Schlaghuberzeugung verwendete selbsthemmende Schraubentrieb
die Rückstellkräfte des Stößels von den empfindlichen Zähnen des Kegelrades fernhält.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß die Schlaubspindeln jeweils von einer
sie umgebenden Mitnhmerbüchse angetrieben werden, welche axial unverschiebbar n
dem Maschinengestell gelagert und iiinen mit Gleitkeilen versehen ist, die längsveischiebbar
in Nuten der Schraubspindel eingreifeii. Diese Mitnehmerbüchsen dienen zum Verstellen
der Hublage und haben den Vorteil, daß sie bei geringem axialem Gleitwiderstand
große Momente übertragen können.
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Wenn die Mitnehmerbüchsen sämtlicher Schraubspindel von einem gemcinsamcn,
im Ma;chinengestell gelagerten Kegelrad angetrieben sind,
stellt
sich an jedem Stößel die gleiche Hublage ein, was ein symmetrisches, zentrisches
Schmieden erlaubt und so der Präzision der Schmiedestücke zugute kommt.
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Vorteilhafterweise ist das Kegelrad zur Erzeugung der Schlaghübe von
mindestens einem Druckmittelzylinder hin- und- hergehend angetrieben. Dies gewährleistet
eine schnelle Schlagfolge der Stößel mit großen Schmiedekräften.
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Da das Kegelrad zur Erzeugung der Hublagenverstellung von einem selbsthemmenden
Stellmotor angetrieben ist, ist gewährleistet, daß zum einen eine kontinuierliche
Verstellung der llublage erreicht wird und zum anderen der selbsthemmende Stellmotor
die Hublage der Stößel konstant in der eingestellten Position hält, was ebenfaXs
der Präzison der Schmiedestücke zugute komnit.
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Eine alternative Lösung der Aufgabe liegt vor, wenn die Spindelmutter
in axialer Richtung unverschiebbar in dem Maschinengestell gelagert ist und für
die Hublagenverstellung relativ zu der Spindel verdrehbar ist und die Schraubspindci
zur Erzeugung der Schlaghübe relativ zu der Spindelmutter hin- und herverdrehbar
ist. Ilierbei sind praktisch die Funktionen von Schraubspindel und Spindelmutter,
und damit auch der sie antreibenden Kegelräder gegeneinander ausgetauscht, wobei
sich im wesentlichen die gleichen, oben beschriebenen Vorteile ergeben.
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Soll auf der Hämmermaschine Material mit flachen, rechteckigem Querschnitt
hearbeitet werden, führt man die Maschine vorteilhafterweise so aus, daß je zwei
einander gegenüberliegende Stößel ihre Hublage unabhängig von den übrigen verstellen
können.
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Dazu ist an der Mitnehmerbüchse ein Zahnkranz angebracht, der mit
einem selbsthemmenden Schneckentrieb kämmt. Die Stößel werden dabei über den Schneckentrieb
von jeweils einem Ölmotor angetrieben. Wenn diese Antriebsmotoren der Schneckentriebe
von jeweils gegenüberliegenden Schraubtrieben iiteinander synchronisiert sind, wird
die llubllge der Stößel symmetrisch verstellt was der I>räzision der Schmiedstücke
zugute kommt.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig.1 einen vertikalen Schnitt
A-B durch die Hämmermaschine in einer ersten Ausführungsform; I:ig. 2 einen horizontalen
Schnitt C-D durch die in Fig. 1 dargestellte llämmermaschine; Fig. 3 einen vertikalen
Schnitt A'-B' durch die Hämmermaschine in einer zweiten Ausführungsform; Fig. 4
Einen horizontalen Schnitt C'-D' durch die in Fig. 3 dargestellte Hämmermaschine.
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Fig. 5 einen vertikalen Schnitt A-B durch die Hämmermaschine in einer
dritten Ausführungsform, In Fig. 1 ist das Maschinengestell einer Hämmermaschine
mit 1 bezeichnet. In diesem Maschinengestell 1 sind zwei die Schlagwerkzeuge 2 tragende
Stößel 3 geradlinig geführt. Jeder Stößel 3 ist mit einem koaxial angeordneten Schraubentrieb
4 versehen. Diese Schraubentriebe 4 bestehen aus einer Schraubspindel 5 und einer
Spindelmutter 6.
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Die Schraubspindel 5 ist zug- und druckfest, jedoch verdrehbar, mit
dem Stößel 3 verbunden. Die Spindelmutter 6 ist in axialer Richtung unverschiebbar,
jedoch verdrehbar, im Maschinengestell 1 gelagert. Die Spindelmutter 6 verfügt an
Ihrer Außenseite über einen Zahnkranz 7, in den die Zähne eines Kegelrades 8 eingreifen.
Auf der dem Stößel 3 abgewandten Seite der Spindelmutter 6 schließt sich eine die
Schraubspindel 5 umgebende Mitnehmerbüchse 9 an, die axial unverschiebbar im Maschinengestell
1 gelagert ist, und innen mit Gleitkeilen lo versehen ist, die längsverschiebbar
in Nuten 11 der Schraubspindel eingreifen. An der Außenseite der Mitnehmerbüchse
9 ist ein Zahnkranz 12 angeformt, dessen Zähne in den Zahnkranz eines weiteren Kegelrades
13 eingreifen. An der Flanke des Kegelrades 13 befindet sich ein zweiter Zahnkranz
14, in den das Ritzel 15 eines selbsthemmenden Verstellmotors 16 eingreift.
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In Fig. 2 ist ein zu Fig. 1 senkrechter Schnitt C-f) dargestellt.
An dem Kegelrad 8 greift tangential ein Druckmittelzylinder 17 an, der das
Kegelrad
8 verdreht. Weiter sind in Fig. 2 das Maschinengestell 1, das Kegelrad 13, der Stößel
3, der Schraubentrieb 4 mit Schraubspindel 5 und Spindelmutter 6, sowie die Mitnehmerbüchse
9 und die Gleitkeile 1O dargestellt.
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Zur Erzeugung der Schlaghübe wird das Kegelrad 8 von dem Druckmittelzylinder
17 hin- und hergedreht. Diese alternierende Drehbewegung wird mittels der Zahnkränze
auf die Spindelmutter 6 übertragen, in der die Schraubspindel 5 läuft. Aus der alternierenden
Drehbewegung der Spindelmutter 6 wird eine longitudinale Hin- und lierbewegung der
Schraubspindel 5 und damit des Stößels 3.
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Damit sich bei diesen schnell aufeinanderfolgenden Schlaghüben die
Schraubspindel 5 nicht unkontrolliert verdrehen kann, wird sie durch die in die
Nuten 11 eingreifenden Gleitkeile 10 gegen Drehbewegungen gesichert. Zum Zwecke
der Hublagenverstellung ist die die Gleitkeile 1o enthaltende Mitnehmerbüchse 9
und mit dieser die Schaubspindel 5 verdrehbar. Zum Verdrehen der Mitnehmerbüchse
9 dienen der Motor 16, das Ritzel 15, der Zahnkranz 14S das Kegelrad 13 und der
Zahnkranz 12.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mehr als zwei, beispielsweise
4 oder 6 Stößel vorhanden sind, zu deren Antrieb und Verstellung wiederum nur ein
Kegelrad 8 für die Erzeugung der Schlaghül)e und ein Kegelrad 13 für die Hublagenverstellung
genügen. Sollen jeweis zwei Stößelpaare im Gegentakt arbeiten, kann dies durch deine
entsprechene konstruktive uslegung von Schraubspindel 5 und Spindelmutter 6
erreicht
werden. Zu diesem Zwecke versieht man beispielsweise jeweils zwei Schraubentriebe
4 mit Linksgewinde und zwei Schraubentriebe 4 mit Rechtsgewinde.
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In den Figuren 3 und 4 ist-die in Patentanspruch 2 beanspruchte alternative
Lösung dargestellt.
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Diese Hämmermaschine entspricht in allen wesentlichen Einzelheiten
der Hämmermaschine gemäß den Figuren 1 und 2, so daß die gleichen Bezugszeichen
gelten. 111er sind lediglich die Funktionen von Schraubspindel 5 und Spindelmutter
6 sowie der sie antreibenden Kegelräder 8 und 13 gegeneinander ausgetauscht, d.h.
eine Verdrehung der Spindelmutter 6 dient zur Hublagenverstellung, und eine alternierende
Verdrehung der Schraubspindel 5 dient der Schlaghuberzeugung. Dementsprechend sind
auch die Antriebsaggregate ( Motor 16, Druckmittelzylinder 17 ) gegeneinander ausgetauscht.
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In Fig. 5 ist eine Hämmermaschine dargestellt, bei der an der Mitnehmerbüchse
9 ein Zahnkranz 18 angebracht ist. In diesem Zahnkranz 18 greift kämmend ein 'ichneckentrieb
19 e in. D;cser Schnecktrieb 19 wird von einem selbsthemmeiiden ölmotor 20 angetrieben.
Je zwei einander gegenüberliegende Stößel 3 können dadurch, daß die antreibenden
Motoren 20 miteinander sychronisiert sind, ihre Hublage unabhängig von den übrigen
Stößeln 3 verstellen. Die Maschine kann so eingestellt werden, daß z.B. zwei einander
gegenüberliegende Stößel 3 weiter vom Symmetriezentrum des Werkstückes entfernt
sind als zwei andere einander gegenüberliegende Stößel 3. Beim Schmieden entsteht
ein flacher, ret:hteckiger Querschnitt des Werkstückes.
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- Ansprüche -
Bezugszeichenliste 1 = Maschinengestell
2 = Schlagwerkzeug 3 = Stößel 4 = Schraubentrieb 5 = Schraubspindel 6 = Spindelmutter
7 = Zahnkranz 8 = Kegelrad 9 = Mitnehmerbüchse 10 = Gleitkeil 11 = Nut 12 = Zahnkranz
13 = Kegelrad 14 = Zahnkranz 15 = Ritzel 16 = Verstellmotor 17 = Druckmittelzylinder
18 = Zahnkranz 19 = Schneckentrieb 20 = Ölmotor
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