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" S c h m i e d e p r e s s e "
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Schmiedepresse
mit zwei zum Halten und Führen eines langgestreckten Schmiedestücks dienenden Manipulatoren,
die auf gegenüberliegenden Seiten der Schmiedewerkzeuge angeordnet sind und je einen
Manipulatorwagen, der in Vorschubrichtung des Schmiedestücks gesteuert verfahren
werden kann, und je eine Greifzange aufweisen, die in Vorschubrichtung des Schmiedestücks
relativ zu dem jeweiligen Manipulatorwagen hydraulisch gedämpft verschiebbar ist,
wobei die durch den Schmiedehub verursachte Werkstücklängung zunächst durch eine
Verschiebung der Greifzangen relativ zu dem dazugehörigen Manipulatorwagen aufgenommen
und dann durch Korrektur des Verfahrweges von mindestens einem der Manipulatoren
ausgeglichen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine an dieses Verfahren angepaßte
Schmiedepresse.
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Beim Betreiben einer bekannten Schmiedepresse (DE-OS 20 35 828) wird
die Längenausdehnung des Werkstücks bei jedem Schmiedehub in eine Verschiebung der
Greif-
zangen gegenüber ihren Manipulatorwagen umgesetzt, und gleichzeitig
wird die Auslenkung der Greifzange relativ zu dem Manipulatorwagen gemessen. Mit
Hilfe dieser Meßwerte werden die Antriebe der Manipulatoren derart gesteuert, daß
die Greifzange anschließend wieder in eine mittlere Nullstellung zu ihrem Manipulatorwagen
gelangt.
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Eine solche Steuerung beider Manipulatorwagen erfordert erstens einen
relativ großen vorrichtungstechnischen Aufwand und zweitens lassen sich keine gleichmäßigen
Schrittlängen einhalten, so daß die Gefahr besteht, daß das Werkstück nicht gleichmäßig
durchschmiedet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben
einer Schmiedepresse zu schaffen, mit welchem sich konstant gleichlange Schrittlängen
einhalten lassen, die zu einem besseren Schmiedeergebnis führen, wobei gleichzeitig
der vorrichtungstechnische Aufwand reduziert werden soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem ziehenden
Manipulatorwagen eine vorgegebene, auf die vorausberechnete Werkstücklängung abgestimmte
Vorschubbewegung erteilt wird, daß nach jedem Schmiedehub die Greifzange des ziehenden
Manipulatorwagens automatisch in ihre Nullage relativ zu dem Manipulatorwagen zurUckgestellt
wird, während gleichzeitig die durch die Werkstücklängung verursachte Auslenkung
der ziehenden Greifzange relativ zu ihrem Manipulatorwagen von der Greifzange des
gezogenen Manipulators aufgenommen wird, und daß in dem gezogenen Manipulator die
jeweilige gesamte Zangenauslenkung gemessen und in eine Korrektur der Vorschubbewegung
dieses Manipulatorwagens umgesetzt wird, bis die Nullage der Greifzange relativ
zu ihrem Manipulatorwagen wieder stimmt.
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Beim Betreiben einer Schmiedepresse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist gewährleistet, daß die Schrittlänge, die der ziehende bzw. führende Manipulatorwagen
ausfahrt, stets konstant ist. Da die führende Greifzange nach jedem Schmiedehub
automatisch in ihre Nulllage relativ zu dem ziehenden Manipulatorwagen zurückgeht,
ist für einen gleichmäßigen Werkstückvorschub gesorgt, der Voraussetzung für eine
optimale Durchschmiedung ist. Da man auf diese Weise den Vorschub genau kontrollieren
und bestimmen kann, ist es auch möglich, die Schmiedeprodukte mit Absätzen an genau
vorgegebenen Stellen zu versehen. Der vorrichtungstechnische Aufwand ist bei alle
dem vergleichsweise gering.
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Zumindest während des Schmiedehubes können die beiden Greifzangen
der Manipulatoren weich gefedert sein, so daß die Längung ungehindert durch eine
Verschiebung der Greifzangen aufgenommen werden kann. Nach der Vollendung des Schmiedehubes
wird die Federung der ziehenden Greifzange vorzugsweise auf hart umgestellt, so
daß der Auslenkungsweg der ziehenden Greifzange selbstätig auf die nacheilende Greifzange
übergeht.
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Dem ziehenden Manipulator kann eine konstante Vorschubgeschwindigkeit
erteilt werden. Alternativ ist es auch möglich, daß dem ziehenden Manipulator ein
auf die Schmiedehübe angestimmter schrittweiser Vorschub erteilt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Schmiedepresse sitzen die Greifzangen am
vorderen Ende von je einer Kolbenstange, die axial verschieblich in einem Greifzangenträger
gelagert ist. Eine solche Schmiedepresse ist dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Kolbenstange und innerhalb einer zylindrischen Ausnehmung des Greifzangenträgers
zwei
axial verschieblich gelagerte Kolben sitzen, die in der Null-Stellung der Greifzange
ihre am weitesten voneinander entfernte Lage einnehmen und dabei mit ihren voneinander
abgewandten Stirnseiten einerseits gegen einen inneren Absatz der zylindrischen
Ausnehmung des Greifzangenträgers und andererseits gegen einen äußeren Absatz der
Kolbenstange anliegen, wobei die zylindrische Ausnehmung des Greifzangenträgers
in dem Bereich zwischen den beiden Kolben einen Druckmittelanschluß aufweist, dem
ein Druckmittel in mindestens zwei unterschiedlichen Druckhöhen zuführbar ist.
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Der Greifzangenträger kann drehbar um die Greifzangenachse in dem
Manipulator gelagert sein, wobei der Druckmittelanschluß mit einer Drehzuführung
verbunden ist.
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Die beiden Kolben weisen zweckmäßig an ihren einander zugewandten
Enden einen stufenförmigen Absatz auf, so daß der Druckmittelanschluß auch dann
noch frei ist, wenn die beiden Kolben im Bereich des Druckmittelanschlusses mit
ihren einander zugewandten Stirnflächen gegeneinander anliegen bzw. nahe aufeinander
zu gefahren sind.
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An das Druckmittelsystem ist eine Hydraulikpumpe angeschlossen und
in die Zuführungsleitung ist ein Steuerventil geschaltet, so daß das Druckmedium
jederzeit von weich auf hart umgeschaltet werden kann.
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Ferner weist das Druckmittelsystem zweckmäßig mindestens ein Auslaßventil
auf, mit welchem eine weiche Einstellung erzielt werden kann.
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An der Kolbenstange jedes Manipulators kann eine Meßeinrichtung zur
Feststellung der Auslenkung der Kolben-
stange aus der Nullage
vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
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In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung ein Schnitt durch
eine Schmiedepresse mit zwei Manipulatoren 1 und 2 dargestellt. Die beiden Manipulatoren
1 und 2 dienen zum Halten und Führen eines langgestreckten Schmiedestücks 3, welches
zwischen zwei Schmiedewerkzeugen 4 und 5 bearbeitet wird. In der Zeichnung'sind
die Schmiedewerkzeuge 4 und 5 über und unter dem Werkstück 3 angeordnet. Es ist
jedoch ebensogut möglich, die beiden Schmiedewerkzeuge in einer horizontalen Ebene
auf gegenUberliegenden Seiten des Schmiedestücks 3 anzuordnen.
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Die beiden Manipulatoren 1 und 2 bestehen aus je einem Manipulatorwagen
6 und 7, die auf Schienen 8 geführt sind. Jedem Manipulator ist eine Greifzange
9 bzw. 10 zugeordnet, die am Ende einer Kolbenstange II bzw. 12 sitzt. Die Kolbenstangen
11 und 12 sind jeweils axial verschieblich in einem Greifzangenträger 13 bzw. 14
gelagert und der jeweilige Greifzangenträger sitzt drehbar und axial unverschieblich
auf dem jeweiligen Manipulatorwagen 6 bzw. 7.
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Die beiden Manipulatorwagen 6 und 7 verfahren genau in Richtung des
Werkstückvorschubs, und zwar in der Zeichnung rechts bzw. links von den Werkzeugen
4 und 5.
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Die beiden Greifzangen 9 und 10 halten und führen das Werkstück 3
zwischen den Werkzeugen hindurch, wobei dem Werkstück der erforderliche Vorschub
und bei Bedarf auch eine nach jedem Schmiedehub erfolgende Drehung um beispielsweise
900 erteilt wird.
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Die Bewegungen der Zangen 9 und 10 und ggf. auch die Drehungen der
Greifzangenträger 13 und 14 und der Manipulatorwagen 6 und 7 erfolgen hydraulisch.
In der Zeichnung ist aber nur der hydraulische Betätigungsmechanismus der Greifzangen
9 und 10 bzw. deren Kolbenstangen 11 und 12 dargestellt.
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Die Kolbenstangen 11 und 12 der beiden Manipulatoren sind in ihren
mittleren Bereichen 15 bzw. 16 im Durchmesser reduziert, wobei an beiden Enden der
reduzierten Bereiche stufenförmige Absätze 17 und 18 bzw. 19 und 20 entstehen. Auf
diesen Bereichen 15 bzw. 16 der Kolbenstangen 11 bzw. 12 sind je zwei Kolben 21
und 22 bzw.
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23 und 24 dicht geführt, d. h., daß die Kolben auf den reduzierten
Abschnitten der Kolbenstangen zwischen den jeweiligen Absätzen gleiten können, wobei
jedoch der Sitz der Kolben auf der Kolbenstange dicht ist. Gleichzeitig gleiten
die Kolben 21 und 22 bzw. 23 und 24 in einer zylindrischen Ausnehmung 25 bzw. 26,
die in dem jeweiligen Greifzangenträger 13 bzw. 14 koaxial zu der Kolbenstange 11
bzw. 12 ausgebildet ist. Die zylindrischen Ausnehmungen 25 und 26 sind genauso lang
ausgebildet wie die mittleren, im Querschnitt reduzierten Bereiche 15 und 16 der
Kolbenstangen 11 und 12. In der Null-Stellung der Greifzangen 9 und 10 nehmen die
Kolben 21 und 22 bzw. 23 und 24 ihre am weitesten voneinander entfernte Lage ein
und liegen dabei mit ihren voneinander abgewandten Stirnflächen 27 und 28 bzw. 29
und 30 einerseits gegen die stufenförmigen Absätze 17 und 18 bzw.
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19 und 20 der Kolbenstangen 11 bzw. 12 und andererseits gegen die
Begrenzungsabsätze 31 und 32 bzw. 33 und 34 der zylindrischen Ausnehmungen 25 bzw.
26 an. In der Zeichnung sind für beide Manipulatoren 1 und 2 diese Nullagen dargestellt.
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Die zylindrische Ausnehmung 25 bzw. 26 weist zwischen den beiden Kolben
21 und 22 bzw. 23 und 24 einen Druckmittelanschluß 35 bzw. 36 auf. Damit eine Druckmittelzufuhr
auf jeder beliebigen Stellung der Greifzangenträger erfolgen kann, ist der Druckmittelanschluß
35 bzw. 36 von einer Drehzuführung 37 bzw. 38 umgeben. Die Drehzuführungen bestehen
aus je einem umlaufenden Kanal 39 bzw. 40, der in jeder Stellung des Greifzangenträgers
mit dem Druckmittelanschluß 35 bzw. 36 in Verbindung steht. An die Kanäle 39 und
40 sind hydraulische Druckmittelsysteme 41 bzw. 42 angeschlossen. Die beiden Druckmittelsysteme
41 und 42 sind identisch ausgebildet.
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Zu jedem System gehört eine Hydraulikpumpe 43, ein dieser nachgeschaltetes
Rückschlagventil 44, ein Hydraulikspeicher 45 sowie ein verstellbares Einlaßventil
46, das als Steuerschieber ausgebildet ist und den Druckmittelzugang zu der Drehzuführung
37 bzw. 38 freigeben oder unterbrechen kann.
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An die von dem Einlaßventil 46 zu der jeweiligen Drehzuführung 37
bzw. 38 führende Hydraulikleitung 47 ist ein Druckbegrenzungsventil 48 angeschlossen.
Von der Hydraulikleitung 47 ist ferner eine weitere Leitung 47' abgezweigt, die
zu einem Nachsaugeventil 49 sowie einem Auslaßventil 50 führt.
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Mit Hilfe dieser hydraulischen Druckmittelsysteme 41 und 42 läßt sich
die Axialverschiebung der beiden Kolbenstangen 11 und 12 bequem und zuverlässig
steuern.
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Der Betrieb der Schmiedemaschine läuft wie folgt ab: In der Zeichnung
ist der rechte Manipulatorwagen 6 der ziehende bzw. führende Wagen. Diesem Wagen
ist eine kontinuierliche Geschwindigkeit vorgegeben. Wenn die
beiden
Werkzeuge 4 und 5 ihren Schmiedehub ausführen und das Werkstück 3 längen, so verschiebt
sich die rechte Kolbenstange 11 und die linke Kolbenstange 12, die dem nacheilenden
Manipulatorwagen 7 zugeordnet ist. Während des Schmiedehubs sind die Druckmittel
systeme 41 und 42 auf weich eingestellt, d. h., daß die Auslaßventile 50 geöffnet
sind und das Druckmittel, welches sich zwischen den beiden Kolben befindet, leicht
entweichen kann.
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Wenn sich die Schmiedewerkzeuge nach Ausführung des Schmiedehubs mehr
als der größte Werkstückdurchmesser geöffnet haben, wird das Druckmittelsystem 41
des ziehenden Manipulators 1 auf hart geschaltet, indem das Auslaßventil 50 verschlossen
und das Einlaßventil 46 geöffnet wird. Diese Druckanhebung bewirkt, daß die beiden
Kolben 21 und 22 soweit auseinandergedrückt werden,bis sie ihre Nullage einnehmen.
Die Auslenkung der Kolbenstange 11 wird dann an die Kolbenstange 12 des nacheilenden
Manipulators 2 abgegeben. Ein Auseinanderdrücken der Kolben 21 und 22 ist in jeder
Kolbenstellung möglich, denn die beiden Kolben weisen an ihren einander zugewandten
Enden einen stufenförmigen Absatz 51 bzw. 52 auf, so daß sie den Druckmittelanschluß
35 nicht abdecken können. Entsprechende stufenförmige Absätze sind auch an den Kolben
23 und 24 des anderen Manipulators vorgesehen.
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Die gesamte Verschiebung der Kolbenstange 12 des nacheilenden Manipulators
2 relativ zu dem Greifzangenträger 14 wird mit Hilfe einer Meßeinrichtung 53 ermittelt,
die zwischen der Kolbenstange 12 und dem Greifzangenträger 14 angeordnet ist. Die
ermittelten Meßwerte werden dann in eine Korrektur der Vorschubbewegung des nacheilenden
Manipulatorwagens 7 umgesetzt.
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Eine entsprechende Meßeinrichtung 54 ist auch in dem Manipulator 1
angeordnet. In dem in der Zeichnung dargestellten Verfahrensabschnitt 1 ist der
Manipulator 1 der führende Manipulator.
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Die Manipulatoren können selbstverständlich auch schrittweise gefahren
werden, wobei der ziehende bzw.
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führende Manipulator nach ,Jedem Schmiedehub einen Vorschubschritt
ausführt, der sich aus der Materiallängung errechnet. Die Vorschub schritte des
nacheilenden Manipulators werden unter Beachtung der Meßergebnisse der Meßeinrichtung
53 korrigiert.
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Die Schmiedebearbeitung der Werkstücke erfolgt bis zum Ende des Werkstücks,
d. h., daß die Greifzange des nach eilenden Manipulators das Werkstück in der Endphase
freigibt, so daß das Werkstück nur noch von dem führenden Manipulator gehalten wird.
Nach der Vorschubumkehr fährt der nacheilende Manipulator das Werkstück in die offene
Greifzange des führenden Manipulators hinein, bis das Werkstück die Greifzange aus
ihrer Nullage auslenkt. In diesem Stadium schließt die Zange und der voraneilende
Manipulator übernimmt die führende Position.
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