DE34273C - Hydraulische Schmiedepresse - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Hydraulische Schmiedepresse.

Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen an hydraulischen Schmiedepressen, durch welche übermä'fsige Reibung und Klemmungen in den zusammen arbeitenden Theilen vermieden werden, namentlich auch solche Klemmungen, welche infolge Ausdehnung der Theile durch die strahlende Wärme der Schmiedestücke entstehen könnten. Ferner sind Einrichtungen getroffen, um das den Prefsstempel tragende Querhaupt besser zu führen, und es ist ein Verfahren für den Betrieb der Ventile beschrieben, wodurch die Prefskolben und die Hebekolben durch hohen und niedrigen Wasserdruck derart gesteuert werden, dafs am Wasser mit hohem Druck gespart und eine schnellere Aufwärtsbewegung des Querhauptes für den Prefsstempel erzielt wird.

Fig. ι beiliegender Zeichnungen veranschaulicht eine solche Schmiedepresse theils in Vorderansicht, theils im Schnitt, Fig. 2 die Pumpen mit Steuerung und den Accumulator, Fig. 3 theils einen Horizontalschnitt, theils eine Oberansicht des Prefskopfes, Fig. 4 einen Verticalschnitt durch die Führung des Stempelquerhauptes; Fig. 5 und 6 zeigen Details der Führungen des letzteren, Fig. 7 und 8 (im gröfseren Mafsstabe) die Verbindung der Hebekolben mit dem Prefskolben, Fig. 9 und 10 stellen die Steuerung (im gröfseren Mafsstabe) dar und Fig. 11 bis 13 veranschaulichen Details.

Die beiden Prefskolben a, durch welche der hydraulische Druck auf das den Stempel oder das Gegengesenke tragende, vertical geführte Querhaupt b übertragen wird, sind in den Prefscylindern c angeordnet, die in bekannter Weise durch vier mit der Grundplatte verbundene Säulen getragen werden. Diese Prefskolben stellen Hohlcylinder dar, die an ihren oberen Enden geschlossen sind und den Druck auf das Querhaupt b mittelst starker Druckstangen d übertragen, deren einerseits gegen die Kolben, andererseits gegen das Querhaupt wirkenden Enden kugelförmig sind, zum Zwecke, das Ausweichen des Querhauptes nach der Seite hin nicht nachtheilig auf die Prefskolben und Prefscylinder einwirken zu lassen, wie dies bei starrer Verbindung des Querhauptes mit den Kolben der Fall sein würde.

Das Querhaupt b wird durch eine obere Verlängerung e auf seiner Mitte mittelst Kolbens in einem mit dem Gestell fest verbundenen Führungscylinder f central geführt. Die Verlängerung e kann mit dem Querhaupte aus einem Stück bestehen oder mit demselben, wie dargestellt, durch an beiden Seiten der Theile vortretende halbrunde Zapfen und aufgezogene Ringe oder in anderer Weise fest verbunden sein. In den Führungsschuhen g sind die zapfenförmigen Enden b¹ des Querhauptes, wie aus Fig. 1 und 6 ersichtlich, derart gelagert, dafs sie in der Bohrung des Schuhes seitlich sich sowohl etwas verschieben, als auch nach Art eines Kugelgelenks schwingen können, um nachtheiliges Ecken und Klemmungen bei der Thätigkeit der Schmiedepresse zu verhindern.

Die Kolben h zum jedesmaligen Heben des Querhauptes nach stattgefundener Pressung arbeiten in Cylindern i von entsprechend kleinerem Durchmesser als die Prefscylinder c und sind mit dem Querhaupt b durch Stangen k verbunden, deren obere Augen an Zapfen von

Traversen h\ Fig. 7 und 8. angreifen, welche die Kolben tragen, während ihre untereren Augen mit den Zapfen kleiner Traversen verbunden sind, die auf den Enden der Querhauptzapfen b¹ sitzen, Fig. 5 und 6. Um eine Erneuerung der Packungen zu erleichtern, sind die Hebekolben h mit oberen, durch Schrauben mit den Traversen h¹ verbundenen Trageköpfen versehen, Fig. 7. Nach Lösung dieser Schrauben können die Hebekolben h ohne Weiteres aus den an festen Stangen vertical geführten Traversen h^l nach oben herausgezogen werden.

Die beiden Hebekolben h sind symmetrisch an den Seiten des Gestelles angeordnet. Falls nur ein Hebekolben benutzt wird, kann man ihn mitten über der Verlängerung e des Querhauptes b anordnen und mit letzterem passend verbinden. Durch die derart bewirkte Verbindung der Prefs- und Hebekolben mit dem Querhaupt werden sowohl die durch starkes Erhitzen eintretenden Längenausdehnungen des letzteren unschädlich gemacht, als namentlich auch Klemmungen und nachtheilige Einwirkungen auf Kolben und Cylinder bei Ausübung des Prefsdruckes vermieden.

Dieser würde anderenfalls auf die Constructionstheile namentlich dann eine zerstörende Wirkung ausüben, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, der Prefsstempel nicht gerade mitten auf dem Querhaupt sitzt. Die kugelgelenkartig wirkenden Verbindungen schliefsen aber eine solche Wirkung mit Sicherheit aus. Die Presse kann, wie dargestellt, mit verticalen oder auch mit horizontalen Kolben angeordnet werden.

Zum Abwä'rtsbewegen des Prefskolbens a und des damit verbundenen Querhauptes b ist der hier als einfacher Windkessel ausgebildete Accumulator I vorgesehen, aus welchem Wasser unter Druck über die Prefskolben durch Rohr η eingelassen wird, und zwar derart, dafs man die Geschwindigkeit der Bewegung ändern kann. Die möglichst nahe an den Prefscylindern anzubringenden Ventile 1 öffnen und schliefsen sich automatisch, und nach oben hin stehen dieselben durch Rohr q mit dem Druckrohr ρ in Verbindung, das von einer Druckpumpe m bedient wird. Verbindung zwischen den Rohren ρ und q wird durch das Ventil 3 hergestellt. Ebenso ist durch Rohr ο Verbindung der unteren Theile der Cylinder i der Hebekolben h einerseits mit dem Hauptrohr η durch Ventil 2, Fig. 2, 9 und 10, und andererseits mit einem zweiten Druckrohr^¹ einer Druckpumpe m durch Ventil 4, Fig. 10, hergestellt.

Die Saugventile der Druckpumpen m stehen in Communication mit dem Hauptrohr η und dem Accumulator. .

Die beiden Ventile 1 der Prefscylinder c enthalten einen hohlen Ventilkolben n>, Fig. 11 und 12, der in dem Ventilgehäuse w¹ nach unten hin an einem passenden Sitz abschliefst, wodurch dann die Communication zwischen c und η unterbrochen wird.

Die Dichtung für diesen Kolben w besteht aus Metallringen nfi mit zwischengepackten Ledermanschetten n>^z oder anderem Packungsmaterial.

Durch eine obere Verschlufsschraube können die oberen Packungsringe gegen den unteren, im Ventilgehäuse fest gelagerten angedrückt werden.

Oberhalb der beiden unteren Ringe erweitert sich der Durchmesser des Kolbens w derart, dafs ein ringförmiger Hohlraum w*' entsteht, in welchem durch ein Rohr w^h vom Rohr ο aus Druckwasser eingelassen werden kann, um das Ventil w zu heben. Alsdann tritt das Wasser aus den Prefscylindern c wieder zurück nach dem Accumulator /. Der Horizontalquerschnitt des Hohlraumes η>^ ist so zu bemessen, dafs die Druckflüssigkeit das Kolbenventil w nach dem Hauptrohr η hin geöffnet hält, damit Druckwasser für die Niederbewegung der Prefskolben α in die Cylinder c wieder eintreten kann. Das in dem Hohlkolben des Ventils w angeordnete kleinere Ventil jj>^e öffnet nach entgegengesetzter Richtung und vermittelt die Communication zwischen dem Druckrohr q und dem betreffenden Prefscylinder c. Beim Pressen öffnet sich dies kleinere Ventil w⁶, auf dessen automatische Schliefsung die Schraubenfeder wⁿ wirkt, die einerseits gegen den Körper des Kolbenventils w drückt und andererseits gegen den oberen Rand n>^% einer mit dem Ventil n>^a durch eine Stange w⁹ verbundenen Büchse n>^w. Es wird deshalb das Ventil w durch das Druckwasser im Rohr q geschlossen, bevor das kleinere Ventil w^a sich öffnet, um Druckwasser über die Prefskolben treten zu lassen. Der Wasserdruck hält hierbei das Ventil w so fest geschlossen, dafs Wasser von hohem Druck nicht in das Wasser von niedrigerem Druck enthaltende Rohr η übertreten kann.

Man kann den oberen Querschnitt des Kolbenventils dadurch verkleinern, dafs man einen zweiten ringförmigen Hohlraum w*, Fig. 12, anordnet, der Communication mit der Atmosphäre durch eine Oeffnung wⁿ hat.

Dadurch wird dann der oben auf das Ventil wirkende Druck kleiner und der Druck in dem erstgenannten Hohlraum w* wirksamer, wenn Wasser von nur geringerem Druck während des Stillstandes der Presse darin enthalten ist.

Für gewöhnlich wird deshalb das Kolbenventil w geöffnet gehalten. Die beiden Ventile 2 und 3, Fig. 2, für den Ein- und Auslafs des Wassers an den Cylindern der Prefs- und Hebekolben sind einander gleich. Fig. 13 veranschaulicht ein solches Ventil im Schnitt. Dasselbe besteht aus einem axial durchbohrten Ventilkörper x, der in der Führungshülse x^l auf- und abbeweglich ist.

Diese Führungshülse wird oben mittelst Dichtungsringes und Verschlufsschraube dicht abgeschlossen und der Ventilkörper χ ist in die Hülse derart eingesetzt, dafs etwas Wasser nach oben hin durchtreten kann, oder es kann auch ein Hülfskanal x² zu dem Zwecke angeordnet werden, um das Ventil χ durch einen genügenden Druck auf seine Oberseite geschlossen zu halten. Beim Oeffnen wird dieser Druck aufgehoben, das Ventil ist dann entlastet und kann somit leicht geöffnet werden.

Das in der oben erweiterten Bohrung des Ventilkörpers χ mittelst Stege y² geführte kleinere Ventil y gestattet ein Abheben des Ventils χ von seinem Sitze, nachdem es durch Stangey^x weit genug gehoben wurde. Eine obere Verlängerung y^s dieser Stange bewegt sich in einem Druckcylinderj^⁴, der durch ein Rohry⁵ mit dem Raum unterhalb des Ventilsy Communication hat. Dadurch entlasten die Ventile χ und y sich gegenseitig. Bewegung wird auf die Ventilstangey^l durch den Hebel ^² übertragen, der mit der Stange des Kolbens ^¹ des Cylinders ^ verbunden ist. Durch Druckflüssigkeit aus dem Accumulator / oder einer anderen Quelle herrührend, wird die Bewegung des Kolbens ^¹ und damit die Ventilbewegung vermittelt.

Die Ein- und Auslafsrohre, welche nach den einzelnen Cylindern \ hinführen, werden durch eine Anzahl Schieber, die sämmtlich in einem gemeinsamen Kasten v, Fig. 9, angeordnet sind, bedient. Steuerung dieser Schieber findet durch zu den Ventilen 2, 3 und 4 gehörende Handhebel 2 a, 3 a und 4 a statt.

Angenommen, bei geladenem Accumulator befände das Querhaupt b sich im tiefsten Hubpünkte, Ventile 2, 3 und 4 wären geschlossen, so wird behufs Ingangsetzens der Schmiedepresse das Ventil 4 zuerst geöffnet. Mittelst der Druckpumpen m wird alsdann durch Rohr 0 in die Hebecylinder i Druckwasser eingetrieben, ebenso durch die vom Rohr ο abführenden Rohre n> in das Gehäuse jeden Ventils 1, und diese Ventile werden dadurch geöffnet.

Die Hebekolben heben in diesem Falle das Querhaupt b, und aus den Prefscylindern wird Wasser durch das Hauptrohr η in den Accumulator gedrückt, woselbst die Kraft, die zur Ueberwindung der Wirkung des auf die Prefskolben drückenden Wassers von niedrigerem Drucke aufgewendet werden mufste, aufgespeichert wird. Da nun das von den Pumpen gelieferte Quantum Wasser grofs ist im Vergleich zu dem Fassungsraum der Cylinder der. Hebekolben, so wird das Querhaupt b sehr schnell gehoben sein. Nach dem Heben des letzteren tritt Stillstand der Pumpen ein und das Ventil 4 wird geschlossen.

Nach Bedarf wird nun das Querhaupt b durch Oeffnen des Ventils 2 niedergelassen, wodurch das Druck wasser aus Rohrleitung 0 nach η gelangen kann, Ventile 1 werden aber durch den Druck im Rohr ο geöffnet gehalten.

Querhaupt und Prefsstempel sinken nun zum Theil durch ihr Eigengewicht bis zu der erforderlichen Stelle (die in Figur dargestellte) und werden hierin durch die Druckdifferenz unterstützt, die sich aus der Differenz des Querschnittes der Prefs- und Hebekolben ergiebt. Bei horizontalen Schmiedepressen würde selbstredend lediglich diese Druckdifferenz wirksam sein. Das W^Tasser aus den Hebecylindern i wird dabei durch Rohr η in den Accumulator zurückgetrieben, während Wasser von niedrigerem Druck in die Prefscylinder eindringt. Wegen der grofsen Dimensionen der Ventile 1 und des Rohres η erfolgt der Niedergang des Querhauptes b sehr schnell. Da Ventil 2 offen gelassen wird, so wird der Arbeitsdruck in dem erforderlichen Moment durch Oeffnen des Ventils 3 zugelassen, die Pumpen kommen in Gang und hierauf verschliefsen die Kolben w der Ventile 1 automatisch die Communication zwischen dem Accumulator und den Prefscylindern c, stellen dagegen Communication der letzteren mit Rohr q her. Dadurch tritt dann Wasser von hohem Druck in die Prefscylinder c und hierbei wird dann das Schmiedestück dem nöthigen Prefsdruck ausgesetzt.

Die Pumpen werden dann wieder zum Stillstand gebracht, die Ventile 2 und 3 werden geschlossen und nun wiederholen sich die geschilderten Vorgänge.

Es ist bei dieser Einrichtung nur nothwendig, genug W⁷asser in den Accumulator hineinzupumpen, um etwaige Undichtigkeiten nicht störend auftreten zu lassen.

Anstatt das Wasser, wie beschrieben, in den Accumulator zurückzubefördern, könnten die Druckpumpen ihr Wasser auch aus einer offenen Cisterne ansaugen und das Wasser aus den Cylindern der Hebe- und Prefskolben könnte man einfach fortlaufen lassen.

Für diesen Fall sind besondere Pumpen mit genügendem Fassungsraum für Einhaltung des Druckes im Accumulator erforderlich.

Die Druckpumpen m werden zweckmäfsig durch eine Zwillingsdampfmaschine betrieben, deren Regulirventil durch einen Mechanismus von solcher Einrichtung geöffnet und geschlossen werden kann, dafs die gewünschte Zahl von Umdrehungen erzeugt wird, worauf dann automatisch Stillstand erfolgt. Zu diesem Zwecke kann man zwei Schraubenspindeln r und s, Fig. 9 und 10, anwenden, die zu einander parallel gelagert sind.

Die eine Schraubenspindel kann mittelst Handrades gedreht werden, wobei die andere durch ein von der Maschine bewegtes Zahnrad

oder dergleichen nach entgegengesetzter Richtung sich dreht. Das mit beiden Schraubenspindeln im Eingriff stehende Schneckenrad t ist in einem vertical geführten Schlitten drehbar gelagert. Wird nur die eine von beiden Schraubenspindeln in Umdrehung versetzt, so dreht sich das Rad t, und da dann die andere Schraubenspindel nach Art einer Zahnstange functionirt, so wird dadurch dem Schneckenrad eine Auf- oder Abwärtsbewegung ertheilt. Das mit der Achse des Rades durch Hebel und Stangen verbundene Regulirventil wird hierbei gestellt.

Behufs Anlassens der Maschine dreht man nur die eine Schraubenspindel r mit der Hand. Die durch Kegelradgetriebe u nach entgegengesetzter Richtung gedrehte Schraube s strebt dann, das Schneckenrad in seine Normallage zurückzudrehen, die der Schlufslage des Ventils entspricht. Auf diese Weise kann event, das Ventil längere oder kürzere Zeit, nachdem die Handschraube stillgesetztwurde, geschlossen werden, je nach dem Abstande des Rades von seiner Normallage. Die Drehung der Schraube 5 wird durch eine Reibungskupplung,?¹ vermittelt, um zu verhindern, dafs die Pumpen nach dem Absperren des Dampfes sich noch durch den Dampf im Schieberkasten weiter bewegen.

Sollten die Pumpen das Handrad in der Bewegung überflügeln, so findet Ausrücken der Kupplung statt durch einen T-förmigen Hebel, der mit der Schneckenradachse verbunden ist, und dadurch wird Bruch vermieden.

Das beschriebene Betriebsverfahren ist natürlich auch bei anderen hydraulischen Schmiedepressen anwendbar, bei welchen ein oder mehr Prefskolben und ein oder mehrere entgegengesetzt wirkende Hebekolben vorhanden sind.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Eine hydraulische Schmiedepresse, deren Querhaupt oder Stempelträger b mit centraler Verlängerung e und Cylinderführung^/" durch die nach Art von Kugelgelenken wirkenden Druckstangen d und die nachgiebige Gelenkverbindung zwischen den Enden b^l des Querhauptes und seinen Führungen g eine derartige Verbindung mit den Prefskolben α der Prefscylinder c hat, dafs ein Seitenschub des Querhauptes b nicht schädlich und klemmend auf Kolben und Führungen einwirken kann.
2. 2. An einer solchen Schmiedepresse das Kolbenventil (Fig. Ii und 12), in dessen ringförmigem Hohlraum w* Wasser mit hohem Druck auf Oeffnen des Ventils wirkt, und dessen inneres federbelastetes Ventil w^e nach entgegengebrachter Richtung sich öffnet behufs Herstellung der Communication der Leitung mit hohem Druck mit den Prefskolbency lindern.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.