DE3534319A1 - Mehrstufen-schmiedepresse - Google Patents

Description

Unterschiedliche Arbeitsausführungen, wie das Streck- und Schlichtschmieden mit Freiform-Schmiedepressen oder das Schmieden unterschiedlich großer Werkstücke in Gesenk­ schmiedepressen erfordern mehrere Presskraftstufen, die durch unterschiedlichen Pressdruck bei Einzylinderpressen und/oder dadurch erreicht werden, daß die Schmiedepressen mit mehreren, wahlweise getrennt oder gemeinsam beaufschlag­ baren, jeweils im Innenraum eines Zylinders durch einen Kolben abgeschlossenen Medienräumen versehen werden. Üb­ lich ist die Bauart mit drei Zylindern und Kolben, bei der sich drei Presskraftstreifen einstellen lassen, indem nur der mittlere, nur die beiden äußeren oder die drei Kolben gemeinsam beaufschlagt wird bzw. werden. (Werkstattbücher, Heft 56, Freiformschmiede, 3. Teil von A. Stodt, Verlag Julius Springer, Berlin, 1936, Seite 42; Hydraulische Schmiedepressen, von Ernst Müller, Verlag Julius Springer, 1936, Seiten 97, 98, 144; Freiformschmiedepressen, deren Antriebe und Steuerungen, von Walter Dohrn und Helmut Winkler, Stahl und Eisen 83. Jahrg. (1963), Heft 17, Seiten 1059, 1060, 1062, 1063, 1064). Solche Mehrstufen-Schmiede­ pressen haben sich zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit allgemein und zur Erhöhung der Schlichthubzahl auch bei Freiformschmiedepressen mit direktem Pumpenantrieb be­ währt, obgleich der bauliche Aufwand beträchtlich ist. Daher und auch wegen des Platzbedarfs für die drei Zylin­ der ist diese Bauart bisher auf mittlere und große Pressen beschränkt geblieben.

Ziel der Erfindung ist es, eine Mehrstufen-Schmiedepresse mit mehreren wahlweise getrennt oder gemeinsam beaufschlag­ baren Medienräumen in einer gedrängten, baulich weniger aufwendigen und auch für kleine Pressen geeigneten Bauart zu schaffen. Erreicht ist dies gemäß der Erfindung durch einen Zylinder mit mindestens zwei im Durchmesser unter­ schiedlichen, in der Tiefe gleichhübigen Stufen und einem der Stufung der Zylinderbohrung in den Durchmessern und Längen angepaßten Stufenkolben zum Abschluss der Medien­ räume in den Zylinderraumstufen. Dadurch ergeben sich bei­ spielsweise bei einem zweistufigen Zylinder und Kolben zwei Medienräume, einer über der Kernkolbenfläche und einer über der Ringkolbenfläche. Bei in ihren wirksamen Kolben­ flächen (Kernkolbenfläche und Ringkolbenfläche) unter­ schiedlichen Kolbenstufen bestehen zwei unterschiedliche Presskraftstufen und beim Zusammenwirken der Kolbenstufen besteht eine dritte Presskraftstufe.

Obgleich die Erfindung nicht auf einen zweistufigen Zylinder und Kolben beschränkt ist, sind die mit der im Hinblick auf den baulichen Aufwand und auf die Bauhöhe der Presse bevorzugten Ausführungsform mit zweistufigem Zylinder und zweistufigem Kolben erreichbaren drei Preß­ kraftstufen zumeist ausreichend und es können weitere Preßkraftstufen durch an sich bekannte Variation des Preß­ mediendrucks erfindungsgemäß auch erreicht werden.

Die Stufendurchmesser stehen bei der bevorzugten Aus­ führungsform gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung im Verhältnis von 1 : 1,2 bis 1:1,75.

Um mit einem zweistufigen Zylinder und zweistufigen Kolben drei Preßkraftstufen erreichen zu können, sind ge­ mäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kernkolben­ fläche und die Ringkolbenfläche als Stufenkolben unter­ schiedlich bemessen, so daß sich unterschiedliche Preß­ kräfte und Anteile an der Gesamtpreßkraft ergeben. Hierbei ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kern­ kolbenfläche für den kleineren Anteil an der Gesamtpress­ kraft bemessen, mit der Folge, daß die den Kernkolben auf­ nehmende Zylinderstufe entsprechend geringen Durchmessers ist. Die Stufendurchmesser stehen dabei gemäß einem weite­ ren Merkmal der Erfindung im Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 1,75.

Vorteilhaft ist es, den Stufenzylinder aus zwei Zylinder­ teilen unterschiedlichen Durchmessers, die dicht gegen den Mediendruck miteinander verbunden sind, zu bilden, worin ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht. Dabei kann der Zylinderteil kleineren Durchmessers in eine Bohrung im Boden des Zylinderteils größeren Durchmessers eingesetzt und mit einem Bund versehen sein, mit dem er sich im Zylinderteil größeren Durchmessers in axialer Richtung abstützt. Es können jedoch auch die Zylinderteile untereinander verschraubt oder durch Schraubenbolzen zu­ sammengehalten sein, wobei dann die Teilfuge im Bereich der Dichtung liegt und von dieser beidseitig überdeckt wird, die zugleich als Dichtung des Zylinderteils klei­ neren Durchmessers gegenüber dem Kolben dient.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Mehrstufen-Schmiedepresse mit Über­ flurantrieb,

Fig. 2 zeigt eine Mehrstufen-Schmiedepresse mit Unterflurantrieb,

Fig. 3 zeigt eine Mehrstufen-Schmiedepresse ohne Laufholm mit Überflurantrieb,

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit einer Schmiedepresse nach Fig. 1 und

Fig. 5 zeigt eine Einzelheit einer Schmiedepresse nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrstufen-Schmiedepresse be­ steht aus einem Tischholm 1, der über Säulen 2 mit einem Zylinderholm 3 verbunden ist. Auf dem Tischholm 1 befindet sich ein verschiebbarer Sattel 4 für ein nicht darge­ stelltes unteres Schmiedewerkzeug. An den Säulen 2 senk­ recht beweglich geführt ist ein Laufholm 5 mit einer Auf­ spannplatte 6 für ein nicht dargestelltes oberes Schmiede­ werkzeug. Die Presskraft wird von einem auf den Laufholm 5 wirkenden Presskolben 7 aufgebracht, der in einem Press­ zylinder 8 geführt und beaufschlagbar ist, wobei der Press­ zylinder 8 in eine Bohrung im Zylinderholm 3 eingesetzt und mit einem Bund 9 versehen ist, mit dem er sich am Zylinderholm 3 abstützt.

Der Presskolben 7 und gleichermaßen der Presszylinder 8 sind in zwei Durchmessern gestuft ausgeführt. Der Press­ kolben 7 weist eine kleine Kolbenstufe 7 a und eine große Kolbenstufe 7 b auf und der Presszylinder 8 besteht ent­ sprechend aus einem Zylinderteil 8 a kleinen Durchmessers und einem Zylinderteil 8 b großen Durchmessers. Es sind somit zwei Medienräume, einer über der Kernkolbenfläche der Kolbenstufe 7 a im Zylinderabschnitt 8 a, der über eine Rohrleitung 10 a ver- und entsorgt wird, und einer über der Ringkolbenfläche der Kolbenstufe 7 b im Zylinderab­ schnitt 8 b, der über eine Rohrleitung 10 b ver- und ent­ sorgt wird, vorhanden. Beide Medienräume können wahlweise einzeln oder gemeinsam beaufschlagt werden. Wenn die Kern­ kolbenfläche der Kolbenstufe 7 a unterschiedlich zur Ring­ kolbenfläche der Kolbenstufe 7 b dimensioniert ist, werden bei gleichem Preßdruck entsprechend der Beaufschlagung des einen oder anderen Medienraumes unterschiedliche Preß­ kräfte wirksam und es ist eine dritte Preßkraftstufe durch gemeinsame Beaufschlagung beider Medienräume gegeben.

Um den Laufholm 5 und mit ihm den Stufenkolben 7 in die Aus­ gangsstellung zurückzuführen oder in einer Zwischenstellung zu halten, sind Rückdruck- und Haltekolben 11 in Zylindern 12 vorgesehen, wobei sich die Zylinder 12 am Tischholm 1 abstützen und die Rückdruck- und Haltekolben 11 am Laufholm 5 angreifen.

Die in Fig. 2 dargestellte Mehrstufenpresse besteht aus einem Tischholm 21, in dem Säulen 22 geführt sind, die einen Unterholm 23 und einen Oberholm 25 miteinander verbinden. Mit 24 ist ein auf dem Tischholm 21 verschiebbarer Sattel für ein nicht dargestelltes unteres Schmiedewerkzeug be­ zeichnet und zur Befestigung eines nicht dargestellten oberen Schmiedewerkzeugs ist eine Aufspannplatte 26 am Oberholm 25 vorgesehen. In einer Bohrung im Tisch­ holm 21 ist ein Zylinder 28 befestigt, der einen Kolben 27 führt, der über ein Joch 23 a und Zuganker 23 b auf den Unterholm 23 einwirkt und über diesen und die Säulen 22 den Oberholm 25 senkrecht bewegt.

Der Kolben 27 ist als Stufenkolben mit einer Kolbenstufe 27 a von kleinerem Durchmesser und einer Kolbenstufe 27 b von größerem Durchmesser ausgebildet, während der Zylinder 28 als Stufenzylinder einen im Durchmesser kleineren Zylinder­ abschnitt 28 a und einen im Durchmesser größeren Zylinderab­ schnitt 28 b aufweist. Die durch die Zylinderabschnitte 28 a und 28 b im Zusammenwirken mit den Kolbenstufen 27 a und 27 b gebildeten Medienräume sind über Rohrleitungen 20 a und 20 b zu ver- und entsorgen. Der Zylinderabschnitt 28 b dient zugleich als Führungsschaft für den Unterholm 23, in den eine Führungsbüchse 23 c eingesetzt ist, die entlang dem Außendurchmesser des Zylinderabschnitts gleitet und zu­ sammen mit nicht dargestellten Führungsbüchsen im Tischholm 21 für die Säulen 22 den aus dem Unterholm 23, den Säulen 22 und dem Oberholm 25 gebildeten Rahmen führt.

Rückdruck- und Haltekolben 18, die am Oberholm 25 an­ greifen und in Zylindern 19 laufen, die sich am Tischholm 21 abstützen sind vorgesehen, um den Oberholm in die Ausgangsstellung zurückzuführen oder in einer Zwischen­ stellung zu halten.

Die in Fig. 3 dargestellte Mehrstufen-Schmiedepresse be­ steht aus einem Pressengestell 31 aus Stahlguss. In einer Bohrung im Oberjoch 31 b des Pressengestells 31 ist ein Zylinder 38 axial beweglich geführt, der an seinem Boden mit einer Aufspannplatte 36 für ein nicht dargestelltes oberes Schmiedewerkzeug versehen ist. Das nicht dargestellte untere Schmiedewerkzeug wird von einem auf dem Unterjoch oder Tischjoch 31 a verfahrbaren Sattel 34 getragen. Mit dem Oberjoch 31 b des Pressengestells 31 durch Ankerbolzen 33 verbunden ist ein Kolbenjoch 35, gegen das sich ein im Zylinder 38 geführter Kolben 37 abstützt. Der Zylinder 38 ist an seinem oberen Ende gehalten und verbunden mit einem Stützjoch 39, auf das Rückdruck- und Haltekolben 40 wirken, die in Zylinderbohrungen 41 im Oberjoch 31 b geführt sind. Mit den Rückdruck- und Haltekolben 40 kann der Zylinder 38 mit der Aufspannplatte 36 und dem oberen Schmiedewerk­ zeug in die Ausgangsstellung zurückgedrückt oder in einer beliebigen Zwischenstellung gehalten werden.

Der Kolben 37 ist als Stufenkolben und der Zylinder 38 ent­ sprechend als Stufenzylinder ausgebildet. Kolbenstufe 37 a und Zylinderteil 38 a von kleinem Durchmesser bilden einen von zwei Medienräumen, der von der Rohrleitung 30 a ver- und ent­ sorgt wird. Einen zweiten Medienraum, der von der Rohrleitung 30 b ver- und entsorgt wird, bilden Kolbenstufe 37 b und Zylinderteil 38 b großen Durchmessers.

Die Fig. 4 zeigt einen Stufenzylinder entsprechend dem im Ausführungsbeispiel der Mehrstufen-Schmiedepresse nach Fig. 1. Der Stufenzylinder ist aus zwei Zylinderteilen 42 und 43 entsprechend den Zylinerteilen 8 a und 8 b des einstückigen Zylinders 8 nach Fig. 1 gebildet. Der Zylinderteil 43 ist an seinem Boden 44 mit einer abge­ setzten Bohrung 45 versehen und der Zylinderteil 42 ist in diese Bohrung 45 eingesetzt, wobei ein Bund 46 zur axialen Fixierung des Zylinderteils 42 im Zylinderteil 43 vor­ handen ist. Zur Abdichtung der Zylinderteile 42 und 43 gegeneinander ist eine Dichtung 47 vorgesehen.

Einen Stufenzylinder entsprechend dem im Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 3 zeigt die Fig. 5. Hier sind die Zylinderteile 50 und 51 durch Ankerschrauben 52 verbunden. Die Stoßstelle 53 liegt in dem Bereich der Dichtung 54 für die kleinen Kolbenstufe 37 a des Kolbens 37. Diese Dichtung 54 überdeckt die Stoßstelle 53 beidseitig.

An die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Pressenbau­ arten und deren Einzelheiten ist die Erfindung nicht gebunden. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß sich diese an den verschiedensten Pressenbauarten verwirklichen läßt, so zum Beispiel auch an Schmiede­ pressen in einhüftiger, maulförmiger, C-förmiger Ständerkonstruktion.

Claims (9)

1. Mehrstufen-Schmiedepresse mit mehreren wahlweise getrennt oder gemeinsam beaufschlagbaren, jeweils im Innenraum eines Zylinders durch einen Kolben abgeschlossenen Medien­ räumen, gekennzeichnet durch einen Zylinder (8, 28, 38) mit mindestens zwei im Durch­ messer unterschiedlichen, in der Tiefe gleichhübigen Stufen (8 a, 8 b; 28 a, 28 b; 38 a, 38 b) und einem der Stufung der Zylinderbohrung in Durchmesser und Länge angepaßten Stufenkolben (7, 27, 37).

2. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (8, 28, 38) und der Kolben (7, 27, 37) zweistufig ausgebildet sind.

3. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufendurchmesser im Verhältnis 1 : 1,2 bis 1: 1,75 stehen.

4. Mehrstufen-Schmiedepresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernkolbenfläche und die Ringkolbenfläche unter­ schiedlich bemessen sind, so daß deren Anteile an der Gesamt­ preßkraft unterschiedlich sind.

5. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernkolbenfläche für den kleineren Anteil an der Gesamtpreßkraft bemessen ist.

6. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufendurchmesser im Verhältnis 1 : 1,5 bis 1 : 1,75 stehen.

7. Mehrstufen-Schmiedepresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenzylinder aus zwei dicht gegen den Flüssig­ keitsdruck miteinander verbundenen Zylinderteilen (42, 43; 50, 51) unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist.

8. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderteil (42) kleineren Durchmessers in eine Bohrung (45) im Boden (44) des Zylinderteils (43) größeren Durchmessers eingesetzt ist und sich an diesem mit einem Bund (46) in axialer Richtung abstützt.

9. Mehrstufen-Schmiedepresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle (53) zwischen den einander verschraub­ ten oder durch Schraubenbolzen (52) zusammengehaltenen Zylinderteilen (50, 51) im Bereich der den Zylinderteil (50) kleineren Durchmessers gegenüber dem Kolben ab­ dichtenden Dichtung (54) liegt, die die Stoßstelle (53) beidseitig überdeckt.