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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb zum
Betätigen von Schmiedepressen. Genauer gesagt, betrifft
die Erfindung den Bau und die Zusammensetzung des
hydraulischen Antriebs, der die Schmiedepressen betätigt.
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Der Stand der Technik ist in der US-Patentschrift
4,745,793 (EP 0 236 589) beschrieben. Es ist bekannt, daß
hydraulische Antriebe, die hydraulischen Schmiedepressen
dienen, immer in Bewegung gehalten werden müssen, während
die Schmiedehämmer regelmäßig angehalten werden müssen, um
das Öl im Druckkreislauf zu wechseln.
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Die hydraulischen Betätigungsantriebe müssen immer in
Bewegung gehalten werden, weil der Motor eine
beträchtliche Trägheit besitzt infolge seiner geometrischen
Abmessungen, die er haben muß, um die Betätigungsantriebe
anzutreiben.
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Eine solche Trägheit bringt lange Haltezeiten für den
Motor und alle die Teile mit sich, die durch den Motor in
Rotation versetzt werden und ebenso lange Startzeiten.
Überdies wird die Trägheit durch die Schwungräder, die mit
den Betätigungsantrieben zusammenwirken, gesteigert.
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Solche langen Zeiten vertragen sich nicht mit den in
Frage kommenden Zeiten des Arbeitstaktes und mit der
Notwendigkeit, eine Schmiedepresse zu benutzen, so daß
gegenwärtig der Trend dahingeht, diese Zeiten den Zeiten
anzupassen, die benötigt werden, um das zu schmiedende
Werkstück auszuwechseln.
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Man sollte nicht vergessen, daß, um das Öl in modernen
Schmiedepressen auszuwechseln, alle 10 bis 15 Minuten
Haltezeiten eingelegt werden müssen und diese Tatsache
läßt die Probleme erahnen, die entstehen würden, wenn es
notwendig wäre, die bekannten Betätigungsantriebe
anzuhalten und wieder in Gang zu bringen, so oft das Öl
ausgewechselt werden muß.
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Es ist ebenso bekannt, daß der Ölwechsel unter Verwendung
von Ein-Aus-Ventil-Paaren stattfindet, die den Kreislauf
gegen die Expansionskammern der Presse und gegen das
Ölreservoir schließen.
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Diese Ventilpaare werden nach einer gewissen Anzahl von
Arbeitszyklen wegen der hohen Leistung, die sie zu
erbringen haben, unbrauchbar. Sie sind überdies sehr komplex zu
regulieren und sind schwer und komplex zu synchronisieren,
so daß leicht falsche Taktzeiten auftreten können.
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Außerdem ist es bekannt, daß die Abnutzung des Triebwerks
des Untersetzungsgetriebes, welches die Bewegung für die
vier Betätigungsantriebe liefert, die aus den
hydraulischen Pumpen bestehen, nicht gleichmäßig ist und deshalb
nutzen sich die Triebwerke, die die Bewegung zu einem der
hydraulischen Pumpenpaare liefern, mehr ab als die
Triebwerke, die die Bewegung zu dem anderen hydraulischen
Pumpenpaar liefern, was zu Problemen der ungleichmäßigen
Wirksamkeit und zur abnormal konzentrierten Belastung
führt.
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Um diese Probleme zu beseitigen muß die
Untersetzungsgetriebeeinheit beträchtlich überdimensioniert werden. Wie
in der Tat auch in der US 4,745 793 (EP 0 236 589) gesehen
werden kann, sind die vier hydraulischen Pumpen paarweise
koaxial angebracht und die beiden Paare sind mit ihren
Achsen parallel angeordnet und werden gleichzeitig durch
ein einziges Untersetzungsgetriebe in Rotation versetzt.
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Der Stand der Technik sieht eine starre Verbindung
zwischen dem Motor und den Pumpen vor und die Verbindung wird
weiter durch den Einschluß von Schwungrädern betont. Diese
Starrheit hat sich als unbrauchbar für ein gutes Arbeiten
erwiesen; tatsächlich greifen die aus der Presse kommenden
Stoßwellen zuerst die Pumpen an und prallen von ihnen
zurück auf das Untersetzungsgetriebe und zuletzt auf den
Motor, oft in einem wellenförmigen (pulsierenden)
Stoßvorgang.
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Weiterhin tendiert das Pumpensystem unter bestimmten
Bedingungen dazu, einen Beschleunigungsvorgang
durchzumachen, der auf das Untersetzungsgetriebe und von dort auf
den Motor entladen wird.
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Der Motor, der eigentlich ein Elektromotor ist, hat eine
konstante Rotationsgeschwindigkeit, dies auch wegen seiner
physikalischen Abmessungen, und die abnormalen
Beanspruchungen werden deshalb abrupt auf einem kinematischen
System entladen, welches tatsächlich wegen seiner Trägheit
starr ist und welches sich deshalb wie eine Wand gegen
eine solche Beschleunigung verhält.
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Diese Starrheit des mechanischen Systems führt zu großen
Beanspruchungen bei dem Untersetzungsgetriebe und den
Pumpen zusammen mit Problemen der abnormalen Abnutzung,
Rissen und daraus herrührenden Brüchen.
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Um diese Probleme zu beseitigen, müssen deshalb alle diese
Teile beträchtlich überdimensioniert sein.
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Diese Probleme wurden von dem gegenwärtigen Anmelder, der
diese Erfindung zu diesem Zweck entwickelt, getestet und
ausgeführt hat, in Angriff genommen und überwunden.
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Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufbaus
hydraulischer Pumpen gemäß der Erfindung,
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Fig. 2 ein zusammengefaßtes Schaubild eines
hydraulischen Kreislaufs einer bekannten Art,
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Fig. 3 ein zusammengefaßtes Schaubild eines
hydraulischen Kreislaufs, wie er durch die Erfindung
erreicht wird.
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In Figur 1 treibt ein Motor 11 eine Welle 12, die zwei
Riemenscheiben 13 trägt, an, wobei die Riemenscheiben die
betreffenden Treibriemensätze 13 in Rotation versetzen,
welche ihrerseits die Riemenscheiben 15 eines
Untersetzungsgetriebes 16 antreiben. Das Untersetzungsgetriebe 16
betätigt ein Paar hydraulischer Pumpen 17 und 18, die
reihenweise im wesentlichen auf der gleichen Achse
angebracht sind.
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Ein hydraulischer Aufbau 10 enthält zwei Paar
Hydraulikpumpen 17,18, die Zylinder speisen, die die Hämmer einer
Schmiedepresse 21 betätigen. Jedes Paar umfaßt zwei
gleichachsige Pumpen und die beiden Paare 17,18 sind auf der
gleichen Achse in einer im wesentlichen starren Art durch
eine Welle 19 verbunden.
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Die beiden Pumpenpaare 17,18 sind dadurch durch ihre
eigenden Mittel synchronisiert und an den Enden der
Schmiedepresse 21 angebracht, in der richtigen Position in der
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Nähe der betreffenden zu betätigenden Zylinder, so daß das
Medium nur eine kurze Strecke entlang laufen muß mit sehr
geringen Druckverlusten.
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Dies macht den Einschluß von gewöhnlichen Ventilen oder
Absperrventilen zum Wechseln des Öls überflüssig, denn
diese Ventile brechen leicht und tragen selbst zum
Druckverlust bei.
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Das erste Paar der Hydraulikpumpen 17 wird durch das
Untersetzungsgetriebe 16 in Drehung versetzt und versetzt
das zweite Paar Hydraulikpumpen 18 vermittels der Welle 19
in Drehung.
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In diesem Beispiel ist eine Bremskupplung 20 zwischen dem
Untersetzungsgetriebe 16 und dem ersten Paar der
Hydraulikpumpen 17 angebracht, kann aber auch zwischen dem Motor
11 und dem Untersetzungsgetriebe 16 angebracht sein.
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Die Bremskupplungen 20 sind von einer bekannten Art und
seit langer Zeit auf dem Markt vorhanden und werden
deshalb hier nicht gezeigt.
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In Bezug auf die vorbestimmte physikalische Bedingung der
Bremskupplung 20 werden die Pumpenpaare 17,18 durch das
Untersetzungsgetriebe 16 in Rotation versetzt durch die
Kupplung oder ähnliches hindurch ortsfest und unbeweglich
gehalten durch die Bremse.
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Vermittels dieser erfindungsgemäßen Anordnung betätigt das
Hydraulikpumpenpaar 17 zwei Hämmer (oberer und unterer),
die an einem Ende der Schmiedepresse 21 angebracht sind,
während das Hydraulikpumpenpaar 18 die beiden anderen
Hämmer der Schmiedepresse 21 betätigt.
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In diesem Beispiel wird das Untersetzungsgetriebe 16 durch
zwei Treibriemensätze 14 in Drehung versetzt, die auf
Riemenscheiben 13 und auf Abtriebscheiben 15 einwirken,
wobei die Riemenscheiben 13 die Bewegung von einem Motor
11 erhalten.
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Wie schon früher gesagt, sind in diesem Beispiel zwei Paar
Riemenscheiben 13, 15 und zwei Treibriemensätze 14 für das
notwendige Teilen der Ladung enthalten. Die Riemenscheiben
13 werden in diesem Fall durch eine Tragwelle 12 gestützt.
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Diese Erfindung erreicht nicht nur die Vorteile, wie sie
in der US 4,745,793 aufgelistet sind, sondern auch weitere
Vorteile im Vergleich zur US '793.
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Gemäß dem Stand der Technik müssen zwei Ventile 22 zum
Funktionieren und 23 zum ölwechseln zusammen mit den
Speichertank 24 vorgesehen sein, um die Hämmer zu halten (alle
Kontroll- und Betriebstromkreise wurden aus dem Schaubild
der Figur 2 aus Vereinfachungszwecken herausgelassen). Das
Ventil 22 bleibt während der Arbeit offengehalten, während
das Ventil 23 geschlossen ist; wenn die Hämmer angehalten
werden müssen, ist das Ventil 22 geschlossen, während das
Ventil 23 geöffnet ist; in der Zwischenzeit setzen die
Hydraulikpumpen ihre Arbeit fort.
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Dahingegen genügt es gemäß der Erfindung auf die
Bremskupplungseinheit 20 einzuwirken und das
Hydraulikpumpenpaar 17,18 kurzfristig anzuhalten, so daß auf diese Art
und Weise jedes Ventil vermieden wird (siehe Fig. 3) und
ebenso die Betriebsstromkreise (hier nicht gezeigt) so
weit als möglich vereinfacht werden.
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Überdies kann nach dem Abschalten der Pumpenpaare 17,18
vermittels der Bremskupplung 20 gestartet werden, wobei
Zeit und Materialverbrauch reduziert werden.
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Weiterhin werden die unsymmetrischen Belastungen teilweise
zwischen den beiden Pumpenpaaren 17, 18 kompensiert.
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Die Beschleunigungen, die bei den Pumpenpaaren 17,18
auftreten und die Schieflasten werden von den Treibriemen
sätzen absorbiert.