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Spindelpresse Die bisher gebräuchlichen Spindelpressen übertragen
die Verformungsarbeit im wesentlichen nur durch den Spindelabdruck auf das Werkstück,
während der Arbeitsanteil, den die abwärts bewegten, beim Pressen auf Null verzögerten
Massen liefern, keine Rolle spielt. Er beträgt bei den zum Schmieden von Stahl benutzten
Pressen z. B. gewöhnlich nur etwa 0,5 °/o und bleibt selbst bei den sog. Schnellläufern
unter z °/o der Arbeitsmenge, welche die als Schwungscheibe dienende, auf der Spindel
festsitzende Mittelscheibe abgibt.
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Man kann also mit ausreichender Genauigkeit die Kraftübertragung bei
den bekannten Spindelpressen als rein statisch ansehen, im Gegensatz zum Hammer,
bei dem sie rein dynamisch ist.
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Die statische Druckübertragung erfordert einen sog. geschlossenen
Kraftfluß, der bei der Spindelpresse dadurch verwirklicht wird, daß die den Spindelabdruck
aufnehmende Mutter über ein Querhaupt und zwei Seitenständer oder Anker mit dem
Tisch, gegen den sich die Gegenkraft stützt, starr verbunden ist. Alle den Druck
übertragende Teile, wie Bär, Spindel, Spindel mutter, Querhaupt, Ständer oder Anker
und Tisch inusscii dem größten Druck und demnach der vollen Arbeitsleistung entsprechend
bemessen sein.
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Hierdurch wird, wenigstens in wirtschaftlicher Hinsicht, eine Begrenzung
der Spindelpresse auf nicht allzu hohe Drücke erzwungen, weil sonst die Abmessungen
und damit die Kosten zu hoch würden. Beim Hammer dagegen ist infolge der reinen
Massenwirkung des Bären eine solche Begrenzung nicht gegeben, so daß ihm bisher
das Gebiet der Höchstdrucke, in das besonders die Herstellung schwieriger dünnwandiger
Gesenkschmiedestücke gehört, vorbehalten war.
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Nach einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag ist
eine Maschine mit Spindelantrieb bekanntgeworden, die ein Mittelding zwischen Presse
und Hammer darstellt. Ihre Schlittengeschwindigkeit ist größer als bei der Presse,
aber kleiner als beim Hammer. Die Arbeit wird weder rein statisch, wie bei der Presse,
noch rein dynamisch, wie beim Hammer, sondern teils statisch, teils dynamisch an
das Werkstück übertragen. Diese neuartige Maschine wird, da sie weder eine Presse
noch ein Hammer ist, zweckmäßig mit einem neuen Begriff, etwa Spindelpressenhammer,
bezeichnet, der im folgenden angewandt werden soll.
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Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung und Verbesserung des
Spindelpressenhaminers. Dieser besitzt nämlich entsprechend dein Arbeitsanteil,
der schlagartig, wie beim Hammer, übertragen wird, auch die Nachteile des Harniners.
Betragt z. B. bei einer Gesamtarbeit von ioooo inkg der clynamisch
übertragene
Teil 3ooo mkg, so entsprechen die auftretenden freien Massenkräfte bzw. die Erschütterungen
des Bodens den Werten, die bei einem reinen Hammer von 3ooo mkg Schlagarbeit auftreten,
also etwa bei einem Fallhammer von -15oo kg Fallgewicht und 2 m Fallhöhe. Ein derartiger
Hammer kann wegen der Belästigung der Nachbarschaft nicht überall und nur mit behördlicher
Genehmigung aufgestellt werden. Das gleiche gilt für den Spindelpressenhammer, der
damit gegenüber der reinen Presse einen erheblichen Nachteil aufweist. Auch die
Gründungsverluste, die mehr als 9o % der dynamisch übertragenen Energie ausmachen
können, stellen einen Nachteil dar, von dem die Presse frei ist. Beim Hammer wird
die Schabotte und das damit verbundene Gestell duteh die Stoßkräfte und die daraus
folgenden Erschütterungen sehr ungünstig beansprucht, was zu häufigen Brüchen dieser
Teile führt. Entsprechende Beanspruchungen erhalten Tisch und Rahmen des Spindelpressenhammers,
während dieselben bei der Presse nicht auftreten.
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Zur Beseitigung dieser erheblichen Mängel werden bei der Maschine
gemäß der Erfindung zwei. gegenläufig bewegte Schlitten verwandt, deren Maße und
Geschwindigkeit so abgestimmt sind, daß ihre kinetische Energie in jedem Zeitpunkt
ungefähr gleich ist. Die Werkzeuge befinden sich an den einander zugekehrten Stirnflächen
der beiden Schlitten, bei deren Zusammenprallen die Verformungsarbeit an das Schmiedestück
abgegeben wird. Bei dieser Bauart treten keine freien Massenkräfte auf, selbst wenn
der dynamische Energieanteil beliebig hoch gewählt wird. Infolgedessen entfallen
die Erschütterungen der Gründung, des Bodens und des Gestells mit ihren schädlichen
Folgen, während ungünstige Beanspruchungen des Tisches überhaupt nicht auftreten
können, da die Doppelbärmaschine einen solchen nicht besitzt. Die Anordnung von
zwei Bären ergibt als weiteren Vorteil mindestens eine Verdoppelung der dynamisch
wirkenden Schlittenmasse, was sehr erwünscht ist, da die Unterbringung großer Schlittenmassen
und die damit bezweckte Hinaufsetzung des dynamisch wirl:enden Energieanteils Schwierigkeiten
bereitet, was für die statische, von der Schwungscheibe gelieferte Energie nicht
zutrifft. Der Fortfall des Tisches und die geringere Beanspruchung des Gestells
haben außerdem eine fühlbare Werkstoffersparnis im Gefolge.
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Die mit dein Einbärspindelpressenhammer erstrebten Ziele und die Vorteile
gegenüber der Presse und dem Hammer besitzt also die Doppelbärrnaschine in erhöhtem
Maße, während sie seine aus der Hammerwirkung fol--enden Nachteile im Vergleich
zur reinen Presse nicht aufweist. Die Doppelbärmaschine kann infolgedessen unbedenklich
mit einer Hammerwirkung von 4o bis 6o °fo und mehr gebaut werden, während die Einbärausführung
höchstens einen dynamischen Anteil von schätzungsweise 25 bis 3o % der Gesamtenergie
zuläßt.
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Die Doppelbär- oder Gegenschlagbauart ist seit langem bei reinen Hämmern
bekannt und hat sich hier aus den oben angeführten Gründen bewährt. Auch ihr gegenüber
weist die Maschine nach der Erfindung Vorteile auf.
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Der Gegenschlaghammer nämlich hat eine Bärgeschwindigkeit, die etwa
halb so groß ist wie diejenige des Einbärhammers; die Massenwirkung beträgt demnach
für ein bestimmtes Bärgewicht nur etwa den vierten Teil. Aus diesem Grunde ist der
Gegenschlaghammer, gemessen an der Schlagleistung, verhältnismäßig schwer.
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Demgegenüber kann der Doppelbärspindelpressenhammer mit einem bestimmten
Bär-oder Maschinengewicht eine viel' höhere Schlagleistung erzielen, da die, statisch
wirkende Energie der Schwungscheibe hinzukommt.
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Es ist auch schon eine Reibspindelpresse bekanntgeworden, die zwei
von zwei mit Links- und Rechtsgewinde versehenen Spindeln gegeneinander bewegte
Schlitten aufweist, und bei der die Spindeln auf Zug beansprucht werden sollen.
Die Geschwindigkeit der Schlitten soll bei dieser bekannten Presse der bei Pressen
bisher üblichen entsprechen. Bei dieser Presse übersteigt also das Verhältnis Druckarbeit
zu Schlagarbeit größenordnungsmäßig nicht die bisher hierfür üblichen Werte.
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Fig. i stellt ein Ausführungsbeispiel der Maschine nach Erfindung
mit Reibscheibenantrieb .von vorn in Ansicht, teilweise geschnitten, dar, und zwar
in der Preßstellung, d. h. bei zusammengefahrenen Werkzeugen. Fig.2 zeigt das Spindelgetriebe
mit den beiden Schlitten in ihrer Öffnungsstellung.
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Über die Riemscheibe d und die Reibscheiben b wird die Schwungscheibe
c angetrieben, die fest auf der Spindel cd sitzt. Die Spindel läuft mit ihrem oberen
Teil e in einer Mutter f, die gegen Drehen und Verschieben gesichert im Querhaupt
des Pressenständers g gelagert ist. Der untere längere Teil h der Spindel trägt
ein Gewinde tnit größerer Steigung als der obere Spindelteil. Die hierzu gehörige
:Mutter i befindet sich fest in dein oberen Querhaupt k des rahmenförmig ausgebildeten
Tischbären 1, der in seinem unteren Teil in das Unterwerkzeug it trägt. Am unteren
Ende der Spindel ist in üblicher
Weise der Schlitten o mit dem Oberwerkzeug
p befestigt.
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Beim Pressen geht die Schwungscheibe c samt der Spindel d, dem Schlitten
o und dem Oberwerkzeug p mit einer Geschwindigkeit V1 nach unten, die der Drehzahl
der Spindel d und der Steigung des oberen Gewindeteils e entspricht. Gleichzeitig
bewegt sich die Mutter i, der Rahmenschlitten L und das Unterwerkzeug
n auf der Spindel nach oben,.und zwar mit einer Geschwindigkeit V= gegenüber der
Spindel, die größer als V1 ist, entsprechend der größeren Steigung des unteren Gewindeteils
h. Die wirkliche Aufwärtsgeschwindigkeit dieser Teile ist also V, = V@
- V1. Die Massem, der aufwärts gehenden Teile wird zur Massem, der abwärts
bewegten Teile so abgestimmt, daß die lebendigen Kräfte gleich sindofür die Formel
gilt:
Bei gleichgroßen Massen ml und ms muß beispielsweise die Steigung im Spindelteil
lt doppelt so groß wie im Teil e sein. In diesem Sonderfalle ist die wirkliche Aufwärtsgeschwindigkeit
V3 des Rahmenbären L gleich der Abwärtsgeschwindigkeit V1 des Schlittens o.