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Maschine zum Schnellschmieden axial-symmetrischer Werkstücke Es sind
Schmiedemaschinen für axial-symmetrische Werkstücke bekannt, bei denen mehrere gleichmäßig
über den Umfang des Werkstücks verteilte Hammerwerkzeuge über Exzenter angetrieben
«-erden, die für sich wieder zwecks Tiefeneinstellung der Werkzeuge über exzentrische
Lagerbüchsen, verstellbar sind. Das Werkstück erhält dabei eine Dreh- und eine Axialbewegung,
und seine erforderliche Gesamtverformung wird unter rascher Schlagfolge der Hammerwerkzeuge
in eine Vielzahl kleiner Einzelverformungen zerlegt. Während beim Gesenkh.ammer
oder bei der Stauchmaschine die Verformung in wenigen bzw. in einem Arbeitsgang
erfolgt, wozu große Kräfte erforderlich sind, ergibt die Unterteilung .der Verformungsarbeit
eine wesentliche Verminderung der notwendigen Kräfte. Somit ist es möglich, mit
relativ geringen Maschinengewichten große Gesamtverformungen zu vollführen. Da ferner
die Exzenterwellen der Werkzeuge synchron laufen, erfolgen alle Hammerschläge bzw.
alle Verformungen gleichzeitig, und eine Kraftübertragung in das Fundament der Maschine
.ist ausgeschlossen.
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Zur Steuerung solcher Schmiedemaschinen, @d. h. zur selbsttätigen
Abstimmung des Werkstückvorschubes und der Tiefeneinstellung .der Werkzeuge aufeinander,
entsprechend .der vorbestimmten Werkstückform, wurden bisher Schablonen verwendet,
von - denen während, der Werkstückbewegung in axialer Richtung .die jeweils notwendige
Tiefeneinstellung der Hammerwerkzeuge abgeleitet wurde. Gemäß dem Charakter einer
Schablon:ensteuerung im .allgemeinen können auf diese Weise nur Werkstücke mit zylindrischer,
kegeliger oder flachgewölbter Form, also mit allmählichem Übergang von einer Querschnittsgröße
zur anderen, hergestellt
werden, und: das Absatzschmieden, Bundschmieden
oder .das Einarbeiten vom: Einstichen ist unmöglich, es sei denn, da,ß der axiale
Werkstückvorschub. ausgeschaltet wird und die Werkzeugeinstellung gesondert erfolgt,
die Automatik somit abgestellt ist.
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Da das Werkstück im allgemeinen eine kontinuierliche- Rotationsbewegung
und einen fortlaufenden axialen Vorschub erhält, im Augenblick des Zuschlagens aber
von den Hammerwerkzeugen jeweils festgehalten wird, treten einerseits gegen den
das Werkstück tragenden Spannk op@f gerichtete Reaktionskräfte auf, die sich durch
Erschütterungen des Maschinenständers, zumindest aber durch große Lärmerzeugung
bemerkbar machen. Andererseits erfolgt eine schraubenartige Verformung bzw. Verwindung
des Werkstücks. Es wurde daher versucht, insbesondere die Rotationsbewegung des
Werkstücks in. Abhängigkeit undAbleitung vom der Hämmerschlagbewegung abzubremsen
bz-w. zu unterbrechen, was bisher aber ein sehr kompliziertes -Übertragungssystem
erforderte.
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Zweck der Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile und die Schaffung
einer Maschine zum Schnellschmieden axial symmetrischer Werkstücke, die bei vollautomatischer
Steuerung .des Schmiedevorganges .die Herstellung sowohl verlaufender, durch Schablonen
erzielbarer Axialschnittformen als auch scharfer Albsätze, Bunde oder Einstiche
ermöglicht, wobei das Umrichten der Steuerung von einer Werkstückform auf eine andere
leicht und rasch, ähnlich wie bei- Drehautomaten erfolgt und der Spannkopf für das
Werksstück die axiialem Reaktionskräfte federnd abfängt bzw, trotz kontinuier1iichem
Rotationsantrieb ides Werkstücks, idless en Stillstand bei jedem Hammerschlag ohne
Uberträgungsvorrio'htung von dien Werkzieuge'xzenbern her herbeiführt. Ferner bezweckt
die. Erfindung die Vermeidung aller jieirner Leerhuibe, die durch den Schmiedevorgang
an, such nicht selbst beidtinigt sind, und ein weiterer Vorteil liegt darin, daß
sämtliche Bewegungs- bz@w. Schaltvorgänge in zwei verschiedenen Geschwindigkeiten
durchführbar sind, wobei ddie Maschine sich selbsttätig auf SehneIlgang umstellt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß für die Einstellbewegung
der Hammerwerkzeuge und .die Werkstücklängsbewegung hydraulisch beaufschlagte Arbeitskolben
vorgesehen sind, deren Steuerung durch ein, über zwei am Ende der jeweiligen Kolbenbewegung
in Abhängigkeit voneinander geschaltete Schaltwalzen betätigbares Schiebersystem
erfolgt. Bei .der Schablomensteuerung wird stets die Hämmereinstellung von der Werkstückbewegung
abgeleitet, umgekehrt aber ist die Schaltung der Werkstückbewegung durch die Werkzeugeinstelllbewegung
unmöglich. Demgegenüber ist durch die Verwendung hydraulisch beaufschlagter Kolben
für beide Bewegungen mit einem gemeinsamen Steuerschiebersystem und die Abhängigkeit
der Schaltbewegung der zur Betätigung des Schiebersystems dienenden Schaltwalzen,
auf die je einer der beiden Kolben einwirkt, nicht nur die Automatik des Steuerungsvorganges
erzielt, sondern diebeliebige Steuerung beider Bewegungen von beiden Seiten her
erreicht und damit das Abs.atzsch.m.ieden überhaupt erst ermöglicht.
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Weitere Erfindungsmerkmale liegen in der besonderen Anordnung und
Ausbildung des Steuerungssystems und eines Schal.tschiebersysteins zur Verstellung
der Schaltwalzen und in der Konstruktion eines Spannkopfes für das Werkstück, der
den Forderungen der durch das Steuerungssystem bedingten Schmiedevorgänge . voll
genügt. Die Vorteile werden an Hand eines Ausführungsbeispiels erklärt und beschrieben.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigen Fig. i und z .die Gesamtanordnung einer Schnellschmiedem.aschine in
Ansicht und Seitenansicht, wobei ihre wichtigsten Organe durch Teilschnitte sichtbar
gemacht sind; in Fig. 3 ist der Horizontalschnitt durch die Exzenter und die Pleuelführung
nach der Linie III-III der Fig. a dargestellt; Fig. q. zeigt das Schema eines Schaltschiebersystems
zur Verstellung der Schaltwalzen in der Draufsicht, während in den Fig. 5 und 6
eine auf der Welle der einen Schaltwalze vorgesehene Rastenscheibe und ein Zahngesperre
als Detail in Seitenansicht schematisch dargestellt sind; Fig. 7 zeigt das Schema
der hydraulischen Steuerung der beiden Arbeitskolben, und in den Fig.8 und 9 ist
die Anordnung einer zusätzlichen Schablonenwalze in schematischer Ansicht und Draufsicht
veranschaulicht; Fig.-io zeigt einen Spannkopf für das Werkstück vergrößert im Axialschnitt,
und F-ig. i i im Querschnitt nach .der Linie XI-XI der Fig. 1o.
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Im Schmiedetisch i des Maschinenständers :2 sind drei Exzenterwellen
3 gelagert, die durch einen. am Schmiedetisch angeflanschten Motor ¢ über Keilriemenscheibe
5, Zahnrad 6 und Zahnräder 7 unter Zwischenschaltung von Schwungrädern: 8 angetrieben
werden. Die Exzenter 9 als Antriebsmittel sind mit Pleueln io, die als Träger für
die auswechselbaren Hammerwerkzeuge i i ausgebildet sind, verbunden und bewegen
letztere intermittierend gegen das Werkstück, wobei diese Be-,vegung für alle Pleuel
gleichzeitig von und zum Werkstück erfolgt. Die Pleuel sind in den entsprechenden
radialen Ausnehmungen eines im Schmiedetisch frei um .die Werkstückachse drehbar
gelagerten Scheibenkörpers 12 geführt, der die Schwingbewegung der Pleuel ohne Antrieb
frei mitmacht. Zwecks Tiefeneinstellung der Werkzeuge entsprechend dem jeweils geforderten
Werkstückdu.rchmes,ser sind idie Exzernterwiellen 3 exzentrisch in Büchsen 13 gelagert,
die über die Zahnräder 1q. und ein gemeinsames Zentralzahnrad. 15 im Schmiedetisch
verdrehbar bzw. verstellbar sind. Bei Verdrehung der Lagerbüchsen 13 wird
die Entfernung der Exzentervaellen 3 von der Mittelachse
des Werkstücks,
somit aber auch .die Tiefenwirkung bzw. die- Hublage der Werkzeuge verändert, wobei
die Verschiebung der Achse des Schwungrades 8 gegen die des Zahnrades 7 durch das
Spiel des Kupplungsbolzens 16 zwischen beiden ausgeglichen wird.
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Die Tiefeneinstellung der Werkzeuge, d. h. die Verdrehung der Lagerbüchsen
13, erfolgt über einen im Maschinenständer horizontal gelagerten, hydraulisch beaufschlagten
Arbeitskolben 17, der mit einer Zahnstange i8 starr verbunden ist. Mit der Zahnstange
kämmt ein Zwischenritzel i9, das über ein mit ihm auf gleicher Welle sitzendes Ritzel
iga das Zentralrad 15 verdreht. Ebenso ist für die Werkstückbewegung ein in einem
entsprechenden vertikalen Zylinder am Maschinenständer -,leitender, hydraulisch
beaufschlagter Arbeitskolben 20 vorgesehen, der mit dem im Ständer verschiebbaren
Spannkopf 21 für das Werkstück starr verbunden ist. Beide Kolben werden :durch ein
über zwei am Ende der jeweiligen Kolbenbewegung in Abhängigkeit voneinander geschaltete
Schaltwalzen 2.2, 23 betätigbares Schiebersystem gesteuert.
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Die .beiden Schaltwalzen 22, 2:3 sind drehbar gelagert, miteinander
durch ein Schraubenräderpaar 24 auf Drehung gekuppelt und weisen auf ihrer Schaltteilung
entsp,recbeniden Mantellinien längs verstellbare Endanschlagpaare 25, 26 auf, die
mit einer schrägen Anlauffläche 27 versehen sind und auf die die walzenparallel
bewegten Arbeitskolben 17, 20 über Rollenanschläge 28 und 29 einwirken. Umgekehrt
aber begrenzen die Endanschläge die jeweilige eArbeitskolbenbeiv bung, und da die
beiden Wallzen ibewegungsiaibhiälnigii,g sind, korrespondieren zwangsläufig die
auf der horizontalen Walze 22 mit Hilfe der Anschläge 2-5 eingestellten Werkstückdurchmesser
mit den zugehörigen, auf der vertikalen Walze 23 mit Hilfe der Anschläge 26 festgelegten
Schmiedelängen.
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Beim Auftreffen des Rollenanschlages 28 oder 29 des jeweils bewegten
Arbeitskolbens auf einen. der Walzenanschläge 25 oder 26 wird zufolge der schrägen
Anlauffläche 27 die zugehörige- Schaltwalze und .damit auch die zweite Walze um
ein kurzes Stück verdreht. Diese kurze Walzendrehung wird zur Impulsgebung an ein
gesondertes hydraulisches Schaltschiebersystem herangezogen, das dann erst die eigentliche
Schaltwalzendrehverstellung ausführt. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Schalbwalzenverstellung
unabhängig von der Steuerung der Arbeitskolben immer vollständig und exakt vor sich
geht, was für eine saubere Schmiedearbeit wesentlich ist, und daß die Arbeitskolben
selbst von dieser Verstellarbeit entlastet sind.
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Die Drehverstellung der Walzen beträgt jeweils 1/1" ihres Umfanges,
demnach sind auf jeder Walze auch i6Endanschlagspaarevorgesehen. Derbesseren Übersichtlichkeit
wegen sind in. Fig. 4 und 7 jedoch nur zwei Anschläge bzw. ein Paar dargestellt,
wobei auch der Maßstab nicht eingehalten wurde. Ferner sind in diesen Figuren alle
Ölleitungen, die durchlaufend unter Druck stehen, als volle Linien dargestellt,
alle drucklosen Rücklaufleitungen strichpunktiert und alle jene Leitungen, die je
nach Schieberstellun.g als Schaltleitungen nur fallweise von Drucköl durchflossen
werden, strichliert gezeichnet.
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Gemäß Fig.4 wird das gesonderte Schaltschiebersystem zur Verstellung
der Schaltwalzen durch eine Zahnradpumpe 30 mit Drucköl von io atü versorgt,
daß außerdem noch, nach Reduzierung auf etwa 3 atü durch ein Reduzierventil 31,
zur Schmierung der Exzenterlagerungen und anderer wichtiger Schmierstellen der Maschine
dient. Ferner ist noch ein Überdruckventil 32 vorgesehen.
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Um durch die kurze Schaltwalzendrehung am Ende der jeweiligen Arbeitskolbenbewegung
den Schaltimpuls an. das Schaltschiebersystem geben zu können, trägt die Welle der
horizontalen Schaltwalze 22 eine Rastenscheibe 33, an der sich ein Schieber 3.4,
der durch die Druckleitung 3:5 dauernd gegen sie beaufschlagt ist, abstützt. Außerdem
ist ein die Schaltwalze über eine Zahnstange 36 mit Zahnrad 37 und Zahngesperre
38 nur in einer Drehrichtung verstellender Schaltkolben 39 vorgesehen, der je nach
der von der Drehstellung der Rastenscheite 33 abhängigen Lage des Schiebers 34 seine
Beaufschlagung von der einen oder anderen Seite erhält.
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Zwischen Rasbenscheibenschieber 34 und Schaltkolben 39 ist ein Zwischenschieber4o
geschaltet, der je nach Stellung des Rastenscheibenschiebers in der einen oder anderen
Richtung beaufschlagt wird und dabei die Druckleitun:gsverbindung über eine verstellbare
Drossel 41 zur Beaufschlagung des Schaltkolbens in Richtung der Schaltwalzenverstellung
oder, ungedr.osselt, zur Rückbewegung des Schaltkolbens herstellt und gleichzeitig
die Öldruckleitung von. der jeweils nicht beaufschlagten Kolbenseite freigibt.
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Bei der kurzen Schaltwalzendrehung am Ende jeder Kolbenbewegung wird
auch die Rastenscheibe etwas verdreht, so, daß der Schieber 34 in die (bildmäßig)
obere, in der linken Hälfte voll gezeichnete Lage kommt. Dadurch wird die @nucklei@t@ttnig
42 mit der Sohaltleitung 43 verbunden, unid das Drucköl bewegt :den Zwischenschieber
4o bildmäßig nach oben (in die in :der linken Hälfte dargestellte Lage). Drucköl
aus der Leitung 44 kann hierdurch über die Schaltleitung 45 und die Drossel 41 strömen
und den Schaltkolben 39 bildmäßig nach unten beAvegen. Dieser dreht über die Zahnstange
36,das Zahnrad 37 und damit über das Gesperre 38 auch die horizontale Schaltwalze
22 um 1/1s ihres Umfanges. Das Öl der anderen Kolbenseite läuft über die Leitung
46 und 47 in einen (nicht dargestellten) Ölbehälter zurück. Die Drossel 4i, die
in der Leitung 45 eingebaut ist, dient zur Regulierung der Durchflußmenge und damit
zur Regulierung der Schaltgeschwind iggkeit, was für das Einstellen einer Verzögerung
beim Schmieden, z. B. beim Ausschmieden der Bunde, notwendig ist.
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Sobald die Schaltwalzenverdrehnng beendet ist, sinkt der Schieber
34, da er ja über die Leitung 35 dauernd. gegen die Rastenscheibe 33 gedrückt wird.
in die nächste Raste ein und. kommt dadurch
in. die in der rechten
Hälfte voll gezeicbneteLage. Irr dieser Lage gibt er dem Drucköl aus der
Leitung 48 den Weg in die Leitung 49 frei, das den Zwsschencrhieber 4o in die in
der rechten Hälfte dargestellte Lagebewegt. Hierdurch kaum; Idas Ds acköl aus, der
Leitung 44 über die Schaltleitung 46 den: Kolben 39 bildmäßig von unten beaufschlagen
und nach oben bewegen, wobei sich die Schaltwalzen aber nicht mitdrehen, da das
Gesperre ß diese Bewegung freigibt. Das auf der anderen Kolbenseite befindliche
Öl fließt üben :die Leitung 45 uüd,die Droseel 41, Idlie sich nun gegen die Federkraft
öffnet, und die Leitung 5o in den Ölbehälter zurück. Die Rücklaufleitungen 5z und
52 lassen das bei der Bewegung des Zwischenschiebers 40 jeweils verdrängte Öl abfließen,
während die Leitung 53 eine Leckölleitung des Rastenscheibenschie:bers ist.
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Es kann erwünscht sein, um Leerlaufzeit in der Steuerung einzusparen,
die durch die Drossel 41 bedingten Verzögerungen in der Aufeinanderfolge der einzelnen
Hämmereinstell- bzw. Werkstückhewegungen auszuschalten. Zu diesem Zweck ist, in
weiterer Ausbildung der Erfindung, der Rastenscheibenschieber 34 mit Hilfe von an
den Erhöhungen der Rastenscheibe 33. befestigbaren Aufsatzstücken 54 in eine dritte
Steuerstellung verschiebbar, in der er eine ungedrosselte direkte Druckleitungsverbindung
zur Beaufschlagung des Schaltkolbens 39 in Richtung der Schaltwalzenverstellung
herbeiführt. Diese dritte Stellung ist in der linken Hälfte strichliert eingezeichnet,
und es ist ersichtlich, daß in dieser ;Stellung die Druckleitung 42 mit einer Schaltleitung
55 zur direkten Beaufschlagung des Schaltkolbens 39 verbunden wird.
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Falls die Schaltvorgänge schnell aufeinander folgen, kann es möglich
sein, daß der Kolben 39 seine (Ibildmäßig) obere Ausgangsstellung für den Schalthub
noch nicht erreicht hat und er bereits den Impuls für einen neuen Schalthub erhält.
Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß für .den Zwischenschieber 4o in; seiner
die Druckleitungsverbindung 44, 46 zur Rückführung des Schaltkolbens 39 herstellenden
Lage eine selbsttätig einsetzende und durch den Schaltkolben bei Erreichung seiner
Ausgangslage. selbsttätig aufhebbareFixiernuvg vorgesehen. Diese Fixierung besteht
aus einem federnden Hebel 36, der den Zwischenschieber in.der (bildmäßig)
-unteren Stellung so lange festhält,- bis der Kolben 39 mit Hilfe eines an seiner
Kolbenstange angebrachten Auslösers 57 den Hebel 56 verdreht und damit den Schieber
freigibt.
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Wie bereits erwähnt, -werden die Einstellungen der Hublagen der Hammerwerkzeuge
auf die jeweils geforderten Werkstückdurchmesser und die-Bewegungen des Spannkopfes
bzw. die axialen Werkstückbewegungen entsprechend der gewvünsehten Werkstückform
mit Hilfe der hydraulisch beaufschlagten Arbeitskolben 17 und 2o vollbracht,
die von einem Schiebersystem gesteuert werden, das die Schaltwalzen vollautomatisch
betätigen.
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Zu .diesem Zweck ist auf den Wellen beider Schaltwalzen je eine Scheibe
58, 59 mit auswechselbaren oder verstellbaren; verschieden weit vorstehenden Anschlagstücken
vorgesehen, die je einen entsprechenden gegenbeaufschlagten und an den Anschlagstücken
abgestützten: Schieber 6o, 61 zur Steuerung der beiden Arbeitskolben bei Weiterdrehung
der Schaltwalzen je nach Höhe der Anschlagstücke verschieden weit verstellt. Dabei
betätigt jede Anschlagscheibe jenen Schileber, der den zur jeweils anderen Schaltwalze
parallelen Arbeitskolben steuert. Während also durch Einstellung der Endanschläge
auf den beiden Schaltwalzen die Durchmesser und Längen des Werkstücks festgelegt
werden, wird durch entsprechende Wahl der Anschlagstücke auf den Scheiben, da sich
nach ihnen die einzelnen Stellungen der Steuerschieber richten, die Art und Aufeinanderfolge
rder beiden Arbeitskolbenbewegungen bestimmt, und die Maschine schmiedet nach diesen
Voreinstellungen vollautomatisch.
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Ein durch Federstellung in Mittelstellung gehaltener und dabei die
Leitungsverbindung für die jeweils voreingestellte selbsttätige Steuerung der Arbeitskolben
herstellender Einschaltschieber 62 schließt in der einen (linken, in der oberen
Hälfte voll gezeichneten) Endstellung zur Einleitung der Arb-eitsw:.orgänge eine
Druckleitung zur Beaufs c 'hlagung des den Kolben :2o für die Werkstückbewegung
steuernden Schiebers 6o in Richtung gegen: die zugehörige Anschlagscheibe 58. In
der anderen- Endstellung (rechte, -in der unteren Hälfte strichliertdargestellt)
führt er als Notschaltung die Beau@schlagung des. Kalibeis L7' für (die Hämmereinstel'lung
in der die Hälmmer öffnenden Richtung, und gegebenenfalls. die Beaufisdhilaau-ng
,des. Kolibens zta in der vorn den Hämmern: wegführenden Richtung herbei.. Es wird
also ider Gesiamtbewegungsvorgana durch das Andrücken des Stewers,chiebers 6o für
den Kolben 2o an seine zu@.g@eb;omi@g.e Anscblagsclie2lb;e,58 eingeleitet, und es
hängt idie Reihenfolge und Art oder weiteren Vorgänge von dein in Funktion. stehenden:
Anschlagstück dieser Scheibe alb.
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Gemäß Fig. 7 ist eine weitere Zahnradpumpe 63 vorgesehen, die das
Drucköl mit etwa 3o bis 35 atü für dieses Hydrauliksystem liefert. Ein Überdruckventil
64 ermöglicht dem überschüssigen Drucköl das Rückfließen in den (nicht dargestellten)
Ölbehälter.
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Wird der Einschaltschieber 62 von Hand aus seiner Normalmittellage
in seine linke Endstellung gebracht, so. fließt Drucl@öl aus der Leitung 65 über
die Schaltleitung 66 und bewegt den Schieber 6o nach links, bis er auf der Anschlagscheibe
58 über einen Winkelhebel 67 zur Anlage kommt. Dieser S lnieber 6o, ;der zur Steuerung
des ko@libenistangenseitig durch eine direkte, über eine verstellbare Drossel 68
führende Leitung 69 dauernd unter Öldruck stehenden Kolbens 2o :dient, .ist erfindungsgemäß
mittels entsprechender Anschlagstücke auf der Scheibe 58 in vier Stellungen verschiebbar.
In seiner linken, voll gezeichneten Lage (obere Hälfte) gibt er den ölfluß aus der
Druckleitung 70 über eine Drossel 71, Druckleitung 72 in die Schaltleitung-'73
frei, die das C51 über den Einschaltschieber 62, der durch tdie Federkraft immer
in seine
Mittellage zurückkehrt, in die Schaltleitung 74 und von
dort auf die obere Seite des Kolbens :2o leitet. Der Kolben 2'o ist auf .der Unterseite,
wie gesagt, immer druckbeaufschlagt. Da jedoch die obere wirksame Kolbenfläche größer
als die untere (Kolbenstangenseite) ist, bewegt er sich bei gleichzeitiger Beaufschlagung
von oben nach abwärts und nimmt den Spannkopf 2--1 bis zum jeweiligen unteren Anschlag
29 auf der Schaltwalze 23 mit. Das an der Unterseite des Kolbens befindliche Öl
wird dabei über die Drossel 68 in die Druckölleitung zurückgepreßt. Durch Verstellung
dieser Drossel ist eine Geschwindigkeitsregulierung möglich.
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Befindet sich der Schieber 6o in der ganz linken, strichliertgezeichneten
Lage, so bleibt die Leitungsverbindung zur Druckölb@eaufschlagung des Kolbens 2o
von oben unverändert, jedoch wird außer zur Drossel 68 noch ein Ölweg über die Schaltleitung
75, eine zusiäitzli:che verstellbare D,ros:sel 76 und die Leitung 77 zurück in die
Druckleitung 78 freigegeben. Die Durchflußquerschnitte werden: dadurch erhöht und
somit die Geschwindigkeit der S.pannkopfbewegung nach abwärts gesteigert (Schnellgang).
Es läßt sich also nur durch Anwendung zweier Anschlagstücke verschiedener Höhe die
Geschwindigkeit des Spannkopfes variieren.
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Kommt der Schieber 6-.o in die rechte, voll .gezeichnete Stellung
(untere Hälfte), so wird die Druckleitung 72 gesperrt und die Schaltleitung 73 mit
der Rückflußleitung 79 verbunden. Es ist damit die Kolbenoberseite ohne Druckölbeaufschlagung,
und der Kolben 2o mit dem Spannkopf wird sich zufolge der dauernden Druckölbeaüfschlagung
der Unterseite nach oben bewegen, wobei Drucköl aus der Leitung 69 über die Drossel
68 nachfließt. In der ganz rechts (strichliert) gezeichneten Stellung des Schiebers
kann außerdem auch Drucköl aus der Leitung 8o in die Schaltleitung 77 und weiter
über die Drossel 76 und -die Leitung 75 in den Zylinderraum unterhalb des Kolbens
2-o fließen und erhöht damit die Geschwindigkeit des Spannkopfes nach aufwärts.
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Soll nach einer Spannkopf- bzw. Werkstückbewegung nach ab- oder aufwärts
eine Hämmereinstellbe wegung erfolgen, so wird dies durch entsprechende Anschlagstücke
auf der Scheibe 59 bewirkt, die über einen Doppelhebel 8.i den Steuerschieber 61
betätigt. Dieser Schieber, der durch die Druckölleitung 82 dauernd gegen die Anschlagseite
59 gedrückt wird, kann erfindungsgemäß drei Stellungen einnehmen. In seiner rechten
(voll gezeichneten) Stellung (untere Hälfte) ist die Druckölleitung 83 mit der Schaltleitung
84 verbunden, die über den Einschaltschieber 62, der, wie bereits erwähnt, durch
die Feder wieder in seine Mittelstellung gebracht wird, mit der Schaltleitung 85
in Verbindung steht, wodurch der Kolben 17 links beaufschlagt wird und sich nach
rechts bewegt. Er nimmt .die Zahnstange 18 mit, die über die Zwischenritzel ig und
iga und- Zentralrad 15 die Lagerbüchsen 13 verdreht und damit die Hämmer öffnet.
Das Öl von der rechten Kolbenseite wird über die Schaltleitung 86, Einschaltschieber
62 (MittelIage) und Schaltleitung 87 (Schieber 61 in rechter Stellung) in die Abliaufleitung
8$ gebracht.
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Befindet sich der Schieber 6:T in der linken, voll gezeichneten Lage
(obere Hälfte), so fließt Drucköl aus 83 in die Schaltleitung 87 und über den Einschaltschieber
(Mittellage) in die Schaltleitung 86 und beaufschlagt den Kolben 17 von, rechts.
Der Kolben bewegt sich nach links und schließt über die Zahnstange, Zwischenritzel
und Exzenterbüchsen die Hämmer. Das links vom Kolben 17 befindliche Öl fließt über
die Schaltleitung 8-5, Einschaltschieber 62., Schaltleitung 8:4, Schieber 61, Leitung
89 und eine verstellbare Drossel go in die Ablaufleitung 9i. Die Drossel go ermöglicht
durch Verringerung der Durchflußquerschnitte die Zustellbewegung der Hämmer zu regulieren,
was im besonderen beim Einstechschmieden von großer Wichtigkeit ist.
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Um Totzeiten zu sparen., d. h., um in jenen Fällen, wo nicht einstechgeschmiedet
wird, jedoch eine Zustellung der Hämmer in der Schaltfolge notwendig ist, diese
bei größerer Geschwindigkeit durchführen zu können, ist es möglich, den Schieber
61 durch entsprechende Höhe der Anschlagstücke auf .der Anschlagscheibe 59 in die
ganz links (strichliert) gezeichnete Stellung zu bringen. In dieser Stellung wird
die Schaltleitung 84 mit der Ablaufleitung 92 verbunden, die unter Umgehung der
Drossel go das abfließende Öl von der linken Kolbenseite direkt in den Ölbehälter
zurückleitet.
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Der Schieber 6o zur Steuerung des Kolbens 20 für die Werkstückbewegung
muß einerseits während des Ablaufes der Automatik dauernd nach links gegen die zugehörige
Anschlagscheibe 58 gedrückt werden., andererseits aber bei Beendigung einer Arbeitsfolge
in seiner rechten Stellung (Stellung für die Werkstück- bzw. Spannko:p:faufwärtsbewegung)
stehenbleiben, da nur .dann die bereits geschilderte Einleitung der neuerlichen
Vorgangsreihe mit Hilfe des Einschaltschiebers -und der Leitungsverbindung65-66
möglich ist. Die dauernde Druckölbeaufschllagung (des Schiebers,6o von rechts erfolgt
über die Leitungen 93, 94. (die Leitungsverbindung 65-66 ist in der Normalstellung
.des Einschaltschiebers unterbrochen), und diese muß bei Beendigung einer Arbeitsfolge
also unterbrochen werden. Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung ein zufolge direkter
Druckölbeaufschlagung durch die Leitung 95 dauernd über einen Winkelhebel 96 gegen
die Anschlagscheibe 58 gedrückter und mit Hilfe eines zusätzlichen Anschlagstückes
97 selbsttätig betätibbarer Ausschaltschieber 9,8 vorgesehen. Wird .dieser Ausschaltschieber
durch .das AnschlagstÜck97 nach rechts gedrückt, so, kommt die Leitung 93 mit der
Rücklauf leitung 99 in Verbindung, die Druckleitung 94 wird abgesperrt, und der
Schieber 6o bleibt stehen. Sind nach dem neuerlichen Einschalten die Schaltwalzen
um 1/1s ihres Umfanges verdreht worden, so läuft der Schieber 98 vom Anschlagstück
97 ab, bewegt sich nach links und verbindet die Druckölleitung 94 mit der Schaltleitung
93, wodurch der Steuerschieber 6o wieder dauernd von rechts beaufschlagt wird und
an den Anschlagstücken der Scheibe 58 angedrückt bleibt.
Wird der
Einschaltschieber in die ganz rechts (strichliert) gezeichnete Stellung für Notschaltung
gebracht, so ergibt sich folgendes: Aus der Druckölleitung ioo fließt Öl in die
Schaltleitung 85 und beaufschlagt den Kolben 17 auf seiner linken Seite, die Schaltleitung
86 wird gleichzeitig über die Leitung ioi mit .dem Ablauf verbunden. Der Kolben
17 wird .sich :demnach nach rechts bewegen und die Hämmer öffnen. Außerdem wird
die Schaltleitung 74 mit der Abflußleitung ioi2 verbunden, so. daß die Oberbeaufschlagung
.des Kolbens 2o (falls vorhanden) aufhört und der Spannkopf sich nach oben bewegt.
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Beim Einstellen der Maschine kann es erwünscht sein, den Spannkopf
in eine beliebige Höhe zu bringen und festzuhalten. Da beize Einschalten der Hydraulik
durch die dauernde Beaufschlagung des Kolbens 2o von unten der Spannkopf immer nach
oben geht, ist in der direkten Druckleitung für Dauerbeaufschlagung des Kolbens
ein von Hand aus verstellbarer Dreiwegehahn 103 eingebaut, der je nach Stellung
entweder den normalen Öldurchgang gestattet oder die Druckleitung überhaupt sperrt
(Kolben bleibt stehen) bzw-. diese Kolbenseite über eire Leitung i,o4 mit (dem Ablauf
verbindet (Kolben sinkt ab).
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Die in die Druckleitung 70,72 zur Beaufschlagung des Kolbens
20 von oben (Richtung gegen die Hämmer hin) eingebaute Drossel 71 dient dazu, den
Druck ider,Oberbeaufschlagung auf solchen Wert zu, reduzieren, daß die Spannkopfgeschwindigkeiten
nach' oben und unten bei gleicher Einstellung der Drossel 68 und 76 dieselben sind.
Diese Einstellmöglichkeit muß gegeben sein, um den Esnfluß des Spannkopfgewichtes
und den Unterschied der Kolbenflächen des Kolbens 2o auszugleichen. Um den mit der
Drossel 71 reduzierten Druck konstant zu halten, ist ein Überdruckventil io5 vorgesehen,
das über die Rückleitung io6 Überdrucköl abfließen läßt. Die in der Fig.7 nicht
näher bezeichneten Rücklaufleitungen stellen Leckölleitungen der einzelnen Schieber
.dar.
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Das bisher beschriebene Steuerungssystem gestattet zwar das einwandfreie
Absatzschmieden oder Bundschmieden usw., nicht aber die Herstellung konischer Werkstücke
oder solcher mit ähnlichen, verlaufenden Axialschnittformen. Um nun aber alle in
:der Praxis vorkommenden wesentlichen Werkstückformen schmieden zu können und eine
wirklich universelle Schmiedemaschine zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein. gegebenenfalls
zuschaltbarer, mit dem Zwischenritzel i9 für die Verdrehung des Zentralrades 15
kämmender Schablonenzylinder i o.7 vorgesehen (Fig. 8 und Fig. 9). Der parallel
zur Schaltwalze 23 angeordnete Schablonenzylinder wird durch einen auf seiner Kurvenschablone
io8 geführten, mit .dem S2annkopf verbundenen Rollenanschlag iog bei der Spannkopfbewegung
gegen den auf die Zahnstange 18 wirkenden. hydraulischen Druck verdreht und führt
damit, über Zwischenritzel i9 bzw. iga, Zentralrad 15, Zahnräder 14 und Büchsen
13, .die vom Werkstückvorschub abhängige, der Schablonenform entsprechende jeweilige
"Häinmereinstellung herbei. Die Einleitung und Abstellung bzw. Umkehr der Spannkopfbewegung
und der Hämmereinstellbewegung wird aber durch das Schiebersystem veranlaßt.
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Die Automatik der Maschine läßt eine beliebige Aufeinanderfolge von
Hämmereinstellungs- und Spannkopf- bzw axialen Werkstückbewegungen in jeweils beiden
Richtungen zu, so daß wirklich alle Werkstücke praktischer Bedeutung geschmiedet
werden können, erfordert aber, u um Leerhübe uni, damit eine Verlangsamung des Gesamtschmiedevorganges
zu vermeiden, 'sowohl ein drückendes als auch ein ziehendes. Schmieden (Werkstückvorschub
gegen die Hämmer hin nach abwärts bzw. von den Hämmern weg nach aufwärts), was die
Ausbildung eines besonderen, für * beide Vorschubrichtungen gleich geeigneten Spannkopfes
erforderlich macht.
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Wie schon erwähnt, wird die durch die hydraulische Beaufschlagung
des Kolbens 2o herbeigeführte kontinuierliche Vorschubbewegung des Werkstücks bei
jedem Zuschlagen der drei Hammerwerkzeuge abgestoppt, was beim drückenden Schmieden
jeweils einen durch die Streckung des Werkstücks verstärkten axialen Stoß gegen
den Spannkopf ergibt und beim ziehenden Schmieden eine verstärkte Gefahr des Ausreißens
des Werkstücks aus den Spannkopfbacken bedeutet. Diese Reaktionskräfte werden, nun
durch die erfindungsgemäße Spannkopfkonstruktion federnd abgefangen.
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In dem am Maschinenständer 2 geführten, mit dem Kolben 2o verbundenen
Spannkopfgehäuse (Fig. io und ii) ist eine die Spannbacken iio tragende Hülse i
i i drehbar gelagert. In axialer Richtung stützt sich diese Hülse über einen Gummipuffer,
(Ring) i12 gegen den Gehäusedeckel i13 ab und wird gegen -diesen über einen gegen
sie relativ verschiebbaren, druckluftbeaufschlagten Kolben 114 in Spannstellung
der Backen gedrückt. Der Kolben i 14 ist mit einem mit radialen Ausnehmungen bzw.
Nuten versehenen Ringkörper i i 5 verbunden, in dessen Ausniehmungen Hebel 116 gleitbar
sind, die anderen Endes in einer unteren Kappe 117 drehbar lagern und auf die- Spannbacken
iio in radialer Richtung drücken. Wird der Kolben 114 über die Leitung 118 von unten
her pneumatisch beaufschlagt, so verschiebt sich mit ihm der Ringkörper 115 nach
oben, und. die Hebel 116 werden durch ihre seitlichen, in .der Schrägnut i i9 des
Ringkörpers geführten Zapfen i2o, gegen die Mitte zu verschwenkt und damit die Backen
iio gegen das zwischen sie eingeführte Werkstück gepreßt. Dabei ergeben die Hebel
eine günstige Kraftübersetzung, so daß das Werkstück mit genügender Kraft gehalten
wird. Die Hülse i i i wird bei dieser Beaufschlagung des Kolbens über die Hebel
116, die Kappe 117 und Zwischenringe 121 und 122 nach oben an den Gummipuffer angedrückt.
Der Zwischenring 122 ist auf der Hülse i i i warm aufgezogen. Mit .ihm ist durch
die Schrauben 123 der Ring 121 und mit diesem durch die Schrauben 124 die Kappe
117 fest verbunden, während der mit den Ausnehmungen für die Spannhebel versehene
Ringkörper
115 und mit ihm der Kolben 114 von der Hülse i i i aus
über den Zwischenring 122 nur die Drehbewegung mitmacht.
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Wird der Kolben 114 über die Leitung 125 von oben her (nicht spannend)
beaufschlagt, so verschiebt sich der Kolben 114 und mit ihm der Ringkörper i 15
bzw. schließlich auch die Hülse i i i nach unten, bis diese mittels einer Anschlagscheibe
126 am Gehäusedeckel 113 aufsetzt. Nun erfolgt durch Verschwenken der Hebel 116
nach außen beim Gleiten in den Ausnehmungen des ruckartig nach abwärts bewegten
Ringkörpers 115 ein schlagartiges Öffnen der Spannbacken. Dieses schlagartige Öffnen
zur Lösung des Werkstücks ist notwendig, da häufig ein Festfressen der Backen auftritt.
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Bei vingespanntem Werkstück (Sp-annstedilung) wird also die, Hülse
i i i mit den Spannbacken durch die Beaufschlagung des Kolbens 114 von unten her
(Leitung ii8) in ihrer am Gummipuffer ii2 abgestützten Lage gehalten, so daß die
beim drückenden Schmieden auftretenden Stöße vom Puffer aufgenommen bzw. abgefangen
werden können und keine Weitergabe an den. Maschinenständer bzw. den Kolben 2o usw.
erfolgt. Umgekehrt aber, beim ziehenden Schmieden würde der pneumatische Druck auf
den Kolben 114, der wegen des notwendigen Spanndruckes der Backen nicht vermindert
werden kann, ein elastisches Nachgeben der Hülse gegen auftretende geringere axiale
Zugkräfte verhindern, so daß nun diese Reaktionskräfte von der Maschine aufgenommen
werden müßten bzw. die Gefahr des Ausreißens des Werkstücks aus den Backen gegeben
wäre. Um dies zu vermeiden, ist eine zusätzliche Druckluftleitung 127 vorgesehen,
die über eine Ringnut 128 und Bohrungen. i29 im Gehäusedeckel 113 eine Beaufschlagung
der Hülse i i i bzw. des oberen stirnseitigen Abstützringes 130 in Auszugsrichtung
gestattet. Damit wird die vom Kolben 114 her auf die Hülse gegen das Herausziehen
in axialer Richtung wirkende Kraft durch eine entgegengerichtete Kraft (obere stirnseitige
Beaufschlagung der Hülse bei kleinerer wirksamer Fläche als die des Kolbens 114)
ohne Veränderung des Spannbackendruckes vermindert und ein Nachgeben der Hülse auch
bei geringeren Zugkräften erreicht bzw. die Gefahr des Ausreißens des Werkstücks
beseitigt.
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Schließlich sind zur Drehung der Hülse im Spannkopfgehäuse zwei Klauenscheiben
131, 132 mit zwischen den ineinandergreifenden Klauen angeordneten Federn. 133,
134 vorgesehen. Die Scheibe IV ist .auf der Hülse i i i aufgekeilt, während die
andere mit einem Schneckenrad 135 verbunden ist und über eine Schnecke 136 von einem
am Spannkopfgehäuse angeflanschten Motor 137 angetrieben wird. Dabei wird durch
entsprechende Bemessung der mit der der Schlagperiodik frequenzgleichen, durch die
Federung und das periodische Anhalten .des Werkstücks bei jedem Hammerschlag verursachten
Schwingbewegung, die sich der Drehbewegung des Werkstücks überlagert, der selbsttätige
Stillstand von Hülse und Werkstück beim Auftreffen der Hämmer auf das Werkstück
erreicht. Selbstverständlich ist das Schmieden auch bei abgestellter Drehbewegung
des Werkstücks (abgestelltem Motor 137) und damit die Herstellung kantiger Werkstücke
oder solcher mit gerade verlaufenden Nuten möglich.