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Vereinigte Loch- und Strangpresse Für die Herstellung von insbesondere
aus Stahl bestehenden Hohlkörpern ist eine Strangpresse bekannt, bei der das Lochen
des Preßblockes durch einen im Preßstempel verschiebbaren, angetriebenen Lochdorn
erfolgt und der Preßblock außer mittels des Stempels durch die Matrize gepreßt,
gleichzeitig mittels des, die Lochung des Werkstückes durchführenden Dornes durch
die Matrize gezogen wird. Dabei muß zur Erzielung eines brauchbaren Erzeugnisses
der während dies Strangpressens auf den Lochdorn wirkende Druck so bemessen sein,
daß beim Ziehprozeß weder ein Anstauchen des Blockwerkstoffes durch den auf die
Schulter des Werkstückes wirkenden Stempel noch ein Durchstoßen des Bodens durch
den im Block befingichen Lochdorn erfolgt. Die Abstimmung der einzeln. wirkenden
und vorteilhaft hydraulisch auf den Dorn und den Stempel aufgebrachten Kräfte wird
um so schwieriger, je länger die auf der Presse herzustellenden Rohre sein sollen.
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Die Erfindung löst nun die Aufgabe, auf einer vereinigten Loch- und
Strangpresse mit getrenntem hydraulischem Antrieb des Pneßstempels und des in ihm
geführten Lochdorns Lochstücke großer Länge, z. B. von einer Länge des io- bis aofachen
Lochdurchmessers, herzustellen dadurch, daß sie mit dem Loch- und Ziehkolben und
dem Strangpreßkolben der Presse einen wechselweise durch Anschläge kuppelbaren Hilfskolben
vorsieht, der beim Lochen des Blockes mit dem Loch- und Ziehkolben, beim anschließenden
Strangpressen und Ziehen mit dem auf die Schulter des Lochstückes drückenden Strangpreßkolben
zusammenwirkt.
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Ein besonders vorteilhafter und raumsparender Aufbau der Presse ergibt
sich, wenn Hilfs- und Ziehkolben zu einer Baueinheit zusammengefaßt
sind,
indem die Kolben beider Zylinder einen in einem gemeinsamen Zylindergehäuse verschieblich
geführten Teleskopkolben bilden, dessen als Hohlkolben ausgestalteter Außenkolben
dem Hilfszylinder, sein Innenkolben dagegen dem Ziehzylinder zugeordnet ist.
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Zum Stand der Technik gehört eine hydraulische, zum bloßen Strangpressen
einfachster Art, also nicht zum vereinigten Strang- und Ziehpressen eingerichtete
Presse, bei der zwei hintereinanderliegende- Preßkolben einzeln oder gemeinsam geschaltet
werden können. Beim Strangpressen von Rohren ist es weiterhin bekannt, die Lochdorne
nach jeder Preßoperation auszuwechseln und an der Luft abkühlen zu lassen sowie
an einem Drehtisch mehrere Blockaufnehmer vorzusehen, dergestalt, daß nach jedem
Arbeitshub ein anderer inzwischen beschickter Aufnehmer mit einer anderen inzwischen
für das Pressen vorbereiteten Matrize zusammenwirkt. Auch das Verschließen des Blockaufnehmers
während des Lochens durch einen in die Matrize einfahrbaren Kolben eines Verriegelungszylinders
ist an sich bekannt. Die Gegenstände der Unteransprüche stehen nur in Verbindung
mit dem Hauptanspruch unter Schutz. Einzelheiten der vereinigten Loch- und Strangpresse
nach der Erfindung seien nun an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. i die
Presse im Längsschnitt, schematisch, vor dem Einfähren des Blockes, Fig. 2 bis 4
Längsschnitte der Presse in verschiedenen Arbeitsstellungen, und zwar vor Beginn
des Lochvorganges (Fig. 2), am Ende des Lochvorganges (Fig. 3) und während des Ziehpressens
(Fig. 4), Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt der Presse, schematisch, mit Magazintrommel
für die Lochdorne, Drehtisch für die Blockaufnehmer sowie Lösewalzwerk, Fig. 6 den
Drehtisch für die Blockaufnehmer und die zugehörige Antriebsvorrichtung in vergrößertem
Maßstab, ebenfalls im Längsschnitt, und Fig. 7 eine andere Ausbildung der Verriegelung
des Blockaufnehmers, ebenfalls im Längsschnitt. Bei dem in den Fig. i bis 4 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel besteht die Presse im wesentlichen aus dem Pressenständer i,
den im Zylindergehäuse 2 verschieblichen Kolbenkörpern 3 (Ziehzylinder) und 4 (Hilfszylinder)
sowie dem Strangpreßkolben 5 und dem Rückzugzylinder 6. Wie Fig. i zeigt, liegt
der zu verformende Block 7 zunächst zwischen dem Lochdorn 8 und dem Blockaufnehmer
9, dessen Bodenteil ein Ziehring io vorgelagert ist. Die Öffnung dieses Ziehringes
kann nach Bedarf mittels des Kolbens i i eines Verriegelungszylinders 12 verschlossen
oder freigegeben werden.
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Die Wirkungsweise der Presse ist folgende: Beim Anschluß der den Kolben
3, 4 und 5 zugeordneten Zylinder an das sogenannte Füllwasser, d. h. ein Druckmittel
sehr geringer Pressung, bewegen sich die Kolben 3 bis 5 in Richtung auf den Aufnehmer
9 hin. Die zusammen ein Kolbenteleskop bildenden Kolbenkörper 3 und 4 verschieben
dabei die Traverse 13 zusammen mit dem in der Halterung 14 sitzenden Lochdorn 8
in Richtung des Pfeiles 15. Ebenso schiebt der Kolben 5 des Strangpreßzylinders
16 über die Traverse 17
auch den den Lochdorn 8 umfassenden Druckstempel 18
so weit vor, bis der Block in den Aufnehmer 9 sollständig eingefahren, d. h. die
in Fig. 2 gezeichnete Stellung erreicht ist. Die 'Öffnung des Ziehringes io ist
durch den ausgefahrenen Kolben i i des Verriegelungszylinders 12 verschlossen, der
schon vorher an das Füllwasser angeschlossen worden war und nun durch Anschluß an
die Preßwasserleitung in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Da der auf die
Kolben 3 bis 5 wirkende, vom Füllwasser herrührende Flüssigkeitsdruck vergleichsweise
sehr gering ist, kommen die Pressenteile nach dem Einschieben des Blockes 7 zum
Stillstand (Stellung Fig. 2). Zum Lochen des Blockes 7 wird das Zylindergehäuse
2 an die Preßwasserleitung angeschlossen. Der gegen die Traverse 13 drückende Innenkolben
3 (Ziehzylinder) schiebt diese und damit auch den an ihr befestigten Lochdorn 8
weiter in Richtung des Pfeiles 15 vor. Der gegen einen Bund i9 des Innenkolbens
3 anlaufende Hilfszylinderkolben 4. vollführt die gleiche Bewegung und unterstützt
dadurch den Innenkolben 3, so daß also beim Lochen die Kolben des Hilf s- und des
Ziehzylinders gemeinsam auf den Lochdorn 8 einwirken. Der um den letzteren herumliegende
Preßstempel i8 dient bei diesem Vorgang zur Zentrierung des Dornes. Nach unten hin
ist das Bodenstück des Blockaufnehmers 9, d. h. hier der Ziehring io, durch den
Kolben i i verschlossen, dessen vom Druckwasser beaufschlagte Querschnittsfläche
so groß bemessen ist, daß er in der Lage ist, den gesamten zum Lochen erforderlichen
Druck sicher aufzunehmen. Am Ende des Lochvorganges haben die Pressenteile die in
Fig. 3 angedeutete Stellung erreicht. Die den Bundflansch i9 mit Spiel umfassende
Stirnmuffe 2o des Hilfszyl,inderkolbens 4 liegt dabei gegen die den Druckstempel
18 tragende Traverse 17 an, so daß am Schluß des Lochprozesses der Lochstempel 8
dagegen nur noch unter dem Druck des Innenkolbens 3, d. h. des Ziehzylinders, steht.
Zum Ziehpressen des Lochstückes ist zunächst der Kolben ii des Verriegelungszylinders
12 in di-e ,in Fig. 4 veranschaulichte Ruhestellung zurückzusteuern bzw. auf Füllwasserdruck
umzuschalten. Gleichzeitig oder kurz danach wird der Strangpreßzylinder 5, der im
übrigen auch aus zwei oder mehreren vorzugsweise symmetrisch zur Pressenlängsachse
angeordneten Zylindern bestehen kann, an die Preßwasserleitung angeschlossen. Gegen
den auf der Schulter des Lochstückes aufsitzenden Stempel 18 drücken jetzt also;
wie Fig. 4. zeigt, Strangpreßzylinder 5 vereint mit dem über die Stirnmuffe ao gegen
die Traverse 17 anliegenden Hilf szylinderkolben 4, während auf den am Boden des
Lochstückes angreifenden Lochdorn 8 nur noch der Druck des Innenkolbens 3, d. h.
der Druck des
Ziehzylinders, einwirkt. Die Drücke sind dabei durch
entsprechende Bemessung der Kolbenquerschnitte so aufeinander abgestimmt, daß während
des Ziehpressens einerseits kein nennenswertes Anstauchen des Lochstückes durch
den Druckstempel 18 erfolgt, andererseits aber auch ein Durchstoßen des Lochstückbodens
durch den Lochdorn 8 sicher vermieden wird. Infolgedessen bleibt die Reibung zwischen
Block und Aufnehmer gering. Damit sinkt aber auch der erforderliche Preßdruck ganz
erheblich, und der Verschleiß der Werkzeuge, nämlich des Aufnehmers g, des Lochdornes
8 und des Ziehringes io, bleibt in durchaus tragbaren Grenzen.
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Nach dem Ausstoßen des fertig ausgezogenen Lochstückes und nach Abschalten
des Preßwasserdruckes von den Kolben 3, q. und 5 wird der Rückzugszylinder 6 oder
mehrere davon unter Druck gesetzt, wobei die Pressenteile wieder in die in Fig.
i veranschaulichte Ausgangslage zurückkehren. Die Steuerung der Presse wird man
zweckmäßig in der Weise ausbilden, daß beim Ausschlag eines einzigen Steuervorganges
alle Vorgänge nacheinander zwangläufig in dem gewünschten Sinn ablaufen.
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In dem Ausführungsbeispiel der Presse nach den Fig. 5 bis 7 sind an
Stelle nur eines Blockaufnehmers deren zwei vorgesehen, von denen der mit g bezeichnete
in der Preßstellung, der Aufnehmer g' dagegen in der Ladestellung steht, in der
er, während bei g verpreßt wird, über eine Einstoßvorrichtung 2 1 mit dem Block
7 beschickt werden kann. Dadurch lassen sich die Totzeiten abkürzen, so daß eine
rasche Stückfolge und damit eine große Leistung der Presse erzielt wird. Um mit
einer solchen Einrichtung in jedem Falle zentrische und einwandfreie Lochstücke
zu erhalten, muß der in der Preßstellung befindliche Blockaufnehmer g seinerseits
genau zentrisch zum Lochdorn 8 stehen. Dieser Bedingung wird erfindungsgemäß dadurch
genügt, daß die im übrigen auf dem um die Achse 22 drehbar gelagerten Drehtisch
23 angeordneten Blockaufnehmer g und g' mit einem konzentrisch zum Lochdorn 8 sitzenden,
kegeligen oder zylindrischen Ansatzstück 24 unter Formschluß gegen das Querhaupt
25 oder das Gestell der Presse zu verriegeln sind. Die Anordnung kann aber auch
so getroffen sein, daß an der Presse ein Vorsprung 24' (Fig. 7) vorgesehen ist,
auf den sich der jeweilige Aufnehmer g formschlüssig aufsetzt. Beim Wechseln des
Aufnehmers muß, bevor der Drehtisch 23 gedreht werden kann, selbstverständlich die
Verriegelung zwischen Aufnehmer und Pressenständer aufgehoben sein. Dies wird gemäß
der Erfindung dadurch. erreicht, daß zwischen Drehtisch 23 und dessen Drehachse
22 eine als Lager für den Tisch dienende Hülse 26 vorgesehen ist, die ihrerseits
durch einen Tauchkolben 27 längs der Achse 22 zu verschieben ist. Erhält der über
die Stange 28 mit der Hülse 26 gekuppelte Tauchkolben 27 von der Seite 29 her Druck,
so schiebt er die Hülse 26 zusammen mit dem Drehtisch 23 und den Blockaufnehmern
g, g' vom Querhaupt der Presse so lange fort, bis die Verriegelung des Ansatzstückes
24 vollkommen aufgehoben ist. Die Reaktionskräfte werden dabei über den feststehenden
Kolben 30 und die Stange 31 nach dem Querhaupt hin abgeleitet. Im
Anschluß daran kann der Tisch über den Zahnkranz 32 um die Hülse 26 gedreht und
so der Aufnehmer g' in die Preßstellung gebracht werden. Nunmehr erhält der Tauchkolben
27 Druck in entgegengesetzter Richtung und zieht den Drehtisch wieder in seine Zentrierstellung
zurück.
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Der Verschiebezylinder kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß
er ständig unter Druck steht, derart, daß @er immer bestrebt ist, den Ansatz 24
aus seiner Zentrierung zu lösen. Beim Pressen wird dann der Aufnehmer g gegen die
Schubkraft des Verschiebezylinders in die Zentrierung hineingedrückt, aus der er
sich beim Rückgang des Preßstempels sofort wieder heraushebt. Bei einer solchen
Schaltung des Zylinders kann also der Drehtisch 23 unmittelbar nach dem Rückholen
des Preßstempels gedreht werden. An Stelle der hydraulischen Verriegelung kann selbstverständlich
auch eine mechanisch., beispielsweise über Hebel od. dgl., wirkende Verschiebeinrichtung
für die Hülse 26 vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, statt einer besonderen
Drehachse 22 für den Tisch eine der Säulen der Presse als seine Drehachse zu verwenden.
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Bei Pressen, bei denen der Block zunächst gelocht und im Anschluß
daran zu einem Hohlkörper ausgezogen wird, muß der Werkstoff während des Ziehpressens
den Querschnitt zwischen Ziehmatrize und Lochdorn passieren. Seine Fließgeschwindigkeit
stimmt dabei in keinem Falle mit der Geschwindigkeit des Lochdornes überein. Obwohl
diese Geschwindigkeitsdifferenz bei der Presse nach dieser Erfindung verhältnismäßig
gering ist, kann es zweckmäßig sein, die Presse zur Herabsetzung des Dornverschleißes
mit Zusatzeinrichtungen gemäß Fig. 5 auszustatten. Hier wird für jeden Arbeitsgang
nicht nur der Blockaufnehmer gewechselt und ihm damit Zeit zum Abkühlen gegeben,
sondern es wird darüber hinaus für jedes Lochstück jeweils ein anderer Lochdorn
8 verwendet. Zu diesem Zweck ist der Dorn erfindungsgemäß als loser Dorn ausgebildet,
so daß er nach Beendigung des Preßvorganges im Werkstück sitzenbleiben und zusammen
mit dem Werkstück aus der Presse austreten kann. In einem beispielsweise miit der
Traverse 17 des Strangpreßzylnders verbundenem Magazin, das in Fig. 5 von
einer um die Zapfen 33 drehbaren Trommel 34. gebildet wird, liegen in Kammern 35
weitere Lochdorne bereit, von denen seich jeweils einer in der Arbeitsstellung befindet,
in der er mit der Stoßstange 36 und der Längsbohrung des Druckstempels 18 fluchtet.
An Stelle einer Magazintrommel läßt sich beispielsweise auch ein Kastenmagazin verwenden,
in dem die Dorne übereinanderliegen. Beim Herausstoßen des untersten Dornes und
nach dem Zurückholen der Stoßstange 31 kann der darüber befindliche Dorn nachrutschen
und damit in Arbeitsstellung gelangen, während andererseits ein vom Werkstück gelöster
Dorn 8' mittels einer Einschubvorrichtung,
einer Rutsche od. dgl.
wieder dem Magazin zugeführt wird. Bei Trommelmagazinen gemäß Fig. 5 kommt also
beim Weiterdrehen der Trommel 34 jeweils ein neuer Dorn in Arbeitsstellung, wohingegen
auf der gegenüberliegenden Seite der Trommel die freie Kammer durch einen gezogenen
Dorn 8' besetzt wird.
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Die aus der Presse ausgeworfenen. Werkstücke 37 sitzen fest auf dem
innenliegenden Dorn B. Sie verlassen die Presse längs einer Fördereinrichtung 38,
laufen sofort in ein Lösewalzwerk ein, während die Dorne 8' nach dem Magazin 34
zurücklaufen. Dabei muß angestrebt werden, daß die Arbeitsvorgänge, d. h. Pressen
und Lösen, ohne jeden Zeitverlust schnell aufeinanderfolgen und in so kurzer Zeit
wie eben nur möglich durchgeführt werden, damit der Wärmeverlust der Werkstücke
möglichst gering ist. Eine diesen Erfordernissen in besonderer Weise entsprechende
Lösevorrichtung ist in Fig. 5 veranschaulicht. Sie besteht aus den beiden in gleichem
Drehsinn, aber mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden zylindrischen
Walzen 39 und 4o, in die das Werkstück 37 quer eingerollt wird. Der Walzenspalt
ist auf der Austrittsseite durch eine über den Traghebel 41 um die Achse 42 schwenkbare
Rolle 43 geschlossen. Das auf dem Dorn 8 sitzende Werkstück 37 wird in den Walzenspalt
hineingezogen und dabei im Durchmesser so weit aufgewalzt, daß der Dorn sich löst.
Er kann dann nach dem Ausschwenken der Rolle 43 leicht herausgezogen und dem Magazin
wieder zugeführt werden. Selbstverständlich kann das Lösen auch auf andere Art,
beispielsweise durch Rollen des Werkstückes zwischen gegenläufigen Stahlplatten,
bewirkt werden. Ebenso lassen. sich an Stelle von Stahlplatten) auch Segmentstücke
verwenden oder auch Schrägwalzwerke, wie solche zum Lösen von Rohren hinter der
Stoffbank üblich sind.