EP0268681A1

EP0268681A1 - Double action screw-press

Info

Publication number: EP0268681A1
Application number: EP86904989A
Authority: EP
Inventors: Jury Alexandrovich Bocharov; Anatoly Vasilievich Safonov; Anatoly Petrovich Nosov; Jury Iosifovich Tamaris; Evgeny Semenovich Lunkov; Vladimir Ivanovich Myakinenkov; Igor Yakovlevich Perepechin; Leonid Izrailievich Rudman; Viktor Petrovich Salov; Igor Viktorovich Bovykin; Mark Moiseevich Zaidlin
Original assignee: EXPERIMENTALNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY INSTITUT KUZNECHNO-PRESSOVOGO MASHINOSTROENIA 'ENIKMASH'; Moskovskoe Vysshee Tekhnicheskoe Uchilische Imeni N E Baumana
Current assignee: EXPERIMENTALNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY INSTITUT KUZNECHNO-PRESSOVOGO MASHINOSTROENIA 'ENIKMASH'; Moskovskoe Vysshee Tekhnicheskoe Uchilische Imeni N E Baumana
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1988-06-01
Anticipated expiration: 2006-05-29
Also published as: EP0268681B1; HUT49073A; US4881399A; HU202150B; EP0268681A4; JPS63503445A; DE3678582D1; WO1987007210A1

Abstract

Vorgeschlagen ist eine doppeltwirkende Spindelpresse, in der eine Bremsvorrichtung (23) zum Abbremsen eines Außenstößels (9) bei seinem Herannahen an die untere Endlage an der Stirnfläche des erwahnten Stößels angebracht ist. Die Bremsvorrichtung (23) schließt eine Platte (24), die mit einer Vorrichtung zur Verschiebung entlang der Längsachse der Spindel (3) ausgestattet ist, vier auf der Platte (24) angeordnete elastische Elemente (31) ein, von denen ein Paar über

A double-acting screw press is proposed, in which a braking device (23) for braking an outer plunger (9) is attached as it approaches the lower end position on the end face of the mentioned plunger. The braking device (23) includes a plate (24), which is equipped with a device for displacement along the longitudinal axis of the spindle (3), four elastic elements (31) arranged on the plate (24), one of which is a pair

Description

Technical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus und betrifft insbesondere eine doppeltwirkende Spindelpresse.The present invention relates to the field of mechanical engineering and in particular relates to a double-acting screw press.

Am vorteilhaftesten kann diese Erfindung im Gesenkschmieden, insbesondere beim Schmieden von Einzelteilen in geschlossenen doppelten Gesenken verwendet werden.This invention can most advantageously be used in drop forging, in particular when forging individual parts in closed double dies.

Die Erfindung kann zur Herstellung von Präzisionsteilen komplizierter Konfiguration aus üblichen und schwer verformbaren Metallen und Legierungen für Zahnradpumpen, Zahnräder, Kupplungen, Stufenwalzen, T-Stücken, Kreuzstücken, Gaeturbinentriebwerken und Kraftstoffregeleinrichtungen u.a. mit Erfolg verwendet werden.The invention can be used to manufacture precision parts of complicated configuration from common and difficult-to-deform metals and alloys for gear pumps, gears, couplings, stepped rollers, T-pieces, cross pieces, gas turbine engines and fuel control devices, etc. used with success.

Die Bearbeitung von Werkstücken erfolgt nach dem Gesenkwarmpreßverfahren in geschlossenen doppelten Gesenken durch Verformen zylinderförmiger Rohlinge während eines Hube.Beim Einsatz von doppeltwirkenden Spindelpressen zum Schmieden in geschlossenen doppelten Gesenken findet beim Herannahen des Außenstößels an die untere Endlage ein elastischer Zusammenstoß der Gesenkhälften statt, wodurch ein Rückprall des Außenstößels zusammen mit dem Obergesenk nach oben erfolgt, was zum Öffnen der Teilfuge zwischen den Gesenkhälften führt. Im Augenblick des Rückpralls des Außenstößels beginnt der Innenstößel mit dem an demselben befestigten Werkzeug, sich mit erhöhter Geschwindigkeit abwärts zu bewegen, und verformt dabei den Rohling bei geöffneter Teilfuge zwischen den Gesenkhälften, was zum Herausschwappen des Metalls aus dem Gesenxhohlraum und somit in der Regel zum Ausschuß führt.Workpieces are machined according to the die press method in closed double dies by deforming cylindrical blanks during a stroke of the outer tappet takes place together with the upper die, which leads to the opening of the parting line between the die halves. At the moment of rebound of the outer plunger, the inner plunger begins to move downwards with the tool attached to it, deforming the blank with the parting joint between the die halves open, causing the metal to spill out of the die cavity and thus usually to Committee leads.

Underlying state of the art

Die Versuche, das Problem des Abbremsens des Außenstößels bei seinem Herannah-en. an die untere Endlage zu lösen, und im besonderen die Geschwindigkeit des Außenstößels im Augenblick des Zusammenschlusses der Gesenkhälften gleich bzw, nahe Null zu bringen, führten zum Bau einer doppeltwirkenden Spindelpresse nach dem SU-Urheberschein Nr. 854740, Kl. B30b 1/18, bekanntgemacht im Blatt "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen" Nr. 30, 1981.Attempts to solve the problem of the outer tappet slowing down as it approaches. to solve the lower end position, and in particular the speed of the outside Bringing tappets equal to or close to zero at the time the die halves joined together led to the construction of a double-acting screw press according to SU copyright certificate No. 854740, cl. B30b 1/18, published in the sheet "Discoveries, Inventions, Designs, Trademarks" No. 30, 1981.

Die Spindelpresse enthält ein Gestell mit Führungen, wobei entlang der Längsachse desselben eine erste Spindel drehbar untergebracht ist. Das eine Spindelende ist mit den Stößeln kinematisch und das andere Spindelende mit einem Schwungrad starr verbunden, das von einem beliebigen bekannten Antrieb in Drehung versetzt wird. In den Führungen des Gestells befindet sich gleichachsig zur ersten Spindel ein Außenstößel, der zwei miteinander in Verbindung stenende Hohlräume besitzt. In dem einen von ihnen, nämlich in dem dem Werkzeug zugekehrten unteren Hohlraum, ist ein Innenstößel untergebracht, und in dem anderen Hohlraum befindet sich ein tragendes Element, das den Körper einer Mutter darstellt, die mit der ersten Spindel im Eingriff steht. Der Körper der Mutter ist mit einer hohlen Spindel starr verbunden, in deren Innenraum die erste Spindel frei angeordnet ist. Die hohle Spindel steht mit einer Mutter im Eingriff, die mit dem Innenstößel starr verbunden ist.The screw press contains a frame with guides, a first spindle being rotatably accommodated along the longitudinal axis thereof. One end of the spindle is kinematically connected to the tappets and the other end of the spindle is rigidly connected to a flywheel which is rotated by any known drive. In the guides of the frame there is an external plunger coaxial with the first spindle, which has two cavities connected to each other. An internal plunger is housed in one of them, namely in the lower cavity facing the tool, and in the other cavity there is a supporting element which represents the body of a nut which is in engagement with the first spindle. The mother's body is rigidly connected to a hollow spindle, in the interior of which the first spindle is freely arranged. The hollow spindle engages a nut which is rigidly connected to the inner plunger.

In der bekannten Spindelpresse ist eine Bremsvorrichtung zum Abbremsen des Außenstößels bei seinem Herannahen an die untere Endlage vorgesehen. Diese Bremsvorrichtung schließt eine Traverse, die in den auf dem Pressengestell befestigten Führungen entlang der Längsachse der Spindelpresse verschiebbar angeordnet ist, sowie mindestens zwei elastische Elemente ein, die auf dem Gestell über dem in seiner oberen Endlage befindlichen Außenstößel starr angebracht sind. In der Traverse ist eine Gewindebohrung ausgeführt. Der Körper der Mutter weist auf der dem Schwungrad zugekehrten Seite ein Schraubengewinde auf, das zum Schraubengewinde an der Spindel entgegengesetzt gerichtet ist. Der Gewindeteil des Körpers der Mutter steht mit der Gewindebohrung in der Traverse im Eingriff.In the known screw press, a braking device is provided for braking the outer tappet as it approaches the lower end position. This braking device includes a traverse which is arranged in the guides mounted on the press frame so as to be displaceable along the longitudinal axis of the screw press, and at least two elastic elements which are rigidly attached to the frame above the outer plunger in its upper end position. A threaded hole is made in the crossbeam. The mother's body points to the flywheel a screw thread on the opposite side, which is opposite to the screw thread on the spindle. The threaded part of the nut body engages with the threaded hole in the crosshead.

Beim Herannahen des Außenstößels an die untere Endlage wird die Traverse über deren Führungen durch den Körper der Mutter verschoben, welche Traverse dabei mit den elastiscnen Elementen zusammenwirkt.When the outer tappet approaches the lower end position, the crossbeam is moved over its guides through the mother's body, which crossbeam interacts with the elastic elements.

Die bekannte Konstruktion der doppeltwirkenden Spindelpresse besitzt einen erniedrigten Wirkungsgrad wegender Energieverluste für die Überwindung der Reibungskräfte, die in der Gewindeverbindung des Körpers der Mutter mit der Traverse beim Herannahen des Außenstößels an seine untere Endlage, bei der Verschiebung des Innenstößels zur Durchführung des Verformungsvorganges und bei der Rückkehr des Innenstößels in seine Ausgangsstellung in bezug auf den Außenstößel auftreten.The known construction of the double-acting screw press has a reduced efficiency due to energy losses for overcoming the frictional forces that occur in the threaded connection of the body of the mother with the crossbeam when the outer plunger approaches its lower end position, when the inner plunger is displaced to carry out the deformation process and when Return of the inner plunger to its original position with respect to the outer plunger.

Die erhöhten Energieverluste in der Gewinderverbindung erklären sich dadurch, daß diese Verbindung eine ständig große Berührungsfläche des Körpers der Mutter und der Traverse besitzt, was zu einem vergrößerten Drehwiderstandsmoment des Körpers der Mutter und der Traverse führt.The increased energy losses in the threaded connection can be explained by the fact that this connection has a constantly large contact area between the body of the nut and the crossmember, which leads to an increased torque resistance of the body of the mother and the crossbar.

Darüber hinaus bedingt das am Körper der Mutter vorhandene Gewinde die Herstellung desselben aus kostspieligen legierten Stählen, wodurch die Spindelpresse verteuert wird.In addition, the thread present on the body of the nut necessitates the production of the same from expensive alloy steel, which makes the screw press more expensive.

Die Versuche, den Wirkungsgrad der doppeltwirkenden Spindelpresse aufgrund verminderter Reibungsverluste zu steigern, führten zur Schaffung einer Spindelpressenkonstruktion nach dem SU-Urheberschein Nr. 1027056, _IPC ⁴B30 B 1/18, bekanntgemacht im Blatt "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen" Nr. 25, 1983.The attempts to increase the efficiency of the double-acting screw press due to reduced friction losses led to the creation of a screw press construction according to SU copyright certificate No. 1027056, _IPC ⁴ B30 B 1/18, published in the sheet "Discoveries, Inventions, Designs, Trademarks" No. 25, 1983.

Die bekannte Spindelpresse enthält ein Gestell mit Führungen, wobei entlang der Längsachse desselben eine Spindel drehbar gelagert ist. Das eine, dem Werkzeug zugekehrte Spindelende, ist mit den Stößeln kinematisch, das andere Spindelende aber mit einem Schwung- ..rad starr verbunden, das von einem beliebigen bekannten Antrieb in Drehung versetzt wird. In den Führungen des Gestells ist konzentrisch zur Spindel ein Außenstößel angeordnet, der zwei miteinander in Verbindung stehende Hohlräume besitzt. In dem einen, dem Werkzeug zugekehrten Hohlraum ist ein Innenstößel untergebracht, und in dem anderen Hohlraum befindet sich ein tragendes Element, das einen Körper einer mit der ersten Spindel im Eingriff stehenden Mutter darstellt. Der Körper der Mutter ist mit einer hohlen Spindel starr verbunden, in deren Innenraum die erste Spindel ungehindert bewegbar ist. Die hohle Spindel steht mit einer weiteren Mutter im Eingriff, die mit dem Innenstößel starr verbunden ist. An der Außenwand des Körpers der Mutter sind symmetrisch zu dessen Achse zwei Anschiä- g_e angebracht. Die stützfläche jedes dieser Anschläge. weist eine Neigung in bezug auf die Spindellängsachse auf, die zur Neigung der Schraubenlinie der ersten Spindel entgegengesetzt ist. In der bekannten Spindelpresse ist eine Bremsvorrichtung zum Abbremsen des Außenstößels bei seinem Herannahen an die untere Endlage vorgesehen. Diese Bremsvorrichtung enthält zwei feststehende Traversen, von denen jede mit dem Gestell starr verbunden ist und mindestens zwei Fenster aufweist, wobei im zentralen Teil eine T-förmige Nut ausgeführt ist, sowie zwei bewegliche Traversen, von denen jede über einer der feststehenden Traversen liegt. Jede der beweglichen Traversen ist von jeder der feststehenden in einem Abstand angebracht, der durch Stellschrauben eingestellt wird, und weist in ihrem zentralen Teil eine T-förmige Nut auf. In den T-förmigen Nuten jeder der beweglichen bzw. feststehenden Traversen ist eine Leiste angebracht, die mit ihrem unteren Ende auf der oberen Ebene des Außenstößels frei aufliegt, während an dem anderen Ende derselben ein Anschlag vorgesehen ist, der zur Zusammenwirkung mit einer beweglichen Leiste bestimmt ist. Xuf der beweglichen Leiste befindet sich auf der dem Körper der Mutter zugekehrten Seite in deren unterem Teil ein Anschlag, der um seine Achse drehbar und zur Zusammenwirkung mit dem Anschlag bestimmt ist, der sich auf der Körperoberfläche der Mutter befindet. In den Fenstern einer jeden feststehenden Traverse sind elastische Elemente untergebracht, mit denen die bewegliche Traverse über die Stößel zusammenwirkt.The well-known screw press contains a frame Guides, wherein a spindle is rotatably mounted along the longitudinal axis thereof. One end of the spindle facing the tool is kinematic with the plungers, but the other end of the spindle is rigidly connected to a flywheel which is rotated by any known drive. In the guides of the frame, an outer plunger is arranged concentrically to the spindle, which has two interconnected cavities. An internal plunger is housed in one cavity facing the tool, and in the other cavity there is a supporting element which represents a body of a nut which is in engagement with the first spindle. The mother's body is rigidly connected to a hollow spindle, in the interior of which the first spindle can be moved freely. The hollow spindle engages another nut which is rigidly connected to the inner plunger. Two Anschiä- g _e are attached to the outer wall of the nut of the body symmetrically with respect to the axis thereof. The support surface of each of these stops. has an inclination with respect to the longitudinal axis of the spindle, which is opposite to the inclination of the helix of the first spindle. In the known screw press, a braking device is provided for braking the outer tappet as it approaches the lower end position. This braking device contains two fixed crossbeams, each of which is rigidly connected to the frame and has at least two windows, with a T-shaped groove in the central part, and two movable crossbeams, each of which lies above one of the fixed crossbeams. Each of the movable trusses is spaced from each of the fixed ones, which is adjusted by adjusting screws, and has a T-shaped groove in its central part. In the T-shaped grooves of each of the movable or fixed Hanging trusses a bar is attached, which lies freely with its lower end on the upper level of the outer plunger, while at the other end of the same a stop is provided, which is intended to interact with a movable bar. On the movable bar, on the side facing the mother's body, there is in its lower part a stop which is rotatable about its axis and intended to cooperate with the stop which is located on the mother's body surface. Elastic elements are housed in the windows of each fixed crossbeam, with which the movable crossbeam interacts via the plungers.

Bei der Bewegung des Außenstößels in die untere Endlage verschiebt sich jede Leiste frei zusammen mit demselben bis zum Augenblick der Zusammenwirkung ihres oberen Anschlags mit der beweglichen Traverse.When the outer plunger moves into the lower end position, each bar moves freely together with the same until the upper stop cooperates with the movable crossmember.

Bei weiterer Verschiebung des AußenstöBels wirken die Anschlage am Körper der Mutter vor dem Zusammenschluß der Gesenkhälften mit den unteren Leistenanschlägen zusammen. Die oberen Leistenanschläge wirken mit den beweglichen Traversen zusammen, die über die Stößel die elastischen Elemente zusammendrücken, wodurch zwischen den unteren Leistenanschlägen und den Mutterkörperanschlägen Widerstandskräfte entstehen, deren VeKtoren zur Zusammenwirkungsebene der Anschläge senkrecht sind. Die horizontalen Komponenten der Widerstandskräfte erzeugen ein Drehmoment, das den Mutterkörper zur Drehung zwingt.If the outer ram is moved further, the stops on the mother's body interact with the lower ledge stops before the die halves are joined. The upper ledge stops interact with the movable crossbeams, which compress the elastic elements via the plunger, which creates resistance forces between the lower ledge stops and the nut body stops, the vectors of which are perpendicular to the plane of interaction of the stops. The horizontal components of the resistive forces create a torque that forces the nut body to rotate.

Während des Betriebs der bekannten Spindelpresse findet kein Rückprall des Außenstößels beim Zusammenschluß der Gesenkhälften statt. Aufgrund der Ausführung der Bremsvorrichtung in Form von zwei Paaren feststehender und beweglicher Traversen, die kinematisch miteinander nicht verbunden sind, verlängert sich jedoch die Umrüstzeit der Bremsvorrichtung beim Wechseln des Typs der herzustellenden Teile, was die Leistungsfähigkeit der Spindelpresse herabsetzt.During operation of the known screw press, there is no rebound of the outer ram when the die halves are joined. Due to the design of the braking device in the form of two pairs of fixed and movable crossbeams, which are not kinematically connected, extended However, the changeover time of the braking device when changing the type of the parts to be manufactured, which reduces the performance of the screw press.

Diese konstruktive Ausführung der Bremsvorrichtung schließt eine gleichzeitige Zusammenwirkung des unteren Anschlags einer jeden Leiste der feststehenden Traverse mit dem entsprechenden Anschlag am Mutterkörper aus, was zur Erzeugung von Biegemomenten in den Gewindeverbindungen der im Körper eingeschlossenen Mutter mit der Spindel und der Mutter des Innenstößels mit der hohlen Spindel führt, d.h. Verkantungen in den Gewinden bewirkt. Das letztere verkürzt die Betriebsdauer der Spindelpresse.This design of the braking device precludes a simultaneous interaction of the lower stop of each bar of the fixed crossmember with the corresponding stop on the nut body, which leads to the generation of bending moments in the threaded connections of the nut enclosed in the body with the spindle and the nut of the inner tappet with the hollow Spindle leads, ie Canting in the threads causes. The latter shortens the life of the screw press.

Disclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppeltwirkende Spindelpresse zu schaffen, in der die Bremsvorrichtung des Außenstößels bei seinem Herannahen an die untere Endlage den Ausgleich von Winkelgeschwindigkeiten des tragenden Elementen und der Spindel gewährleisten würde, wodurch der Rückprall des Außenstößels beim Zusammenschluß der Gesenkhälften beseitigtwird, ohne daß die Leistungsfähigkeit und die Betriebszuverlässigkeit der Spindelpresse herabgesetzt werden, sowie der Wirkungsgrad derselben sinxt. Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der doppeltwirkenden Spindelpresse, die ein Gestell mit Führungen aufweist, wobei entlang der Langsachse desselben eine Spindel drehbar gelagert ist, während in den Gestellführungen konzentrisch zur Spindel ein Außenstößel mit Führungen für einen Innenstößel und mit zwei miteinander in Verbindung stehenden Hohlräumen verläuft, wobei sich in dem einen, dem Werkzeug zugekehrten Hohlraum der Innenstößel befindet und in dem anderen ein tragendes Element mit mindestens zwei in bezug auf die Achse der ersten Spindel symmetrisch liegenden und an der Außenfläche angebrachten ersten Anschlägen untergebracht ist, wobei die Stützfläche eines jeden von ihnen eine Neigung in bezug auf die Spindellängsachse hat, die zur Neigung der Schraubenlinie der ersten Spindel entgegengesetzt ist, welches Element mit einer ersten, mit der ersten Spindel im Eingriff stehenden Mutter sowie mit einer hohlen Spindel starr verbunden ist, die die erste Spindel umfaßt und mit einer zweiten im Innenstößel starr angebrachten Mutter im Eingriff steht, sowie eine Bremsvorrichtung zum Aboremsen des Außenstößels bei seinem Herannahen an die untere Endlage enthält, welche Bremsvorrichtung mit dem tragenden Element kinematisch verbunden ist, erfindungsgemäß die Bremsvorrichtung an der den ersten Anschlägen zugekehrten Stirnfläche des Außenstößels angebracht ist und eine Platte einschließt, die gleicnachsig zur Spindel gelegen ist und eine durchgehende Bohrung aufweist, in der das tragende Element aufgenommen ist, sowie auch mit einer Vorrichtung zur Verschiebung der ersten Spindel entlang der Längsachse ausgestattet ist, wobei auf der Platte elastische Elemente angebracht sind, von denen ein Paar über eine Traverse mit einem zweiten Anschlag kinematisch verbunden ist, der in der Traverse drenbar angeordnet ist und über seine Stirnfläche mit dem ersten Anschlag zusammenwirKt, wobei diese Stirnfläche geneigt ausgeführt ist und ihr Neigungswinkel mit dem Neigungswinkel der Oberfläche des ersten Anschlags übereinstimmt, und daß ferner dritte Anschläge vorgesehen sind, die mit dem Gestell starr verbunden sind und beim Herannahen des Außenstößels an die untere Endlage mit der Platte zusammenwirken.The invention has for its object to provide a double-acting screw press, in which the braking device of the outer plunger would ensure the compensation of angular speeds of the load-bearing elements and the spindle as it approaches the lower end position, thereby eliminating the rebound of the outer plunger when the die halves are joined together, without reducing the performance and operational reliability of the screw press, as well as the efficiency of the same. The object is achieved in that in the double-acting screw press, which has a frame with guides, a spindle being rotatably mounted along the longitudinal axis thereof, while in the frame guides, an outer plunger with guides for an inner plunger and with two in one another concentrically with the spindle Connected cavities runs, one of the cavities facing the tool being the inner plunger and the other a supporting element with at least two symmetrical with respect to the axis of the first spindle and housed on the outer surface of the first stops, the support surface of each of which has an inclination with respect to the longitudinal axis of the spindle which is opposite to the inclination of the helix of the first spindle, which element engages with a first spindle which is in engagement with the first spindle Mother and rigidly connected to a hollow spindle, which comprises the first spindle and is in engagement with a second nut rigidly mounted in the inner plunger, and a braking device for braking the outer plunger as it approaches the lower end position, which braking device with the supporting element is kinematically connected, according to the invention the braking device is attached to the end face of the outer plunger facing the first stops and includes a plate which is located at the same axis as the spindle and has a through hole in which the supporting element is received, and also with a device for ver Movement of the first spindle along the longitudinal axis is equipped, with elastic elements being attached to the plate, a pair of which is kinematically connected via a cross member to a second stop, which is arranged dreneably in the cross member and interacts with the first stop via its end face , wherein this end face is inclined and its angle of inclination coincides with the angle of inclination of the surface of the first stop, and that further third stops are provided which are rigidly connected to the frame and cooperate with the plate when the outer plunger approaches the lower end position.

Diese konstruktive Ausführung der Spindelpresse gewährleistet minimale Energieverluste wegen Reibung, weil zwei zweite in der Traverse angebrachte Anschläge mit zwei ersten am tragenden Element angeordneten Anschlägen nur innerhalb eines begrenzten Abschnittes zusammenwirken, nämlich innerhalb des Abbremsungsabscnnittes des Außenstößels bei seinem Herannahen an die untere Endlage, was hiermit zur Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Spindelpresse führt.This design of the screw press ensures minimal energy losses due to friction, because two second stops in the traverse are arranged with two first stops on the load-bearing element Stops only cooperate within a limited section, namely within the braking section of the outer tappet as it approaches the lower end position, which leads to an increase in the efficiency of the screw press according to the invention.

Das Anbringen der zweiten Anschläge auf der Platte gewährleistet ihre gleichzeitige Zusammenwirkung mit den Anschlägen am tragenden Element, was die Erzeugung von Biegemomenten in den Gewindeverbindungen der Mutter des tragenden Elementes mit der Spindel und der Mutter des Innenstößels mit der hohlen Spindel ausschließt, d.h. Verkantungen in den Gewinden verhindert.The attachment of the second stops on the plate ensures their simultaneous interaction with the stops on the load-bearing element, which precludes the generation of bending moments in the threaded connections of the nut of the load-bearing element with the spindle and the nut of the inner plunger with the hollow spindle, i.e. Tilting in the threads prevented.

Die einzige in der Bremsvorrichtung vorgesehene Platte erleichtert und beschleunigt die Umrüstung der Spindelpresse beim Wechseln des Typs der herzustellenden Teile, was zur Steigerung der Leistungsfähigkeit der Spindelpresse führt. Ferner erhöht das Anbringen der dritten Anschläge im Spindelpressengestell, und zwar in den Ständern desselben, die Steifigkeit der Bremsvorrichtung, was Verkantungen zwischen der Platte und dem Gestell beim Zusammenwirken der Anschläge am tragenden Element mit den zweiten Anschlägen beim Bremsen des Außenstößels ausschließt.The only plate provided in the braking device facilitates and accelerates the changeover of the screw press when changing the type of the parts to be manufactured, which leads to an increase in the performance of the screw press. Furthermore, the attachment of the third stops in the spindle press frame, namely in the stands thereof, increases the rigidity of the braking device, which prevents canting between the plate and the frame when the stops on the supporting element interact with the second stops when braking the outer tappet.

Die Anordnung der Platte auf der oberen Stirnfläche des Außenstößels sichert demselben eine ungehinderte Verschiebung bis zur oberen bzw, unteren Endlage, wodurch die Konstruktion der Spindelpresse vereinfacnt, ihr Metallanteil und die Abmessungen verringert werden. Darüber hinaus verkürzt die Anordnung der Platte am Außenstößel den Plattenhub in den Führungen und verringert die Abmessungen derselben.The arrangement of the plate on the upper end face of the outer plunger ensures the same an unimpeded displacement up to the upper or lower end position, which simplifies the construction of the screw press, its metal content and the dimensions are reduced. In addition, the arrangement of the plate on the outer plunger shortens the plate stroke in the guides and reduces the dimensions of the same.

An der Außenfläche des tragenden Elementes sind zwei einen NocKen bildende Profilflachen vorzusehen, die mit zwei in bezug auf die Achse des tragenden Elementes symmetrisch liegenden abgefederten Stößelementen zusammenwirken, wobei jeder von ihnen in Führungen auf der Plattenoberfläche angeordnet ist, die zur Oberfläche entgegengesetzt ist, in welcher sie mit dem dritten Anschlag zusammenwirkt, und eine geneigte Oberfläche besitzt, die zur Zusammenwirkung mit der geneigten Oberfläche des dritten Anschlags am Ende des Bremsvorgans des Außenstößels bestimmt ist.On the outer surface of the load-bearing element, two profile surfaces forming a cam are to be provided, which interact with two spring-loaded push elements which are symmetrical with respect to the axis of the load-bearing element, each of them in guides on the top of the plate surface is arranged, which is opposite to the surface in which it cooperates with the third stop, and has an inclined surface which is intended to cooperate with the inclined surface of the third stop at the end of the braking operation of the outer tappet.

Die Ausführung an der Außenfläche des tragenden Elementes zweier Profilflächen und das Vorhandensein zweier Stoßelemente , die auf einer Platte angeordnet sind und mit den dritten im Gestell befestigten Anschlägen zusammenwirken, gewährleisten eine aufeinanderfolgende Verschiebung des Innen- und Außenstößels bei deren Aufwärtsbewegung nach dem beendeten VerformungsvQrgang, was zu einem stabilen Fertigungsvorgang des Gesenkschmiedens führt, und zwar zum Einhalten der vorgegebenen Bewegungsfolge der Werkwzeuge: des mit dem Innenstößel verbundenen Stempels und des mit dem Außenstößel verbundenen Obergesenks. Dies gewährleistet ein zuverlässiges Entfernen des fertigen Schmiedestückes aus dem Gesenk. Beim Herstellen von Scnmiedestücken mit tiefen Hohlräumen kommt es zum "Ergreifen" des Stempels durch das Werkstück, was die Aufwärtsbewegung des Innenstößels in bezug auf den Außenstößel und die Abnahme des Werkstücks vom Stempel verhindert. Dies führt wiederum zu einem noch stärkeren Anhaften des Werkstücks am Stempel beim Abkühlen, was das Abstellen der Spindelpresse zwecks zwangsläufiger Abnahme des Werkstücks vom Stempel bedingt sowie Ausschuß und Senkung der Spindelpressenleistung zur Folge hat.The execution on the outer surface of the load-bearing element of two profile surfaces and the presence of two abutment elements, which are arranged on a plate and interact with the third stops fixed in the frame, ensure a successive displacement of the inner and outer plunger during their upward movement after the deformation process has ended, what leads to a stable production process of die forging, namely to maintain the specified sequence of movements of the tools: the punch connected to the inner plunger and the upper die connected to the outer plunger. This ensures reliable removal of the finished forgings from the die. When producing forgings with deep cavities, the punch is "gripped" by the workpiece, which prevents the upward movement of the inner plunger with respect to the outer plunger and the removal of the workpiece from the punch. This in turn leads to an even stronger adherence of the workpiece to the punch during cooling, which means that the spindle press has to be switched off for the inevitable removal of the workpiece from the punch and rejects and lowering of the spindle press performance.

Es empfiehlt sich, daß der Neigungswinkel der Stirnfläche des zweiten Anscalags, der mit dem Neigungswinkel der Stützfläche des ersten Anschlags übereinstimmt und der Neigung der Spindelschraubenlinie zur horizontalen Ebene entgegengesetzt ist, durcn folgende Beziehung vorgegeben sei:

worin bedeutet:

R₁ - mittlerer Halbmesser des Spindelgewindes;
R₂- Abstand von der Spindelachse bis zur Achse des zweiten Anschlags;
α₁ - Neigungswinkel der Schraubenlinie am mittleren Durchmesser des Spindelgewindes.

It is recommended that the angle of inclination of the end face of the second stop, which corresponds to the angle of inclination of the support surface of the first stop and which is opposite to the inclination of the screw line to the horizontal plane, is given by the following relationship:

in which means:

R ₁ - middle radius of the spindle thread;
R ₂ - distance from the spindle axis to the axis of the second stop;
α ₁ - Angle of inclination of the screw line on the average diameter of the spindle thread.

Nur bei einem solchen Verhältnis der Neigungswinkel werden die Stillsetzung des _Außenstößels und minimale Energieverluste beim Abbremsen des Außenstößels gewährleistet. Dies erklärt sich dadurch, daß die für die Verformung der elastischen Elemente aufgewendete Energie zur Bescnleunigung des tragenden Elementes, und zwar zur Steigerung seiner Winkelgescnwindigkeit bis auf die Winkelgeschwindigkeit der Spindel, zurückgewonnen wird, was die Abbremsung des Außenstößels bis zur vollständigen Stillsetzung desselben gewährleistet. Diese konstruktive Ausführung der Bremsvorrichtung sicnert einen maximalen wirkungsgrad der Spindelpresse.Only with such a ratio of the tilt angle, the stopping of the _A ußenstößels and minimum loss of energy during braking of the outer plunger can be ensured. This is explained by the fact that the energy used for the deformation of the elastic elements to accelerate the load-bearing element, namely to increase its angular velocity to the angular velocity of the spindle, is recovered, which ensures that the outer tappet is braked until it is completely stopped. This design of the braking device ensures maximum efficiency of the screw press.

Brief description of the drawings

Das Wesen und die Vorteile der Erfindung sind an dem nachfolgenden konkreten Ausführungsbeispiel derselben unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen doppeltwirkenden Spindelpresse, mit einem teilweisen Längsschnitt;
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III von Fig. 1;
Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2; mit den beiden Stößeln in der unteren Endlage;
Fig. 5 die Zusammenwirkungsebene des ersten Anscnlags mit dem zweiten Anschlag und die bei deren Zusammenwirkung entstehenden Kräfte;
Fig. 6 ein Diagramm der Änderungen der linearen Bewegungsgeschwindigkeit V des Außenstößels, der Winkelgeschwinsigkeit ω₁ der Spindel und der Winkelgeschwindigkeit ω₂ der hohlen Spindel über der Bremszeit t des Außenstößels.

The essence and the advantages of the invention are explained in the following specific exemplary embodiment thereof with reference to the accompanying drawings; it shows:

Figure 1 is a schematic representation of the double-acting screw press according to the invention, with a partial longitudinal section.
Figure 2 shows the section along the line II-II of Fig. 1.
3 shows the section along the line III-III of Fig. 1.
Figure 4 shows the section along the line IV-IV of Fig. 2. with the two plungers in the lower end position;
5 shows the level of interaction of the first stop with the second stop and the forces arising when they interact;
6 shows a diagram of the changes in the linear movement speed V of the outer plunger, the angular speed ω _{1 of} the spindle and the angular speed ω _{2 of} the hollow spindle over the braking time t of the outer plunger.

Best embodiment of the invention

Die erfindungsgemäß ausgeführte doppeltwirkende Spindelpresse ist zum Gesenkschmieden von Präzisionsteilen komplizierter Konfiguration aus üblichen und schwer verformbaren Metallen und Legierungen, beispieleweise von Zahnrädern, Kupplungen, T-Stücken, Kre_uzstük- ken u.s.w. in geschlossenen doppelten Gesenken bestimmt. Die Spindelpresse enthält ein Gestell 1 (Fig. 1) mit Führungen 2, wobei entlang der Längsachse desselben eine Spindel 3 drehbar gelagert ist. Das eine Ende der Spindel 3 ist mit einem Schwungrad 4 starr verbunden, das von einem beliebigen bekannten Antrieb in Drehung gesetzt wird. In einer Traverse 5 des Gestelles 1 sind ein Drucklager ₆ und ein Spurlager 7 vorhanden, in denen sich die Spindel 3 dreht. Die Führungen 2 sind auf Ständern 8 des Gestelles 1 angeordnet. In diesen Führungen ist ein Außenstößel 9 verschiebbar angeordnet,der zwei miteinander in Verbindung stehende Hohlräume 10 und 11 besitzt. In dem einem Werkzeug 12 zugekehrten Hohlraum 10 ist ein Innenstößel 13 untergebracht, und im Hohlraum 11 befindet sich ein Teil eines tragenden Elementes, das eine bimetallisch ausgeführte Mutter 14 aarstellt, wobei nämlich ihr Gewindeteil 15 aus Bronze und ihr Körper 16 aus Stahl bzw. Gußeisen gefertigt ist, welche Mutter mit der Spindel 3 im Eingriff steht. Das untere Ende der Spindel 3 ist frei durch eine durchgehende Bohrung 17 einer hohlen Spindel 18 geführt, die mit dem Körper 16 der Mutter 14 starr verbunden ist. Die hohle Spindel 18 steht mit einer zweiten im Innenstößel 13 starr angebrachten Mutter 19 im Eingriff und stützt sich mit ihrem Flansch 18a auf einem Spurzapfen 20 ab, der mit dem Außenstößel 9 starr verbunden ist. Im Hohlraum 11 des Außenstößels 9 ist am Flansch 18a der hohlen Spindel 18 ein Drucklager 21 vorhanden. Auf der Außenfläche des Körpers 16 der Mutter 14 sind symmetrisch zu dessen Achse mindestens zwei erste Anschläge 22 angebracht, wobei die Stützfläche eines jeden von ihnen eine Neigung in bezug auf die Längsachse der Spindel 3 hat, die der Neigung ihrer Schraubenlinie entgegengesetzt ist.The present invention executed double-action screw press is designed for die forging of precision parts complicated configuration of conventional and difficult deformable metals and alloys, as examples of gears, couplings, T-pieces, Kre _u zstük- ken etc in closed double dies. The screw press contains a frame 1 (FIG. 1) with guides 2, a spindle 3 being rotatably mounted along the longitudinal axis thereof. One end of the spindle 3 is rigidly connected to a flywheel 4, which is set in rotation by any known drive. In a traverse 5 of the frame 1, a thrust bearing ₆ and a track bearing 7 are present, in which the spindle 3 rotates. The guides 2 are arranged on stands 8 of the frame 1. An external plunger 9 is slidably arranged in these guides and has two interconnected cavities 10 and 11. In the cavity 10 facing a tool 12, an inner plunger 13 is accommodated, and in the cavity 11 there is part of a load-bearing element, which constitutes a bimetallic nut 14, namely its threaded part 15 made of bronze and its body 16 made of steel or cast iron is made, which mother is engaged with the spindle 3. The lower end of the spindle 3 is freely guided through a through bore 17 of a hollow spindle 18 which is rigidly connected to the body 16 of the nut 14. The hollow spindle 18 is in engagement with a second nut 19 rigidly attached in the inner tappet 13 and is supported with its flange 18a on a track pin 20 which is rigid with the outer tappet 9 connected is. In the cavity 11 of the outer plunger 9, a thrust bearing 21 is provided on the flange 18a of the hollow spindle 18. On the outer surface of the body 16 of the nut 14, at least two first stops 22 are mounted symmetrically to the axis thereof, the supporting surface of each of them having an inclination with respect to the longitudinal axis of the spindle 3 which is opposite to the inclination of its helix.

In der besagten Spindelpresse ist eine Bremsvorrichtung 23 zum Abbremsen des Außenstößels 9 bei seinem Herannahen an die untere Endlage vorgesehen. Die erwähnte Bremsvorrichtung 23 enthält eine Platte 24, die eine durchgehende Mittenbohrung 25 besitzt welche den Körper 16 der Mutter 14 umgibt, und gleichachsig zur Spindel 3 verläuft, sowie zwei Traversen 26, die mit der Platte 24 Kinematisch verbunden sind. Auf der Oberfläche der Platte 24 (Fig. 2) sind in Führungen 27 abgefederte Stoßelemente 28 angeordnet, die in bezug auf die Achse des Körpers 16 der Mutter 14 symmetrisch liegen. Ferner sind auf der Platte 24 zwei Hülsen 29 vorhanden,in jeder von aenen ein zweiter Anschlag 30 aufgenommen ist, sowie vier elastische Elemente 31 (Fig. 1), deren ein/Paar über eine der Traversen 26 mit dem zweiten Anschlag 30 kinematisch verbunden ist. Jeder der Anschläge 30 ist in der Traverse 26 drehbar angeordnet und wirkt über eine seiner Stirnflächen, die geneigt ausgeführt ist und deren Neigungswinkel α₂ mit dem Neigungswinkel α₂ der Oberfläche des ersten Anschlags 22 übereinstimmt, mit diesem ersten Anschlag 22 zusammen, während er mittels seiner anderen Stirnfläche über ein Spurlager 32, die Traverse 26, Stellschrauben 33 und eine Scheibe 34 mit zwei elastischen Elementen 31 zusammenwirkt.In said screw press, a braking device 23 is provided for braking the outer plunger 9 as it approaches the lower end position. The aforementioned braking device 23 contains a plate 24 which has a continuous central bore 25 which surrounds the body 16 of the nut 14 and extends coaxially with the spindle 3, and two cross members 26 which are kinematically connected to the plate 24. On the surface of the plate 24 (FIG. 2), spring-loaded thrust elements 28 are arranged in guides 27, which are symmetrical with respect to the axis of the body 16 of the nut 14. Furthermore, there are two sleeves 29 on the plate 24, in each of which a second stop 30 is received, and four elastic elements 31 (FIG. 1), one / pair of which is kinematically connected to the second stop 30 via one of the cross members 26 . Each of the stops 30 is rotatably arranged in the cross member 26 and cooperates with this first stop 22 via one of its end faces, which is designed to be inclined and whose angle of inclination α ₂ corresponds to the angle of inclination α _{2 of} the surface of the first stop 22, while it is operated by means of its other end face via a thrust bearing 32, the cross member 26, set screws 33 and a disc 34 cooperate with two elastic elements 31.

Der Winkel α₂ ist durch die folgende Beziehung vorgegeben:

worin bedeutet:

R₁ - mittlerer Halbmesser des Spindelgewindes;
R₂- Abstand von der Spindelachse bis zur Achse des zweiten Anschlags;
α₁- Neigungswinkel der Schraubenlinie am mittleren Durchmesser des Spindelgewindes.

The angle α ₂ is given by the following relationship:

in which means:

Jede der Traversen 26 stützt sich mittels zweiter Stellschrauben 35 auf der oberen Fläche des Außenstößels 9 ab. Darüber hinaus ist die Platte 24 (Fig. 3) entlang der Spindelachse verschiebbar, wozu sie mit zwei Rippen 36 versehen ist, von denen eine jede in einer am Außenstößel 9 befestigten Führung 37 untergebracht ist.Each of the crossbeams 26 is supported on the upper surface of the outer plunger 9 by means of second set screws 35. In addition, the plate 24 (FIG. 3) can be moved along the spindle axis, for which purpose it is provided with two ribs 36, each of which is accommodated in a guide 37 fastened to the outer plunger 9.

Die Ständer 8 (Fig. 1) des Gestelles 1 der Spindelpresse enthalten Anschläge 38 (Fig. 4) zur Begrenzung der Verschiebung der Platte 24 (Fig. 1) beim Herannahen des Außenstößels 9 an die untere Endlage sowie Anschläge 39 (Fig. 4) zur Verhinderung einer Verschiebung des Außenstößels 9 in der Aufwärtsrichtung bis zu dem Augenblick, wenn der Innenstößel 13 (Fig. 1) seine obere Endlage einnimmt.The stands 8 (FIG. 1) of the frame 1 of the screw press contain stops 38 (FIG. 4) to limit the displacement of the plate 24 (FIG. 1) when the outer plunger 9 approaches the lower end position and stops 39 (FIG. 4) to prevent displacement of the outer plunger 9 in the upward direction until the moment when the inner plunger 13 (FIG. 1) assumes its upper end position.

An der Außenfläche des Körpers 16 der Mutter 14 sind zwei Profilflächen 40 (Fig. 2) vorhanden, die einen Nocken bilden und mit den zwei Stoßelementen 2$ zusammenwirken. Jedes der Stoßelemente 28 weist auf der der Zusammenwirkung mit dem Nocken entgegengesetzten Seite eine geneigte Oberfläche 41 auf, die zur Zusammenwirkung mit dem Anschlag 39 (Fig. 4) vorgesehen ist. Jedes der Stoßelemente 28 besitzt einen Innenraum 42, in dem eine Feder 43 un tergebracht ist, die an ihrem einen Ende mit dem Stoßelement verbunden ist, und mit ihrem anderen Ende gegen einen in die Platte 24 eingepreßten Stift 44 drückt.On the outer surface of the body 16 of the nut 14 there are two profile surfaces 40 (FIG. 2) which form a cam and interact with the two push elements 2 $. Each of the push elements 28 has, on the side opposite to the interaction with the cam, an inclined surface 41 which is intended to interact with the stop 39 (FIG. 4). Each of the push elements 28 has an interior 42 in which a spring 43 is housed un, which is connected at one end to the push element, and with its other end presses against a pressed-in pin 24 in the plate 24.

Die Spindelpresse funktioniert auf die folgende Weise.The screw press works in the following way.

Vor dem Arbeitsbeginn sind der Außenstößel 9 (Fig.l) und die mit ihm verbundenen hohle Spindel 18, Mutter 14 und Platte 24 in die obere Endlage gehoben. Der Innenstößel 13 nimmt eine obere Endlage in bezug auf den Außenstößel 9 ein,Hierbei sind die Stoßelemente 28 (Fig. 2) an die Profilflächen 40 des Nockens federnd angedrückt, die ersten Anschläge 22 (Fig. 1) drücken mit ihren Schrägflächen gegen den oberen Teil der zweiten Anschläge 30, mit ihren unteren Stirnflächen aber über die Spurlager 32, Traversen 26, Stellscnrauben 33 und die zweiten Stellschrauben 35 gegen den Außenstößel 9.Before starting work, the outer plunger 9 (Fig.l) and the hollow spindle 18, nut 14 connected to it and plate 24 raised to the upper end position. The inner plunger 13 assumes an upper end position with respect to the outer plunger 9, here the push elements 28 (FIG. 2) are pressed against the profile surfaces 40 of the cam, the first stops 22 (FIG. 1) press with their inclined surfaces against the upper one Part of the second stops 30, but with their lower end faces via the thrust bearing 32, crossbeams 26, set screws 33 and the second set screws 35 against the outer plunger 9.

Beim Einschalten des (in der Zeicnnung nicht mitabgebilaeten) Spindelpressenantriebs beginnen das Schwungrad 4 und die mit demselben verbundene Spindel 3 sich mit hoher Geschwindigkeit zu drehen, und die Spindel 3 schraubt hierbei die Mutter 3 ab, indem ihr Körper 16, die hohle Spindel 18, der Innenstößel 13 und der Außenstößel 9 mit der an demselben angebrachten Platte 24 sowie die mit derselben verbundenen Stoßelemente 28, die Führungshülsen 29, die zweiten Anschläge 30, die Traversen 26, die elastischen Elemente 31 und die Stellschrauben 33 und 35 in der Abwärtsrichtung verschoben werden. Der Körper 16 der Mutter 14 dreht sich bei diesem nach unten hin ablaufenden Beschleunigungshub nicht, weil er abgebremst ist (Bremse ist nicht mitabgebildet).When the spindle press drive (not shown in the drawing) is switched on, the flywheel 4 and the spindle 3 connected to it begin to rotate at high speed, and the spindle 3 unscrews the nut 3 in this case by its body 16, the hollow spindle 18, the inner plunger 13 and the outer plunger 9 with the plate 24 attached to the same and the push elements 28 connected to the same, the guide sleeves 29, the second stops 30, the cross members 26, the elastic elements 31 and the set screws 33 and 35 are displaced in the downward direction . The body 16 of the nut 14 does not rotate during this downward acceleration stroke because it is braked (the brake is not shown).

Die gemeinsame Bewegung des Außenstößels 9 und der Platte 24 dauert so lange an, bis die letztere die Anschläge 38 (Fig. 4) berührt, worauf die Platte 24 zum Stillstand kommt und unbeweglich bleibt. Hierbei erreicht aber der Außenstößel 9 (Fig. 1) seine untere Endlage nicht, er ist um einen Betrag δ davon ent - fernt und setzt also seine Abwärtsbewegung fort. Der Betrag 0 wird mit Hilfe der zweiten Stellschrauben 35 geregelt, die nach dem erfolgten Einstellen der Stellscnrauben 33 einreguliert werden, welche die Endlage des Körpers 16 der Mutter 14 vor dem Arbeitsbeginn festlegen. Danach werden die Stellschrauben auf eine beliebige bekannte Weise (in der Zeichnung nicht dargestellt) verriegelt.The joint movement of the outer plunger 9 and the plate 24 continues until the latter touches the stops 38 (FIG. 4), whereupon the plate 24 comes to a standstill and remains immobile. In this case, however, the outer plunger 9 (FIG. 1) does not reach its lower end position, it is removed from it by an amount δ and therefore continues its downward movement. The amount 0 is regulated with the aid of the second set screws 35, which are adjusted after the set screws 33 have been set, which set the end position of the body 16 of the nut 14 before starting work. The set screws are then locked in any known manner (not shown in the drawing).

Die ersten Anschläge 22 wirken über die zweiten Anschläge 30, Traversen 26, ersten Stellschrauben 33 und Scheiben 34 auf die elastischen Elemente 31 ein. Es entsteht eine Kraft F (Fig. 5), die einen widerstand gegen die Verschiebung der ersten Anschläge 22 und der mit ihnen verbundenen Teile - des Körpers 16 der Mutter 14, der hohlen Spindel 18, des Außenstößels 9 und des Innenstößels 13 - leistet und normal zur Berührungsebene der ersten Anschläge 22 und der zweiten Anschläge 30 gerichtet ist.The first stops 22 act on the elastic elements 31 via the second stops 30, cross members 26, first set screws 33 and washers 34. There is a force F (Fig. 5), which resists the displacement of the first stops 22 and the parts connected to them - the body 16 of the nut 14, the hollow spindle 18, the outer plunger 9 and the inner plunger 13 - and is normal to the plane of contact of the first stops 22 and the second stops 30.

Unter der Einwirkung einer Kraft F₂, die eine Komponente der Kraft F darstellt, wird am Körper 16 der Mutter 14 ein Drehmoment erzeugt:

worin bedeutet:

F₂- horizontale Komponente der Kraft F, die auf die ersten Anschläge 22 einwirkt;
R₂ - Wirkungsnalbmesser der Kraft F₂ auf die ersten Anschläge 22, der dem Abstand von der Spindelachse bis zur Achse des zweiten Anschlags gleicn ist.

Under the action of a force F ₂ , which is a component of the force F, a torque is generated on the body 16 of the nut 14:

in which means:

F ₂ - horizontal component of the force F acting on the first stops 22;
R ₂ - impact meter of the force F ₂ on the first stops 22, which is the same as the distance from the spindle axis to the axis of the second stop.

Die Kraft F₁, die eine Komponente der Kraft F ist, wird von den ersten, am Körper 16 der Mutter 14 angebrachten Anschlägen 22 auf die Spindel 3 übertragen und erzeugt dabei ein Drehmoment:

worin bedeutet:

F_l- vertikale Komponente der Kraft F, die auf die ersten Anschläge 22 einwirkt;
R₁ - mittlerer Halbmesser des Gewindes der Spindel 3; α₁ - Neigungswinkel. der Schraubenlinie am mittleren Durchmesser des Gewindes der Spindel 3.
wo F₃ eine von den elastischen Elementen 31 erzeugte Kraft bedeutet.

The force F ₁ , which is a component of the force F, is transmitted from the first stops 22 attached to the body 16 of the nut 14 to the spindle 3 and thereby generates a torque:

in which means:

F _l - vertical component of the force F, which acts on the first stops 22;
R ₁ - middle radius of the thread of the spindle 3; α ₁ - angle of inclination. the helix on the mean diameter of the thread of the spindle 3.
where F _{3 means} a force generated by the elastic members 31.

Dann gilt:

wo α den Neigungswinkel der Stirnfläche eines jeden der ersten Anschläge 22 zur horizontalen Ebene bedeutet, der dem Neigungswinkel der Stirnfläche eines jeden der zweiten Anshhläge 30 gleich ist.Then:

where α is the angle of inclination of the end face of each of the first stops 22 to the horizontal plane, which is the same as the angle of inclination of the end face of each of the second stops 30.

Die Drehmomente M₁ und M₂ sind in der Drehrichtung der Spindel 3 gerichtet und erzeugen ein Gesamtdrehmoment M, das die Mutter 14 zu einer immer schnelleren Drehung in der Drehrichtung der Spindel 3 antreibt.

The torques M ₁ and M ₂ are directed in the direction of rotation of the spindle 3 and generate a total torque M which drives the nut 14 to an ever faster rotation in the direction of rotation of the spindle 3.

Indem man (3) und (4) in (5) unter Beachtung von (1) und (2) einsetzt, erhält man:

worin bedeutet:

F₃= c,S von den elastischen Elementen 31 erzeugte Kraft;
c - reduzierte lineare Steifigkeit der elastischen Elemente 31;
S - Verformung der elastischen Elemente 31 beim Bescnleunigen der Mutter 14.

By inserting (3) and (4) in (5) with consideration of (1) and (2), one obtains:

in which means:

F ₃ = c, S force generated by the elastic elements 31;
c - reduced linear stiffness of the elastic elements 31;
S - deformation of the elastic elements 31 when the nut 14 is accelerated.

Unter der Einwirkung des Gesamtdrehmomentes M beginnt die Mutter 14, sich mit erhöhter Geschwindigkeit in der Drehrichtung der Spindel 3 zu drehen.Under the action of the total torque M, the nut 14 begins to rotate at an increased speed in the direction of rotation of the spindle 3.

Die Verschiebungsgeschwindigkeit des Außenstößels 9 nimmt ab und wird durch die folgende Beziehung festgelegt:

worin bedeutet:

ω₁ - Winkelgeschwindigkeit der Spindel 3;
ω₂ - Winkelgeschwindigkeit der Mutter 14;
h_l- Gewindesteigung der Spindel 3.

The displacement speed of the outer plunger 9 decreases and is determined by the following relationship:

in which means:

ω ₁ - angular velocity of the spindle 3;
ω ₂ - angular velocity of the nut 14;
h _l - thread pitch of the spindle 3.

Die Winkelgeschwindigkeit der Mutter 14 kann auch durch Lösen der folgenden Bewegungsgleichung ermittelt werden:

worin bedeutet:

a = R₁ tg α₁
b = R₂, tg α₂
ω_o - die Frequenz der freien Schwingungen des Systems
worin y^* das reduzierte Trägheitsmoment der beweglichen Teile bedeutet.

The angular velocity of the nut 14 can also be determined by solving the following equation of motion:

in which means:

a = R ₁ tg α ₁
b = R ₂ , tg α ₂
ω _o - the frequency of the free vibrations of the system
where y ^{* means} the reduced moment of inertia of the moving parts.

Aus aer Gleichung (8) errecnnet man die Parameter, bei denen die winkelgeschwindigkeit der Mutter 14 die Winkelgeschwindigkeit der Spindel 3 erreicht:

ω₂ = max bei cos ω_ot = -1.
Dann
b zw. 2a = a + b,
Also:

From the equation (8) the parameters are calculated in which the angular velocity of the nut 14 reaches the angular velocity of the spindle 3:

ω ₂ = max at cos ω _o t = -1.
Then
b between 2a = a + b,
So:

Meistens sind R₁ und α₁ vorgegeben, und R₂ ist konstruktiv ermittelt, dann gilt:

Mostly R ₁ and α _{1 are} given, and R ₂ is determined constructively, then the following applies:

Der Bremsvorgang des Außenstößels 9 setzt sich aus zwei Stufen zusammen. In der ersten Stufe, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Mutter 14 gering ist, findet das Zusammendrücken der elastischen Elemente 31 unter Aufspeicherung der potentiellen Energie der elastiscnen Verformung der elastischen Elemente 31 statt. In der zweiten Stufe erfolgt eine Beschleunigung der Mutter 14 und eine Abbremsung des Stößels 9 aufgrund der aufgespeicherten potentiellen Energie der elastischen Elemente 31, die in die kinetische Energie der Umdrehung der Mutter 14 übergeht.The braking process of the outer plunger 9 is composed of two stages. In the first stage, when the rotational speed of the nut 14 is slow, the compression of the elastic elements 31 takes place with the accumulation of the potential energy of the elastic deformation of the elastic elements 31. In the second stage, the nut 14 is accelerated and the plunger 9 is braked due to the stored potential energy of the elastic elements 31, which is converted into the kinetic energy of the rotation of the nut 14.

Der Bremswegbetrag δ des Außenstößels 9 ist auf eine solche Weise vorgegeben, daß während des Bremshubes des Außenstößels 9 bei vollständiger Abgabe der potentiellen Energie der elastiscnen Verformung der elastischen Elemente 31 für das Beschleunigen der Mutter 14 die Winkelgeschwindigkeit ω₂(Fig. 6) der Mutter 14 der Winkelgescnwindigkeit ω₁ der Spindel 3 gleich sei.The braking distance δ of the outer tappet 9 is predetermined in such a way that during the braking stroke of the outer tappet 9 when the poten is completely released tial energy of elastic deformation of the elastic elements 31 for accelerating the nut 14, the angular velocity ω ₂ (FIG. 6) of the nut 14, the angular velocity ω _{1 of} the spindle 3 is the same.

Am Ende des Bremshubes des Außenstößels 9 wird ω₁ = ω₂, und die Verschiebungsgeschwindigkeit V desselben ist gleich Null.At the end of the braking stroke of the outer plunger 9, ω ₁ = ω ₂ , and the displacement speed V of the same is zero.

In dieser Weise findet also das stoßfreie Zusammenschließen der Backen des Arbeitswerkzeuges 12 statt.In this way, the baking of the jaws of the work tool 12 takes place smoothly.

Im Augenblick des Zusammenschlusses der BacKen des Arbeitswerkzeuges 12 beträgt die Verschiebungsgeschwindigkeit des Innenstößels 13

wo h₂ die Gewindesteigung der nohlen Spindel 18 bedeutet.At the moment when the work tools 12 are joined together, the speed of displacement of the inner plunger 13 is 13

where h _{2 means} the thread pitch of the hollow spindle 18.

Während des Bremshubes dreht sich der Körper 16 der Mutter 14 um einen Winkel, bei dem die Nockenprofilflächen 40, die am Körper 16 regelbar (in der Zeichnung nicht abgebildet) angebracht sind, auf die Stoßelemente 28 mit Schrägflächen einwirken, wodurch diese gezwungen sind, sich in der radialen Richtung bis zur Berührung mit den Schrägflächen des Anschlags 39 zu verschieben. Bei weiterer Drehung des Körpers 16 kommen die Nockenprofilflächen 40 mit den Stoßelementen 28 auf einer Oberfläche gleichbleibenden Halbmessers in Kontakt, so daß die Stoßelemente 28 dabei keine Verschiebungen ausführen. In diesem Augenblick trifft das Arbeitswerkzeug 12 mit dem (in der Zeichnung nicht mitabgebildeten) Werkstück zusammen, und es findet ein Verformungshub bis zum vollständigen Übergang der Energie der beweglichen Teile in die Verformungsarbeit am Werkstück statt. Am Ende des Verformungshubes kommt der Körper 16 der Mutter 14 zum Stillstand, der Antrieb, das Schwungrad 4 und die Spindel 3 werden in die Richtung reversiert, die zum Drehwinkel des Körpers 16 während des Arbeitshubes entgegengesetzt ist.During the braking stroke, the body 16 of the nut 14 rotates through an angle at which the cam profile surfaces 40, which are attached to the body 16 in a controllable manner (not shown in the drawing), act on the push elements 28 with inclined surfaces, as a result of which they are forced to act to move in the radial direction up to the contact with the inclined surfaces of the stop 39. Upon further rotation of the body 16, the cam profile surfaces 40 come into contact with the abutment elements 28 on a surface of a constant radius, so that the abutment elements 28 do not make any displacements. At this moment, the working tool 12 meets the workpiece (not shown in the drawing) and a deformation stroke takes place until the energy of the moving parts has completely transferred to the deformation work on the workpiece. At the end of the deformation stroke, the body 16 of the nut 14 comes to a standstill, the drive, the flywheel 4 and the spindle 3 are reversed in the direction opposite to the angle of rotation of the body 16 during the working stroke.

Die Bewegung des Außenstößels in der Aufwärtsrichtung ist nur in dem Fall möglich, wenn der Körper 16 der Mutter 14 in der Umdrehungsricntung der Spinael 3 bis zu einer Lage der Noc_Kenprofilflächen 40 gedreht worden ist, die die Verschiebung der stoßelemente 28 zum Mittelpunkt hin gewährleisten. Die Umdrehung des Körpers 16 ermöglicht das Anheben des Innenstößels 13 in die obere Endlage in bezug auf den Außenstößel 9, wobei die ersten Anschläge 22 über ihre Schrägflächen mit den Schrägflächen der zweiten Anschläge 30 in Kontakt treten. Danach kommt der Körper 16 der Mutter 14 zum Stillstand, und die beweglichen Teile werden in die obere Endlage gehoben.Beim Herannahen der beweglichen Teile an die obere Endlage wird der Antrieb abgescnaltet, und-die Bremse des Schwungrades 4 (in der Zeichnung nicht mitabgebildet, wird beim Einschalten des Arbeitszyklus "Abwärtshub" abgestellt)eihgeschaltet. Der Arbeitszyklus ist beendet.The movement of the outer slide in the upward direction is possible only in the case, has been if the body 16 of the nut 14 to a position of the Noc _K enprofilflächen in the Umdrehungsricntung the Spinael 3 rotated 40 which ensure the displacement of the pushers 28 toward the center . The rotation of the body 16 enables the inner plunger 13 to be raised into the upper end position with respect to the outer plunger 9, the first stops 22 coming into contact with the inclined surfaces of the second stops 30 via their inclined surfaces. Then the body 16 of the nut 14 comes to a standstill and the moving parts are raised to the upper end position. When the moving parts approach the upper end position, the drive is switched off and the brake of the flywheel 4 (not shown in the drawing, is switched off when the "downward stroke" work cycle is switched on). The work cycle has ended.

Commercial usability

Die erfindungsgemäß vorgescnlagene Konstruktion der doppeltwirkenden Spinaelpresse gewänrleistet den vorgegebenen Arbeitsablauf, d.n. ein stoßfreies Zusammenachilie- ßen des ArbeitswerKzeuges sowie die aufeinanderfolgende Bewegung des Innanstößels in die obere Endlage in bezug auf den Außenstößel und die darauf folgende gemeinsame Bewegung der beiden Stößel in der Aufwärtsrichtung nach dem beendeten Verformungshub. Dies gestattet es, die technologischen Möglichkeiten der Ausrüstungen zu erweitern, die Herstellung von qualitätsgerenhten Teilen sicherzustellen sowie die Belastungen an den Elementen des Gesenks und der Spindelpresse zu verringern, ihre Lebensdauer aber zu erhöhen.The construction of the double-acting spin press proposed according to the invention ensures the specified workflow, i.e. a bumpless collapse of the working tool and the successive movement of the inner plunger into the upper end position with respect to the outer plunger and the subsequent joint movement of the two plungers in the upward direction after the deformation stroke has ended. This makes it possible to expand the technological possibilities of the equipment, to ensure the production of high-quality parts and to reduce the loads on the elements of the die and the screw press, but to increase their service life.

Die Konstruktion der Spindelpresse gestattet es, ihren Bau und Betrieb zu vereinfacnen, weil diese spezialisierte Ausrüstung zum Schmieden in geschlossenen doppelten Gesenken unter Bedingungen einer Serien- und Kleinserienproduktion bestimmt ist, die durch häufiges Wechseln der technologischen Ausrüstung und Umstellen der Einrichtung zum stoßfreien Zusammenschließen der Backen und zum aufeinanderfolgenden Verschieben des Innenstößels in bezug auf den Außenstößel gekennzeichnet ist.The construction of the screw press allows to simplify its construction and operation, because this specialized equipment for forging in closed double dies under conditions of a series and small Series production is determined, which is characterized by frequent changing of the technological equipment and changing the device for bumplessly connecting the jaws and for successively moving the inner plunger with respect to the outer plunger.

Ferner wird die Spindelpresse zur Herstellung von solchen Einzelteilen wie Buchsen mit Flansch, Zahnräder mit gesenkgepreßten Zahnen mit Erfolg angewendet. Gegenüber der Bearbeitung ähnlicher Werkstücke nach dem Verfahren des Grat-Gesenkschmieden wird erreicht:

- eine Metalleinsparung um 25 - 35%;
- eine Erhöhung der Arbeitsproduktivität um 30%:
- eine Senkung des Arbeitsaufwandes um 20 - 25% durch Senkung der Anzahl der nachfolgenden Operationen;
- eine Verringerung der technologischen Kraft um das 1,5 - 2fache;
- eine erhöhte Schmiedestückprazision um eine Qualität sstufe;
- eine vereinfachte Mechanisierung und Automatisierung des Gesenkschmiedevorganges.

Furthermore, the screw press is successfully used for the production of such individual parts as bushings with a flange, gear wheels with countersunk-pressed teeth. Compared to the processing of similar workpieces using the ridge drop forging process, the following is achieved:

- a metal saving of 25 - 35%;
- 30% increase in labor productivity:
- 20-25% reduction in workload by reducing the number of subsequent operations;
- a 1.5-2 fold reduction in technological power;
- an increased forging precision by one quality level;
- Simplified mechanization and automation of the drop forging process.

Claims

1. Double-acting screw press, which has a frame (1) with guides (2), a first spindle (3) being rotatably mounted along the longitudinal axis thereof, and concentric with the first spindle (3) in the guides (2) of the frame (1) An outer plunger (9) with guides for an inner plunger (13) and with two interconnected cavities (10, 11) is arranged, the inner plunger (13) being accommodated in the one cavity (10) facing the tool (12) while in the other there is arranged a supporting element with at least two first stops (22) symmetrical with respect to the axis of the first spindle (3) and mounted on the outer surface thereof, the supporting surface of each of them being inclined with respect on the longitudinal axis of the spindle (3), which is opposed to the inclination of the helix of the first spindle (3), which element has a first nut (14) which is in engagement with the first spindle (3) and a r hollow spindle (18) is rigidly connected, which comprises the first spindle (3) and engages with a second nut (19) rigidly attached in the inner plunger (13), and a brake device (23) for braking the outer plunger (9) as it approaches the lower end position, which brake device is kinematically connected to the supporting element,
characterized in that the braking device (23) is attached to the end face of the outer plunger (9) facing the first stops (22) and includes a plate (24) which is coaxial with the spindle (3) and has a continuous bore (25) , in which the supporting element is accommodated, and is equipped with a device for displacement along the longitudinal axis of the first spindle (3), and on which elastic elements (31) are attached, of which a pair via a cross member (26) with a second Stop (30) is kinematically connected, which is rotatably arranged in the crossmember (26) and interacts via its end face with the first stop (22), which end face is inclined, its angle of inclination with the angle of inclination of the surface of the first stop (22 ) agrees that further third stops (38, 39) are provided which are rigidly connected to the frame (1) and cooperate with the plate (24) when the outer plunger (9) approaches the lower end position.

2. Double-acting screw press according to claim 1,
characterized in that two cam surfaces (40) are provided on the outer surface of the load-bearing element, which cooperate with two spring-loaded shock elements (28) symmetrical with respect to the axis of the load-bearing element, each of which - in guides (27) the surface of the plate (24), which is opposite to the surface of its interaction with a third stop (39), and has an inclined surface (41), which cooperates with the inclined surface of a third stop (38) at the end of the Braking of the outer plunger (9) is determined.

3. Double-acting screw press according to claims 1, 2, taken individually or in a combination,
characterized in that the angle of inclination (α ₂ ) of the end face of the second stop (30) corresponds to the angle of inclination (α ₂ ) of the support surface of the first stop (22) and is opposite to the inclination of the helix of the first spindle (3), is given by the following relationship:

in which means: R ₁ - middle radius of the spindle thread;

R ₂ - distance from the spindle axis to the axis of the second stop;

α ₁ - Angle of inclination of the screw line on the average diameter of the spindle thread.