EP1023132A1 - Hydraulisches antriebssystem für stössel von schmiedepressen oder schmiedemaschinen - Google Patents

Description

Hydraulisches Antriebssystem für Stößel von Schmiedepressen oder Schmiedemaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein hyraulisches Antriebssystem, wie es für die Stößel von Mehrstößel-Schmiedemaschinen aus der DE-C2 38 03 632 bekannt ist. Die je ein Werkzeug tragenden Stößel sind als Kolben ausgebildet, die an ihrer dem Werkzeug entgegengesetzten mit Druckmittel beaufschlagbaren Seite mit einem Ventilsitz und einer anschließenden zentralen Durchflußbohrung versehen sind, die über Seitenkanäle mit einer über eine Abflußleitung drucklos gehaltenen Kammer verbunden ist, wobei ein von einem Stellantrieb gesteuerter Ventilstößel mit dem Ventilsitz am Kolben zusammenwirkt und den Kolbenhub steuert. Die Kolben sind als Differentialkolben ausgebildet und an ihrer Kolbenringfläche ständig im Rückzugsinn vom Druckmittel beaufschlagt. Dieses Antriebssystem zeichnet sich durch hohe Dynamik und geringen baulichen Aufwand aus.

Von der hohen Dynamik her ist dieses Antriebssystem geeignet zur Anwendung an schnellaufenden Schmiedepressen, die als Ersatz für Schmiedehämmer Hubzahlen von 180 bis 240 Hüben pro Minute erreichen sollten. Dem steht entgegen, daß Schmiedepressen für wesentlich größere Hübe ausgelegt sein müssn als die relativ kurzhübigen Schmiedemaschinen, womit die axiale Baulänge des Antriebssystems und die Stößelmasse sich entsprechend vergrößern.

Aufgabe der Erfindung ist es, das aus der DE-C2 38 03 632 bekannte Antriebssystem für eine Anwendung an schnellaufenden Schmiedepressen zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Verringerung der axialen Baulänge des Antriebssystems bei Verringerung seiner Masse angestrebt und wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Die zur Lösung der Aufgabe der Erfindung angestrebte Verringerung der axialen Baulänge des Antriebssystems wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch eine Ausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 weitergeführt, indem die Differentialkolbenstufe entfallen kann. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiele zu entnehmen, wobei

Figur 1 eine Gesamtansicht einer Schmiedepresse teilweise im Schnitt, die

Figur 2 einen Ausschnitt während des Arbeitshubes und die

Figur 3 den gleichen Ausschnitt während des Rückhubes zeigen und die

Figur 4 eine Gesamtansicht einer Schmiedemaschine teilweise im Schnitt zeigt.

Die Schmiedepresse besteht aus einer feststehenden unteren Traverse 1 , einer ebenfalls feststehenden oberen Traverse 2 und diese verbindenden Säulen 3. Die Traverse 1 trägt einen Untersattel 4 dem ein beweglicher Obersattel 5 entgegensteht. Bewegt wird der Obersattel 5 von einem Kolben 6, der mit einer Oberplatte 7 verbunden ist, an der der Obersattel 5 befestigt ist. Ein den Kolben 6 führender Zylinder 8 ist fest in die obere Traverse 2 eingesetzt und zur Führung des Kolbens 6 mit einer Büchse 9 versehen. Zum Arbeitshub ist der Kolben 6 im Zylinder 8 beaufschlagbar über eine Druckmittelzuleitung 10 im Zylinderdeckel 11. Der Zylinder 8 und der Zylinderdeckel 11 sind durch Zuganker 27 mit der oberen Traverse 2 verbunden. Zum Rückhub sind Rückzugzylinder 12 mit Plungerkolben 13 vorgesehen, wobei sich die Rückzugzylinder 12 in der oberen Traverse 2 abstützen und die Plungerkolben 13 gegen Joche 15 wirken. Vorzugsweise sind die Plungerkolben 13 in den Rückzugzylindern 12 aus einem nicht dargestellten Niederdruckspeicher ständig beaufschlagt.

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel könnten Kolben-Zylinder-Einheiten für den Rückzug vorgesehen sein, deren Zylinder in der oberen Traverse 2 befestigt sind und an deren Kolbenstangen die Oberplatte 7 angehängt ist. Auch könnte anstelle der Rückzugzylinder eine Ausbildung des Kolbens 6 und des Zylinders 8 als doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein, wobei die für den Rükzug vorzusehende Ringfläche am Kolben 6 dann ständig beaufschlagt ist. Zur Führung der Oberplatte 7 ist diese mit Führungsstangen 14 versehen, die an ihren freien Enden durch Joche 15 verbunden und von Buchsen 16 in der oberen Traverse 2 geführt sind. Für das beim Stillstand und Rückhub drucklos ablaufende Druckmittel ist im Zylinderdeckel 11 eine Ableitung 17 vorgesehen.

Gesteuert wird der Pressenhub von einem Ventilstößel 18 der mit einer Sitzfläche 19 am Boden 20 des teilweise hohl ausgeführten Kolbens 6 zusammenwirkt. Geführt ist der Ventilstößel 18 in einem mit dem Zylinderdeckel 11 verbunenen Hohlzapfen 21. Der Ventilstößel 18 ist hohl und an seinem zur Verbindung mit einer Stange 23 ausgebileten Kopfende 24 mit Seitenkanälen 25 für das drucklose Druckmittel versehen. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 26 ist als Glied einer Servosteuerung vorgesehen und über die Stange 23 mit dem Ventilstößel 18 biegeelastisch verbunden.

Zum Arbeitshub wird der Ventilstößel 18 vom Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 26 auf den Ventilsitz 19 niedergedrückt wobei der Kolben 6 und der Ventilstößel 18 den Abwärtsgang gemeinsam fahren. Mit Erreichen des gewollten Schmiedemaßes wird über die Servosteuerung der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 26 entgegengsetzt, also aufwärts beaufschlagt womit sich der Ventilstößel 18 vom Ventilsitz 19 entfernt. Durch diese Öffnung des Ventils baut sich der Arbeitsdruck über dem Kolben 6 ab, indem das Druckmittel durch die hohle Ventilstange 18, die Seitenkanäle 25 im Kopf 24 der Ventilstange 18 und schließlich duch die Ableitung 17 abfließt, so daß der Kolben 6 nach der Dekrompression des Druckmittels zum Stillstand kommt. Bei weiterer Öffnung des Ventils wird das obere Schmiedewerkzeug mit der Oberplatte 7 und dem Kolben 6 von den Plungerkolben 13 der Rükzugzylinder 12 über die Joche 15 und die Führungsstangen 14 angehoben.

Die in Figur 4 dargestellte Schmiedemaschine weist vier in einer Ebene X-förmig angeordnete Schmiedewerkzeuge auf. Sie besteht aus einem . Rahmen 40, der aus Zwischenstücken 41 und Traversen 42 zusammengesetzt ist, die durch Zuganker 43 miteinander verbunen sind. In jeder der vier Traversen 42 ist ein als Stößel dienender Kolben 46 geführt, der mit einer Stirnplatte 47 versehen ist, mit der ein nicht dargestelltes Werkzeug lösbar verbunden ist. Geführt ist jeder Kolben 46 in einem Zylinder 48, der in seine Traverse 42 eingesetzt ist. Zum Arbeitshub ist jeder Kolben 46 in seinem Zylinder 48 beaufschlagbar über eine Druckmittelzuleitung 50 im Zylinderdeckel 51. Jeweils ein Zylinder 48, ein Zylinderdeckel 51 und eine Traverse 42 sind durch Zuganker 67 verbunden. Zum Rückhub sind Rückzugzylinder 52 mit Plungerkolben 53 vorgesehen, wobei sich die Rückzugzylinder 52 in den Traversen 42 abstützen und die Plungerkolben 53 gegen Joche 55 wirken, die durch Führungsstangen 54 mit der Stirnplatte 47 des zugehörigen Kolbens 46 verbunden sind. Die Plungerkolben 53 sind in den Rückzugzylindern 52 über Druckmittelzuleitungen 62 aus einem nicht dargestellten Niederdruckspeicher ständig beaufschlagt. Für das beim Rückhub und Stillstand der Kolben 46 drucklos ablaufende Druckmittel ist im Zylinderdeckel 51 eine Ableitung 57 vorgesehen.

Zur Führung der Stirnplatten 47 sind diese mit Führungsstangen 54 versehen, die an ihren freien Enden mit den Jochen 55 verbunden und von Büchsen 56 in der zugehörigen Traverse 42 geführt sind.

Gesteuert wird der Hub der Kolben 46 von Ventilstößeln 58, die mit Sitzflächen 59 an den Böden 60 der auf einen Teil ihrer Länge hohl ausgeführten Kolben 46 zusammenwirken. Geführt ist jeder Ventilstößel 58 in einem mit dem Zylinerdeckel 51 des zugehörigen Zylinders 48 verbundenem Hohlzapfen 61. Die Ventilstößel 58 sind hohl und an ihren zur Verbindung mit Stangen 63 ausgebildeten Kopfenden 64 mit Seitenkanälen 65 für das drucklose Druckmittel versehen. Jeder Ventilstößel 58 ist mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 66 als Glied einer Servosteuerung über die Stangen 63 biegeelastisch verbunden. Zum Arbeitshub werden die Ventilstößel 58 von den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten 66 auf ihre Ventilsitze 59 niedergedrückt, wobei die Kolben 46 und die Ventilstößel 58 den Hubweg gemeinsam fahren. Mit Erreichen des angesteuerten Hubweges wird über die Servosteuerung der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 66 entgegengesetzt beaufschlagt, womit sich der zugehörige Ventilstößel 58 von seinem Ventilsitz 59 entfernt. Durch diese Öffnung des aus Ventilstößel 58 und Ventilsitz 59 gebildeten Ventils baut sich der Arbeitsdruck über dem jeweiligen Kolben 46 ab, indem das Druckmittel über den hohlen Ventilstößel 58 und die Seitenkanäle 65 im Kopfende 64 und schließlich über die Ableitung 57 abfließt, so daß der Kolben 46 nach Dekompression des Druckmittels zum Stillstand kommt. Bei weiterer Öffnung der Ventile werden die Kolben 46 von den Plungerkolben 53 über die Joche 55, die Führungsstangen 54 und die Stirnplatte 47 im Rückhub bewegt in ihre durch die Stellung ihres Ventilstößels 58 vorgegebene Ausgangslage.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Antriebssystem für einen ein Werkzeug tragenden Stößel einer Schmiedepresse oder Schmiedemaschine, der als Kolben (6, 46) ausgebildet und an der dem Werkzeug entgegengesetzten, von einem Druckmittel beaufschlagbaren Seite mit einem Ventilsitz (19, 59) versehen ist, einem von einem Stellantrieb (26, 66) gesteuerten, mit dem Ventilsitz (19, 59) zusammenwirkenden Ventilstößel (18, 58) und einer durch das aus Ventilsitz (19, 59) und Ventilstößel (18, 58) zusammengesetzte Ventil zum Zylinderraum schließbare drucklose Abflußleitung (17, 57) dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 46) von seiner dem Werkzeug entgegengesetzten Seite her teilweise hohl ausgeführt und am Grunde (20, 60) der Höhlung mit dem Ventilsitz (19, 59) versehen ist und daß der Ventilstößel (18, 58) rohrförmig ausgebildet, im Zylinderdeckel (11, 51) axialverstellbar geführt und mit den Stößelinnenraum mit einer den Ventilstößel (18, 58) umgebenden, über eine Abflußleitung (17, 57) drucklos gehaltenen Kammer im Zylinderdeckel (11, 51) verbindenden Seitenkanälen (25, 65) versehen ist.

2. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 46) als Plungerkolben ausgebilet und werkzeugseitig mit einer ein Werkzeug tragenden Ober- (7)/Stirnplatte (47) verbunden ist, die durch Führungsstangen (14, 54) in der Traverse (2, 42) geführt ist und über die an der Traverse (2, 42) abgestützte Kolben (13, 53) -Zylinder (12, 52) -Einheiten den Rückzug des Plungerkolbens (6, 46) bewirken.

3. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Führungsstangen (14, 54) vorgesehen sind, die paarweise oberhalb der Traverse (2, 42) durch Jochstücke (15, 55) verbunden sind, zwischen denen und der Traverse (2, 42) die Kolben (13, 53) -Zylinder (12,52) -Einheiten für den Rückzug angeordnet sind.

4. Hydraulisches Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugkolben (13, 53) in ihren Zylindern (12, 52) aus einem Akkumulator ständig, währen der Schmiedeoperationen nicht angesteuert beaufschlagt sind.