DE102005006742A1

DE102005006742A1 - Gesenkschmiede-Hammer

Info

Publication number: DE102005006742A1
Application number: DE200510006742
Authority: DE
Inventors: Karl Hermann Claasen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gesenkschmiede-Hammer mit einem Gestell (2), einem im Gestell geführten Bär (2), welcher das Oberwerkzeug (3) trägt. Das Unterwerkzeug (4) ist auf dem Hammertisch (5) befestigt, welcher vertikal beweglich im Gestell geführt ist und z. B. mittels Hydraulikzylinder (7) in seiner Bewegung nach unten gedämpft wird und durch diese nach dem Schmiedeschlag in seine obere Ausgangsposition zurückgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesenkschmiede-Hammer mit einem Gestell (1), einem im Gestell geführten Bär (2), welcher das Oberwerkzeug (3) trägt. Das Unterwerkzeug (4) ist auf dem Hammertisch (5) befestigt, welcher vertikal beweglich, im Gestell geführt ist und mittels Hydraulikzylinder (7) in seiner Bewegung nach unten gedämpft wird und durch diese nach dem Schmiedeschlag in seine obere Ausgangsposition zurückgeführt wird.
Die heute zur Anwendung kommenden Gesenkschmiedehämmer teilen sich im wesentlichen in zwei Kategorien und zwar in Gegenschlaghämmer und Schabottehämmer.
Auf Gesenkschmiede-Hämmern werden Gesenkschmiedeteile zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, welche die erforderlichen Gravuren enthalten, in die gewünschte Form gebracht. Die Umformung erfolgt durch Schlagen.
Beim Gegenschlaghammer sind die Schmiedewerkzeuge (Gesenke) jeweils auf einen Oberbär und einen Unterbär befestigt, welche sich beim Schmiedeschlag mit gleicher Geschwindigkeit und entgegengesetzter Bewegungsrichtung aufeinanderzu bewegen. Der Oberbär wird pneumatisch oder hydraulisch angetrieben, während der Unterbär seine entgegengesetzte Bewegung über ein mechanisches oder hydraulisches Kupplungssystem vom Oberbär aufgezwungen bekommt.
Dieses Prinzip hat den Nachteil, dass das Kupplungssystem aufwendig, verschleißbehaftet und starungsanfällig ist.
Beim Schabottehammer (siehe DE 4213774 A1 und DE 4204891 C2 ) ist das Oberwerkzeug unter dem Bär befestigt und das Unterwerkzeug auf der Schabotte, welche gleichzeitig das Gestell des Hammers darstellt. Zur Formgebung des Schmiedeteils schlägt der Bär mit dem Oberwerkzeug auf das Werkstück, welches auf dem im wesentlichen ruhende Unterwerkzeug liegt. Das Gewicht des Gestells (bzw. der Schabotte) ist bei heutigen Schabottehämmern 15 bis 20 mal so groß wie das Bärgewicht. Das notwendige Bärgewicht errechnet sich seinerseits aus der erforderlichen Schlagenergie und der gewählten Auftreffgeschwindigkeit auf das Werkstück.
Dieses Prinzip hat folgende Nachteile:

1. Die vertikal gerichteten Schmiedeschläge gehen über Werkstück und Werkzeug voll auf die Schabotte bzw. das Gestell. Bei einem harten Prellschlag kann dies bis zu 90% der Schlagenergie also der Hammer-Nennenergie ausmachen. Dieser Umstand macht die Installation von zuverlässig arbeitenden elektronischen Einrichtungen zum Messen der erreichten Graddicke, der Schlagenergie oder des Schlagwirkungsgrades unmöglich. Allein schon das Anbringen von Elementen und Gerätschaften an das Gestell ist stark eingeschränkt. Der Aufbau des heute meist hydraulischen Hammer-Antriebs auf dem Gestell ist nur über aufwendige, sehr elastische und stoßfeste Elemente möglich.
2. Zur Verringerung von Umweltbelastungen durch Bodenerschütterungen und zur Vermeidung von Fundamentzerstörung sind Schabottehämmer heute immer mit teueren Direktabfederungen oder – heute weniger häufig – mit noch teuereren Schwingfundamenten versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese vorbeschriebenen Nachteile des Schabottehammers und des Gegenschlaghammers zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass das Unterwerkzeug auf einen vertikal beweglichen Schwingtisch an Stelle der Schabotte montiert wird, welcher bei Auftreffen des Schmiedeschlages auf das Werkstück sich in seiner oberen Ruhelage befindet, kurzzeitig nach unten wegschwingt und durch mechanische, pneumatische oder hydraulische Einrichtungen in seiner Bewegung gedämpft wird und nach dem Schmiedeschlag in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird.
Der Schwingtisch hat ein Gewicht, welches 2 bis 6 mal größer ist als das Bärgewicht. Diese beiden Werte kennzeichnen einen Bereich, in welchem der Schlagwirkungsgrad noch gut, das Gewicht des Schwingtisches aber noch nicht zu hoch ist – siehe 2 –.
Dieses erfindungsgemäße System nutzt die Trägheit der Schwingtisch-Masse, die erst eine nennenswerte Bewegung nach unten macht, wenn der Bar bereits in der Rückhub-Bewegung ist.
Die Größe der Bewegung des Schwingtisches nach unten hängt ab von der Art des Schmiedeschlages, ob weicher Schmiedeschlag oder harter Prellschlag und von der Höhe der Schwingtisch-Dämpfungskraft. Letztere ist bei der Auslegung des Hammers frei wählbar und somit auch der vertikale Ausweichhub des Schwingtisches. Der harte Prellschlag erzeugt einen bis zu 6 mal größeren Schwingtisch-Ausweichhub als der weiche Schmiedeschlag.
Wird z.B. für einen Hammer nut einer Nennleistung von 40 kJ ein maximaler Schwingtisch-Dämpfungshub von 200 mm gewählt, so ist die hierfür erforderliche Dämpfungskraft deutlich kleiner als das Gesamtgewicht des Hammers. Das Fundament eines solchen Hammers wird demnach nicht höher belastet, als z.B. das einer Schmiede-Kurbelpresse.
Bei einem weichen Schmiedeschlag wird sich bei den vorbeschriebenen Verhältnissen der Schwingtisch zwischen 20 und 40 mm nach unten bewegen.
Der Bär wird diese Bewegung allerdings nicht mitmachen. Im äußerst ungünstigsten Fall, bei einem weichen Schmiedeschlag und einem sehr großen Umformhub wird der gemeinsame Weg wach unten von Bär und Schwingtisch 10 mm nicht überschreiten. Im Normalfall wird er bei 4 ... 7 mm liegen.
Das Maß der Schwingtisch-Ausweichung nach unten läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Hammer im laufenden Betrieb messen. Außerdem lassen sich dadurch, dass die vertikalen Schmiedeschläge nicht auf das Gestell wirken, Messeinrichtungen installieren, welche das Messen der Gratdicke des Schmiedeteils und der Bärendgeschwindigkeit während des laufenden Betriebes erlauben. Diese Messungen können gleichzeitig und bei jedem Schlag vorgenommen werden. Aus den gemessenen Werten, die mit hoher Genauigkeit durchführbar sind, lässt sich der Schlagwirkungsgrad und die an das Werkstück abgegebene Schlagenergie errechnen. Auf diese Weise kann die Maschinensteuerung den Fertigstellungszeitpunkt für das Werkstück genau bestimmen. Mit diesen Möglichkeiten sind erstmals wichtige Voraussetzungen geschaffen worden den Hammer vollautomatisch zu betreiben.
Wie oben beschrieben gehen die vertikalen Schmiedeschläge nicht in das Gestell. Beim exzentrischen Schmieden allerdings, was jedoch mit voller Schlagkraft bei jedem dem Hammer vermieden werden sollte, wird das Gestell mit Horizontal-Schlägen belastet, die allerdings bei der auf 1 dargestellten Konzeption maximal nur 8% der vertikalen Schläge betragen können.
Bilder
1 Vorderansicht des Hammers
2 Diagramm-Schlagwirkungsgrad am Hammer
3 Querschnitt durch den Hammer, rechts Bärführung, links Schwingtischführung.

1: Gestell
2: Bär
3: Oberwerkzeug
4: Unterwerkzeug
5a: Schwingtisch-Oberteil
5b: Schwingtisch-Unterteil
6: Hydraulischer Antrieb
7: Schwingtisch-Dämpfungs- und -Rückstellzylinder
8: Führungselemente zur Bärführung und Schwingtischoberteil-Führung
9: Rundführung zur Führung des Schwingtisch-Unterteils

Claims

Gesenkschmiede-Hammer mit einem Gestell (1), einem im Gestell geführten Bär (2), welcher das Oberwerkzeug (3) trägt. Dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwerkzeug auf einem Schwingtisch befestigt ist, welcher sich im Augenblick des Auftreffens des Oberwerkzeuges auf das Werkstück in seiner oberen Ruhelage befindet, in Schlagrichtung beweglich ist, am Gestell geführt ist, eine Masse hat von 2 bis 6 mal Bärgewicht und mittels Gegenkräfte, welche entgegen der Schlagrichtung auf den Schwingtisch wirken, in seiner Bewegung gedämpft wird und nach erfolgtem Schmiedeschlag in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.
Gesenkschmiede-Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schwingtisch wirkende Gegenkraft über hydraulische Elemente, z.B. Hydraulikzylinder aufgebracht wird.
Gesenkschmiede-Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schwingtisch wirkende Gegenkraft über pneumatische Elemente, z.B. Pneumatikzylinder aufgebracht wird.
Gesenkschmiede-Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schwingtisch wirkende Gegenkraft über mechanische Elemente, z.B. Schraubenfedern aufgebracht wird.