DE1243950B - Schmiedemaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES WtWWp PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT Deutsche Kl.: 49 h-3/02

Nummer: 1243 950

Aktenzeichen: G39924Ib/49h

J 243 950 Anmeldetag: 22.Februar 1964

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindung betrifft eine Schmiedemaschine mit vorzugsweise vier radial gegen die Werkstückachse gerichteten, durch Exzenter angetriebenen Hämmern, deren Antriebswellen exzentrisch in drehverstellbaren Gehäusen lagern, wobei jedes dieser Verstellgehäuse zur Überlastsicherung über eine Pleuelstange mit einem in einem Zylinder verschiebbaren, hydraulisch beaufschlagten Abstützkolben verbunden ist, der es bis zum Erreichen eines durch ein zweckmäßig einstellbares Überdruckventil bestimmten Schmiededruckes gegen Verdrehen im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer beim Hammerschlag festhält, wobei die normalen, notwendigen Verstellgehäuseverdrehungen mechanisch erfolgen. Ubersteigt bei einer solchen Schmiedemaschine der Schmiededruck durch irgendeinen Bedienungsfehler den vorbestimmten Wert, so läßt das Überdruckventil Flüssigkeit austreten, die Abstützkolben verschieben sich und die Verstellgehäuse werden durch den Schmiededruck im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer verdreht, so daß sich keine schädlichen Rückwirkungen auf die Maschine und ihre Einzelteile ergeben und eine einfache und verläßliche Überlastsicherung erreicht wird.

Bei der bekannten Maschine dieser Art sind die Abstützkolben beidseitig beaufschlagt und dienen zugleich auch zur normalen Verdrehung der Verstellgehäuse, also zu jener Verdrehung, die zur Veränderung der Hämmerhublage entsprechend der jeweils gewünschten Querschnittsabmessung des Werkstükkes notwendig ist. Die Abstützkolben müssen daher verhältnismäßig weite Verstellwege zurücklegen, wodurch große Flüssigkeitsmengen in den Zylindern der Abstützkolben erforderlich sind. Es hat sich nun gezeigt, daß bei der hohen Zahl der Hammerschläge in der Zeiteinheit zufolge der immerhin doch vorhandenen Kompressibilität der Flüssigkeit und der Dehnungen in den HydrauMldeitungen ungünstige Erschütterungen bzw. Schwingungen auftreten, so daß sich die mit ihrer jeweiligen Drehstellung die Eindringtiefe der Hämmer in das Werkstück bestimmenden Verstellgehäuse bei der Arbeit nicht in vollkommener Ruhe befinden, was sich selbstverständlichnachteilig auf das Schmiedeergebnis auswirkt. Außerdem führen Schwingungen und Erschütterungen zu einem verfrühten Verschleiß der bewegten Teile. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, daß die normalen, notwendigen Verstellgehäuseverdrehungen mechanisch erfolgen und die hydraulische Beauf- schlagung des Abstützkolbens nur als Überlastsiche-rung wirken sollte, ohne dabei aber gleichzeitig einen brauchbaren Weg für die konstruktive Losung" anzü-Sclmiiedemaschine

Anmelder:

Gesellschaft für Fertigungstechnik und
Maschinenbau Gesellschaft m. b. H.,
Steyr (Österreich)

Vertreter:

DipL-Ing. F. Schnell, Patentanwalt,
Ingolstadt/Donau, Härtingerstr. 12

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Bruno Kralowetz,
St. Ulrich bei Steyr (Österreich)

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 20. Mai 1963 (A 4045/63)

geben, zumal die bekannten Konstruktionen, bei denen jedes Verstellgehäuse einen Zahnkranz trägt, welche Zahnkränze zur gemeinsamen und gleichzeitigen Verdrehung aller Verstellgehäuse mit einem gemeinsamen, mittels eines Ritzels antreibbaren Zentralrad kämmen, für Maschinen mit hydraulischer Überlastsicherung wegen der Pleuelstangenverbindung der Verstellgehäuse mit den Abstützkolben ungeeignet sind.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bisherigen Sclmiiedemaschine mit hydraulischer Überlastsicherung zu beseitigen und diese Maschine so zu verbessern, daß keine Erschütterungen bzw. Schwingungen während des Schmiedevorganges auftreten und somit ein einwandfreies Sclrmiedeergebnis erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Sclmiiedemaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die nur einseitig beaufschlagten Abstützkolben jeweils über ein Drucklager gegen eine Gewindemutter abgestützt sind, die auf einer hohlen Gewindespindel, an der die Pleuelstangenverbindung zum Verstellgehäuse angreift, angeordnet ist und daß auf der axial verschiebbaren Gewindemutter ein Schneckenrad eines Verstelltriebes gelagert ist, wobei ein vom Abstützkolben bei seiner durch auftretende Überlast bewirkten Verschiebung betätigbarer Schalter vorgesehen ist, der die Antriebsmotoren der Verstelltriebe im Sinne einer die Hämmer öffnenden

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VersteUgehäuseverdrehung einschaltet. Die Verdrehung der Gewindemutter mit BSlfe des Schneckenrades des Verstelltriebes hat selbstverständüch eine Axialverstellung der Gewindespindeln zur Folge. Da nun die Gewindespindel über die Pleuelstange mit dem zugehörigen Verstellgehäuse verbunden ist, wird im Maße der Axialverstellung der Gewindespindel auch das Verstellgehäuse verdreht und dadurch die Veränderung der Hämmerhublage entsprechend der jeweils gewünschten Querschnittsabmessung des Werkstückes herbeigeführt. Trotz der ortsfesten Lagerung des Schneckenrades bzw. des Verstelltriebes ist auch eine axiale Verschiebung der Gewindemutter, die bei Überlast notwendig ist, damit der Abstützkolben zur Wirkung kommen kann, möglich, da zwisehen der Gewindemutter und dem zu ihrer Verdrehung dienenden Schneckenrad axiale Verschiebemöglichkeit besteht. Demnach haben die Abstützkolben lediglich die Aufgabe, ein Nachgeben des ganzen Mechanismus zur VersteUgehäuseverdrehung bei auftretender Überlast zu ermöglichen, die Verdrehung der Verstellgehäuse zur Tiefeneinstellung der Hämmer wird aber rein mechanisch herbeigeführt, so daß das Auftreten von Schwingungen nicht mehr zu befürchten ist und auch die sonstigen Nachteile von Hydrauliktrieben vermieden sind. Falls eine Überlastung der Maschine auftritt und die Abstützkolben zur Wirkung kommen, muß dies durch entsprechende Mittel für das Bedienungspersonal erkennbar sein, damit die Maschine stillgesetzt werden kann bzw. geeignete Maßnahmen zur Verhinderung einer neuerlichen Überlastung getroffen werden können. Ein solches Mittel wird von dem vom Abstützkolben bei seiner durch auftretende Überlast bewirkten Verschiebung betätigbaren Schalter gebildet. Es wird also zuerst eine VersteUgehäuseverdrehung im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer durch Verschiebung der Abstützkolben herbeigeführt und dann zusätzlich durch Schalterbetätigung auch der mechanische VersteUtrieb im gleichen Sinne in Bewegung gesetzt, so daß die Hämmer auf jeden Fall genügend weit öffnen, wobei bei der Beurteilung der Patentfähigkeit die Verknüpfung der besonderen Lösung mit der Maßnahme zur Beseitigung der eingetretenen Überlastung nicht entscheidend war.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die VersteUgehäuse mit je einem weiteren, einseitig beaufschlagten Kolben verbunden, der das Verstellgehäuse im gleichen Sinne wie der Schmiededruck zu drehen versucht, wobei aber auf den Abstützkolben ein vielfach größerer Hydraulikdruck als auf diesen weiteren Kolben wirkt. Das in den VersteUtrieben und in den Pleuelstangenverbindungen zu den Verstellgehäusen vorhandene, unvermeidliche Lagerspiel würde bei der hohen Anzahl der Hammerschläge ebenfalls zu Vibrationen in den VersteUtrieben und damit zu verstärkter Abnutzung der gleitenden bzw. beweglichen Teile führen. Es ist daher notwendig, das Spiel zu beseitigen. Zu diesem Zweck dient jeweils der zusätzliche Kolben, der, da er auf das VersteUgehäuse eine Drehkraft ausübt, die sich als Zugkraft auf den VersteIltrieb auswirkt, von vornherein alle bewegten Teile in einer Richtung, und zwar in der Richtung des zu erwartenden Schmiedeschlages zur Anlage bringt. Da nun bereits vor dem Schlag das Spiel zwischen den be- «5 wegten Teüen beseitigt ist, kann beim eigentlichen Hammerschlag in den Teilen keine Stoßbeanspruchung mehr auftreten. Durch die sich mit Hilfe des zusätz-

Uchen Kolbens ergebende Verspannung wird in vorteilhafter Weise auch das Verstellgehäuse selbst an seine vom Werkstück abgekehrte Lagerfläche gedrückt, es tritt also auch hier kein stoßartiges Andrükken beim Hammerschlag auf.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Schmiedemaschine im Teilschnitt nach der Linie I-I der F i g. 2,

Fig. 2 Schnitte nach den LinienII-II (obere Bildhälfte) und IT-IF (untere Bildhälfte) der Fig. 1 und F i g. 3 das Schema der Gesamtmaschine.

Im Schmiedekasten 1 sind vier Hämmer 2, 2' mit gleichmäßiger VerteUung um das zentral durch den Schmiedekasten geführte Werkstück 3 in festen Gleitführungen 4, 5 radial zur Werkstückachse hin- und herschiebbar gelagert. Die Hämmer 2, 2' werden von an Wellen 6 vorgesehenen Exzentern 7 angetrieben. Die Exzenter 7 sind von einem Gleitstein 8 umfaßt, der zylindrisch ausgebildet und in entsprechend geformten Schalen 9 quer zur Hammerachse verschiebbar ist. Die Schalen 9 sind mit zentralen Zapfen 10 um die Hammerachse begrenzt schwenkbar in den Hämmern 2, 2' gehalten. Bei der Drehung der Antriebswellen 6 werden die Hämmer 2, 2' in radialer Richtung zum Werkstück 3 hin- und herbewegt, wobei die Gleitsteine 8 eine entsprechende Querbewegung ausführen. Die AntriebsweUen 6 sind exzentrisch in zylindrischen, im Schmiedekastenl drehverstellbaren Gehäusen 11 gelagert. Zufolge dieser Exzentrizität ändert sich beim Verdrehen der Verstellgehäuse 11 der Abstand der AntriebsweUen 6 von der Werkstückachse, so daß die Hublage der Hämmer 2,2' und damit die Eindringtiefe der an den Hämmern befestigten Werkzeuge 12 in das Werkstück normal verstellt werden kann.

Der Antrieb aUer ExzenterweUen 6 erfolgt von einem gemeinsamen (nicht dargestellten) Motor über einen Riementrieb od. dgl. auf ein Zahnrad 13 und von diesem über Zwischenräder 14 zu Stirnrädern 15, die je einer Welle 6 zugeordnet sind. Wegen der Veränderung der Lage der Wellen 6 durch Verdrehung der VersteUgehäuse 11 ist es nicht möglich, die Stirnräder 15 mit den Wellen 6 starr zu kuppeln. Es sind vielmehr jeweUs das StirnradlS und das auf der WeUe 6 sitzende Schwungrad 16 als die beiden Kupplungsscheiben einer Kreuzscheibenkupplung (Oldham-Kupplung) ausgebUdet, deren Kreuzscheibe 17 beidseitig genutet ist, wobei das Stirnrad 15 und das Schwungrad 16 die in dieseNuten eingreifenden Gleitsteine tragen.

Jedes VersteUgehäuse 11 ist über eine Pleuelstange 18 mit einer rohrförmigen, gegen Verdrehung gesicherten Gewindespindel 19 verbunden. Die Gewindespindel ist in einer Gewindemutter 20 eingeschraubt, die sich über ein Axiallager 21 an einem Kolben 22 abstützt, der einseitig gemäß F i g. 2 an der rechten Seite hydraulisch beaufschlagt ist. Die Gewindemutter 20 ist drehfest, aber axial verschiebbar mit einem Schneckenrad 23 gekuppelt. In das Schnekkenrad 23 greift eine Schnecke 24 ein, wobei die den einander diametral gegenüberliegenden Hämmern 2 zugeordneten Schnecken über die Wellen 25 und Winkeltriebe 26 von einem gemeinsamen Hydraulikmotor 27 und die den Hämmern 2' zugehörigen Schnecken über die Wellen 25' und Winkeltriebe 26' von einem Motor 27' jeweüs gemeinsam angetrieben werden. Diese beiden Antriebszweige können mit Hilfe einer

Claims (2)

Kupplung 28 und einem Stirnradpaar 29 auch untereinander gekuppelt werden (Fig. 3). Zur Beaufschlagung der vier Abstützkolben 22 ist eine von einem Motor 30 angetriebene Pumpe 31 vorgesehen, von der jeweils eine Leitung 32 in den entsprechenden Zylinderraum führt. Ein einstellbares Überdruckventil 33 bestimmt den Abstützdruck. Wird, beispielsweise wegen zu großer Eindringtiefe der Werkzeugen in das Werkstück3 oder wegen zu geringer Schmiedetemperatur, der zulässige Schmiededruck überschritten, dann erhöht sich die auf den Kolben 22 von der Pleuelstange 18 über die Gewindespindel 19 und die Gewindemutter 20 ausgeübte Kraft, der Hydraulikdruck übersteigt den am Ventil 33 eingestellten Wert, so daß dieses Ventil öffnet und den Ölablauf freigibt. Der Abstützkolben und damit der ganze Verstelltrieb kann sich nunmehr so verschieben, daß das Verstellgehäuse eine Verdrehung im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer ausführt. Durch die Verschiebung des Kolbens 22 wird außerdem ein (nicht dargestellter) Kontakt betätigt, der die Hydraulikmotoren 27 bzw. 27' mittelbar so einschaltet, daß die Gewindemuttern 23 im Sinne der gleichen Verstellbewegung verdreht werden. Zur normalen Verdrehung der Verstellgehäuse 11 dienen die Motoren 27, 27', die die Schnecken 24 und damit die Schneckenräder 23 in dem einen oder anderen Drehsinn antreiben, so daß die rohrförmigen Gewindespindeln 19 in der einen oder anderen Richtung axial verstellt und über die Pleuelstangen 18 die Verstellgehäuse verdreht, die Hämmer also dem Werkstück genähert oder von diesem entfernt werden. Das Maß dieser Verstellung kann an Rundskalen 34, 34' abgelesen werden. Das Ein- und Ausschalten der Hydraulikmotoren 27, 27' kann entweder beliebig, also durch einen Bedienungsmann auf Grund der Ablesung auf den Skalen von Hand aus oder nach einem vorgewählten Programm erfolgen. Zu letzterem Zweck dienen verstellbare Anschläge 35, die auf einen Hydraulikfühler oder Endschalter 36 einwirken, wobei diese Programmsteuerung aber nicht Gegenstand der Erfindung ist. An jedem Verstellgehäuse 11 greift noch ein weiterer in einem Zylinder 37 geführter, einseitig beaufschlagter Kolben 38 an. Diese Kolben 38 werden von einer Pumpe 39 über Leitungen 40 einseitig beaufschlagt und haben das Bestreben, das Verstellgehäuse im gleichen Sinne wie der Schmiededruck zu verdrehen, sie üben also jeweils auf die Pleuelstange 18 eine Zugkraft aus, die das Spiel in den gesamten Verstelltrieben beseitigt bzw. deren bewegliche Teile von vornherein zur Anlage bringt. Die sich aus der Kolbenkraft einerseits und der dieser das Gleichgewicht haltenden Zugkraft in der Pleuelstange ergebende Resultierende drückt das Verstellgehäuse jeweils an seine vom Werkstück abgekehrte Lagerfläche, so daß auch dort das Lagerspiel beseitigt ist und keine Schläge beim Auftreffen der Hämmer auf das Werkstück mehr auftreten. Patentansprüche:

1. Schmiedemaschine mit vorzugsweise vier radial gegen die Werkstückachse gerichteten, durch Exzenter angetriebenen Hämmern deren Antriebswellen exzentrisch in drehverstellbaren Gehäusen lagern, wobei jedes dieser Verstellgehäuse zur Überlastsicherung über eine Pleuelstange mit einem in einem Zylinder verschiebbaren, hydraulisch beaufschlagten Abstützkolben verbunden ist, der es bis zum Erreichen eines durch ein zweckmäßig einstellbares Überdruckventil bestimmten Schmiededruckes gegen Verdrehen im Sinne des Auseinanderbewegens der Hämmer beim Hammerschlag festhält, wobei die normalen, notwendigen Verstellgehäuseverdrehungen mechanisch erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß die nur einseitig beaufschlagten Abstützkolben (22) jeweils über ein Drucklager (21) gegen eine Gewindemutter (20) abgestützt sind, die auf einer hohlen Gewindespindel (19), an der die Pleuelstangenverbindung (18) zum Verstellgehäuse (11) angreift, angeordnet ist und daß auf der axial verschiebbaren Gewindemutter (20) ein Schneckenrad eines Verstelltriebes (23, 24) gelagert ist, wobei ein vom Abstützkolben (22) bei seiner durch auftretende Uberlast bewirkten Verschiebung betätigbarer Schalter vorgesehen ist, der die Antriebsmotoren (27, 27') der Verstelltriebe (19, 20) im Sinne einer die Hämmer öffnenden Verstellgehäuseverdrehung einschaltet.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellgehäuse (11) mit je einem weiteren, einseitig beaufschlagten Kolben (38). verbunden sind, der das Verstellgehäuse im gleichen Sinne wie der Schmiededruck zu drehen versucht, wobei auf den Abstützkolben (22) aber ein vielfach größerer Hydraulikdruck als auf diesen weiteren Kolben (38) wirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 225 499;
französische Patentschrift Nr. 1314 334.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 609/219 6.67 © Bundesdruckerei Berlin