DE1527289C2 - Steuerung für Schmiedemanipulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung der überfeine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit bewirkten, zur Schmiedestückachse parallelen Auf- und Abwärtsbewegung des Zangenträgers eines mit einer ein feststeshendes und ein bewegliches, am Laufholm angeordnetes Werkzeug aufweisenden Schmiedepresse integrierten Schmiedemanipulators.

Während des Verformungshubes einer Schmiedepresse der genannten Art bewegen sich das feststehende und das bewegliche Werkzeug während des Verformungshubes relativ zum Schmiedestück jeweils um die halbe Strecke der während des Verformüngshubes erzielten Querschnittsverringerung des Schmiedestückes. Dies hat zur Folge, daß die Schmiedestückmitte sich während des Verformungshubes um den halben Verformungshub in Richtung auf das feststehende Werkzeug bewegt. Um zu verhiridern, daß während dieser Abwärtsbewegung des Schmiedestückes auf dieses nicht tolerierbare Biegekräfte ausgeübt werden, ist es erforderlich, den Zangenträger des Schmiedemanipulators, welcher das Schmiedestück auch während des Verformungshubes festhält, gleichzeitig mit der Verlagerung der Schmiedestückmitte in Richtung auf das feststehende Werkzeug entsprechend abzusenken. ...

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Schmiedemanipulatoren, deren Zangenträger zwischen den einzelnen Hüben der Schmiedepresse hydraulisch heb- und absenkbar ist, eine federnde Lagerung des Zangeträgers vorzusehen, um auf diese Weise eine Biegebeanspruchung des Schmiedestückes während des Verformungshubes zu vermeiden (»Iron and Steel«, 27, Nr. 6, S. 233 und 234 [1954], »Konstruktion«, 8, Heft 2, S. 76 und 77 [1956], »Iron and Steel«, S. 391 und 392 [1960], britische Patentschrift 874 909, USA.-Patentschrift 3 129 616, »The Engineer«, S. 723 und 724 [1964]). Bei diesen bekannten Schmiedemanipulatoren läßt sich jedoch ein biegekraftfreies Abstrecken des Schmiedestückes prinzipiell nur sehr unvollkommen erreichen, da die Kraft, durch welche der Zangenträger entgegen der Rückstellkraft seiner federnden Halterung während des Verformungshubes abgesenkt wird, vom beweglichen Werkzeug aus über das Schmiedestück selbst auf den Zangenträger übertragen werden muß.

Durch die französische Patentschrift 1 026 688 ist bereits eine Vorrichtung zum Kaltschmieden von Fahrradachsen bekanntgeworden, bei der ein Führungselement infolge seiner Gestängeverbindung mit dem beweglichen und dem feststehenden Werkzeug ständig in der Symmetrieebene zwischen diesen Werkzeugen gehalten wird, jedoch handelt es sich dabei lediglich um ein Führungselement, welches keine von der Bewegung des beweglichen Werkzeuges unabhängige Handhabung des Schmiedestückes ermöglicht, wie es bei integrierten Schmiedemanipulatoren der Fall ist, und welches während des Verformungshubes nicht fest mit dem Schmiedestück in Verbindung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ( Steuerung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches jede Biegebeanspruchung des Schmiedestückes während des Verformungshubes vermeidet und prinzipiell ein biegekraftfreies, symmetrisches Abstecken des Schmiedestückes ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dieses Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Absenken des Zangenträgers während des Verformungshubes beim symmetrischen Strecken ' des Schmiedestückes eine auf jeweils am Anfang und am Ende des Verformungshubes erzeugte Signale ansprechende Steuereinrichtung zum automatischen ^ Steuern des hydraulischen Ventils oder der hydraulischen Ventile der Kolben-Zylinder-Einheit sowie ein im Hydraulikkreis zwischen Pumpe und KoI-ben-Zylinder-Einheit auf der einen Seite angeordnetes einstellbares Drosselventil und ein im Hydraulikkreis auf der anderen Seite angeordnetes Ausgleichventil, beide mit. einer Umgehungsleitung mit Rückschlagventil für den umgekehrten Flüssigkeitslauf, vorgesehen sind.

Im Gegensatz zu den bekannten Steuerungen für /(E

Schmiedemanipulatoren wird. der Zangenträger bei ' der erfindungsgemäßen Steuerung also während des Verformungshubes mit der Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeuges während des Verformungshubes entsprechender Geschwindigkeit, im wesentlichen mit der halben Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeuges, über die ihn abstützende Hydraulikeinrichtung abgesenkt, d. h. mit anderen Worten, der Zangenträger wird nicht durch vom beweglichen Werkzeug über das Schmiedestück auf ihn übertragene Kräfte gegen die Rückstellkraft einer federnden Lagerung, sondern ohne jede Beanspruchung des Schmiedestückes gleichzeitig mit dessen Verlagerung in Richtung auf das feststehende Werkzeug bewegt. Im Prinzip ist hierdurch ein völlig biegekraftfreies .. ■

Abstrecken des Schmiedestückes möglich. \ j

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausfüh- j rungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung -i im einzelnen erläutert. Dabei zeigt :

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm der erfindungsgemäßen Steuerung und

Fig. 2 einen Schmiedemanipulator, bei dem die erfindungsgemäße Steuerung verwendet wird, in der Seitenansicht.

Ein in Fig. 1 dargestellter Zylinder 10 bildet mit einem zugehörigen Kolben 11 eine Anordnung zum Heben und Senken des Zangenträgers eines Schmiedemanipulators, wie er, als Ausführungsbeispiel, in Fi g. 2 dargestellt ist. Eine Bewegung des Kolbens 11 nach rechts hebt den Zangenträger an, während eine Bewegung des Kolbens nach links den Zangenträger absenkt.

Von einem Motor 13 wird eine Pumpe 12 angetrieben, die mit einem Sicherheitsventil 14 versehen ist und die Druckmittelversorgung darstellt. Der Pumpenausgang ist mit Eingängen 15 a, 16 α von Steuerventilen 15, 16 verbunden. Der Anschluß 15 ft des Ventils 15 liegt an der einen Seite eines mit einem Kolben arbeitenden Druckspeichers 17. Die andere Seite des Druckspeichers und der Anschluß 16 b des Ventils 16 sind über ein Ausgleichsventil 18 mit dem oberen Raum des Zylinders 10 verbunden. Der untere Raum des Zylinders 10 ist mit dem Anschluß 16 c des Ventils 16 und über ein einstellbares, druckkompensiertes Drosselventil 20 zur Steuerung der Hub- und Absenkgeschwindigkeit mit dem Anschluß 15 c des Ventils 15 verbunden. Das Ventil 15 mit dem Druckspeicher 17 bzw. mit dem Ventil 20 liegen parallel zum Ventil 16. Die Einlasse 15 a, 16 a sind an eine zu weiteren Steuerventilen führende Leitung 21 angeschlossen. An dem Ventil 16 sind Magnetschalter 22 zur Handbetätigung vorgesehen, so daß der den Manipulator bedienende Arbeiter den Zangenträger jederzeit unabhängig von der Bewegung der Presse anheben oder absenken kann. Wenn keiner der Magnetschalter 22 unter Spannung steht, wird das Ventil 16 automatisch in seiner Null-Stellung gehalten, in der der Durchgang gesperrt ist.

Das Ventil 15 schaltet während der Verformungs^⁷ und Rückführhübe der Presse automatisch die Druckmittelversorgung an die entsprechende Seite des Hebe-Zylinders. Ein Einschalten des Magnetschalters 23 bewirkt am Ventil 15 eine Verbindung zwischen dem Einlaß 15 a und dem Anschluß 15 c sowie eine Verbindung zwischen dem Anschluß 15 b und einem druckfreien Sumpf. Eine Einschaltung des Magnetschalters 24 verbindet innerhalb des Ventils 15 den Einlaß 15 α mit dem Anschluß 15 b und verbindet den Anschluß 15 c mit dem druckfreien Sumpf. Die Schmiedepresse hat ein sich bewegendes, am Laufholm 28 befestigtes Werkzeug 27, wobei der Laufholm 28 vertikal verschiebbar an Säulen 30 gehalten ist. Die Presse ist weiterhin mit einem feststehenden Werkzeug 31 ausgerüstet, das am Untersattel 32 befestigt ist. Der Laufholm 28 wird mit Hilfe von Arbeitskolben und -zylindern 33 sowie einer nicht dargestellten, zur Rückführung dienenden Kolben-Zylinder-Einheit hin- und herbewegt. Beide Kolben-Zylinder-Einheiten sind an eine Druckmittelanordnung 34 angeschlossen, die von der Pressensteuerung 35 geregelt wird. Die Pressensteuerung 35 kann in jeder bekannten Ausführung hergestellt sein, beispielsweise gemäß der britischen Patentschrift 874 908. Die jeweilige Stellung des beweglichen Werkzeuges 27 wird über eine Meßeinrichtung 39 festgestellt, die zwischen dem Laufholm 28 und dem Untersattel vorgesehen ist. Es können jedoch auch andere und anders angeordnete Meßeinrichtungen Verwendung finden. Während des Betriebes wird das sich bewegende Werkzeug so lange nach unten bewegt, bis es das Schmiedestück berührt, wobei an diesem Punkt der Druck innerhalb des Zylinders 33 ansteigt. Dieser Druckanstieg wird mit Hilfe eines Druckschalters 36 gemessen, der jede bekannte Form haben kann. Dieser Schalter 36 gibt ein Signal ab. das über die Leitung 37 zum Magnetschalter 23 gelangt und diesen einschaltet. Am Ende des Verformungshubes, der entweder auf bekannte Weise durch die Pressensteuerung 35 oder aber durch den Druck im Zylinder 33 bestimmt werden kann, der einen vom Druckschalter 36 angezeigten vorbestimmten

ίο Maximalwert erreicht, wird das obere Werkzeug 27 angehoben. Daraufhin gibt die Pressensteuerung ein Steuersignal auf die Leitung 38, wodurch der Magnetschalter 24 eingeschaltet wird. Vor einem Verformungshub, während sich das bewegliche Werkzeug 27 in seiner oberen Stellung befindet, wird das Schmiedestück im Zangenträger oder auf dem feststehenden Werkzeug 31 gehalten, wobei das Ventil 15 in der Null-Stellung steht. Das obere Werkzeug wird bis zur Berührung mit dem Schmiedestück nach unten bewegt, worauf der Druck erneut ansteigt, wenn der Verformungshub beginnt. An dieser Stelle gibt der Druckschalter 36 ein Signal ab, das den Magnetschalter 23 betätigt, um den Pumpendruck über das Drosselventil 20 auf die Kolbenunterweite des Zylinders 10 zu geben. Das Drosselventil 20 wurde dabei vorher so eingestellt, daß der Zangenträger mit einer Geschwindigkeit abgesenkt wird, die der Arbeitsgeschwindigkeit des beweglichen Werkzeuges 27 entspricht.

Das auf der Kolbenoberseite im Zylinder 10 befindliche Drucköl strömt über das Ausgleichventil 18 zum Kolben-Druckspeicher 17. Der Kolben des Speichers wird dadurch gegen die Belastung seiner leichten Feder angehoben, wobei das Drucköl von der anderen Seite dieses Kolbens über das Ventil 15 in den drucklosen Sumpf abströmt.

Wenn sich der Druck entweder auf Grund der Drucksteuerung 35 oder durch Erreichen des Maximaldruckes umkehrt, bewirkt das die Pressenumsteuerung veranlassende Steuersignal außerdem die Betätigung des Magnetschalters 24, um Drucköl auf die federbelastete Seite des Kolbens im Druckspeicher 17 zu leiten. Das während des automatischen Absenkens des Zangenträgers von der Kolbenoberseite im Zylinder 10 abgeströmte Hydraulikmedium wird nunmehr über das Rückschlagventil 19 im Ventil 18 zurückgedrückt, um den Zangenträger auf seine Ausgangshöhe vor dem Verformungshub zurückzuheben. Dabei fließt das Öl von der Kolben-Unterseite im Zylinder 10 über das im Ventil 20 befindliche Rückschlagventil 25 und über das Ventil 15 zum Ölsumpf.

Die Magnetschalter 23 und 24 werden abgeschaltet, wenn die Pressensteuerung 35 die Beendigung des Rückführhubes anzeigt.

Es leuchtet ein, daß, während sich der Preßdruck aufbaut, ein gewisses Absenken des Zangenträgers eintritt, d. h., wenn das öl komprimiert wird und das Werkzeug nur geringfügig in das Schmiedestück eindringt. Dieses frühe Absenken des Zangenträgers trägt zur Verminderung der Belastung im Schaft des Zangenträgers und in dessen Aufhängung bei, die von dem Gewicht des Schmiedestückes und dem Einstellen des Anfangsabstandes zwischen dem Schmiedestück und dem unteren, feststehenden Werkzeug herrührt.

In F i g. 2 ist ein Beispiel eines Manipulators gezeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden

Erfindung gesteuert werden kann. Der Manipulator hat einen Träger 40 mit Rädern 41, auf denen er sich auf einer feststehenden Spur 42 zu und von der Presse bewegt. Weiterhin ist ein Antriebsmotor 43 vorgesehen. Das vordere Ende 44 des Zangenträgers ragt über das eine Ende des Manipulators hinaus und dreht in üblicher Weise das Schmiedestück. Der Zangenträger ist an seinem vorderen Ende in einem Block 45 gehalten, der den Zangenträger umgibt und ein Zahnrad aufnimmt, das mit dem Zangenträger in der in der USA.-Patentschrift 2 864 271 beschriebenen Weise verbunden ist. Die herabhängende Schlaufe einer endlosen Kette 46 wirkt mit dem innerhalb des Blockes 45 vorgesehenen Zahnrad zusammen. Die nach oben reichenden Trums der Kette verlaufen über zwei Laufrollen 47, während die horizontal verlaufenden Trums ein Zahnrad 48 umrunden, das auf einer verschiebbaren Plattform 50 angeordnet ist.. Die Plattform 50 ist auf dem Trägergestell 40 durch Betätigung einer doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 51 horizontal verschiebbar, wobei eine Vorwärtsbewegung der Plattform 50 und demgemäß des Zahnrades 48 das vordere Ende des Zangenträgers nach unten und eine Rückwärtsbewegung der Plattform 50 das vordere Ende des Zangenträgers nach oben bewegt. Das hintere Ende 52 des Zangenträgers wird drehbar in einem Kugelgelenk 49 gehalten, das zwischen zwei Kurbelplatten 54 befestigt ist. Von den Kurbelplatten 54 ist nur eine dargestellt. Beide Kurbelplatten 54 sind drehbar an Drehzapfen 53 gelagert, die im Trägergestell 40 vorgesehen sind. Das hintere Ende der Kolben-Zylinder-Einheit 51 ist bei 56 ebenfalls mit den Kurbelplatten verbunden. Die den Zangenträger anhebende Kolben-Zylinder-Einheit 10, 11 ist bei 57 drehbar am Gestell 40 gelagert, wobei ein Ausfahren des KoI-bens aus der Kolben-Zylinder-Einheit 10, 11 die Kurbelplatten 54 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehzapfen 53 verdreht und das hintere Ende des Zangenträgers anhebt sowie zur gleichen Zeit die Kolben-Zylinder-Einheit 51 und damit die Plattform 50 nach hinten bewegt, so daß das vordere Ende des Zangenträgers um den gleichen Betrag angehoben wird. Entsprechend werden, wenn der Kolben 11 zurückgezogen wird, die Kurbelplatten 54 in Uhrzeigerrichtung um die Drehzapfen 53 verdreht, wodurch das vordere Ende des Zangenträgers herabgelassen wird und die Kolben-Zylinder-Einheit 51, die Plattform 50 und das Zahnrad 48 nach vorn bewegt werden, so daß das vordere Ende des Zangenträgers um den gleichen Betrag wie dessen hinteres Ende abgesenkt wird. Durch diese Anordnung bewirkt eine Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit 10, 11 stets eine Parallel-Verschiebung des Zangenträgers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch-

   Steuerung der über eine hydrauliche Kolben-Zylinder-Einheit bewirkten, zur Schmiedestückachse parallelen Auf- und Abwärtsbewegung des Zangenträgers eines mit einer ein feststehendes und ein bewegliches, am Laufholm angeordnetes Werkzeug aufweisenden Schmiedepresse integrierten Schmiedemanipulators, dadurch gekennzeichnet, daß zum Absenken des Zangenträgers während des Verformungshubes beim symmetrischen Strecken des Schmiedestükkes eine auf jeweils am Anfang und am Ende des Verformungshubes erzeugte Signale ansprechende Steuereinrichtung (36) zum automatisehen Steuern des hydraulischen Ventils oder der hydraulischen Ventile (15) der Kolben-Zylinder-Einheit (10, 11) sowie ein im Hydraulikkreis zwischen Pumpe und Kolben-Zylinder-Einheit auf der einen Seite angeordnetes einstellbares Drosselventil (20) und ein Hydraulikkreis auf der anderen Seite angeordnetes Ausgleichsventil (18), beide mit einer Umgehungsleitung mit Rückschlagventil (25, 19) für den umgekehrten Flüssigkeitslauf, vorgesehen sind.