DE2132377B2 - Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen - Google Patents
Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder SchlagenInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J11/00—Forging hammers combined with forging presses; Forging machines with provision for hammering and pressing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen, mit einem
zum Antrieb eines Stößels dienenden Schwungrad-Spindelantrieb, der mit quer zur Bewegungsrichtung
des Stößels verlaufender Achse von Schwungrad und Spindel angeordnet ist und einen auf den Stößel wirkenden
Keil betätigt, wobei ein Werkzeug zum Schlagen vorgesehen ist, nach Patentanmeldung
P2OO7 505.2-14.
Eine bekannte (deutsche Patentschrift 876 796, deutsche Offenlegungsschrift 1 941 806, USA.-Patentschrift
3 525 220) Umformmaschine zum wahlweisen Pressen oder Schlagen arbeitet beim Pressen
wie eine hydraulische Presse, was im Hinblick auf die Pressencharakteristik einer hydraulischen Presse als
vorteilhaft empfunden wird. Beim Schlagen arbeitet die Umformmaschine wie ein Hammer, wobei als
Schlagantrieb eine hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtung vorgesehen ist, die im Querschnitt kleiner als
die als Preßantrieb dienende hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtung ausgebildet ist. Beide Kolbenzylinder-Einrichtungen
wirken unmittelbar auf den Stößel. Wegen des großen Hubes eines Hammers wird beim Pressen mit Füllwasser und Druckwasser gearbeitet.
Erfolgt das Umschalten von Füllwasser auf Druckwasser erst, wenn das am Stößel befestigte
Werkzeug das umzuformende Werkstück bereits berührt, und vergeht eine gewisse Zeitspanne, bis der
Druck aufgebaut und das Druckwasser wirksam wird, so treten unerwünschte Verzögerungen auf. Auch bei
einem direkten Pumpenantrieb, also ohne Füllwasser, stellt sich beim Aufsetzen des Stößels eine Verzögerung
ein, weil das Druckregulierventil seine Druckeinstellung ändern muß. Da Jer Preßantrieb mittig am
Stößel angreift, ist es sehr aufwendig, zum Schlagen einen üblichen Schwungrad-Spindelantrieb vorzusehen,,
zumal dann, wenn man wahlweise eine feststehende oder eine axial bewegliche Spindel vorsehen
will.
Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 292 206) einen Schwungrad-Spindelantrieb vorzusehen, bei welchem
die Spindel durch eine Kolbenzylinder-Einrichtung in axialer Richtung verschoben wird, wobei die
Kolbenzylinder-Einrichtungan der Spindel und diese direkt am Stößel angreift. Ein Schwungrad-Spindelantrieb
mit feststehender Spindel ist hier nicht möglich und ein wahlweiser Betrieb der Maschine als Presse
oder Hammer ist kaum realisierbar. Es ist auch eine Umformmaschine bekannt (deutsche Auslegeschrif;
i 283 792), bei der an einem Stößel zwei Schwungrad-Spindeleinrichtungen angreifen und der Stöße!
von Druckgas in geschlossenem Kreislauf getrieben wird. Die Schwungrad-Spindeleinrichsungen weisen
kuppelbare Losschwungmassen auf, die zum Pressen
ίο angekuppelt und zum Schlagen abgekuppelt werden.
Die zwei Spindeln werden als aufwendig empfunden, obwohl sie die Kippsteifigkeit des Stößels erhöhen
Auch kann diese Umformmaschine nachteiligerweise ■licht als hydraulische Presse arbeiten.
1S Die Erfindung will nun eine Umformmaschine zum
wahlweisen Pressen oder Schlagen schaffen, die wahlweise als Spindelschlagpresse oder als hydraulische
Presse arbeiten kann, wobei der Ausbildung und Anordnung des Schwungrad-Spindelantriebes durch den
»ο zusätzlichen Preßantrieb möglichst keine Grenzen gesetzt
sein sollen. Ausgehend von einer Umformmaschine der anfangs genannten Art sieht die Erfindung
hierzu vor, daß zusätzlich zum Schlagantrieb ein als Kolbenzylinder-Einrichtung ausgebildeter hydrauü-
»5 scher Preßantrieb an der Spindel oder dem Keil angreift,
wobei neben dem Werkzeug zum Schlagen ein Werkzeug zum Pressen vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Umformmaschine arbeitet zum Schlagen als Spindelschlagpresse, wobei der Keil
die Kippsteifigkeit des Stößels verbessert und die Beanspruchung der Spindel herabsetzt. Wenn die Umformmaschine
als hydraulische Presse betrieben wird, so wird, wenn das Werkzeug auf das Werkstück aufsetzt,
zunächst die Energie der rotierenden Schwungrad-Spindeleinrichtung
in Preßarbeit umgesetzt. Anschließend wird das Werkstück hydraulisch weitergepreßt,
wobei die Stößelgeschwindigkeit unter Last stufenlos steuerbar ist, wie das bei hydraulischen Pressen
möglich ist.
Die Erfindung sieht mit anderen Worten eine Keilpresse vor, die sowohl mit Spindel als auch mit hydraulischem
Zylinderkolbenantrieb betreibbar ist. Die erfindungsgemäße Spindelkeilpresse ist in besonderer
Weise geeignet, den spezifischen Erfordernissen
der modernen Verfahrenstechnik gerecht zu werden. So werden viele Werkstücke in mehreren Operationen
hergestellt, wobei oft jede einzelne Operation eine andere Pressencharakteristik erfordert. Beispielsweise
wird beim Herstellen von Hinterachswellen (Flansch mit anschließendem mehr oder weniger langen
Schaft) und ähnlichen Teilen im Fließpreßverfahren zunächst fließgepreßt und anschließend in einem
zweiten Werkzeug der Flansch ausgeschmiedet. Für das Fließpressen ist auf einem relativ großen Um-
formhub eine relativ kleine Preßkraft erforderlich. Außerdem sollte die Umformgeschwindigkeit annähernd
konstant sein. Diese Bedingung erfüllt am besten die hydraulische Presse mit unmittelbarem Zylinderkolbenantrieb
auf Keil und Stößel.
Die zweite Operation zum Ausschmieden des Flansches im vorliegenden Beispiel erfordert dagegen eine
große Schmiedekraft bei vergleichsweise kleinerem Umformweg. Außerdem soll die Druckberührzeit
zwischen Werkstück und Werkzeug so kurz wie nur möglich sein, weil andernfalls infolge der großen Flächenberührung
(Flansch) ein hoher Wärmeaustausch erfolgt, der das Werkzeug erwärmt und damit verschleißfördernd
wirkt. Die zweite Operation erfordert
in dem vorliegenden Beispiel eine Charakteristik, die
der einer Spindelschlagpresse entspricht.
Diese im Beispiel genannten Werkstücke können bisher nur auf zwei getrennten Maschinen wirtschaftlich
hergestellt werden. Im Hinblick auf eine leichte Hedienbarkeit bzw. einfache Werkstücktransportaulomalik
ist es günstiger, die verschiedenen Operationen auf einer einzigen Presse vorzunehmen. Außerdem
werden heute Werkstückgenauigkeiten gefordert, die die konventionellen Pressenbauweisen nicht
erfüllen können. Die Keilpresse dagegen ist eine Bauart, die infolge ihrer vergleichsweise hohen Kippsteifij.'keit
dafür gut geeignet ist. Eine erfindungsgemäß kombinierte Spindeischlag- und hydraulische Presse
mit Keilgetriebe erfüllt die vorher genannten Forderungen besser als die bisher bekanntgewordenen
Kombinationen.
Die erfindungsgemäß ausgelegte Umformmaschine isi ein von der konventionellen Bauweise abweichender
Maschinentyp, der die Forderung nach größerer Wirtschaftlichkeit erfüllt. Sie ist eine Sonderbauart,
die insbesondere für das Fließpreß- und Fertigschmiedeverfahren und dem ähnliche Verfahren geeignet ist.
Diese Verfahren können auf einer erfindungsgemäß ausgelegten Umformmaschine mit zwei oder mehr
unmittelbar nebeneinander angeordneten Gesenken durchgeführt werden, wobei Raumersparnis erreicht
ist, leichte Mechanisier- bzw. Automatisierbarkeit und leichte Bcdicnbarkeit gegeben ist, bei außermittigem
Pressen hohe Geschwindigkeit erreicht wird und der Werkstückdurchlauf schnell sein kann, was geringe
Abkühlung des Werkstückes und hohe Stückleistung mit sich bringt.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dargestellt und es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und feststehender
Spindel,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit
zwei hydraulischen Antriebseinheiten und axial beweglicher
Spindel,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Spindelpresse
mit zwei hydraulischen Antriebseinheiten und axial beweglicher Spindel und
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Spindelpresse mit zwei hydraulischen Anlriebseinheiten und einem
Elektromotor.
Bei einer Spindelpresse gemäß Fig. 1 tragt ein
Amboß 1 eine untere Werkzeugerichlung 2, der gegenüber eine obere Werkzeugeinrichtung 3 auf- und
abbewegbar ist, die an einem Stößel 4 befestigt ist, der an zwei einander gegenüberliegenden Seiten geführt
ist. Auf einer waagerechten oberen Fläche des Stößels 4 liegt mil einer seiner Katheten ein Keil 5
auf, der mit seiner Hypotenuse an einer !.chrägen Fläche
eines Ständerhauptes 6 anliegt. Zwei hydraulische Kolbenzylinder-Einrichtungen 7 greifen an je einer
Seite des Stößels am Stößel 4 und andererseits am Ständerhaupt 6 an und dienen dazu, den Stößel, wenn
er mittels Keil nach unten bewegt worden ist, wieder nach oben zu ziehen. Der Keil 5 ist also mit dem Stößel
4 nicht verbunden. Eine Verbindung ist aber denkbar.
Auf derverjüngten Seite des Keils 5 ist im Ständerhaupt
6 eine Spindel 8 in einem Lager 9 drehbar jedoch axial unverschiebbar gelagert. Die Spindel 8 erstreckt
sich quer zur Bewegungsrichtung des Stößels 4 und zwar parallel zur Hypotenuse des Keils 5, also
nicht rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Stößels. Die Spindel 8 ragt in eine durchgehende Bohrung
des Keils 5 und dort durch eine im Keil unbeweg-
lieh angeordnete Spindelmutter 10. Bei Drehung der Spindel 9 wird sich der Keil 5 entlang der Spindel und
damit auch auf- und abbewegen.
Auf der breiten Seite des Keiles 5 ist am Ständeriiaupto
ein Zylinder U unbeweglich angebracht, in
-o dem ein Hohlkolben 12 verschiebbar ist, der aus dem
Zylinder in Richtung zum Keil herausragt und eine Buchse aufnimmt. In der Buchse ist ein Kolben 13
verschiebbar, der über eine Kolbenstange mit dem Keil 5 verbunden ist. Die Mittelachsen von Zylinder
»5 11, Hohlkolben 12 und Kolben 13 sind parallel zur
Mittelachse der Spindel 8 bzw. der Hypotenuse des Keils 5 angeordnet. Über eine öffnung 14 in der
Stirnseite des Zylinders 11 ist Druckflüssigkeit in den Hohlraum des Hohlkolbens 12 bringbar, wodurch der
so Stößel 4 wie bei einer Spindelschlagpresse abwärts
bewegt wird. Um den Stößel wie bei einer hydraulischen Presse zu bewegen, werden über eine weitere
öffnung 15 in der Stirnseite des Zylinders 11 sowohl der Hohlkolben 12 als auch der Kolben 13 beauf-
»5 schlagt. Hohlkolben 12 und Kolben 13 werden zurückbewegt, indem sie auf der dem Keil 5 zugewendeten
Seite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, wobei der Kolben den Keil 5 zurückzieht und die Zufuhr
der Druckflüssigkeit, die den Kolben 13 auf der
dem Keil zugewendeten Seite beaufschlagt, über einen nicht gezeigten Schlauch erfolgt. Auch dadurch, daß
der Stößel 4 von den Kolbenzylinder-Einrichtungen 7 nach oben bewegt wird, wird der Kolben 13 zurückbewegt.
Die öffnungen 14 und 15 sind über nicht ge-
zeigte, geeignete Ventile und Steuerorgane an ein gemeinsames nicht gezeigtes Pumpenaggregat angeschlossen.
Auf der dem Zylinder 11 entgegengesetzten Seite ragt die Spindel 8 aus dem Ständerhaupt 6 und trägt
am herausragenden Ende einen Bund 16. Beiderseits des Bundes 16 ist auf der Spindel 8 je eine Losschwungmasse
17, 18 drehbar angebracht. Die dem Pressenhaupt 6 zugewandte Losschwungmasse 17 tragt Bolzen, die durch die andere Losschwungmasse
18 hindurchragen. Auf dem hindurchragenden Ende der Bolzen sitzen Federn, welche die beiden Losschwungmassen
gegen den Bund 16 drücken. In diesem Fall soll sich die sich die Hauptmasse beim
Durchrutschen von der Spindel trennen, um eine
Überlastung der Presse zu vermeiden. Das Rutschen tritt ein, sobald das Rutschmoment erreicht ist bzw.
eine bestimmte Pressenkraft sich einstellt. In der Regel ist das die Pressennennkraft.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Spindelmutter
10 im Ständerhaupt 6 unbeweglich angeordnet ist und die Spindel 8 gemeinsam mit dem Keil 5 in
axialer Richtung hin- und herbewegbar ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 sind im Gegensatz zu
der gemäß Fig. 1 die Losschwungmassen 17, 18 und die Spindel 8 auf der dickeren Seite des Keiles 5 vorgesehen,
wogegen Schlagantrieb und Preßantrieb auf der Seite des Ständerhauptes 6 angeordnet sind, zu
welcher das verjüngte Ende des Keiles 5 weist. Im
Unterschied zu Fig. 1 ist in dem zum Preßantrieb gehörenden Zylinder 11 ein mit dem Keil 5 verbundener
massiver Kolben 19 verschiebbar. Der Hohlkolben 12 aus Fig. 1 ist als Zylinder in Verlängerung des Zylin-
de rs 11 angeordnet. Line mit dem I lohlkolheu 12 beweglichen
Kolben verbundene Stange 20 ragt iiiircl:
die Slirnscilc des Zylinders ' I und «reift lim Kolben
19 an. Die Ausfiihrungsform gemäß F- ig. 3 kann derart
abgewandelt werden. dull die Spindel axial nicht verschiebbar ist, wie es in Ii g. 1 gezeigt wird. Abwei
Lhi:nd von der Ausfuhrungsform gemäß Γ-'ig I sind
bei der Ausfiihrnngsform <<cniiiU i;ig. 4 die I.c-ssehwungniassen
17, 18 mittels eines lilektromotors .i!
anircibbar. Auch isl die Rutschkupplung der \.osseliwungmassen
17, IH mit del Spindel schaltbar :uisgeliihit.
so uiiiS dii l.osschwungmassen beliebig an die
Spindel ar;gjl\iipp: Il und von dieser abgekuppelt werden
können.
Hierzu I Blau /.eichnungin
Claims (1)
- Patentanspruch:Umformmaschine zum wahiweisen Pressen oder Schlagen, mit einem zum Antrieb eines Stößels dienenden Schwungrad-Spindelantrieb, der mit quer zur Bewegungsrichtung verlaufender Achse von Schwungrad und Spindel angeordnet ist und einen auf den Stößel wirkenden Keil betätigt, wobei ein Werkzeug zum Schlagen, vorgesehen ist, nach Patentanmeldung P 20 07 505.2-14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Schlagantrieb ein als Kolbenzylinder-Einrichtung (Jl) ausgebildeter hydraulischer Preßantrieb an der Spindel (8) oder dem Keil (5) angreift, wobei neben dem Werkzeug (23, 25) zum Schlagen ein Werkzeug (22, 24) zum Fressen vorgesehen ist.
Priority Applications (6)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LANGENSTEIN & SCHEMANN GMBH, 8630 COBURG, DE |
|
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |