DE2442801A1

DE2442801A1 - Hydraulische schlagpresse, insbesondere zum verformen duennwandiger gegenstaende

Info

Publication number: DE2442801A1
Application number: DE2442801A
Authority: DE
Inventors: Hiroshu Tominaga
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-03-25
Also published as: US3974675A

Description

Hydraulische Schlagpresse, insbesondere zum Verformen dünnwandiger Gegenstände.
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Schlagpresse zum Verformen, insbesondere von dünnwandigen Gegenständen, etwa aus Metall, durch einen augenblicklich wirkenden hohen hydraulischen Druckstoß.
Die neue Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, daß die Aufwärtskraft des Druckstoßes zum Verformen nur auf einen Deckel der Presse zur Einwirkung gebracht wird und die Maße des Deckels ausreichend groß gewählt ist, um die Aufwärtskraft des Druckstoßes durch eine kleine Aufwärtsbewegung aufzunehmen.
Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine Schlagpresse zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet, auch einem rauhen Betrieb gewachsen ist und die nicht die Mängel der bekannten Schlagpressen aufweist. Zufolge der neuen Ausbildung ist Jede Befestigung des Pressendeckels an dem Pressenkörper entbehrlich, und es entfallen die bei den bekannten Ausbildungen erforderlichen Befestigungskörper oder dergleichen für den Deckel. Demzufolge lassen sich auch die Werkstücke in schnellerer Folge auswechseln und der Pressenausstoß läßt sich steigern.
Erfindungsgemäß ist der Pressendeckel verschiebbar an dem Pressengehäuse und von diesem abziehbar geführt. Die Führung ist dabei zweckmäßig als Kolben-Zylinderführung ausgebildet. Die Ausbildung ist so getroffen, daß zwischen dem Deckel und dem Pressengehäuse eine mit Flüssigkeit gefüllte Druckkammer verbleibt. Die neue Pressenausbildung ist ferner so gewählt, daß der Raum zwischen den beweglichen Gliedern, die dem Pressendeckel benachbart sind und welcher durch den Druckstoß verringert wird, größer ist als der Raum, der sich auf der gegenseite ergibt, wenn nach dem Druckstoß diese unteren Teile nach oben bewegt werden. Durch diese Ausbildung wirkt sich der hydraulische Druckstoß beim Verformen nur auf den Pressendeckel aus. Gleichzeitig wird verhindert, daß die im unteren Bereich liegenden beweglichen Teile nach oben beeinflußt werden. Der Pressendeckel kann zufolge der neuen Ausbildung die nach oben gerichteten Druckstoßkomponente beim Verformen aufnehmen, wobei gleichzeitig eine leichte Verschiebung nach oben hin erfolgt.
Dabei hat der Pressendeckel zufolge seiner Größenbemessung die Möglichkeit, alle weiteren Druckstöße aufzunehmen. Um beim Zurückfallen des Deckels nach einem Druckstoß den sich dann einstellenden Rückstoß aufzunehmen, ist dem Dekkel noch ein Stoßdäm#pfer zugeordnet, der beim Zurückfallen das Deckelgewicht auffängt.
Verschiedene Ausführungsformen der neuen Schlagpresse sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schlagpresse herkömmlicher Bauart, von welcher die Erfindung ausgeht, Fig. 2 - 14 verschiedene '-;usführungsbeispiele der anmeldungsgemäßen Ausbildung, und zwar Fig. 2 einen Achsenschnitt einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 einen Achsenschnitt zu der Fig. 2 nach dem Verformen, Fig. 4 ein Druck-Weg-Diagramm, aus dem sich das Zusammenwirken des aufgewandten Druckes mit der Verformzeit ergibt, Fig. 5 einen Achsenschnitt einer abgewandtelten Ausführungsform, Fig. 6 einen Achsenschnitt zu der Fig. 5 nach dem Verformen, Fig. 7 einen Achsenschnitt durch eine weitere Ausführungsform, Fig. 8 einen Achsenschnitt zu der Fig. 7 während des Verformens, Fig. 9 einen Achsenschnitt zu der Fig. 7 am Ende des Verformens, Fig. 10 einen Achsenschnitt einer noch weiteren Ausführungsform, Fig. 11 einen Achsenschnitt durch eine nochmalige Abwandlung, Fig. 12 einen Achsenschnitt zu der Fig. II nach dem Verformen, Fig. 13 einen Achsenschnitt einer letzten Ausführungsforin und Fig. 14 einen Achsenschnitt zu der Fig. 13 nach dem Verformen.
Die an sich bekannte Schlagpresse nach der Fig. 1 zeigt einen kressenkörper 5 mit einem rohrförmigen Werkstück 1, das beiderseits durch Druckkörper 2, 3 abgestützt ist.
Die DrucE<örper 2, 3 haben die Form von in Achsrichtung durchbohrten Zylindern mit je einer äußeren Endschulter.
Der obere Druckkörper 2 ist in einem entsprechend abgesetzten Kolben 4 geführt, während der untere Druckkörper 3 seine Führung unmittelbar in dem Pressenkörper 5 findet.
Die beiden Druckkörper 2, 3 sind dabei aufeinander zu in Achsrichtung des Werkstücks 1 verschiebbar.
Der Pressenkörper 5 hat eine ihn längs durchsetzende Durchbohrung 6. Diese Durchbohrung 6 ist mit einem Druckmittel angefüllt und an eine nicht dargestellte Schlagpresse angeschlossen. Unter dem unteren Druckkörper 3 ist die Bohrung 6 auf einen größeren Durchmesser aufgeweitet, der in etwa dem Durchmesser des Bundringes des unteren Druckkörpers 3 entspricht. Der Druckkörper 3 setzt sich somit mit einer Randschulter auf diese Erweiterung der Bohrung 6. Etwas unterhalb des oberen Randes des Druckkörpers 3 nimmt der Pressenyörper 5 eine äußere Pressform 7 auf, die das Werkstück 1 umgibt und eine Aussparung 8 hat, nach welcher das Werkstück 1 verformt werden soll. Diese äußere Pressform 7 erstreckt sich über die ganze Höhe des Werkstücks 1 und überragt dieses noch beiderseits. Der Pressenkörper hat eine ihn achsgerecht durchsetzende und mehrfach abgesetzte Durchbohrung. Diese Durchbohrung entspricht im Anschluß an den unter dem Druckkörper 3 verbliebenen und mit Flüssigkeit gefüllten Raum dem Durchmesser des Bundringes, und zwar auf eine Höhe, die größer ist als die Höhe des Bundringes. Im Anschluß hieran entspricht die Durchbohrung dem Durchmesser des Druckkörpers 3. Sie ist dem auf den Durchmesser der äußeren Druckform 7 erweitert und behält diesen Durchmesser bis an das obere Ende des Pressenkörpers bei. Der Durchmesser des Kolbens 4 entspricht dabei demjenigen der äußeren Pressenform 7. Die äußere Pressenform 7 hat eine Querbohrung 9, die an die Außenluft angeschlossen ist. Zur Erleichterung des Einführens des zu verformenden Werkstücks 1 ist der Pressenkörper 5 und auch zweckmäßig die äußere Pressenform 7 in Achsrichtung ein-oder zweimal unterteilt. Durch diese Unterteilung kann der Pressenkörper zerlegt werden und das Werkstück 1 kann ohne weiteres eingesetzt werden.
Die Durchbohrung D1 des Kolbens 4 entspricht in die-sem Teil der Schulter des oberen Druckkörpers 2. In ihr ist eine von der Unterseite des Deckels 12 vorspringende Nase 10 geführt, die für einen dichten Abschluß der Durchbohrung 6 durch den Deckel 12 sorgt. Der Deckel 12 ist auf dem Pressengehäuse 5 durch Schraubbolzen gehalten.
Der Deckel 12 hat noch eine achsgerechte Durchbohrung 14, die im oberen Teil auf einen größeren Durchmesser erweitert ist. In der Erweiterung trägt die Durchbohrung 14 ein in Verbindung mit der Umluft stehendes Ventil 15. Dieses Ventil ist in sonst bekannter Weise durch ein Druckmittel gesteuert (nicht dargestellt).
Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Schlagpresse bekannter Bauart ist nachstehend erläutert. Das Werkstück 1 ist so in den Pressenkörper 5 eingesetzt, daß es beiderseits auf entsprechend abgesetzten Bundringen der Druckkörper 2,3 aufsitzt. Nach dem Einsetzen der Außenform 7 und des Kolbens 4 wird der Deckel 12 auf das Gehäuse 5 aufgesetzt und durch die Schraubbolzen 13 hieran verriegelt. Die Achsbohrung, 5 wird dann mit einem flüssigen Drucknittel aus der Zuleitung einer hydraulischen Schlagpresse gefüllt. Die dabei verdrängte Luft wird über die Bohrung 14 und das Ventil 15 abgesaugt. Nach völliger L#tfernung der Luft wird das Ventil 15 geschlossen.
Das eingeschlossene Flüs siKkeitsdruckrnittel 11 wird dann durch einen hydraulischen Druckstoßerzeuge r augenblicklich unter einen sehr hohen Druck gesetzt, wobei das lçTeStstück entsprechend der Aussparung 8 der Außenform 7 aus gewölbt wird. Bei dieser Verformen des TJerkst##cks 1 ergibt sich in der Regel eine Verringerung der Wandstärke, die u.U. zu einem Sprengen des T^rerkstücks 1 führen kann. Bei der Ausbildung der Schlagpresse nach der Anmeldung wird zwar das Werkstück auch ausgebaucht, doch ist es gleichzeitig von beiden Stirnflächen her durch die Druckkörper 2, 3 belastet. Das T:/erkstück 1 unterliegt somit gleichzeitig einem Stauchvorgan£~, durch den das Werkstück 1 auch in dem ausgebauchten Teil gedrückt wird und somit eine unerntinschte Verringerung der Wandstärke nicht eintreten kann. Bei der neuen Ausbildung behält das Werkstück 1 im wesentlichen die Ansgangswandstärke bei. Der das Werkstück 1 von beiden Seiten her belastende Flüssigkeitsdruck bewirkt das Verformen, doch werden nach der Erfindung die das Werkstück 1 radial und axial beaufschlagenden Kräfte ausgeglichen. Bei der bekannten Ausbildung nach der Fig. 1 ist das Werkstück 1 von unten her durch die Bohrung 6 durch den sehr hohen Flüssigkeitsdruck belastet, der als Druckstoß von einem Druckerzeuger geliefert wird. Dabei ist der obere Auslaß (Ventil) 15 während des Verformens geschlossen. Durch den hohen Flüssigkeitsdruck ist auch die Nase 10 an der Unterseite des Deckels 12 belastet. Durch diese hohe Druckbelastung der Nase 10 kann es zu einem Anheben der Nase aus dem Kolben 4 kommen. Der Deckel 4 wird dabei verformt und die Schraubbolzen 13 werden einer unzumutbaren Zugbeanspruchung unterworfen.
Es ist zu beachten, daß bei diesen Schlagpressen Flüssigkeitsdrücke bis zu etwa 1500 atü auftreten können. Bei einem Durchmesser der Nase 10 von etwa 80 mm ergibt dies eine Druckbelastung von et 75 t. Bei Berücksichtigung dieser hohen Belastungen ergibt sich eine unzumutbar starke Deckel- und Bolzenausbildung 13. Da diese Schraubbolzen 13 die ganze Belastung aufnehmen müssen, damit der Deckel 12 sicher auf dem Pressenkörper 5 gehalten ist, verlangen sie auch eine dem entsprechende Verankerung in dem Pressenkörper.
Im Vergleich zu den anderen Pressenteilen ist aber in der Regel der Deckel schwach ausgebildet und neigt daher leicht zum Verformen oder Verbiegen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Werkstück 1 etwa keilförmig gehalten ist, um das Einsetzen in die Schlagpresse und das Herausziehen aus dieser zu erleichtern. Eine zu schwache ausbildung des Deckels ist daher der hauptsächliche Mangel bei dieser bekannten =usbildung. Eine Verst'4M#ung des Deckelteiles macht aber den Gesantaufbau dieser Schlagpressen umständlicher, bedingt größere Abmessungen und erschwert somit die Handhabung. Der Arbeitsausstoß geht dem entsprechend zurück und die Handhabung dieser schweren Schlagpressen ist umständlicher.
Diese tlängel sind durch die in den Fig. 2 - 14 wiedergegebene neue Ausbildung einer Schlagpresse ausgeräumt. In den die neue Ausbildung wiedergebenden Fig. 12 - 14 sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie zu der Fig. 1 verwendet worden. So ist auch hier 1 das Werkstück 2 der untere Druckkörper 5 das Pressengehäuse 7 die Außenform 14 die Entlüftungsbohrung 3 der obere Druckkörper 4 der Kolben 6 die Druckinittelbohrung 8 die Aussparung der äußeren Form 11 das Druckmittel 15 das Absperrventil Nach der Fig. 2 ist das Pressengehäuse 5 im oberen Teil einer Gleitführung 16 abgesetzt, auf welche der túsgebildete Deckel 17 mit einem Bund geführt ist. Zwischen der Unterseite des Deckels 17 und der oberen Stirnfläche des Pressengehäuses 5 ist eine Kammer 20 belassen worden, die für den Betrieb der Presse mit dem Arbeitsdruckmittel gefüllt wird. Als eine der Komponenten, die der Oberseite der Kammer 20 gegenüberliegen, dient dabei auch die Oberseite des Kolbens 4, die dabei die nach unten gerichteten Druckkräfte aufnimmt. Der Kolben 4 hat keine einen nach oben gerichteten Pressdruck aufnehmende Fläche. Die senkrecht verlaufenden Innenfläche des Kolbens 4 sind senkrecht beansprucht. Da diese beiden Innenflächen zueinander versetzt sind, lesen sie auch keinen nach außen wirkenden Effekt aus. Die Oberseite des un- Druckkörpers 2 hat eine größere, den nach unten ge- n richteten Pressdruck aufnehmende Fläche gegenüber der den nach oben gerichteten Pressdruck aufnehmenden oberen Fläche Die ausbildung ist so getroffen, daß der die unteren Teile belastende Aufwärtspressdruck gegenüber der Druckbelastung der oberen Teile ausgeglichen ist.
Nach der Fig. 2 ist das Gewicht des Deckels 17 durch eine auf den Absatz der Deckelführung 16 aufgelegte Stoßauffangplatte 21 aufgefangen. Diese Stoßauffangplatte kann Öldruckstoßdämpfer ausgebildet sein.
Die Endform des Werkstücks ist in der Fig. 3 mit 22 bezeichnet.
Die Arbeitsweise der neuen Ausbildung ist nachstehend im einzelnen näher erläutert.
Nach dem Einlegen des Werk stücks in die Außenform 7 wird diese mit den aufgesetzten Druckstücken 2, 3 und dem Kolben 4 in das Pressengehäuse 5 eingesetzt. Dann wird auf das Pressengehäuse 5 der Pressendeckel 17 aufgeschoben.
Der von dem Werkstück 1 und der Bohrung 6 umschlossene Hohlraum einschließlich des durch die Karnmer-20 gebildeten Raumes wird dann mit dem Druckmittel gefüllt. Das Druckmittel füllt auch die Bohrung bis zu dem Auslaßventil 15. Nach völliger Füllung der vorgenannten Räume mit dem Druckmittel wird das Ventil 15 geschlossen.
Wenn das flüssige Druckmittel plötzlich unter hohen Druck gesetzt wird, werden der obere und der untere Druckkörper 2, 3 einer nach oben bzw. nach unten gerichteten Kraft ausgesetzt, wobei das Werkstück 1 einer Druckbelastung unterworfen ist, durch die es ausgestaucht wird und schließlich die Form 22 nach der Fig. 3 einnimmt. Die beiden einander entgegengesetzt gerichteten Kräfte sind dabei in etwa ausgeglichen. Die senkrechten Innenflächen des Kolbens 4 erfahren hierbei eine Druckbelastung Die Stirnfläche des Kolbens 4 ist dabei durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer 20 belastet. Die die senkrechten Innenflächen des Kolbens 4 belastende horizontale Kraft ist in jeder Richtung ausgeglichen, und die die Oberseite belastende, senkrecht gerichtete Kraft wirkt immer nach unten. Da der Kolben 4 nur die vorgenannten, einer Druckbelastung unterliegenden Flächen hat, ist er auch auf der Außenform 7 gehalten, wobei gleichzeitig deren Aufwärtsbewegung verhütet ist. Die Deckelunterseite 18 ist durch den Flüssigkeitsdruck belastet. Dieser ist dabei bestrebt, den Deckel anzuheben. Da jedoch der Pressendeckel ausreichend schwer bemessen ist, widersteht er jedem Anheben. Auch die kurze Dauer des hohen Pressdrucks reicht nicht aus, um den Pressendeckel entgegen seinem Gewicht anzuheben. Der hohe Pressdruck wirkt auf den Deckel nur für etwa 4/1000 sec. ein. Diese kurze Zeitspanne reicht allenfalls aus, um den Deckel 17 einige Millimeter anzuheben. Die auf den Deckel 17 hierbei einwirkende Kraft beträgt nur einige 10 k!T!#. ach den Anheben geht der Deckel unter seinen Eigengewicht in die Austgangslage auf auf dem Pressengehäuse 5 zurtick, wobei der Aufprall durch den Stoßdämpfer 21 aufgefangen wird.
Die Arbeitsweise der neuen Ausbildung und der damit erreichte Erfolg ist nachstehend .iï einzelnen naher erläutert.
1. Der Kolben 4 liegt ständig unter seinem Eigengewicht und wegen der Belastung durch den Arbeitsdruck auf der außenform 7 auf, so dar' diese stets zu der1 Werkstück 1 ausgerichtet bleibt und das Werkstück genau verformt wird.
2. Der Pressendeckel 17 nimmt zufolge seines großen Gewichts auch den beim Verformen auf ihn einwirkenden hohen Arbeitsdruck auf, wobei er gegenüber dem Pressenkörper 5 nur im Augenblick des Verformens leicht angehoben wird. Zufolge dieser Ausbildung ist es auch nicht notwendig, den Deckel durch Schraubbolzen 13 oder dergleichen Mittel an dem Pressengehäuse 5 zu befestigen.
Die Mängel, die sich durch die geringe Festigkeit des Deckels bei der bekannten Ausbildung ergeben, entfallen somit.
3. Der ~toßdtämpfer 21 vermindert den Aufprall des Deckels 17 auf das Pressengehäuse 5, wenn dieser nach dem kurzzeitigen Anheben auf das Pressengehäuse 5 zurückfällt.
Dieser Aufprall ereignet sich erst nach Beendigung des Verformvorganges, so daß die bei dem Aufprall etwa eintretende Erschütterung auf die Genauigkeit des Verformens keinen Einfluß mehr hat.
4. Die Dauer der Einwirkung des hohen hydraulischen Pressdrucks ist, wie bereits ausgeführt, sehr kurz. Es entfallen daher auch besondere und waständliche Vorrichtungen, um das Druckmittel gegenüber den Druckstücken 2 und 4 abgedichtet zu führen. Es ergibt sich somit eine weitere Vereinfachung bei der neuen Ausbildung, und bisher konnte auch kein Verlust an Druckmittel beim Arbeiten mit der neuen Presse beobachtet werden.
5. Im Ganzen gesehen benötigt die neue Pressenausbildung keine irgendwie ausgebildeten Verankerungs- und Verriegelungsmaßnahmen. Es treten während des Arbeitsganges nur geringe nach oben und unten gerichtete Bewegungen ein. Die neue Pressenausbildung gibt die Möglichkeit, die Arbeitsvorgänge in einer schnelleren Zeitfolge durc Fuhren, da der Deckel nur ganz geringfügig nach oben und unten unter der Einwirkung des hydraulischen Druckstoßes bewegt wird. Die neue Pressenausbildung ist somit wirksamer und arbeitsergiebiger als die bisher bekannten Ausbildungen dieser Schlagpressen.
6. Die neue chlapresse ist außerordentlich einfach, widerstandsfähig und läßt sich leicht handhaben.
Eine weitere Ausführung einer Presse nach der Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 5 und 6 erläutert.
Auch in den Fig. 5 und 6 sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 benutzt worden, nämlich 1 für das Werkstück 3 für den unteren Druckkörper 5 für den Pressenkörper 7 für die Außenform 9 für die Querbohrung 14 Durchbohrung für den Luftauslaß 2 für den oberen Druckkörper 4 für den Kolben 6 Bohrung für das Druckmittel 8 Aussparung der Außenform 11 für das Druckmittel 15 Luftauslaßventil.
Nach den Fig. 5 und 6 ist der Pressenkörper 5 am oberen Ende von einem Außenrahmen 23 umgeben. Dieser Außenrahmen 23 hat eine Zylinderbohrung 24, deren Durchmesser auch dem Außenumfang der Außenform 7 und dem Außenumfang des Kolbens 4 entspricht. Im oberen Bereich ist der Außenrahmen 23 nach innen eingezogen und legt sich mit der Unterseite auf den Kolben 4 auf. Im Anschluß an den Kolben 4 hat der Außenrahmen 23 eine die Wand des Kolbens 4 übergreifende Nase mit einem Durchmesser D1. Die obere Stirnfläche des Rahmens 23 hat einen Durchmesser D2, welcher größer ist als der Durchmesser D1. Unter der Nase mit dem Durchmesser D1 befindet sich der obere Druckkörper 2.
Die beiden übereinanderliegenden Nasen 26 und 25 sind durch eine Achsbohrung 27 des Rahmens 23 untereinander verbunden.
Den oberen Abschluß bildet der Pressendeckel 17, der in der Regel einige Tonnen wiegt. Der Deckel 17 ist mit einer von seiner Unterfläche 28 vorgezogenen Gleitführung an der Nase 26 geführt. Die Höhe dieser Führung beträgt mehrere 10 Millimeter. Den Deckel 17 durchsetzt eine Achsbohrung 14, die durch das Ventil 15, wie vorbeschrieben, verschließbar ist. Auf der durch die Führung 16 des Rahmens 23 geschaffenen Schulter des Rahmens 23 liegt eine Stoßdämpferplatte 21, die aus einem nachgiebigen stoff, beispielsweise Gummi bestehen kann. Sie kann aber auch wie ein üblicher Öldruckstoßdämpfer ausgebildet sein. Der Verformzustand 22 des Tçerkstücks 1 ergibt sich aus der Fig. 6.
Mit dem Unterdrucksetzen des flüssigen Druckmittels wird auch die Kammer 20, deren oberer Rand durch die Unterseite 18 des Deckels 17 und dessen unterer Rand durch die Oberseite 19 des Druckkörpers 2 ebenfalls unter den hohen Flüssigkeitsdruck gesetzt. Dabei wird gleichzeitig die Nase 26 durch den gleichen hydraulischen Pressdruck nach unten bewegt. Da aber D2 größer ist als D1, bewegt sich auch der Außenrahmen 23 unter seiner Schwerkraft nach unten. Demzufolge wird die Außenform 7 durch die nach unten gerichtete Kraft nicht zur Seite bewegt und die Außenform 7 wird auch nach unten verschoben.
Da sich dabei die zylindrische oder konische Zylinderbohrung 24 des Pußenrahmens 23 fest gegen die Außenform 7 legt, ist die Außenform 7 im Augenblick des Verformens durch eine große Kraft fest und damit ausgerichtet gehalten. Zur gleichen Zeit behält auch die Aussparung 8 der Außenform 7 ihre ci' ausgerichtete Lage bei, so daß auch das Endprodukt 22 genau verformt wird.
Die Arbeitsweise des Deckels 17 entspricht dabei derjenigen, wie sie zu den Fig. 2 und 3 erläutert worden ist. Die zuletzt beschriebene Ausbildung hat neben den zu dem ersten Ausführungsbeispiel genannten Vorteilen noch folgende Vorzüge.
1. Der Kolben 4 wird durch den Außenrahmen 23 nach unten gedrückt. Dabei wird die Außenform 7 ebenfalls stark gepreßt und dabei festgehalten, so daß, selbst wenn irgend welche Zwischenräume zwischen den miteinander arbeitenden Teilen vorhanden sein sollten, ein genaues Verformen gewährleistet ist.
2. Da der Außenrahmen 23 mit dem Deckel 17 abnehmbar ist, wobei die Außenform freigegeben wird, kann die Außenform 7 leicht abgenommen werden und das verformte Werkstück ist schnell freigelegt.
3. Der Außenrahmen 23 kann eine konisch verlaufende Ausdrehung haben, so daß auf der Außenform 7 während des Arbeitsvorganges ein Keildruck ausgeübt werden kann.
Bei dieser Ausbildung genügt ein geringes Verschieben der beiden Teile 23 und 7 in Achsrichtung gegeneinander, um diese beiden Teile schnell voneinander zu lösen.
4. Die Form der Außenform 7 richtet sich nach der Art des zu verformenden Werkstücks 1 und auch der Augenrahmen 23 kann hinsichtlich des Werkstoffes dem angepaßt werden. Solange der Durchmesser D2 beibehalten wird, kann der Deckel 17 allen vorkommenden Arbeitabedingungen zmgepaßt werden, so daß also die Zahl, die Form und die Lagerhaltung verringert werden kann. Der Durchmesser D2 wird dabei so klein wie möglich gehalten, so daß also das Gewicht des Deckels dementsprechend verringert werden kann.
Dieses Ausführungsbeispiel ist nachstehend anhand eines Berechnungsbeispiels näher erlkiutert. In dem Berechntrngsbeispiel ist von einem höchsten hydraulischen Druck von 2 1500 kg/cm , einem Durchmesser Dn = 8 cm und einem Durchmesser D1 = 6 cm ausgegangen. Das Gewicht des Deckels ist mit 5 t angesetzt und die Dauer des haydraulischen Pressdrucks ist mit 0,004 sec angenommen (Fig. 4). Unter diesen Voraussetzungen ist die den Außenrahmen nach oben beeinflussende Kraft 1500 x # . D1 = 28300 kg, die ihn nach unten belastende Kraft 1500 x . D22 = 753oo kg.
Die den Außenrahmen 23 nach unten beeinflussende Kraft beträgt somit noch 47000 kg (75300 - 28300 kg).
Die dabei den Deckel 17 nach oben beeinflussende Kraft ist # 2 1500 x ~ D2 = 75300 kg.
Wenn man die mittlere, nach oben wirkende Kraft während eines Zeitraumes von 0,004 sec mit 75300/2 = 37650 kg einsetzt und die Beschleunigung unter der Schwerkraft mit g annimmt, dann ist 5t Beschleunigung = 37650 und die mittlere, den Deckel nach oben beschleunigende Kraft ist 7,4 g. Deshalb betrugt die Bewegung des Deckels während der Zeitspanne von 0,004 sec 2 x 7,4 g x 0,0042=. 0.06 cm (g=980 cm/sec.2 2 7,4 2 O, ) Die Schwerkraft ist hierbei mit 980 cm/sec eingesetzt.
Somit beträgt die ganze Hubbewegung des Deckels nur etwa 0,6 mm. Dabei beträgt die Aufwärtsgeschwindigkeit des Dekkels die mittlere BeschleuniguW x Zeit = 7,4 g x 0.004 = 28 cm/sec.
Die Energie zum Anheben des Deckels ist dann 282 = 0.41 cm 2g = 4.1 mm. Dabei beträgt der ganze Anhubweg des Deckels o.6 + 4.1 = 4.7 mm.
Damit liegt also mit anderen Worten die ganze Hubbewegung des Deckels unter 5 mm. Beim Zuriickfallen des Deckels treten auch keine Vibrationen auf, wenn der Stoßdämpfer für den Deckel eine geringe Energie von etwa 24 kg aufnehmen kann. (5000 x 4.7) Geht man von einem Deckelgewicht von etwa 3 t aus, dann ergibt sich für eine Belastungsdauer von 0,004 sec eine Bewegung von 1 mm ein Gesamthub von 13.4 mm Der Stoßdämpfer muß dabei 40 kg aufnehmen können.
Diese Ausführungen zeigen eindeutig, daß auch ein Deckelgewicht von etwa 3 t zu brauchbaren Ergebnissen führt.
Die Fig. 7 - 9 geben ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Stoßpresse nach der Erfindung wieder.
Bei dieser Qusffihrungsform sind Druckkörper mit einer Doppelwirkung verwendet. Auch hier bezeichnen gleiche Bezugszeichen 1 - 22 , wie sie zu den Fig. 2 und 3 verwendet worden sind, Bezugszeichen, die denen nach der Fig. 2 und 3 in der Ausführung und in der lrirkungsweise entsprechen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Druckkolben beiderseits belastet, die Verforinstellung des Werkstücks ist vorbestimmt und die ersten und zweiten Druckkörper sind von den Seiten her druckbelastet, um das Verformen zu begünstigen.
In diesen Fig. 7 - 9 ist ein starker oberer Druckkolben 29 vorgesehen, der verschiebbar zwischen dem oberen Druckkörper 2 und dem Kolben 4 aufgenommen ist. Dem unteren Druckkörper 3 ist ein ihn umgebender Druckkolben 30 zugeordnet. Der durch die Bohrung 6 auf das Pressengehäuse 5 übertragene Druckstoß belastet die Seitenflächen der Körper 2, 3, 29 und 50, wobei die beiden oberen Körper 2 und 29 die obere stirnfläche des Werkstücks 1 und die beiden unteren Körper 3 und 30 die untere Stirnfläche des Werkstücks 1 belasten. Wenn beim Arbeitsgang dieser Teile die in der Fig. 8 wiedergegeblene Zwischenlage erreicht ist, in welcher der Druckkörper 2 zu dem Druckkolben 29 die mit 11 angegebene Lage einnimmt, wird der Kolben 29 angehalten, da er auf dem Kolben 4 aufsitzt. Juch der Körper 30 kommt zur Ruhe, weil er unter der Außenform 7 an dieser anliegt. In dieser Stellung der Teile ist das Werkstück noch nicht völlig verformt (Fig. 8). Der obere Druckkörper 2 und der untere Druckkörper 3 können jedoch den Niedergang noch um die Wegstrecke 12 fortsetzen. Aus der Grundstellung 1 können die Druckkörper 2 und 3, die äußeren Kolben 29, 30 um die Strecke 11 und aus dieser um die Strecke 11 in die Endstellung um eine Strecke 0 verschoben werden. Beim Übergang von der Stellung 11 in die Endstellung O erfährt das Werkstück 1 die restliche Verformung und gelangt dann zur dichten Anlage an der Ausbauchung der Außenform 7.
7;Shrend des Arbeitsganges unterliegen alle Flächen der oberen Druckkammer 20 dem hohen Pressdruck, wobei der die Oberkante des Kolbens 29 belastende Druck im wesentlichen durch den das Druckstück 2 belastenden und nach unten gerichteten Druck ausgeglichen ist. Der Kolben 4 unterliegt nur an seiner Oberseite einem nach unten gerichteten Pressdruck. Er hält die Außenform 7 in der Grundstellung und verhütet deren Aufschwimmen. Der Pressendeckel 17 ist durch den die Kammer 20 belastenden Pressdruck nach oben beeinflußt. Zufolge seiner großen Bemessungen wird er jedoch nur geringfügig angehoben und fällt dann auf den Stoßd#mpfer 21.
Diese dritte Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Schlagpresse hat gegenüber den zu der Ausbildung nach den Fig.
und D genannten ilerkinalen noch folgende Vorteile.
Da auf jeder Seite des Werkstücks 1 zwei Druckkörper 2, 4, 29 bzw. ), 30 vorgesehen sind, ist das Werkstück 1 mit Beginn des Arbeitsganges einem Seitendruck ausgesetzt, durch den der das Werkstück 1 belastende Außendruck verstärkt wird, wobei dann im letzten Teil des Arbeitsganges ein eringerer zusätzlicher Druck noch hinzukommt, durch den die Verformung vollendet wird.
1. Da der Seitenpressdruck einregelbar ist, wird gleich zu Beginn des Arbeitsganges Material des Werkstücks 1 in die außenform 7 gedrückt. Das Ausbauchen erfolgt hauptsächlich im ersten Teil des Arbeitsganges, während ein Ausbauchen erst am Ende des Arbeitsganges vermieden ist. Diese Verlagerung der Ausbauchung in den ersten Teil des Arbeitsganges wirkt einer Verringerung der Wandstärke des Werkstücks entgegen.
2. Das Ausbauchen erfolgt in einem weichen Arbeitsgang, wodurch ebenfalls die Einhaltung der wandstärke des Werkstücks auch im Endprodukt gewährleistet ist.
3. Das Verlagern von ~;erkstoff in die Ausbauchungen erfolgt zu de:-l verlangten Zeitpunkt und es wird eine Verringerung in der Stärke vermieden.
4. Diese Arbeitsweise ermöglicht tiefere Ausbauchungen.
5. Da der euf die Seiten wirkende Pressdruck beim Verforren gere#;elt werden kann, kann jede Buckel- und Faltenbildung unterbunden werden.
6. Die Regelunng des Seitendruck-s kann in einfacher Weise be#rirkt werden, ohne dc?5 zusätzliche Kosten für deren Handhabung und die Fertigung entstehen. Gleichzeitig bleibt die leichte Zugänglichkeit der außenform und des Werkstücks gewährleistet.
7. Das Verformen kann auch mit nur einen an einen Pressenende wirkenden Kolben erfolgen, und es istnicht notwendig, Kolbeneinheiten an beiden Pressenseiten vorzusehen.
Die Fig. 10 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schlagpresse nach der Anmeldung wieder. Hier ist die Doppelkolbenanordnung nach den Fig. 5 und 6 in die ausführung eingearbeitet. Diese Ausbildung nach der Fig. 10 vereinigt in sich die Vorzüge einer Schlagpresse nach den Fig. 5 und 6 mit einer Schlagpresse nach den Fig. 7 - 9.
Das in den Fig. 11 und 12 wiedergegebene fünfte Ausführungsbeispiel einer Schlagpresse nach der Anmeldung arbeitet ohne Außenform 7, die hier durch nach einer Schraubenform verlaufende Ringe ersetzt ist. Diese Ringe bewirken das Verformen. Sie werden während des Verformvorganges in Achsrichtung dicht aneinanderliegend verschoben und erleichtern durch Innendruck das Verformen. Auch diese Ausführungsform ver#endet Druckkolben, ciie seitlich belastet sind, wobei der Seitendruck einregelbar ist.
In der jetzt vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der obere und der untere Druckkörper 2, 3 unmittelbar axial verschiebbar Illit den Pressengehäuse 5 geführt und zwischen ihnen sind konzentrisch ineinander geführte und je nach einer Schraubegang verlaufende Ringe axial verschiebbar unter gebracht. Die obere und die untere Flüssigkeitsdruckkammer 20 bzw. ,7 sind n die Achsbohrung õ durch Verbindungsbohrungen 34, 35 angeschlossen.
Die weiterhin vorgesehenen Verbindungsbohrungen 36 und 37 sind in der Grundstellung verschlossen, werden jedoch während des Verformens freigegeben, sobald die beiden Druck körper 2, 3 eine bestimmte gegenseitige Stellung zueinander erreicht haben. ie beiden Schraubenganggringfedern 31, 32 haben in de! Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt.
Die können rechts- oder linkgsgäangig ausgebildet sein, wie sie auch nach einem Flachnewinde verlaufen können oder sonst eine beliebige Gewinde steigung haben können. In der Grund stellung ist zwischen den beiden Schraubengangfedern 31, 32 ein gewisser Spielraum belassen, der aber während des Verformvorganges verschwindet. In der Verformendstellung liegen diese beiden Schraubengangfedern 31, Dz dicht aneinander. Der lichte Durchgang der Schraubengangfeder 32 entspricht dem @ußendurchmesser des zu verformenden Werkstücks 1 und der lichte Durchgang der Schraubengangfeder 31 entspricht der herzustellenden Ausbauchung. Auch können erforderlichenfalls die beiden Schraubengangfedern jeweils mit einem Ende an dem Zylindergehäuse 5 verankert sein. Die übrigen und hiervor nicht besonders erwähnten Teile der neuen Schlagpresse sind hinsichtlich der Ausbildung und ihrer Wirkungsweise gleich mit den die gleichen Bezugszeichen aufweisenden Teile der früher genannten Ausbührungsbeispiele.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel der mit den Schraubengangfedern versehenen Ausbildung arbeitet wie nachstehend beschrieben.
Es werden zuerst die beiden Federkörper 31, 32 in den Pressenkörper 5 eingesetzt, während der Deckel 17 noch abgenommen ist. Das Einführen der Federringe in den Pressenkörper 5 erfolgt auch bei abgenommenen Druckstücken 2, 3. Nach dem Einsetzen des Werkstücks 1 werden der obere Druckkörper 2 und der Deckel 17 eingeschoben. Es wird dann der untere Druckkörper 3 eingesetzt. In dieser Grundstellung sind die beiden S'chraubengangfedern 31, 32 leicht gespreizt.
Es werden dann bei geöffnetem Auslaßventil 15 sämtliche Hohlräume innerhalb des Pressengehäuses 5 mit Druckmittel gefüllt, wobei die Füllung aus einer Wasserleitung erfolgen kann- Nach vollständiger Füllung wird das Auslaßventil 15 geschlossen.
Das von dem Pressenkörper 5 aufgenommene Druckmittel wird dann durch einen Druckstoß unter hohen Druck gesetzt, wobei das Werkstück 1 unter diesem Druckstoß ausgewölbt wird. Mit Beginn des Druckstoßes werden die beiden oberen und unteren Druckkörper 2 und 3 gegeneinander hin beschleunigt. Dabei werden gleichzeitig auch die beiden Schraubengangfedern 31, 32 in eine Presslage zueinander verbracht und das Werkstück 1 wird ausgebaucht. Das Ausbauchen des Werkstücks 1 erfolgt über die ganze Länge mit einem gleichmäßigen Pressdruck Mber die ganze Länge der Schraubengangfedern 31, 32. Dabei wird das Werkstück 1 entsprechend dem Schraubengang der Federringe 31, 32 nach einem Schraubengang verformt. Mit dem Übergang in diese Arbeitsstellung sind auch die beiden Durchbohrungen 36, 37 freigegeben worden, so daß die Schraubengangfedern 31, 32 unter erhöhtem Pressdruck in der Presslage gehalten sind.
Es wird nunmehr der Pressendeckel 17 ebgeno£maen und auch der obere Druckkörper 2 wird abgezogen. Schließlich wird das verformte Werkstück 1 freigelegt, indem die beiden Schraubengangfederringe 31, 32 von ihm abgeschraubt werden. Das verformte Werkstück hat eine genau der Zahl der Schraubengänge entsprechende Anzahl von Windungen und entspricht auch sonst genau der durch die beiden Federringe mit deren Presslage bestimmten Form.
Die vorbeschriebene Ausführung bietet folgende Vorteile.
1. Der hydraulische Innenpressdruck erleichtert das Verformen des Werkstücks 1. Durch ihn werden auch mit dem Verformen die beiden Schraubengangringfedern 31, 32 in die genaue Verforinstellung gebracht und es ergibt sich ein genauer Schraubengang aus dem zylindrischen Werkstück 1.
2. Die neue Ausbildung führt zu einer Verminderung der Fertigungskosten und der FertiUungszeiten, da keine Drehbanlr zum Gewindeschneiden erforderlich ist und das Verformen in wesentlich geringeren Zeiten erfolgt.
3. Durch entsprechende Formgebung der Schraubengangringfedern 31, 32 lassen sich sowohl rechtsgängige als auch linksgängige Gewinde fertigen, wobei die Steigung und die sonstige Form beliebig gewählt werden können.
4. Da mit dem Verformen auch eine Oberflächenhärtung eintritt, lassen sich leichte Schrauben mit großer Oberflächenhärte fertigen.
5. Man kann dabei auch mit nur einem von einer Seite her wirkenden Druckkörper arbeiten.
Die Fig. 13 und 14 geben eine letzte Ausführungsform einer Schlagpresse nach der Anmeldung wieder, und zwar die Anwendung der in der Iig. 7 - 9 wiedergegebenen Ausführungsform auf eine mit Doppeldruckkörpern arbeitenden Schlagpresse nach den Fig. 11 und 12.
Der Pressendeckel ist auf den Pressenkörper verschiebbar geführt und schließt zwischen sich und dem oberen Druckkörper eine obere Druckinittelkammer ein, die sich zwischen der Unterseite des Deckels und der Oberseite des oberen Druckkörpers erstreckt.
Auch hier ist die SchlagPresse so ausgebildet, daß der Druck, der die Druckkammer belastet, hinsichtlich des Teiles, der nach unten gerichtet ist, größer ist als der Teil, welcher nach oben gerichtet ist, während der Pressendeckel nur einen nach oben gerichteten Druck aufnimmt. Während des Verformens ist somit nnr der Deckel einer nach oben gerichteten Druckbeaiis#ruchung unterworfen, während alle anderen Teile durch die nach unten gerichteten Druckkomponente nach unten festgehalten sind und sich nicht nach oben bewegen können.
Da ferner der Deckel hinsihtlich seines Gewichtes so groß bemessen ist, daß er die nach aufwnrts gerichteten Druckkomponente aufnehmen kann, bleibt auch der Deckel, abgesehen von einer geringen Verschiebebewegung, auf dem Pressengehäuse aufliegen. Der beim Zurückfallen des Deckels auf den Pressenkörper auftreffende Stoß wird durch den Stoßdämpfer aufgefangen, der so bemessen ist, daß er den Stoß vollständig aufnehmen kann.
Die in dem letzten Ausführungsbeispiel wiedergegebene Ausbildung hat folgende Vorteile.
1. Auch unter dem hydraulischen Pressdruck ist der Deckel durch sein Eigengewicht ohne Anherbolzen auf dem Pressengehäuse gehalten. Er ist somit gegenüber der Außenform ausgerichtet, so daß also das Verformen mit großer Genauigkeit erfolgt.
2. Der schwere Pressendeckel 17 verbleibt auch beim Verformen auf dem Pressengehäuse liegen und wird lediglich beim Verformen leicht angehoben. Zufolge dieser Ausbildung bleibt der Pressendeckel ohne jede Verankerung oder dergleichen auf dem 'ressengehäuse sitzen, so daß auf der Verwendung von Ankerbolzen beruhende Eiljngel nicht auftreten können.
3. Der 'toßdäm-oler 21 fängt den Aufprall des Pressendeckels nach dem Anheben während des Verformens auf und bringt den Pressendeckel in die Ausgangsstellung abgedämpft auf der Presse zurtick. Dieses Auffangen des Pressendeckels erfolgt erst, nachdem der Verforingang beendet ist, so daß also hierdurch die Genauigkeit der Verformung nicht beeinträchtigt werden kann.
4. Da die Einwirkung des Verfoniidrucks nur sehr kurz ist, kann auch in dieser kurzen Zeit keine Undichtigkeit durch Leckflüssigkeit eintreten und der obere Druckkörper 2 wird in seiner Arbeitsweise nicht beeinträchtigt. Die neue Ausbildung erspart somit besondere und umständliche Einrichtungen, u die ganze Einrichtung druckdicht zu halten.
5. Im Ganzen betrachtet werden für die neue Pressenausbildung keine irgendwie ausgebildeten Verankerungs- und Befestigungsglieder benötigt und die Presse wird dabei nur nach oben und nach unten beansprucht. Es ist auch möglich, den Druckerzeuger nur auf den Pressendeckel 17 einwirken zu lassen. Die neue Pressenausbildung läßt eine kurzfristige Wiederholung des Arbeitsganges zu. Demzufolge führt die neue Pressenausbildung auch zu einer Steigerung der Arbeitsleistung. Sie ist infolge dessen im Vergleich zu bekannten Pressenausbildungen vorteilhafter.
6. Die neue Schlagpresse ist einfacher im Aufbau. Sie ist robust und leicht zu bedienen. Somit ergeben sich für die neue Ausbildung einer Schlagpresse sehr erhebliche konstruktive und praktische Vorteile.

Claims

Patentansprüche:

U Hydraulische Schlagpresse zum Verformen dünnwandiger hohler Werkstücke mit zwei das Werkstück beiderseits an den Stirnenden belastenden Druckkörpern, einer den Pressenkörper in Achsrichtung durchsetzenden Bohrung mit die beiden Druckkörper an den Aussenstirnflächen belastenden Druckkammern und einem das Pressengehäuse abschliessenden, aufgesetzten Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Druckkammer (20) auch die obere Stirnfläche des Pressenkörpers (5, 23) übergreift, so dass diese mit dem Pressdruck belastet ist und der Pressendeckel (17) nur mit einer Gleitführung (16) auf dem Pressengehäuse (5, 23) verschiebbar aufsitzt und der Pressendeckel (17) auf Grund seiner Masse auch unter dem Arbeitsdruck im wesentlichen in der Grundstellung zu dem Pressengehäuse (5, 23) gehalten ist.

20 Schlagpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pressendeckel (17) an dem Pressengehäuse (5, 23) eine durch einen Stossdämpfer (21) abgedeckte Aufsitzfläche zugeordnet ist.

30 Schlagpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der obere als auch der untere Druckkörper (2, 3) von Je einem Kolben (4, 30) umgeben sind, diese beiden Kolben (4, 3o) in der Schlussphase des Arbeitsganges eine relative Bewegung zwischen den Druckkörpern (2, 3) und sich und damit eine Differenzierung des Pressdrucks zulassen.

4o Schlagpresse nach Anspruch 1 - 3 mit einer das Werkstück umgebenden, die Art der Verformung bestimmenden Aussenform, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenform (7) von zwei in der Grundstellung mit Spiel ineinandergeführten Gewinderingen (31, 32) gebildet ist, diese unter dem Pressdruck zu einer Schliesslage dicht aneinanderlegbar sind und ihre dem Werkstück (1) zugekehrten Stirnflächen entsprechend der zu bewirkenden Verformung des Werkstücks (i) ausgebildet sind.

5. Schlagpresse nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressenkörper (5, 23) hinsichtlich der die Aussenform (7) und das Werkstück (1) aufnehmenden Aussparung konisch ausgebildet ist.