DE2834697C2 - Hydraulische Spindelpresse zum Gesenkschmieden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betritt eine hydraulische Spindelpresse zum Gesenkschmieuen mit zweiseitiger Druckwirkung auf einen Rohling, auf deren Gestell Halbgesenkformen tragende Stößel und Stauchstempel tragende Stößel gegeneinander hin- und herbewegbar angeordnet sind und die Bewegung derselben von einem getrennten Antrieb je Stößel erzeugt wird, während die die Stauchstempel tragenden Stößel miteinander durch einen Synchronisationsmechanismus verbunden sir.4 und ihr Antrieb von hydraulischen Kraftzylindern, die mit ihren beweglichen Teilen mit diesen Stößeln über Spindeln gekoppelt sind, erreicht wird, wobei die Spindeln über ein Gewinde mit auf dem Gestell drehbar eingebauten Schwungrädern zusammenwirken.

Im Gegensatz zu hydraulischen Spindelpressen, die lediglich eine einseitige Druckwirkung auf den Rohling ausüben, haben Spindelpressen der eingangs genannten Art den Vorteil, daß sie sich auch zur Herstellung hochwertiger Schmiedestücke eignen. So wird durch die zweiseitige Druckwirkung, d. h. durch das Einwirken auf dem Rohling von zwei Seiten eine symmetrische plastische Formänderung erzielt, durch die eine Einengung des Metallflusses, wie sie bei einseitiger Umformung auftritt, nicht nachweisbar ist.

Bei hydraulischen Spindelpressen der eingangs beschriebenen Art (vgl. SU-Urheberschein 2 94411)60 sind die Spindeln mit den die Stauchstempel tragenden Stößeln starr verbunden. Dies führt dazu, daß die infolge des Zusammenwirkens der Spindeln mit den Schwungrädern unvermeidlichen Reaktionsdrehmomente auf die Stößel und die Stauchstempel übertragen werden. Dies führt zu einem erhöhten Verschleiß der Führungen und beeinträchtigt die Richtgenauigkeit der Stößel, wodurch die Maßgenauigkeit der fertigen Schmiedestücke ^ ^ herabgesetzt wird. Die hohe Beanspruchung der ΐ.0 Ipbrääge1|wie<Ierjjm vermindeffclie Betriebssicherheit

unddieLebensäauer der beweglichen Pressenteile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ''ist es, eine hydraulische Spindelpresse der eingäijjgs)&esi§hriebenen Art derart weiterzubilden, daß zur, Vermeidung der oben geschilderten Nachteile der* Verschleiß der Führungen herabgesetzt und die Richtgenauigkeit der Stößel erhöht wird. . - ·>. .- ·

' 'Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spindeln mit dem einen Ende mit' den die Stauchstempel tragenden Stößel gelenkig und mit dem anderen Ende mit dem relativ zum Gestell bewegbaren Teil der hydraulischen Kraftzylinder starr verbunden sind.

. Durch die gelenkige Verbindung der Spindeln mit dea die Stauchstempel tragenden Stößeln werden die zwangsläufig beim Preßvorgang infolge des Zusammenwirkens der Spindeln mit den Schwungrädern auftretenden Reaktionsdrehmomente nicht auf die Stößel und die mit diesen verbundenen Stauchstempel übertragen. Die Stößel unterliegen daher wegen der geringeren Belastung zwangsläufig einem erheblich geringeren Verschleiß, wodurch die Betriebssicherheit und die Lebensdauer erhöht wird. Auch wird aufgrund der geringeren Belastung die Richtungsgenauigkeit der Stößel nicht beeinträchtigt, wodurch sich die Maßgenauigkeit der Schmiedestücke erhöht

Zwar ist es bereits bekannt (vgl. DE-OS 23 45 528) bei einem hydraulischen horizontalen Schmiedeautomat dessen Kolbenstingen über Kugelpfannen gelenkig an den Werkzeugträgern anzukoppeln. Diese Maßnahme dient jedoch lediglich dazu eine von der doppelten Lagerung der Kolbenstangen unabhängige Lagerung der Werkzeugträger zur Vermeidung einer statischen Überbestimmung herzustellen. Reaktionsdrehmomente, wie sie bei mit Spindeln und Schwungrädern arbeitenden hydraulischen Spindelpressen der gattungsgemäßen Art bewältigt werden müssen, treten bei derartigen Schmiedeautomaten nicht auf.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es zweckmäßig, daß der hydraulische Zylinder zur Bewegung der die Stauchstempel tragenden Stößel als Tauchkolbenzylinder ausgeführt ist und dessen Tauchkolben mit dem Gestell starr verbunden und dessen Zylinder auf dem Gestell in Führungen bewegbar ist. Eine derartige Anordnung erbringt nicht nur eine Erhöhung der Betriebssicherheit, sondern ermöglicht auch eine einfache Herstellung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine hydraulische Spindelpresse gemäß der Erfindung (Gesamtansicht, Längsschnitt);

Fig.2 eine Gesamtansicht in Richtung des Pfeiles A der F i g. 1;

F i g. 3 eine Stellung der die Stauchstempel tragenden Stößel vor dem Arbeitshub;

F i g. 4 eine Stellung der die Stauchstempel tragenden Stößel nach dem Arbeitshub;

F i g. 5 eine Stellung der die Stauchstempel tragenden Stößel bei getrennten Halbgesenkformen, nachdem das Schmiedestück aus diesen ausgestoßen worden ist.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Spindelpresse

besitzt ein Gestell 1, auf dem gegenläufig hin- und herbewegbar« Stößel 2, Halbgesenkformen 3 sowie Stößel 4, die Stauchstempel 5 tragen, angeordnet sind.

Um die gegenläufige Hin- und Herbewegung der

im

Stößel 2 und 4 zu ermöglichen, sind Führungen Gestell 1 vorgesehen.. -■ · .:. ■ ■;.>-..■.■·■·

■:■'> Die Bewegung der die Halbgesenfcfonnen^a tragenden Stößel 2 dient zum Schließen und voneinander Trennen der Halbgesenkformen. Die Bewegung der die Stauchstempel !5 tragenden Stößel·!.-*-, dient zur Erzeugung von Arbeits- und·-Leenhüben:: mit den Stauchstempeln5. ν . *. -■ ■■- -■> ·■·-■; '■'■'[ '. Jeder der Stößel 2 und.4 ist mit einem eigenen. Antrieb zur Realisierung *ier Bewegung versehen. . · ' ·: Als Antrieb für die Stößel 2 dienen hydraulische Kraftzylinder 7. Jeder .Zylinder ist über eine Stange 8 mit dem.Stößel 2 verbunden. Er besitzt sin.Gehäase 9, das auf dem Gestell 1 angeordnet ist Innerhalb des Gehäuses .9 ist ,ein Kolben 10 gelagert, derinit der Stangeestarrverbundeirist.- - ■' · ■ ■■ * ■

Als Antrieb für die Stößel 4· dienen hydraulische Kraftzylinder¹ IS, die mit. ihren beweglichen Teilen mit den Stößeln 4 über Spindeln Λ2 verbunden-sind, wobei die Spindeln 12 ein nicht, selhsthemmendes Gewinde aufweisen.: bei dem der Steigungswinkel größer ist, als der ReibungswinkeL - · ■ ■ '

Die Spindeln 12 wirken rail Muttern 13 zusar-unen·, tue starr in den Naben 14 von Schwungrädern 15 befestigt sind. Die Schwungräder 15 sind drehbar irr dem Gestell gelagert ■■■ \ ■ · - ■ '"

: Die Lagerung bestehtausim Gestell 1 angeordneten Radiallagern 16.

Um die Axialkräfte aufnehmen zu könrien,ist ferner ein Axial-Wälzlager 17 zwischen der einen Stirnseite der Nabe 14 jedes Schwungrades 15 und dem Gestell 1 vorgesehen. ■ -j :,.-·..

An der anderen Stirnseite der Nabe 14 ist ein flacher Ringzapfen 18 befestigt, mit dem ein am Gestell 1 befestigtes Stützlager 19 zusammenwirkt.

Die Spindeln 12 sind mit ihrem einen Ende an den die Stauchstempel 5 tragenden Stößeln 4 gelenkig angekoppelt. Diese Anlenkung erfolgt durch einen am Ende jeder Spindel 12 vorgesehenen kugeligen Stützzapfen 21, an dessen Rückseite eine Nut 22 ausgeführt ist.

Am Stößel * ist ein Stützlager 23 vorgesehen, das mit dem kugeligen Stützzapfen 21 zusammenwirkt. Ferner ist ein trennbarer Flansch 24 vorgesehen, der in die Nut 22 eingreift.

Mit ihrem anderen Ende sind die Spindeln 12 starr mit den beweglichen Teilen der hydraulischen Kraftzylinder 11 verbunden, wobei diese Teile auf Jem Gestell 1 hin- und herbewegbar angeordnet sind.

Als bewegliche Teile gelten in diesem Fall die Gehäuse 25 der hydraulischen Kraftzylinder 11.

Die Hin- und Herbewegung der Gehäuse 25 ist deshalb möglich, da diese in Führungen 26 auf dem Gestell 1 gelagert sind. Diese Führungen 26 nehmen die infolge des Zusammenwirkens der Spindeln 12 und Schwungräder 15 entstehenden Reaktionsmomente auf.

Die hydraulischen Kraftzylinder 11 sind als Tauchkolbenzylinder ausgeführt. Im Innenraum 11a des Gehäuses 25 ist ein Tauchkolben 27 eingebaut, der mit dem Gestell 1 starr verbunden ist und einen Kanal 28 für die Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit besitzt.

Die Schwungräder 15 sind untereinander mit einem mechanischen Getriebe verbunden, das als Zahnradgetriebe ausgebildet ist.

Zum Eingriff der Schwungräder 15 in das Zahnradgetriebe sind am Umfang der Schwungräder 15 Zähne 29 vorgesehen.

Die Spindeln 12 sind mit Gewinden gleicher Richtung ausgeführt und bei ihn r gegenläufigen Bewegung

drehen sich die Schwungräder 15 in entgegengesetzten Richtungen. Aus diesem Grunde ist das Zahnradgetrie* be mit einer ungrädzahligen StufeftanzahJ ausgestattfti; (Lh. gegebenenfalls als dreistufiges Zahnradgetriebe ausgeführt. Dies wird dadurch erreicht, daß. auf dem Gestell 1 zwei Wellen.31 (Fig: t) und,32 -in Radiallagern 30i gelagert sind. An einem Ende der Wellen 31. und 32 sind Zahnräder 33 und 34 starr befestigt, die mit den Zähnen 29 der Schwungräder 15 in Eingriff stehen. .

An ihrem anderen Ende tragen.die Wellen. 3.1 und 32 miteinaBdesSn Eingriff stehende Zahnräder 35 und 36.
T- Das in der Zeichnung dargestellte AusführungsbeU spiel der Spindelpresse arbeitet wie folgt: . - ·· ■■ -. Vor Beginn des Arbeitshubes der Stauchstempel 5 schließen sich die die Halhgesenkformen 3 tragenden Stößel 2 im Mittelteil des Gestells 1, so daß die Halbgesenkformen 3 ein Gesenk 37 ohne Gratbahn bilden, wie dies in F ig..1 gezeigt ist

Dabeistehen die Zylinderringräume 7a der hydraull· sehen Kraftzylinder 7 mit einer Druckquelle (nicht dargestellt) bzw., die Kolbenräume Ib mit einem Auslaß in Verbindung. >Die Kräfte der hydr&eiiscben Zylinder 7 werden über die Stangen 8 auf die Stößt! 2 übertragen und somit die Halbgesenkformen 3 über die Trennflächen zusammengehalten.

Der vorgewärmte Ausgangsrohling 38 (Fig. 3) wird seitlich uurch die Öffnung der Halbgesenfcform 3 in den Hohlraum des.geschlossenen Gesenkes 37 hineingesteckt .

Danach werden die Innenräume lla der beiden ^hydraulischen Kraftzylinder 11 gleichzeitig an die _ Druckquelle angeschlossen.

Der Druck der Arbeitsflüssigkeit gegen den Boden des Innenraums 11 a des Gehäuses 25 erzeugt eine Kraft, die das Gehäuse in den Führungen 26 des Gestells 1 verschiebt.

Gemeinsam mit dem Gehäuse 25 bewegen sich fortschreitend die starr mit diesem gekoppelten Spindeln 12. die über den Stützzapfen 21 und das Stützlager 23 den Stößel 4 mit dem Stauchstempel 5 in Bewegung setzen.

D'Tch die Vorwärtsbewegung der Spindeln 12 werden die Muttern 13, die mit den Spindeln 12 über die nicht selbsthemmenden Gewinde zusammenwirken, in eine Drehbewegung versetzt.

Zusammen mit den Muttern 13 drehen sich die Schwungräder 15 in den Radiallagern 16. Die Axialkraft, die aufgrund des Zusammenwirkens der Spindeln 12 mit den Muttern 13 entsteht, wird in das Gestell 1 über die Drucklager 17 eingeleitet, während das Reaktionsdrehmoment wegen der starren Verbindung zwischen den Spindeln 12 und den Gehäusen 25 auf die Führungen 26 im Gestell 1 übertragen wird.

Eine Übertragung dieser Drehmomente auf die Führungen 6 der Stößel 4 erfolgt dabei nicht, da die Spindeln 12 und die Stößel 4 gelenkig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird der Verschleiß der Führungen herabgesetzt, die Maßgenauigkeit der Schmiedestücke und die Festigkeit des Werkzeuges erhöht.

Aufgrund der Tatsache, daß die Spindeln 12 mit dem gleichen Gewinde ausgestattet sind, drehen sich die Schwungräder 15 in unterschiedlichen Richtungen. Dabei weisen die Reaktionsmomente von beiden Gewindepaaren unterschiedliche Richtungen auf und greifen am Gesteil 1 ^n, ohne daß Kippmomente und Belastungen für das Fundament entstehen.

Von den Schwungrädern 15 wird die Drehbewegung

über die Zahnräder 33 und 34 auf die Wellen 31 und 32 übertragen, die miteinander über das Zwischengetriebe (Zahnräder 35 und 36) verbunden sind. Das Zwischengetriebe zwischen den Schwungrädern 15 führt dazu, daß diese die gleichen Umfangsgeschwindigkeiten beim Arbeitshub aufweisen. Aufgrund dieser Kopplung wird eine synchrone Gegenbewegung der Stößel 4 gewährleistet.

Im Verlaufe des Arbeitshubes erhöhen sich die Geschwindigkeiten sämtlicher beweglichen Pressentei-Ie, bis die Stößel 5 auf das Schmiedestück 38 auftreffen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch die Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit zu den hydraulischen Zylindern 11 eine praktisch konstante Axialkraft und dadurch eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung erzeugt wird.

Während dieser Beschleunigung speichern die beweglichen Teile in den Schwungrädern 15 die kinetische Energie der Drehbewegung und die Gehäuse 25, die Spindeln 12 und die Stößel 4 die kinetische Energie der Vorwärtsbewegung.

Gegen Ende des Hubes treten die an den Stößeln 4 befestigten Stauchstempel 5 in die öffnungen der Halbgesenkformen 3 ein und formen den Rohling 38 im Gesenk 37 ohne Gratbahn um. Dabei wird die während des Hubes gespeicherte kinetische Energie der bewegli- .'5 chen Pressenteile in piatische Verformungsarbeit am Ausgangsrohling 38 umgewandelt.

Nach der Beendigung des Arbeitshubes verbleiben die Stößel 4 in der Endstellung, wie dies in Fig.4 gezeigt ist.

Nach dem beendeten Gesenkschmiedevorgang muß das Schmiedestück aus den Gesenkformen entfernt werden. Zu diesem Zweck werden die Kolbenräume Tb der hydraulischen Zylinder 7 mit der Druckquelle und die Zylinderringräume Ta mit dem Auslaß verbunden. Außerdem werden die Innenräume 11a der hydraulischen Zylinder 11 mit dem Auslaß verbunden.

Dabei bewegen sich die Stößel 2 in den Führungen 6 unter der Wirkung der hydraulischen Zylinder 7, wodurch die Trennung der Halbgesenkformen 3 bewirkt wird. Zur gleichen Zeit erfolgt das Ausstoßen des Schmiedestückes, das während der Trennung in einer der Halbgesenkformen 3 wegen des Zusammenwirkens mit einem der Stauchstempel 5 verbleibt. Die Ausstoßkraft läßt sich dabei durch den Aufbau eines Vordrucks in den Innenräumen 11a oder durch ein Abbremsen der Schwungräder 15 einstellen.

Der sofortige Ausstoß des Schmiedestücks nach Beendigung des Gesenkschmiedens gewährleistet eine erhöhte Stabilität des Gesenkes 37 dank der Verkürzung der Haltedauer des Schmiedestücks im Innenraum des Gesenkes.

Desweiteren setzt sich der Trennhub der Stößel 2 so lange fort, bis sie die Stößel 4 erreichen, wonach diese einen Leerhub bis zum Anschlag am Gestell 1 durchführen, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist.

Die gemeinsame Bewegung der Stößel 2 und 4 bewirkt hierbei, daß die Dauer des Pressenzyklus verkürzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Spindelpresse zum Gesenkschmieden mit zweiseitiger Druckwirkung auf einen Rohling, auf deren Gestell Halbgesenkformen tragende Stößel und Stauchstempel tragendeStößel gegeneinander hin- und herbewegbar angeordnet sind und die Bewegung derselben von. einem getrennten Antrieb je Stößel erzeugt wird, während die die Stauchstempel tragenden Stößel miteinander durch einen Synchronisationsmechanismus verbunden sind und ihr Antrieb von hydraulischen Kraftzylindern, die mit ihren beweglichen Teilen mit diesen Stößeln über Spindeln gekoppelt sind, erreicht wird, wobei die Spindeln über ein Gewinde mit auf dem Gestell drehbar eingebauten Sch wungrä- ,.

"dem zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (12) mit dem einen Ende mit den die Stauchstempel (5) tragenden Stößeln (4) gelenkig und mit dem anderen Ende mit dem relativ zum Gestell (1) bewegbaren Teil (25)der hydraulischen KrafUyiinder (ίί) starr verbunden sind.

2. Hydraulische Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Zylinder (11) zur Bewegung der die Stauchstempel (5) tragenden Stößel (4) al? Tauchkolbenzylinder ausgeführt ist und dessen Tauchkolben (27) mit dem Gestell (1) starr verbunden und dessen Zylinder (25) auf dem Gestell (1) in Führungen (26) bewegbar ist.