DE3738217C2 - Schmiedemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiedemaschine gemäß dem Oberbegriff des geltenden Patent­ anspruchs 1.

Schmiedemaschinen werden zum Schmieden von längsachsenorientierten Werkstücken eingesetzt und sind mit zwei oder mehr, meist vier radial von Arbeitskolben und -zylindern bewegten, die Schmiedewerkzeuge tragenden Stößeln versehen, die in ihren Hubendlagen zumindest ein geschlossenes Kaliber bilden, wobei der Gleichlauf der Stößel mit ihren Werkzeugen wichtige Voraussetzung ist. Dieser Gleichlauf kann durch Steuerung der Beaufschlagung der Arbeitskolben und -zylinder zu den Stößeln erreicht werden mit einem entsprechenden regeltechnischen Aufwand.

Eine andere Möglichkeit ist die hydraulische Verriegelung der Arbeitskolben-Zylinder-Einheiten durch gegenläufige, entgegengesetzt wirkende, in Zylindern geführte Kolben gleicher Wirkfläche, wobei der bei der Stößelbewegung abnehmende Zylinderraum eines Stößels mit dem bei der Stößelbewegung zunehmenden Zylinderraum eines anderen Stößels verbunden ist, wie dies durch die DE-OS 22 21 341 bekannt ist. Der Nachteil dieser Schmiedemaschine besteht darin, daß die die Stößelbewegung bewirkenden Arbeitskolben und -zylinder und ebenso die den Gleichlauf der Stößel bewirkenden Kolben und Zylinder für den Gesamthub der Schmiedewerkzeuge bemessen sein müssen, wobei sich der Gesamthub aus dem relativ kurzen Arbeitshub und dem durch die unterschiedliche Dicke des Schmiedestückes bedingten Hubanteil zusammensetzt. Entsprechend der Gesamthubgröße sind die in den Arbeitszylindern und Gleichlaufzylindern eingeschlossenen Volumina ebenfalls groß. Die Kompressibilität des Druckmediums wirkt sich bei den schnellaufenden kurzhubigen Schmiedemaschinen nachteilig aus.

Soweit der Gleichlauf der Stößel durch Steuerung der Beaufschlagung der Arbeitskolben und -zylinder bewirkt wird, besteht die Möglichkeit, die Arbeitskolben und -zylinder nur für den Arbeitshub zu bemessen und die Hublage getrennt, insbesondere über Spindeltriebe mechanisch einzustellen, mit denen die Stellung der Zylinder der- Arbeitskolben-Zylinder-Ein­ heiten im Maschinenrahmen (Veröffentlichung von Peter Metzger, "Die numerisch gesteuerte Radial-Umformmaschine und ihr Einsatz im Rahmen einer flexiblen Fertigung", erschienen 1980 im Springer-Verlag als Bericht 55 in der Reihe "Berichte aus dem Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart", insbesondere Seiten 33 bis 38 mit Bild 12 auf Seite 113) oder die Verbindung der Kolben der Arbeitskolben-Zylinder-Einheiten mit den Stößeln (DE-OS 21 43 668) in Hubrichtung veränderbar ist.

Zum Stand der Technik zählen schließlich die nicht vorveröffentlichte DE 36 43 100 A1 und DE 36 43 116 A1 die Schmiedemaschinen betreffen, bei denen zur Stützung der Arbeitskolben-Zylinder-Einheiten durch Spindeltriebe auf die jeweilige Hublage einstellbare Jochplatten vorgesehen sind.

Ausgehend von dem Stand der Technik nach der DE-OS 22 21 341, nach dem der Gleichlauf der Stößel einer Schmiedemaschine durch hydraulische Verriegelung der Arbeitskolben-Zylinder-Einheiten bewirkt ist, indem gegenläufige, entgegengesetzt wirkende, in Zylindern geführte Kolben gleicher Wirkflächen vorgesehen sind und ein bei der Stößelbewegung abnehmender Zylinderraum eines Stößels mit einem bei der Stößelbewegung zunehmenden Zylinderraum eines anderen Stößels verbunden ist, ist es Aufgabe der Erfindung, die Hubräume auf den relativ kurzen Arbeitshüben entsprechende Volumina von schnellaufenden kurzhubigen Schmiedemaschinen zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird für eine Schmiedemaschine gemäß dem Oberbegriff des geltenden Patentanspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine in allen Funktionen gut überwachbare Ausbildung ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mit jeder Jochplatte für die Hublagenverstellung im Abstand eine zweite Jochplatte verbunden ist, die Jochplatten an ihren einander zugekehrten Seiten mit je zwei oder mehr Zylindern zur Aufnahme von Plungerkolben für den Gleichlauf versehen sind und zwischen den Jochplatten der Hublagenverstellung je eine weitere, mit dem zugehörigen Stößel verbundene, die Plungerkolben abfangende Jochplatte angeordnet ist. Diese Ausbildung bietet zugleich die Möglichkeit gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an den mit der Hublagenverstellung versehenen Jochplatten im Wechsel mit den Zylindern zur Aufnahme der Gleichlauf-Plungerkolben Zylinder zur Aufnahme von Plungerkolben für den Rückzug der Stößel anzuordnen.

Eine besonders gedrungene Bauweise ergibt sich, wenn gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung jeder Stößelschaft mit einem doppeltwirkenden Kolben für den Gleichlauf versehen ist und diese Kolben in in den zugehörigen Jochplatten für die Hublagenverstellung befindlichen Zylindern geführt sind.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine stirnseitige Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels, von dem eine Werkzeug-An­ triebseinheit in größerem Maßstab in

Fig. 2 und in Fig. 3 in Schnitten in rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen und ausschnittweise in

Fig. 4 in einem weiteren Schnitt in einer dritten Ebene dargestellt ist. Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der

Fig. 5 in einer stirnseitigen Gesamtansicht und eine Werkzeug-Antriebseinheit hierzu in größe­ rem Maßstab in

Fig. 6 im Schnitt dargestellt.

Die Schmiedemaschine des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 4 weist in X-Anordnung zum Schmiedestück 1 Werkzeuge 2 mit ihren Antriebseinheiten 3 auf. Zusammenge­ faßt sind die Antriebseinheiten 3 von einem Maschinenrahmen 4.

Wie die Fig. 2 bis 4 näher zeigen, besteht jede der Antriebseinheiten 3 aus einem in diesem Ausführungsbeispiel als Kolben 5 ausgebildeten Stößel, der in einem Zylinder 6 geführt und zur Ausführung des Arbeitshubes beaufschlagbar ist. Der Arbeitshub ist entsprechend der maximal nötigen Eindringtiefe des Werkzeuges 2 in das Schmiedestück 1 be­ messen, während die das Schmiedemaß bestimmende Hublage des Kolbens 5 durch mechanische Verstellung des Zylinders 6 in axialer Richtung bei gleichzeitiger Verstellung des Werk­ zeugs 2 in der Arbeitsebene quer zur Stößelachse eingestellt wird. Zur Einstellung der Hublage ist der Zylinder 6 mit ei­ ner angeformten Jochplatte 7 versehen, über die der Zy­ linder 6 entlang von Spindeln 8, die im Maschinenrahmen 4 befestigt sind, verstellbar ist. Die Spindeln 8 sind hier­ zu mit Gewindeabschnitten 9 versehen, auf denen Gewinde­ muttern 10 sitzen, die in Bohrungen 11 in der Jochplatte 7 drehbar gelagert und durch Schloßplatten 12 gehalten sind. Gedreht werden die Gewindemuttern 11 einer Jochplatte 7 jeweils gemeinsam von einem Zahnkranz 13 der in Außenver­ zahnungen 14 der Gewindemuttern 10 eingreift und diese zugleich gegen ungewollte Drehung sichert, indem der nicht dargestellte Antrieb des Zahnkranzes 13 gebremst ist und den Zahnkranz 13 feststellt.

Der Kolben 5 ist mit einem abgesetzten Schaft 15 und dieser am Ende mit einem Gewindeabsatz 16 versehen. Ein Stell­ ring 17 auf dem Gewindeabsatz 16 ist mit einem Anschlag­ ring 18 lösbar verbunden, wobei der Anschlagring 18 an der Stirnfläche des Schaftes 15 bei 19 gegen Drehung ge­ sichert ist. Der Anschlagring 18 begrenzt bei seiner Anlage an der Stufenfläche 20 der Bohrung im Zylinder 6 den Arbeitshub des Kolbens 5. Mit dem Anschlagring 18 und dadurch mit dem Kolben 5 verbunden ist (siehe Fig. 4) über Ankerschrauben 21 und diese umgebende Distanzrohre 22 eine Jochplatte 23, die sich somit zwischen der mit dem Zylinder unmittelbar verbundenen Jochplatte 7 und einer weiteren Jochplatte 24 befindet, wobei die Jochplatte 24 über Distanzbolzen 25 mit der Jochplatte 7 zum Zylinder 6 verbunden ist. In eine Bohrung in der Jochplatte 7 zum Zylinder 6 ist ein Zylinderblock 26 eingesetzt und ein weiterer Zylinderblock 27 stützt sich an der Jochplatte 24 ab. Der Zylinderblock 26 nimmt in Zylinderbohrungen 26a zwei Plungerkolben 28 auf, die über die Jochplatte 23, die Ankerschrauben 21, den Anschlagring 18, den Stellring 17 und den Kolbenschaft 15 als Rückzugskolben zum Kolben 5 wirken (siehe Fig. 2). Zwei weitere Plungerkolben 29, die der Zylinderblock 26 in Zylinderbohrungen 26b aufnimmt, sind ebenso wie zwei gleichflächige Plungerkolben 30 mit der Jochplatte 23 verbunden und der Zylinderblock 27 nimmt diese Plungerkolben 30 in Zylinderbohrungen 27b auf (siehe Fig. 3). Die Plungerkolben 29 und 30 bewirken zusammen den Gleichlauf aller Kolben 5 der Antriebseinheiten der Schmiedemaschine indem jeweils der bei der Stößelbewegung abnehmende Zylinderraum eines Stößels - im Beispiel beim Arbeitshub der als Stößel wirkenden Kolben 5 die Zylinderräume 26b zu den Plungerkolben 29 - mit dem bei der Stößelbewegung zunehmenden Zylinderraum eines anderen Stößels - im Beispiel die Zylinderraume 27b zu den Plungerkolben 30 der benachbarten Antriebseinheiten 3 - durch jeweils eine Rohrleitung 31 miteinander verbunden sind (siehe Fig. 1). Die Arbeitskolben 5, die Rückzugskolben 28 und die Gleichlaufkolben 29 und 30 legen jeweils nur den Arbeitshub zurück, während die Hublagenverstellung ausschließlich mechanisch mittels der Gewindeabschnitte 9 der Spindeln 8 und der Gewindemuttern 10 bewirkt wird.

Die Einstellung der Hublage bestimmt den Querschnitt des Schmiedestücks. Mit der Änderung der Hublage sind die Werk­ zeuge so zu verstellen, daß sie in der jeweiligen Hubend­ lage ein geschlossenes Kaliber bilden. Hierzu sind die Kol­ ben 5 durch hydraulisch zu entriegelnde Schnellspannvor­ richtungen 32 mit Kopfstücken 33 verbunden, die in der Arbeitsebene quer zur Achse des Kolbens 5 verstellbar sind. Die Verstellung erfolgt bei entriegelten Schnell­ spannvorrichtungen 32 durch ein Ritzel 34, weiches in eine nicht dargestellte mit dem Kopfstück 33 verbundene Zahn­ stange eingreift und über eine den Kolben 5 durchsetzende Welle 35 mit einem Drehantrieb 36 verbunden ist.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 sind in X-Anordnung zum Schmiedestück 41 Werkzeuge 42 mit ihren Antriebseinheiten 43 von einem Rahmen 44 zusammenge­ faßt.

Die in der Fig. 6 näher dargestellten Antriebseinheiten 43 weisen einen als Zylinder 45 ausgebildeten Stößel auf. Dieser Zylinder 45 ist unmittelbar im Maschinenrahmen 44 ge­ führt und führt seinen Hub gegenüber einem Kolben 46 aus, der sich an einer Jochplatte 47 abstützt und mit dieser zur Hublageneinstellung verstellbar ist. Dazu ist die Jochplatte 47 entlang von Spindeln 48, die im Maschinenrahmen 44 be­ festigt sind, verstellbar, wozu die Spindeln 48 mit Gewinde­ abschnitten 49 versehen sind, auf denen Gewindemuttern 50 sitzen, die in Bohrungen 51 in der Jochplatte 47 drehbar gelagert und durch Schloßplatten 52 gehalten sind. Ge­ dreht werden die Gewindemuttern 50 einer Jochplatte 47 jeweils gemeinsam von einem Zahnkranz 53, der in Außenver­ zahnungen 54 der Gewindemuttern 50 eingreift. Ein Antrieb 55 ist vorgesehen, den Zahnkranz 53 über ein Ritzel 56 zu drehen und der in Ruhestellung gebremste Antrieb 55 setzt den Zahnkranz 53 fest gegen ungewollte Drehung.

Der Kolben 46 ist hohlgebohrt und von einem mit dem Boden des Zylinders 45 verbundenen Schaft 57 durchsetzt. Der Schaft 57 ist mit einem doppeltwirkenden Kolben 58 und einem auf das Schaftende 59 aufgeschraubten Jochstück 60 versehen, das über die Distanzbüchse 61 den Kolben 58 auf dem Schaft 57 festlegt. Der Kolben 46 ist an dem in der Jochplatte 47 sitzenden Ende aufgebohrt zu einer Zylinderbohrung 62, die von einem Zylinderdeckel 63 abgeschlossen ist. In der Zylinder­ bohrung 62 ist der Kolben 58 geführt, der in der Zylinder­ bohrung 62 zwei Zylinderräume (62a und 62b) mit gleichen Kolbenflächen abteilt. Durch diesen Kolben 58 wird der Gleichlauf der Antriebseinheiten 43 bewirkt, indem jeweils der bei der Stößelbewegung abnehmende Zylinderraum eines Stößels - im Beispiel beim Arbeitshub des als Stößel wirkenden Zylinders 45 der Zylinderraum 62a - mit dem bei der Stößelbewegung zunehmenden Zylinderraum eines anderen Stößels - im Beispiel der Zylinderraum 62b der benachbarten Antriebseinheit 43 - durch jeweils eine Rohrleitung 64 (siehe Fig. 5) verbunden ist.

Der Zylinderdeckel 63 ist versetzt zur Lage der Spindeln 48 mit Zylinderbohrungen 65 versehen, in denen Plungerkol­ ben 66 sitzen, die gegen das Jochstück 60 drückend als Rück­ zug für den den Stößel bildenden Zylinder 45 dienen.

Die Werkzeuge 42 sind an Kopfstücken 67 befestigt und mit diesen in der Arbeitsebene quer zur Achse der Zylinder 45 verstellbar, wozu jedes Kopfstück 67 mittels eines Zugan­ kers 68, der den durchbohrten Schaft 57 durchsetzt, von einer Feder 69 gegen die Stirnseite des zugehörigen Zylinders 45 verspannt ist. Zur Verstellung eines Werkzeuges 42 wird das Kopfstück 67 durch Beaufschlagung eines gegen die Kraft der Feder 69 wirkenden Ringkolbens 70 gelöst. Durch Schwenkung des Zugankers 68, der hierzu mit einer Schwenkvorrichtung 71 verbunden ist, wird das Kopfstück 67 von einem mit dem Zuganker 68 verbundenen Hebel 72 verschoben.

Claims (4)

1. Schmiedemaschine mit mehreren radial von Arbeits-Kolben-Zylinder-Ein­ heiten bewegten, die Schmiedewerkzeuge tragenden Stößeln, die zu ihrem Gleichlauf jeweils mit entgegengesetzt wirkenden Kupplungs-Kolben-Zylinder-Einheiten untereinander gleicher Wirkfläche verbunden sind, wobei der mit der Stößelbewegung abnehmende Zylinderraum der Kupplungseinheit eines Stößels mit einem mit der Stößelbewegung zunehmenden Zylinderraum der Kupplungseinheit eines anderen Stößels verbunden und von den Kupplungs-Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils ein Teil (Kolben oder Zylinder) mit dem zugehörigen bewegten Stößel und der andere Teil mit dem auch die Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten stützenden stationären Rahmen verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale daß

• a) die Kupplungs-Kolben-Zylinder-Einheiten (29, 26b, 30, 27b; 58, 62a, 62b) ebenso wie
• b) die Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten (5, 6; 46, 45) eine ausschließlich dem Arbeitshub entsprechende Bemessung aufweisen und
• c) daß die rahmenverbundenen Teile (6, 26, 27; 46, 62) der Kupplungs- und der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten mit dem Rahmen (4; 44) über Jochplatten (7; 47) verbunden sind, die in Hubrichtung der Stößel (5; 45) über Stellantriebe (9 bis 14; 49 bis 56) um die Differenz von Stößelgesamthub und Arbeitshub gegenüber dem Rahmen (4; 44) verstellbar sind.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Jochplatte (7) im Abstand eine zweite Jochplatte (24) verbunden ist, die Jochplatte (7, 24) an ihren einander zugekehrten Seiten mit je zwei oder mehr Zylindern (26b, 27b) zur Aufnahme von Plungerkolben (29, 30) für den Gleichlauf versehen sind und zwischen den beiden Jochplatten (7, 24) je eine weitere, mit dem jeweiligen Stößel (5) verbundene, die Plungerkolben (29, 30) abfangende Jochplatte (23) angeordnet ist.

3. Schmiedemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Hublagenverstellung zugeordneten Jochplatte (7) im Wechsel mit den Zylindern (26b) zur Aufnahme der Gleichlauf-Plungerkolben (29) Zylinder (26a) zur Aufnahme von Plungerkolben (28) für den Rückzug der Stößel (5) angeordnet sind.

4. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößelschaft (57) mit einem doppeltwirkenden Kolben (58) für den Gleichlauf versehen ist und diese Kolben (58) in in den Jochplatten (47) für die Hublagenverstellung befindlichen Zylindern (62, 62a, 62b) geführt sind.