Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feinschmieden von Werkstücken mit symmetrischem Querschnitt bezüglich einer Achse, wobei in einem Schmiedekasten mehrere Schmiedhämmer mit entsprechenden Werkzeugen gelagert sind und von verschiedenen Seiten das Werkstück schmieden.
Bei den bekannten Feinschmiedemaschinen, wie sie hauptsächlich für das Schmieden von Wellen und ähnlichen Rundteilen verwendet werden, wobei eine verhältnismässig grosse Schmiedegenauigkeit erreicht wird, so dass die dem Schmieden nachfolgende spanende Bearbeitung verringert wird, werden die im Schmiedekasten gelagerten Schmiedehämmer, an denen die Werkzeuge gehaltert sind, mechanisch angetrieben.
Hierbei werden vor allem Exzenterantriebe verwendet, die jedoch wegen der Notwendigkeit, den Hub dem jeweils zu bearbeitenden Werkstück anzupassen, verhältnismässig kompliziert werden. Der Antrieb benötigt verhältnismässig viel Platz, und trotzdem sind einzelne Teile davon verhältnismässig hoch beansprucht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Feinschmieden von Werkstücken zu schaffen, welche die genannten Nachteile der bekannten Feinschmiedemaschinen nicht aufweist, sondern den Antrieb mit verhältnismässig einfachen Mitteln löst und trotzdem alle Möglichkeiten bezüglich der Hubeinstellung, der Frequenz und der Amplitude der Schmiedebewegung aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, bei welcher die Schmiedehämmer mit den Kolbenstangen hydraulischer, im Schmiedekasten gelagerter Schubkolbenantriebe verbunden sind, deren Steuerungen miteinander synchronisiert sind.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird anhand zweier schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Feinschmieden von Werkstücken,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Feinschmieden von Werkstücken,
Fig. 3 einen Schubkolbenantrieb mit angebautem Steuerund Vorsteuerventil für eine Vorrichtung nach Fig. 2 und
Fig. 4 einen Schnitt durch das Vorsteuerventil des Schub kolbenantriebes nach Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Schmiedekasten 1 dargestellt, der das Fundament der Feinschmiedemaschine bildet und auf welchem der Ständer für die Lagerung des Spannkopfes für die Werkstücke angeordnet ist. Im Schmiedekasten ist ein Führungsblock 2 befestigt, welcher im Zentrum eine Ausnehmung 3 aufweist. In der Wandung der Ausnehmung 3 sind Führungen 4 angeordnet, in welchen Schmiedehämmer 5 gelagert sind, welche Werkzeuge 6 tragen. Jeder Schmiedehammer ist mit der Kolbenstange eines doppelt wirkenden hydraulischen Schubkolbenantriebes 8 verbunden. Die Schubkolbenantriebe sind an der Aussenwandung des Führungsblockes 2 in der Weise befestigt, dass ihre Bewegungsrichtung gegen das Zentrum der Ausnehmung 3 gerichtet ist, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, wo drei solcher Schubkolbenantriebe 8 verwendet werden.
Die beiden Druckräume der Schubkolbenantriebe 8 sind mit den Verbindungsleitungen elektrohydraulischer Verstärkerventile 9 verbunden, welche einerseits über eine Leitung 10 mit Druckmedium beaufschlagt und mittels eines Programmgebers über Signalleitungen 12, 13, 14 mittels Signalen in gewünschter Weise gesteuert werden.
Die Schubkolbenantriebe 8 stellen Stellglieder von Regelkreisen dar, deren Soll-Werte vom Programmgeber 11 vorgegeben und deren Ist-Werte durch Weggeber 15, 16 gemessen und in Mess- und Regelglied 17 mit dem Soll-Wert verglichen werden, wobei das Fehlersignal zur Beeinflussung des elektrohydraulischen Verstärkerventils benützt wird, um den Schubkolbenantrieb 8 in der Weise zu betätigen, dass das resultierende Signal 0 wird.
In Fig. 1 sind die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Weggebern 15, 16 mit dem Mess- und Regelglied 17 mit 18, 19 bezeichnet. In den Leitungen 12, 13, 14 zur tBbertra- gung des resultierenden Signals auf das elektrohydraulische Verstärkerventil 9 sind durch ein Speisegerät 20 gespiesene Verstärker 21 angeordnet. Mit 22 ist die Rückleitung für das Druckmedium bezeichnet.
Die Hydraulikstation 23 umfasst alle Komponenten, die zur Erzeugung von Druckmedium für die Beaufschlagung der Schubkolbenantriebe 8 enthält, so vor allem ein Reservoir, eine Druckpumpe sowie gegebenenfalls Einrichtungen zum Filtrieren und Kühlen des Druckmediums.
Der Programmgeber 11, dessen Signale über Leitungen 24 zum Mess- und Regelglied 17 geleitet werden, ermöglicht es, den Vorschub, die Amplitude und die Frequenz der Schmiedehämmer in weiter Grenzen einzustellen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Hammerbewegung ebenfalls hydraulisch vorgenommen wird. Teile, welche den Teilen in Fig. 1 entsprechen, erhalten die gleichen Bezugsziffern.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Schubkolbenantrieb 8 ein Gehäuse 25 auf, in welchem ein doppelt wirkender Kolben 26 längsbeweglich geführt ist, welcher eine durchgehende Kolbenstange aufweist, von welcher der eine Teil 7 mit dem Hammer 5 verbunden ist, während der andere Teil 27 ein Zahnradsegment 28 trägt, dessen Funktion nachstehend beschrieben wird.
Der Kolben 26 weist abgesetzte Kolbenteile 26', 26" auf, deren Bohrung über Leitungen 29, 30 über ein Steuerventil 31 mit dem Rückleitungsanschluss 32 verbunden sind.
Das Druckmedium wird über Anschluss 33 dem Steuerventil 31 zugeleitet, das ein 4/2-Wegeventil, d. h. ein Ventil mit vier Steuerleitungsanschlüssen und zwei Stellungen des Kolbens 34, ist.
Der Steuerkolben 34 steuert die beiden Zuleitungen 35, 36 zu den beiden Druckseiten 37, 38 des Schubkolbenantriebes 8 in der Weise, dass, wie in Fig. 3 dargestellt, die Zuleitung 36 mit dem Ablauf 32 und Zuleitung 35 mit dem Zulauf 33 oder umgekehrt verbunden ist.
Das Vorsteherventil 31 weist zwei Druckkammern 40, 41 auf, die über Leitungen 42, 43 mit einem Vorsteuerventil 44 verbunden sind.
Das Vorsteuerventil 44 weist, wie auch aus Fig. 4 ersichtlich ist, ein Gehäuse 45, einen drehbaren Steuerring 46 und einen Steuerkolben 47 auf. Das Vorsteuerventil 44 wird über den Anschluss 48 mit Drucköl versorgt und leitet dasselbe über eine der beiden Anschlüsse 49, 50 zu einem der Leitungen 42, 43 des Steuerventils 31, während der andere Anschluss mit dem Ablauf 51 verbunden ist. Das Vorsteuerventil 44 ist somit ebenfalls ein 4/2-Wegeventil.
Der Steuerkolben 47 des Vorsteuerventils 44 ist über ein Zahnrad 55 mit dem Zahnsegment 28 in Eingriff, so dass der Steuerkolben 47 eine der Bewegung des Kolbens 26 des Schubkolbenantriebes 8 entsprechende Bewegung ausführt.
Ein weiteres Zahnrad 56 dient dazu, mittels eines in Fig. 2 schematisch dargestellten Kettentriebes 57 die entsprechenden Zahnräder der Vorsteuerventile der anderen Schubkolbenantriebe synchron zu betätigen.
Ein weiteres Zahnrad 58 ist mit dem Steuerring 46 fest verbunden und greift in ein in Fig. 2 schematisch dargestelltes Zahnrad 59 ein. Wird das grosse Zahnrad 59 mittels eines Zahnrades 60 in Drehung versetzt, so werden alle Steuerringe 47 der Schubkolbenantriebe 8 gedreht. Durch diese Verdrehung-des Steuerringes 46 erreicht man eine Verlagerung der Umkehrpunkte des Kolbens 26.
Die Geschwindigkeit der Kolben 26 ist von der Fördermenge der Hydraulikstation 23 abhängig, während der Gleichlauf der Kolben 26 mit Hilfe von Mengenreglern 65 eingestellt wird, welche in den Druckzuleitungen 66, 67, 68 angeordnet sind. 69 ist die gemeinsame Rückleitung für das aus den Anschlüssen 32 des Steuerventils 31 rückfliessende Druckmedium.
Als Mengenregler 65 können Mengenregelventile verwendet werden. Es ist aber auch möglich, die Mengenregelung durch miteinander gekoppelte Hydromotoren zu verwirklichen.
Wesentlich ist, dass mit den in Fig. 1 und 2 beschriebenen Einrichtungen ein synchroner Lauf der Schmiedehämmer 5 erreicht wird, wobei sowohl die Frequenz, die Amplitude und der Vorschub der Schmiedehämmer 5 regelbar wird.
Der Betrieb der Einrichtung nach Fig. 1 erfolgt mittels des Programmgebers 11. Wenn dessen Signale synchron sind, so sind auch die Bewegungen der Schmiedehämmer 5 synchron, was mittels des für jeden Schubkolbenantrieb 8 vorgesehenen Regelkreises erreicht wird.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 wird durch Beaufschlagen des Schubkolbenantriebes 8 mit Druckmedium der Kolben 26 in Bewegung gesetzt, wodurch auch das Vorsteuerventil 44 bewegt wird und abwechselnd Druckmedium in die Kammern 40, 41 abgibt, wodurch der Kolben 34 des Steuerventils 31 periodisch hin und her bewegt wird, welcher Bewegung auch die Bewegung des Kolbens 26 folgt. Die Synchronisierung der anderen Schubkolbenantriebe erfolgt mittels eines gemeinsamen Kettentriebes 55, 57, während die Umsteuerpunkte des Kolbens 26 durch Verdrehen des Steuerringes 46 durch den Zahntrieb 59, 60 erfolgt.
Bei den beschriebenen Vorrichtungen ist einzig Kolben 26 und Kolbenstange 7 durch die Schmiedearbeit direkt beansprucht, während die Beanspruchung der übrigen Teile wegen des vorhandenen Druckmediums gedämpft ist.