DE970262C - Fahrbare Schmiedezange - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. SEPTEMBER 1958

P 37031 Ib/4phD

Fahrbare Schmiedezange

Die Erfindung betrifft eine fahrbare, maschinell betriebene Schmiedezange, mit welcher große Blöcke beim Ausschmieden unter Pressen, Hämmer u. dgl. gehoben, gedreht und verschoben werden. Mit derartigen Schmiedezangen, auch Manipulatoren genannt, können die Schmiedeblöcke wesentlich schneller bewegt werden und ist die Steuerung dieser Bewegungen einfacher und leichter, als dies bei den gebräuchlichen Schmiedekranen der Fall ist. Es ergibt sich hieraus eine bedeutende Zeitersparnis, so daß während einer »Hitze« ein größerer Fortschritt der Schmiedearbeit erzielt wird und für den gesamten Arbeitsvorgang eine bedeutend kleinere Zahl von Erwärmungen erforderlich ist.

Es ergibt sich hieraus eine ganz erhebliche Einsparung an Arbeitszeit und an den aufzubringenden Wärmemengen für die Bearbeitung des Einzelstückes, was sich auch in einer besseren Ausnutzung dieser schweren Anlagen mit ihren hohen Investitionskosten auswirkt.

Die Schmiedemanipulatoren, die in Richtung der Werkstückachse beliebig verfahren werden können, sind mit einer Greiferzange zum Einspannen des Blockes ausgerüstet, deren Backenbewegungen steuerbar sind. Die Zange muß darüber hinaus vielseitige Bewegungen ausführen können, und zwar in vertikaler und horizontaler Richtung, wobei sich die Bewegungsmöglichkeiten nicht auf seitliches Verschieben oder Heben und Senken beschränken, sondern auch alle möglichen Schräglagen und Kombinationen mehrerer gleichzeitiger Bewegungen sowie das Drehen des Blockes in seiner Längsachse möglich sein müssen.

Das Problem des Antriebes und der Steuerung dieser zahlreichen Bewegungen mit ihrem außer-

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ordentlich großen Kraftbedarf ist schon seit langen Jahren Gegenstand zahlreicher Lösungen. Insbesondere ist es bekannt, als Antriebsmittel steuerbare Elektromotoren zu verwenden. Hierbei ist es erforderlich, jeden Motor für den höchsten vorkommenden Kraftbedarf der von ihm anzutreibenden Bewegung auszulegen, weil sehr große Gewichte mit größter Schnelligkeit bewegt werden müssen. Derartige Schmiedezangen werden daher ίο mit einer Gesamtmotorleistung von 200 bis 300 PS und zum Teil noch weit stärkeren Antriebsanlagen ausgerüstet.

Der Leistungsfähigkeit von solchen mit Elektromotoren ausgestatteten Schmiedemanipulatoren sind dort Grenzen gesetzt, wo die Anlaufzeiten der großen Motoren und die Ansprechzeiten der Kupplungseinheiten ein ausreichend schnelles »Manipulieren« des Schmiedestückes nicht mehr erlauben. Man ging daher zu druckmittelbetriebenen Bewegungseinheiten über, um Schmiedezangen auch für größere Blockgewichte wirtschaftlich betreiben zu können.

Es sind pneumatisch und hydraulisch betriebene Anlagen dieser Art bekanntgeworden, bei denen in der gleichen Weise wie bei dem elektromotorischen Antrieb die Antriebsleistung entsprechend dem größten vorkommenden Leistungsbedarf jedes Antriebsaggregates bei gleichzeitigem Betrieb sämtlicher möglicher Bewegungen unter Berücksichtigung großer Geschwindigkeit bei dem höchsten vorkommenden Blockgewicht ausgelegt ist. Auch hier ist es daher notwendig, die Antriebsleistung der Preßpumpe und diese selbst für die höchste vorkommende Spitzenbelastung bei gleichzeitigem Betrieb sämtlicher möglicher Bewegungen zu bemessen. Auch ist es bekannt, auf dem Fahrgestell die gesamte Pumpenanlage mitzuführen, die außer der Druckmittelpumpe mit Antriebsmotor die Steuereinrichtungen sowie einen Vorratsbehälter umfaßt, so daß es möglich ist, einen geschlossenen Kreislauf des Druckmittels einzuführen.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß es bei einer derartigen Anlage sehr unwirtschaftlich ist, in der bisher bekannten Weise die Fördermenge der Druckmittelpumpe und damit auch die Antriebsleistung des Motors für den maximalen Leistungsbedarf aller Antriebsaggregate auszulegen, während die tatsächlichen Spitzenbelastungen außerordentlich selten und dann nur sehr kurzzeitig auftreten, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Dimensionierung der gesamten zu installierenden Antriebsleistung auf den beim normalen Betrieb durchschnittlich auftretenden Kraftbedarf aller Verbrauchsstellen herabzusetzen und dadurch eine außerordentliche Ersparnis sowohl bei der Herstellung als auch beim Betrieb einer Schmiedezange zu erzielen. Die Erfindung löst diese Aufgabe damit, daß sie zwischen die Druckmittelpumpe und die Verbraucherstellen einen druckluftbelasteten Druckflüssigkeitsspeicher einschaltet.

Die Anordnung nach der Erfindung gestattet es, den Aufbau einer derartigen Schmiedezange bedeutend zu verbilligen und den Betrieb in einer bisher nicht für möglich gehaltenen Weise wirtschaftlich zu gestalten. Außerdem wird durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, Schmiedezangen für erheblich größere Blockgewichte zu bauen und zu benutzen, als dies bisher bekannt war. Die wesentlichen, an sich beim Anwenden von Druckflüssigkeitsspeichern bekannten Vorteile der neuen Anordnung sind: Die Fördermengenleistung der Druckmittelpumpe und die entsprechende Antriebsleistung des Elektromotors können klein gehalten werden, denn diese Einheiten brauchen nur nach der Summe des durchschnittlichen Verbrauchs aller Antriebsaggregate und nicht nach dem Spitzenbedarf bemessen zu werden. Die Druckmittelpumpe und der Antriebsmotor sind fast dauernd und gleichmäßig ausgenutzt; sie sind füllungsgesteuert und werden nur beim Erreichen einer maximalen Füllung oder des zulässigen Höchstdruckes stillgesetzt.

Die Druckmittelpumpe kann eine einfach wirkende Hochdruckpumpe mit konstanter Fördermenge oder eine fördermengenregelbare hydro- g statische Axialkolbenmaschine oder aber auch eine Kreiselpumpe sein. Als Antriebsmotor kommt ein einfacher Kurzschlußläufer in Frage.

Die einzelnen Antriebseinheiten werden nun nicht mehr von einer Pumpe gespeist, sondern sie sind über ihre Steuerorgane an den Druckspeicher angeschlossen, der eine Vielzahl von Verbraucherstellen beliefern kann. Hierbei ist es auch von Bedeutung, durch geeignete Bemessung des Verhältnisses von Luftpufferung zur gespeicherten Druckflüssigkeitsmenge den Druckabfall so gering wie möglich zu halten, was durch die Anordnung eines entsprechend großen Druckluftbehälters geschieht.

Die Vorteile, die sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben, werden am besten deutlich, wenn ein vor kurzer Zeit ausgeführter Schmiedemanipulator mit einer installierten elektromotorischen Antriebsleistung von 223 PS einer Anlage gemäß der Erfindung für ein doppelt so großes Blockgewicht gegenübergestellt wird, die mit zwei Motoren von je 25 PS ausgerüstet ist, von denen einer lediglich als Überlastmotor dient.

Trotz einer derart geringen Antriebsleistung kann bei der Anordnung nach der Erfindung die Zahl der Verbraucherstellen im Gegensatz zu den bisher bekannten Schmiedezangen beliebig groß sein, da ja die Summe der insgesamt benötigten Leistung in einem festen Verhältnis zum Gewicht des Blockes steht und durch die Zahl der Verbraucherstellen kaum beeinflußt wird. Es ist daher mit dieser Anordnung möglich, zur gleichmäßigeren Lastverteilung für jede einzelne Bewegung mehrere Hubzylinder vorzusehen, z. B. für das Heben und Senken des Zangenträgers vier Hubzylinder, und darüber hinaus eine größere Zahl von Bewegungsmöglichkeiten der Zange zu schaffen und außerdem den Fahrantrieb des Zangengestells vom Druckspeicher zu speisen. Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß der maximale Druck geringer gewählt werden kann als bei dem bekannten direkten

Pumpenantrieb, was bei der Verwendung flexibler Schläuche zur Fortleitung des Druckmittels große Vorteile bietet und wodurch auch infolge des besseren Dichteffektes die Leckverluste geringer gehalten werden können.

Die Unterbringung der Druckspeicherflaschen gestaltet sich einfach, wenn erfindungsgemäß das Fahrgestell zwei oder mehr rohrförmige Querverbindungsträger zur Aufnahme der Flaschen ίο aufweist.

Weiter betrifft die Erfindung noch die Ausbildung der Steuerung für die Druckflüssigkeitsverbraucher sowie einen Antrieb des Fahrwerkes und/oder einen Zangendrehantrieb über ein Wendegetriebe, wie an Hand eines Ausführungsbeispiels der Zeichnung noch erläutert wird. In der Zeichnung zeigt

Abb. ι eine Schmiedezange in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,

Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie c-d in Abb. ι und

Abb. 3 eine Wendegetriebe im Längsschnitt. Ein Schmiedeblock wird mit Hilfe von Winkelhebeln3, 4 und zugehörigen Backen 3 α, 4a ergriffen und - gehalten. Die Schließbewegung der Winkelhebel bzw. Zangenschenkel 3, 4 um ihre Bolzen 6, 7 geschieht über die Stange 8 (Abb. 2) in üblicher Weise.

Die Bolzen 6, 7 sind im Kopf des Zangenschaftes 5 befestigt, der seinerseits drehbar im Zangenhalter 12 gelagert ist und an seinem Ende in das Ritzel 13 ausläuft (Abb. 2). Das Ritzel wird von der Zahnstange 14 bewegt, an der die Kolben 15 und 16 in den am Halter 12 befestigten Zylindern 17 und 18 sitzen. Erhält einer der Zylinder 17 oder 18 Druckflüssigkeit, so bewegt sich die Stange 14 nach rechts oder links und dreht dabei den Zangenschaft 5 über das Ritzel 13. Auf diese Weise wird der Block gewendet.

Je nach der erforderlichen Schmiedearbeit kann die Drehbewegung des Blockes schnell oder langsam erfolgen, was durch einfaches Steuern der Druckflüssigkeitszufuhr durch ein Ventil, einen Schieber od. dgl. durchzuführen ist. Die Antriebsmittel in Form der Zylinder mit Kolben sind denkbar einfach, so daß sich ein im Gesamtaufbau übersichtlicher, kaum mit Fehlerquellen behafteter und robuster Antrieb ergibt. Der Block kann also mit der hydraulischen Steuerung erforderlichenfalls schnell in Bewegung und auch schnell wieder stillgesetzt und zuverlässig in seiner Lage gehalten werden.

Das Maschinengestell ist etwa U-förmig gestaltet und hat Seitenwangen, die je durch zwei Bleche 45 und die sie verbindenden Stege 46 gebildet sind. Die Seitenwangen sind untereinander durch eingeschweißte rohrförmige Querverbindungsträger 47 verbunden. Das Gestell ist fahrbar, und zwar mit Hilfe der Zylinder 50 und 51, deren Kolben 52 und 53 über die Zahnstangen 54 und 55 abwechselnd auf das Fahrwerkskritzel 56 treiben. Vom Fahrwerkskritzel wird die Hinterachse 57 mit den Rädern 58 bewegt. Die Vorderräder 59 können eventuell über eine Gliederkette und Kettenrad mit angetrieben werden.

Sämtliche Bewegungen der maschinell betriebenen Schmiedezange werden durch einfache Druckzylinder hervorgebracht und mit Ventilen od. dgl. gesteuert. Die Druckflüssigkeit wird für alle Zylinder gemeinsam erzeugt, und zwar mit Hilfe des Elektromotors 60, der über das Getriebe 61 die Preßpumpe 62 antreibt. Diese liefert die Druckflüssigkeit durch die Leitung 63 in den Speicher 64, der in der bei größeren Hochdruckanlagen bekannten Weise als druckluftbelasteter Druckflüssigkeitsspeicher ausgebildet ist. Der Motor 60 kann als Kurzschlußläufermotor ohne jede Regulierung ausgebildet sein, er wird selbsttätig bei einer gewissen Entladung des Druckspeichers eingeschaltet und nach dessen Aufladung wieder selbsttätig abgeschaltet. Die Druckflüssigkeitsflasche 64 steht durch die Leitung 65 mit der Druckluftflasche 66 in Verbindung. Die Druckspeicherflaschen können entweder, wie dargestellt, selbst einen Teil des Maschinengestells bilden, sie sind dann identisch mit den Querverbindungsträgern 47. Sie können aber auch in diese als fertiges Ganzes eingeschoben werden, so daß sie von den Beanspruchungen des Fahrwerks entlastet sind.

Von der Leitung 63 führt weiter die Leitung 68 zu dem erfindungsgemäß als Einblocksteuerung ausgebildeten Steuerblock 69, der neben dieser zentralen Zuleitung noch eine zentrale Druckwasserabflußleitung 70 aufweist, die zum Sammelbehälter

71 führt, aus dem die Flüssigkeit durch die Leitung

72 wieder angesaugt wird. An dem Steuerblock 69 sind Steuerschalter 75 für sämtliche Arbeitszylinder vereinigt, so daß der Bedienungsmann bequem und übersichtlich sämtliche Bewegungen zentral steuern kann und jeweils nur einen Hebel zu betätigen braucht. Die Zuleitungen 76 zu den einzelnen Zylindern sind angedeutet.

Der Kolbenhub der hydraulischen Zylinder ist naturgemäß begrenzt und mit ihm auch die entsprechende Bewegung des Blockes. Wünscht man ein größeres Ausmaß der Beweglichkeit, was durch die Anordnung eines Druckflüssigkeitsspeichers gemäß der Erfindung wegen der theoretisch unbegrenzt zur Verfügung stehenden Druckflüssigkeitsmenge ohne weiteres möglich ist, so na läßt sich das mit einem schaltbaren Wendegetriebe nach Abb. 3 erzielen. Soll beispielsweise der Zangenschaft 5 beliebig weit in einer Richtung gedreht werden können, so wird an Stelle der Zylinder 17, 18 erfindungsgemäß ein parallelachsig zur Zange angeordnetes Zylinderpaar 80 benutzt, deren Plungerkolben 81 über eine Zahnstange 82 auf das Ritzel 83 arbeiten, das über das Kegelrad 84 die beiden Kegelräder 85 und 86 in entgegengesetzter Richtung antreibt. Durch Kupplungsklauen 87 und 88 können diese Kegelräder abwechselnd mit dem Zangenschaft 5 verbunden werden. Ist der Hub des einen Kolbens 81 beendet und soll die Bewegung des Zangenschaftes 5 in gleichem Sinne weitergeführt werden, so wird die entsprechende Kupplung 87 oder 88 geschaltet, und es wirkt dann der

a'ndere Kolben 81 trotz seiner entgegengesetzten Bewegung im gleichen Drehsinne auf den Zangenschaft 5 ein. Dieses Vorgehen kann wiederholt werden, so daß der Zangenschaft 5 und damit der Block beliebig oft gedreht werden kann. Statt zweier gegenläufiger Plungerkolben kann auch nur ein die Zahnstange 82 treibender Stufenkolben verwendet werden.

Sinngemäß kann ein solches Wendegetriebe auch beispielsweise für den Fahrantrieb verwendet werden, um eine Fahrbewegung beliebigen Ausmaßes zu erzielen. Das Wendegetriebe ist darüber hinaus auch für herkömmliche hydraulische Kraftanlagen auf Manipulatoren mit Vorteil anwendbar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fahrbare Schmiedezange mit Steuerung für die hydraulischen Antriebe der verschiedenen Zangenbewegungen und auf dem Fahrgestell angeordneter Anlage zum Mitführen der Betriebsflüssigkeit und zum Erzeugen des Flüssigkeitsdruckes durch eine Preßpumpe mit Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Preßpumpe (62) und Steuerung (69) ein druckluftbelasteter Druckflüssigkeitsspeicher (64) vorgesehen ist.

2. Schmiedezange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell zwei rohrförmige Querverbindungsträger (47) aufweist, in denen die Druckspeicherflaschen (64, 66) angeordnet sind.

3. Schmiedezange nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise hydraulisch angetriebene Fahrmotor an den Druckspeicher (64) angeschlossen ist.

4. Schmiedezange nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einblocksteuerung (69) mit einer Druckwasserzuleitung (68) sowie einer Abflußleitung (70) und Steuerschaltern (75) für zu den Antriebszylindern führende Leitungen (76).

5. Schmiedezange, insbesondere nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Fahrwerkes und/oder der Zangendrehantrieb über ein schaltbares Wendegetriebe (84 bis S8), ein dieses antreibendes Zahnstangenritzel (83) und einen die Zahnstange (82) treibenden Stufenkolben (81) bzw. zwei die Zahnstange (82) treibende, gegenläufige Plungerkolben erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 700 524, 622481, 408, 568 276, 472 921, 429 708;

britische Patentschrift Nr. 596 860;

USA.-Patentschriften Nr. 2 345 572, 2 314 686;

Prospekt A. CH.-2 der Firma Dango & Dienenthal in Siegen/Westf., S. 6 und 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen