DE974854C - Fallhammer - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. MAI 1961

L 104811b j49g

Fallhammer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fallhammer, vorzugsweise zum Gesenkschmieden, dessen Bär mit einem in einem senkrechten Zylinder gleitenden Kolben verbunden ist, unter den zwecks Anhebens des Bären von einer Pumpe unmittelbar Druckflüssigkeit preßbar ist, während der Fall des Bären durch öffnen eines in einer vom Zylinder zu einem Flüssigkeitsvorratsbehälter führenden Rücklaufleitung angeordneten Abschlußorgans erfolgt.

Die Erfindung bezweckt, den Fallhammer so auszubilden, daß er in sehr rascher Folge zu hämmern vermag und daß der Bär insbesondere nach dem Schlag rasch nach oben gerissen wird. Der Bär soll keinesfalls die Möglichkeit haben, auch nur kurzfristig auf dem heißen Werkstück zu ruhen oder gar nach einem Rückprall vom Werkstück noch einmal auf das Werkstück zurückzufallen. Diese Arbeitsweise soll zudem mit einem möglichst geringen Leistungsaufwand erzielt werden.

Zu den genannten Zwecken bedient sich die Erfindung einer Bauweise, die zum Teil durch eine sehr langsam arbeitende Baumwollpresse bekannt ist. Bei dieser Presse ist bereits von der von der Pumpe zum Zylinder führenden Druckflüssigkeitsleitung eine in den Flüssigkeitsvorratsbehälter führende Umlaufleitung abgezweigt, die durch ein steuerbares Ventil drossel- und absperrbar ist. Darüber hinaus besteht die Erfindung darin, daß in der Druckflüssigkeitsleitung zwischen der Abzweigstelle der Umlaufleitung und dem Zylinder ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ein solches Rückschlagventil fehlt bei der genannten Baumwollpresse, so daß das Öffnen des steuerbaren Ventils ein Absenken des Preßkolbens zur Folge hat und der Preß-

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kolben nur hochgehalten werden kann, wenn der Pumpendruck auf ihm lastet. Das Halten des Hammerbären in einer bestimmten Höhe kann mit der bekannten Vorrichtung also nicht erreicht werden. Die rasche Arbeitsweise des Hammers gemäß der Erfindung beruht unter anderem darauf, daß ein ständiger Flüssigkeitsstrom vorhanden ist, der zwecks Anhebens des Bären nur unter den Kolben gelenkt zu werden braucht, so daß keine größeren ίο ölmengen beschleunigt .werden müssen, wenn der Bär angehoben werden soll. Außerdem erfordert die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstromes während des Fallens und während des Stillstandes des Bären keine nennenswerte Leistung, da der Inhalt des Arbeitszylinders durch das Rückschlagventil abgesperrt ist und die Umwälzung der von der Pumpe geförderten Flüssigkeitsmenge ohne Passieren einer Drosselstelle vor sich geht.

Durch den letztgenannten Vorteil unterscheidet sich der Hammer nach der Erfindung von einem anderen bekannten Hammer,.bei dem eine verlustlose Umwälzung nur möglich ist, während der Bär auf dem Werkstück bzw. dem Amboß ruht oder während er fällt. Bei diesem Hammer ist das Ventil, das in der vom Zylinder zum Flüssigkeitsbehälter führenden Rücklauf leitung angeordnet ist, als Drehschieber ausgebildet, der axial im Zylinder drehbar ist. Der Drehschieber hat eine dreieckige Öffnung und gestattet in einer Stellung den Abfluß der Druckflüssigkeit bei jeder Höhenstellung des Bären, während nach Drehung des Schiebers der Abfluß der Flüssigkeit aus dem Zylinder nur noch bei höheren Stellungen des Bären möglich ist, derart, daß in der anderen Endstellung der Abfluß nur noch möglich ist, wenn der 'Bär seine höchste Stellung erreicht hat. Hat der Schieber in seiner einen Endstellung den Fall des Bären infolge vollständiger Öffnung des Drehventils ermöglicht, so wird der Schieber mehr oder weniger weit zur anderen Endstellung hin verdreht, wodurch der Abfluß der Druckflüssigkeit aus dem Zylinder zum Flüssigkeitsvorratsbehälter so lange abgesperrt ist, bis der Bär die durch die Schieberstellung bestimmte Höhe erreicht hat. Jetzt kann die von der Pumpe weiterhin zugeführte Druckflüssigkeit zwar aus dem Zylinder in den Druckflüssigkeitsbehälter entweichen, so daß der Bär in entsprechender Höhe gehalten wird; da auf der im Zylinder befindlichen Flüssigkeit aber das volle Gewicht des Bären und. des Kolbens lastet, muß die weiterlaufende Pumpe während des Haltens des Bären ständig bei fast vollem Betriebsdruck arbeiten. Der Umlauf der Druckflüssigkeit während des Haltens des Bärens in bestimmter Höhe findet also nicht durch eine Umlaufleitung wie bei der Erfindung, sondern durch den Arbeitszylinder selbst statt, da eine Umlaufleitung bei diesem bekannten Hammer nicht vorgesehen ist. Eine bei diesem Hammer von der von der Pumpe zum Zylinder führenden Druckflüssigkeitsleitung in den Flüssigkeitsvorratsbehälter führende Leitung ist nämlich keine Umlaufleitung, sondern nur eine Sicherheitsleitung, da sie nicht über ein steuerbares, sondern über ein Überdruckventil angeschlossen ist, welches betriebswidrig auftretenden Überdruck entlastet. Auch fehlt dieser bekannten Bauweise das erfindungsgemäß angeordnete Rückschlagventil, welches den Bär in einer oberen Stellung zu halten vermag, während die Pumpe die von ihr geförderte Druckflüssigkeit annähernd verlustlos umwälzt.

Die Erfindung findet vorzugsweise bei Gesenkschmiedehämmern Anwendung, bei denen oft zwischen den einzelnen Schlagen längere Zeiträume liegen, beispielsweise von einer Minute, in denen die Pumpe weiterlaufen muß, ohne Arbeit zu leisten.

Die Hubarbeit kann von einer Pumpe mit gleichbleibender Fördermenge verrichtet werden. Wird dagegen aus besonderen Gründen eine Pumpe mit regelbarer Fördermenge verwendet, so kann diese während der Schlagarbeit ohne Verstellung der Fördermenge durchlaufen.

Da bei plötzlichem Abschluß des steuerbaren Ventils die volle Fördermenge der Pumpe ebenso plötzlich unter den Arbeitskolben geleitet wird, muß in diesem Augenblick eine theoretisch unendlich große Beschleunigung des Arbeitskolbens eintreten, da die Druckflüssigkeit so gut wie nicht zusammendrückbar ist. Um den hierbei auftretenden Druckstoß vom Kolben und von der Pumpe zum größeren Teil fernzuhalten, wird in der Druckflüssigkeitsleitung ein Stoßdämpfer vorgesehen, welcher das Volumen der Druckflüssigkeitsleitung zwischen der Pumpe und dem Zylinder vergrößert, sobald der Druck in dieser Leitung über eine vorher bestimmte Höhe ansteigt. Dabei ist der Stoßdämpfer vorzugsweise so ausgebildet, daß er bei zunehmendem Druck in der Leitung eine zunehmende Volumenvergrößerung zuläßt.

Der erfindungsgemäße Hammer ist \-orzugsweise so weitergebildet, daß das in der Rücklaufleitung angeordnete Abschlußorgan willkürlich zu öffnen und bei oder nach beendetem Fall des Bären durch eine Steuervorrichtung abhängig vom Aufschlag des Bären auf das Werkstück selbsttätig schließbar ist. Hierdurch wird es möglich, daß der Kolben unmittelbar nach dem Schlag wieder angehoben wird. Zweckmäßig ist es, außer dem großen Abschlußorgan, dessen Öffnung der Auslösung eines Schlages dient, in der vom Zylinder zum Flüssigkeitsvorratsbehälter führenden Rücklauf leitung ein weiteres, willkürlich zu öffnendes und zu schließendes Absperrorgan vorzusehen, dessen Querschnitt geringer ist als der des Abschlußorgans. Mit Hilfe eines solchen Absperrorgans geringen Querschnitts kann ein langsames Absenken des Bären ermöglicht werden, wenn man beispielsweise aus einer Höhe schlagen will, die niedriger ist als diejenige, in der sich der Bär befindet.

Der auf das Werkstück herunterfallende Bär springt bei Schmiedearbeiten manchmal sofort nach dem Aufprall zurück, wobei seine Anfangsgechwindigkeit fast der Fallgeschwindigkeit beim Auftreffen auf das Werkstück entsprechen kann. Um zu vermeiden, daß der Kolben infolge des Hochspringens des Bären eine übermäßige Saugwirkung auf die Druckleitung und damit auf die

Pumpe ausübt, wird gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung das untere Ende des Zylinders mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter über ein Saugventil verbunden.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung näher erläutert.

In einem senkrechten Zylinder ι ist in üblicher Weise ein Kolben 2 beweglich, der über eine Kolbenstange 3 einen Bären4 trägt. Die Kolbenstange 3 ist bei 5 in einer Stopfbuchse geführt. Der Zylinder ι besitzt am oberen Ende ein Saugventil 6, das sich bei Unterdruck oberhalb des Kolbens 2 im Zylinder ι öffnet. Am unteren Ende des Zylinders 1 mündet das Ende 7 b der Druckleitung 7, die von einer Zahnradpumpe 8 oder sonstigen Pumpe gespeist werden kann, die in einem Vorratsbehälter 9 angeordnet ist, in dem sich Druckflüssigkeit bis zum Spiegel 10 befindet, der infolge Anordnung einer Öffnung 9 α unter Atmosphärendruck steht.

Die Zahnradpumpe 8 saugt durch ein Rohr 11 Druckflüssigkeit an und drückt sie in den Teil ja der Druckleitung 7. An die Druckleitung ja ist eine Umlaufleitung 12 angeschlossen, die durch ein willkürlich steuerbares Ventil 13 gedrosselt und abgeschlossen werden kann. An die Druckleitung ja schließt sich ferner ein Rückschlagventil 14 an, das unter der Wirkung einer Feder od. dgl. steht und sich bei einem verhältnismäßig geringen Druckanstieg in dem Teil Ja der Druckleitung öffnet und dann die Druckflüssigkeit in den Teil Jb der Druckleitung eintreten läßt. An die Druckleitung J b ist ein Stoßdämpfer 15 mittels eines Rohres 16 angeschlossen. Durch das Rohr 16 kann Druckflüssigkeit in einen Zylinder IJ eintreten, der in der dargestellten Lage fast vollständig durch einen Kolben 18 ausgefüllt ist, welcher unter dem Druck einer Feder 18 α steht. An den Rohrstrang jb der Druckleitung ist ferner eine Rücklaufleitung 19 angeschlossen, die durch ein willkürlich zu öffnendes Rücklaufventil 20 abgeschlossen werden kann und in den Ölvorratsbehälter 9 hineinführt. Das Rücklaufventil 20 wird vorzugsweise durch eine hier nicht dargestellte Einrichtung so gesteuert, daß es sich beim oder nach dem Auf treffen des Bären 4 auf das Werkstück, also bei der oder nach Beendigung des Falles des Bären, selbsttätig· schließt. Ferner ist eine weitere Rücklauf leitung 21 vorgesehen, die ebenfalls die Druckleitung 7 b mit dem Vorratsbehälter 9 verbindet und durch ein Ventil 22 geringen Querschnitts, das willkürlich geöffnet und geschlossen werden kann, absperrbar ist. Schließlich ist zwischen der Druckleitung 7 b und dem Vorratsbehälter eine Rohrleitung 23 angeordnet, die durch ein Saugventil 24 abgeschlossen ist, welches sich öffnet, wenn in der Druckleitung 7 b ein Unterdruck entsteht.

Der Fallhammer nach dem Ausführungsbeispiel arbeitet in folgender Weise: Zunächst wird die Pumpe 8 in Betrieb gesetzt, wobei das Ventil 13 geöffnet ist. Es entsteht so ein druckloser Umlauf von Druckflüssigkeit durch die Rohrleitungen 11, Ja und 12. Wird das Ventil 13 gedrosselt oder ganz abgeschlossen, so öffnet sich das Rückschlagventil 14, und die Druckflüssigkeit gelangt durch den Teil jb der Druckleitung in den Zylinder 1, wo sie den Kolben 2 anhebt. Der Übertritt der Druckflüssigkeit in den Teil 7 b der Druckleitung und in den Zylinder 1 erfolgt meistens stoßweise, so daß ein hoher Druck entsteht, weil der Kolben 2 und der Bär 4 sich nur langsam beschleunigen. Dieser Druckstoß wird von dem Dämpfer 15 aufgefangen, da ein Teil des Drucköles in den Zylinder 17 eintritt, wobei dieses den Kolben 18 entgegen der Wirkung der Feder 18 σ zurückdrängt.

Wird bei angehobenem Kolben 2 das Rücklaufventil 20 geöffnet, so strömt die Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 1 rasch zu dem Ölbehälter 9 zurück, so daß der Kolben 2 mit dem Bären 4 fällt. Soll jedoch vor Auslösung des Falles der Kolben 2 nur etwas gesenkt werden, so erfolgt dies mit Hilfe des Ventils 22. Fällt der Bär4 auf ein hartes Werkstück auf, so springt er meistens wieder hoch, so daß der Kolben 2 eine starke Saugwirkung auf die Druckleitung 7 b ausübt und mehr Druckflüssigkeit ansaugen möchte, als die Pumpe 8 liefert. In diesem Augenblick öffnet sich dann das Saugventil 24 und gestattet dem Kolben, eine große Menge Druckflüssigkeit plötzlich aus dem Behälter 9 anzusaugen.

Beim Hochspringen des Bären komprimiert der Kolben 2 in dem oberen Teil des Zylinders 1 Luft, die die Aufwärtsbewegung des Kolbens bremst und begrenzt, so daß die Umkehr der Bewegung in einer geringeren Höhe erfolgt. Dadurch wird eine vergrößerte Schlagzahl erzielt. Um etwaige Verluste an Luft auszugleichen, öffnet sich das Saugventil 6, sobald der Druck in dem oberen Zylinderteil bei unten befindlichem Kolben 2 geringer ist als der Atmosphärendruck.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Fallhammer, vorzugsweise zum Gesenkschmieden, dessen Bär mit einem in einem senkrechten Zylinder gleitenden Kolben verbunden ist, unter den zwecks Anhebens des Bären von einer Pumpe unmittelbar Druckflüssigkeit preßbar ist, während der Fall des Bären durch Öffnen eines in einer vom Zylinder zu einem Flüssigkeitsvorratsbehälter führenden Rücklaufleitung angeordneten Abschlußorgans erfolgt, dadurch !gekennzeichnet, daß in bei hydraulischen Pressen bekannter Weise von der von der Pumpe (8) zum Zylinder (1) führenden Druckflüssigkeitsleitung (7, ja) eine in den Flüssigkeitsvorratsbehälter (9) führende Umlaufleitung (12) abgezweigt ist, die durch ein steuerbares Ventil (13) drossel- und absperrbar ist, und daß in der Druckflüssigkeitsleitung (7, ja) zwischen der Abzweigstelle der Umlaufleitung (12) und dem Zylinder (1) ein Rückschlagventil (14) angeordnet ist.
2. 2. Fallhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Rücklaufleitung (7) angeordnete Abschlußorgan (20) willkürlich

   zu öffnen und bei oder nach beendetem Fall des Bären (4) durch eine Steuervorrichtung abhängig vom Aufschlag des Bären auf das Werkstück selbsttätig schließbar ist.
3. 3. Fallhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklauf leitung (7) ein weiteres, willkürlich zu öffnendes und zu schließendes Absperrorgan (22) vorgesehen ist, dessen Querschnitt geringer ist als der des Abschlußorgans (20).

   4· Fallhammer nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Zylinders (i) mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter (9) über ein Saugventil (24) verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 125028, 189233, 203763;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 522 783, 2 345 563.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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