DE102014002888A1 - Forging hammer and method for operating a forging hammer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schmiedehammer, wobei ein Hydraulikzylinder (4a) zwischen einem oberen Hydraulikanschluss (19) und einem unteren Hydraulikanschluss (20) einen mittleren Hydraulikanschluss (21) umfasst, wobei der mittlere Hydraulikanschluss (21) unter Zwischenschaltung des Steuerventils (9b) mit dem Rücklauftank (18) derart verbunden ist, dass dieses Steuerventil (9b) bei einem Rückhub des Kolbens (4b) zur Beeinflussung einer Rückhubgeschwindigkeit als Drosselventil arbeitet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Schmiedehammers (1).The invention relates to a forging hammer, wherein a hydraulic cylinder (4a) between an upper hydraulic port (19) and a lower hydraulic port (20) comprises a central hydraulic port (21), wherein the central hydraulic port (21) with the interposition of the control valve (9b) with the Return tank (18) is connected such that this control valve (9b) operates on a return stroke of the piston (4b) for influencing a Rückhubgeschwindigkeit as a throttle valve. Furthermore, the invention relates to a method for operating a forging hammer (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Schmiedehammer und ein Verfahren zum Betrieb eines Schmiedehammers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7.The invention relates to a forging hammer and a method for operating a forging hammer according to the preamble of
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schmiedehammer und ein Verfahren zum Betrieb eines Schmiedehammers vorzuschlagen, bei welchem ein Abwärtshub bzw. Schlag und/oder ein Rückhub hammerschonend und geschwindigkeitsoptimiert erfolgt bzw. erfolgen.It is the object of the invention to propose a forging hammer and a method for operating a forging hammer, in which a downward stroke or impact and / or a return stroke take place or take place in a manner that is gentle on the hammer and with optimized speed.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebene Vorrichtung sowie durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegeben Verfahrensschritte gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.This object is achieved by the device described in the characterizing part of
Der Hydraulikzylinder des erfindungsgemäße Schmiedehammers umfasst zwischen dem oberen Hydraulikanschluss und dem unteren Hydraulikanschluss einen mittleren Hydraulikanschluss, wobei der mittlere Hydraulikanschluss unter Zwischenschaltung des Steuerventils mit dem Rücklauftank derart verbunden ist, dass das Steuerventil bei einem Rückhub des Kolbens zur Beeinflussung einer Rückhubgeschwindigkeit als Drosselventil arbeitet. Hierdurch lässt sich eine Rückhubbewegung einer aus Kolben, Bär und Obergesenk gebildeten Masseeinheit ohne zusätzliche Bauteile mit Hilfe des Steuerventils entsprechend den Anforderungen regeln und insbesondere hinsichtlich einer möglichst kurzen Verfahrzeit optimieren. Durch eine Regelung des Rückhubs über den mittleren Hydraulikanschluss wird weiterhin der Gefahr vorgebeugt, dass die Masseeinheit bei einer zu schwachen Auslegung des Bremsvorgangs direkt gegen den Hydraulikzylinder fährt, da das über dem Kolben befindliche Hydrauliköl nicht vollständig über den mittleren Hydraulikanschluss abströmen kann.The hydraulic cylinder of the forging hammer according to the invention comprises a central hydraulic connection between the upper hydraulic connection and the lower hydraulic connection, the middle hydraulic connection being connected to the return tank with the interposition of the control valve such that the control valve works as a throttle valve during a return stroke of the piston to influence a return stroke speed. This makes it possible to regulate a return movement of a mass unit formed from piston, bear and upper die without additional components by means of the control valve according to the requirements and in particular to optimize the shortest possible travel time. By regulating the return stroke via the central hydraulic connection, the danger is further prevented that the mass unit drives directly against the hydraulic cylinder if the braking process is designed too weakly, since the hydraulic oil located above the piston can not flow off completely via the central hydraulic connection.
Es ist weiterhin vorgesehen, den Schmiedehammer mit einer elektronische Kontrolleinrichtung und wenigstens einer Sensoreinrichtung auszustatten, wobei wenigstens eine der Sensoreinrichtungen insbesondere als Wegmess- und/oder Geschwindigkeitsmesseinrichtung ausgebildet ist, welche eine Bewegung des Kolbens erfasst und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgibt und/oder wobei mehrere der Sensoreinrichtungen insbesondere als Durchflusssensoren ausgebildet sind, welche Volumenströme in mit den Hydraulikanschlüssen verbundenen Hydraulikleitungen erfassen und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgeben und/oder wobei wenigstens eine der Sensoreinrichtungen insbesondere als bildverarbeitende Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, welche einen Fortschritt der Verformung des Werkstücks erfasst und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgibt. Durch eine derartige Erfassung und Verarbeitung von Maschinendaten lässt bzw. lassen sich das Steuerventil bzw. die Steuerventile bezüglich ihrer Schaltstellung und bezüglich ihrer Durchflussquerschnitte optimal regeln, so dass mit dem Schmiedehammer unterschiedliche große Werkstücke entsprechend ihrer spezifischen Anforderungen bearbeitet werden können.It is further provided to provide the forging hammer with an electronic control device and at least one sensor device, wherein at least one of the sensor devices is designed in particular as Wegmess- and / or speed measuring device which detects a movement of the piston and this outputs data to the control device and / or several of the sensor devices are in particular designed as flow sensors which detect volume flows in hydraulic lines connected to the hydraulic lines and output data to the control device and / or wherein at least one of the sensor devices is designed in particular as image-processing detection device which detects a progress of the deformation of the workpiece and this Output data to the control device. Such a detection and processing of machine data allows the control valve or the control valves to be optimally regulated with regard to their switching position and with regard to their flow cross sections, so that different large workpieces can be processed with the forging hammer in accordance with their specific requirements.
Zur Schonung einer den Hydraulikzylinder und den Kolben umfassenden Antriebseinheit ist es vorgesehen, den unteren Hydraulikanschluss unter Vermeidung einer Zwischenschaltung des oder der Steuerventile direkt mit dem Druckspeicher zu verbinden. Hierdurch ist im Umkehrpunkt beim Übergang vom Hub in den Rückhub immer unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zur Bremsphase vorhanden.In order to protect a drive unit comprising the hydraulic cylinder and the piston, it is provided to connect the lower hydraulic connection directly to the pressure accumulator while avoiding interposition of the control valve or valves. As a result, in the reversal point in the transition from the stroke in the return stroke always under pressure hydraulic fluid for braking phase available.
Es ist auch vorgesehen, den oberen Hydraulikanschluss unter Zwischenschaltung des Steuerventils mit dem Druckspeicher und dem Rücklauftank derart zu verbinden, dass das Steuerventil bei einem Rückhub geschlossen ist und dass das Steuerventil bei einem Hub geöffnet ist. Durch das Schließen des oberen Hydraulikanschlusses mittels des Steuerventils wird beim Rückhub sicher gestellt, dass der Kolben nach dem Passieren des mittleren Hydraulikanschlusses in eine Art Bremsbuchse fährt, da die oberhalb des mittleren Hydraulikanschlusses befindliche Hydraulikflüssigkeit über den oberen Hydraulikanschluss nicht mehr abfließen kann. Für die Hubbewegung ist es von Vorteil, wenn das den oberen Hydraulikanschluss ansteuernde Steuerventil geöffnet ist, da der Kolben dann bereits aus seinem oberen Umkehrpunkt heraus beschleunigt werden kann. Über dieses Steuerventil und dessen während des Hubs bzw. Abwärtshubs veränderbaren Öffnungsquerschnitt kann die Abwärtshubbewegung optimiert und an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.It is also provided to connect the upper hydraulic port with the interposition of the control valve with the pressure accumulator and the return tank such that the control valve is closed in a return stroke and that the control valve is open at a stroke. By closing the upper hydraulic connection by means of the control valve, it is ensured during the return stroke that the piston moves into a kind of brake bushing after passing through the middle hydraulic connection, since the hydraulic fluid located above the middle hydraulic connection can no longer flow away via the upper hydraulic connection. For the lifting movement, it is advantageous if the control valve activating the upper hydraulic connection is opened, since the piston can then already be accelerated out of its upper reversing point. About this control valve and its variable during the stroke or down stroke opening cross section, the downward stroke can be optimized and adapted to the particular requirements.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass bei einer Schmiedeoperation im Zeitpunkt der Umformung eine Umformenergie, welche durch eine kinetische Energie des Oberwerkzeugs zur Verfügung gestellt wird, um ein Vielfaches größer ist als eine Umformenergie, welche durch den hydraulischen Druck zur Verfügung gestellt werden könnte. Hierdurch müssen die hydraulischen Komponenten nicht an die an das Schmieden gestellten Anforderungen angepasst sein und können entsprechend kleiner dimensioniert werden.Furthermore, it is provided that in a forging operation at the time of forming a forming energy, which is provided by a kinetic energy of the upper tool, is many times greater than a forming energy, which could be provided by the hydraulic pressure. As a result, the hydraulic components do not have to be adapted to the requirements imposed on the forging and can be sized accordingly smaller.
Es ist auch vorgesehen, das Oberwerkzeug beim Hub auf eine Geschwindigkeit von mehr als 2 m/s und insbesondere mehr als 5 m/s in Richtung des Untergesenks zu beschleunigen und/oder eine Kontaktzeit zwischen Obergesenk und Werkstück zwischen Hub und Rückhub auf weniger als 200 ms zu beschränken. Hierdurch sind kurze Arbeitszyklen möglich bzw. wird hierdurch eine Druckberührzeit auf ein Minimum reduziert und hierdurch insbesondere ein ungewünschtes Anhaften des Oberwerkzeugs am Werkstück sicher vermieden.It is also envisaged to accelerate the upper tool during stroke to a speed of more than 2 m / s and in particular more than 5 m / s in the direction of the lower die and / or a contact time between upper die and workpiece between stroke and return stroke to less than 200 to restrict ms. As a result, short work cycles are possible or a pressure contact time is thereby reduced to a minimum and thus in particular unwanted adhesion of the upper tool on the workpiece safely avoided.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Schmiedehammers, welcher insbesondere entsprechend wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist umfasst die Schritte,
- – dass beim Auslösen eines Schlags und während eines darauf folgenden Hubs bzw. Abwärtshubs für eine Hydraulikflüssigkeit ein mittlerer Hydraulikanschluss geschlossen und ein oberer Hydraulikanschluss geöffnet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit zur Beeinflussung einer Hubgeschwindigkeit durch ein erstes Steuerventil geführt wird, und
- – dass bei einem auf den Hub folgenden Rückhub die Hydraulikflüssigkeit durch den mittleren Hydraulikanschluss in einen Rücklauftank geführt wird, wobei die Hydraulikflüssigkeit zur Beeinflussung einer Rückhubgeschwindigkeit durch das erste Steuerventil oder durch ein zweites Steuerventil geführt wird und
- – dass das bzw. die Steuerventil(e) als Proportional- bzw. Servoventil(e) ausgebildet ist bzw. sind und während des Rückhubs als geregelter Ablauf bzw. geregelte Drossel und während des Hubs als geregelter Zulauf arbeitet bzw. arbeiten.
- - That when a shock and during a subsequent stroke or down stroke for a hydraulic fluid, a central hydraulic port is closed and an upper hydraulic port is opened, the hydraulic fluid is guided to influence a lifting speed by a first control valve, and
- - That at a following stroke to the return stroke, the hydraulic fluid is passed through the central hydraulic port in a return tank, wherein the hydraulic fluid is guided to influence a Rückhubgeschwindigkeit by the first control valve or by a second control valve and
- - That the or the control valve (s) is designed as a proportional or servo valve (s) and are working or working during the return stroke as a controlled sequence or controlled throttle and during the stroke as a regulated inlet.
Hierdurch lässt sich eine Schlag und eine Rückhubbewegung einer aus Kolben, Bär und Obergesenk gebildeten Masseeinheit ohne zusätzliche Bauteile mit Hilfe des Steuerventils entsprechend den Anforderungen regeln und insbesondere hinsichtlich einer möglichst kurzen Verfahrzeit optimieren. Durch eine Regelung des Rückhubs über den mittleren Hydraulikanschluss wird weiterhin der Gefahr vorgebeugt, dass die Masseeinheit bei einer zu geringen Bemessung des Bremsvorgangs direkt gegen den Hydraulikzylinder fährt, da das über dem Kolben befindliche Hydrauliköl nicht vollständig über den mittleren Hydraulikanschluss abströmen kann.This makes it possible to control a stroke and a return stroke movement of a mass unit formed from piston, bear and upper die without additional components by means of the control valve according to the requirements and, in particular, to optimize the shortest possible movement time. By regulating the return stroke via the central hydraulic connection, the danger is further prevented that the mass unit will drive directly against the hydraulic cylinder if the braking process is rated too low, since the hydraulic oil located above the piston can not flow off completely through the central hydraulic connection.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass während des Rückhubs der obere Hydraulikanschluss geschlossen ist, so dass der Kolben beim Überfahren des mittleren Hydraulikanschlusses durch die im Hydraulikzylinder verbleibende Hydraulikflüssigkeit abgebremst wird. Hierdurch ist im Umkehrpunkt beim Übergang vom Hub in den Rückhub immer unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zur Dämpfung vorhanden.Furthermore, it is provided that during the return stroke of the upper hydraulic port is closed, so that the piston is braked when passing over the central hydraulic port by the hydraulic fluid remaining in the hydraulic cylinder. As a result, in the reversal point in the transition from the stroke in the return stroke always under pressure hydraulic fluid for damping available.
Es ist auch vorgesehen, einen unteren Hydraulikanschluss bei einem Hub und bei einem Rückhub und insbesondere dauernd aus dem Druckspeicher mit der Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagen. Hierdurch ist im Umkehrpunkt beim Übergang vom Hub in den Rückhub immer unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zur Dämpfung vorhanden.It is also provided to pressurize a lower hydraulic port at a stroke and a return stroke and in particular continuously from the pressure accumulator with the hydraulic fluid. As a result, in the reversal point in the transition from the stroke in the return stroke always under pressure hydraulic fluid for damping available.
Schließlich ist es vorgesehen,
- – dass das oder die Steuerventile von einer elektronischen Kontrolleinrichtung kontrolliert werden, wobei die Kontrolleinrichtung hierzu mit wenigstens einer Sensoreinrichtung verbunden ist,
- – wobei wenigstens eine der Sensoreinrichtungen insbesondere als Wegmess- und/oder Geschwindigkeitsmesseinrichtung ausgebildet ist, welche eine Bewegung des Kolbens erfasst und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgibt, und/oder
- – wobei mehrere der Sensoreinrichtungen insbesondere als Durchflusssensoren ausgebildet sind, welche Volumenströme in mit den Anschlussstellen verbundenen Hydraulikleitungen erfassen und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgeben, und/oder
- – wobei wenigstens eine der Sensoreinrichtungen insbesondere als bildverarbeitende Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, welche einen Fortschritt der Verformung Werkstücks erfasst und hierzu Daten an die Kontrolleinrichtung ausgibt,
- – wobei von der Kontrolleinrichtung aus Daten der Sensoreinrichtungen) geeignete Signale für das oder die Steuerventile errechnet und an dieses bzw. diese ausgegeben werden.
- - That the control valve or valves are controlled by an electronic control device, wherein the control device is for this purpose connected to at least one sensor device,
- - Wherein at least one of the sensor devices is designed in particular as Wegmess- and / or speed measuring device which detects a movement of the piston and this outputs data to the control device, and / or
- Wherein a plurality of the sensor devices are in particular designed as flow sensors which detect volume flows in hydraulic lines connected to the connection points and for this purpose output data to the control device, and / or
- Wherein at least one of the sensor devices is designed in particular as an image-processing detection device which detects a progress of the deformation of the workpiece and for this outputs data to the control device,
- - From the control device of data from the sensor devices) suitable signals for the control valves or the calculated and output to this or these.
Durch eine derartiges Verfahren mit einer Erfassung und Verarbeitung von Maschinendaten lässt bzw. lassen sich das Steuerventil bzw. die Steuerventile bezüglich ihrer Schaltstellung und bezüglich ihrer Durchflussquerschnitte optimal regeln, so dass mit dem Schmiedehammer unterschiedliche große Werkstücke entsprechend den Anforderungen bearbeitet werden können.By such a method with a collection and processing of machine data, the control valve or the control valves can be optimally regulated with respect to their switching position and with respect to their flow cross sections, so that different large workpieces can be processed in accordance with the requirements with the forging hammer.
Im Sinne der Erfindung wird unter einem Hub diejenige Bewegung verstanden, bei welcher ein Oberwerkzeug durch einen Kolben eines Hydraulikzylinders in Richtung eines Untergesenks verfahren wird. Unter einem Rückhub wird im Sinne der Erfindung diejenige Bewegung verstanden, bei welcher ein Oberwerkzeug durch einen Kolben eines Hydraulikzylinders von einem Untergesenk wegbewegt wird.For the purposes of the invention, a stroke is understood to mean that movement in which an upper tool is moved by a piston of a hydraulic cylinder in the direction of a lower die. In the context of the invention, a return stroke is understood to mean that movement in which an upper tool is moved away from a lower die by a piston of a hydraulic cylinder.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are described in the drawing with reference to schematically illustrated embodiments.
Hierbei zeigt:Hereby shows:
In der
Grundsätzlich gilt für die in der
Für eine Hubbewegung des Kolbens
Ein Zufluss von Hydraulikflüssigkeit HF über den oberen Hydraulikanschluss
In der
Im Unterschied zur
In der
Im Unterschied zur
In der
Im Unterschied zur
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schmiedehammersledgehammer
- 22
- Werkstückworkpiece
- 33
- Kurzhub-GesenkhammerShort-maul
- 4a4a
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 4b4b
- Kolbenpiston
- 55
- Bärbear
- 66
- Obergesenkupper die
- 77
- Untergesenklower die
- 88th
- Maschinenrahmenmachine frame
- 9a, 9b9a, 9b
- Steuerventilcontrol valve
- 1010
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 1111
- Sensoreinrichtungsensor device
- 12a, 12b, 12c12a, 12b, 12c
- Sensoreinrichtungsensor device
- 13, 1413, 14
- Sensoreinrichtungsensor device
- 1515
- Oberwerkzeugupper tool
- 1616
- HydraulikkreislaufHydraulic circuit
- 1717
- Druckspeicheraccumulator
- 1818
- RücklauftankReturn tank
- 109a, 109b109a, 109b
- Steuerventilcontrol valve
- 117117
- Druckspeicheraccumulator
- 118118
- RücklauftankReturn tank
- 209a209a
- Steuerventilcontrol valve
- 209c209c
- Rückschlagventilcheck valve
- 217217
- Druckspeicheraccumulator
- 218218
- RücklauftankReturn tank
- 309a309a
- Steuerventilcontrol valve
- 317317
- Druckspeicheraccumulator
- 318318
- RücklauftankReturn tank
- HFHF
- Hydraulikflüssigkeithydraulic fluid
- HKHK
- hydraulisches Kissenhydraulic cushion
- HP1–HP4HP1-HP4
- Hydraulikplanhydraulic plan
- L1–L5L1-L5
- Leitungmanagement
- L101–L107L101-L107
- Leitungmanagement
- L201–L204L201-L204
- Leitungmanagement
- L301–L305L301-L305
- Leitungmanagement
- x, x'x, x '
- Pfeilrichtungarrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: OTTEN, ROTH, DOBLER & PARTNER MBB PATENTANWAEL, DE |