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Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zur spanlosen Formgebung von Metall durch räumliche Verformung, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Gesenkbefestigung in einer
Schmiedemaschine mit mehreren um das Schmiedestück angeordneten Gesenken.
Die Standzeit der Gesenke in modernen Schmiedemaschinen, darunter in Maschinen mit gleichmässiger Verteilung der Gesenke um das Schmiedestück, beträgt einige tausend Schmiedeteile.
So haben beispielsweise Gesenke mit hochbeständigem Hartauftragen bzw. Gesenke aus legiertem Stahlguss, die zum Warmschmieden in Schmiedemaschinen vom Typ SX der Firma "GEM", Österreich, eingesetzt werden, eine Standzeit bis 10000 Schmiedeteile bei einer Hubzahl des Gesenkes von 800 in der Minute.
Infolgedessen sollen die genannten Gesenke ziemlich oft ausgewechselt werden. Unter Berücksichtigung des Umstandes, dass die genannten Gesenke beim Einsatz in Maschinen, die grosse Kräfte entwickeln, eine bedeutende Masse besitzen und spezielle Auswechselvorrichtungen zur Mechanisierung des Ein- und Abbauvorganges erfordern, werden an die Befestigung dieser Gesenke spezielle Anforderungen gestellt. Die genannten Anforderungen haben zum Ziel :
1. eine zuverlässige Befestigung des Gesenkes infolge seines Schnellganges bei hohen dynamischen Belastungen zu gewährleisten ;
2. einen schnellen Ein- und Abbau des Gesenkes infolge seiner relativ niedrigen Standzeit durchzuführen ;
3. niedrige Ausgaben und einen technologisch ausgereiften Gesenkebau angesichts der
Gesamtheit der oben aufgezählten Faktoren sicherzustellen.
Bekannt ist eine Vorrichtung zur Gesenkbefestigung in einer Schmiedemaschine, in der die konjugierenden Sitzflächen des Gesenkes und des Halters eine flache Kreuzform besitzen.
Durch eine derartige Form der Sitzfläche des Gesenkes wird es ziemlich sicher im Halter arretiert und unter Einwirkung der tangentialen Schubkräfte auf das Gesenk, die auf seiner zylindrischen und ovalen Arbeitsfläche beim Schmieden entstehen, die Verschiebung des Gesenkes relativ zur Schmiedeachse verhindert. Jedoch ist die kreuzförmige Ausbildung der Sitzflächen des Gesenkes und seines Halters sehr kompliziert, arbeitsaufwendig und erfordert eine hohe Präzision beim Bau und beim Justieren der Gesenke relativ zueinander und zur Maschinenachse. Wie erwähnt, wird das Arbeitsprofil des Gesenkes durch einen Kreisradius gebildet und soll mit der Gesamtachse sämtlicher Gesenke und der Maschinenachse übereinstimmen.
Jedes Gesenk wird im Halter mittels Bügel befestigt und festgehalten, die durch eine Bolzenverbindung zusammengezogen werden. Die Bolzenverbindung ist durch die im Halter ausgebildeten Bohrungen durchgeführt. Die Bügel besitzen Vorsprünge, über die sie mit den Keilflächen des Halters und des Gesenkes konjugieren. Die Keilflächen am Halter und am Gesenke sind als Nuten ausgebildet (DE-PS Nr. 1, 149, 970).
Somit besitzt die bekannte Konstruktion der Vorrichtung zur Gesenkbefestigung folgende Besonderheiten :
Die mit kreuzförmigen Vorsprüngen und Nuten versehenen flachen Sitzflächen des
Gesenkes und des Halters sollen relativ zueinander und zur Schmiedeachse der Maschine in strikter Übereinstimmung liegen und streng ausgerichtet sein, was eine hohe Präzision beim Bau erfordert. Das gilt besonders für das Gesenk, bei dem das Arbeitsprofil durch den Kreisradius mit einer Mitte gebildet ist, die mit der Schmiedeachse der Maschine und der Schmiedestückachse übereinstimmt, und die Sitzfläche flach und mit kreuzförmigen
Vorsprüngen versehen ist. Die Ausrichtung der flachen Sitzfläche mit flachen kreuzförmigen
Vorsprüngen relativ zu der durch den Kreisradius gebildeten Arbeitsfläche erfordert eine hohe Präzision beim Bau des Gesenkes.
Da die Standzeit des Gesenkes, wie vorstehend erwähnt, relativ niedrig ist und eine Aus- wechselung ziemlich oft vorgenommen werden soll, hängen die Selbstkosten der auf Schmiede- maschinen bearbeiteten Schmiedeteile im grossen Masse von den Baukosten für Gesenke ab.
Die Bearbeitung des zylindrischen bzw. ovalen Arbeitsprofils des Gesenkes und seiner flachen Sitzfläche mit kreuzförmigen Vorsprüngen wird auf verschiedenen Werkzeugmaschinen durchgeführt, wodurch die Baukosten für Gesenke ebenfalls erhöht werden.
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Die Befestigung der Gesenke im Halter mittels Bügel mit Vorsprüngen, die mit Keilflä- chen des Gesenkes und des Halters konjugieren, erfordert ebenfalls eine hohe Präzision bei der Herstellung bzw. Anpassung der Bügelvorsprünge der genannten Keilflächen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung zur Gesenkbefestigung in einer Schmiedemaschine zu schaffen, bei der das Arbeitsprofil des Gesenkes, seine Sitzfläche und die entsprechende Sitzfläche des Halters sowie die konjugierenden Festlegeflächen an den
Vorsprüngen der Andruckbügel und an den Stirnseiten des Halters und des Gesenkes in einer
Aufspannung auf einer Zerspanungsmaschine zur Bearbeitung von Rotationskörpern bearbeitet werden können.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung zur Gesenkbefestigung in einer
Schmiedemaschine, einschliessend einen Halter mit einer Sitzfläche für das Gesenk, die mit einer entsprechenden Sitzfläche am Gesenk konjugiert, dessen Arbeitsprofil konzentrisch zur Schmiedeachse ist, Befestigungsteile, z. B. Schrauben, zum Festlegen des Gesenkes am Halter und Andruckbügel mit schräg verlaufenden Festlegeflächen, die mit entsprechenden konischen Festlegeflächen des
Halters und des Gesenkes konjugieren, erfindungsgemäss die konjugierenden Sitzflächen des Gesenkes und des Halters als zur Schmiedeachse konzentrische Zylinderflächen und die konischen Festlege- flächen des Halters und des Gesenkes an den beiden Stirnseiten des Halters und des Gesenkes ausgebildet sind.
Eine derartige Besonderheit der Verbindung des Gesenkes mit dem Halter gestattet, sämtliche Gesenke einer Schmiedemaschine bei deren Herstellung zu einem Paket zusammenzufassen und in einer Aufspannung auf einer Werkzeugmaschine gleichzeitig zu bearbeiten. Dabei wird eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit der Gesenke bei einem minimalen Aufwand an Zeit, Energie und kostspieligem Metall erzielt.
Auf eine gleiche Weise können die Gesenkhalter sowie die Andruckbügel mit den schräg verlaufende Festlegeflächen zum Festlegen der Gesenke aufweisenden Vorsprüngen bearbeitet werden.
Die Gesenke, Halter und Andruckbügel können dabei aus einem Schmiedestück mit dessen Aufteilung in Einzelteile nach erfolgter spangebender Formung hergestellt werden.
Zweckmässigerweise werden an der Sitzfläche des Gesenkes und seines Halters jeweils ein ringförmiger Vorsprung und eine ringförmige Nut, die in ihrer Querschnittsebene senkrecht zur Schmiedeachse und konzentrisch zu dieser angeordnet sind, sowie eine Passfederverbindung mit einer parallel zur Schmiedeachse liegenden Passfeder vorgesehen.
Durch die zylinderförmige Ausführung der Sitzfläche des Gesenkes und seines Halters und deren konzentrische Anordnung relativ zum Arbeitsprofil des Gesenkes werden die tangentialen Schubkräfte beseitigt, die auf das Gesenk beim Schmieden wirken. Dadurch wird die starre Arretierung des Gesenkes im Halter nur in einer zur axialen Bewegungsrichtung des Schmiedestückes während seiner Bearbeitung senkrechten Richtung und nicht in zwei Richtungen erforderlich, wie es in Vorrichtungen mit flacher Sitzfläche des Gesenkes der Fall ist. Durch die Arretierung des Gesenkes mittels des ringförmigen Vorsprunges an diesem und der entsprechenden Nut im Halter wird eine Verschiebung des Gesenkes in axialer Richtung verhindert. In der andern Richtung, die mit der Drehrichtung des Schmiedestückes übereinstimmt, wird das Gesenk im Halter durch die Passfederverbindung festgelegt.
Eine derartige Arretierung des Gesenkes im Halter weist gegenüber der bekannten Befestigung mittels eines kreuzförmigen Sitzteils mit Nuten und Vorsprüngen folgende Vorteile auf : geringerer Arbeitsaufwand bei der Herstellung, genaueres Zusammenfügen sämtlicher Gesenkteile relativ zueinander und zur Schmiedeachse.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung lassen sich an Hand der nachstehend angeführten ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen erkennen, in denen zeigen Fig. 1 eine Gesamtansicht der Gesenke einer Schmiedemaschine (eine Stirnseitenansicht) mit einer Vorrichtung zu deren Befestigung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt durch eines der Gesenke nach der Linie III-III in Fig. 1.
Am meisten verbreitet sind gegenwärtig Schmiedemaschinen mit vier Gesenken. Es können jedoch Maschinen mit einer grösseren bzw. kleineren Anzahl von Gesenken Verwendung finden.
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Der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung für die Befestigung der Gesenke ist von deren Anzahl unabhängig.
In Fig. l sind vier Gesenke-l-gezeigt, die ein Arbeitsprofil --2-- und eine Sitzfläche --3-- aufweisen. Das Arbeitsprofil --2-- und die Sitzfläche --3-- entsprechen Kreisbögen, die mit Halbmessern verschiedener Grösse von einem in der Schmiedeachse liegenden Punkt gezogen sind. Die Flächen --2 und 3-- sind konzentrisch relativ zueinander und zur Schmiedeachse - -4--. Das Gesenk-l-weist ferner einen Vorsprung --5-- auf, der in eine entsprechende Nut --6a-- eines Halters --6-- eingreift. Der Vorsprung --5-- und die Nut --6a-- sind ringförmig und verlaufen in Normalschnittebene senkrecht zur Schmiedeachse --4--. Durch den Vorsprung - wird das Gesenk-l-gegen eine Verschiebung in Richtung der Schmiedeachse --4-gesichert.
Das Gesenk --1-- und der Halter --6-- weisen eine Passfederverbindung --7-- mit einer Passfeder --7a-- auf, die parallel zur Schmiedeachse --4-- liegt und das Gesenk-l- gegen Drehung um die Schmiedeachse-4-sichert. Der Halter --6-- ist an der-in den Zeichnungen nicht gezeigten-Antriebsvorrichtung der Schmiedemaschine mit Schrauben --8-- befestigt.
Die Gesenke-l-werden an den Haltern --6-- über Andruckbügel --9-- beispielsweise mittels einer Schraubenverbindung --10-- befestigt. Zum Einsetzen der Schrauben --10-- sind in den Haltern --6-- entsprechende Bohrungen vorgesehen (s. Fig. 2 und 3).
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--9-- weist- -6--. Jedes Gesenk-l-wird am Halter --6-- mittels zwei Andruckbügeln --9-- befestigt, die an den beiden Stirnseiten der Gesenke --1-- und der Halter --6-- angeordnet sind. An den gleichen Flächen sind konische Nuten (Einstiche) ausgebildet, deren Kegelflächen konzentrisch zur Schmiedeachse --4-- verlaufen.
Die konischen (schräg verlaufenden) Flächen --12-- der erwähnten Nuten in den Gesenken-l-und die Flächen --11-- an den Haltern --6-- sind Festlegeflächen (Arbeitsflächen), mit denen diesen entsprechende, schrägverlaufende Festlegeflächen - 12 und 11-- konjugieren, die an den Vorsprüngen der Andruckbügel --9-- vorgesehen sind.
Beim Festziehen der Schrauben --10-- werden die Vorsprünge dank der Anordnung der konischen Festlegeflächen --12 und 11-- in die Nuten eingepresst, wodurch die Gesenke-l-an die Halter
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des Abstandes zwischen den Gesenken-l-bedient-in den Zeichnungen ist diese Vorrichtung nicht gezeigt-, die bei modernen Schmiedemaschinen vorgesehen wird, ein solcher Abstand zwischen den Sitzflächen der Halter --6-- eingestellt, dass die Gesenke --1-- über den Bereich der Halter --6-- hinausgeführt werden können, soweit die Gesenke-l-die in die Ringnuten - -6a-- der Halter --6-- eingreifenden ringförmigen Vorsprünge --5-- aufweisen. Danach sind die Schrauben --10-- der Bügel --9-- um so viel zu lösen,
dass das Gesenk-l-ungehindert zunächst in Radial- und dann in Axialrichtung verstellt und aus den Haltern --6-- und den Bügeln --9-- herausgenommen werden kann.
Beim Einbau der Gesenke-l-verfährt man in umgekehrter Weise :
Die Gesenke werden zunächst, indem sie längs der Schmiedeachse verstellt werden, in die Halter --6-- eingeführt und dann in Radialrichtung festgelegt, indem der ringförmige Vorsprung --5-- am Gesenk --1-- in die Ringnut --6a-- im Halter --6-- eingesetzt wird.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Erfindung in Schmiedemaschinen zur Herstellung von Werkstücken in Form von Rotationskörpern mit Gesenken, die gleichmässig und konzentrisch zur Schmiedeachse angeordnet sind und Arbeitsprofile aufweisen, die durch einen Kreisbogen mit einem in der Schmiedeachse liegenden Mittelpunkt gebildet sind.
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