Verfahren zur Herstellung ring- oder napfförmiger Werkstücke und Schmiedemaschine zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ring- oder napfförmiger Werkstücke und eine Schmiedemaschine zur Durchführung dieses Verfahrens. Derartige Werkstücke, die beispielsweise dann als Wälzlagerringe, Granatenhülsen und der gleichen Verwendung finden, müssen selbstverständ lich genau koaxiale Innen- und Aussenumfangsflä- chen aufweisen.
Es ist bereits bekannt, ring- oder napfförmige Rohlinge durch Pressen herzustellen, wobei es aber nicht gelingt, allseits völlig gleiche Wandstärken zu erreichen, weshalb es bisher not wendig war, die vorgepressten Rohlinge abzudrehen, was nicht nur umständlich ist, sondern auch grosse Materialverluste bedingt.
Demgegenüber besteht das erfindungsgemässe Ver fahren darin, dass die vorgepressten ring- oder napf- förmigen Rohlinge auf einen drehbaren Dorn ge steckt und mit Hilfe von radial zum Dorn bewegten, über den Rohlingumfang verteilten Hammerwerk zeugen unter gleichzeitiger Drehung zentrisch ge schmiedet werden. Wenn dafür gesorgt wird, dass der Dorn bei Ungleichheit der auftretenden Schmiede kräfte nicht ausweichen kann, werden auf diese Weise ohne Materialverluste völlig zentrische Werk stücke erzielt, wobei es ausserdem noch möglich ist, die Werkstücke je nach der Form und der Steuerung der Hammerwerkzeuge in Achsrichtung beliebig zu profilieren.
Es sind bereits Schmiedemaschinen bekannt, bei denen die um den Umfang des rotierenden und axial bewegbaren Werkstückes verteilten Hammerwerk zeuge von über Exzenter angetriebenen Pleuelstan gen getragen werden, deren Antriebswellen exzen trisch in drehverstellbaren Büchsen lagern.
Die Dreh verstellbarkeit der Lagerbüchsen der Antriebswellen dient zur Veränderung der Lage der Pleuelstangen, also zur Tiefeneinstellung der Hammerwerkzeuge zwecks Erreichung der gewünschten Querschnitts abmessungen des Werkstückes; für den axialen Werk stückvorschub und die Werkstückdrehung ist bisher ein eigener Spannkopf vorgesehen, der das Werk stück unter gleichzeitiger Drehung den Hämmern zu führt, wobei es auch bereits bekannt ist, die Ver stellung der Lagerbüchsen der Hämmerantriebswel- len, also die Tiefeneinstellung der Hammerwerkzeuge mit Hilfe von Schablonen in Abhängigkeit von der axialen Werkstückbewegung selbständig zu steuern, um dadurch beliebige,
von der reinen Zylinderform abweichende, rotationssymmetrische Werkstückfor- men zu erreichen. Mit diesen bisherigen Schmiede maschinen war es aber nicht möglich, voll zufrieden stellend Hohlkörper zu schmieden und insbesondere ring- und napfförmige Werkstücke genau zentrisch zu schmieden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens werden nun die bekannten Schmiedemaschi nen in der Weise verbessert, dass ein zugleich die Drehung und die axiale Bewegung des Werkstückes bewirkender, selbst angetriebener, rotierender und hydraulisch vorschiebbarer Schmiededorn und ein mit diesem zusammenarbeitender, drehbar gelager ter Gegenhalter vorgesehen sind, so dass das auf das der Werkstückinnenform angepasste Dornende auf gesteckte Werkstück während der Schmiedung zwi schen dem Dorn und dem Gegenhalter festgespannt ist.
Da also der Schmiededorn selbst für die Werk stückdrehung und -axialbewegung herangezogen wird, erübrigt sich der bisher erforderliche Spannkopf, und es ist möglich, .auch ganz kurze Werkstücke zu be arbeiten, die vom Spannkopf gar nicht mehr ge- halten werden könnten.
Durch die Einspannung des Werkstückes zwischen dem sich drehenden Dorn und dem drehbaren Gegenhalter wird die sichere Mitnahme des Werkstückes bei der Dorndrehung gewährleistet, ausserdem aber eine zusätzliche Ab stützung des Dornes am Gegenhalter erreicht, so dass der Dorn bei Ungleichheit der auftretenden Schmiede kräfte nicht ausweichen kann, was eine Vorausset zung für das Zentrischschmieden ist. Die zur Ver fügung stehende, grosse Vorschubkraft des Dornes erlaubt .es auch, steile Kegelformen zu schmieden, da den dabei auftretenden, gegen den Vorschub ge richteten Axialkräften ausreichend entgegengewirkt wird.
Der Gegenhalter kann auswechselbar sein oder auswechselbare Einsätze besitzen, um eine entspre chende Anpassung an die jeweilige Werkstückform und die sonstigen Gegebenheiten vornehmen zu kön nen. Sollen Werkstücke geschmiedet werden, deren axiale Ausdehnung einen axialen Vorschub während der Schmiedung. erfordert, so kann der sonst feste Gegenhalter durch einen axial verschiebbar geführ ten und sich an einem hydraulisch beaufschlagbaren Kolben abstützenden Gegenhalter ersetzt werden, wobei der Kolben unter Verdrängung der Druck flüssigkeit über eine vorzugsweise verstellbare Drossel zurückschiebbar ist.
In diesem Falle bleibt die Ein spannung des Werkstückes zwischen Dorn und Ge genhalter trotz der Verschiebung beider erhalten und die Einspannkraft, die durch Verstellung der Drossel verändert werden kann, entspricht der Differenz der Vorschubkraft und der auf den Abstützkolben wir kenden Gegenkraft. Die Kolbenzylindereinheit zur Abstützung des Gegenhalters kann mit diesem zu sammen abnehmbar sein, so dass die Maschine ohne Gegenhalter verwendet werden kann.
Werden ring förmige Werkstücke geschmiedet, kann der Gegen halter zweckmässigerweise eine stirnseitige Ausneh- mung zur Aufnahme des Dornendes während des Schmiedens aufweisen, wodurch eine besonders gute Abstützung des Dornes erreicht wird.
Es ist möglich, auf dem Schmiededorn eine Hülse anzuordnen, mittels welcher der Dorn ge gebenenfalls in einer zylindrischen Führung in Ham mernähe lagerbar ist. Diese Führung, die vorzugs weise am Schmiedegehäuse angeflanscht und von diesem abnehmbar ist, stellt einen wesentlichen Er gänzungsteil für das Zentrischschmieden vorgepress- ter, rin- oder napfförmiger Werkstücke geringer axialer Ausdehnung dar, da der Dorn dann beider seits der Hämmer (einerseits durch den Gegenhalter, anderseits durch die Hülse und die Führung)
in kur zem Abstand von diesen gehalten wird und keine oder jedenfalls nur vernachlässig-bar geringe Aus weichbewegungen durchführen kann, so dass das Werkstück wirklich allseits gleiche Wandstärke er hält.
Die zweckmässig auswechselbare bzw. abnehm bare Dornhülse kann auf dem Schmiededorn vor zugsweise hydraulisch verschiebbar und als Abstreifer für das Werkstück ausgebildet sein. Die Auswechsel barkeit der Dornhülse ermöglicht eine Anpassung an die verschiedenen Werkstückformen bzw. Werk stücklängen. Durch die relative Verschiebbarkeit der Hülse auf dem Dorn kann das nach der Schmiedung fest am Dorn haftende Werkstück beim Zurückziehen des Dornes durch die beispielsweise an Ort verblei bende Hülse gleich innerhalb des Schmiedegehäuses einfach abgestreift werden, so dass die Hülse zwei Aufgaben (Führung bzw. Stützung des Dornes und Abstreifen des Werkstückes) erfüllt.
Der als Führung für den verschiebbaren Gegenhalter bzw. für dessen Abstützkolben dienende Zylinder kann einen dem Werkstückdurchmesser entsprechenden unterseitigen Durchbruch mit einer darunter angeordneten, nach aussen führenden Rutsche aufweisen, durch welchen Durchbruch das fertig geschmiedete und von der Hülse abgestreifte Werkstück nach unten fällt, um auf der Rutsche nach aussen zu gleiten.
Um eine besonders zweckmässige Gesamtkon struktion zu erreichen, kann der Schmiededorn an einem ausserhalb des Schmiedegehäuses angeordne ten, mit dem Antriebsaggregat für die Dorndrehung und einer Einrichtung zur relativen Hülsenverschie bung ausgestatteten Schlitten befestigt sein, der über das Schmiedegehäuse durchsetzende Stangen mit in an der andern Gehäuseseite angeflanschten Zylindern geführten, hydraulisch beaufschlagbaren Kolben ver bunden sein kann.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 eine Schmiedemaschine in ihrer Ge samtheit in Seiten- und Vorderansicht, Fig. 3 und 4 das Schmiedegehäuse mit dem An triebs- und Verstellmechanismus für die Hämmer im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 4 und in Vorderansicht jeweils in grösserem Massstab, Fig. 5 den Dornschlitten im Axialschnitt, eben falls vergrössert,
Fig. 6 den zentralen Teil des Schmiedegehäuses mit Dorn und Gegenhalter beim Schmieden ringför miger Werkstücke im Schnitt und Fig.7 und 8 die entsprechenden Einrichtungen für das Zentrischsehmieden napfförmiger Werkstücke und das Schmieden längerer Hohlkörper in gleicher Darstellung.
Im Schmiedegehäuse 1 sind vier Hämmer an geordnet, die aus Pleuelstangen 2 mit an ihren Enden auswechselbar eingesetzten Hammerwerkzeugen 3 bestehen. Die Pleuelstangen 2 werden von exzentrisch verlaufenden Teilen der Wellen 4 angetrieben, die ihrerseits exzentrisch in drehverstellbaren Lagerbüch sen 5 lagern. Durch Verdrehung der Büchsen 5 kann die Lage der Hämmer bzw. der Pleuelstangen verändert und damit die jeweilige Eindringtiefe der Hammerwerkzeuge 3 verstellt werden. Die Lager büchsen 5 der Antriebswellen 4 aller vier Hämmer werden jeweils gemeinsam verdreht, um eine gleich zeitige und gleiche Verstellung aller Hämmer zu erreichen. Zu diesem Zweck sind die Lagerbüchsen 5 mit Zahnrädern 6 verbunden, die mit einem ge meinsamen Zentralrad 7 kämmen.
Aus Fig. 4 kann entnommen werden, dass die Drehverstellung der Lagerbüchsen 5 hydraulisch erfolgt, und zwar ist ein mit einer Zahnstange 8 verbundener, beidseitig beaufschlagbarer Kolben 9 vorgesehen, wobei die Zahnstange 8 mit einem Ritzel 10 kämmt, das seiner seits in das Stirnrad 6 einer der vier Lagerbüchsen 5 eingreift. Je nach Beaufschlagung des Kolbens 9 wird die Zahnstange 8 in der einen oder andern Richtung verschoben, dadurch werden das Ritzel 10 und in weiterer Folge das Zahnrad 6 der einen Lagerbüchse sowie über das gemeinsame Zentralrad 7 auch die übrigen Zahnräder 6 in dem einen oder andern Sinn verdreht.
Da die Pleuelstangen 2 bei ihrer Bewegung ja nicht nur eine axiale Verschiebung, sondern auch eine schwingende Bewegung ausführen, sind sie in einer im Schmiedegehäuse 1 drehbar gelagerten Scheibe 11 geführt, welche die Schwingbewegung der Pleuelstangen mitmacht. Der Antrieb der Wellen 4 erfolgt von einem Motor 12 aus über ein entspre chendes (nicht dargestelltes) Getriebe, ein Zwischen rad 13 und Stirnräder 14, die über weitere Zwischen räder 15 mit Stirnrädern 16 kämmen. Die Stirn räder 14 und 16 sitzen nicht unmittelbar auf den Hammerantriebswellen 4, sondern sind unabhängig von diesen gelagert. Auf den Wellen 4 sitzen dagegen radial genutete Schwungscheiben 17, in welchen Nuten 18 die Stirnräder 14, 16 mit Gleitsteinen 19 eingreifen.
Diese Art der Antfiebsverbindung ist not wendig, weil die Antriebswellen 4 bei Drehverstel lung der Lagerbüchsen 5 ihre Lage den Achsen der Stirnräder 14, 16 gegenüber ändern.
Um nun Hohlkörper schmieden zu können, ist ein selbst angetriebener rotierender und mit grosser Kraft vorschiebbarer Schmiededorn 20 vorgesehen, auf dessen Ende die Werkstücke aufgesteckt werden. Dieser Schmiededorn 20 ist in einem auf einer ent sprechenden Führung 21 verschiebbaren Schlitten 22 gehalten. Der Schlitten 22 trägt einen Motor 23, der über ein Schneckengetriebe 24 und eine federnde Kupplung 25 eine hohle Welle 26 antreibt, in der der Dorn 20 lösbar bzw. auswechselbar befestigt ist.
Auf dem Dorn 20 sitzt eine sich mitdrehende Hülse 27, die ebenfalls abgenommen bzw. ausgewechselt werden kann und über Stangen 28 mit einem im Schlitten gehaltenen Ringkolben 29, der in einem die Hohlwelle 26 koaxial umschliessenden Zylinder 30 gleitet, verbunden ist. Der Ringkolben 29 kann von der einen oder andern Seite hydraulisch beauf- schlagt und damit die Hülse 27 relativ zum Dorn 20 verschoben werden, welche Verschiebung zum Ab streifen des Werkstückes vom Dornende dient.
Zur Bewegung des ganzen Schlittens 22 sind an der andern Seite des Schmiedegehäuses 1 zwei Zylin der 31 angeflanscht, in denen hydraulisch beauf- schlagbare Kolben 32 gleiten. Die Kolben 32 sind durch Stangen 33, die das Schmiedegehäuse 1 durch setzen, mit dem Schlitten 22 verbunden. Je nach Beaufschlagung der Kolben 32 wird der Schlitten 22 und damit auch der Dorn mit dem Werkstück gegen die Hämmer gezogen oder vom Schmiedegehäuse weggeschoben.
Mit dem Dorn 20 arbeitet, wie aus Fig. 6, 7 und 8 ersichtlich, ein Gegenhalter zusammen, der aus wechselbar bzw. abnehmbar ist. Zum Schmieden kurzer Werkstücke, die bei entsprechender Profilie rung der Hammerwerkzeuge 3 ohne axialen Werk stückvorschub hergestellt werden können, stützt sich der drehbare Gegenhalter 34 an einem fest im Schmiedegehäuse 1 eingesetzten Stützkörper 35 ab, wobei der Gegenhalter eine stirnseitige Ausnehmung 36 aufweist, in die das Dornende eingreift. Das Werk stück, beispielsweise ein Kugellagerring 37, ist wäh rend des Schmiedens zwischen dem Gegenhalter 34 und dem Dorn 20 bzw.
der Hülse 27 festgespannt. An der dem Gegenhalter gegenüberliegenden Seiten wand des Schmiedegehäuses 1 ist eine hohlzylin drische Führung 38 angeflanscht, so dass der Dorn beidseitig der Hämmer 2, 3 im kurzen Abstand von diesen in radialer Richtung fest unterstützt ist und keinerlei Ausweichbewegung ausführen kann. Da durch ist es möglich, vorgepresste Werkstücke mit ungleichmässiger Wandstärke zu Werkstücken völlig gleichmässiger Wandstärke umzuschmieden.
Um während des Schmiedens dem Werkstück einen axialen Vorschub erteilen zu können, dennoch aber den Dorn in der erwünschten Weise zu unter stützen, ist gemäss Fig. 7 und 8 der Gegenhalter 39 im Schmiedegehäuse axial verschiebbar geführt und stützt sich an einem hydraulisch beaufschlagbaren Kolben 40 ab, der unter Verdrängung der Druck flüssigkeit über eine verstellbare Drossel 41 zurück schiebbar ist. Der Kolben 40 mit seinem Zylinder 42 und dem Gegenhalter 39 kann abgenommen und durch den festen Stützkörper 35 und den unver- schiebbaren Gegenhalter 34 ersetzt werden.
Der die Führung für den Kolben 40 bzw. den verschiebbaren Gegenhalter 39 bildende Zylinder 42 weist einen unterseitigen Durchbruch 43 auf und unterhalb dieses Durchbruches ist eine nach aussen führende Rutsche 44 angeordnet, so dass das fertig geschmiedete, bei spielsweise napfförmige Werkstück 45 beim Zurück ziehen des Dornes 20 durch die an Ort bleibende Hülse 27 abgestreift werden, durch den Durchbruch 43 nach unten fallen und auf der Rutsche 44 nach aussen gleiten kann.
Die Hülse 27 ist wiederum in der hohlzylindrischen Führung 38 gehalten und das napfförmige Werkstück 45 wird zwischen dem Dorn ende und der Stirnfläche eines im Gegenhalter 39 befestigten Einsatzes 46 während des Schmiedevor ganges festgehalten, wobei der Abstützkolben 40 des Gegenhalters unter Verdrängung der Druckflüssig keit im Zylinder 42 über die verstellbare Drossel 41 zurückgedrückt wird. Der Einsatz 46 des Gegenhal ters 39 kann stirnseitig geriffelt sein, um eine bessere Haftung zwischen dem Werkstück 45 und dem Ein satz 46 in radialer Richtung zu erzielen.
Die Häm- merverstellung während des Werkstückvorschubes erfolgt mit Hilfe des Kolbens 9, wobei dieser in be kannter Weise mit Hilfe einer Schablone, die wäh rend der Verschiebung des Schlittens 22 durch einen Fühlhebel abgetastet oder in sonst geeigneter Weise abgefahren wird, selbständig gesteuert wird. Die Schablonensteuervorrichtung ist in Fig. 2 angedeutet und mit 47 bezeichnet.
Zum Schmieden längerer Hohlkörper wird gemäss Fig. 8 die hohlzylindrische Führung 38 abgenommen und eine kürzere Dornhülse 27, die in diesem Fall lediglich die Aufgabe des Abstreifens hat, aufge steckt. Der Dorn 20 ist wassergekühlt und kann zur Anpassung an die verschiedenen Werkstückinnenfor- men ein auswechselbares Endstück besitzen.