CN104395011A - 用于体积成形的水平锻压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于体积成形的水平锻压机，其包括机架(2)、锻造冲头(3)、夹持冲头(4)、至少一个第一力传递装置(5)、至少一个第二力传递装置(7)和多件式的锻造工具(9)，其中，每个力传递装置(5;7)包括至少一个驱动器(6,8)。在此锻造冲头(3)的第一力传递装置(5)构造为与行程相联系的力传递装置(5a)而在此夹持冲头(4)的第二力传递装置(7)构造为与行程相联系的力传递装置或为与能量相联系的力传递装置(7b)。

Description

用于体积成形的水平锻压机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于体积成形(Massivumformung)的水平锻压机(Horizontalschmiedepresse)。
背景技术
由公司出版物“up grade - Journal für Kunden, Mitarbeiter und Partner - 12. Jahrgang, No 23, Dezember 2009”已知一种液压的平锻机，其包括机架、用于实施水平锻造运动的锻造冲头(Schmiedestoessel)、用于实施相对于锻造运动旋转了90°取向的夹持运动的夹持冲头(Klemmstoessel)、用于实施锻造冲头的锻造运动的至少一个第一力传递装置、用于实施夹持冲头的夹持运动的至少一个第二力传递装置和带有第一夹钳(Klemmbacke)和第二夹钳的多件式的锻造工具，其中，每个力传递装置包括至少一个驱动器。这样的机器不利的是用于液压系统的高维护成本、相对小的节拍速度和比较长的压力接触时间。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于体积成形的水平锻压机，其具有较小的维护成本、其适合于较高的节拍速度且其具有较短的压力接触时间。
该目的由权利要求1的前序部分的特征出发通过权利要求1的特征部分的特征来实现。在从属权利要求中说明了有利的且适宜的改进方案。
在根据本发明的用于体积成形的水平锻压机中，锻造冲头的第一力传递装置构造为与行程相联系的力传递装置而夹持冲头的第二力传递装置构造为与行程相联系的或与能量相联系的力传递装置。水平锻压机的这样的构造可通过使用坚固且耐用的力传递装置以较小的维护成本照管。利用力传递装置的根据本发明的选择，通过用于运动反转的较短的时间段和较短的移动时间同样可实现快速的节拍数。此外，利用与行程相联系的力传递装置可在简单的技术中在锻造时实现非常段的压力接触时间。因此，本发明的核心是一种带有多件式的锻造工具的水平锻压机，在其中两个工具件的运动分别通过最佳地适合于相应的工具件的运动轮廓的机械的力传递装置实现。由此可最佳地满足这两个移动的工具件的不同要求。
本发明尤其设置成将第一力传递装置(其使锻造冲头移动)构造为曲柄传动机构(Kurbeltrieb)或为肘杆传动机构(Kniehebeltrieb)或为偏心传动机构(Exzentertrieb)。全部三个驱动形式确保了对于锻造有利的较短的压力接触时间。对于锻造以相当优选的方式设置有曲柄传动机构，其特别坚固。
本发明也设置成在多件式的锻造工具中第一夹钳与夹持冲头相连接、将第二夹钳与机架相连接、将锻造块(Schmiedebacke)与锻造冲头相连接并且将第一夹钳尤其布置在第二夹钳之上或在其旁边。由此可能使第一夹钳和锻造块彼此完全独立地运行。
此外，本发明设置成使锻造冲头的第一力传递装置装备有第一弹性和/或缓冲单元，其中，第一弹性和/或缓冲单元尤其布置在作用到锻造块上的传动系(Antriebsstrang)中。由此提供有效保护免于过载且同时该力传递装置还获得与力相联系的力传递装置的特性。因此，该力传递装置本身联合了与行程相联系的力传递装置的对于锻造而言正面的特性和与力相联系的力传递装置的对于锻造而言正面的特性，从而一方面提供短压力接触时间和高节拍数而另一方面提供过载保护。
本发明尤其还设置成将夹持冲头的第二力传递装置构造为曲柄传动机构或为肘杆传动机构或为偏心传动机构或者将夹持冲头的第二力传动装置构造为主轴驱动器(Spindelantrieb)。全部四个驱动形式确保了对于夹持或锻造有利的较短的节拍时间。对于夹持以相当优选的方式设置有肘杆传动机构，其特别坚固且通过其可以以简单的结构器件获得高夹持力。
此外本发明设置成使锻造冲头的第二力传递装置装备有第二弹性和/或缓冲单元，其中，第二弹性和/或缓冲单元尤其布置在作用到第一夹钳上的传动系中。由此提供有效保护免于过载且同时该力传递装置也变成与力相联系的力传递装置，其本身联合了与行程相联系的或与能量相联系的力传递装置的对于夹持而言正面的特性和与力相联系的力传递装置的对于夹持而言正面的特性，从而一方面提供高夹持力和高节拍数而另一方面提供过载保护。
根据本发明设置成使第一驱动器的驱动轴线平行于第二驱动器的驱动轴线取向，其中，这两个驱动轴线水平地布置且相对于锻造轴线分别旋转了90°。由此，尤其在与行程相联系的力传递装置应用于锻造冲头和第一夹钳的情况中水平锻压机的特别紧凑的构造是可能的，因为可将力传递装置的所使用的所有杆或曲柄布置在平行的平面中。
相应于本发明，第一力传递装置的驱动器包括至少一个伺服马达并且/或者第二力传递装置的驱动器包括至少一个伺服马达。由此可在所有运行情况中实现水平锻压机的简单的控制或调节。
本发明还设置成使水平锻压机的多件式的锻造工具在这两个夹钳之间装备有至少两个锻造位置，工件依次经过锻造位置，其中，在每个锻造位置处由锻造块使工件变形。由此，利用水平锻压机也可执行多级锻造过程，其中，水平锻压机在使用带有多个锻造位置的锻造工具的情况下还包括运输装置，其将工件从锻造位置输送至锻造位置且尤其还将毛坯置入第一锻造位置中且尤其还将多次锻造的工件从最后的锻造位置中取出。
最后，本发明设置成将第一弹性和/或缓冲单元和/或第二弹性和/或缓冲单元构造为液压垫或为气动垫或为机械的弹性元件。这样的弹性和/或缓冲单元可简单地利用标准构件来实现。
附图说明
在附图中根据示意性示出的实施例来说明本发明的另外的细节。
其中：
图1显示了水平锻压机的第一实施变体的示意性侧视图；
图2显示了水平锻压机的第二实施变体的示意性侧视图；
图3至5显示了在图2中所示的水平锻压机的另外的示意性侧视图，其中，力传递装置或锻造工具处在不同的位置中；
图6显示了水平锻压机的第三至第十四实施变体的示意性侧视图；
图7和8显示了水平锻压机的第十五和第十六实施变体的示意性侧视图。
具体实施方式
在图1中示出了水平锻压机1的第一实施变体的示意性侧视图。水平锻压机1包括机架2、用于在箭头方向x上实施水平的锻造运动或工作运动的锻造冲头3、用于在箭头方向y'上实施竖直的夹持运动或工作运动的夹持冲头4、用于锻造冲头3的运动的第一力传递装置5(其由第一驱动器6来驱动)、用于夹持冲头4的运动的第二力传递装置7(其由第二驱动器8来驱动)和多件式的锻造工具9。多件式的锻造工具9构造为带有上部的第一夹钳10、下部的第二夹钳11和锻造块12的三件式的锻造工具9。在此，用于锻造冲头3的第一力传递装置5构造为与行程相联系的力传递装置5a且由曲柄传动机构13形成。在此，用于夹持冲头4的第二力传递装置7构造为与能量相联系的力传递装置7b且由主轴传动机构(Spindeltrieb)14形成。锻造工具9的锻造块12与锻造冲头3相连接且被其在锻打或镦锻运动中在箭头方向x上移动。回程水平地在箭头方向x'上实现。锻造工具9的上部的第一夹钳10与夹持冲头4相连接且被其为了将工件15在这两个夹钳10、11之间形成的工件容纳腔16(其形成锻造位置17)中夹紧在箭头方向y'上竖直向下移动。为了释放工件15，上部的第一夹钳10被夹持冲头4在箭头方向y上竖直向上移动。夹持冲头4实施为主轴18，其包括螺纹19和齿部20。为了支承主轴18，第二力传递装置7包括抗扭地固定在机架2处的主轴螺母21，在其中主轴18按照旋转方向(在该方向上其在其齿部20的区域中经由力传递装置7的齿形带22来驱动)向上或向下运动。齿形带22的驱动器在此由构造为伺服马达23的第二驱动器8经由围绕驱动轴线23a旋转的皮带轮(Riemenscheibe)24实现。锻造冲头3构造为杆25或连杆(Kurbelstange)，其被第一力传递装置5的曲柄盘(Kurbelscheibe)26移动。在此，带有偏心地布置的曲柄销(Kurbelzapfen)26a(杆25被联结到其处)的曲柄盘26经由属于第一力传递装置5的皮带27被与构造为伺服马达28的第一驱动器6相连接的皮带轮29驱动。皮带轮对此围绕驱动器6的驱动轴线28a旋转。在水平锻压机1在图1中所示的位置中，工件15夹在这两个夹钳10与11之间且锻造块12使工件成型且刚好处在其反转点处以便在箭头方向x上的向前运动之后在箭头方向x'移回。
在图2中示出了水平锻压机50的第二实施变体的示意性侧视图。水平锻压机50包括机架2、用于在箭头方向x上实施水平的锻造运动的锻造冲头3、用于在箭头方向y'上实施竖直的夹持运动的夹持冲头4、用于锻造冲头3的运动的第一力传递装置5(其由第一驱动器6来驱动)、用于夹持冲头4的运动的第二力传递装置7(其由第二驱动器8来驱动)以及带有上部的第一夹钳10、下部的第二夹钳11和锻造块12的多件式的锻造工具9。在此，用于锻造冲头3的第一力传递装置5构造为与行程相联系的力传递装置5b且由曲柄传动机构13形成。在此，用于夹持冲头4的第二力传递装置7构造为与行程相联系的力传递装置7a且由曲柄传动机构51形成。锻造工具9的锻造块12与锻造冲头3相连接且被其在锻打或镦锻运动中在箭头方向x上移动。回程在箭头方向x'上水平地实现。锻造工具9的上部的第一夹钳10与夹持冲头4相连接且被其为了将工件15在这两个夹钳10、11之间形成的工件容纳腔16(其形成锻造位置17)中夹紧在箭头方向y'上竖直向下移动直到它到达在图2中所示的位置。为了释放工件15，上部的第一夹钳被夹持冲头4在箭头方向y上竖直向上移动。对此，上部的夹钳10在未示出的竖直引导部中被引导。下部的夹钳11被固定在机架2处。夹持冲头4实施为杆52或连杆，其被第二力传递装置7的曲柄盘53移动。在此，带有偏心地布置的曲柄销53a(杆25被联结到其处)的曲柄盘53经由属于第二力传递装置7的皮带54被与构造为伺服马达55的第二驱动器8相连接的皮带轮56驱动。皮带轮56对此围绕驱动器8的驱动轴线55a旋转。锻造冲头3构造为杆25或连杆，其被第一力传递装置5的曲柄盘26移动。在此，带有偏心地布置的曲柄销26a(杆25被联接到其处)的曲柄盘26经由属于第一力传递装置5的皮带27被与构造为伺服马达28的第一驱动器6相连接的皮带轮29驱动。皮带轮29对此围绕驱动器6的驱动轴线28a旋转。在水平锻压机1在图2中所示的位置中，尚未变形的工件15夹在这两个夹钳10与11之间并且杆25(其承载锻造块12)处在后部的反转点中以便使锻造块12在箭头方向x上继续运动时向尚未变形的工件15移动。
在图3中示出了在一位置中的水平锻压机50，在该位置中被夹钳10、11夹持的工件15已通过锻造块12被变形，其中，锻造块12在所示的位置中已完全驶到箭头方向x上。不同于图2的图示，在图3中还以示意性的方式示出第一弹性和/或缓冲单元57，其集成到由锻造块12、锻造冲头3和第一力传递装置5形成的传动系58中。对此，锻造冲头3在与曲柄盘26相联结的后端59和承载锻造块12的前端60之间包括构造为液压垫61的中间部分62。不同于图2的图示，在图3中此外以示意性的方式示出第二弹性和/或缓冲单元63，其集成到由上部的夹钳10、夹持冲头4和第二力传递装置7形成的传动系64中。第二弹性和/或缓冲单元63这里实施为以弹性轴承套66的形式的机械弹性元件65，在其中利用轴承销(Lagerzapfen)67来引导杆52，其中，在杆52的轴承销67与轴承套65之间的配合在示意性的图示中以夸张的间隙示出，以便能够明显地区分构件。通过第一弹性和/或缓冲单元57可保护第一传动系58和工件15免于过载。在此也设置成，第一弹性和/或缓冲单元57在其作用方式中可调节且尤其也可刚性地来设置且因此可接通和关断。通过第二弹性和/或缓冲单元63可保护第二传动系64和工件15免于由于夹持过程的过载。尤其还设置成，第二弹性和/或缓冲单元63在其作用方式中应可调节地来实施，其中，其也可刚性地来设置且因此可接通和关断。
在水平锻压机5的在图2至5中所示的工作进程中，图4显示了工件15如何在通过锻造块12变形之后在锻造冲头3的回程期间另外保持夹紧在夹钳10与11之间。图5然后显示了工件15如何在锻造冲头3的回程之后被夹钳10和11通过抬起上部的夹钳10释放，以便能够取出所锻造的或镦锻的工件15。在此，锻造工具9除了锻造位置17之外还具有另一锻造位置17'，其(向绘图平面内观察)处在锻造位置17之后而在侧视图中被它完全遮盖。在此，锻造块12设计成使得其在锻打时在箭头方向x上不仅作用到尚未锻造的工件17上(如其在图2中所示)、而且作用到已锻造了一次的工件17(其被未示出的装置从第一锻造位置17转换到第二锻造位置17'中)上。在此，已锻造了一次的工件17在第二锻造位置17'中在锻打时同样被这两个夹钳10、11保持。通过被用作驱动器6和8的电气伺服马达28和55的两个驱动轴线28a和55a的平行布置，可实现水平锻压机50在它的延伸进入绘图平面中的宽度方面较窄的构造，因为由此这两个传动系58和64还在平行于绘图平面的平行平面中实施其运动。因此，另外的旋转轴线68至72(即曲柄盘26的旋转轴线68、在曲柄销26a处的锻造冲头3的旋转轴线69、在上部的夹钳10处的夹持冲头4的旋转轴线70、在曲柄盘53的曲柄销53a处的夹持冲头4的旋转轴线71和曲柄盘53的旋转轴线72)也平行于驱动轴线28a和55a取向。在箭头方向x上延伸的锻造轴线3a(锻造冲头3在其上移动锻造块12)相对于第一驱动器6的驱动轴线28a旋转了90°。在箭头方向y'上竖直延伸的夹持轴线4a(在其上上部的夹钳10被夹持冲头4移动)同样相对于第一驱动器6的驱动轴线28a旋转了90°延伸。
在图6中以示意性侧视图示出了水平锻压机77的另外的实施变体。在这些变体中的每个中，水平锻压机77包括机架2、用于在箭头方向x上实施水平的锻造运动或工作运动的锻造冲头3、用于在箭头方向y'上实施竖直的夹持运动或工作运动的夹持冲头4、用于锻造冲头3的运动的第一力传递装置5、用于夹持冲头4的运动的第二力传递装置7和多件式的锻造工具9。多件式的锻造工具9构造为带有上部的第一夹钳10、下部的第二夹钳11和锻造块12的三件式的锻造工具9。在此，用于锻造冲头3的第一力传递装置5构造为与行程相联系的力传递装置5a且选择性地由曲柄传动机构13或肘杆传动机构73或偏心驱动器(Exzenterantrieb)74形成。在此，用于夹持冲头4的第二力传动装置7构造为与能量相联系的力传递装置7b且由主轴传动机构14形成或者构造为与行程相联系的力传递装置7a且选择性地由曲柄传动机构51或肘杆传动机构75或偏心驱动器76形成。相应地，对于水平锻压机77的第三至第十四实施变体得出在下面的表格中总结出的力传递装置5和7的组合。
实施变体 用于锻造冲头3的运动的力传递装置5 用于夹持冲头4的力传递装置7
3 曲柄传动机构13 曲柄传动机构51
4 曲柄传动机构13 肘杆传动机构75
5 曲柄传动机构13 偏心驱动器76
6 曲柄传动机构13 主轴驱动器14
7 肘杆传动机构73 曲柄传动机构51
8 肘杆传动机构73 肘杆传动机构75
9 肘杆传动机构73 偏心驱动器76
10 肘杆传动机构73 主轴驱动器14
11 偏心驱动器74 曲柄传动机构51
12 偏心驱动器74 肘杆传动机构75
13 偏心驱动器74 偏心驱动器76
14 偏心驱动器74 主轴驱动器14
在图7中示出了水平锻压机100的第十五变体的示意性侧视图。关于水平锻压机100的基本结构参照对图2和3的说明。与在那里示出的水平锻压机的第二实施变体相区别，在图7中所示的第十五实施变体中，形成第二力传递装置7的曲柄传动机构151变型地来构造且包括第二弹性或缓冲单元163，其不布置在夹钳10与夹持冲头4之间、而其布置在辅助杆200与支座(Gegenlager)201之间。弹性或缓冲单元163根据一实施变体包括氮气垫。通过弹性或缓冲单元163的相对于第二实施变体改变的定位，可机械地简单地实现夹钳10连结到夹持冲头4处。对于第一力传递装置5，第一驱动器6区别于第二实施变体不是间接地、而是直接地驱动曲柄盘26。
在图8中示出了水平锻压机150的第十六变体的示意性侧视图。关于水平锻压机150的基本结构参照对图2和3以及对图7的说明。与在图7中示出的水平锻压机相区别，不仅第二弹性和/或缓冲单元163移动远离锻造工具9，而且第一弹性或缓冲单元157布置在辅助杆202与支座203之间，其中，对此第一力传递装置5被改型。通过第一弹性或缓冲单元157的该备选的定位，在机架2处被引导的锻造冲头3对负荷特别不敏感。
本发明不限于所示出的或所说明的实施例。而其包括在权利要求的范围中的本发明的改进方案。
附图标记清单
1 水平锻压机
2 1的机架
3 锻造冲头
3a 锻造轴线
4 夹持冲头
4a 夹持轴线
5 第一力传递装置
5a,5b 与行程相联系的力传递装置
6 第一驱动器
7 第二力传递装置
7a 与行程相联系的力传递装置
7b 与能量相联系的力传递装置
8 第二驱动器
9 锻造工具
10 9的上部的第一夹钳
11 9的下部的第二夹钳
12 9的锻造块
13 作为7的曲柄传动机构
14 作为5的主轴传动机构
15 工件
16 工件容纳腔
17 在9中的第一锻造位置
17' 在9中的第二锻造位置
18 作为4的主轴
19 18的螺纹
20 在18处的齿部
21 7的主轴螺母
22 7的齿形带
23 作为8的伺服马达
23a 23的驱动轴线
24 在23处的皮带轮
25 作为3的杆
26 5的曲柄盘
26a 偏心的曲柄销
27 5的皮带
28 作为6的伺服马达
28a 28的驱动轴线
29 在28处的皮带轮
50 水平锻压机
51 作为5的曲柄传动机构
52 作为4的杆
53 7a的曲柄盘
53a 偏心的曲柄销
54 7a的皮带
55 伺服马达
55a 55的驱动轴线
56 在55处的皮带轮
57 第一弹性和/或缓冲单元 
58第一传动系
59 3的后端
60 3的前端
61 液压垫
62 3的中间部分
63 第二弹性和/或缓冲单元 
64 第二传动系
65 机械的弹性元件
66 在10处的轴承套
67 4的轴承销
68-72 旋转轴线
73 作为5的肘杆传动机构
74 作为5的偏心驱动器
75 作为7的肘杆传动机构
76 作为7的偏心驱动器
77 水平锻压机
100 水平锻压机
150 水平锻压机
200 辅助杆
201 支座
202 辅助杆
203 支座
x,x' 水平方向
y,y' 竖直方向。

Claims (10)

1. 一种用于体积成形的水平锻压机(1,50,77,100,150)，其包括：
- 机架(2)，
- 锻造冲头(3)用于实施水平的锻造运动，
- 夹持冲头(4)用于实施相对于所述锻造运动旋转90°取向的夹持运动，
- 至少一个第一力传递装置(5)用于实施所述锻造冲头(3)的锻造运动，
- 至少一个第二力传递装置(7)用于实施所述夹持冲头(4)的夹持运动，以及
- 带有第一夹钳(10)和第二夹钳(11)的多件式的锻造工具(9)，
- 其中，每个力传递装置(5;7)包括至少一个驱动器(6,8)，
其特征在于，
- 所述锻造冲头(3)的第一力传递装置(5)构造为与行程相联系的力传递装置(5a,5b)并且
- 所述夹持冲头(4)的第二力传递装置(7)构造为与行程相联系的力传递装置(7a)或为与能量相联系的力传递装置(7b)。
2. 根据权利要求1所述的水平锻压机，其特征在于，所述锻造冲头(3)的第一力传递装置(5)构造为曲柄传动机构(13)或为肘杆传动机构(73)或为偏心驱动器(74)。
3. 根据权利要求1所述的水平锻压机，其特征在于，多件式的所述锻造工具(9)的第一夹钳(10)与所述夹持冲头(4)相连接，其中，多件式的所述锻造工具(9)的第二夹钳(10)与所述机架(2)相连接，其中，多件式的所述锻造工具(9)的锻造块(12)与所述锻造冲头(3)相连接，且其中，所述第一夹钳(10)尤其布置在所述第二夹钳(11)之上或在其旁边。
4. 根据权利要求2或3所述的水平锻压机，其特征在于，所述锻造冲头(3)的第一力传递装置(5)包括第一弹性和/或缓冲单元(57)，其中，所述第一弹性和/或缓冲单元(57)尤其布置在作用到所述锻造块(12)上的传动系(58)中。
5. 根据权利要求1或4所述的水平锻压机，其特征在于，所述夹持冲头(4)的第二力传递装置(7)构造为曲柄传动机构(51)或为肘杆传动机构(75)或为偏心传动机构(76)，或者所述夹持冲头(4)的第二力传递装置(7)构造为主轴传动机构(14)。
6. 根据权利要求5所述的水平锻压机，其特征在于，所述夹持冲头(4)的第二力传递装置(7)包括第二弹性和/或缓冲单元(63)，其中，所述第二弹性和/或缓冲单元(63)尤其布置在作用到所述第一夹钳(10)上的传动系(64)中。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的水平锻压机，其特征在于，第一驱动器(6)的驱动轴线(28a)平行于第二驱动器(8)的驱动轴线(55a)取向，其中，这两个轴线(28a,55a)水平地布置，且其中，这两个轴线(28a,55a)相对于锻造轴线(3a)分别旋转90°地布置。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的水平锻压机，其特征在于，所述第一驱动器(6)包括至少一个伺服马达(28)并且/或者所述第二驱动器(8)包括至少一个伺服马达(23;55)。
9. 根据权利要求3所述的水平锻压机，其特征在于，多件式的所述锻造工具(9)在这两个夹钳(10,11)之间具有至少两个锻造位置(17,17')，工件(15)依次经过所述锻造位置，其中，在每个锻造位置(17)处由所述锻造块(12)使所述工件(15)变形。
10. 根据前述权利要求4或6中任一项所述的水平锻压机，其特征在于，所述第一弹性和/或缓冲单元(57)和/或所述第二弹性和/或缓冲单元(63)构造为液压垫(61)或为气动垫或为机械的弹性元件(65)。
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