CZ246094A3

CZ246094A3 - Process for producing a wheel, particularly a pre-formed railway wheel and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ246094A3
Application number: CZ942460A
Authority: CZ
Inventors: Hans J Pahnke
Original assignee: Pahnke Engineering Gmbh A Co K
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1996-01-17
Also published as: JPH07164094A; ITRM940639A1; ITRM940639A0; IT1274946B; DE4333944A1

Abstract

In order to simplify the forging process in the production of train wheels, the charging of the press and the upsetting, feeding and piercing of the blank are performed in a single operation without changing the die.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kola, zejména předtvářeného železničního kola a zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a wheel, in particular a preformed railway wheel, and to an apparatus for carrying out the method.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Kola se obecně dosud vyrábějí různými způsoby. Většinou se velmi lehká kola, která jsou požadována v automobilové výrobě, a také veliká kola, vyrábějí především z více kusů, které se sestavují pomocí nýtování nebo svařování. Naproti tomu se většina železničních kol nebo kol pro průmyslové účely vyrábí buďto litím nebo řadou kovacích a válcovacích operací z blokového předrobku, který se odřezává z větších ocelových bloků, případně z hrudek, nebo se odlévá jako samostatný blok.Wheels have generally been produced in various ways. Mostly the very light wheels required in automotive production, as well as the large wheels, are mainly made of multiple pieces that are assembled by riveting or welding. In contrast, most railway wheels or wheels for industrial purposes are produced either by casting or a series of forging and rolling operations from a block blank which is cut from larger steel blocks or lumps, or is cast as a separate block.

Zvláště železniční kola se s výhodou vyrábějí z jednoho kusu. Při tom se předrobek podrobí alespoň dvěma procesům kování, než se pro pozdější zachycení nápravy proděraví v oblasti náboje a pak se nakonec s výhodou za účelem zvětšení průměru válcuje, případně bombíruje, případně kuželuje, což je boční přesazení oblasti náboje vzhledem ke styčné ploše kola, a nakonec se ještě obrobí.In particular, the railway wheels are preferably manufactured in one piece. In this case, the workpiece is subjected to at least two forging processes before punching in the hub region for later engagement of the axle, and then, preferably, in order to increase the diameter, it is rolled or crimped, possibly cone, which is lateral offset of the hub region relative to the wheel interface. and eventually they are machined.

Pro kování a děrování jsou tedy nutné alespoň tři pracovní operace, pro které jsou zapotřebí vždy zvláštní dvojice zápustek a to na jednu dvojici jedna horní a jedna dolní zápustka, které pak musí být mezi každou kovací operací, případně lisováním, vyměňovány, například posuvem zápustkových desek. S tím jsou spojeny nejen značné náklady na zařízení, které podmiňují také rozsáhlé skladování různých dvojic zápustek, ale také nákladné časové zatížení.Forging and punching, therefore, at least three working operations are required, for which a separate pair of dies is always required, one pair of one upper and one lower die, which must then be exchanged between each forging or pressing operation, e.g. . This entails not only considerable equipment costs, which also require extensive storage of the various pairs of dies, but also costly time loading.

<<

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úkolem vynálezu je zjednodušit proces kování potřebného při výrobě kol. Tento úkol je proti dosavadnímu vícestupňovému procesu, spojenému s vyměňováním zápustek, vyřešen způsobem podle vynálezu, jehož podstatou je, že proces kování se provádí v jednom pracovním cyklu, který zahrnuje postupně vložení blokového předrobku do lisu, jeho předtváření pěchováním, následné plnění dutiny zápustek dalším lisováním, děrování předtvořeného kola a následné vyjmutí vykovaného kola. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je opatřeno horní zápustkou s průchozím otvorem, dolní zápustkou s osovým průchozím otvorem, středícím a vkládacím ústrojím, vnějším kroužkem přečnívajícím a obklopujícím po obvodě dolní zápustku a průbojníkem.The object of the invention is to simplify the forging process required in the manufacture of wheels. This object is solved by the method according to the invention, which consists in the forging process being carried out in one working cycle, which comprises the stepwise insertion of the block blank into the press, its preforming by ramming, the subsequent filling of the cavity with the other pressing, punching the preformed wheel and then removing the forged wheel. The apparatus for carrying out the method of the invention is provided with an upper die with a through hole, a lower die with an axial through hole, a centering and insertion device, an outer ring projecting and surrounding the periphery of the lower die and a punch.

Způsob podle vynálezu vykazuje proti dosavadnímu konvenčnímu způsobu značné výhody. Lisováním v jediném pracovním cyklu se vyloučí dosud nutná výměna zápustek, což vede k výrazně kratším vedlejším časům a značně vyšší produktivitě, a minimalizuje se skladování zápustek. Základní čtyři kroky procesu kování, prováděné podle vynálezu současně po sobě, případně částečně přerušovaně, totiž vkládání a ustře3 dování, pěchování, plnění zápustky a vyjímání, umožňují výrobu vykovaného kola, které musí být následně pouze třískově obráběno a případně podrobeno vřazenému válcování za účelem zvětšení průměru.The process according to the invention has considerable advantages over the conventional process. Pressing in a single cycle eliminates the necessary die replacement, resulting in significantly shorter lead times and significantly higher productivity and minimizes die storage. The basic four steps of the forging process carried out in accordance with the invention simultaneously or partially intermittently, namely insertion and centering, upsetting, die filling and removal, allow the production of a forged wheel, which must subsequently only be machined and possibly subjected to in-line rolling to enlarge diameter.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se na předrobek při současném ustředění, například pomocí manipulačního nástroje, uloží průbojník jako samostatný nástroj a po proděravění se odvede společně s odpadem vyraženým z vykovaného kola, což má tu výhodu, že po každém děrování se samostatný průbojník vymění, případně může vyměnit, takže proti dosavadním způsobům a zařízením se neděruje stejným průbojníkem po sobě a tak v souvislosti s průbojníkem?nezniknou problémy s opotřebením.In a preferred embodiment of the invention, the punch is placed on the preform while being centered, for example by a handling tool, as a separate tool and after punching is discharged together with the waste punched out of the forged wheel. It can be replaced so that against the prior art methods and devices it is not punched by the same punch one after the other and thus no wear problems arise in connection with the punch.

Podle vynálezu je tedy možné provádět celý proces kování od blokového předrobku, dodaného s výhodou jako válcový blok, až po hotové vykované kolo bez výměny zápustek a v minimálním čase.According to the invention, it is thus possible to carry out the entire forging process from the block blank, preferably supplied as a cylindrical block, to the finished forged wheel without replacing the dies and with minimum time.

K překvapivě kompaktní konstrukci stroje dosažené na základě uvedených znaků vynálezu přispívá také středící a vkládací ústrojí, kterým se provádí vkládání blokového předrobku do lisu, jeho ustředění a nakonec vyjímání z lisu.The surprisingly compact construction of the machine achieved by the above-mentioned features of the invention also contributes to the centering and insertion device by which the block blank is inserted, centered and finally removed from the press.

Dosti významným prvkem pro optimální realizaci vynálezu je vnější kroužek/ který po obvodě obklopuje dolní zápustku a přečnívá ji, přičemž představuje obvodové ohraničení pro tvářený blokový předrobek, případně pro předtvořené kolo, tedy boční ohraničení prostoru mezi horní a dolní zápustkou. Při tom lze jednostupňový způsob, podle vynálezu uskutečnit 'VA rather important element for optimum implementation of the invention is an outer ring which circumferentially surrounds and protrudes the lower die and represents a circumferential boundary for the formed block blank or preformed wheel, i.e. the lateral boundary of the space between the upper and lower die. In this case, the one-step process according to the invention can be carried out

- 4 poměrně malých nákladech na úkol vysílání odpovídajících Informací. Příklady toho Jsou satelitní navigační systémy, které Jsou k dispozici, například GPS, Glonass, nebo systémy radiových zaměřovačů na bázi existujících radiotelefonních sítí, například C-, D-, E-sit, přičemž na základě rozdílných dob chodu signálu k sousedním pozemním stanicím se může provést velmi přesné určení polohy. U satelitních navigačních systémů může být pro zvýšení přesnosti zjištění polohy účelné navrhnout možnost příjmu pro korekční signál, například pro Differential-GPS-Systém. Tím se kompenzují chybové vlivy, Jako Jsou chyby dráhy satelitu, chyby hodin a chyby šíření signálu, a Je možné rozluštění místa pod 10 m. Jeden takový korekční signál by mohl být vysílán například přes rozhlas, kupříkladu RDS, nebo přes radiotelefonní sít GSM. Možné Jsou také systémy, které zjlštuji polohu vozidla z radiového kontaktu ze senzorového čidla instalovaného ve vozidle. Může být navržený například senzor pro zjištování ujeté dráhy, například přes otáčení zadních kol, a sonda s magnetickým polem, které v- 4 relatively small costs for the task of broadcasting the corresponding Information. Examples of this are the satellite navigation systems that are available, such as GPS, Glonass, or radio sight systems based on existing radiotelephony networks, such as C-, D-, E-sit, and based on different signal travel times to neighboring ground stations can perform very accurate positioning. In satellite navigation systems, it may be useful to design a reception option for a correction signal, for example a Differential-GPS-System, to increase positioning accuracy. This compensates for error effects such as satellite travel errors, clock errors and signal propagation errors, and site decomposition below 10 m is possible. One such correction signal could be transmitted, for example, via radio, for example RDS, or via the GSM radio network. There are also systems that detect the position of a vehicle from a radio contact from a sensor sensor installed in the vehicle. For example, a sensor may be provided to detect the distance traveled, for example through the rotation of the rear wheels, and a magnetic field probe that

umožňují přesné určení místa za pomoci digitalizované silniční sítě, pokud se vždy před začátkem Jízdy získá přes komunikační zařízení uvnitř vozidla údaj o poloze vozidla. Aby se při krátkodobém výpadku zachycovacího systému polohy, například díky účinkům odstínění nebo nevhodné poloze satelitu, umožnilo nepřetržité zapisování údajů o poloze, může se opatřit navigační senzor, například ve formě sondy s magnetickým polem, který vozí auto sebou.allow accurate location determination using a digitized road network, provided that the position of the vehicle is always obtained via a communication device inside the vehicle before the start of the Ride. In order to allow the continuous recording of position data in the event of a short-term failure of the positioning system, for example due to shielding effects or inappropriate satellite positioning, a navigation sensor can be provided, for example in the form of a magnetic field probe carrying the car.

OdeČitací systém uvnitř vozidla obsahuje především druhé paměťové zařízeni pro trvalé ukládání předem daných geografických poloh čilí Identifikačních bodů, které dovolují Jednoznačné charakterizování Jednotlivých tras sítě tras a/nebo stanovených zón. Dále Je k dispozicí počítací Jednotka, která pracuje Jako porovnávací zařízení a trvale v krátkých odstupech, například Jednou nebo dvakrát každou vteřinu, porov5 racích čelistí, který může být tvořen U profilem otevřeným směrem do jeho středu, ve kterém jsou otočně uloženy dovnitř směřující obloukovité zuby opatřené na koncích svěrnými plochami. Při tom může být v nebo na tomto kroužku uspořádáno ovládací ústrojí, které současně a stejně pohybuje svěracími čelistmi tak, že se jejich svěrné plochy mohou přemísťovat ke středu a od středu podobným způsobem jako irisová clona. Když má kroužek například tři svěrací čelisti, potom se jimi může staticky určitě, tedy bez neurčeného stupně volnosti, uchopit blokový předrobek a lze s ním požadovaným způsobem manipulovat.The reading system within the vehicle comprises, in particular, a second memory device for permanently storing predetermined geographical locations of the identification points, which allow unambiguous characterization of the individual routes of the network of routes and / or designated zones. Furthermore, a counter unit is provided which acts as a comparator and is continuously spaced at short intervals, for example once or twice every second, by comparing the jaws, which may consist of a U-profile open towards its center in which rotating inwardly arcuate teeth provided with clamping surfaces at the ends. In this case, a control device can be arranged in or on the ring which simultaneously and equally moves the clamping jaws so that their clamping surfaces can be displaced to the center and from the center in a manner similar to the iris diaphragm. If, for example, the ring has three clamping jaws, it can be statically sure, i.e. without an undetermined degree of freedom, to grip the block blank and can be handled in the desired manner.

Pomocí výkyvného ramene, které nese tento kroužek,' a jehož svislá osa otáčení prochází mimo oblast sloupků lisu, je tedy vynikajícím způsobem umožněno boční vkládání blokového předrobku mezi zápustky, přičemž ustředěnou polohou blokového předrobku uvnitř kroužku, danou svěracími čelistmi, je dána vynikající možnost uspořádání dorazu pro výkyvné rameno nesoucí kroužek v poloze vykývnutí do lisu, a tento doraz pak přesně definuje středovou polohu blokového předrobku v lisu. Svěrací čelisti se potom otevřou, takže se blokový předrobek usadí na požadovaném místě v dolní zápustce.By means of the pivoting arm which carries the ring and whose vertical axis of rotation extends outside the area of the press columns, lateral insertion of the block blank between the dies is greatly facilitated, with the centered position of the block blank within the ring given by the clamping jaws. a stop for the pivot arm carrying the ring in the pivot position into the press, and this stop then accurately defines the center position of the block blank in the press. The clamping jaws are then opened so that the block blank is seated at the desired location in the lower die.

Když je podle dalšího význaku podle vynálezu vnitřní průměr kroužku středícího a vkládacího ústrojí větší než vnější průměr horní zápustky a horního upínače, a když mají svěrací čelisti takové rozměry, že mohou být v otevřené po* loze zasunuty do U profilu kroužku,-může středící a vkládací ústrojí zůstat ve své vnitřní poloze u dorazu, zatímco je prováděn jednostupňový způsob kování, případně lisování podle vynálezu, a potom uchopit hotové vykované kolo, vyjmout je z lisu, a provést nové vkládání.According to a further feature of the invention, when the inner diameter of the centering and insertion ring is greater than the outer diameter of the upper die and the upper clamp, and when the clamping jaws have dimensions such that they can be inserted into the U-profile of the ring. the insertion device remains in its internal position at the stop while the one-step forging or pressing process according to the invention is carried out, and then grasps the finished forged wheel, remove it from the press, and perform a new insertion.

Toto středicí a vkládací ústrojí tedy v mnoha ohledech umožňuje zjednodušení zařízení proti dosavadním strojům a příslušným manipulátorům, případně přepravním a zvedacím zařízením, a také značné zkrácení přípravných časů i při vy-jímání z lisu.This centering and insertion device thus makes it possible, in many respects, to simplify the device in comparison with the prior art machines and the corresponding manipulators or transport and lifting devices, and also to considerably reduce the preparation times even when being removed from the press.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Příkladná, provedení vynálezu . jsou .znázorněna na výkresech, kde obr.la, představuje, schematický svislý osový řež zařízením podle vynálezu ve fázi vkládání blokového předrobku, obr. lb tentýž řez zařízením podle obr. la ve fázi pěchování, obr. Ic řez zařízením podle ,obr. la a lb ve fázi plnění, obr. ld svislý osový řez dolní částí zařízení podle obr. la, lb a lc ve fázi vyjímání, obr. 2.axonometrický pohled na samostatný průbojník, obr. 3 schematický vodorovný řez zařízením podle vynálezu, přičemž středicí a vkládací ústrojí je znázorněno jak v jeho ustředěné poloze, tak také čárkovaně v jeho vykývnuté poloze při vyjímání, případně vkládání a obr. 4 pohled na středicí a vkládací ústrojí podle obr. 3 v půdorysu.Exemplary embodiments of the invention. Fig. 1b shows a schematic vertical axial section through the device according to the invention at the insertion stage of the block blank; Fig. 1b shows the same section through the device according to Fig. 1a in the upsetting phase; 1a and 1b in the filling phase, Fig. 1d a vertical axial section of the lower part of the device according to Figs. 1a, 1b and 1c in the removal phase, Fig. 2.axonometric view of a separate punch, Fig. 3 schematic horizontal section of the device according to the invention; and the insertion device is shown both in its centered position and also in dashed position in its pivoted position during removal or insertion, and FIG. 4 is a plan view of the centering and insertion device of FIG. 3.

Příklady provedení- vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Jak je zřejmé z obr. la až ld, kovací ústrojí 1 lisu,As can be seen from Figures 1a to 1d, the forging device 1 of the press,

Ί jehož základní konstrukce je známa, sestává z horního upínače 2 nástrojů, který nese na dolní straně horní zápustku 3 a dolního upínače £ nesoucího na horní straně dolní zápustku 4, která působí jako protinástroj ( obr. lc).Ί whose basic structure is known, consists of an upper tool holder 2 which carries an upper die 3 on the underside and a lower tool holder 4 carrying a counter die 4 on the upper side (FIG. 1c).

Jen potud může být konstrukce lisu označena jako v zásadě známá, protože na rozdíl od dosavadního stavu techniky mají v rámci vynálezu horní zápustka 3 a dolní zápustka 4 již od počátku negativní tvar potřebný pro konečný tvar kovaného kola, to je, na základě dále podrobněji popsaného způsobu a zařízení není během celého procesu kování od blokového předrobku 6a až po hotové vykované kolo 6d zapotřebí výměny zápustek. . íf?Only then can the design of the press be described as essentially known, since, unlike the prior art, the upper die 3 and lower die 4 have, from the outset, the negative shape required for the final shape of the forged wheel, i.e., on the basis of of the method and apparatus, no dies are required during the entire forging process from the block blank 6a to the finished forged wheel 6d. . íf?

Horní upínač 2 nástrojů je opatřen osovým průchozímPotvorem 7, který je souosý s dalším průchozím otvorem 8, jehož průměr je poněkud menší, a který je uspořádán v horní zápustce 2. Tyto průchozí otvory 7, 8 jsou určeny pro vnitřní píst .9 o průměru, který může být shora kluzně veden průchozím otvorem 8, v horní zápustce 2..The upper toolholder 2 is provided with an axial through hole 7, which is coaxial with another through hole 8 whose diameter is somewhat smaller and which is arranged in the upper die 2. These through holes 7, 8 are intended for an internal piston 9 with a diameter. which can be slidly guided from above through the through hole 8, in the upper die 2.

Dolní zápustka 4 je opatřena osovým průchozím otvorem 11, který má z dále popsaných důvodů ještě větší průměr než průchozí otvor 7 v horním upinači 2 nástrojů. A konečně také dolní upínač 5 je opatřen osovým průchozím otvorem 12, jehož průměr je zase menší než osový průchozí otvor 11 v dolní zápustce 4, ale je větší než průchozí otvor 8 v horní zápustceThe lower die 4 is provided with an axial through hole 11 which, for the reasons described below, has an even larger diameter than the through hole 7 in the upper tool holder 2. Finally, the lower chuck 5 is also provided with an axial through hole 12 whose diameter is in turn smaller than the axial through hole 11 in the lower die 4, but is larger than the through hole 8 in the upper die

VIN

3. V osovém průchozím otvoru 12 je s možností přímkového pohybu uložen vyhazovač 13..3. An ejector 13 is mounted in the axial through hole 12 with the possibility of a linear movement.

Ve fázích kování, znázorněných na obr. la, lb a lc, do8 sedá v osovém průchozím otvoru 11 dolní zápustky 4 na dolní upínač 5 vyrážecí kroužek 14., to znamená, že vnější průměr vyrážecího kroužku 14 odpovídá vnitřnímu průměru průchozího osového otvoru 11 dolní zápustky 4 a je tedy větší než průměr osového průchozího otvoru 12, zatíco vnitřní průměr vyrážecího kroužku 14 je menší než průměr osového průchozího otvoru 12 a odpovídá průměru tvářeného průchozího otvoru 15 v náboji pro později vsazovanou nápravu.In the forging phases shown in FIGS. 1a, 1b and 1c, a punch ring 14 sits in the lower chuck 4 in the axial through hole 11 of the lower die 4, i.e. the outer diameter of the punch ring 14 corresponds to the inner diameter of the through hole 11 of the lower thus, the inner diameter of the punch ring 14 is smaller than the diameter of the axial through hole 12 and corresponds to the diameter of the formed through hole 15 in the hub for the later mounted axle.

Všechny výše uvedené průchozí otvory, 7, 8/ 11, 12 včetně vyrážecího kroužku 14, vnitřního pístu 9 a vyhazovače 13 jsou navzájem ustředěny..·-- .........All of the above through holes 7, 8/11, 12 including the punch ring 14, the inner piston 9 and the ejector 13 are centered with each other.

K zařízení podle, vynálezu patří s výhodou”středící . a vkládací ústrojí 16 Znázorněné na obr:, la.až ld v příčném řezu a na obr. 3 a 4 v nárysu, které sestává z kroužku 17, z U profilu otevřeného směrem , do jeho středu, nesoucího tři svěrací čelisti 18 uložené v tomto U profilu mezi jeho rameny tak, že mohou být vykývnuty do roviny kroužku 17. Na obr.The device according to the invention preferably comprises a centering device. 1a to 1d in cross-section and in Figs. 3 and 4 in a front view, which consists of a ring 17, of a U-shaped profile open towards its center, carrying three clamping jaws 18 housed therein; In the profile between its arms, so that they can be pivoted to the plane of the ring 17. In FIG.

jsou znázorněny dvě z mnoha možných poloh vykývnutí svěracích čelistí 18.two of the many possible pivoting positions of the clamping jaws 18 are shown.

Svěrací čelisti 18 jsou tvarově a rozměrově přizpůsobeny pro uložení alespoň z větší části do U profilu kroužku 17. aby volný vnitřní průměr středícího a vkládacího ústrojí 16 mohl být pokud možno co největší. Z popsaných důvodů je s výhodou větší než vnější průměr horní zápustky 3 a horního ♦ upínače .2. nástrojů. Pomocí neznázorněného ovládacího ústrojí mohou být tyto tři svěrací čelisti 18 zvnějšku, případně přes je nesoucí kroužek 17 přestavovány, a to současně a stejně, takže, jak rovněž vyplývá z obr. 4, mohou pevně, staticky určité a vystředěně vzhledem ke kroužku 17 zachytit blokový předrobek 6á.The clamping jaws 18 are shaped and dimensioned to accommodate at least a large part of the U-profile of the ring 17. so that the free inner diameter of the centering and insertion device 16 can be as large as possible. For the reasons described, it is preferably larger than the outer diameter of the upper die 3 and the upper clamp 2. tools. By means of a control device (not shown), the three clamping jaws 18 can be adjusted from the outside or over the bearing ring 17 simultaneously and in the same way, so that, as also shown in FIG. 4, they can be fixed, statically definite and centered with respect to the ring 17 preform 6á.

Středicí a vkládací ústrojí 16 je v příkladném provedení, znázorněném na obr. 3, upevněno na výkyvném rameni 19 s osou otáčení 22 procházející bočně vedle jednoho ze sloupků 21 lisu, takže středicí a vkládací ústrojí 16 může být vykývnuto z čárkovaně znázorněné vyjímací, případně vkládací polohy, v níž znázorněným a výše popsaným způsobem zachytí blokový předrobek 6a dopravený vedle lisu a vodorovně přenese do lisovací oblasti do plnými čarami znázorněné středicí polohy, a to pomocí dorazu nebo podobného dráhového omezení přesně do středové polohy pro blokový předrobek 6a držený ve středícím a vkládacím ústrojí 16. Blokový předrobek 6a tedy může být uložen ustředěně vzhledem k lícujícím průchozím otvorům mezi horní zápustkou 3 a dolní zápustkou 4 na dolní zápustce 4, jak je to zřejmé z obr. la.The centering and insertion device 16, in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, is mounted on a pivot arm 19 with a pivot axis 22 extending laterally next to one of the press posts 21, so that the centering and insertion device 16 can be pivoted a position in which, in the manner shown and described above, the block blank 6a arrives next to the press and horizontally transfers to the press area the full centered position shown by a stop or similar path constraint exactly to the center position for the block blank 6a held in the centering and insertion Thus, the block blank 6a can be mounted centrally relative to the matching through holes between the upper die 3 and the lower die 4 on the lower die 4, as shown in FIG. 1a.

Obr. lá až lc znázorňují další výhodné provedení vynálezu, u něhož je použit zdánlivě volný” průbojník 23, který svou konstrukcí v zásadě odpovídá znázornění podle obr. 2 a sestává z válcové paty 23a a ze souose uspořádané válcové hlavy 23b o menším průměru. Průměr válcové paty 23a je volen tak, že může procházet osovým průchozím otvorem vyrážecího kroužku 14., stejně jako směrem dolů navazujícím průchozím otvorem 12 dolního upínače 5. Průměr válcové hlavy 23b průbojníku 23 odpovídá přibližně průměru průchozího otvoru 8 v horní zápustce 3., takže průbojník 23 sice může být zasunut svou válcovou hlavou 23b do horní zápustky 2, avšak pouze po dosednutí horní zápustky 3 na válcovou patu 23a ( obr. lb). V souvislosti s průbojníkem 23 je nutno ještě uvést, že variací délky 1_£ jeho válcové paty 23a je možno níže popsaným způsobem vyrovnat tolerance ve výchozím objemu blokového předrobku 6a.Giant. Figures 1 to 1c show a further preferred embodiment of the invention in which a seemingly free punch 23 is used, which in construction conforms essentially to the representation of Figure 2 and consists of a cylindrical foot 23a and a coaxially arranged cylindrical head 23b of smaller diameter. The diameter of the cylindrical foot 23a is selected such that it can pass through the axial through hole of the punch ring 14 as well as the downstream through hole 12 of the lower clamp 5. The diameter of the cylinder head 23b of the punch 23 corresponds approximately to the diameter of the through hole 8 in the upper die 3. Although the punch 23 can be inserted with its cylindrical head 23b into the upper die 2, but only after the upper die 3 has abut the cylindrical foot 23a (FIG. 1b). In connection with the punch 23 is still to be noted that the variation of length 1 _£ its cylindrical foot 23a may be as described below compensate tolerances in the initial volume of the blank block 6a.

Jak je zřejmé z obr. la, průbojník 23 se po vložení blokového předrobku 6a do lisu s ním souose a volně’* usadí pomocí přepravního ramene 24., které je s výhodou otočné ve vodorovné rovině, uloží se tedy jako samostatný nástroj, neuchycený žádnými dalšími strojními součástmi, a to tak, že svou válcovou patou 23a souose dosedne na předrobek 6aAs can be seen from FIG. 1a, the punch 23, after insertion of the block blank 6a into the press with it, coaxially and freely settles by means of a transport arm 24, which is preferably rotatable in a horizontal plane and thus stored as a separate tool without gripping with other machine parts, so that its cylindrical foot 23a coaxially contacts the blank 6a

K zařízení podle vynálezu patří také. ještě vnější kroužek 25, který lze zvedat a spuštět pomocí hydraulických válců 26 působících z jeho dolní strany. Vnitřní průměr vnějšího kroužku 25 odpovídá vnějšímu průměru dolní zápustky 4, takže vnější kroužek 25 může klouzat po obvodě dolní zápustky 4. a je menší než vnější průměr horní zápustky 3..The device according to the invention also includes. and an outer ring 25 which can be raised and lowered by means of hydraulic cylinders 26 operating from its underside. The inner diameter of the outer ring 25 corresponds to the outer diameter of the lower die 4, so that the outer ring 25 can slide around the periphery of the lower die 4 and is smaller than the outer diameter of the upper die 3.

Pomocí obr. la až ld jsou dále popsány prováděné fáze kování, které podle dosavadního stavu techniky mohly být prováděny nikoli jako jedna pracovní operace, ale v krocích, přerušovány několika výměnami zápustek:1a to 1d, the forging phases to be carried out which, according to the prior art, could be carried out not as a single operation but in steps interrupted by several die changes are described below:

V poloze, znázorněné na obr. la, tedy když je horní zápustka 3 zvednuta, blokový předrobek 6a o hmotnosti asi 500 až 1000 kg, jehož celý povrch je zbaven okují, a který má rovnoběžná čela, se zachytí výše popsaným způsoben, tedy ze všech stran pomocí středícího a vkládacího ústrojí 16, které l2e vykývnout do osy lisu, umístí se pod lis a usadí se souose na dolní zápustce 4. Potom se pomocí přepravního ramene 24 souose uloží na blokový předrobek 6a průbojník 23, pak se přepravní rameno 24 vykývne zpět, tedy mimo oblast zápustek 3. a £, do své vkládací, případně vyjímací polohy, a svěrací čelisti 18 se uvolní a vtáhnou se do U profilu kroužku 17. Vnitřní píst 9 je v této situaci ve zvednuté poloze. Vyhazovač 13 je svou koncovou osazenou částí 13a ve vyrážecím kroužku 14 a přiléhá k němu zdola svým větším průměrem.In the position shown in FIG. 1a, that is, when the upper die 3 is raised, a block blank 6a weighing about 500 to 1000 kg, the entire surface of which is descaled and which has parallel faces, is captured as described above, i.e. side by means of the centering and insertion device 16, which can be pivoted to the axis of the press, is placed under the press and seated coaxially on the lower die 4. Then, by means of the transport arm 24, the punch 23 is coaxially mounted on the block blank 6a. i.e. outside the dies 3 and 6, into their insertion or removal position, and the clamping jaws 18 are released and drawn into the U-profile of the ring 17. In this situation, the inner piston 9 is in the raised position. The ejector 13 is with its end shoulder 13a in the punch ring 14 and adjoins it from below with its larger diameter.

K volbě průbojníku 23 je ještě nutno dodat, že délka 1 jeho válcové paty 23a, jak již bylo uvedeno, je přizpůsobena toleranci objemu blokového předrobku 6a, to je, vyrovnává ji tak, že je volena po odřezání a zvážení blokového předrobku 6a vždy podle nedostatečné nebo nadměrné hmotnosti. Protože čím menší má blokový předrobek 6a nadměrnou hmotnost, tím delší se volí válcová pata 23a. tedy tím větší je délka' 1^. Po ukončení dále popsané fáze pěchování se totiž z blokového předrobku 6a odebírá, případně odstraňuje děrováním pouze relativně malé množství materiálu, neboť objem válcové paty 23a průbojníku 23 přispívá k objemovému výtlaku v níže popsané fázi pěchování a plnění. To současně znamená, že pro daný průběh kování je průbojník 23 jedinou vyměňovanou součástkou pro přizpůsobení výchozí hmotnosti blokového předrobku 6a, což má zase další výhodu, že výměnou samostatného průbojníku 23 nevzniknou problémy s opotřebením a vedle přesné konečné hmotnosti je zajištěno přesné plnění dutiny tvořené dvojicí zápustek 3 a 4.In addition to the choice of the punch 23, it must be added that the length 1 of its cylindrical heel 23a, as already mentioned, is adapted to the volume tolerance of the block blank 6a, i.e., compensates for it by selecting it after cutting and weighing the block blank 6a or excessive weight. Since the smaller the block blank 6a has an excess weight, the longer the cylindrical foot 23a is selected. thus the greater the length '1'. Indeed, after completion of the upsetting phase described below, only a relatively small amount of material is removed from the block blank 6a or punched out, since the volume of the cylindrical foot 23a of the punch 23 contributes to the volume displacement in the upsetting and filling phase described below. This also means that for a given fitting process, the punch 23 is the only replacement part to accommodate the starting weight of the block blank 6a, which in turn has the added advantage that replacement of the punch 23 does not cause wear problems and accurate filling of the cavity formed by the pair. dies 3 and 4.

Na obr. lb je znázorněna fáze pěchování, při které horní upínač 2. nástrojů s horní zápustkou 3 je spouštěn a předtváří blokový předrobek 6a do předběžného tvaru 6b, přičemž válcová pata 23a průbojníku 23 se zcela vnoří do blokového předrobku 6a a horní zápustka 3 a části horního upínače 2 nástrojů alespoň částečně projdou kroužkem 17 středícího a vkládacího ústrojí 16. Vnoření válcové paty 23a průbojníku 23 do pěchovaného blokového předrobku 6a se dosáhne spuštěním horní zápustky 3, která při tom dosedá na válcovou patu 23a průbojníku 23, protože průchozí otvor 8 je větší než průměr válcové hlavy 23b průbojníku 23., avšak menší ňež průměr válcové paty 23a. V této fázi se již ukazuje důležitá funkce vnějšího kroužku 25, který totiž omezuje přetváření blokového předrobku 6a do předběžného tvaru 6b po jeho obvodě v radiálním směru, materiál tedy nemůže vytékat přes vnitřní obvod vnějšího kroužku 25, který je držen hydraulickými válci 26 ve své nejvyšší poloze, která je v těchto fázích kování dána dorazem jeho horní hrany na dolní straně horní zápustky 2 (obr. lb).FIG. 1b shows the upsetting phase in which the upper toolholder 2 with the upper die 3 is lowered and preforms the block blank 6a into the preform 6b, wherein the cylindrical heel 23a of the punch 23 fully sinks into the block blank 6a and the upper die 3a; parts of the upper toolholder 2 at least partially pass through the centering and insertion ring 17. The insertion of the puncher foot 23a into the packed block blank 6a is achieved by lowering the upper die 3, which in this case abuts the puncher foot 23a because the through hole 8 is greater than the diameter of the cylindrical head 23b of the punch 23, but less than the diameter of the cylindrical foot 23a. At this stage, the important function of the outer ring 25, which limits the deformation of the block blank 6a into a preform 6b along its circumference in the radial direction, is already shown. Thus, the material cannot flow through the inner circumference of the outer ring 25 held by the hydraulic cylinders 26. the position, which in these phases of the fitting is given by the stop of its upper edge on the lower side of the upper die 2 (Fig. 1b).

Bez přerušení následuje po této fázi pěchování fáze plnění znázorněná na obr. lc, při které se horní zápustka 2 s horním upínačem 2 dále spouští, až je konečná, předem stanovená dutina mezi oběma zápustkami 2, 4. zcela zaplněna.Without interruption, this upsetting phase is followed by the filling phase shown in FIG. 1c, in which the upper die 2 with the upper clamp 2 is further lowered until the final, predetermined cavity between the two dies 2, 4 is completely filled.

Během tohoto dalšího spouštění horní zápustky 2 se vnější kroužek 25 tlačí směrem dolů proti jeho nahoru směřující předepínací síle, až dosedne na dolní upínač 5 nástrojů, přičemž zcela obklopuje vnější obvod dolní zápustky a přečnívá směrem vzhůru přes dolní zápustku 4, a tak v poloze znázorněné na obr. lc obklopuje po vnějším obvodě dutinu mezi horní zápustkou 3, a dolní zápustkou 4. Když horní zápustka 3 dosáhne svou dolní polohu — a tím je dosaženo přesné vyrovnání tolerancí objemu blokového předrobku 6a - tedy na konci fáze plnění, která končí úplným vyplněním dutiny mezi zápustkami 3 a 4, jak je znázorněna na obr. lc, začne děrování, při kterém se vytvoří osový průchozí otvor 15 v oblasti náboje kovaného kola, a to dalším spuštěním vnitřního pístu 9 s průbojníkem 23 směrem k materiálu a průchodem materiálu kola, přičemž během této fáze se vyhazovač 13 zatáhne zpět dolů, takže průbojník 23 a jím vyražěný odpad 27 může vypadnout, případně být odveden osovým otvorem vyrážecího kroužku 14 a osovým průchozím otvorem 12 dolního upínače 5.During this further lowering of the upper die 2, the outer ring 25 is pushed downward against its upward biasing force until it engages the lower tool holder 5, completely surrounding the outer periphery of the lower die and protruding upwardly over the lower die 4 and thus in the position shown 1c surrounds the outer periphery of the cavity between the upper die 3 and the lower die 4. When the upper die 3 reaches its lower position - thereby achieving a precise equalization of the volume tolerances of the block blank 6a - that is, at the end of the filling phase The cavity between the dies 3 and 4, as shown in Fig. 1c, will begin punching to form an axial through hole 15 in the hub region of the forged wheel by further lowering the inner piston 9 with the punch 23 towards the material and passing the wheel material. during this phase the ejector 13 retracts so that the punch 23 and the waste 27 punched therein may fall out or be discharged through the axial hole of the punch ring 14 and the axial through hole 12 of the lower clamp 5.

Blokový předrobek 6a byl tedy najednou,přetvořen do vykovaného kola 6d a může být vyjmut z lisu. To se provádí zvednutím vyhazovače 13., který svým větším průměrem pod koncovou osazenou částí 13a dosedne na vyrážecí kroužek 14, který Se při dalším pohybu zvedne společně s vykovaným kolem 6d. které je o něj opřeno svým nábojem (obr. Id). Nyní se svěracími čelistmi 18 středícího a vkládacího ústrojí 16 zajede znovu dovnitř a jejich svěracími plochami se z vnějšku uchopí vykované kolo 6d, které pak může být vykývnuto po odtažení vyhazovače 13 vodorovně do boku do vyjímací, případně vkládací polohy, znázorněné na obr. 3 čárkovaně, ve které je vykované kolo 6d otevřením, případně uvolněním svěracích čelistí 18 přenecháno k odebrání.Thus, the block blank 6a has been suddenly transformed into a forged wheel 6d and can be removed from the press. This is accomplished by lifting the ejector 13, which by its larger diameter below the end shoulder portion 13a bears against the punch ring 14, which is lifted along with the forged wheel 6d on further movement. which is supported by its charge (Fig. Id). Now, the clamping jaws 18 of the centering and insertion device 16 are retracted inward and their gripping surfaces 6 are gripped from the outside by a forged wheel 6d which can then be pivoted horizontally laterally into the removal or insertion position shown in broken lines in FIG. in which the forged wheel 6d is left for removal by opening or releasing the clamping jaws 18.

Tím je ukončeno kování kola z blokového předrobku, které může být podle vynálezů provedeno najednou bez doposud nutných výměn zápustek, takže hned může být započat nový cyklus kování, sestávající z vkládání, pěchování, plnění a vyjímání z lisu.This completes the forging of the wheel from the block blank, which according to the invention can be carried out simultaneously without the necessary die changes, so that a new forging cycle consisting of insertion, upsetting, filling and removal from the press can be started immediately.

Claims

A method for manufacturing a wheel, in particular a preformed railway wheel, characterized in that it is carried out in a single cycle comprising successively inserting a block blank into a press, preforming it by ramming, subsequently filling the die cavity with further pressing, punching the preformed wheel and subsequently removing the forged wheels.

Method according to claim 1, characterized in that the block blank is inserted at the headquarters.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a punch is coaxially mounted on the block blank during insertion.

Method according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that the punching starts during filling.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the volume tolerance of the block blank is compensated by the choice of the punch dimension, in particular the length of its cylindrical heel.

>

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the operating cycle is repeated without replacing the dies.

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the punch

Even the waste is drained down after filling.

Method according to claim 7, characterized in that the punch and the waste are removed before removal.

9.

Device for carrying out the method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it is provided with an upper die (3) with a through hole (8), a lower die (4) with an axial through hole (11) centering and an insertion device (16), an outer ring (25) protruding and surrounding the periphery of the lower die (4) and the punch (23).

Device according to claim 9, characterized in that the upper die (3) is attached to the upper tool clamping (2) with the possibility of lifting and lowering.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the outer ring (25) at least coincides with the movements of the upper die (3).

Device according to at least one of claims 9 to 11, characterized in that the outer ring (25) is at least temporarily operatively connected to the upper die (3).

Apparatus according to claim 12, characterized in that the operative connection is effected by applying the upper edge of the outer ring (25) to the lower side of the upper die (3).

»»

Device according to at least one of Claims 9 to 13, characterized in that the outer ring (25) is under a constant upward pressure.

You

Device according to claim 14, characterized in that the pressure action is hydraulic.

IN

Apparatus according to claim 15, characterized in that the outer ring (25) is supported from the underside by a set of hydraulic cylinders (26).

Apparatus according to at least one of the separate punches of the transport arm (24) of the blank (6a).

Device according to at least one of Claims 9 to 16, characterized in that it comprises a vol (23) which can be coaxially mounted on the block of one of Claims 9 to 17, characterized in that the punch (23) is a solid cylinder with a shoulder, wherein the larger diameter region is a cylindrical heel (23a) arranged towards the shear.

19. Apparatus according to claim 18, characterized in that the length (1 _£) of the cylindrical foot (23a) is adapted to compensate for weight tolerance block blank (6a).

Device according to at least one of Claims 9 to 19, characterized by: characterized in that it comprises an inner piston (9), slidably mounted, in the axis of the upper clamp (2) and the upper die (3), being adapted to engage the cylinder head (23b) of the punch (23).

Device according to at least one of claims 9 to 20, characterized in that it comprises an ejector (13) slidably mounted on the axis of the lower clamp (5) and the lower die (4).

Apparatus according to claim 21, characterized in that it comprises a punch ring (14) coaxially mounted on the lower die (4) or on the lower clamp (5) and engageable with the shoulder portion (13a) of the ejector (13).

Device according to at least one of claims 9 to 22, characterized in that the punch (23) and the waste (27) are discharged through the center of the lower die (4) and the lower clamp (5).

Apparatus according to at least one of claims 9 to 23, characterized in that it is provided with a centering and insertion device (16) which comprises a ring (17) carrying a set of clamping jaws (18).

Device according to claim 24, characterized in that the ring (17) consists of a U-shaped profile open inwards.

Device according to claim 24 or 25, characterized in that the clamping jaws (18) are formed by arcuate teeth which are rotatably mounted in the ring (17) and aligned with respect to its center, the clamping jaws (18) being at their ends provided with clamping surfaces.

Device according to at least one of Claims 24 to 26, characterized in that the clamping jaws (18) are jointly and equally adjustable in the plane of the ring (17).

Device according to at least one of claims 24 to 27, characterized in that it comprises three clamping jaws (18).

Apparatus according to at least one of claims 24 to 28, characterized in that it is provided with a pivot arm (19) with an axis of rotation (22) and supporting

Λ »ring (17).

*

Device according to claim 29, characterized in that the axis of rotation (22) is arranged outside the area of the press columns.

Device according to at least one of claims 24 to 30, characterized in that the inner diameter of the ring (17) is larger than the outer diameter of the upper die (3) and the upper clamp (2).

Device according to at least one of claims 24 to 31, characterized in that the clamping jaws (18) are at least partially embedded in the U-profile of the ring (17).