DE102009052482A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen Werkstücken aus einen vorgelochten Hohlblock - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock (1) in einer Schmiedemaschine (3), wobei vor dem Schmieden des Hohlblocks (1) in der Schmiedemaschine (3) ein an einer Dornstange (4) angeordneter Dorn (5) durch eine Zentralbohrung (6) eines Blockmanipulators (2) axial hindurch und weiter in eine Innenbohrung (7) des Hohlblocks (1) eingeschoben wird. Zum exakten zentrischen Einführen des Dorns in den Hohlblock sieht das Verfahren vor, dass die Dornstange (4) mindestens ein Zentrierstück (8) aufweist, wobei der Außendurchmesser (D) des Zentrierstücks (8) geringfügig kleiner ist wie der Innendurchmesser (D) der Zentralbohrung (6) des Blockmanipulators (2) und wobei der Außendurchmesser (D) der Dornstange (4) kleiner ist als der Außendurchmesser (D) des Zentrierstücks (8), und dass die Dornstange (4) so durch die Zentralbohrung (6) des Blockmanipulators (2) hindurchgeführt wird, dass Kontakt zwischen dem Außenumfang des Zentrierstücks (8) und der Zentralbohrung (6) des Blockmanipulators (2) vorliegt und dass kein Kontakt zwischen der Dornstange (4) und der Zentralbohrung (6) des Blockmanipulators (2) vorliegt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock, bei dem der Hohlblock von einem Blockmanipulator gefasst und in den Arbeitsbereich einer Schmiedemaschine verbracht wird, wobei vor dem Schmieden des Hohlblocks in der Schmiedemaschine ein an einer Dornstange angeordneter Dorn durch eine Zentralbohrung im Blockmanipulator axial hindurch und weiter in eine Innenbohrung des Hohlblocks eingeschoben wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock.
- Eine solche Verfahrensweise sowie eine entsprechende Vorrichtung sind im Stand der Technik bekannt. Ein rohrförmiges Werkstück kann durch Schmieden aus einem Hohlblock hergestellt werden, indem der vorgelochte Hohlblock mittels eines Blockmanipulators in eine Schmiedemaschine verbracht wird, wobei der Hohlblock in der Schmiedemaschine über einem Dorn ausgeschmiedet wird, der am axialen Ende einer Dornstange angeordnet bzw. befestigt ist.
- Die Schmiedemaschine hat mehrere radial auf den Hohlblock wirkende Werkzeuge bzw. Schmiedebacken. Der an der Beladeseite, d. h. vor die Schmiedemaschine, beispielsweise durch Einschwenken zugeführte bzw. geladene Hohlblock wird von dem Blockmanipulator ergriffen und gehalten, z. B. mittels Zangen, wie es aus der
DE 40 16 534 A1 bekannt ist. In den so zur Schmiedehandhabung vom Blockmanipulator gehaltenen Hohlblock wird die Dornstange mit dem endseitig angeordneten Dorn von einem Stellantrieb axial beaufschlagbar durch eine Hohlwelle (Zentralbohrung) des Blockmanipulators hindurch eingefahren. - Hierbei bereitet das zentrische Einführen des Dorns in den Hohlblock große Probleme, zumal angesichts der großen Länge der Dornstange, die Durchbiegungen begünstigt.
- Aus der
DE 200 07 682 U1 ist es bekannt geworden, die Dornstange in einer zur axialen Abstützung und Drehmitnahme des Werkstücks vorgesehenen, dreh- und axialverschiebbar in einem Spannkopfgehäuse gelagerten Aufnahmeeinrichtung zu führen. Die Aufnahmeeinrichtung besitzt dazu eine Führungshülse, in der drehfest eine Buchse zur Aufnahme eines Führungsabschnitts der Dornstange angeordnet ist. Nachteilig ist an dieser Lösung, dass die Dornstangenführung sehr aufwendig ausgeführt ist, was entsprechende Kosten verursacht. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die in einfacher Weise ein zentrisches Einführen des Dornes in den Hohlblock ermöglichen und dabei Durchbiegungen der Dornstange weitestgehend ausschließen.
- Diese Aufgabe wird durch die Erfindung verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass die Dornstange mindestens ein Zentrierstück aufweist, wobei der Außendurchmesser des Zentrierstücks geringfügig kleiner als oder gleich ist wie der Innendurchmesser der Zentralbohrung des Blockmanipulators und wobei der Außendurchmesser der Dornstange kleiner ist als der Außendurchmesser des Zentrierstücks, und dass die Dornstange so durch die Zentralbohrung des Blockmanipulators hindurch geführt wird, dass Kontakt zwischen dem Außenumfang des Zentrierstücks und der Zentralbohrung des Blockmanipulators vorliegt und dass kein Kontakt zwischen der Dornstange und der Zentralbohrung des Blockmanipulators vorliegt.
- Das Zentrierstück wird dabei vorzugsweise während des gesamten Schmiedevorgangs in der Schmiedemaschine axial außerhalb des Hohlblocks und innerhalb der Hohlwelle gehalten.
- Die Innenbohrung des Hohlblocks und/oder der Dorn werden bevorzugt vor dem Einführen des Dorns in die Innenbohrung des Hohlblocks mit einem Schmier- bzw. Trennmittel versehen.
- Die Innenbohrung des Hohlblocks und der Dorn werden so hinsichtlich ihrer Durchmesser ausgelegt, dass es beim axialen Einschieben des Dorns in die Innenbohrung des Hohlblocks und vor dem Schmiedevorgang zu keiner Berührung zwischen dem Dorn und der Innenbohrung des Hohlblocks kommt.
- Die Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock umfasst: einen Blockmanipulator mit einer Zentralbohrung, der zum Fassen und axialen Verschieben des Hohlblocks ausgebildet ist, eine Schmiedemaschine und eine Dornstange mit einem an ihr angeordneten Dorn zum axialen Hindurchführen durch die Zentralbohrung im Blockmanipulator und zum axialen Einführen in eine Innenbohrung des Hohlblocks. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Dornstange mindestens ein Zentrierstück aufweist, wobei der Außendurchmesser des Zentrierstücks geringfügig kleiner als oder gleich ist wie der Innendurchmesser der Zentralbohrung des Blockmanipulators und wobei der Außendurchmesser der Dornstange kleiner ist als der Außendurchmesser des Zentrierstücks.
- Das Zentrierstück ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mindestens zweiteilig ausgebildet, wobei die mindestens zwei Teile konzentrisch zueinander angeordnet sind. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass ein innenliegendes Teil im Radialschnitt einen konvex ausgebildeten Außenumfang aufweist, der an einem außenliegenden Teil anliegt, das im Radialschnitt einen korrespondierenden konkav ausgebildeten Innenumfang aufweist. Das Zentrierstück kann an seinem Außenumfang mit mindestens einer Fase versehen sein.
- Das Zentrierstück kann auf der Dornstange beidseitig axial durch Spannelemente festgelegt sein.
- Der Durchmesser der Innenbohrung des Hohlblocks ist vor dessen Schmiedebearbeitung bevorzugt größer als der Außendurchmesser des Dorns.
- Die Dornstange mit dem Dorn wird mit der vorgeschlagenen Lösung in vorteilhafter Weise in der Hohlwelle des Blockmanipulators und somit unmittelbar am Ort des Geschehens zentriert und darin während der axialen Stellbewegungen des Manipulators und/oder des Dornstangen-Stellantriebs zentrisch abgestützt über die gesamte Länge der Hohlwelle geführt.
- Die Dornstange ist hierzu mit einem Zentrierstück bzw. Zentrierring versehen, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser der Hohlwelle des Blockmanipulators entspricht.
- Insbesondere beim Rohrschmieden kommt die vorgeschlagene Verfahrensweise und Vorrichtung vorteilhaft zum Einsatz. Es erfolgt ein funktionales Zentrieren der Kombination von Dorn und Dornstange innerhalb des Blockmanipulators.
- Die Durchbiegung der relativ langen Dornstange kann durch den Einsatz des Zentrierstücks effizient verhindert oder jedenfalls erheblich minimiert werden. Der Dorn kann zentrisch in den Hohlblock eingeführt werden.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock während eines ersten Verfahrensstatus; -
2 die Vorrichtung gemäß1 während eines zweiten, späteren Verfahrensstatus; -
3 die Vorrichtung gemäß1 während eines dritten, noch späteren Verfahrensstatus; -
4 die Vorrichtung gemäß1 während eines vierten, noch späteren Verfahrensstatus; -
5 die Vorrichtung gemäß1 während eines fünften, noch späteren Verfahrensstatus; -
6 die Vorrichtung gemäß1 während eines sechsten, noch späteren Verfahrensstatus; und -
7 einen Radialschnitt durch die Vorrichtung gemäß1 in etwas detaillierterer Darstellung. - In den
1 bis6 ist eine Vorrichtung zur Herstellung rohrförmiger Werkstücke zu sehen, wobei in zeitlicher Abfolge verschiedene Verfahrensstadien dargestellt sind. - Die Vorrichtung umfasst einen Blockmanipulator
2 , der zwei oder vier Zangen13 ,14 zum Greifen und Spannen eines Hohlblocks1 (s.5 und6 ) aufweist. Der Blockmanipulator2 ist mit seiner Beladeseite einer Schmiedemaschine3 zugewandt, in der der Hohlblock1 durch radial von außen auf ihn einwirkende Schmiedewerkzeuge18 geschmiedet werden kann. Das Schmieden mit den Schmiedewerkzeugen18 erfolgt erst, wenn in einer Innenbohrung7 (s.7 ) des Hohlblocks1 ein Dorn5 platziert ist. Der Dorn5 ist am axialen Ende einer Dornstange4 angeordnet. In an sich bekannter Weise wird die Dornstange4 samt Dorn5 durch eine Zentralbohrung6 (Hohlwelle) im Blockmanipulator2 geführt und bei von den Zangen13 ,14 gehaltenem Hohlblock1 in dessen Innenbohrung7 eingeschoben. - Zur Handhabung der Dornstange
4 ist seitlich neben dem Blockmanipulator2 die Dornstange4 auf Stützen15 bzw. auf einer nahe beim Blockmanipulator2 angeordneten Zusatzstütze15' abgelegt, wie es dem Ausgangszustand gemäß1 entspricht. Weiterhin ist seitlich neben der Dornstange4 ein Dornmanipulator16 angeordnet, auf dem ein Schlitten17 für einen Drehantrieb der Dornstange4 angeordnet ist. Gemäß1 ist der Dorn5 samt Dornstange4 auf den Stützen15 abgelegt. - Anschließend wird gemäß
2 die Dornstange4 am Dornmanipulator16 befestigt, demgemäß kann der Dorn5 samt Dornstange4 jetzt nicht nur in axiale Richtung verschoben, sondern bei Bedarf auch um die Längsachse gedreht werden. - Gemäß
3 fährt anschließend der Blockmanipulator2 zurück, d. h. auf den Dornmanipulator16 zu und fädelt den Dorn5 samt Dornstange4 in die Zentralbohrung6 des Blockmanipulators2 ein (die Zentralbohrung6 ist in einer Hohlwelle eingearbeitet, die Bestandteil des Blockmanipulators2 ist). Alternativ kann der Dornmanipulator16 selbst einen Antrieb aufweisen und das Einfädeln vornehmen. - Anschließend schiebt gemäß
4 der Dornmanipulator16 den Dorn5 samt Dornstange4 durch die Zentralbohrung6 (Hohlwelle) des Blockmanipulators2 . - Gemäß
5 schließt sich das Einschwenken des Hohlblocks1 an. Der Hohlblock1 wird von den Zangen13 ,14 gegriffen und gespannt, d. h. der Blockmanipulator2 klemmt den Hohlblock1 in Vorbereitung des Schmiedens. - Das Schmieden selber erfolgt gemäß
6 , d. h. der Block- und Dornmanipulator2 und16 fahren in die Schmiedeposition. Dabei wird der Dorn5 so im Hohlblock1 axial angeordnet, dass über ihm der Schmiedevorgang mit den Schmiedewerkzeugen18 erfolgen kann. - Die
1 bis6 zeigen also die Sequenzabfolge der Herstellung eines rohrförmigen Werkstücks aus dem Hohlblock1 in zeitlicher Abfolge vom Ablegen der Dornstange4 , vorzugsweise auf Blockstützen und einer Zusatzstütze, mit denen das Maschinenbett19 ausgebildet ist, bis zum Einfädeln der Dornstange4 mit einem nachfolgend erläuterten Zentrierstück8 in die Zentralbohrung (Hohlwelle) des Blockmanipulators2 und letztlich das zentriergestützte Führen der Dornstange über ihr Zentrierstück bei axialen Bewegungen des Manipulators und/oder des Dornstangen-Stellantriebs, ausgeführt als Dornmanipulator-Schlitten. - Wesentlich ist dabei, dass die Dornstange
4 mindestens ein Zentrierstück8 aufweist (im Ausführungsbeispiel handelt es sich um genau ein Zentrierstück8 ). Details hierzu sind in7 dargestellt, in der die wichtigsten Teile der Vorrichtung zu sehen sind. - Der Außendurchmesser DZ des Zentrierstücks
8 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser DI der Zentralbohrung6 des Blockmanipulators2 ; allenfalls ist er gleichgroß. Der Außendurchmesser DA der Dornstange4 ist indes kleiner als der Außendurchmesser DZ des Zentrierstücks8 . - Damit wird erreicht, dass die Dornstange
4 so durch die Zentralbohrung6 des Blockmanipulators2 hindurch geführt werden kann, dass – nur – Kontakt zwischen dem Außenumfang des Zentrierstücks8 und der Zentralbohrung6 des Blockmanipulators2 vorliegt, während kein Kontakt zwischen der Dornstange4 und der Zentralbohrung6 des Blockmanipulators2 auftreten kann. - Sehr vorteilhaft ist der Aufbau des stützenden Zentrierstücks
8 , wie er aus7 hervorgeht. Das Zentrierstück8 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich aus einem radial inneren Teil8' und einem konzentrisch angeordneten radial äußeren Teil8'' (es sei erwähnt, dass aus montagetechnischen Gründen das äußere Teil8'' wiederum geteilt ausgebildet sein muss, um über dem inneren Teil8' montiert werden zu können). - Das innere Teil
8' weist einen konvexen Außenumfang9 auf, wie es der Radialschnitt gemäß7 zeigt. Entsprechend konkav ist das Teil8'' ausgebildet. Diese kalottenartige Ausbildung hat den Vorteil, dass eine immer zentrische Last in der Zentralbohrung6 (Hohlwelle) des Blockmanipulators2 vorliegt. Das innere Teil8' wird in beiden axialen Richtungen mittels Spannelementen11 und12 auf der Dornstange4 festgelegt. Das Verschieben und insbesondere Einfädeln der Dornstange4 und damit des Zentrierstücks8 in der bzw. in die Zentralbohrung6 wird durch eine Fase10 erleichtert, die in das äußere Teil8'' eingearbeitet ist. - Beim Einführen des Dorns
5 in die Innenbohrung7 des Hohlblocks1 ist es aufgrund der präzisen zentrischen Führung des Dorns5 und der Dornstange4 möglich zu vermeiden, dass der Dorn5 die Innenwand der Innenbohrung7 berührt. Die Wandung der Innenbohrung7 wird in der Regel mit einem Schmier- bzw. Trennmittel beschichtet bzw. versehen. Demgemäß verbleibt beim Einführen des Dorns5 in die Innenbohrung7 ein Luftspalt zwischen dem Dorn und der Innenbohrung, wie es in7 angedeutet ist. - Durch das Zentrierstück
8 auf der Dornstange4 wird also die Durchbiegung der Dornstange4 innerhalb des Hohlblocks1 erheblich reduziert. -
- 1
- Hohlblock
- 2
- Blockmanipulator
- 3
- Schmiedemaschine
- 4
- Dornstange
- 5
- Dorn
- 6
- Zentralbohrung im Blockmanipulator
- 7
- Innenbohrung im Hohlblock
- 8
- Zentrierstück
- 8'
- inneres Teil des Zentrierstücks
- 8''
- äußeres Teil des Zentrierstücks
- 9
- konvexer Außenumfang
- 10
- Fase
- 11
- Spannelement
- 12
- Spannelement
- 13
- Zange des Blockmanipulators
- 14
- Zange des Blockmanipulators
- 15
- Stütze
- 15'
- Zusatzstütze
- 16
- Dornmanipulator
- 17
- Schlitten
- 18
- Schmiedewerkzeug
- 19
- Maschinenbett
- DZ
- Außendurchmesser des Zentrierstücks
- DI
- Innendurchmesser der Zentralbohrung
- DA
- Außendurchmesser der Dornstange
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4016534 A1 [0003]
- - DE 20007682 U1 [0005]
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock (
1 ), bei dem der Hohlblock (1 ) von einem Blockmanipulator (2 ) gefasst und in den Arbeitsbereich einer Schmiedemaschine (3 ) verbracht wird, wobei vor dem Schmieden des Hohlblocks (1 ) in der Schmiedemaschine (3 ) ein an einer Dornstange (4 ) angeordneter Dorn (5 ) durch eine Zentralbohrung (6 ) im Blockmanipulator (2 ) axial hindurch und weiter in eine Innenbohrung (7 ) des Hohlblocks (1 ) eingeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dornstange (4 ) mindestens ein Zentrierstück (8 ) aufweist, wobei der Außendurchmesser (DZ) des Zentrierstücks (8 ) geringfügig kleiner ist wie der Innendurchmesser (DI) der Zentralbohrung (6 ) des Blockmanipulators (2 ) und wobei der Außendurchmesser (DA) der Dornstange (4 ) kleiner ist als der Außendurchmesser (DZ) des Zentrierstücks (8 ), und dass die Dornstange (4 ) so durch die Zentralbohrung (6 ) des Blockmanipulators (2 ) hindurch geführt wird, dass Kontakt zwischen dem Außenumfang des Zentrierstücks (8 ) und der Zentralbohrung (6 ) des Blockmanipulators (2 ) vorliegt und dass kein Kontakt zwischen der Dornstange (4 ) und der Zentralbohrung (6 ) des Blockmanipulators (2 ) vorliegt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierstück (
8 ) während des gesamten Schmiedevorgangs in der Schmiedemaschine (3 ) axial außerhalb des Hohlblocks (1 ) und innerhalb der Hohlwelle (4 ) gehalten wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbohrung (
7 ) des Hohlblocks (1 ) und/oder der Dorn (5 ) vor dem Einführen des Dorns (5 ) in die Innenbohrung (7 ) des Hohlblocks (1 ) mit einem Schmier- bzw. Trennmittel versehen wird. - Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen, langen Werkstücken aus einem vorgelochten Hohlblock (
1 ), die umfasst: einen Blockmanipulator (2 ) mit einer Zentralbohrung (6 ), der zum Fassen und axialen Verschieben des Hohlblocks (1 ) ausgebildet ist, eine Schmiedemaschine (3 ) und eine Dornstange (4 ) mit einem an ihr angeordneten Dorn (5 ) zum axialen Hindurchführen durch die Zentralbohrung (6 ) im Blockmanipulator (2 ) und zum axialen Einführen in eine Innenbohrung (7 ) des Hohlblocks (1 ), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dornstange (4 ) mindestens ein Zentrierstück (8 ) aufweist, wobei der Außendurchmesser (DZ) des Zentrierstücks (8 ) geringfügig kleiner als oder gleich ist wie der Innendurchmesser (DI) der Zentralbohrung (6 ) des Blockmanipulators (2 ) und wobei der Außendurchmesser (DA) der Dornstange (4 ) kleiner ist als der Außendurchmesser (DZ) des Zentrierstücks (8 ). - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierstück (
8 ) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei die mindestens zwei Teile konzentrisch zueinander angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein innenliegendes Teil (
8' ) im Radialschnitt einen konvex ausgebildeten Außenumfang (9 ) aufweist, der an einem außenliegenden Teil (8'' ) anliegt, das im Radialschnitt einen korrespondierenden konkav ausgebildeten Innenumfang aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierstück (
8 ) an seinem Außenumfang mit mindestens einer Fase (10 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierstück (
8 ) auf der Dornstange (4 ) beidseitig axial durch Spannelemente (11 ,12 ) festgelegt ist.
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