DE102012107375A1

DE102012107375A1 - Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers

Info

Publication number: DE102012107375A1
Application number: DE102012107375A
Authority: DE
Inventors: Robert Koppensteiner
Original assignee: GFM GmbH
Current assignee: GFM GmbH
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2032-08-11
Also published as: AT511745A1; DE102012107375B4; AT511745B1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers (3) mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten, im Sinne radialer Arbeitshübe antreibbaren Schmiedewerkzeugen (2) und mit einem an einer drehbar gelagerten Dornstange (5) vorgesehenen Schmiededorn (4) beschrieben, wobei an der Dornstange (5) ein Drehantrieb (10) angreift. Um vorteilhafte Schmiedebedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Drehantrieb (10) über eine Steuereinrichtung (11) in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns (4) gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen (2) ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten, im Sinne radialer Arbeitshübe antreibbaren Schmiedewerkzeugen und mit einem an einer drehbar gelagerten Dornstange vorgesehenen Schmiededorn, wobei an der Dornstange ein Drehantrieb angreift.
Das Schmieden von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, hat gegenüber den bekannten Walzverfahren zur Herstellung solcher Hohlkörper unter anderem den Vorteil, dass unterschiedliche Außenformen des Hohlkörpers aufgrund des vergleichsweise einfachen Austauschs der Schmiedewerkzeuge und der im Allgemeinen gegebenen Möglichkeit der Werkzeugverstellung hergestellt werden können. Nachteilig ist allerdings, dass der mit den Schmiedewerkzeugen zusammenwirkende Schmiededorn, insbesondere wenn er gegen eine Drehung festgehalten wird, einer über den Umfang ungleichmäßigen Belastung ausgesetzt wird, die zu örtlichen Überlastungen und damit zu einer Verkürzung der Standzeit führen kann. Zur Vermeidung solcher Überlastungen wurde bereits vorgeschlagen, die Dornstange frei drehbar zu lagern, doch hat sich in der Praxis gezeigt, dass durch diese Maßnahme ein ungleichmäßiger Verschleiß und davon abhängig eine Verringerung der Standzeit des Schmiededorns nicht vermieden wird. Außerdem ergeben sich Schwierigkeiten, ein Schmiermittel oder Mittel zur Entzunderung oder Behandlung der Innenflächen eines Hohlkörpers im unmittelbaren Schmiedebereich über den Schmiededorn zuzuführen, ohne aufgrund der Einwirkung der Schmiedewerkzeuge Markierungen der Innenfläche des Hohlkörpers durch die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen des Schmiededorns für solche Mittel in Kauf nehmen zu müssen.
Um beim Walzen von Rohren die Neigung zu einer exzentrischen Verlagerung des Rohrinnenquerschnitts gegenüber der Außenkontur des Rohrs zu unterbinden, ist es bekannt ( EP 2 067 542 A1 ), den eingesetzten Lochdorn entgegen der walzbedingten Umlaufrichtung des Walzguts drehend anzutreiben und vorzugsweise den Lochdorn gegenüber der angetriebenen Dornstange exzentrisch zu versetzen, um im Bereich des Lochdorns eine Taumelbewegung zu erreichen, was jedoch den Einsatz solcher Maßnahmen bei Schmiedemaschinen ausschließt.
Darüber hinaus ist es bei einer Schmiedevorrichtung mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten Schmiedewerkzeugen bekannt ( CH 339 466 A ), einen das hohle Werkstück durchsetzenden Schmiededorn vorzusehen. Um einen gesonderten Drehantrieb für das Werkstück über einen Spannkopf zu vermeiden, wird vorgeschlagen, den Drehantrieb für das Werkstück über den Schmiededorn zu bewerkstelligen, der zu diesem Zweck mit einem Antrieb ausgerüstet wird. Da über den Drehantrieb für den Schmiededorn das Werkstück gegenüber den Schmiedewerkzeugen gedreht werden muss, ist ein kontinuierlicher Drehantrieb erforderlich, weil sonst keine über den Umfang des Werkstücks gleichmäßige Schmiedebearbeitung des Werkstücks möglich wäre.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zum Schmieden eines Hohlkörpers so auszugestalten, dass die Standzeit des Schmiededorns vergrößert werden kann. Außerdem soll die Voraussetzung geschaffen werden, Mittel zum Schmieren und/oder zum Behandeln der Innenfläche des Hohlkörpers im unmittelbaren Schmiedebereich zuzuführen, ohne eine einheitliche Ausbildung der Innenfläche der Hohlkörper zu gefährden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Drehantrieb über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen ansteuerbar ist.
Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird es in einfacher Weise möglich, den Schmiededorn jeweils so gegenüber den einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen zu verdrehen, dass bestimmte Umfangsabschnitte des Schmiededorns die jeweiligen Formflächen für den Hohlraum des zu schmiedenden Hohlkörpers bilden. Durch eine vorgegebene Drehung des Schmiededorns kann somit eine Verteilung der auftretenden Belastungen über den Umfang des Schmiededorns vorgenommen werden, um entweder eine weitgehend gleichmäßige Dornbelastung zu erreichen oder zu vermeiden, dass höher belastete Umfangsbereiche oder Umfangsbereiche, die keiner höheren Belastung ausgesetzt werden sollen, in den Belastungsbereich der Schmiedewerkzeuge gelangen.
Bildet der Schmiededorn über seinen Umfang verteilte Formflächen für den Hohlraum des Hohlkörpers, wobei die Steuereinrichtung den Drehantrieb für die Dornstange in Abhängigkeit von der Drehlage der Formflächen gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen ansteuert, so kann mit Hilfe der Steuereinrichtung für die jeweilige Drehlage des Schmiededorns gegenüber den einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen in einfacher Weise gewährleistet werden, dass Mittel zur Schmierung und/oder zur Behandlung der Innenfläche des zu schmiedenden Hohlkörpers unmittelbar im Schmiedebereich zugeführt werden. Die Steuereinrichtung kann nämlich in diesem Fall den Drehantrieb für die Dornstange in Abhängigkeit von der Drehlage dieser Formflächen gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen mit der Wirkung ansteuern, dass die zwischen den Formflächen des Schmiededorns vorgesehenen Austrittsöffnungen von Verteilerleitungen für die Mittel zum Schmieren und/oder Behandeln der Innenfläche des Hohlkörpers nicht in den Einwirkungsbereich der jeweils zum Einsatz kommenden Schmiedewerkzeuge gedreht werden.
Damit wird die Gefahr gebannt, dass unter dem Einfluss der Schmiedekräfte die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen Markierungen auf der Innenfläche des Hohlkörpers hinterlassen, obwohl über diese Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen die zugeführten Mittel unmittelbar in den Schmiedebereich gelangen, weil ja der zu schmiedende Hohlkörper um seine Achse gedreht wird.
Besonders vorteilhafte Bedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen in Längsnuten münden, die den Schmiededorn in die einzelnen Formflächen bildende Dornsegmente unterteilen. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Zuführung der jeweils zum Einsatz kommenden Mittel über die gesamte axiale Länge des Schmiedeeingriffs in vorteilhafter Weise gewährleistet werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen Seitenansicht,
2 diese Vorrichtung ausschnittsweise im Bereich der Schmiedewerkzeuge in einem Längsschnitt in einem größeren Maßstab und
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2 in einem größeren Maßstab.
Wie sich insbesondere aus der 1 ergibt, weist die Schmiedevorrichtung gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein nicht näher dargestelltes Gestell 1 mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten Schmiedewerkzeugen 2 auf, die in herkömmlicher Weise über radiale Stelltriebe angetrieben werden und radiale Arbeitshübe zur Formung der Außenseite des zu schmiedenden Hohlkörpers 3 durchführen. Die Innenform des Hohlkörpers 3 wird durch einen Schmiededorn 4 vorgegeben, der von einer Dornstange 5 getragen wird. Für den Vorschub des Hohlkörpers 3 dienen dem Gestell 1 mit den Schmiedewerkzeugen 2 vor- und nachgeordnete Spannköpfe 6, die in Schlitten 7 gelagert sind und mit Hilfe dieser Schlitten 7 entlang eines Führungsbettes 8 verfahren werden können.
Während der zu schmiedende Hohlkörper 3 mittels der im Allgemeinen nacheinander zum Einsatz kommenden Spannköpfe in Vorschubrichtung durch das Gestell 1 gefördert werden muss, ist der Schmiededorn 4 gegenüber den Schmiedewerkzeugen 2 zumindest für bestimmte Verformungsschritte axial festzulegen. Dies bedeutet, dass die Dornstange 5 den zugehörigen Spannkopf 7 durchsetzt und auf der vom Gestell 1 abgewandten Seite des Schlittens 7 zu lagern ist, und zwar beispielsweise ebenfalls auf einem Schlitten 9, der auf dem Führungsbett 8 verfahrbar ist, um den Schmiededorn 4 gegebenenfalls gegenüber den Schmiedewerkzeugen 2 positionieren oder zu seiner Handhabung aus dem Bereich der Schmiedewerkzeuge 2 herausziehen zu können.
Zum Unterschied zu herkömmlichen Schmiedevorrichtungen dieser Art, ist die Dornstange 5 mit einem Drehantrieb 10 versehen, der über eine Steuereinrichtung 11 in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns 4 gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen 2 angetrieben wird. Dies bedeutet beispielsweise für den Fall, dass der Schmiededorn 4 gemäß den 2 und 3 mit Verteilerleitungen 12 für Mittel zum Schmieren und/oder Behandeln der Innenflächen des Hohlkörpers 3 versehen ist, dass die vorzugsweise in Längsnuten 13 des Schmiededorns 4 mündenden Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen 12 stets außerhalb der die Innenform des Hohlkörpers 3 bestimmenden Formflächen 14 des Schmiededorns 4 liegen und daher keine durch den Einfluss der Schmiedewerkzeuge 2 bedingten Oberflächenmarken auf der Innenfläche des Hahlkörpers 3 hinterlassen. Durch das Vorsehen von Längsnuten 13 wird der Schmiededorn 4 in Dornsegmente unterteilet, die jeweils eine Formfläche bilden, was jedoch nicht zwingend ist. So könnte zum Beispiel der Drehantrieb 10 auch dafür genützt werden, bestimmte Umfangsabschnitte des Schmiededorns mehr oder weniger der Belastung durch die Schmiedewerkzeuge 2 auszusetzen, um im Bedarfsfall örtliche Überlastungen des Schmiededorns 4 zu vermeiden oder einen gleichmäßigen Verschleiß des Schmiededorns 4 sicherzustellen. Außerdem kann der Drehantrieb 10 auch zur Herstellung der Verbindung des Schmiededorns 4 mit der Dornstange 5 bzw. zum Lösen dieser Verbindung herangezogen werden, wenn diese Verbindung über eine gegenseitige Drehverstellung zwischen Dornstange 5 und Schmiededorn 4 hergestellt wird, wie dies bei einer Schraubverbindung 15 gemäß der 2 oder einem Bajonettverschluss der Fall ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2067542 A1 [0003]
CH 339466 A [0004]

Claims

Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers (3) mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten, im Sinne radialer Arbeitshübe antreibbaren Schmiedewerkzeugen (2) und mit einem an einer drehbar gelagerten Dornstange (5) vorgesehenen Schmiededorn (4), wobei an der Dornstange (5) ein Drehantrieb (10) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (10) über eine Steuereinrichtung (11) in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns (4) gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen (2) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiededorn (4) über seinen Umfang verteilte Formflächen (14) für den Hohlraum des Hohlkörpers (3) bildet und dass die Steuereinrichtung (11) den Drehantrieb (10) für die Dornstange (5) in Abhängigkeit von der Drehlage der Formflächen (14) gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen (2) ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Formflächen (14) des Schmiededorns (4) Austrittsöffnungen von Verteilerleitungen (12) für Mittel zum Schmieren und/oder Behandeln der Innenfläche des Hohlkörpers (3) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen (12) in Längsnuten (13) münden, die den Schmiededorn (4) in die einzelnen Formflächen (14) bildende Dornsegmente unterteilen.