DE102014014042A1 - Mehrachsige Schmiedepresse sowie Verfahren zum Betrieb einer mehrachsigen Schmiedepresse - Google Patents

Mehrachsige Schmiedepresse sowie Verfahren zum Betrieb einer mehrachsigen Schmiedepresse Download PDF

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Abstract

Eine besonders flexible Wechselwirkung und mit hervorragender Beeinflussungsmöglichkeit hinsichtlich der Materialeigenschaften geschmiedeter Werkstücke ist möglich, wenn bei einer mehrachsigen, sowohl Stauchwerkzeuge als auch Lochwerkzeuge umfassenden Schmiedepressen ein Werkstück von zwei unterschiedlichen, linear unabhängigen Werkstückseiten mittels unterschiedlicher, jeweils separater angetriebener Stauchwerkzeuge belastet und von wenigstens einer dieser Werkstückseiten mittels eines separat angetriebenen Lochwerkzeugs gelocht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mehrachsige, sowohl Stauchwerkzeuge als auch wenigstens ein Lochwerkzeug umfassende Schmiedepresse sowie ein Verfahren zum Betrieb einer mehrachsigen, sowohl Stauchwerkzeuge als auch wenigstens ein Lochwerkzeug umfassenden Schmiedepresse.
  • Derartige Schmiedepressen sind aus der DE 198 82 375 B4 sowie aus der DE 29 35 656 A1 bekannt, wobei lediglich letztere Druckschrift auch eine Schmiedepresse offenbart, bei welcher wenigstens ein entlang einer Stauchwerkzeugachse mittels eines Stauchantriebs verlagerbares Stauchwerkzeug und ein entlang einer Lochwerkzeugachse mittels eines Lochantriebs verlagerbares Lochwerkzeug vorgesehen sind, deren Achsen nicht identisch oder parallel sind.
  • Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine gattungsgemäße Schmiedepresse sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Schmiedepresse bereit zu stellen, bei welchen die Eigenschaften des für das Werkstück eingesetzten Materials möglichst flexibel beeinflusst werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Schmiedepresse sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Schmiedepresse mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere und ggf. auch unabhängig hiervon vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Materialeigenschaft des für das Werkstück eingesetzten Material können über eine mehrachsige, sowohl Stauchwerkzeuge als auch wenigstens ein Lochwerkzeug umfassende Schmiedepresse, bei welcher wenigstens ein entlang einer ersten Stauchwerkzeugachse mittels eines ersten Stauchantriebs verlagerbares erstes Stauchwerkzeug und wenigstens ein entlang einer ersten Lochwerkzeugachse mittels eines ersten Lochantriebs verlagerbares erstes Lochwerkzeug vorgesehen sind, deren Achsen nicht identisch oder parallel sind, beeinflusst werden, wenn sich diese Schmiedepresse dadurch auszeichnet, dass zu mindestens ein zweites entlang einer zweiten Stauchwerkzeugachse mittels eines zweitens Stauchantriebs verlagerbares Stauchwerkzeug vorgesehen ist, dessen zweite Stauchwerkzeugachse parallel oder identisch zu der ersten Lochwerkzeugachse angeordnet ist.
  • Ebenso können die Materialeigenschaften des für das Werkstück eingesetzten Materials durch ein Verfahren zum Betrieb einer mehrachsigen, sowohl Stauchwerkzeuge als auch wenigstens ein Lochwerkzeug umfassenden Schmiedepresse, vielfältig beeinflusst werden, wenn sich das Betriebsverfahren dadurch auszeichnet, dass ein Werkstück von zwei unterschiedlichen, linear unabhängigem Werkstückseiten mittels unterschiedlicher, jeweils separat angetriebener Stauchwerkzeuge belastet und von wenigstens einer dieser Werkstückseiten mittels eines separat angetriebenem Lochwerkzeuges gelocht wird.
  • Die mehrachsige Schmiedepresse verfügt über wenigstens zwei Stauchwerkzeuge, deren Achsen nicht identisch oder parallel sind, sodass bei einer geeigneten Verfahrensführung von mehreren, linear unabhängigen Seiten auf das Werkstück eine stauchende Belastung aufgebracht werden kann. In diesem Zusammenhang sei erläutert, dass der Begriff „linear unabhängig” im mathematischen Sinne dahingehend zu verstehen ist, dass jeweils die von dem Werkstück wegweisenden Normalenvektoren der die Werkstückseiten repräsentierenden Ebenen in mathematisch vektoriellem Sinne linear unabhängig sind. Dieses bedeutet dementsprechend zwingend, dass entsprechende Ebenen sich schneiden und insbesondere nicht parallel oder identisch ausgebildet sein können, da ansonsten deren Normalenvektoren gerade linear unabhängig wären.
  • Es versteht sich, dass – je nach gewünschten Verfahrensablauf – die Stauchwerkzeuge auch von dem Werkstück wegbewegt werden können, während an anderer Stelle eine Last, beispielsweise durch ein Lochwerkzeug, aufgebracht wird, um auf diese Weise an entsprechender Stelle eine entsprechende Entlastung zu ermöglichen. Durch die Möglichkeit, Stauchwerkzeuge aus linear unabhängigen Richtungen bzw. auf linear unabhängigen Stauchwerkzeugachsen auf das jeweilige Werkstück wirken lassen zu können, und dieses ggf. auch in entlastender Weise, können sehr komplexe Stauch-, Loch- und Fließpressprozesse in dem Werkstückmaterial während des Schmiedeprozesses angeregt werden, die dann zu einem besseren Faserverlauf im Material führen können. Dementsprechend können bei geeigneter Verfahrensführung bzw. bei geeigneter Anpassung der Schmiedeprozesse an die konkreten Werkstückgegebenheiten wesentlich komplexere Bauteile mit einem optimierten Faserverlauf sowie ggf. bei einer Minimierung der Prozessschritte, welche möglicherweise ohne Werkzeugwechsel und insbesondere ohne einen Maschinenwechsel durchgeführt werden können, dargestellt werden.
  • Als Stauch- bzw. Lochantrieb kann jeder geeignete Antrieb für Schmiedepressen aus dem Stand der Technik genutzt werden, welcher in der Lage ist, ein Stauch- bzw. Lochwerkzeug entlang einer Stauch- bzw. Lochwerkzeugachse mit für Schmiedeprozesse ausreichenden Kräften zu bewegen. Insbesondere können hierzu hydraulische oder mechanische Antriebe zur Anwendung kommen, wobei ggf. auch die Kombination hiervon oder auch maschinenbauliche Sonderformen von Antrieben hierfür zur Anwendung kommen können.
  • Vorzugsweise sind zu beiden Stauchwerkzeugen jeweils ein zweites und ein erstes Lochwerkzeug vorgesehen, deren jeweilige zweite bzw. erste Lochwerkzeugachsen jeweils parallel oder identisch zu der jeweils zugehörigen ersten bzw. zweiten Stauchwerkzeugachse angeordnet sind. Mithin weist dann eine derartige Schmiedepresse zumindest zwei Stauchwerkzeuge und zwei Lochwerkzeuge auf, die jeweils auch als Stauch- und Lochwerkzeugpaare von jeweils einer linear unabhängigen Seite auf das Werkstück wirken können. Dieses ermöglicht entsprechend komplexe Stauch-, Loch- und Fließpressvorgänge mit entsprechenden Materialflüssen und hieraus resultierenden Faserverläufen innerhalb des geschmiedeten Werkstücks.
  • Letzteres gilt insbesondere, wenn zumindest ein drittes Stauchwerkzeug und ein drittes Lochwerkzeug vorgesehen sind, deren dritter Achse parallel oder identisch zueinander und zumindest nicht identisch oder parallel zu einer der ersten und zweiten Stauchwerkzeugachse und/oder zu einer der zweiten und ersten Lochwerkzeugachsen angeordnet sind. Dieses ermöglicht eine Wechselwirkung mit den Werkstück von einer dritten Seite sowohl stauchend als auch lochend oder aber entlastend, um eine Fließpressbewegung zu ermöglichen, wobei diese Seite ggf. ebenfalls linear unabhängig zu einer der beiden ersten Seite oder aber auch einer der beiden ersten Seiten gegenüberliegend ausgerichtet sein kann. Bei letzterer Ausgestaltung können dann ggf. sämtliche der betreffenden Stauch- und Lochwerkzeugachsen identisch ausgebildet sein, sodass die jeweiligen Werkzeuge exakt einander gegenüber liegen.
  • Vorzugsweise sind wenigstens ein Stauchwerkzeug und ein Lochwerkzeug koaxial auf einer gemeinsamen Achse zu einander ausgerichtet, da eine derartige Ausgestaltung für eine besonders große Vielzahl an Anwendungsfällen gute Wechselwirkungsmöglichkeiten mit den entsprechenden Werkstücken ermöglicht. Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn das entsprechende Stauchwerkzeug das entsprechende Lochwerkzeug radial bezüglich dieser gemeinsamen Achse umgibt, da auch diese für eine Vielzahl an Fällen sehr gute Wechselwirkungsmöglichkeiten mit den jeweiligen Werkstücken ermöglicht, sodass die Schmiedepresse sehr vielfältig eingesetzt werden kann.
  • Dementsprechend ist es auch von Vorteil, wenn wenigstens ein Stauchwerkzeug und ein Lochwerkzeug von einer Seite auf ein Werkstück wirken, da auch diese einen vielseitigen Einsatz der entsprechenden Schmiedepresse ermöglicht.
  • In konkreter Umsetzung der vorgenannten Vorgaben hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens zwei Stauchwerkzeuge und zwei Lochwerkzeuge, die jeweilig von einander gegenüber liegenden Seiten auf das Werkstück wirken können, jeweils auf koaxialen Werkzeugachsen angeordnet sind, und wenn wenigstens eine weitere Kombination aus einem Stauchwerkzeug und einem Lochwerkzeug mit einer senkrecht auf diese gemeinsame Werkzeugachse wirkenden Achse auf das Werkstück wirken kann. Hierbei versteht es sich, dass letztere Werkzeugachse, je nach konkreter Ausgestaltung, horizontal oder vertikal ausgerichtet sein kann.
  • Es versteht sich, dass die jeweiligen Werkzeuge von allen möglichen Seiten, insbesondere beispielsweise als Unterwerkzeuge auch von der Unterseite, auf das jeweilige Werkstück wirken bzw. dementsprechend hinsichtlich des Arbeitsbereichs der Schmiedepresse ausgerichtet sein können.
  • Die horizontale bzw. vertikale Ausrichtung – und auch die orthogonale Anordnung der Achsen – bedingen einen verhältnismäßig einfachen Maschinenaufbau, der sehr vielseitig eingesetzt werden kann. Anderseits versteht es sich, dass die jeweiligen Werkzeugachsen auch geneigt zueinander bzw. windschief angeordnet sein können. Ebenso versteht es sich, dass es nicht zwingend notwendig ist, dass ein Stauchwerkzeug ein Lochwerkzeug radial umgibt, insbesondere wenn das zu bearbeitende Werkstück sowie die in diesem Werkstück beabsichtigen Verformungs- oder Fließprozesse bzw. die beabsichtigten Faserverläufe dieses erfordern.
  • In einer konkreten Verfahrensführung ist es vorteilhaft, wenn während des Belastens durch wenigstens eines der Stauchwerkzeuge das Werkstück auch von einem Lochwerkzeug, vorzugsweise von einem von derselben Seite wirkenden Lochwerkzeug, belastet wird. Bei dieser Verfahrensführung wirkt mithin auch das Lochwerkzeug gemeinsam mit dem Stauchwerkzeug stauchend. Ggf. kann die Belastung auch darin bestehen, dass das Stauchwerkzeug bzw. auch dementsprechend das Lochwerkzeug lediglich einer Bewegung des Werkstücks, welche durch andere Einflüsse, wie beispielsweise durch ein anderes Werkzeug, initiiert wird, eine Kraft oder einen Druck entgegensetzten.
  • Vorzugsweise entsprechen die Belastungen, mit welchen das Lochwerkzeug gemeinsam mit einem Stauchwerkzeug belastet wird, einander, sodass das jeweilige Stauchwerkzeug und das jeweilige Lochwerkzeug gemeinsam als ein Werkzeug mit dem Werkstück wechselwirken.
  • Entsprechend der Belastung eines Werkstücks von zumindest zwei unterschiedlichen, linear unabhängigen Werkstückseiten mittels unterschiedlicher, jeweils separat angetriebener Stauchwerkzeuge kann das Werkstück von beiden dieser Werkstückseiten mittels unterschiedlicher, jeweils separat angetriebener Lochwerkzeuge gelocht werden. Auch dieses ermöglicht eine besonders vielseitige Wechselwirkung mit einem entsprechenden Werkstück, wodurch innerhalb einer einzigen Maschine relativ komplexe Werkstücke geschmiedet werden können.
  • Vorzugsweise wird das Werkstück zunächst von wenigstens einem der beiden unterschiedlichen, separat angetriebenen Stauchwerkzeugen belasten und erst dann gelocht. Es versteht sich, dass – ggf. – auch eine hiervon abweichende, also umgekehrte, Verfahrensführung vorgesehen sein kann, wenn dieses auf Grund der gewünschten Faserverläufe und der hierfür erforderliche Fließprozesse vorteilhaft erscheint.
  • Insbesondere kann das Werkstück vor, während oder nach dem Lochen von den Stauchwerkzeugen entlastet werden, um auf diese Weise ein Ausweichen des Werkstückmaterials in Richtung dieser Entlastung gezielt zu ermöglichen. Hierbei versteht es sich, dass ein derartiges Entlass, wenn es nach dem Lochen erfolgt, nach wie vor unter einer ausreichenden Gesamtlast erfolgt bzw. erfolgen kann und nicht mit einem Rückfahren der Stauchwerkzeuge für eine Entnahme des Werkstücks aus der Schmiedepresse zu verwechseln ist.
  • Insbesondere ist es dementsprechend von Vorteil, wenn das Werkstück nach dem Lochen zumindest von einer Werkstückseite nochmals von einem Stauchwerkzeug belastet wird, um auf diese Weise die Materialeigenschaften des Werkstücks zielgerichtet zu beeinflussen.
  • Es versteht sich, dass das Belasten über die Stauchwerkzeuge vorzugsweise durch ein Stauchen erfolgt. Dieses muss jedoch nicht zwingend sein. Vielmehr ist es auch denkbar, dass ein entsprechendes Belasten lediglich dem Aufbau eines Gegendrucks oder der Kontrolle eines Fließpressvorgangs dient.
  • Vorzugsweise umfasst die Schmiedepresse wenigstens ein Gesenk, welches über wenigsten einen Gesenkantrieb geschlossen und geöffnet werden und welches insbesondere ggf. mehrteilig, beispielsweise durch ein Ober- und ein Untergesenk, ausgebildet sein kann. Insbesondere dieses ermöglicht bei geeigneter Verfahrensführung ein nahezu gradloses bzw. endkonturnahes Umformen bzw. Schmieden, wobei dann durch die Umformungen, welche die Stauch- und Lochwerkzeuge aufbringen, das Material in das Gesenk hinein geschmiedet wird.
  • Vorzugsweise wird das Gesenk über wenigstens einen Gesenkantrieb geschlossen und geöffnet, der weder ein Stauchantrieb noch ein Lochantrieb ist, sodass das Gesenk völlig unabhängig von dem Stauchen und Lochen bzw. von der Bewegung der entsprechenden Werkzeuge geschlossen und geöffnet werden kann. Andererseits ist es auch denkbar, dass das Gesenk beim Schließen – und unter Umständen ggf. sogar beim Öffnen – umformend bzw. stauchend oder lochend wirkt, sodass der entsprechende Gesenkantrieb als Stauchantrieb bzw. Lochantrieb zu bezeichnen wäre.
  • Die mehrachsige Schmiedepresse bzw. das entsprechende Betriebsverfahren wird, wie alle derartige Schmiedeprozesse, bei Betriebstemperaturen der Werkstücke über 900°C, vorzugsweise über 1100°C und insbesondere über 1200°C, durchgeführt.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine mehrachsige, sowohl Stauchwerkzeug als auch Lochwerkzeug umfassende Schmiedepresse in schematischer Seiteneinsicht; und
  • 2 einen beispielhaften Verfahrensablauf der Schmiedepressen nach 1.
  • Die in den Figuren dargestellte Schmiedepresse 10 umfasst Stauchwerkzeuge 21, 22, 23, die mittels Stauchantriebe 27, 28, 29 auf Stauchwerkzeugachsen 24, 25, 26 verlagerbar sind. Ebenso weißt die Schmiedepresse 10 Lochwerkzeuge 31, 32, 33 auf, die mittels Lochantriebe 37, 38, 39 auf Lochwerkzeugachsen 34, 35, 36 verlagerbar sind.
  • Als Stauch- bzw. Lochantrieb 27, 28, 29, 37, 38, 39 kommen sämtliche Antriebsarten in Frage, die für derartige Schmiedepressen 10 geeignet sind. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel werden hydraulische Antriebe genutzt.
  • Die Schmiedepresse 10 weist des Weiteren einen Gesenk 50 auf, dass aus einem Obergesenk 51 und einem Untergesenk 52 besteht, wobei das Untergesenk 52 bei dieser Schmiedepresse 10 unmittelbar mit einem Pressrahmen 60 der Schmiedepresse 10 verbunden ist, während das Obergesenk 51 mittels eines Gesenkantriebs 53 gegenüber dem Pressrahmen 60 verlagerbar ist.
  • Auch die Stauchantriebe 27, 28, 29 und Lochantriebe 37, 38, 39 stützen sich jeweils an dem Pressrahmen 60 ab, wobei es sich versteht, dass dieser Pressrahmen nicht zwingend einstückig ausgebildet sein muss. Vielmehr kann der Pressrahmen 60 auch mehrteilig ausgebildet sein – und insbesondere auch Gebäudeteile, wie ein Fundament oder Wandungen bzw. ein separates Ständerwerk einschließen. Dieses kommt letztlich auf den konkreten Anwendungsfall sowie auf die konkrete Umsetzung der Schmiedepresse 10 an.
  • Mittels der Stauchwerkzeuge 21, 22, 23 und der Lochwerkzeuge 31, 32, 33 kann die Schmiedepresse 10 von drei Werkstückseiten 41, 42, 43 aus mit einem Werkstück 40 Wechselwirken. Im Übrigen erfolgt über das Gesenk 40 eine Wechselwirkung allseitig auf das Werkstück, also auch von einer weiteren Werkstückseiten 44 (unten in der Zeichnung) sowie von weiteren, nicht dargestellten Werkstückseiten, welch oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebenen liegen. Wie unmittelbar nachvollziehbar sind die jeweils gegenüberliegenden Werkstückseiten 42, 43 bzw. 41, 44 jeweils linear abhängig, d. h. die Normalenvektoren der durch diese repräsentierten Ebenen sind linear abhängig bzw. diese Ebenen schneiden sich nicht sondern sind parallel bzw. identisch, während die Werkstückseiten 41 und 42 bzw. 43 Beispielsweise linear unabhängig sind, sodass sich die entsprechenden Ebenen im Raum schneiden.
  • Es versteht sich, dass sich die Schmiedepresse 10 in einer abgewandelten Ausführungsform weitere Stauchwerkzeuge bzw. Lochwerkzeuge aufweisen kann, die insbesondere auch von der Unterseite, also von der Werksrückseite 44 bzw. von den übrigen Seiten, als so insbesondere von oben auf die Zeichenebene bzw. von unten auf die Zeichenebene wirken können.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt das Gesenk 50 nicht unmittelbar stauchend sondern setzt den durch den Schmiedevorgang bedingten Bewegungen des Werkstückmaterials lediglich Wiederstand entgegen. Es versteht sich, dass in einer abweichenden Ausführungsform auch das Gesenk stauchend – beispielsweise in einem ersten Verfahrensschritt vorstauchend – wirken kann.
  • Bei dem in 2 beispielhaft dargestellten Verfahrensablauf wird zunächst das Werkstück 40 in eine nicht bezifferte Vertiefung eingesetzt, welche dem Positionieren des Werkstückes 40 dient und Bestandteil der Endkontur ist. In abweichenden Ausführungsformen kann auch eine separate Werkstücksicherung vorgesehen sein. Ebenso können Maßnahmen, wie beispielsweise ein Einklemmen oder ähnliche vorgesehen sein, durch welche eine betriebssichere Positionierung des Werkstücks 40 erfolgt. In einer ersten Alternative wird das Werkstück durch die Öffnung des Obergesenks 51, in welcher Stauchwerkzeug 21 und Lochwerkzeug 31 verlagert werden können, eingesetzt, wobei dieses Einsetzten bei geschlossenem Gesenk 50 erfolgt. Alternativ erfolgt das Einsetzen des Werkstücks 40 bei geöffnetem Gesenk 40, sodass nach dem Einsetzen das Gesenk 50 zunächst geschlossen wird. Je nach konkreter Ausgestaltung bzw. Verfahrensführung kann hierbei bereits ein Stauchen des Werkstücks 40 erfolgen.
  • Bei diesem Verfahren einschließlich der nachfolgenden Verfahrensschritte handelt es sich um einen Schmiedeprozess, der vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 1100°C sattfindet.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fahren zunächst einmal das Stauchwerkzeug 21 und das Lochwerkzeug 31 gemeinsam von der Werkstückseite 41 aus auf das Werkstück 40 zu und stauchen dieses mit entsprechender Belastung, sodass das Werkstück 40 sowohl von dem Stauchwerkzeug 21 als auch von dem Lochwerkzeug 31 gestaucht wird.
  • Je nach konkreter Verfahrensführung können auch die Stauchwerkzeuge 22, 23 bzw. die Lochwerkzeuge 31, 32 schon bei diesem Verfahrensschritt mit dem Werkstück 40 Wechselwirken bzw. auf dieses wirken oder sonstwie verlagert werden. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel fahren die Stauch- bzw. Lochwerkzeuge 22, 23, 32, 33 zunächst in eine definierte Vorposition (2C).
  • Nachdem das Werkstück 40 von den Stauch- bzw. Lochwerkzeugen 21, 22, 23, 31, 32, 33 in gewünschter Weise angestaucht wurde, wobei in Abweichungen von dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Hauptstaucharbeit auch durch die Stauch- bzw. Lochwerkzeuge 22, 23, 32, 33 verrichtet werden kann, erfolgt der Lochprozess, indem die Lochwerkzeuge 31 (siehe 2D) und 32, 33 (siehe 2E) ihre Position während des Anstauchens verlassen und in das Werkstück 40 eintauchen. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel erfolgt zunächst ein Lochen von oben (Werkstückseite 41) und dann erst von den beiden Seiten 42, 43 gleichzeitig. Es versteht sich, dass bei abweichenden Randbedingungen auch hier eine abweichende Verfahrensführung denkbar ist.
  • Insbesondere ist es auch denkbar, dass während des Lochens die Stauchwerkzeuge 21, 22, 23 je nach konkreten Erfordernissen und je nach konkreter Wechselwirkung, die mit dem Werkstück 40 erwünscht ist, auch entlastend von dem Werkstück 40 weg bewegt werden können, ohne dass die Last zur Gänze bereits von dem Werkstück 40 genommen wird. Insbesondere können auch auf diese Weise definierte Fließpressprozesse innerhalb des Werkstücks 40 initiiert werden. Dieses wiederum ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der Faserverläufe innerhalb des Materials des Werkstückes 40.
  • Nach dem Stauchen und Lochen werden bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Stauch- und Lochwerkzeuge 21, 22, 23, 31, 32, 33 zurück bewegt und das Gesenk 50 geöffnet. Anschließend kann das entsprechend umgeformte Werkstück 40 entnommen und der nächste Bearbeitungsvorgang initiiert werden.
  • Es ist unmittelbar nachvollziehbar, dass durch diese Schmiedepresse 10 bzw. durch diese Verfahrensführung unter Berücksichtigung der vielseitigen Flexibilität hinsichtlich der Reihenfolge der einzelnen Prozessschritte sehr komplexe Bauteile, welche zuvor entweder gar nicht oder nur sehr aufwendig unter Verwendung von mehreren Umformmaschinen hergestellt werden konnten, endkonturnah, also insbesondere unter Minimierung der notwendigen Endbearbeitungen, hergestellt werden können. Die vorliegende Anordnung und Verfahrensführung sind optimiert für Verteilerflansche, beispielsweise für Öl- und Gasanwendungen. Es versteht sich, dass auch andere Anwendungen durch leichte Modifikation unmittelbar umgesetzt werden können. Insbesondere zeichnen sich die fertigen Werkstücke 40 durch eine hervorragende Faserführung und mithin durch sehr gute Materialeigenschaften aus.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Schmiedepresse
    21
    Stauchwerkzeug
    22
    Stauchwerkzeug
    23
    Stauchwerkzeug
    24
    Stauchwerkzeugachse
    25
    Stauchwerkzeugachse
    26
    Stauchwerkzeugachse
    27
    Stauchantrieb
    28
    Stauchantrieb
    29
    Stauchantrieb
    31
    Lochwerkzeug
    32
    Lochwerkzeug
    33
    Lochwerkzeug
    34
    Lochwerkzeugachse
    35
    Lochwerkzeugachse
    36
    Lochwerkzeugachse
    37
    Lochantrieb
    38
    Lochantrieb
    39
    Lochantrieb
    40
    Werkstück
    41
    Werkstückseite
    42
    Werkstückseite
    43
    Werkstückseite
    44
    Werkstückseite
    50
    Gesenk
    51
    Obergesenk
    52
    Untergesenk
    53
    Gesenkantrieb
    60
    Pressrahmen (exemplarisch beziffert)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19882375 B4 [0002]
    • DE 2935656 A1 [0002]

Claims (14)

  1. Mehrachsige, sowohl Stauchwerkzeuge (21, 22, 23) als auch Lochwerkzeuge (31, 32, 33) umfassende Schmiedepresse (10), bei welcher wenigstens ein entlang einer ersten Stauchwerkzeugachse (24, 25, 26) mittels eines ersten Stauchantriebs (27, 28, 29) verlagerbares erstes Stauchwerkzeug (21, 22, 23) und wenigstens ein entlang einer ersten Lochwerkzeugachse (34, 35, 36) mittels eines ersten Lochantriebs (37, 38, 39) verlagerbares erstes Lochwerkzeug (31, 32, 33) vorgesehen sind, deren Achsen (24: 35, 36; 25, 26: 34) nicht identisch oder parallel sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites entlang einer zweiten Stauchwerkzeugachse (25, 26; 24) mittels eines zweiten Stauchantriebs (28, 29; 27) verlagerbares Stauchwerkzeug (22, 23; 21) vorgesehen ist, dessen zweite Stauchwerkzeugachse (25, 26; 24) parallel oder identisch zu der ersten Lochwerkzeugachse (35, 36; 34) angeordnet ist.
  2. Mehrachsige Schmiedepresse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Stauchwerkzeugen (21, 22, 23) jeweils ein zweites und ein erstes Lochwerkzeug (31, 32, 33) vorgesehen ist, deren jeweilige zweite bzw. erste Lochwerkzeugachsen (34, 35, 36) jeweils parallel oder identisch zu der jeweils zugehörigen ersten bzw. zweiten Stauchwerkzeugachse (24, 25, 26) angeordnet sind.
  3. Mehrachsige Schmiedepresse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drittes Stauchwerkzeug (21, 22, 23) und ein drittes Lochwerkzeug (31, 32, 33) vorgesehen ist, deren dritte Achsen (21, 22, 23, 31, 32, 33) parallel oder identisch zueinander und zumindest nicht identisch oder parallel zu einer der ersten und zweiten Stauchwerkzeugachsen (24, 25, 26) und/oder zu einer der zweiten und ersten Lochwerkzeugachsen (34, 35, 36) angeordnet sind.
  4. Mehrachsige Schmiedepresse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stauchwerkzeug (21, 22, 23) und ein Lochwerkzeug (31, 32, 33) koaxial auf einer gemeinsamen Achse (21, 22, 23, 31, 32, 33) zueinander ausgerichtet sind und das Stauchwerkzeug (21, 22, 23) vorzugsweise das Lochwerkzeug (31, 32, 33) radial bezüglich dieser Achse (21, 22, 23, 31, 32, 33) umgibt.
  5. Mehrachsige Schmiedepresse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stauchwerkzeug (21, 22, 23) und ein Lochwerkzeug (31, 32, 33) von einer Seite auf ein Werkstück (40) wirken.
  6. Mehrachsige Schmiedepresse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiedepresse (10) wenigstens ein Gesenk (50) umfasst, welches über wenigstens einen Gesenkantrieb (53), der vorzugsweise weder ein Stauchantrieb (28, 29; 27) noch ein Lochantrieb (38, 39; 37) ist, geschlossen und geöffnet werden kann.
  7. Verfahren zum Betrieb einer mehrachsigen, sowohl Stauchwerkzeuge (21, 22, 23) als auch wenigstens ein Lochwerkzeug (31, 32, 33) umfassenden Schmiedepresse (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstück (40) von zwei unterschiedlichen, linear unabhängigen Werkstückseiten (41, 44; 42, 43) mittels unterschiedlicher, jeweils separat angetriebener Stauchwerkzeuge (21; 22, 23) belastet und von wenigstens einer dieser Werkstückseiten (41, 42, 43, 44) mittels eines separat angetriebenen Lochwerkzeugs (31, 32, 33) gelocht wird.
  8. Betriebsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das Werkstück (40) während des Belastens durch wenigstens eines der Stauchwerkzeuge (21, 22, 23) auch von dem Lochwerkzeug (31, 32, 33) belastet wird, wobei die Belastungen vorzugsweise einander entsprechen.
  9. Betriebsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, das Werkstück von beiden dieser Werkstückseiten (41, 42, 43, 44) mittels unterschiedlicher, jeweils separat angetriebener Lochwerkzeuge (31, 32, 33) gelocht wird.
  10. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, das Werkstück (40) zunächst von wenigstens einem der beiden unterschiedlichen, jeweils separat angetriebenen Stauchwerkzeuge (21, 22, 23) belastet und dann gelocht wird.
  11. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (40) vor, während oder nach dem Lochen von den Stauchwerkzeugen (21, 22, 23) entlastet wird.
  12. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (40) nach dem Lochen zumindest von einer Werkstückseite (41, 42, 43, 44) nochmals von einem Stauchwerkzeug (21, 22, 23) belastet wird.
  13. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (40) durch das Belasten gestaucht wird.
  14. Mehrachsige Schmiedepresse (10) und Betriebsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Betriebstemperaturen der Werkstücke (40) über 900°C, vorzugsweise über 1.100°C und insbesondere über 1.200°C, und/oder durch eine endkonturnahe Umformung.
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