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Die Erfindung betrifft ein Viersattelpressenwerkzeug mit einem Untersattelteil und einem hierzu verlagerbaren Obersattelteil, mit vier voneinander beabstandeten und sich an dem Untersattelteil oder dem Obersattelteil abstützenden Pressenstößelteilen zum Haltern von Schmiedesätteln, und mit einem Halteringteil, mittels welchem die vier Pressenstößelteile derart konzentrisch um eine Mittenpressenachse des Viersattelpressenwerkzeugs herum angeordnet gehaltert sind, dass sie gegenüber der Mittenpressenachse verlagerbar sind, wenn das Obersattelteil relativ zu dem Untersattelteil bewegt wird.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Schmiedepresse, insbesondere eine Freiformschmiedepresse, mit einem eine Mittenpressenachse definierenden Viersattelpressenwerkzeug zum Druckumformen eines Werkstücks zu einem länglichen Halbzeug oder dergleichen, und mit wenigstens einem Werkstückhandhabungsapparat zum Bereitstellen des Werkstücks an dem Viersattelpressenwerkzeug.
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Schmiedepressen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt, wie beispielsweise aus der
RU 2 016 692 C1 .
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Bei gattungsgemäßen Viersattel-Schmiedevorrichtungen sind insbesondere vier bewegliche Mechanismen meistens mit unabhängigen Antrieben vorgesehen, welche ihrerseits eine radiale Bewegung von vier Schmiedesätteln zum Schmieden mit einer gleichzeitig senkrecht dazu verlaufenden Bewegung aller vier Schmiedesättel in einer einheitlichen tangentialen Richtung ermöglichen. Der Nachteil von solchen Viersattel-Schmiedevorrichtungen liegt in der Unabhängigkeit des Antriebs eines jeden Schmiedesattels der Schmiedeeinheit, da dies eine Synchronisation der vier Schmiedesättel erforderlich macht, wodurch der konstruktive Aufbau der Viersattel-Schmiedevorrichtung erheblich verkompliziert ist. Bei einer nicht ausreichend exakten Festlegung des Augenblicks der gleichzeitigen Berührung der vier Schmiedesättel mit dem zu schmiedenden Werkstück können schnell kritische Abplattungen und/oder Risse an diesem Werkstück auftreten.
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Diese Nachteile können mit der aus der
RU 2 018 404 C1 bekannten Viersattel-Schmiedevorrichtung vermieden werden, welche eine Druckplatte und eine Halteplatte mit schrägen Oberflächen besitzt, an welchen Halter und vier kinematisch mit ihnen verbundene Sättel angeordnet sind, wobei die Sättel derart in Führungen der Halter befestigt und geführt sind, dass sie sich gegenüber den Haltern in Querrichtung bewegen können. Hierdurch sind die Sättel in einer x-Anordnung angeordnet und können somit schräg, also winkelig, zu der Horizontal- und Vertikalmittelebene verlagert werden, wenn die Druckplatte gegenüber der Halteplatte verlagert wird. Die Halter der Sättel sind hierbei über einen kastenförmigen Rahmen miteinander kinematisch verbunden und besitzen die Möglichkeit, sich in Führungsnuten darin zu bewegen. An jedem Halter ist an einer seiner gleich orientierten Seitenflächen ein Festanschlag angebracht. Beim Einsatz der Viersattel-Schmiedevorrichtung wirken die Festanschläge mit den Seitenflächen der auf den benachbarten Haltern angebrachten Sättel zusammen. Jeder Sattel wird durch ein elastisches Element in die Ausgangslage zurückgeführt.
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Auch in der Druckschrift
EP 2 014 390 B1 ist eine ähnliche in x-Anordnung aufgebaute Viersattel-Schmiedevorrichtung beschrieben, mittels welcher aufgrund eines veränderten Aufbaus eine längere reparaturfreie Betriebsdauer erzielt werden soll.
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Die
US 2013/0247642 A1 offenbart ein Viersattelpressenwerkzeug mit einem Untersattelteil und einem hierzu verlagerbaren Obersattelteil.
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Die
CN 201603836 U offenbart einen Manipulator für die Zufuhr von Schmiedestücken zu einer Schmiedevorrichtung mit einer Auflagerolle für das Schmiedestück, welches einen sich zu ihrem Zentrum hin von außen verringernden Durchmesser aufweist, um so eine zentrierte Zuführung des Schmiedestücks mittels des Manipulators zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Schmiedepressen, insbesondere Viersattel-Schmiedevorrichtung, derart weiterzuentwickeln, dass deren reparaturfreie Betriebsdauer noch sicherer gewährleistet werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Viersattelpressenwerkzeug mit einem Untersattelteil und einem hierzu verlagerbaren Obersattelteil, mit vier voneinander beabstandeten und sich an dem Untersattelteil oder dem Obersattelteil abstützenden Pressenstößelteilen zum Haltern von Schmiedesätteln, und mit einem Halteringteil gelöst, mittels welchem die vier Pressenstößelteile derart konzentrisch um eine Mittenpressenachse des Viersattelpressenwerkzeugs herum angeordnet gehaltert sind, dass sie gegenüber der Mittenpressenachse verlagerbar sind, wenn das Obersattelteil relativ zu dem Untersattelteil bewegt wird, wobei erfindungsgemäß an dem Halteringteil Sicherungsmittel zum Sichern einer mittleren Lageposition des Werkstücks bezüglich der Mittenpressenachse unabhängig von einem Werkstückhandhabungsapparat angeordnet sind.
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Mittels der in das Viersattelpressenwerkzeug integrierten Sicherungsmittel kann baulich sehr einfach nahezu vollständig die Gefahr ausgeschlossen werden, dass ein zu pressendes Werkstück unbeabsichtigt in einen Funktionsbereich von beweglichen Funktionsbauteilen insbesondere innerhalb des Halteringteils gelangt, und hierdurch eine Störung des Viersattelpressenwerkzeugs verursacht wird. Schlimmstenfalls können die Schmiedesättel durch ein kritisch abrutschendes Werkstück schwer beschädigen oder sogar zerstören.
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Insofern handelt es sich bei den vorliegenden Sicherungsmitteln im Wesentlichen um Bauteile bzw. Elemente zum Realisieren einer Fall- bzw. Absturzsicherung durch das Viersattelpressenwerkzeug selbst.
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In der Vergangenheit kam es an mit einem Viersattelpressenwerkzeug ausgerüsteten Schmiedepressen immer wieder zu signifikanten Störungen, da ein zu schmiedendes Werkstück zufällig oder durch einen Bedienfehler aus einem Werkstückhandhabungsapparat, wie etwa einer Manipulatorzange oder dergleichen, zwischen die Schmiedesättel bzw. den Pressenstößelteilen des Viersattelpressenwerkzeugs gefallen ist. Derartige Unfälle ziehen meistens aufwendige und teure Reparaturen nach sich, welche darüber hinaus auch einen relativ zweitintensiven Ausfall der Produktion bedeuten.
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Dies kann jedoch mit dem erfindungsgemäßen Viersattelpressenwerkzeug verhindert werden, wodurch vorteilhafterweise eine wesentlich längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs und damit auch einer hiermit ausgerüsteten Schmiedepresse erzielt werden kann.
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Darüber hinaus ist es trotz der vorhandenen Sicherungsmittel weiterhin möglich, mit dem Werkstückhandhabungsapparat, insbesondere mit der Manipulatorzange, bis unmittelbar an das Viersattelpressenwerkzeug heranzufahren, da die Sicherungsmittel unmittelbar in das Viersattelpressenwerkzeug integriert sind. Hierdurch kann die Betriebssicherheit hinsichtlich eines Greifens des zu schmiedenden Werkstücks mittels des Werkstückhandhabungsapparats weiter erhöht werden.
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Insofern wird die Aufgabe der Erfindung auch von einer Schmiedepresse, insbesondere einer Freiformschmiedepresse, mit einem eine Mittenpressenachse definierenden Viersattelpressenwerkzeug zum Druckumformen eines Werkstücks zu einem länglichen Halbzeug oder dergleichen, und mit wenigstens einem Werkstückhandhabungsapparat zum Bereitstellen des Werkstücks an dem Viersattelpressenwerkzeug gelöst, wobei sich die Schmiedepresse durch ein Viersattelpressenwerkzeug nach einem der hier beschriebenen Merkmale auszeichnet.
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Durch das mit den vorliegenden Sicherungsmitteln ausgestattete Viersattelpressenwerkzeug wird zuverlässig gewährleistet, dass ein zu schmiedendes Werkstück im Falle eines Abrutschens sicher aufgefangen wird, bevor es zwischen die Schmiedesättel bzw. die Pressenstößelteile des Viersattelpressenwerkzeugs gelangen kann. Insofern kann hierdurch eine längere reparaturfreie Betriebsdauer erzielt werden.
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Vorteilhafterweise kann auf zusätzliche externe Führungseinrichtungen zwischen dem Viersattelpressenwerkzeug und einem Werkstückhandhabungsapparat verzichtet werden, da das zu schmiedende Werkstück von den vorliegenden Sicherungsmitteln sicher bis an die Schmiedesättel geführt werden kann.
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Das vorliegende Viersattelwerkzeug kann unterschiedlich aufgebaut sein. Die im Sinne vorliegender Erfindung vorgesehenen Sicherungsmittel können ihren Zweck als Fall- bzw. Absturzsicherung besonders effektiv ausüben, wenn die Pressenstößelteile x-förmig angeordnet sind. Bei einer derartigen x-Anordnung können Presskräfte wesentlich effektiver genutzt werden als bei Viersattelpressenwerkzeugen in +-Anordnung, bei welcher die Pressenstößelteile nur mit einer horizontalen oder mit einer vertikalen Ausrichtungskomponente im Raum angeordnet sind.
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Im Falle eines Viersattelwerkzeugs kann dies jedoch nicht ausgeschlossen werden. Jedoch ist dies vorliegend durch die an dem Haltering befestigten Sicherungsmittel unterbunden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Schmiedepresse können verschiedenste Werkstücke, wie etwa Stabmaterialien, Knüppel, Brammen, Gussblöcke (Ingots), vorgewalzte Blöcke oder dergleichen beispielsweise zu Halbzeugen, wie etwa Langschmiedeprodukte usw., umgeformt werden.
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Es versteht sich, dass die vorliegende Schmiedepresse unterschiedlichster Art sein kann. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Schmiedepresse als Freiformschmiedepresse ausgeführt. Die Schmiedepresse kann beispielsweise jedoch auch vorteilhaft als Radial-Schmiedepresse, als Laufzylinderpresse, als Laufrahmenpresse, als Laufholmzylinderpresse oder dergleichen ausgeführt sein, um nur noch einige wenige Beispiele konkret zu nennen.
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Der Begriff „Pressenstößelteile“ beschreibt im Sinne der Erfindung, diejenigen Bauteile, an deren der Mittenpressenachse zugewandten Enden die Schmiedesättel, also die eigentlichen Schmiedewerkzeuge, vorzugsweise auswechselbar befestigt sind.
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Es versteht sich, dass die im Sinne der Erfindung vorgesehenen Sicherungsmittel ebenfalls unterschiedlich ausgestaltet sein können. Vorteilhafterweise sind sie durch Bauteile verkörpert, welche eine Fall- bzw. Absturzsicherungseinrichtung ausgestalten. Vorteilhafterweise besitzen diese Bauteile im Bereich der Mittenpressenachse mindestens eine ausreichend große Auflagefläche, an welcher sich das zu schmiedende Werkstück unterseitig abstützen kann.
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Jedenfalls sollen die Sicherungsmittel für Werkstückgewichte von mindestens bis zu 3 t ausgelegt sein.
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Des Weiteren sollen die Sicherungsmittel an unterschiedliche Werkstückdurchmesser anpassbar sein.
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Vorteilhafterweise sind die Sicherungsmittel derart ausgestaltet, dass sie sogleich eine Zentrierung des zu schmiedenden Werkstücks bewirken können. Eine derartige unmittelbar an dem Halteringteil befestigte Zentrierung für das Werkstück ist auch an einem Viersattelpressenwerkzeug bisher nicht bekannt.
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An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass es vorliegend äußerst vorteilhaft ist, dass die direkt an dem Halteringteil befestigten Sicherungsmittel eine Bewegung des Halteringteils mitmachen können, ohne dass hierfür eine zusätzliche externe Führungseinrichtung der Bewegung des Halteringteils steuerungs- und/oder regelungstechnisch aufwändig nachgeführt werden muss, wenn das Halteringteil seine Lage innerhalb des Viersattelpressenwerkzeugs verändert. Hierdurch kann die Betriebssicherheit zusätzlich verbessert werden.
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Insofern ist es vorteilhaft, wenn die Sicherungsmittel derart an dem Viersattelpressenwerkzeug angeordnet bzw. befestigt sind, dass sie einer Bewegung des Halteringteils folgen können.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Sicherungsmittel wenigstens eine Zentriervorrichtung mit einem Zentrierrollenelement umfassen, mittels welchem das Werkstück unabhängig von einem Werkstückhandhabungsapparat gegenüber der Mittenpressenachse zentriert ist. An dem Zentrierrollenelement der Zentriereinrichtung kann das zu schmiedende Werkstück besonders gut abrollen, wenn es während seiner Bearbeitung entlang der Mittenpressenachse durch das Viersattelpressenwerkzeug hindurch geführt wird. Somit kann das Werkstück bereits während des Schmiedens mit den entsprechend ausgestatteten Sicherungsmitteln in mechanischen Kontakt stehen, wodurch die Fallhöhe des Werkstücks vorzugsweise vollständig eliminiert werden kann, sollte das Werkstück beispielsweise von dem Werkstückhandhabungsapparat nicht mehr ordnungsgemäß gehalten und geführt werden können.
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Ein direkter mechanischer Kontakt zwischen dem Werkstück und den Sicherungsmitteln bzw. dem Zentrierrollenelement ist insbesondere bei hohen Werkstückgewichten besonders von Vorteil.
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Zweckmäßigerweise sind die Sicherungsmittel entlang der Mittenpressenachse vor und hinter den Pressenstößelteilen, also vor und hinter einem Schmiederaum, an dem Halteringteil angeordnet, so dass ein Zweipunktauflager als Sicherungsmittel für das zu schmiedende Werkstück bereitgehalten werden kann. Es versteht sich, dass die Sicherungsmittel aber auch lediglich nur vor oder alternativ hinter den Pressenstößelteilen vorgesehen sein können.
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Da die vorliegenden Sicherungsmittel bevorzugt lediglich als Fall- bzw. Absturzsicherung eingesetzt werden, ist es konstruktiv ausreichend, wenn die Sicherungsmittel gegenüber der Mittenpressenachse ortsfest angeordnet sind. Insofern können die vorliegenden Sicherungsmittel bzw. das entsprechende Zentrierrollenelement im Gegensatz zu einem aktiven Werkstückhandhabungsapparat bzw. Manipulator als passive Sicherungsmittel zur Realisierung einer Fall- bzw. Absturzsicherung angesehen werden.
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Das Viersattelpressenwerkzeug wird an unterschiedliche Werkstückdurchmesser angepasst, indem der entsprechende Abstand zwischen den Sicherungsmitteln bzw. der diesbezüglichen Zentriervorrichtung und der Mittenpressenachse durch einen einfachen Austausch der Sicherungsmittel bzw. der Zentriervorrichtung eingestellt bzw. angepasst wird.
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Es versteht sich, dass die Sicherungsmittel hinsichtlich ihrer Raumlage aber auch verlagerbar an dem Halteringteil angeordnet sein können, wenn dies zweckdienlich ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Sicherungsmittel vollständig unterhalb der Mittenpressenachse angeordnet sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherungsmittel oberhalb der unteren Pressenstößelteile angeordnet sind. Hierdurch können die Sicherungsmittel bzw. das Zentrierrollenelement derart an dem Viersattelpressenwerkzeug angeordnet werden, dass zuverlässig verhindert werden kann, dass das Werkstück zwischen die unteren Pressenstößelteile bzw. die daran befestigten Schmiedesättel fallen kann.
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Die Sicherungsmittel bzw. die Zentriervorrichtung kann besonders kompakt in dem Viersattelpressenwerkzeug integriert werden, wenn die Sicherungsmittel zwischen dem Untersattelteil und dem Obersattelteil angeordnet sind.
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Die Integration der Sicherungsmittel in das Viersattelpressenwerkzeug kann nochmals verbessert werden, wenn an dem Haltering wenigstens eine Aufnahmetasche ausgespart ist, in welche hinein ein Gestellteil der Sicherungsmittel angeordnet ist.
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Idealweise ist die Aufnahmetasche derart breit, dass eine ausreichend große Montagebreite für ein Gestellteil der Sicherungsmittel bzw. der Zentriervorrichtung zur Verfügung steht.
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Das Gestellteil ist bevorzugt an das Halteringteil angeschraubt, wobei auch andere Befestigungsmethoden, wie beispielsweise stoffschlüssige Verbindungen, vorgesehen sein können.
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Auch die Zentriervorrichtung bzw. dessen Zentrierrollenelement kann unterschiedlich konstruiert sein.
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Beispielsweise kann eine ausreichend große und zudem bewegliche Auflagefläche zum Stützen des zu schmiedenden Werkstücks am bzw. im Viersattelpressenwerkzeugs durch das Zentrierrollenelement der Zentriereinrichtung bereitgestellt werden.
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Das Zentrierrollenelement kann ein zu schmiedendes Werkstück nicht nur nach unten hin sondern darüber hinaus auch seitlich hervorragend abstützen, wenn das Zentrierelement einen konkav ausgebildeten Rotationskörper aufweist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zentriervorrichtung ein Gestellteil mit einer daran fest, aber lösbar anordenbaren Zentrierrollenaufnahme umfasst. Hierdurch kann die Zentriervorrichtung konstruktiv einfach an unterschiedliche Werkstückdurchmesser angepasst werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Zentrierrollenelement einen Rotationskörper aufweist, an dessen Stirnflächen jeweils mindestens eine um seine Rotationsachse konzentrisch herum angeordnete Dichtungsnuten aufweist, in welche Metalldichtringe angeordnet sind. Hierdurch können Lagerstellen des Zentrierrollenelements besonders gut gegenüber Zunder oder dergleichen geschützt werden.
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Eine auch eigenständig verwendbare Ausführungsvariante sieht ferner vor, dass die Schmiedesättel ortsfest gegenüber den Pressenstößelteilen, aber lösbar an den Pressenstößelteilen angeordnet sind. Hierdurch können Reibungsverluste an dem Viersattelpressenwerkzeug vermieden werden, wodurch ebenfalls eine längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs erzielt werden kann. Allein hierdurch kann ein gattungsgemäßes Viersattelpressenwerkzeug vorteilhaft weiter entwickelt werden, so dass diese Merkmalskombination bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft ist.
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Weiterhin ist es auch unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung vorteilhaft, wenn das Viersattelpressenwerkzeug mit seinem Obersattelteil an einem Laufholmteil der Schmiedepresse festgelegt ist, da hierdurch an dem Viersattelpressenwerkzeug auf eine bisher übliche Federrückstelleinrichtung oder dergleichen verzichtet werden kann, mittels welcher bisher nach einem Schmiedevorgang das Obersattelteil wieder in seine äußere Ausgangslage zurück gedrückt wird. Durch den Verzicht einer diesbezüglichen Federrückstelleinrichtung kann eine längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs erreicht werden.
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Das Unter- und Obersattelteil sind vom Grundaufbau her gleich. Der Unterschied zwischen beiden liegt in der Krafteinleitung.
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Die Krafteinleitung der Schmiedepresse erfolgt hierbei über eine fest mit einem Laufholmteil oder dergleichen verbundene Schonplatte etwa mittig auf das Obersattelteil.
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Um eine auftretende Biegung möglichst gering zu halten, sollte das Obersattelteil so dick wie möglich gestaltet sein. Des Weiteren sollten keine oder möglichst wenig Kanten im Bereich des Biegequerschnittes existieren, um eine kritische Kerbwirkung zu reduzieren.
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Das Untersattelteil des Viersattelpressenwerkzeugs ist, wie alle anderen Schmiedewerkzeuge auch, bevorzugt auf einem Schmiedetisch befestigt. Im Gegensatz zu dem Obersattelteil erfolgt der Kraftfluss hierbei über die gesamte Flächenbreite, so dass das Untersattelteil deutlich steifer ist, wodurch es nicht oder nur vernachlässigbar gering zu einem Aufbiegen des Untersattelteils kommt.
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Da das Viersattelpressenwerkzeug über die Werkzeugquerverschiebung der Schmiedepresse verschoben werden soll, sind vorne und hinten an den Sattelfüßen des Unter- und Obersattelteils Führungsanordnungen eingearbeitet, in welche Keilelemente des Viersattelpressenwerkzeugs eingreifen können.
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Um die im laufenden Betrieb anfallende Verschmutzung des Viersattelpressenwerkzeugs zu verringern und daraus folgenden Verschmutzungen und/oder Schäden an Gleitflächen vorzubeugen, ist das Untersattelteil mittig nach vorne und hinten abgeschrägt, so dass sich anfallender Zunder nicht oder nur unkritisch in dem Viersattelpressenwerkzeug sammeln kann, sondern der Zunder oder dergleichen kann von alleine abfallen.
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Dementsprechend sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante vor, dass insbesondere unterhalb der Mittenpressenachse an dem Halteringteil und/oder an dem Untersattelteil an ihren der Mittenpressenachse zugewandten Seiten, großflächige Schrägen ausgestaltet sind, um eine gute Zunderabfuhr von dem Viersattelpressenwerkzeug weg zu gewährleisten.
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Im Allgemeinen kann festgehalten werden, dass mittels des vorliegenden Viersattelpressenwerkzeugs ein zu schmiedendes Werkstück während des Schmiedens von dem Viersattelpressenwerkzeug selbst hervorragend zentriert werden kann, so dass insbesondere die Gefahr einer Zerstörung des Viersattelpressenwerkzeugs durch ein herunterfallendes Werkstück signifikant reduziert werden kann.
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Derart nahe an dem Viersattelpressenwerkzeug platzierbare Sicherungsmittel sind nicht bekannt, und eine derartige präzise Sicherung kann mittels externer Führungseinrichtungen oder dergleichen nicht auf gleichem Niveau gewährleistet werden.
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Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Viersattelpressenwerkzeugs ist darin zu sehen, dass es mit diesem ermöglicht ist, beispielsweise auf einer normalen Freiformschmiedepresse qualitativ hochwertige Produkte zu schmieden, da die Schmiedesättel das Werkstück von vier Seiten gleichzeitig präzise pressen können, wodurch eine Breitung des Werkstücks vermieden ist.
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Weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft ein Viersattelpressenwerkzeug mit an dessen Halteringteil direkt befestigten Sicherungsmittel zum Sichern einer mittleren Lageposition eines Werkstücks bezüglich einer durch Viersattelpressenwerkzeug definierten Mittenpressenachse unabhängig von einem Werkstückhandhabungsapparat dargestellt und beschrieben ist.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 schematisch eine Vorderansicht eines in einer Freiformschmiedepresse angeordneten Viersattelpressenwerkzeugs in Schmiederichtung eines zu schmiedenden Werkstücks entlang der Mittenpressenachse des Viersattelpressenwerkzeugs, wobei an einem Halteringteil des Viersattelpressenwerkzeugs Sicherungsmittel in Gestalt von zwei mit Zentrierrollenelementen ausgerüsteten Zentriervorrichtungen direkt angeordnet sind;
- 2 schematisch eine Seitenansicht des Viersattelpressenwerkzeugs aus der 1; und
- 3 schematisch eine teilweise geschnittene Detailansicht einer der Zentriereinrichtungen aus den 1 und 2.
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Mit dem in den 1 und 2 gezeigten Viersattelpressenwerkzeug 1 ist eine Schmiedepresse 2 ausgerüstet, welche in Gestalt einer Freiformschmiedepresse 3 ausgeführt ist.
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Das Viersattelpressenwerkzeug 1 weist ein Untersattelteil 4, welches auf einem Pressentisch 5 der Schmiedepresse 2 ortsfest, also feststehend, gelagert ist, sowie ein zu dem Untersattelteil 4 verlagerbares, also bewegliches, Obersattelteil 6 auf, welches ortsfest an einem Laufholmteil 7 der Schmiedepresse 2 angeordnet ist.
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Hierbei ist das Obersattelteil 6 des Viersattelpressenwerkzeugs 1 derart an dem Laufholmteil 7 der Schmiedepresse 2 festgelegt, dass das Obersattelteil 6 in einer vertikalen Vorwärtsbewegung 8 nach unten nicht nur mithilfe des Laufholmteils 7 auf das Untersattelteil 4 zu bewegt werden kann, um einen Schmiedevorgang zu bewirken, wie dies bisher üblich ist. Vielmehr kann das Obersattelteil 6 darüber hinaus mittels des Laufholmteils 7 auch gemäß einer vertikalen Rückwärtsbewegung 9 nach oben wieder von dem Untersattelteil 4 aktiv fortbewegt werden, so dass auf entsprechende Rückstellfedereinrichtungen, wie bisher im Stand der Technik üblich, verzichtet werden kann. Allein durch den Verzicht solcher Rückstellfedereinrichtungen ist eine zusätzliche Fehlerquelle an dem Viersattelpressenwerkzeug 1 eliminiert, welche eine Fehlfunktion der Schmiedepresse 2 insgesamt verursachen kann, so dass kumulativ oder alternativ eine längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs 1 gewährleistet werden kann.
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Darüber hinaus weist das Viersattelpressenwerkzeug 1 vier in x-Anordnung angeordnete Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 auf, von welchen die beiden oberen Pressenstößelteile 10 und 11 mit jeweils einer oberen 45°-Schräge 14 bzw. 15 des Untersattelteils 4 in Wirkverbindung stehen, und von welchen die beiden unteren Pressenstößelteile 12 und 13 mit jeweils einer unteren 45°-Schräge 16 bzw. 17 des Obersattelteils 6 in Wirkverbindung stehen. Mittels des so ausgestalteten Untersattelteils 4 und Obersattelteils 6 werden also die Vertikalbewegungen des Obersattelteils 6 in vier gleichmäßige Einzelbewegungen der Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 umgelenkt.
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Des Weiteren weist das Viersattelpressenwerkzeug 1 ein Halteringteil 20 zum Halten und Führen der vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 auf, welches zwischen dem Untersattelteil 4 und dem Obersattelteil 6 an zwei seitlichen Trageelementen 21 und 22 in dem Viersattelpressenwerkzeug 1 aufgehängt ist.
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Die Trageelemente 21 und 22 umfassen jeweils ein Keilelement 23 und 24, welches jeweils mittels Führungsanordnungen 25 (hier nur exemplarisch beziffert) beweglich geführt an sich unmittelbar gegenüberliegenden 45°-Schrägen 14 und 16 bzw. 15 und 17 des Untersattelteils 4 und des Obersattelteils 6 angeordnet sind. Insbesondere mittels dieser Keilelemente 23 und 24 werden die vertikale Bewegungen des Obersattelteils 6 des Viersattelpressenwerkzeugs 1 hinsichtlich des Halteringteils 20 kompensiert.
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Das Halteringteil 20 weist für jeden der vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 eine Halte- und Führungsbuchse 26 (hier nur exemplarisch beziffert) auf, durch welche die Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 derart durch das Halteringteil 20 geführt sind, dass die freien Enden 27 (nur exemplarisch beziffert) der vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 konzentrisch um eine Mittenpressenachse 28 herum angeordnet sind, entlang welcher ein zu schmiedendes Werkstück (nicht gezeigt) bewegt wird.
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Die eigentlichen Schmiedesättel 29 (ebenfalls nur exemplarisch beziffert), mittels welchen das zu schmiedende Werkstück bearbeitet wird, sind an den freien, auf die Mittenpressenachse 28 zugewandten Enden 27 der Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 ortsfest, aber lösbar und damit auch auswechselbar befestigt.
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Dadurch, dass sie ortsfest befestigt sind, existieren zwischen den Schmiedesätteln 29 und entsprechenden Aufnahmen hierfür an den Enden 27 der Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 keine zusätzlichen Gleitreibflächen. Hierdurch sind zusätzliche Reibungsquellen an dem Viersattelpressenwerkzeug 1 ausgeschlossen, so dass auch hierdurch kumulativ oder alternativ noch eine längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs 1 erzielt werden kann.
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Befindet sich nun das Viersattelpressenwerkzeugs 1 im Einsatz, so werden die Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 auf eine gemeinsame Line, nämlich der Mittenpressenachse 28, in der Mitte des Halteringteils 20 hin bewegt, um das entlang der Mittenpressenachse 28 bewegte Werkstück entsprechend zu bearbeiten. Der Rückzug des Obersattelteils 6 wird, wie vorstehend bereits beschrieben, über das Laufholmteil 7 der Schmiedepresse 2 realisiert, wobei die vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 und die beiden Keilelemente 23 und 24 mit Klemmleistenelementen 30 an den Ober- und Untersattelteilen 4 bzw. 6 geführt sind. Insofern werden die vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 und die beiden Keilelemente 23 und 24 durch die Rückwärtsbewegung 9 des Obersattelteils 6 in ihre Ursprungsposition zurück gebracht.
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Insbesondere zwischen den 45°-Schrägen 14, 15, 16 bzw. 17 und dem jeweiligen Unter- bzw. Obersattelteil 4 bzw. 6 sind noch Gleitplattenelemente 33 angeordnet, welche die Funktion von günstig auszuwechselnden Verschleißteilen übernehmen. Diese Gleitplattenelemente 33 sind bevorzugt überall dort an dem Viersattelpressenwerkzeug 1 eingesetzt, wo beispielsweise aufgrund hoher wirkender Kräfte mit einem hohen Verschleiß zu rechnen ist.
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Erfindungsgemäß sind an dem Halteringteil 20 Sicherungsmittel 35 zum Sichern einer mittleren Lageposition des Werkstücks bezüglich der Mittenpressenachse 28 unabhängig von einem Werkstückhandhabungsapparat angeordnet, wobei die Sicherungsmittel 35 in diesem Ausführungsbeispiel ganz konkret durch zwei Zentriereinrichtungen 36 und 37 (siehe 2) verkörpert sind, wobei die erste der Zentriereinrichtungen 36 und 37 in Schmiederichtung S vor einem Schmiederaum 38 von dem Halteringteil 20 und die zweite der Zentriereinrichtungen 36 und 37 entsprechend hinter dem Schmiederaum 38 an dem Halteringteil 20 getragen ist. Somit sind Zwischenräume 39 bzw. 40 zwischen dem Viersattelpressenwerkzeug 1 und davor bzw. dahinter platzierten und arbeitenden Werkstückhandhabungsapparaten (nicht gezeigt) nicht durch zusätzliche externe Führungseinrichtungen (nicht gezeigt) verbaut, so dass beispielsweise die Werkstückhandhabungsapparate wesentlich näher bis an das Viersattelpressenwerkzeug 1 heran gefahren werden können, wodurch die Handhabungssicherheit bezüglich des zu schmiedenden Werkstücks signifikant erhöht werden kann. Eine höhere Handhabungssicherheit bedingt auch eine Reduzierung der Gefahr, dass ein Werkstück versehentlich zwischen die beiden unteren Pressenstößelteile 12 bzw. 13 fallen kann, so dass hierdurch eine längere reparaturfreie Betriebsdauer des Viersattelpressenwerkzeugs 1 erzielt werden kann.
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Jede der Zentriervorrichtungen 36 und 37 weist ein drehbares Zentrierrollenelement 41 (nur exemplarisch beziffert) auf, welches um eine quer zur Schmiederichtung S angeordnete Rotationsachse 42 rotieren kann.
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Insbesondere mittels dieses Zentrierrollenelements 41 kann das Werkstück unabhängig von einem der Werkstückhandhabungsapparate gegenüber der Mittenpressenachse 28 zentriert werden, wodurch die Gefahr ausgeschlossen ist, dass das Werkstück zwischen die unteren Pressenstößelteile 12 und 13 stürzen kann, sollte das Werkstück aus einem der Werkstückhandhabungsapparate heraus fallen.
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Die Zentriereinrichtungen 36 bzw. 37 sind besonders kompakt in das Viersattelpressenwerkzeug 1 integriert, da an dem Halteringteil 20 geeignete Aufnahmetaschen 43 (nur exemplarisch beziffert) in Gestalt von Materialausnehmungen ausgespart sind, in welche hinein ein Gestellteil 44 (siehe auch 3) der jeweiligen Zentriereinrichtung 36 bzw. 37 angeordnet werden kann.
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Gemäß der Darstellung der 3 ist beispielhaft eine erste Ausführungsform einer Zentriervorrichtung 36 bzw. 37 der Sicherungsmittel 35 gezeigt und beispielhaft anhand der vorderen Zentriervorrichtung 36 erläutert.
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Die Zentriervorrichtung 36 ist in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber ihrem Anknüpfungspunkt an dem Viersattelpressenwerkzeug 1, also hier gegenüber dem Halteringteil 20, nicht in ihrer Höhe verstellbar. Vielmehr verlagert sich die Zentriervorrichtung 36 sogleich mit einer Bewegung des Halteringteils 20, wodurch sich der Aufbau der Zentriervorrichtung 36 wesentlich vereinfacht.
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Die Zentriervorrichtung 36 zeichnet sich insbesondere durch ein an das Halteringteil 20 montierbare bzw. demontierbare Gestellteil 44 aus, welches beispielsweise aus einer Schweißkonstruktion hergestellt ist.
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An dieses Gestellteil 44 kann eine Zentrierrollenaufnahme 44A mittels seitlicher Laschen 44B (hier nur exemplarisch beziffert) nicht näher gezeigten am Halteringteil 20 vorgesehenen Aufnahmen eingehängt und zusätzlich durch vorzugsweise zwei Schrauben (nicht eingezeichnet) fest an das Halteringteil 20 verschraubt werden. Ein Vorteil dieser Art der Befestigung liegt in ihrer Wartungsfreundlichkeit. So müssen zum Austausch eines Zentrierrollenelements 41 nur die Schrauben gelöst werden. Bei Variation eines Blockdurchmessers des zu schmiedenden Werkstücks sollte die Zentrierung an die jeweilige Anfangshöhe angepasst werden. Dies geschieht durch einfachen Austausch des Zentrierrollenelements 41. In die Zentrierrollenaufnahme 44A werden acht Fixierbuchsen 44C (je Seite vier Fixierbuchsen) eingesetzt, welche eine präzise Fixierung von Lageroberteilen 44D (nur exemplarisch beziffert) sicherstellen sollen.
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Das Zentrierrollenelement 41, welches für die Sicherung und Führung des Werkstücks zuständig ist, ist konkav ausgebildet und weist an seinen beiden Enden einen Absatz 41A (nur exemplarisch beziffert) auf, welcher als Gegenlaufelement für Gleitringelemente 44E der Zentrierrollenaufnahme 44A dienen. Des Weiteren sind seitlich an Stirnflächen 41B des Zentrierrollenelements 41 noch Dichtungsnuten 41C (nur exemplarisch beziffert) eingedreht, welche Dichtringe 41D aufnehmen, um die Lagerstellen vor anfallendem Schmutz und Zunder zu schützen. Kopfseitig sind die Lagerstellen noch durch eingesetzte Deckelteile 44F geschützt.
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Die Hauptaufgabe des Halteringteils 20 liegt in der Zentrierung der vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 auf eine gemeinsame Linie bzw. auf die Mittenpressenachse 28 hin, um auch eine Relativbewegung der Schmiedesättel 29, also der eigentlichen Werkzeuge, gegenüber dem zu schmiedenden Werkstück zu verhindern. Ohne diesem Halteringteil 20 wären die von dem Unter- bzw. Obersattelteil 4 bzw. 6 angesteuerten Pressenstößelteile 10, 11, 12 bzw. 13 frei beweglich in dem Viersattelpressenwerkzeug 1 angeordnet, wodurch keine gleichmäßige Bewegung der vier Pressenstößelteile 10, 11, 12 und 13 zueinander zustande kommen würde. Das Viersattelpressenwerkzeug 1 wäre unter diesen Umständen nicht funktionstüchtig. Das Halteringteil 20 bringt jedoch auch noch andere Vorteile gegenüber bisherigen Viersattelpressenwerkzeugen mit sich. So schützt es beispielsweise Gleitflächen von Unter- und Obersattelteil 4 und 6, besonders jedoch die des Untersattelteils 4 vor der direkten Hitze des zu schmiedenden Werkstücks, wie auch vor herabfallendem Zunder.
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An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die erläuterten Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw. erzielen zu können.
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Es versteht sich, dass es sich bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel lediglich um eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Viersattelpressenwerkzeugs handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Viersattelpressenwerkzeug
- 2
- Schmiedepresse
- 3
- Freiformschmiedepresse
- 4
- Untersattelteil
- 5
- Pressentisch
- 6
- Obersattelteil
- 7
- Laufholmteil
- 8
- Vorwärtsbewegung
- 9
- Rückwärtsbewegung
- 10
- erstes Pressenstößelteil
- 11
- zweites Pressenstößelteil
- 12
- drittes Pressenstößelteil
- 13
- viertes Pressenstößelteil
- 14
- erste obere 45°-Schräge
- 15
- zweite obere 45°-Schräge
- 16
- erste untere 45°-Schräge
- 17
- zweite untere 45°-Schräge
- 20
- Halteringteil
- 21
- erstes Trageelement
- 22
- zweites Trageelement
- 23
- erstes Keilelement
- 24
- zweites Keilelement
- 25
- Führungsanordnungen
- 26
- Halte- und Führungsbuchsen
- 27
- freie Enden
- 28
- Mittenpressenachse
- 29
- Schmiedesättel
- 30
- Klemmleistenelementen
- 33
- Gleitplattenelemente
- 35
- Sicherungsmittel
- 36
- vordere Zentriereinrichtung
- 37
- hintere Zentriereinrichtung
- 38
- Schmiederaum
- 39
- vorderer Zwischenraum
- 40
- hinterer Zwischenraum
- 41
- Zentrierrollenelement
- 41A
- Absatz
- 41B
- Stirnflächen
- 41C
- Dichtungsnuten
- 41D
- Metalldichtringe
- 42
- Rotationsachse
- 43
- Aufnahmetaschen
- 44
- Gestellteil
- 44A
- Zentrierrollenaufnahme
- 44B
- Laschen
- 44C
- Fixierbuchsen
- 44D
- Lageroberteile
- 44E
- Gleitringelemente
- 44F
- Deckelteile
- S
- Schmiederichtung
