DE1908361A1 - Schmiedemaschine - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. Sauenland ■ Dn.-Ing. R. König Patentanwälte · 4000 Düsseldorf · Cecilienallee 76 -Telefon 43 27 32

Unsere Akte; 24 583 19. Februar 1969

Be/J

Maschinenfabrik Sack G.m.b.H., 4000 Düsseldorf-Rath,

Wahlerstraße 2-8

"Schmiedemaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiedemaschine mit mindestens drei das Werkstück umgebenden, den Werkstückquerschnitt durch seitlichen Druck reduzierenden Schmiedesätteln, von denen jeder einen eigenen Antrieb aufweist, in einem Teil als Führung ausgelegt ist und mit dem Führungsteil ein Winkelstück bildet.

Eine derart beschaffene Schmiedemaschine ist in der älteren Patentanmeldung P 15 52 937.0 der Anmelderin beschrieben. Bei dieser Schmiedemaschine ist jeder Schmiedesattel unmittelbar mit seinem zugehörigen Antrieb beweglich gekuppelt, während der vom Kraftantrieb freie Arm jedes Winkelstücks um einen außerhalb liegenden, zur Schmiedeachse parallelen Zapfen schwenkbar gelagert ist. Jeder Führungsarm liegt mithin unter einem Winkel zum zugehörigen Schmiedesattel, der den von dem senkrecht auf ihm stehenden Antrieb ausgeübten Druck auf das zu schmiedende Werkstück überträgt. Bei vier Schmiedesattein und unter der Voraussetzung, daß Stangenmaterial mit quadratischem Querschnitt hergestellt werden soll, liegen die Führungsarme unter einem Winkel von etwa 45° zur Antriebsrichtung der Schmiedesattel. Bei der vorgeschlagenen Schmiedemaschine können die Schwenkzapfen der Führungsarme quer zur

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Schmiedeachse verstellt werden. Dadurch kann anstelle des quadratischen Materials "beispielsweise auch Rechteckmaterial mit verschiedenen Kantenlängen hergestellt werden. Durch geeignete Wahl der Anzahl und Ausbildung der Schmiedesattel sind ferner sowohl runde als auch andere polygonale Profilquerschnitte herstellbar.

Obwohl die ältere Schmiedemaschine an sich zufriedenstellend arbeitet, hat sich gezeigt, daß sie vergleichsweise großen Raum in Anspruch nimmt und daher verhältnismäßig aufwendig ist. So beträgt beispielsweise das Verhältnis der Seitenlänge des maximalen Werkstück-Anstichquerschnitts zur Seitenlänge des Schmiedemaschinenständers etwa 1:18.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Schmiedemaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleich guter Funktionstüchtigkeit sich durch eine wesentlich gedrängtere Bauweise und auch erheblich einfacheren Aufbau auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Führungsteil jedes Schmiedesattels als geradlinig geführter Stößel ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine außerordentlich kompakte Bauweise. So beträgt bei der erfindungsgemäßen Schmiedemaschine mit geradlinig geführten Stößeln das Verhältnis der Seitenlänge des maximalen Werkstück-Anstichquerschnitts zur Seitenlänge des Schmiedemaschinenständers nur noch etwa 1:9. Das Seitenverhältnis liegt damit um dia Hälfte unter dem vergleichbaren Wert der älteren Schmiedemaschine. Dies bedeutet eine entsprechende Materialersparnis und somit eine erhebliche Herstellungsvereinfachung.

Vorzugsweise wirkt der jeweils einem Schmiedesattel zugeordnete Antrieb in Achsrichtung des Stößels auf diesen ei ■„.,

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Die erzeugte Schmiedekraft wirkt somit umlenkungsfrei, d.h. von vornherein in der Richtung, in der sie gebraucht wird.

Zweckmäßig ist jeder Stößel über in bezug auf die Antrieb srichtung des Schmiedesattels vordere und hintere Führungselemente im Maschinenrahmen verschiebbar gelagert. Dabei sind der Stößel und die vorderen Führungselemente in bezug auf den Angriffspunkt des 'Verformungswiderstandes an dem Schmiedesattel derart angeordnet, daß das sich aus der einen Kraftkomponente des Verformungswiderstandes und dem zugehörigen, dem Abstand zwischen der Wirkungslinie dieser Kraftkomponente und der Mitte des einen, den Druck der Komponente aufnehmenden vorderen Führungseiementes entsprechenden Hebelarm ergebende Drehmoment etwa gleich groß dem sich aus der anderen Kraftkomponente des Verformungswiderstandes und dem zugehörigen, dem Abstand zwischen der Wirkungslinie dieser Kraftkomponente und der Achse des Stößels entsprechenden Hebelarm ergebenden Drehmoment ist. Da sich somit die gegensinnig wirkenden Drehmomente aufheben, kann kein unerwünschtes Kippmoment auf die Stößelführung ausgeübt werden. Infolgedessen wird nur eines der vorderen Führungselemente des Stößels durch die eine Kraftkomponente belastet, während die übrigen Führungselemente weitgehend unbelastet bleiben.

Die Lage der Führungselemente des Stößels ist vorteilhaft verstellbar ausgebildet. Dadurch kann zwischen jeweils einer Druckfläche eines Schmiedesattels und einer Stirnfläche des jeweils benachbarten Schmiedesattels ein gewünsches Mindestspiel eingestellt werden.

Weiterhin hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,

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den Stößel in einem zum Innern der Maschine hin auskragenden Führungsflansch des Maschinenrahmens zu lagern. Dadurch kann in einfacher Weise jeder Führungsflansch an seinem innern Ende durch eine mit einer Öffnung für den Hindurchtritt des Schmiedesattels versehene, kappenartige Schutzhaube abgedeckt werden.

Um auf der erfindungsgemäßen Schmiedemaschine beispielsweise auch Rechteckprofile mit unterschiedlichen Kantenlängen herstellen zu können, sind erfindungsgemäß jeweils zwei benachbarte Schmiedesättel paarweise gemeinsam quer zur Schmiedeachse verstellbar. Eine solche Ver-P stellung wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die jeweils gemeinsam verstellbaren Schmiedesattel mit ihren Stößeln in je einem Teil des aus zwei durch an sich bekannte Verstellelemente, wie beispielsweise Gewindespindeln, gegeneinander verstellbaren Teilen bestehenden Maschinenrahmens gelagert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Schmiedemaschine entlang der Linie

" I-I in Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Die Zeichnung beschränkt sich auf die Wiedergabe der zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teile. Andere Teile, beispielsweise die Mittel zum Vorschieben des Werkstücks und die Versorgungsleitungen der hydraulischen Antriebe sind der besseren Übersicirt wegen fortgelassen.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei der dargestellten Schmiedemaschine handelt es sich um eine Maschine zur Herstellung von Stangenmaterial mit rechteckigem Querschnitt. Die Erläuterung wird jedoch ohne weiteres ergeben, daß durch geeignete Wahl und Anzahl der Schmiedesattel auch andere polygonale Querschnitte herstellbar sind.

Die wiedergegebene Schmiedemaschine hat insgesamt vier Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4, die um jeweils 90° versetzt zueinander angeordnet sind und das zu verformende Werkstück 5 umschließen. Die Schmiedesättel 1, 2, 3 und 4 bilden somit gewissermaßen ein das Werkstück 5 allseitig umschließendes Kaliber. Die Schmiedesattel 1, 2, 3 und 4 sind unter einem Winkel an den inneren Enden von Stößeln 6, 7, 8 und 9 befestigt, die über in bezug auf die Antrieb srichtung der Schmiedesättel vordere und hintere Führungselemente 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 in einem aus zwei Teilen 18 und 19 bestehenden Maschinenrahmen axial verschiebbar geführt sind.

Als Antrieb für die Schmiedesattel 1, 2, 3, und 4 bzw. deren Stößel 6, 7, 8 und 9 dienen hydraulische Zylinder-Kolbenantriebe. In den Zylindern 21, 22 dieser Antriebe sind Differentialkolben 23» 24 axial verschiebbar gelagert. Zur Erzeugung der Antriebskraft für die Stößel werden die Stirnflächen 25, 26 der Kolben 23, 24 mit Druck beaufschlagt, während die Rückzugskraft durch Druckbeaufschlagung der Ringflächen 27, 28 der Kolben 23, 24 erzeugt wird. Die Antriebskolben 23 und 24 sind an ihren inneren Enden über zweiteilig ausgebildete Sch-eiben 29, 31 mit den Stößeln verbunden, während die Zylinder 21, 22 über je eine Traverse 32, 33 und mit entsprechenden Gewindemuttern in den Traversen eingeschraubte Anker 35 an den Maschinenrahmenteilen 18, 19 befestigt sind.

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Zum Schutz der dem Werkstück 5 zugewandten Führungselemente 10, 11, 12 und 13 gegen etwa anfallenden Zunder sind die inneren Enden der Stößel 6, 7, 8 und 9 durch kappenartige Schutzhauben 36, 37» 38 und 39 abgedeckt. In den Abdeckseiten der Schutzhauben 36, 37, 38 und 39 befinden sich Öffnungen 41, 42 für den Durchtritt der Schmiedesattel. Die Schutzhauben 36, 37₅ 38 und 39 umgreifen mit ihren abgewinkelten Seitenflächen jeweils einen der Aufnahme der Stößel 6, 7, 8 und 9 dienenden, zum Inneren der Maschine hin auskragenden Führungsflansch 43, 44, 45 und 46 der Maschinenrahmenhälften und 19. Um eine Übertragung der Schmiedewärme von den sich mit der Zeit aufheizenden Schmiedesätteln 1, 2, 3 und 4 auf die Führungselemente zu vermeiden, sind an den inneren Enden der Stößel 6, 7>. 8 und 9 Querbohrungen 47, 48 angeordnet, die von einem Kühlmittel durchströmt werden.

Da bei der erfindungsgemäßen Schmiedemaschine der auf den jeweiligen Schmiedesattel einwirkende Verformungswiderstand P nicht mit der Richtung der Antriebskraft zusammenfällt, könnten sich vergleichsweise hohe Kräfte auf die Führungselemente übertragen. Bei der dargestellten Schmiedemaschine mit vier Schmiedesattein 1, 2, 3 und 4 ergibt sich zwischen dem Verformungswiderstand P und der Richtung der Antriebskraft ein Winkel ^ von 45°. Die vorbeschriebenen Verhältnisse sind in Fig. 1 am Beispiel des Stößels 8 und des zugehörigen Schmiedesattels 3 dargestellt. Der Verformungwiderstand P wird in die beiden Kraftkomponenten P., Pp zerlegt. Um die entstehenden Kräfte von den Führungselementen 10 bis 17 weitgehend fernzuhalten, ist die Lage der Achse 49 jedes Stößels 6, 7, 8 und 9 und die Länge des vorderen Führungselementes 11, und damit die Lage der Wirkungslinie 51 der

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Komponente P^ so gewählt, daß die sich aus den Kraftkomponenten P^ und Pp sowie den jeweils zugehörigen Hebelarmen 1. und Ip ergebenden gegensinnigen Drehmomente
etwa gleich groß sind, so daß nur das vordere Führungselement 11 durch die Kraft P. belastet wird, während die übrigen Führungselemente im wesentlichen unbelastet bleiben.

Zur Herstellung von Werkstückprofilen mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt müssen jeweils zwei benachbarte Schmiedesättel paarweise gemeinsam quer zur Schmiedeachse verstellt werden. Dies wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die beide Maschinenrahmenteile 18 und 19 miteinander verbindende Verstellspindeln 52 erreicht, die mit Gewinde versehen und durch je eine das
Ende 54 umschließende Mutter 55 und einen das Spindelende 53 umgebenden Lagerdeckel56 in ihrer jeweils eingestellten Lage gegenüber den beiden Maschinenrahmenteilen 18, 19 fixiert sind.

Wird mit hydraulischen Antrieben gearbeitet, so werden
die Arbeitszylinder 21, 22 entweder durch gesonderte Pumpen mit genau dosierten Fördermengen oder durch eine hydraulische Gleichlauf-Steuerung gleichförmig beaufschlagt. Die hydraulischen Antriebe können aber auch
durch mechanische Antriebe ersetzt werden, beispielsweise in Form von Exzentern oder Spindeln.

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Claims (11)

Maschinenfabrik Sack G.m.b.H., 4000 Düsseldorf-Rath, Wahlerstraße 2-8 Patentansprüche;

1. !Schmiedemaschine mit mindestens drei das Werkstück umge- ^*-/benden, den Werkstückquerschnitt durch seitlichen Druck reduzierenden Schmiedesätteln, von denen jeder einen eigenen Antrieb aufweist, in einem Teil als Führung ausgelegt ist und mit dem Führungsteil ein Winkelstück bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil jedes Schmiedesattels (1, 2, 3, 4) als geradlinig geführter Stößel (6, 7, 8, 9) ausgebildet ist.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der jeweils einem Schmiedesattel (1, 2, 3, 4) zugeordnete Antrieb (21, 22) in Achsrichtung des Stößels (6, 7, 8, 9) auf diesen einwirkt.

3.Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, d a durch gekennzeichnet, daß der Stößel (6, 7j 8, 9) über in bezug auf die Antriebsrichtung des Schmiedesattels (1, 2, 3, 4) vordere und hintere Führungselemente (10 bis 17) im Maschinenrahmen (18, 19) verschiebbar gelagert ist.

4. Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Stößel (6, 7, 8, 9) und die vorderen Führungselemente (10,

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11, 12, 13) in bezug auf den Angriffspunkt (50) des Verformungswiderstandes (P) an dem Schmiedesattel (1, 2, 3, 4) derart angeordnet sind, daß das sich aus der einen Kraftkomponente (P^) des Verformungswiderstandes (P) und dem zugehörigen, dem Abstand zwischen der Wirkungslinie dieser Kraftkomponente (P.) und der Mitte des einen, den Druck der Komponente (P.) aufnehmenden vorderen Führungselementes (11) entsprechenden Hebelarm (1.) ergebende Drehmoment etwa gleich groß dem gegensinnigen, sich aus der anderen Kraftkomponente (Pp) des Verformungswiderstandes (P) und dem zugehörigen, dem Abstand zwischen der Wirkungslinie dieser Kraftkomponente (Pp) und der Achse (49) des Stößels (6, 7, 8, 9) entsprechenden Hebelarm (Ip) ergebenden Drehmoment ist.

5. Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Führungselemente (10 bis 17) des Stößels (6, 7, 8,9) einstellbar ist.

6. Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (6, 7, 8, 9) in einem zum Inneren der Maschine hin auskragenden Führungsflansch (43, 44, 45, 46) des Maschinenrahmens (18, 19) gelagert ist.

7. Schmiedemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungsflansch (43, 44, 45j 46) an seinem inneren Ende durch eine mit einer Öffnung (41, 42) versehene, kappenartige Schutzhaube (36, 37, 38, 39) abgedeckt ist.

8. Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stö-

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UDOD I

ßel (6, 7, 8, 9) an seinem der Schutzhaube (36, 37, 38, 39) zugewandten inneren Ende mit von einem Kühlmittel durchströmten Bohrungskanälen (47, 48) versehen ist.

9. Schmiedemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch, gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Schmiedesattel (1, 2; 3, 4) paarweise gemeinsam quer zur Schmiedeachse verstellbar sind.

10. Schmiedemaschine nach Anspruch 9, dadurch g ekennzeichnet , daß die jeweils gemeinsam verstellbaren Schmiedesattel (1, 2; 3, 4) mit ihren Stößeln (6, 7, 8, 9) in je einem T_eil des aus zwei durch an sich bekannte Verstellelemente, beispielsweise Gewindespindeln (52), gegeneinander verstellbaren Teilen (18, 19) bestehenden Maschinenrahmens gelagert sind. -

11. Schmiedemaschine nach Anspruch 10, ;d a d u r c h g ekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (52) an ihren in je einem Maschinenrahmenteil (18, 19) sitzenden Enden· (53> 54) mit gegenläufig ausgebildeten Gewinden versehen sind.

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