DE19523280A1 - Schmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken - Google Patents
Schmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen WerkstückenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiedemaschine zum In
nenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere zum
Ausformen von Rohrabschnitten unterschiedlicher Innendurch
messer, mit einem Schmiedekasten zur Aufnahme der Schmiede
werkzeuge, einem Spannkopf und einem Gegenhalter zur Werk
stückeinspannung und einem in das Werkstück einführbaren Dorn,
wobei Spannkopf und Gegenhalter in Vorschubrichtung relativ
zueinander und relativ zum Schmiedekasten verfahrbar
angeordnet sind und der Dorn an einer relativ zum
Schmiedekasten schiebeverstellbaren Dornstange sitzt.
Beim Schmieden von Schußwaffenläufen oder anderen Innenpro
filen rohrförmiger Werkstücke wird das Werkstück zwischen
Spannkopf einerseits und Gegenhalter anderseits eingespannt,
um die schmiedebedingte Längung des Werkstückes beeinflussen
und die Profilgebung verbessern zu können. Durch die Werk
stückverspannung und die damit erreichbare Hemmung der Schmie
delängung wird die Tiefenwirkung jedes Schmiedeschlages ver
größert und eine exakte Ausformung der Innenprofile gewähr
leistet. Allerdings ist beim Schmieden von Innenabsätzen da
rauf zu achten, daß die Verspannkräfte nicht nur wie beim
Schmieden von absatzlosen Innenprofilen einen Materialfluß
allein in Vorschubrichtung erlauben, sondern auch eine Mate
rialflußumkehr ermöglichen, um beim fortschreitenden Schmieden
die durch das Aufhämmern des Werkstückes auf den absatzbil
denden Dorn entstehende Absatzschulter nicht anschließend wie
der durch ein Wegdrücken des Materials zu beschädigen und
unsaubere, treppenartige Absätze zu erzeugen.
Eine solche Schmiedemaschine ist beispielsweise aus der DE-
C 35 15 759 bekannt, welche Schmiedemaschine neben der erfor
derlichen Drehbewegung des Werkstückes für das Schmieden die
zum Innenprofilieren und Absatzschmieden notwendigen Verschie
bevorgänge von Spannkopf und Gegenhalter bzw. von Spannhülse
und Dornstange einwandfrei durchzuführen erlaubt und sich da
mit auch gut auf die Herstellung verschiedener Werkstücke ein
stellen läßt. Allerdings ist hier die Dornstange am Maschinen
bett abgestützt und für die einzelnen Schiebe- und Verstell
vorgänge sind fünf Stelltriebe im Einsatz, und zwar ein
Stelltrieb für den Spannkopfvorschub, ein Stelltrieb für die
Gegenhalterbewegung, ein Stelltrieb für die Dornstangenver
schiebung, ein Stelltrieb für den Dornvorschub und schließlich
ein Stelltrieb für die Spannhülse des Spannkopfes zur Mate
rialflußumkehr. Es kommt zu einer recht großen Baulänge der
Schmiedemaschine und die fünf Antriebe bringen einen beträcht
lichen Bauaufwand mit sich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel
zu beseitigen und eine Schmiedemaschine der eingangs geschil
derten Art zu schaffen, die bei verhältnismäßig aufwandsarmer
und platzsparender Bauweise ein einwandfreies Innenprofilieren
von rohrförmigen Werkstücken gewährleistet und sich zur Aus
formung der verschiedensten Innenprofile bestens eignet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Dornstange
am Spannkopf oder am Gegenhalter abgestützt und zwischen
Dornstange und Spannkopf oder Gegenhalter zur Relativverschie
bung der Dornstange ein Stelltrieb eingesetzt ist, wobei vor
zugsweise zum Verfahren und Verstellen von Spannkopf, Gegen
halter und Dornstange und zum Aufbringen der Spannkräfte für
die Werkstückeinspannung drei, vorzugsweise hydraulische,
Stelltriebe vorgesehen sind, von denen sich zusätzlich zu dem
einen zwischen Dornstange und Spannkopf oder Gegenhalter ein
gesetzten Stelltrieb einer zwischen Spannkopf und Maschinen
bett und einer zwischen Gegenhalter und Maschinenbett oder
Spannkopf abstützen, und die Stelltriebe über eine numerische
Steuerung hinsichtlich Stellposition, Stellgeschwindigkeit und
Stellkraft in Abhängigkeit von der Abmessung und Schmiedelän
gung des jeweiligen Werkstückes ansteuerbar sind.
Durch die einfache Maßnahme, die Dornstange statt am Maschi
nenbett am Spannkopf oder am Gegenhalter abzustützen, kann
die Baulänge der gesamten Schmiedemaschine wesentlich verkürzt
und der Konstruktionsaufwand entsprechend verringert werden,
wobei nun für die Stellbewegungen der Dornstange der zugehö
rige Stelltrieb lediglich die sich ergebenden Relativbewegun
gen der Dornstange gegenüber dem Spannkopf bzw. Gegenhalter
vornehmen muß und darüber hinaus die Spannkopf- und Gegenhal
terbewegungen auch zur Dornstangenverstellung genutzt werden
können. Stützt sich die Dornstange am Gegenhalter ab, wird
die Schmiederichtung umgekehrt und durch das Zurückfahren des
Spannkopfes ergibt sich eine Art ziehendes Schmieden, das
manchmal günstigere Schmiedeergebnisse liefert. Außerdem läßt
sich so der Spannkopf konstruktiv einfacher bauen und funk
tionell entlasten, was die Raum- und Arbeitsaufteilung und
-nutzung zu verbessern hilft.
Durch die besondere Anordnung der Stelltriebe und ihre Kombi
nation mit einer numerischen Steuerung ergibt sich ein neues
Maschinenkonzept, bei dem drei Stelltriebe genügen, um die
zur Durchführung der Schmiedearbeiten erforderlichen Relativ
bewegungen zwischen den einzelnen Maschinenteilen vornehmen
und aufeinander abstimmen zu können. Die Schmiedemaschine läßt
sich damit im Aufbau wesentlich vereinfachen, wozu noch eine
optimale Anpaßbarkeit und Einstellbarkeit der Bewegungsabläufe
an die unterschiedlichsten Schmiede- und Profilierungsvorgänge
kommen. Die Steuerung braucht dabei prinzipiell nur für zwei
Stellbewegungen die Geschwindigkeit und Position vorzugeben,
wodurch sich die dritte Bewegung auf Grund der Abmessungen
und Schmiedelängung des Werkstückes bestimmt und durch den
Kraftschluß des zugehörigen Stelltriebes über die regelbare
Stellkraft ausgeführt wird. So können die zum Schmieden von
Innenprofilen nötigen Stellbewegungen des Dornes genau so wie
die Vorschubbewegungen des eingespannten Werkstückes und die
für die jeweilige Materialflußrichtung bestimmenden Stellkräf
te von Spannkopf und Gegenhalter einwandfrei und exakt ange
steuert werden. Da es auf die Relativbewegungen ankommt, kann
der Stelltrieb für den Gegenhalter direkt am Maschinenbett
oder an einem maschinenfesten Widerlager, aber auch am Spann
kopf selbst angreifen und selbstverständlich ist der Schmiede
kasten als Stelltriebansatz gleichwertig wie das Maschinen
bett. Zusätzlich zu den Stell- und Verschiebebewegungen müssen
die beim Schmieden erforderlichen Drehbewegungen aufgebracht
werden, wozu beispielsweise Drehantriebe für die Spannhülse
des Spannkopfes und/oder den Gegenhalter dienen, welche Dreh
antriebe aber unabhängig vom neuen Maschinenkonzept einsetzbar
sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch
veranschaulicht, und zwar zeigen
Fig. 1 bis 4 eine erfindungsgemäße Schmiedemaschine in teilge
schnittener Seitenansicht beim Innenprofilieren eines
Werkstückes in verschiedenen Arbeitsstellungen,
Fig. 5 diese Schmiedemaschine beim Innenprofilieren eines an
deren Werkstückes in einer mit Fig. 4 vergleichbaren
Arbeitsstellung,
Fig. 6 ein etwas geändertes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Schmiedemaschine ebenfalls in teilge
schnittener Seitenansicht und
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel in ähnlicher Seitenan
sicht.
Eine Schmiedemaschine 1 zum Innenprofilieren rohrförmiger
Werkstücke W umfaßt einen Schmiedekasten 2 mit hin- und her
gehend antreibbaren Schmiedewerkzeugen 3 und ein sich beid
seits des Schmiedekastens 2 in Vorschubrichtung erstreckendes
Maschinenbett 4, auf dem einerseits ein Spannkopf 5 und an
derseits ein Gegenhalter 6 verschiebbar geführt sind. Der
Spannkopf 5 weist eine über einen Drehantrieb 7 drehbar, aber
axial unverschiebbar gelagerte Spannhülse 8 auf, die zum Ein
spannen eines Werkstückes W mit einer ebenfalls drehbar gela
gerten Stützhülse 9 des Gegenhalters zusammenwirkt. Spannkopf
seitig ist in das Werkstück W bis in den Bereich des Schmie
dekastens 2 ein abgesetzter Dorn 10 einführbar, der auf einer
im Spannkopf 5 schiebeverstellbar angeordneten, die Spannhülse
8 durchsetzenden Dornstange 11 sitzt.
Zum Verfahren und Verstellen von Spannkopf 5, Gegenhalter 6
und Dornstange 11 und zum Aufbringen der Spannkräfte für die
Werkstückeinspannung gibt es drei hydraulische Stelltriebe 12,
13, 14, von denen der Stelltrieb 12 zwischen Spannkopf 5 und
Maschinenbett 4, der Stelltrieb 13 zwischen Gegenhalter 6 und
Maschinenbett 4 sowie der Stelltrieb 14 zwischen Spannkopf 5
und Dornstange 8 abgestützt sind. Eine numerische Steuerung
15, die mit Weggebern 16, 17, 18 zum Einlesen der jeweiligen
Stellpositionen der Stelltriebe 12, 13, 14 und mit Druckgebern
19, 20 zum Einlesen der über die Stelltriebe 12, 13 aufge
brachten Stellkräfte zusammenwirkt, steuert in die an die nur
angedeuteten Zu- und Ableitungen P, T angeschlossenen, zu den
Stelltrieben führenden Hydraulikleitungen 21, 22 eingebundene
Steuerventile 23, 24, 25 an und überwacht damit die Stelltrie
be 12, 13, 14 hinsichtlich ihrer Stellpositionen, Stellge
schwindigkeiten und Stellkräfte, wobei jeweils die Abmessungen
und Schmiedelängungen des Werkstückes W berücksichtigt werden.
So lassen sich die erforderlichen Stellbewegungen und Ein
spannverhältnisse zur Innenprofilierung von Werkstücken auf
einander abstimmen und exakt durchführen.
Wie in den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht, wird beispielsweise
zum Profilieren eines Innenabsatzes das zwischen der Spann
hülse 8 und der Stützhülse 9 eingespannte Werkstück W vorerst
über den vorderen Teil 101 des abgesetzten Dornes 10 abge
schmiedet, wozu der Stelltrieb 14 den Dorn 10 über die Dorn
stange 11 mit diesem Teil 101 zwischen die Hämmer 3 vorbewegt
und hier stillhält (Fig. 1), während relativ dazu der Spann
kopf 5 durch den Stelltrieb 12 in Vorschubrichtung weiterbe
wegt wird. Durch die entsprechende Rückbewegung des Gegenhal
ters 6 über den Stelltrieb 13 wird das Werkstück W mit der für
die erzielbare Tiefenwirkung gewünschten Spannkraft festge
spannt, wobei die über den Stelltrieb 13 bestimmte Stellkraft
geringer ist als die über den Stelltrieb 12 aufgebrachte Vor
schubkraft, so daß es zum erforderlichen Materialfluß in Vor
schubrichtung kommt (Fig. 2).
Zum Absatzschmieden wird das Werkstück W auf einen Dornabsatz
102 aufgeschmiedet, wozu der Dorn 10 mit gleicher Vorschubge
schwindigkeit wie der Spannkopf 5 vorwärtsfährt. Dazu bleibt
der Stelltrieb 14 in Halteposition und der Stelltrieb 12 sorgt
damit für den gleichen Vorschub von Spannkopf 5 und Dornstange
11 bzw. Dorn 10 (Fig. 3).
Nach dem Absatzschmieden wird das Werkstück W auf dem hinteren
Dornabsatz 103 geschmiedet, wozu der Stelltrieb 14 die Dorn
stange 11 mit dem Dorn 10 entsprechend weit in den Schmiede
kasten 2 vorbewegt hat und hier ortsfest hält, während rela
tiv dazu der Stelltrieb 12 den Spannkopf 5 in Vorschubrich
tung weiterbewegt. Dabei werden, um die für eine exakte Ab
satzschmiedung erforderliche Materialflußumkehr zu erreichen,
während oder zumindest nach dem Aufschmieden des Werkstückes
auf den Dornabsatz 102 der Stelltrieb 13 und der Stelltrieb
12 über die numerische Steuerung 15 so angesteuert, daß nun
beim Werkstückvorschub die Stellkraft des Gegenhalters 6 die
Vorschubkraft des Spannkopfes 5 übersteigt und sich die
Schmiedelängung gegen die Vorschubrichtung auswirkt (Fig. 4).
In Fig. 5 ist das Innenprofilieren eines rohrförmigen Werk
stückes W veranschaulicht, das durch zwei innere Absätze einen
mittleren Rohrabschnitt mit größerem Innendurchmesser als die
beiden Endabschnitte aufweist. Dazu wird nach dem Schmieden
des ersten Absatzes, das ähnlich wie oben geschildert erfolgt,
die Dornstange 11 über den Stelltrieb 14 zurückgezogen, bis
wieder der vordere Dornteil 101 zwischen den Hämmern 3 zu lie
gen kommt, wobei diese Bewegung relativ zur Spannkopfbewegung
erfolgt, und auch hier läßt sich durch geeignete Ansteuerung
der Stelltriebe 12, 13 die Materialflußrichtung beim Schmie
den vorgeben bzw. ändern.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Schmiedema
schine 1 mit einem Gegenhalter 26 ausgestattet, der ebenfalls
gegenüber dem Maschinenbett 4 verfahrbar angeordnet ist, dem
allerdings ein Stelltrieb 27 zugehört, der sich zwischen Ge
genhalter 26 und Spannkopf 28 abstützt. Die Antriebsverbin
dung 29 zwischen Spannkopf 28 und Gegenhalter 26 wird durch
den Schmiedekasten 2 geführt und beim Ansteuern des Stelltrie
bes 27 braucht lediglich die erforderliche Relativbewegung
zwischen Gegenhalter 26 und Spannkopf 28 berücksichtigt zu
werden, die dem für die Vorschubbewegung des Spannkopfes 28
sorgenden Stelltrieb 12 überlagert wird. Grundsätzlich bleiben
dadurch aber die Bewegungsabläufe und Steuerungsverhältnisse
unverändert.
Bei der in Fig. 7 veranschaulichten Schmiedemaschine 1 ist
die Dornstange 30 am Gegenhalter 31 abgestützt, wobei ein
Stelltrieb 32 für die Relativbewegung zwischen Dornstange 30
und Gegenhalter 31 sorgt. Der Stelltrieb 27 für die Gegenhal
terbewegung greift ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
6 über Antriebsverbindungen 29 am Spannkopf 28 an, der seiner
seits über den Stelltrieb 12 bewegt wird. Die Dornstange 30
durchsetzt eine Gegenhalterhülse 33 und ragt in das Werkstück
W vor, so daß der endseitig an der Dornstange vorgesehene Dorn
10 wiederum im Schmiedebereich gehalten wird, wobei allerdings
die dornabhängige Schmiederichtung vom Gegenhalter zum Spann
kopf hin verläuft.
Claims (3)
1. Schmiedemaschine (1) zum Innenprofilieren von
rohrförmigen Werkstücken (W), insbesondere zum Ausformen von
Rohrabschnitten unterschiedlicher Innendurchmesser, mit einem
Schmiedekasten (2) zur Aufnahme der Schmiedewerkzeuge (3),
einem Spannkopf (5) und einem Gegenhalter (6) zur Werk
stückeinspannung und einem in das Werkstück (W) einführbaren
Dorn (10), wobei Spannkopf (5) und Gegenhalter (6) in Vor
schubrichtung relativ zueinander und relativ zum maschinen
bettfesten Schmiedekasten (2) verfahrbar angeordnet sind und
der Dorn (10) an einer eine Spannhülse (8) des Spannkopfes
(5) durchragenden, relativ zum Spannkopf (5) und relativ zum
Schmiedekasten (2) schiebeverstellbaren Dornstange (11) sitzt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dornstange (11) am Spannkopf
(5) abgestützt und zwischen Dornstange (11) und Spannkopf (5)
zur Relativverschiebung der Dornstange (11) ein Stelltrieb
(14) eingesetzt ist.
2. Schmiedemaschine (1) zum Innenprofilieren von
rohrförmigen Werkstücken (W), insbesondere zum Ausformen von
Rohrabschnitten unterschiedlicher Innendurchmesser, mit einem
Schmiedekasten (2) zur Aufnahme der Schmiedewerkzeuge (3),
einem Spannkopf (28) und einem Gegenhalter (31) zur Werk
stückeinspannung und einem in das Werkstück (W) einführbaren
Dorn (10), wobei Spannkopf (28) und Gegenhalter (31) in
Vorschubrichtung relativ zueinander und relativ zum maschi
nenbettfesten Schmiedekasten (2) verfahrbar angeordnet sind
und der Dorn (10) an einer relativ zum Schmiedekasten (2)
schiebeverstellbaren Dornstange (30) sitzt, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dornstange (30) eine Gegenhalterhülse (33)
des Gegenhalters (31) durchragt und sich am Gegenhalter (31)
abstützt, wobei zwischen Dornstange (30) und Gegenhalter (31)
zur Relativverschiebung der Dornstange (30) ein Stelltrieb
(32) eingesetzt ist.
3. Schmiedemaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Verfahren und Verstellen von Spannkopf
(5), Gegenhalter (6) und Dornstange (11) und zum Aufbringen
der Spannkräfte für die Werkstückeinspannung drei, vorzugs
weise hydraulische, Stelltriebe (12, 13, 14) vorgesehen sind,
von denen sich zusätzlich zu dem einen zwischen Dornstange
und Spannkopf oder Gegenhalter eingesetzten Stelltrieb (14,
32) einer (12) zwischen Spannkopf (5) und Maschinenbett (4)
und einer (13) zwischen Gegenhalter (6) und Maschinenbett (4)
oder Spannkopf (5) abstützen, und daß die Stelltriebe (12,
13, 14) über eine numerische Steuerung hinsichtlich Stellpo
sition, Stellgeschwindigkeit und Stellkraft in Abhängigkeit
von der Abmessung und Schmiedelängung des jeweiligen Werkstüc
kes ansteuerbar sind.
Priority Applications (1)
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DE1995123280 DE19523280C2 (de) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Schmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken |
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ID=7765341
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