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Werkzeug für Schmiedemaschine Zueatzanmeldung zur Patentanmeldung
P 1953123 0 8 Die Hauptanmeldung bezieht sich auf Werkzeuge für Schmier demaschinen,
die zum Schmieden von stangenförmigen, metalli= schen Werkstücken mit vorzugsweise
quadratischen, rechteckigen und runden Querschnitten eingesetzt werden0 Derartige
Werk= zeuge bestehen vorzugsweise aus vier, das Werkstück umgebende und den- ierkstückquerschnitt
durch seitlichen Druck reduzie= rende Preßbacken, wobei die Preßbacken mehrere auf
ihren Stirn= flächen vorspringende, quer zur Werkstücklängsachse verlaufende Preßflächen
aufweisen, die an einer Seite in entsprechende Aus= nehmungen einer jeweils benachbarten
Preßbacke kämmend eingrei fen. Mit den Werkzeugen nach der Hauptanmeldung können
in vorteilhafter Weise Werkstücke mit gegebenem maximalen Anstrichs quersennitt
und vierkantiger, polygoner oder runder Querschnitts form in einem oder in mehreren
Schmiededurchgängen zu Vierkant oder Rundstangen mit fast beliebig kleinem Endquerschnitt
redu= ziert werden, ohne daß ein zwischenzeitlicher Werkzeugwechsel erforderlich
wird. Wegen des gegenseitigen Ineinanderkämmens der Preßbacken wird beim Schmieden
eines Werkstückes mit bei= spielsweise vierkantigem Anstich- Zwischen- oder/und
Endquerß schnitt das Hereinkriechen von Werkstoff in die Spalten zwischen
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für Schmiedemaschine Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 19531230 8 besagten Preßbacken
verhindert.
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Die Preßbacken nach dem in der Hauptanmeldung enthaltenem Erfindungsgut
sind allerdings kompliziert und aufwendig, Der Zusatzanmeldung liegt in erster Linie
die Aufgabe -zu= grunde, besagte Werkzeuge für Schmiedemaschinen zu vereinfachen,
ohne daß beim Schmieden eines Werkstückes mit beispielsweise quqdratischem oder
rechteckigem Querschnitt dessen werkstoff in die Spalten zwischen den Preßbacken
kriechen und dadurch am Werkstück unerwünschter Grat entstehen kann0 Desweiteren
sQll ein Werkzeug geschaffen werden, mit dem beispielsweise Strangußknüppel in nur
einem Schmiededurchgang in erheblichem Maße verformt werden können, so daß die -vorver=
dichteten Knüppel anschlieBend in einem Walzwerk weiterverar= beitet werden können,
ohne daß die sonst übliche Ausschußquote anfällt, Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die unvermeidbaren Spalten zwischen den Preßbacken auch im Bereich
der Einlauf schrägen am Werkzeug möglichst klein gehalten werden und beim Schmieden
eines Werkstückes mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt außerdem ein an
sich bekanntes Arbeits= verfahren angewandt wird, wenn der Verformungsgrad zwischen
Eingangs- und Fertigquerschnitt eine durch Erfahrung bestimm= bare, hauptsächlich
werkstoffabhängige Größe überschreitet.
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Das Arbeitsverfahren besteht darin, daß ein Schmiedestück mit beispielsweise
quadratischem Eingangsquerschnitt nicht in
Werkzeug für Schmiedemaschine
Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 1953123 8 direktem Wege, in einem oder mehreren
Schmiededurchgängen, zu der gewunschten Stange mit kleinerem quadratischen oder
recht= eckigen Querschnitt umgeformt wird, sondern immer erst eine Zwischenform
mit achtkantigem oder polygonem bis runden Querschnitt geschmiedet wird und erst
im letzten Schmiededurchgang die gewünschte Eniquerschnittsform erzielt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der zur Werke stücklängsachse
parallele Preßflächenteil der Preßbacken so lang ausgebildet1 daß dadurch während
des Schmiededurchganges ein Richteffekt ausgeübt wird, der das fertiggeschmiedete
Werk.
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stückende schon weitgehend gerade gerichtet und unverdrallt aus dem
Werkzeug austreten läßt.
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Schließlich wird durch Hintereinanderschalten von zwei Werk= zeugen
in einer Schmiedemaschine, unter Anwendung der vorbesag= ten erfinderischen Lösungen,
das Schmieden von Stranggußknüppeln mit quadratischen Eingangs- und Fertigquerschnitten
ermöglicht0 In den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 in
einem ersten Ausführungsbeispiel die Anordnung und Ausbildung der Preßbacken eines
Einfach-Werkzeuges beim Schmieden eines Werkstückes mit quadratischem Fertigquerschnitt;
in einem Schnitt nach der Linie I-I der Fig, 2 Fig. 2 drei der insgesamt vier Preßbacken
des Einfach-Werkzeuges; in Richtung des Pfeiles X der Fig. 1 gesehen,
Werkzeug
für Schmiedemaschine Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 1953123 o 8 Figo 3 in
der Reihenfolge von liliks nach rechts, einen quadratischen Anstichquerschnitt a,
einen achtkantigen Zwischenquerschnitt b ;tmd einen quadratischen Fertig= querschnitt
c eines SchmiedestückesO Figo 4 in einem zweiten Ausführungsbeispiel die Anordnung
der vier Preßbacken der ersten Stufe eines Doppel-werkzeu= ges beim Schmieden eines
achtkantigen'Zwischenquer= schnittes aus einem quadratischen Anstichquerschnitt;
in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig.6 Fig. 5 die Anordnung der vier Preßbacken
der zweiten Stufe eines Doppel-Werkzeuges beim Schmieden eines quadra= tischen Fertigquerscimittes
aus einem achtkantigen Zwischenquerschnitt; in einem Schnitt nach Linie III-III
der Fig.6 Fig. 6 die schematische Ausbildung des Doppel-suerkzeuges nach Fig. 4
und 5 ; in einem Schnitt nach den Linien IV-IV und V-V besagter Figuren.
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Das Werkzeug nach Figo 1 und 2 besteht aus den vier Preßbacken 1
bis 49 die symmetrisch um die Längsachse des zu schmiedenden Werkstückes 5 angeordnet
sind0 Die Preßbacken 1 bis 4 werden von einer hier nicht dargestellten Schmiedemaschine
in einer synchronen Hin- und Herbewegung angetrieben. Die Preß- und Zustellbewegung
besagter Preßbacken erfolgt dabei vorzugsweise in Richtung der Pfeile 6. Das Werkstück
5 mit der Singangs dicke d1 und beispielsweise rundem Eingangsquerschitt wird
erkzeug
für Schmiedemaschine Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 1953123 8 beim Schmieden
in Richtung des Pfeiles 7 vorgeschoben und dabei in einem Schmiededurchgang zu einer
beispielsweise die Dicke d2 aufweisende Stange mit quadratischem Querschnitt umgeformt0
Die Preßbacken 1 bis 4 weisen auf der Eingangs- und Abgangs seite unter dem Winkel
vC zur Schmiedäängsachse geneigte Ein= lauf schrägen 8 und 9 auf. Das Werkstück
5 kann also bei einem erwünschten zweiten Schmiededurchgang auch in Richtung entgegen
dem Pfeil 7 geschoben werden und dabei , nach entspre2 chender Zustellung der Preßbacken
1 bis 4, weiterverformt werden0 Der Einlaufwinkel wird vorzugsweise mit etwa 1o
bis 15 Grad ausgeführt, entsprechend dem Reibungswinkel zwischen Werkstück und Werkzeug,
so daß Kräfte in Richtung der Schmiedelängsachse vermieden werden0 Zwischen den
Einlauf schrägen 8 und 9 verblei= ben gerade, parallel zur Schmiedelängsachse verlaufende
Preß= flächenteile 1o , die die Länge b haben, Die Länge b der Preß= flachenteile
1o muß größer sein als der jeweilige Vorschub des Werkstückes 5, damit eine glatte
Werkstücksoberfläche erzielt wird. Die Länge b wird aus später.erläuterten Gründen
jedoch in bevorzugtem Maße wesentlich größer ausgeführt0 Der Vorschub beim Schmieden
hat die Größe e 0 Bei jedem Hub der Preßbacken 1 bis 4 wird das Werkstück 5 um diese
Größe e vorge= schoben. Dabei ergibt sich am Umfang des Werkstückes 5 jeweils eine
kommaförmige Dickenabnahme 11 . Zur Klarstellung sei her= vorgehoben, daß die maximale
Vorschubgröße eine Funktion des Preßbackenhubes h und des Einlaufwinkels o( ist,
während die
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P 1953123 0 8 maximale Dickenabnahme dl - d2 des derkstückquerschnittes von der
Länge a der Einlauf schräge 8 bzw 9 und der Größe des Ein= laufwinkels zu abhängt
Um zu vermeiden, daß beim Schmieden Werkstoff des Xerkstückes 5 in die Spalten c
zwischen den Preßbacken 1 bis 4 kriechen kann und dadurch am fertigen derk= stücksteil
d2 unerwünschter Grat entsteht, werden die Spaltenc möglichst eng gehalten ; jedoch
nicht so eng, daß die Preßbacken 1 bis 4 aneinander reiben oder Störungen durch
anfallenden Zun= der auftreten können. Um demwentsprechend die Spaltbreite c auf
der ganzen Preßbackenlänge 1 gleich halten zu können, wer= den an je einer Seitenfläche
der einzelnen Preßbacken 1 bis 4 zwickelförmige Ansätze 12 vorgesehen, die in ihrer
Neigung dem Einlaufwinkel oC angepaßt sind0 Da der Werkstoff beim Schmieden eines
wUerkstückes 5 mit beispiels weise quadratischem Eingangs- und Fertigquerschnitt
im Bereich der Einlauf schrägen 8 bzw. 9 der Preßbacken 1 bis 4 infolge fast vollkommener
Ausfüllung des dort gebildeten Einlauftrich= ters nur in Richtung der Werkstückslängsachse
fließen kann und ein Fließen quer dazu durch die umgebenden Preßbacken ver= hindert
wird, treten besonders starke Zwangskräfte auf, die besagten Werkstoff in die Spalten
c drücken wollen, Da weiterhin infolge hoher Wärmebelastung der Verschleiß der Preßbackenkanten
13 begünstigt wird und nach und nach durch Verschleiß eine Abrundung der Kanten
13 erfolgt, ist ein grat freies Schmieden nur durch enge Bemessung der Spalten c
auf die
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P 1953123 0 8 Dauer nicht zu erzielen. Hierzu ist es erforderlich, daß außerdem
die im Bereich der Verformzone, d.h. hauptsächlich im Bereich der Einlauf schrägen
8 bzw. 91auf die Spalten c respektive Preßbackenkanten 13 wirkenden verschleißfördernden
Zwangskräfte beseitigt oder zumindestens möglichst klein ge= halten werden0 Dieses
kann man erreichen, indem man auf direktes Herunter schmieden eines Werkstückes
5 mit quadratischem Eingangsquers schnitt auf einen kleineren quadratischen Fertigquerschnitt
verzichtet. Wird beispielsweise ein runder Eingangsquersdinitt zu einem quadratischen
Fertigquerschnitt umgeformt, so werden, wie aus Fige 1 und 2 ersichtlich, die Preßkanten
13 im Bereich der Einlauf schrägen 8 bzw0 9 kaum belastet, da hier bei Ver= formungsbeginn
noch kein Werkstoff des Werkstückes 5 anliegt, Zweckmäßigerweise wird folgedessen
zur Herstellung von Werk= stücken mit quadratischen und auch rechteckigen Fertigquer=
schnitten ein Arbeitsverfahren angewandt, bei dem das Werk= stück 5, das einen quadratischen,
polygonen oder bereits run= den Eingangsquerschnitt dl haben kann, in einem oder
mehreren Schmiededurchgängen über runde oder polygone Zwi schenquerschl3itte soweit
reduziert wird, bis in einem letzten Schmiededurchgang der zuvor geschmiedete Zwischenquerschnitt
in den gewünschten quadratischen oder rechteckigen Fertigquerschnitt umgeformt werden
kann. Werkstücke mit rundem Querschnitt können mit vor= geschilderten Einfach-Werkzeugen
hergestellt werden, indem das
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zur Patentanmeldung P 1953123 0 8 Werkstück beim Vorschub auch um seine Längsachse
gedreht wird0 Wie Fig, 3 a bis t zeigt, kann auch ein Arbeitsverfahren zweckmäßig
sein, bei dem das Werkstück, das beispielsweise einen quadratischen Eingangsquerschnitt
dl hat, durch Abschmieden der vier Ecken zu einer achtkantigen Stange und nach anschließendem
Drehen dieser Stange um 45 Grad um ihre Längsachse, zu einem Werkstück mit quadratischem
oder auch rechteckigem Fertigquer= schnitt d2 umgeformt wird. Einige verformungsempfindliche
Werk= stoffe vertragen dieses letzterwähnte Schmiedeverfahren aller= dings nicht.
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Wie Fig0 1 zeigt, kann man die Hubbewegung der Preßbacken 1 bis 4
in Richtung der Pfeile 6 in die Komponenten 14 und 15 zerlegen, Dabei stellen die
Komponenten 14 die für die Ver= formung nutzbare Hubgröße h in Richtung auf die
Xuerschnittsmitte des werkstückes 5 zu dar, während die um 9o Grad verdreht dazu
wirkenden Komponenten 15 gleicher Größe eine Bewegung entlang des Querschnittumfanges
des Werkstückes 5 ausführen und letzteres durch dabei zwischen Werkstück und Preßbacken
auftretende Reibt kräfte zu verdrehen suchen. Ein Verdrallen des geschmiedeten Werkstückes
zu einem korkenzieherännlichem Gebilde wird erfin= dungsgemäß durch die hinter den
Einlauf schrägen 8 bzw. 9 als lange Richtstrecken ausgebildeten Preßflächenteile
1o verhindert.
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Die Länge b der Preßflächenteile 1o wird vorzugsweise mindestens o,75
bis 1,5 mal der Dicke d2 des Werkstückes 5 ausgeführt, damit nicht nur der vorbeschriebenen
Verdralltendenz entgegengewirkt,
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der die Geradheit des Werkstückes 5 beeinflußt, erzielt wird.
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In weiterer Ausgestaltung des Arbeitsverfahrens nach Bigo 3 a bis
c wird in Fig. 4 bis 6 schematisch ein Doppel-Werkzeug gezeigt, mit dem das Reduzieren
eines Werkstückes mit quadrats schem Eingangsquerschnitt von der Dicke dl über einen
achtkan= tigen Zwischenquerschnitt, auf einen quadratischen Endquerschnitt von der
Dicke d2 in einem Schmiededurchgang möglich ist.
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Ein derartiges Doppel-Vuerkzeug kann beispielsweise vorteilhaft zum
Reduzierschmieden von Strangußknüppeln eingesetzt werden Die vier Preßbacken 16
bis 19 der ersten Stufe sind als Zusatz werkzeug anzusehen und sind mit den vier
Preßbacken 20 bis 23 der zweiten Stufe paarweise auf den Werkzeugaufnahmen 24 einer
Schmiedemaschine befestigt. Die Preßbacken 16 bis 23 werden in ähnlicher Weise wie
beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 durch eine nicht dargestellte
Schmiedemaschine in einer zueinander synchronen Preßbewegung in Richtung der Pfeile
6 angetrieben. Die Vorschubbewegung der zu schmiedenden Werkstücke erfolgt in Richtung
des Pfeiles 7 0 An den Preß= backen 16 bis 23 sind nur einseitige Einlauf schrägen
25 und 26 vorgesehen, da es in diesem Fall als Einweg- und Sinzweck- Werkw zeug
zur Raduzierung von Stranggußknüppeln gedacht ist0 Andere Anwendungsgebiete dieses
Werkzeuges sind Jedoch denkbar.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß auch
mit relativ einfachen Werkzeugen, insbesondere wie in Fig01
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sowohl stangenförmige Werkstücke mit rundem als auch mit gratfreien quadratischen
und rechteckigen Fertig= querschnitten verschiedenster Abmessungen hergestellt werden
können, ohne daß beim Schmieden ein zwischenzeitlicher Werkzeug= wechsel erforderlich
wird. Durch die seitlichen, zwickelför= migen Ansätze im Bereich der Einlauf schrägen
der einzelnen Preß= backen wird das Eindringen von gratbildendem Werkstoff des Werkz
stückes in die zwischen den Preßbacken nach dieser Erfindung un= vermeidbaren Spalten
stark erschwert und in Vereinigung mit dem gleichzeitig angewandten Arbeitsverfahren,
bei dem ein vierkan= tiger Eingangsquerschnitt vor dem Schmieden eines gewünschten
quadratischen oder rechteckigen Fertigquerschnittes erst durch Brechen der Kanten
zu einem achtkantigen oder polygonen bis run= den Zwischenquerschnitt umgeformt
wird, verhin;dert. ESaVerd-raLen des Werkstückes um seine Längsachse durch Schmiedekräfte
wird erfin= dungsgemäß durch entsprechend lange Richtflächen an den Preßbak= ken
verhindert, die mit ihrem Richteffekt gleichzeitig die Ge radheit des geschmiedeten
Werkstückes vorteilhaft beeinflussen0 Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in
dem Doppel-Werkzeug nach Figo 4 bis 6 zu sehen, mit dem beispielsweise Stranggußknüppel
in einer Hitze und in einem Schmiededurchgang in erhebt lichem Maße vorverformt
werden können, so daß sie anschließend ohne Schwierigkeiten, z.B0 durch Walzen,
weiterverarbeitet wer.
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den können. Direktes Walzen von porösen Stranggußknüppeln be = inhaltet
bekanntlich die Gefahr einer hohen Ausschußproduktion0 insgesamt 1o Blatt Beschreibung