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Die
Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für eine
Büchsenaufweitvorrichtung für gelochte Büchsenrohlinge.
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Stand der Technik
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Aus
der
WO 2009/146715
A1 ist eine Büchsenaufweitvorrichtung vorbekannt,
bei welcher ein gelochter Büchsenrohling über
einen innen durch ein Kühlmittel kühlbaren Schmiededorn
aufstülpbar und auf Auflagerollen aufsetzbar und durch
mindestens ein seitlich angeordnetes, intermittierend motorisch, zum
Beispiel hydraulisch, antreibbares Umformwerkzeug nach intermittierendem
Drehen des Büch senrohlings um seine Längsachse
an seiner Außenseite abschnittsweise verformbar ist und
sich dabei innen an dem Schmiededorn abstützt. Mit der
vorbekannten Büchsenaufweitvorrichtung lassen sich zum
Beispiel Büchsenrohlinge mit Stückgewichten von
vielen hundert Tonnen, zum Beispiel zwischen 200 und 600 Tonnen,
vorzugsweise etwa 400 Tonnen, einem Durchmesser von 3000 bis 10000
mm, vorzugsweise 8000 mm, und Gesamthöhen von einem bis
neun Metern, vorzugsweise drei bis sechs Metern Gesamthöhe
durch abschnittsweises Umformen an der Außenseite bearbeiten
und Schmieden. Hierbei wird der Büchsenrohling über
den Schmiededorn mittels eines Krans auf Auflagerollen aufgesetzt.
Nach dem Schließen des Gegenhalters wird dann mit dem partiellen
Schmieden begonnen. Nach jedem Hub schieben Zentrierrollen den Büchsenrohling
etwas vom Schmiededorn weg und drehen den Büchsenrohling um
ein geringes Winkelmaß in seiner Längsachse weiter,
bevor der nächste Schmiedehub ausgeführt wird.
Der Dorn wird um den gleichen Winkel gedreht. Hierzu können
Lasermeßsysteme die Zentrierrollen in die richtige Arbeitsposition
bewegen. Der taktweise Wechsel beim Schmieden und damit das partielle Schmieden
soll sehr schnell, zum Beispiel zwischen 30 und 90 Hüben,
vorzugsweise zwischen 40 und 60 Hüben pro Minute, erfolgen.
Auch lassen sich konische Rohlinge zu zylindrischen Büchsen
weiten und dabei die Höhe der Büchse auch vergrößern.
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Bekannt
ist es auch, große Ringwalzwerke einzusetzen. Die Investitionskosten
hierfür sind sehr hoch. Bei relativ geringen Stückzahlen
rechnen sich oftmals die Investitionskosten für derartige
Ringwalzwerke nicht. Die Büchse kann nicht gelängt
werden. Das Gefüge ist innen in der Mitte nicht akzeptabel.
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Aus
der
DE 31 26 120 A1 ist
ein Drehtisch-Manipulator an Ringschmiedepressen mit einer horizontalen
Schmiedepresse mit Schmiededorn vorbekannt, um Ringe oder Büchsen
herstellen zu können. Über die Presse selbst erfolgen
keine näheren Angaben.
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Die
EP 0 524 815 A zeigt
eine Vorrichtung, die in eine vertikale Presse eingesetzt werden
kann. Die hydraulische Energie wird auf die horizontalen Zylinder
der Vorrichtung umgeleitet, um dann die Büchse aufzuweiten.
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Die
DE 24 20 921 A1 ist
nicht geeignet, partiell zu schmieden, um den Schmiedegrad des Gefüges
zu beeinflussen, Konizitäten zu beseitigen und die Büchse
zu profilieren.
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Aus
der
DE 24 34 587 A1 ist
eine Maschine zum Aufweiten geschmiedeter Ringrohlinge vorbekannt.
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Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung
für eine Büchsenaufweitvorrichtung zu schaffen,
die ein sehr genaues Positionieren des jeweiligen gelochten Büchsenrohlings
und damit ein genaues und flexibles Umformen/Schmieden des Büchsenrohlings
ermöglicht.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird durch jeden der nebengeordneten Schutzansprüche
1 bis 4 gelöst.
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Einige Vorteile
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Eine
erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung ist unabhängig
von der eigentlichen Büchsenaufweitvorrichtung bzw. Schmiedepresse
und damit flexibel zu handhaben. Die Beschickungsvorrichtung nimmt
das Gewicht des Büchsenrohlings auf, transportiert ihn
in die Schmiedepresse und aus dieser hinaus und weist auch Lagerböcke
mit vorzugsweise drei beabstandeten, in vertikaler Richtung in entgegengesetzten
Richtungen motorisch hubbewegliche und motorisch drehbare Auflagevorrichtungen
auf. Die Bewegung und damit Ansteuerung dieser Auflage vorrichtungen
ist in eine CNC-Steuerung ebenso wie sämtliche Antriebe
des Umformwerkzeuges oder der Umformwerkzeuge und der Beschickungsvorrichtung
einbezogen, so dass ein programmiertes, sehr genaues Arbeiten möglich
ist. Durch die vorzugsweise drei beabstandeten Auflagevorrichtungen
lässt sich durch die CNC-Steuerung eine sehr genaue Einjustierung
des Büchsenrohlings, im Bedarfsfalle nach jedem Schmiedehub,
erzielen, so dass mit großer Genauigkeit in Umfangs- und/oder Längsachsrichtung
des Schmiedehubes ein genaues Schmieden mit engen Toleranzen möglich
ist.
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Ähnliches
gilt auch für den Lösungsweg nach Schutzanspruch
2, wobei die Auflagevorrichtung durch ein Druckmittel, insbesondere
durch ein hydraulisches Druckmedium, antreibbare Zylinder und Kolben
einer Kolben-Zylinder-Arbeit darstellen, die unabhängig
voneinander, im Bedarfsfalle aber auch synchron gleichzeitig, CNC-gesteuert,
hubbeweglich sind.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn bei der grundsätzlichen Lösung
wie sie auch in Schutzanspruch 3 beschrieben ist, die Auflagevorrichtungen und
deren motorische Antriebe drehbeweglich antreibbar sind. Auf diese
Weise lässt sich der Büchsenrohling durch die
Auflagevorrichtung um ein bestimmtes Winkelmaß in seiner
Umfangsrichtung drehen. Die Auflagevorrichtungen können
dann abgesenkt werden, so dass der Büchsenrohling auf entsprechenden
Lagervorsprüngen, Wänden oder dergleichen zur
Auflage kommt. Die Auflagevorrichtungen können dann um
einen gewissen Winkelbetrag zurückgedreht werden, werden
dann ausgefahren, um den Büchsenrohling anzuheben, so dass
nach dem nächsten Schmiedevorgang abermals der Büchsenrohling
im Bedarfsfalle um ein gewisses Winkelmaß weitergedreht
werden kann und so fort.
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Schutzanspruch
4 beschreibt Exzenterantriebe für die Auflagevorrichtungen
bei grundsätzlich gleichem Lösungsvorgang.
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Weitere erfinderische Ausgestaltungen
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Weitere
erfinderische Ausgestaltungen sind in den Schutzansprüchen
5 bis 16 beschrieben.
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Die
Beschickungsvorrichtung nach Schutzanspruch 5 ermöglicht
eine stabile, aber genaue Ausrichtung des Büchsenrohlings.
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Bei
der Ausführungsform nach Schutzanspruch 6 sind beiderseits
einer der hubbeweglichen Auflagevorrichtungen leistenartige und
parallel zueinander angeordnete Laufauflagewände vorgesehen,
während zwei weitere in Eckpunkten eines Dreiecks angeordnete
Lagerböcke neben leistenförmigen Auflagewänden
angeordnet sind. Diese Auflagewände dienen zur Aufnahme
des Büchsenrohlings nach dem Absenken der Auflagevorrichtung,
um zum Beispiel die Auflagevorrichtungen um ein gewisses Winkelmaß zurückzudrehen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn gemäß Schutzanspruch
7 die Peripherie des Büchsenrohlings durch mindestens zwei
Lasermessvorrichtungen vermessen wird, um den Büchsenrohling
genau auf den Auflagevorrichtungen auszurichten, insbesondere seine
senkrechte Lage genau zu bestimmen, damit ein möglichst
genaues Schmieden in der gewünschten Art und Weise möglich
ist. Die Messwerte werden als Signale in eine CNC-Steuerung elektrisch
einbezogen und die Antriebe der Auflagevorrichtungen entsprechend
angesteuert. Die Messwerte können aber auch zum Ansteuern
des Schmiedewerkzeuges oder der Schmiedewerkzeuge herangezogen werden,
damit zum Beispiel unterschiedlich dicke Wandbereiche entsprechend öfter
oder mit entsprechend größerer Energie verformt
werden.
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Weiterhin
ist besonders vorteilhaft eine Ausführungsform gemäß Schutzanspruch
8. Die Beschickungsvorrichtung ist hier als Wagen ausgebildet und läuft
auf Rädern oder Rollen, die zwangsgeführt, insbesondere
auf Schienen, verfahrbar angeordnet sein können. Dadurch
lassen sich die Büchsenrohlinge entsprechend leicht in
die Schmiedevorrichtung einfahren, aber auch aus dieser wieder entfernen,
um sie zum Beispiel einem Ofen zuzuführen, in dem sie nach
einer gewissen Schmiedezeit weiter erhitzt werden.
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Gemäß Schutzanspruch
9 sind die Lasermessvorrichtungen um einen spitzen Winkel, vorzugsweise
um einen Winkel von 90 Grad über den Umfang des Büchsenrohlings
verteilt angeordnet und nehmen in vertikaler Richtung Messwerte
am Büchsenrohling auf, die an die CNC-Steuerung weitergeleitet
werden. Dies ermöglicht eine genaue vertikale Ausrichtung
des Büchsenrohlings auf den Auflagevorrichtungen.
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Bei
der Ausführungsform nach Schutzanspruch 10 wird der Schmiededorn über
einen Kran in die Lochung des Büchsenrohlings eingesetzt
und auch wieder aus dieser herausgezogen und wegtransportiert. Beim
Einsetzen wird der Schmiededorn über hydraulische Einführzylinder
nach unten auf ein Lager aufgesetzt und zentriert.
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Vorteilhafterweise
liegen die Mittelpunkte der Auflagevorrichtungen in den Eckpunkten
eines gleichschenkligen Dreiecks – Schutzanspruch 11, während
die Mittelpunkte der Hubzylinder der Auflagevorrichtungen bei der
Ausführungsform nach Schutzanspruch 12 in den Eckpunkten
eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
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Weiterhin
ist es besonders vorteilhaft, dass bei der Ausführungsform
nach Schutzanspruch 13 die Hubzylinder der Auflagevorrichtungen
so durch die CNC-Steuerung gesteuert werden, dass sie entsprechend
dem Wachstum des Durchmessers des Büchsenrohlings motorisch
ihre horizontale Position anpassen, damit der Büchsenrohling
stets sicher und zuverlässig gestützt wird und
seine passgenaue vertikale Position beibehält.
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Gemäß Schutzanspruch
14 arbeiten die Auflagevorrichtungen, insbesondere drei Auflagevorrichtungen
mit ihren Auflageflächen oder Auflagepunkten als ein translatorisches
Hubbalkensystem, bei dem der Hub stufenlos über die CNC-Steuerung
vorwählbar ist. Die entsprechenden Signale können
in der Software der CNC-Steuerung abgelegt sein.
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Weiterhin
ist es besonders vorteilhaft, dass gemäß Schutzanspruch
15 die Auflageflächen oder Auflagepunkte der Auflagevorrichtung
beim Schmieden horizontal freibeweglich sind, um nach jedem Schmiedehub
den Büchsenrohling automatisch in die richtige Position
zurückzuführen. Die hierzu erforderliche Ansteuerung
der Antriebe der Auflagevorrichtungen kann durch die CNC-Steuerung
vorgenommen werden.
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Bei
der Ausführungsform gemäß Schutzanspruch
16 wird durch das Ausrichtnivellieren der Hubzylinder die Stirnflächenposition
des Schmiederohlings erfasst.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – beispielsweise
veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Büchsenaufweitvorrichtung gemäß der Erfindung
in perspektivischer Ansicht unter einem spitzen Blickwinkel;
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2 die
aus 1 ersichtliche Aufweitvorrichtung aus einem anderen
Blickwinkel;
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3 ebenfalls
die aus den 1 und 2 ersichtliche
Aufweitvorrichtung, abermals unter einem anderen Blickwinkel;
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4 eine
Beschickungsvorrichtung mit einem darauf angeordnetem Büchsenrohling
mit Schmiededorn und CNC-Steuerungsmitteln, in perspektivischer
Darstellung;
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5 eine
Beschickungsvorrichtung, in perspektivischer Darstellung, ohne Schmiededorn
und ohne Büchsenrohling;
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6 eine
Draufsicht zu 5;
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7 die
Beschickungsvorrichtung aus 4, teils
in der Seitenansicht, teils im Längsschnitt;
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8 die
Beschickungsvorrichtung mit Schmiededorn und Teilen der Aufweitvorrichtung, teils
im Schnitt;
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9 eine
Einzelheit aus einer Beschickungsvorrichtung, teils im Schnitt und
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10 eine
teilweise Draufsicht zu 9.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf eine als Schmiedepresse
ausgebildete Büchsenaufweitvorrichtung dargestellt, die
das Bezugszeichen 1 trägt.
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Der
Büchsenaufweitvorrichtung 1 kann mittels einer
insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten wagenartigen
Beschickungsvorrichtung ein Büchsenrohling 3 zugeführt,
aber auch aus der Büchsenaufweitvorrichtung 1 wieder
abtransportiert werden.
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Der
Büchsenrohling 3 kann zum Beispiel aus Stahl bestehen
und wird in Schmiedehitze von bei Stahl über 1200 Grad
C° der Büchsenaufweitvorrichtung 1 zugeführt
und verbleibt in der Büchsenaufweitvorrichtung 1 eine
gewisse Zeit, zum Beispiel ein bis zwei Stunden und wird dann wieder
durch die Beschickungsvorrichtungsvorrichtung 2 weggefördert,
zum Beispiel zu einem Ofen gebracht, wo er erneut auf Schmiedetemperatur
erhitzt wird. In anderen Ofen können andere Büchsenrohlinge 3 in
der Zwischenzeit aufgeheizt werden, die abwechselnd derselben Büchsenaufweitvorrichtung 1 oder
einer Mehrzahl oder Vielzahl von Büchsenaufweitvorrichtungen 1, die
in derselben Halle oder in anderen Hallen neben- und/oder hintereinander
angeordnet sind, mittels wagenartiger Beschickungsvorrichtungen 2 zugeführt werden.
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Deshalb
können nicht nur eine, sondern auch mehrere wagenartige
Beschickungsvorrichtungen 2 für ein und dieselbe
Büchsenaufweitvorrichtung 1 oder für
mehrere Büchsenaufweitvorrichtungen 1 vorgesehen
sein (nicht dargestellt).
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Der
Büchsenrohling 3 ist bei der dargestellten Ausführungsform
innen und außen zylindrisch oder konisch abgesetzt oder
profiliert ausgebildet, besitzt somit innen eine ihn durchdringende,
in der Zeichnung idealisiert gezeichnete Lochung 4, die auch
von der zylindrischen Form im Ausgangsstadium mehr oder weniger
stark abweichen kann und in die ein Schmiededorn 5 von
oben mittels eines nicht dargestellten Krans oder sonstigen Manipulators, einsetzbar
ist, der oben und unten durch entsprechende Lager 6 und 7 oder
Gegenhalter arretiert und zentriert gehalten ist. Der Schmiededorn 5 weist
einen ihn durchsetzenden Längskanal 8 auf, durch
den Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser, durch
eine nicht dargestellte Pumpe hindurchgefördert wird.
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Bei 9 ist
ein Schmiedesattel dargestellt, der über geeignete, zum
Beispiel hydraulisch betätigte Antriebe 10 und 11 in
Richtung X, Y, also auf die Peripherie des Büchsenrohlings 3,
angetrieben wird und diesen entsprechend verformt. In der Zeichnung
ist lediglich ein als Schmiedesattel 9 ausgebildetes Schmiedewerkzeug
oder Umformwerkzeug dargestellt. Es können aber auch mehrere
derartige Schmiedewerkzeuge 9 über- und/oder in
Umfangsrichtung des Büchsenrohlings 3 nebeneinander
angeordnet sein, die gemeinsam oder abwechselnd intermittierend
von den Antrieben 10 und 11 angetrieben werden
und den Büchsenrohling 3 entsprechend verformen
und schmieden. Sowohl der Büchsenrohling 3 als
auch vorzugsweise der Schmiededorn 5 sind um ihre Längsachse
im Bedarfsfalle drehbar und auch in Richtung X bzw. Y verstellbar
und in der Längsachse arretierbar angeordnet.
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Die
Antriebe 10 und 11 können als Hydraulikantriebe
ausgebildet sein, die abwechselnd beidseitig durch ein geeignetes
Druckmedium, insbesondere durch ein hydraulisches Druckmedium, gesteuert antreibbar
sind.
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Mit 12 ist
ein Rahmen oder ein Fundament für die als Schmiedepresse
ausgebildete Büchsenaufweitvorrichtung bezeichnet, der
fest auf einem geeigneten weiteren Fundament, zum Beispiel aus Schwingbeton,
Beton oder dergleichen, ruht (nicht dargestellt).
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Die
wagenartige Beschickungsvorrichtung 2 weist mehrere oder
eine Vielzahl von Rädern oder Rollen 13 auf, von
denen auf beiden Seiten der Beschickungsvorrichtung mehrere Radsätze
in Richtung X bzw. Y mit Abstand mit ihren Achsen hintereinander
angeordnet sind, so dass die wagenartige Beschickungsvorrichtung 2 große
Büchsenrohlinge von zum Beispiel 200 bis 800 Tonnen, vorzugsweise
200 bis 600 Tonnen Ausgangsgewicht, im schmiedewarmen Zustand tragen
und fördern kann. Die Radsätze oder Räder 13 können
auf Schienen, die im nicht dargestellten Fabrikhallenboden oder
auf Profilträgern verlegt sind, zwangsgeführt
angeordnet sein (gleichfalls nicht dargestellt).
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Wie
aus der Zeichnung, insbesondere aus den 4, 5, 6 sowie 7 und 8 ersichtlich
ist, besteht die wagenförmige Bestückungsvorrichtung 2 aus
einem rahmenartigen Untergestell 14, dem symmetrisch zu
seiner in Richtung X bzw. Y gerichteten Längsachse 15 parallel
zueinander verlaufende als Werkstückaufnahme ausgebildete
Auflagewände 16 und 17 zugeordnet sind,
die mit der nach außen gekehrten Stirnseite 18 der
waagenartigen Beschickungsvorrichtung 2 enden und mit dieser fluchten
können.
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An
diese Auflagewände 16 und 17 schließen sich
abgesetzte, ebenfalls als Werkstückaufnahmen ausgebildete
Auflagewände 21 bzw. 22 an, deren nach
oben gekehrte Oberflächen ebenfalls in einer gleichen horizontalen
Ebene liegen, wobei die Längsachsen 19, 20 dieser
Auflagewände 21 und 22 jeweils einen
spitzen Winkel α bzw. β mit der Längsachse 15 der
waagenartigen Beschickungsvorrichtung 2 bilden. Die nach
oben gekehrten Stirnseiten der als Auflagekonstruktion ausgebildeten
Auflagewände 21 und 22 liegen in der
gleichen horizontalen Ebene und können in der gleichen
horizontalen Ebene wie die oberen Stirnseiten der Auflagewände 16 und 17 angeordnet
sein.
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Zwischen
den als Werkstückaufnahme dienenden Auflagewänden 16 und 17 ist
eine Schienenführung 23, 24 angeordnet,
die zur Längs- und Zwangsführung einer Auflagevorrichtung 25 dient, die
durch einen motorischen Antrieb 26 in Richtung der Längsachse 15 der
wagenförmigen Beschickungsvorrichtung 2 verstellbar
und arretierbar angeordnet ist. Dieser motorische Antrieb 26 ist
vorliegend als Werkstückpositionier- und Linearzylinder
ausgebildet und besteht aus einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren
Kolben abwechselnd beidseitig durch ein geeignetes Druckmittel,
zum Beispiel hydraulisch, von einer Hydraulikquelle (nicht dargestellt)
gesteuert beaufschlagbar ist.
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Der
Auflagevorrichtung 25 ist ebenfalls eine Kolben-Zylinder-Einheit
zugeordnet, die in vertikaler Richtung, mithin in entgegengesetzten
Richtungen hubbeweglich und in der jeweils gewünschten
Hubstellung auch arretierbar ist. Diese Kolben-Zylinder-Einheit
wird ebenfalls durch ein geeignetes Druckmittel, insbesondere mittels
Hydraulikflüssigkeit abwechselnd beidseitig beaufschlagt.
Das Druckmittel wird von einer ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelquelle
herbeigefördert, zum Beispiel von einem Pumpenaggregat
(gleichfalls nicht dargestellt). Die Energiezufuhr erfolgt über
eine nicht dargestellte Energieschleppkette.
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Des
weiteren ist die Auflagevorrichtung 25 mit einem motorischen
Dreh- oder Schwenkantrieb 27 versehen, der mit einem Dreh-
und Aufnahmeschlitten 28 verbunden ist und bei einem Exzenterantrieb 29 über
ein Gelenk 30 mit einem Exzenterhebel 31 gelenkbeweglich
gekuppelt ist.
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Bei 32 ist
ein motorischer Antrieb für die wagenförmige Beschickungsvorrichtung 2 vorgesehen, der
vorliegend ebenfalls als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist,
dessen Kolben abwechselnd beidseitig durch geeignetes Druckmittel,
vornehmlich durch Hydraulikdruck, von einer geeigneten Druckmittelquelle
zu beaufschlagen ist, um die Beschickungsvorrichtung 2 in
Richtung X bzw. Y zu verfahren und in der jeweils gewünschten
Stellung auch zu arretieren.
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Statt
einer Kolben-Zylinder-Einheit für den motorischen Antrieb 32 können
auch andere geeignete motorische Antriebe, zum Beispiel ein geeigneter
Linearmotor, ein Spindeltrieb oder dergleichen, in Betracht kommen.
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Wie
besonders deutlich aus 5 hervorgeht, ist zwischen Rahmenteilen
des rahmenartigen Untergestells 14 und den Auflagewänden 21 und 22 symmetrisch
auf beiden Seiten der Längsachse 15 je eine weitere
Auflagevorrichtung 33 bzw. 34 angeordnet, die
z. B. identisch wie die Auflagevorrichtung 25 ausgebildet
ist. Jeder dieser Auflagevorrichtungen 33 und 34 ist
ebenso wie der Auflagevorrichtung 25 jeweils ein motorischer
Antrieb 35 bzw. 36 zugeordnet, die vorliegend
ebenfalls als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sind, die ebenso
wie der Dreh- und Schwenkantrieb 26 durch Druckmitteldruck,
insbesondere durch ein hydraulisches Medium, abwechselnd beidseitig
zu beaufschlagen sind, um über jeweils einen Exzenterantrieb 37 bzw. 38 mit
Exzenterhebeln 39 bzw. 40 und Gelenke 41 bzw. 42 die
Auflagevorrichtung 33 oder 34 um deren Längsachse über ein
ebenso wie die Auflagevorrichtung 25 über einen gewissen
Winkelbereich drehanzutreiben und in der gewünschten Dreh-
bzw. Schwenkstellung auch zu arretieren. Auch die Auflagevorrichtungen 33 und 34 besitzen
wiederum Kolben-Zylinder-Einheiten, die abwechselnd beidseitig durch
Druckmitteldruck, insbesondere hydraulisch von einer geeigneten
Druckmittelquelle wie die Auflagevorrichtung 25 zu beaufschlagen
sind. In der jeweils gewünschten Höhenstellung
können alle Aufla gevorrichtungen 25, 33, 34, sehr
feinfühlig eingestellt und arretiert werden, was auch für
ihren Drehantrieb über die jeweiligen Exzenterantriebe
gilt.
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Die
Auflagevorrichtungen 33 und 34 sind wie die Auflagevorrichtung 25 jeweils
an einem Dreh- und Aufnahmeschlitten 54 bzw. 55 angeordnet
und über je einen motorischen Antrieb 43 bzw. 44 jeweils
linearverstellbar und in der jeweils gewünschten Stellung auch
einstellbar. Die motorischen Antriebe 43 und 44 sind
ebenso wie der motorische Antrieb 26 als Werkstückpositionierzylinder
ausgebildet, wobei den motorischen Antrieben jeweils Kolben zugeordnet
sind, die abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere
Hydraulikdruck, zu beaufschlagen sind, um die Schlitten zu verschieben
und in der jeweils gewünschten Stellung zu arretieren.
Diese Einstellarbeiten sind feinfühlig vornehmbar.
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Anhand
der 9 und 10 ist der Aufbau der Auflagevorrichtung 25 mit
ihrem motorischen Antrieb 27 nochmals genauer dargestellt
und wird anschließend auch genauer beschrieben. Der Aufbau der
anderen motorischen Antriebe für die Auflagevorrichtungen 33 und 34 ist
entsprechend ausgebildet und funktioniert in der gleichen Art und
Weise wie für die Auflagevorrichtung 25 und deren
motorischer Antrieb.
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Wie
insbesondere aus 10 zu erkennen ist, ist der
als Werkstückpositionier- und Drehzylinder ausgebildete
motorische Antrieb 27 mit einem Wegmeßsystem 45 versehen über
den sich der Verstellweg der Kolbenstange bzw. des Zylinders und
dadurch indirekt auch der Verstellwinkel, der in 10 maximal
zu beiden Seiten der Längsachse des Dreh- und Aufnahmeschlittens 28 mit
45° angegeben ist, bestimmen lässt.
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Auch
der motorische Antrieb 26, der als Werkstückpositionier-
und Linearzylinder ausgebildet ist, weist ein derartiges Wegmeßsystem 46 auf, über das
sich der Verstellweg des Dreh- und Aufnahmeschlittens 28 messen
und bestimmen lässt. Der jeweiligen Auflagevorrichtung,
genauer, der als Wagenaufnahme- und Justierzylinder ausgebildeten Kolben-Zylinder-Einheit,
ist ein Exzenter 47 zugeordnet, dem der Exzenterhebel 31 zugeordnet
ist, der über das Gelenk 30 und den motorischen
Antrieb 27 jeweils in Richtung A bzw. B geschwenkt wird,
wodurch sich die Verschwenkung des Wagenaufnahme- und Justierzylinders
um maximal 45° zu beiden Seiten der Längsachse 48 ergibt.
Wie erwähnt, sind die beiden anderen Auflagevorrichtungen 33 und 34 konstruktiv
in gleicher Weise ausgebildet, besitzen also die gleichen Exzenterantriebe,
Kolben-Zylinder-Einheiten, motorischen Antriebe und Wegmeßsysteme, wie
die Wegmeßsysteme 45 und 46.
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Wie
aus 4 hervorgeht, ist der Büchsenaufweitvorrichtung
eine CNC-Steuerung 49 zugeordnet, der Schaltschränke 50 mit
Ventilbatterien 51 zugeordnet sind, die die jeweiligen
Steuerelemente und elektronischen Bauteile aufweisen.
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Des
weiteren sind der Büchsenaufweitvorrichtung bei der dargestellten
Ausführungsform zwei in Umfangsrichtung des Büchsenrohlings 3 um
90° Grad versetzte Lasermeßsysteme 52 und 53 zugeordnet,
die über elektrische, lediglich angedeutete Leitungen mit
den Schaltschränken und damit mit der CNC-Steuerung verbunden
sind. Alle motorischen Antriebe, mithin auch die motorischen Antriebe
der Auflagevorrichtungen 25, 33, 34,
der Meßsysteme und die Lasermeßsysteme 52, 53 und
die Antriebe 10 und 11 sind in die CNC-Steuerung
einbezogen, so dass sich eine Programmsteuerung des gesamten Bewegungsablaufes
einschließlich des Umform- bzw. Schmiedevorganges erzielen
lässt. Die Laser sind Scanlaser, die die gesamte Büchsenkontur
erfassen können. In der Zeichnung sind nur zwei um 90° zueinander
versetzte Scanlaser dargestellt. Weitere Scanlaser zur Lage-, Profil-,
Ovalität- und Wanddickenmessung sind nicht dargestellt.
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Beispiel für eine Ausführungsform:
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- Fertige Schmiedebüchse: Außendurchmesser
3000 bis 8000 Millimeter
- Innendurchmesser: 2600 bis 8300 Millimeter
- Höhe: 2000 bis 6000 Millimeter
- Beladungsgewicht der Umform- bzw. Schmiedevorrichtung 1:
100 bis 800 Tonnen, zum Beispiel 100 bis 400 Tonnen
- Umform- bzw. Schmiedegeschwindigkeit der Umformwerkzeuge: z.
B. 30–150 mm/sek.
- Schmiedefrequenz: alle 2 bis 6 Grad
- Wiederaufheizungszyklen: ein- bis sechsmal des Büchsenrohlings 3
- Antriebsenergie: z. B. etwa 8000–20000 kW
- Höhe der gesamten Umformmaschine: ca. 16200 Millimeter
- In Anspruch genommene Fläche: ca. 25000 × 75000 Millimeter
- Gewicht der Maschine für einen 450 Tonnen-Büchsenrohling 3:
etwa 3000 Tonnen Antriebsmedium für die Motoren des Schmiedesattels
und der Auflagevorrichtung bzw. Verstellzylinder: Wasser-Öl-Emulsion
(Hydraulikflüssigkeit)
- Zeit für einen Schmiedehub: 2 bis 20 Sekunden
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Beispielsweise Verfahrensweise:
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Entnahme
eines auf Schmiedetemperatur erhitzten Büchsenrohlings 3 aus
Stahl bzw. Stahllegierung mit über 1250 Grad Celsius.
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Ablegen
des erhitzten Büchsenrohlings 3 auf die wagenartige
Beschickungsvorrichtung 1.
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Ein
Kran setzt den Schmiededorn 5 in den Büchsenrohling 3 ein,
worauf der Schmiededorn 5 arretiert wird.
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Die
Lasermeßsysteme nehmen die Position des Büchsenrohlings 3 auf
und korrigieren ihn durch entsprechende Ansteuerung der motorischen
Antriebe der Auflagevorrichtungen 25, 33, 34 und/oder
des Antriebs der wagenförmigen Beschickungsvorrichtung 2.
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Nach
einer gewissen Zeit wird die Verriegelung des Schmiededorns 5 entfernt,
der Schmiededorn 5 durch einen Kran herausgehoben und der noch
nicht vollständig umgeformte Büchsenrohling 3 in
einem Ofen wieder auf Schmiedetemperatur erhitzt, während
ein zuvor erhitzter Büchsenrohling 3 auf einer
bereitgestellten Beschickungsvorrichtung 1 geladen wird.
Parallel können mehrere Büchsenaufweitvorrichtungen 1 im
Einsatz sein, die mit zahlreichen Öfen zusammenarbeiten.
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Der
Druck in der Wasser-Öl-Emulsion für den Antrieb
des Umformwerkzeuges kann 250 bar bis 650 bar betragen.
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Die
in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen
sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl
einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung
der Erfindung wesentlich sein.
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Literaturverzeichnis
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- 1
- Büchsenaufweitvorrichtung
- 2
- Beschickungsvorrichtung
- 3
- Büchsenrohling
- 4
- Lochung
- 5
- Schmiededorn
- 6
- Lager
- 7
- Lager
- 8
- Längskanal
- 9
- Schmiedesattel,
Umformwerkzeug
- 10
- Antriebe
- 11
- Antriebe
- 12
- Rahmen
- 13
- Räder,
Radsätze
- 14
- Untergestell,
rahmenartiges
- 15
- Längsachse
- 16
- Auflagewand,
Auflagekonstruktion
- 17
- Auflagewand,
Auflagekonstruktion
- 18
- Stirnseite
- 19
- Längsachse
- 20
- Längsachse
- 21
- Auflagewand,
Auflagekonstruktion
- 22
- Auflagewand,
Auflagekonstruktion
- 23
- Schienenführung
- 24
- Schienenführung
- 25
- Auflagevorrichtung
- 26
- Antrieb,
motorischer
- 27
- Dreh-
oder Schwenkantrieb
- 28
- Dreh-
und Aufnahmeschlitten
- 29
- Exzenterantrieb
- 30
- Gelenk
- 31
- Exzenterhebel
- 32
- Antrieb,
motorischer
- 33
- Auflagevorrichtung
- 34
- Auflagevorrichtung
- 35
- Antrieb,
motorischer
- 36
- Antrieb,
motorischer
- 37
- Exzenterantrieb
- 38
- Exzenterantrieb
- 39
- Exzenterhebel
- 40
- Exzenterhebel
- 41
- Gelenk
- 42
- Gelenk
- 43
- Antrieb,
motorischer
- 44
- Antrieb,
motorischer
- 45
- Wegemeßsystem
- 46
- Wegemeßsystem
- 47
- Exzenter
- 48
- Längsachse
- 49
- CNC-Steuerung
- 50
- Schaltschrank
- 51
- Ventilbatterie
- 52
- Lasermeßsystem
- 53
- Lasermeßsystem
- 54
- Dreh-
und Aufnahmeschlitten
- 55
- Dreh-
und Aufnahmeschlitten
- X
- Verfahrrichtung
bzw. Verstellrichtung
- Y
- Verfahrrichtung
bzw. Verstellrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2009/146715
A1 [0002]
- - DE 3126120 A1 [0004]
- - EP 0524815 A [0005]
- - DE 2420921 A1 [0006]
- - DE 2434587 A1 [0007]