DE2030607B2

DE2030607B2 - Vorrichtung zum Streckschmieden

Info

Publication number: DE2030607B2
Application number: DE19702030607
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. 4000 Duesseldorf Kocks
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1970-06-22
Publication date: 1978-06-01
Also published as: GB1353992A; GB1353993A; DE2030607A1; DE2030607C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Streckschmieden von insbesondere metallischem Werkstoff mit um die Durchlaufachse des Gutes herum angeordneten Schwingbacken, die jeweils an antreibbaren Kurbeloder Exzentereinrichtungen aufgehängt sind und die im zusammengefahrenen Zustand im Bereich der Fließscheide des Gutes ein geschlossenes Kaliber bilden sowie mit einer Einrichtung, mit der das Gut jeweils beim Abheben der Schwingbacken um einen bestimmten Winkel um seine Durchlaufachse drehbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 10 84 IiI) ist das geschlossene Kaliber im Bereich der Fließscheide so ausgebildet, daß es der gewünschten Querschnittsform des Gutes entspricht. Ein solches Kaliber läßt im Bereich der Fließscheide eine Breitung des Gutes, d. h. eine Verformung desselben quer zur Durchlaufrichtung, nicht zu. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich ein Breiten des Werkstoffes nicht vollständig zu Gunsten der Streckung vermeiden läßt, und zwar selbst dann nicht, wenn man ein praktisch allseitig geschlossenes Kaliber im Bereich der Fließscheide des Gutes verwendet. Es läßt sich nämlich aus konstruktiven Gründen nicht umgehen, daß zwischen zwei benachbarten Schwingbacken jeweils ein Spalt bleibt. Der Nachteil der bekannten Bauart besteht darin, daß sich das Gut in diese Spalte hinein verformt und infolgedessen leistenartige Grate bekommt, welche für die Weiterverarbeitung äußerst unerwünscht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Streckschmieden der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die nachteilige Gratbildung nicht auftritt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Gut berührenden Arbeitsflächen der Schwingbacken im Bereich ihres im wesentlichen die Verformungsarbeit leitenden, einlaufseitigen Verformungsteils und dort im Bereich ihrer in der senkrecht

zur Durchlaufachse des Gutes sich erstreckenden Ebene betrachteten, den jeweils benachbarten Schwingbacken zugekehrten Rändern im Sinne einer Erweiterung der Kaliberöffnung gestaltet sind.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahmen besteht darin, daß durch diese Erweiterungsabschnitte innerhalb des geschlossenen Kalibers dem Gut die Möglichkeit zu einer begrenzten Breitung gegeben und damit in vorteilhafter Weise verhindert wird, daß das Gut in die Spalte zwischen zwei benachbarten Schwingbacken eintritt Infolgedessen entstehen auch keine unerwünschten Grate auf der Oberfläche des Gutes. Die Weiterverarbeitung desselben ist demzufolge ohne Schwierigkeiten möglich. Die Erweiterung der Kaliberöffnung kann so gering gehalten werden, daß die dadurch bedingte Änderung der Querschnittsform so klein ist, daß sie vernachlässigt werden kann. Außerdem wird ein Teil dieser geringfügigen Abweichung von der gewünschten Querschnittsform des Gutes durch die auslaufseitig angeordneten, die restlichen Teile der Arbeitsflächen der Schwingbacken bildenden Glätteile zu einem großen Teil wieder aufgehoben.

Vorteilhaft ist es, wenn der Krümmungsradius der Arbeitsfläche im Bereich des Verformungsteils in der Ebene senkrecht zur Durchlaufachse des Gutes größer ist als der kürzeste Abstand zwischen der Kalibermitte und der Arbeitsfläche. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, daß der Krümmungsradius der Arbeitsfläche in der Ebene senkrecht zur Durchlaufachse des Gutes gleich dem Abstand zwischen der jeweiligen Kalibermitte und der entsprechenden Stelle der Arbeitsfläche ist und daß die den benachbarten Schwingbacken zugekehrten Ränder der Arbeitsfläche im Bereich des Verformungsteils abgeflacht sind.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Bearbeitung der um die Durchlaufachse des Gutes herum angeordneten, antreibbaren, im Bereich der Fließscheide des Gutes ein geschlossenes, jedoch Erweiterungen besitzendes Kaliber bildenden Schwingbacken einer Vorrichtung zum Streckschmieden kennzeichnet sich vor allem dadurch, daß eine entsprechend dem Kurbel- oder Exzentertrieb der Vorrichtung zum Streckschmieden bewegbare Haltevorrichtung für die zu bearbeitende Schwingbacke vorgesehen ist, mit der der Backe die gleiche Bewegung erteilt werden kann wie in der Streckschmiedevorrichtung und daß gegenüber der Arbeitsfläche der Schwingbacke ein rotierbarer Drehmeißel angeordnet ist, dessen Vorschubbewegung synchron mit der Schwingbackenbewegung durchführbar ist, wobei die Arbeitsstellung des Drehmeißels jeweils dem Bereich der Fließscheide des späteren Gutes unter der sich abwälzenden Schwingbacke entspricht und daß der Drehmeißel entsprechend der herzustellenden Backenform während des Bearbeitungsvorganges axial verstellbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Einrichtung ist zur axialen Verstellung des Drehmeißels ein axial verschieblicher, mit dem Drehmeißel gekoppelter Steuerstift vorgesehen, der parallel zur Vorschubbewegung des Drehmeißels an einer dem Längsschnitt des herzustellenden Backenprofils entsprechenden Schablone entlangführbar ist.

Für den Fall, daß der Krümmungsradius der Arbeitsfläche im Bereich des Verformungsteils größer ist als der kürzeste Abstand zwischen der Kalibermitte und der Arbeitsfläche kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Vorschublinie der Drehachse des Drehmeißels relativ zu der zu bearbeitenden Schwingbacke in einem Winkel gegen die gedachte Achse durch die Kalibermitte geneigt sein, wobei einlaufseitig der Abstand der Drehachse der Welle von der zu bearbeitenden Arbeitsfläche der Schwingbacke grüßer als der Abstand zwischen der Arbeitsfläche und der gedachten Kalibermitte und auslaufseitig gleich diesem Abstand ist.

Demgegenüber ist es, wenn der Krümmungsradius der Arbeitsfläche gleich dem Abstand zwischen der

ίο jeweiligen Kalibermitte und der entsprechenden Stelle der Arbeitsfläche ist und die Ränder der Arbeitsfläche im Bereich des Verformungsteils abgeflacht sind, zweckmäßig, wenn die Drehachse des Drehmeißels in jeder Arbeitsposition relativ zu der zu bearbeitenden Schwingbacke der Achse durch die Kalibermitte entspricht und daß eine Vorrichtung zum Abflachen der beiden Ränder der Arbeitsfläche vorgesehen ist.

Schließlich ist es empfehlenswert, für die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer oder sämtlicher Schwingbacken eines Satzes entsprechend viele Haltevorrichtungen vorzusehen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Grundaufbau einer Streckschmiedevorrichtung in vier Arbeitspositionen, bei denen die Schwingbacken sich jeweils auf dem Streckgut abwälzen,

Fig.2 bis 5 je einen Schnitt längs der Linie 11-11, III-III, IV-IV und V-V aus Fig. 1, wobei die Schnitte jeweils den aufeinanderfolgenden Backenstellungen zugeordnet sind,

F i g. 2a bis 5a die gleichen Schnitte wie die F i g. 2 bis 5 einer anderen Ausführungsform der Schwingbacken,
Fig.6 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus F i g. 2,

F i g. 7 ebenfalls in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus F i g. 2a,

F i g. 8 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bearbeitung der in F i g. 2 bis 6 dargestellten Schwingbacken und

Fig.9 eine Einrichtung zur Bearbeitung der in F i g. 2a bis 5a und 7 dargestellten Schwingbacken.

Nach der Zeichnung weist die Streckschmiedevorrichtung vier um jeweils 90° zueinander versetzt angeordnete Schwingbacken 2 auf, die rund um die Durchlaufachse 4 des Gutes 6 angeordnet sind. Die vier Schwingbacken 2, die sich gleichzeitig und in gleichförmiger Kinematik auf dem Gut 6 abwälzen, reduzieren das auf einem Dorn 8 sitzende hohle Gut 6 zu einer Rohrluppe, welche anschließend einem Streckreduzierwalzwerk zugeführt werden kann.

Der Bewegungsablauf der einzelnen Schwingbacken 2 kann beispielsweise mit einem Antrieb durchgeführt werden, wie er in der DE-PS 12 98 495 gezeigt und beschrieben ist. Dabei umfaßt der Schwingbackenantrieb zwei Exzentertriebe 10 und 12, an denen die jeweilige Schwingbacke 2 über in der Ebene der Vorschubrichtung schwenkbare Lenker 14 und 16 aufgehängt ist. Die Schwingbacke 2 sitzt dabei in einer Halterung 18, an denen die Lenker 14 und 16 über Gelenke 20 bzw. 22 befestigt sind. Die Gelenke 20 und 22 bewegen sich während der Backenbewegung auf den in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten Bahnkurven 21 bzw. 23. Zur Unterstützung der Vorschubbewegung ist ferner ein über einen Exzenter 24 antreibbarer Zusatzlenker 26 vorgesehen, der an dem über den Exzenter 12 hinaus verlängerten Ende des Lenkers 16 angelenkt ist. Der Anlenkpunkt 28 zwischen Lenker 16

und Zusatzlenker 26 bewegt sich während des Betriebes entlang der in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten Bahnkurve 30.

Die vier Schwingbacken 2 bilden im zusammengefahrenen Zustand, d. h. während der Abwälzbewegung auf dem Streckgut 6, im Bereich der jeweiligen Fließscheide des Gutes 6 ein geschlossenes Kaliber, wie in den F i g. 2 bis 5 bzw. 2a bis 5a veranschaulicht ist. Das geschlossene Kaliber befindet sich dabei im Moment des Aufsetzens der Schwingbacken 2 auf das Gut 6 auf der Eingangsseite der Schwingbacken 2 und wandert dann entsprechend der Abwälzbewegung bis zum Ausgangsquerschnitt der Schwingbacken 2.

Die mit 32 und 34 in den F i g. 6 bis 9 bezeichneten Arbeitsflächen der Schwingbacken 2 sind im Bereich ihres einlaufseitigen Verformungsteiles derart gestaltet, daß eine Breitung des Gutes 6 möglich ist.

Nach den Fig.2 bis 6 der Zeichnung ist die Arbeitsfläche 32 der Schwingbacken 2a in der senkrecht zur Durchlaufachse 4 des Gutes 6 stehenden Ebene kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der Krümmungsradius R] größer ist als der kürzeste Abstand A zwischen der Durchlaufachse 4 des Gutes bzw. der Kalibermitte und der Arbeitsfläche 32. Das geschlossene Kaliber der Schwingbacken 2a ist folglich nicht kreisförmig, sondern weist, wie insbesondere in F i g. 6 veranschaulicht, die Form eines Quadrates mit stark ausgebauchten Seiten auf. Da das Gut 6 nach jedem Backenhub um den halben Teilungswinkel, also 45 Grad, gedreht wird, kommt jeweils beim folgenden Backenhub die Spitze des ausgebauchten Quadratquerschnitts des Gutes 6 im Kalibergrund zu liegen, während in dem Grenzbereich zwischen zwei Schwingbacken 2a ein Raum frei bleibt, in den das Gut 6 beim Zusammenfahren der Schwingbacken 2a hineingedrückt wird und somit breiten kann. Zum Ausgangsquerschnitt der Schwingbacken 2a hin nähert sich das Kaliber immer mehr einem Rund an, so daß dort nur noch eine Glättung und kaum noch eine Verformung stattfindet.

Nach F i g. 2a bis 5a und 7 weist die Arbeitsfläche 34 der Schwingbacken 2b im Schnitt senkrecht zur Durchlaufachse 4 des Gutes 6 einen Krümmungsradius /?2 auf, der gleich dem Abstand zwischen der Kalibermitte bzw. der Durchlaufachse 4 und der Arbeitsfläche 34 ist. Diese Krümmung erstreckt sich jedoch im Verformungsteil der Schwingbacken 2b nur über einen mittleren Bereich B, während die Randbereiche der Arbeitsfläche 34 auf beiden Seiten abgeflacht sind. Wie insbesondere in Fig. 7 veranschaulicht, schließt sich an den gekrümmten Bereich B auf jeder Seite tangential ein gerader Bereich 7*1 bzw. T2 an. Auch bei einer solchen Schwingbackenform ist bei entsprechender Drehung des Gutes 6 nach jedem Backenhub um 45 Grad eine gute Breitung des Gutes 6 möglich, wie in Fig.2a bis 5a angedeutet. Am auslaufseitigen Ende der Schwingbacken 2b im sogenannten Glätteil laufen die Abflachungen Ti und Γ2 aus, so daß das Kaliber vor dem Ausgangsquerschnitt einem Rund entspricht, wie in F i g. 5a zu erkennen ist.

Bei den beschriebenen Schwingbacken 2a und 2b läßt sich die Arbeitsfläche 32 bzw. 34 leicht bearbeiten. Der senkrecht zur Durchlaufachse 4 des Gutes 6 kreisbogenförmig ausgebildete Bereich der Arbeitsfläche 32, 3' kann beispielsweise mit Hilfe eines rotierendei Drehmeißels ausgedreht werden. Zu diesem Zwecki wird die zu bearbeitende Schwingbacke 2 in ein« Haltevorrichtung 36 eingespannt (F i g. 8 und 9), mit de; der Schwingbacke 2 die gleiche Bewegung erteilt wir< wie in der Streckschmiedevorrichtung. Die Antriebsein richtung der Haltevorrichtung 36 ist mit den gleicher Antriebselementen wie die Streckschmiedevorrichtung

ίο ausgestattet und weist ebenso wie diese zwei übei Exzenter 10 und 12 antreibbare Lenker 14 und 16 sowie einen Zusatzlenker 26 auf, die den Anlenkpunkter entsprechende Bahnkurven 38 und 40 erteilen. Wie ir F i g. 8 und 9 dargestellt, ist gegenüber der Arbeitsfläche 32 bzw. 34 der zu bearbeitenden Schwingbacke 2a bzw 2b ein um eine Rotationsachse 42 bzw. 44 rotierendei Drehmeißel 46 angeordnet. Der Drehmeißel 46 ist dabe in einer Welle 48 gelagert, deren Achse in dei Rotationsachse 42 bzw. 44 des Drehmeißels 46 liegt unc axial in Richtung der Rotationsachse verschiebbar ist

Der Drehmeißel 46 ist seinerseits axialverschieblich ir einer in der Welle 48 vorgesehenen Bohrung 5( gelagert, deren Mittelachse 52 sich mit der Rotationsachse 42 bzw. 44 des Meißels 46 senkrecht schneidet Die Welle 48 ist in Lagern 54 und 56, die sowohl eint Drehung als auch Axialverschiebung zulassen, gelagert Die in Richtung der Rotationsachse 42 bzw. 44 gerichtete Axialbewegung der Welle 48, die die Vorschubbewegung des Drehmeißels 46 bewirkt, isi über einen in der Zeichnung schematisch dargestellter Getriebestrang 58 mit der Drehbewegung der Exzentei 10 und 12 derart gekoppelt, daß der Drehmeißel 4f während einer Abwälzbewegung der Schwingbacke 2ί bzw. 2b die gesamte Länge der Schwingbacke Ί bearbeitet, wobei die Arbeitsstellung des Drehmeißel! 46 jeweils den Bereich der Fließscheide des später ar dieser Stelle befindlichen Gutes 6 entspricht.

Da die Schwingbacken 2 bei der erfindungsgemäßer Vorrichtung sich während des Streckschmiedevorganges stetig der Durchlaufachse 4 des Gutes 6 nähern wobei das durchlaufende geschlossene Kaliber zui Auslaufseite der Schwingbacken 2 hin kleiner wird, mu£ auch der die Schwingbacken 2 bearbeitende Drehmeißel 46 zum Schwingbackenende hin einen Kreisboger mit stetig kleiner werdendem Krümmungsradius aus dem Backenmaterial herausdrehen. Zu diesem Zwecke führt der Drehmeißel 46 zusammen mit seiner Schneid und Vorschubbewegung auch eine in seiner Axialrichtung liegende Zustellbewegung aus. Diese Zustellbewegung wird mit Hilfe eines Steuerstiftes 60 vorgenommen, der mit dem Drehmeißel 46 gekoppelt ist Dei Steuerstift 60 ist in einer parallel zu der den Drehmeißel 46 tragenden Welle 48 liegenden Steuerwelle 62 gelagert. Die Steuerwelle 62, die in Lagern 64 und 66 abgestützt ist, wird über einen in der Zeichnung schematisch dargestellten Getriebestrang 68 synchron mit der Vorschubbewegung der Meißelwelle 4t angetrieben. Der axialverschieblich in der Steuerwelle 62 gelagerte Steuerstift 60 wird während der Vorschubbewegung an einer Schablone 70 entlanggeführt, deren Gestalt der Bahnbewegung der Arbeitsfläche 32,34 der Schwingbacke 2 angepaßt ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Streckschmieden von insbesondere metallischem Werkstoff mit um die Durchlaufachse des Gutes herum angeordneten Schwingbacken, die jeweils an antreibbaren Kurbeloder Exzentereinrichtungen aufgehängt sind und die im zusammengefahrenen Zustand im Bereich der Fließscheide des Gutes ein geschlossenes Kaliber bilden sowie mit einer Einrichtung, mit der das Gut jeweils beim Abheben der Schwingbacken um einen bestimmten Winkel um seine Durchlaufachse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gut (6) berührenden Arbeitsflächen (32,34) der Schwingbacken (2) im Bereich ihres im wesentlichen die Verformungsarbeit leistenden, einlaufseitigen Verformungsteils und dort im Bereich ihrer in der senkrecht zur Durchlaufachse (4) des Gutes (6) sich erstreckenden Ebene betrachteten, den jeweils benachbarten Schwingbacken (2) zugekehrten Rändem (Ti, T₂) im Sinne einer Erweiterung der Kaliberöffnung gestaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R\) der Arbeitsfläche (32) im Bereich des Verformungsteils in der Ebene senkrecht zur Durchlaufachse (4) des Gutes (6) größer ist als der kürzeste Abstand (A) zwischen der Kalibermitte und der Arbeitsfläche (32).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R₂) der Arbeitsfläche (34) in der Ebene senkrecht zur Durchlaufachse (4) des Gutes (6) gleich dem Abstand zwischen der jeweiligen Kalibermitte und der entsprechenden Stelle der Arbeitsfläche (34) ist und daß die den benachbarten Schwingbacken (2b) zugekehrten Ränder (T\, T₂) der Arbeitsfläche (34) im Bereich des Verformungsteils abgeflacht sind.

4. Einrichtung zur Bearbeitung der um die Durchlaufachse des Gutes herum angeordneten, antreibbaren, im Bereich der Fließscheide des Gutes ein geschlossenes, jedoch Erweiterungen besitzendes Kaliber bildenden Schwingbacken einer Vorrichtung zum Streckschmieden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine entsprechend dem Kurbel- oder Exzentertrieb der Vorrichtung zum Streckschmieden bewegbare Haltevorrichtung (36) für die zu bearbeitende Schwingbacke (2a, Ib) vorgesehen ist, mit der der Backe die gleiche Bewegung erteilt werden kann wie in der Streckschmiedevorrichtung, daß gegenüber der Arbeitsfläche (32, 34) der Schwingbacke (2a, 2b) ein rotierbarer Drehmeißel (46) angeordnet ist. dessen Vorschubbewegung synchron mit der Schwingbackenbewegung durchführbar ist, wobei die Arbeitsstellung des Drehmeißeis (46) jeweils dem Bereich der Fließscheide des späteren Gutes (6) unter der sich abwälzenden Schwingbacke (2a, 2b) entspricht, und daß der Drehmeißel (46) entsprechend der herzustellenden Backenform während des Bearbeitungsvorganges axial verstellbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Verstellung des Drehmeißels (46) ein axial verschieblicher, mit dem Drehmeißel (46) gekoppelter Steuerstift (60) vorgesehen ist, der parallel zur Vorschubbewegung des Drehmeißels (46) an einer dem Längsschnitt des

herzustellenden Backenprofils entsprechenden Schablone (70) entlangführbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, soweit sich dieser auf Anspruch 2 bezieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschublinie der Drehachse (42) des Drehmeißels (46) relativ zu der zu bearbeitenden Schwingbacke (2a) in einem Winkel gegen die gedachte Achse (4) durch die Kalibermitte geneigt ist, wobei einlaufseitig der Abstand der Drehachse (42) der Welle (48) von der zu bearbeitenden Arbeitsfläche (32) der Schwingbacke (2a) größer als der Abstand (A) zwischen der Arbeitsfläche (32) und der gedachten Kalibermitte (4) und auslaufseitig gleich diesem Abstand (A) ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, soweit sich dieser auf Anspruch 3 bezieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (44) des Drehmeißels (46) in jeder Arbeitsposition relativ zu der zu bearbeitenden Schwingbacke (2b) der Achse (4) durch die Kalibermitte entspricht und daß eine Vorrichtung zum Abflachen der beiden Ränder (T\, T₂) der Arbeitsfläche (34) vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer oder sämtlicher Schwingbacken (2a, 2b) eines Satzes entsprechend viele Haltevorrichtungen (36) vorgesehen sind.