DE2517039B2 - Gesenk zum radialen Schmieden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gesenk zum radialen Schmieden von gekörnten Werkstücken mit 'zwischen einer oberen und einer unteren Platte zentralsymmetrisch angeordneten, radial beweglichen Arbeitsbacken, die mittels geneigter Keilflächen mit zugeordneten geneigten Keilflächen eines sie umfassenden, axial beweglichen Gehäuses zusammenwirken, und mit einem von der oberen Platte getragenen, die Pressenkraft auf das Gehäuse übertragenden Druckring sowie mit auf der Gesenkachse liegenden, das Werkstück zum Schmieden erfassenden Körnern. Ein solches Gesenk ist aus der CS-PS 84 979 bekannt.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausbildung der Umstand, daß der das Werkstück aufnehmende Arbeitsraum unten geschlossen ist, so daß das Schmiedestück nach oben aus dem Gesenk zu entfernen ist. Diese Operation ist recht umständlich und vermindert die erreichbare Stückzahl pro Zeiteinheit. Außerdem ist die Entfernung von Fremdkörpern, Zunder, Schmiermittelresten und dgl. aus dem Gesenk erschwert.

An sich ist aus der GB-PS 8 83 118 ein Gesenk bekannt, in dem ein Werkstück zwischen radial beweglichen Arbeitsbacken verformt wird, wobei der Raum zwischen diesen unten offen ist. Hier dient die öffnung dazu, bei geschlossenen Arbeitsbacken ein Bodenwerkzeug eintreten zu lassen, das den Werkstoff des Werkstückes verdrängt, so daß es die Hohlräume ausfüllt. Hier handelt es sich jedoch nicht um ein Schmieden von gekörnten Werkstücken und eine genaue zentrische Anordnung der Werkstücke vor Beginn des Verformungsvorganges wäre nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gesenkes zum radialen Schmieden von gekörnten Werkstücken, bei dem die Entfernung des fertigen Schmiedestückes aus dem Gesenk nach unten, also z. B.

durch sein Eigengewicht möglich wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgegangen von einer Ausbildung der eingangs genannten Art, wobei erfindungsgemäß eine Bohrung in der unteren Platte und ein diese Elohrung verschließender, den unteren Körner tragender Stopfen vorgesehen ist, welcher auf einem schwenkbaren Hebel sitzt, der während des Schmiedens auf einem Stützelement aufliegt.

Bei einer solchen Ausbildung kann der untere Körner

ίο zum Schmieden leicht in Position gebracht werden und dann auch großen Kräften standhalten; er kann aber auch leicht weggeschwenkt werden und einen Weg zur Entfernung des Schmiedestücks nach unten freimachen. Ebenso wird es leicht möglich, Fremdkörper, Zunder, Schmiermittelrese und dgl. aus dem Arbeitsbereich des Gesenkes zu entfernen.

Zur Erhöhung der Maßgenauigkeit der fertigen Schmiedestücke ist es zweckmäßig, die Bohrung und den Stopfen mit kegeligen Mantelflächen auszubilden.

Es ist auch zweckmäßig, wenn das Stützelement als keilförmiges Gleitstück ausgebildet und mittels eines Servozylinders hin- und hergehend verschieblich ist. Bei einer solchen Ausbildung ist ein dichtes Verschließen der Bohrung in der unteren Platte gewährleistet, und zwar unabhängig von einem möglicherweise eintretenden Verschleiß der Teile. Durch den Antrieb des Gleitstücks mittels eines Servoantriebs wird es leicht möglich, den Arbeitszyklus mit dem erfindungsgemäßen Gesenk zu automatisieren.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schnittbildliche Darstellung eines Gesenkes zum radialen Schmieden von gekörnten Werkstükken im Augenblick der Beendigung des Schmiedevorganges (der Mittelteil des Gesenkes ist um die Senkrechtachse gegenüber der unteren Platte um 45° gedreht);

F i g. 2 den Schnitt durch Mittel- und Unterteil des Gesenkes bei auseinandergeschobenen Backen und weggeschwenktem Hebel;

Fig.3 die Draufsicht auf Mittel- und Unterteil des Gesenkes;

F i g. 4 die Draufsicht auf den Unterteil des Gesenkes; Fi g. 5den Schnitt nach Linie V-Vder Fig. 1;
F i g. 6 den Schnitt nach Linie VI-VI der F i g. 1;
F i g. 7 den Schnitt VII-VII der F i g. 1;
F i g. 8 den Schnitt nach Linie VIII-VIII der F i g. 3;
Fig.9 die Ansicht einer Kurbelpresse mit dem Gesenk zum radialen Gesenkschmieden von gekörnten Werkstücken.

Das Gesenk zum radialen Gesenkschmieden von gekörnten Werkstücken besteht aus drei Haupt-Baugruppen, nämlich einem beweglichen Oberteil 1, der am Pressenstößel befestigt ist und die Gesenkschmiedekraft auf den darunterliegenden Mittel- und Unterteil des Gesenks überträgt; einem Mittelteil 2, in dem die Umformung des Werkstücks stattfindet und einem Unterteil 3, der auf dem Pressentisch befestigt ist, die Gesenkschmiedekraft aufnimmt, das Ausgangswerkstück während des Gesenkschmiedens zentriert und durch den das Gesenkschmiedestück entfernt wird.

Zum Oberteil 1 des Gesenkes gehört eine Platte 4, an welcher von unten her ein Druckring 5 befestigt ist.

Innerhalb des Druckringes ist gleichachsig mit ihm ein Becher 6 mit einem Paket von Tellerfedern 7 untergebracht. Im unteren Teil des Bechers 6 ist mit Hilfe einer Mutter 8 ein oberer Körner 9 befestigt.

Zum Mittelteil 2 des Gesenkes gehört ein zylindrisches Gehäuse 10, das in einem Bandagering Il eingepreßt ist. In dem Gehäuse 10 sind vier Keile 12 starr befestigt, die mit den keilförmigen Backenhaltern 13 zusammenwirken.

An den keilförmigen Backenhaltern Π sind Arbeitsbacken 114 befestigt. In Vorsprünge 15 der Backenhalter 13 sind Zugstangen 16 eingeschraubt, die mittels F^redern 17 das Auseinanderfahren der Backen 14 nach erfolgtem Gesenkschmieden bewirken.

Das Profil der Arbeitsfläche der Backen 14 entspricht der Form des Gesenkschmiedestückes 18.

In eine untere Platte 21 des Unterteils 3 des Gesenkes sind Führungssäulen 20 eingepreßt, längs denen das Gehäuse 10 auf und ab gleiten kann. Hierzu sind im Gehäuse 10 Buchsen 19 eingepreßt, welche die Führungssäulen 20 umfassen.

Auf die Säulen 20 sind Federn 22 aufgeschoben, die den Mittelteil 2 des Gesenkes nach Beendigung des Gesenkschmiedens beim Aufwärtsgang des P;-essenstößels heben.

In der Platte 21 ist ein zylindrischer Auflageeinsatz 23 mit einer zentral angebrachten kegeligen Bohrung 24 angeordnet, welche durch einen kegeligen Stopfen 25 mit Körner 26 abgeschlossen wird.

Die kegelige Ausbildung der Bohrung 24 und des Stopfens 25 gestattet es, die Gleichachsigkeit ihrer gegenseitigen Lage und folglich die Maßgenauigkeit der Gesenküchmiedestücke 18 selbst zu gewährleisten. Nach einer gewissen Abnutzung der zusammenwirkenden Keg:elflächen von Stopfen 25 und Bohrung 24 dringt jener nur etwas tiefer in diese ein, ohne daß die Koaxialiität in Frage gestellt ist. Auch ist die Gefahr des Steckenbleibens des Stopfens 25 in der Bohrung 24 vermindert.

Die Arbeitsbacken 14 sind um die Achse 0Oi der Körner zentralsymmetrisch angeordnet und werden in der zu dieser senkrechten Richtung verschoben.

Da das zylindrische Gehäuse 10 des Mittelteils 2 durch die Führungssäulen 20 zentrisch auf und ab geführt wird, kommt es bei dieser Bewegung zu einer synchronen Radialbewegung der Arbeitsbacken 14, bei der die Zentralsymmetrie ihrer Lage ständig sichergestellt ist, so daß auch die Werkstückverformung genau zentralsymmetrisch zur Achse 00i der Körner abläuft.

Der Stopfen 25 ist an einem im Einsatz 23 gelenkig befestigten Hebel 27 angeordnet, der auf einer Achse 28 schwenkbar ist und beim Einbringen des Ausgangswerkstücks ins Gesenk sowie beim Gesenkschmieden auf einem Stützelement aufliegt, welches in Form eines der unteren Fläche des Hebels 27 zugeordneten keilförmigen Gleitstückes 29 ausgebildet ist. Das Gleitstück 29 ist mit Hilfe einer Achse 30 und einer Öse 31 mit der Stange 32 des Kolbens 33 eines auf der Platte 21 angeordneten Servozylinders 34 verbunden und in einer rechtwinkligen Nut 35 verschiebbar, die im Einsatz 23 und in der Platte 21 eingearbeitet ist.

Auf dem Servozylinder34 ist ein elektromagnetisches Steuerventil 36 montiert, das die Druckbeaufschiagung des Servoventils mit Druckmedium, z. B. mit Druckluft steuert.

Die Keilform des Gleitstückes 29 und ihr Zusammenwirken mit der unteren Fläche des Hebels 27 gewährleistet ein dichtes Abschließen der Bohrung 24 durch den kegeligen Stopfen 25 mit dem Körner 26 unabhängig von dem Abnutzungsmaß des Gleitstücks 29, des Hebels 27, des Einsatzes 23 und der Platte 21 an der Anordnungsstelle der Nut 35 sowie des Einsatzes 23 an der Stelle der Bohrung 24 und des Stopfens 25. Das summarische Abnutzungsmaß der erwähnten Einzelteile wird durch eine größere Verschiebung des Gleitstükkes 29 nach rechts ausgeglichen, wodurch alles Spiel zwischen den genannten Teilen aufgehoben wird.

Durch die Verschiebung des Gleitstückes 29 mittels eines Servozylinders 34 mit elektromagnetischem Steuerventil 36 kann der Betrieb des beschriebenen Gesenkes leicht automatisiert werden.

ίο Das Gesenk kann in verschiedenen Pressen eingesetzt werden, z. B. in hydraulischen Pressen oder in Kurbelpressen. Das Gesenk kann auch mit einem individuellen Kraftantrieb, beispielsweise einem hydraulischen Antrieb ausgerüstet sein.

In F i g. 9 ist ein Beispiel des Anbaus des Gesenkes 37 an einer einfach wirkenden Einkurbelpresse gezeigt

Der Oberteil 1 des Gesenkes 37 ist an einem Stößel 38, der sich in Führungen 39 verschiebt, und der Unterteil 3 auf einem Tisch 40 befestigt.

Der Antrieb des Stößels 38 erfolgt durch einen im oberen Teil des Pressenständers 42 angeordneten Elektromotor 41 über eine Kupplung 43, ein Exzenter-Zahnrad 44 und ein Pleuel 45.
Die Presse wird von einem Steuerpult 46 aus mit Hilfe eines Startknopfes 47 und eines Knopfes 48 gesteuert, welcher das Steuerventil 36 betätigt- Diese Zusammenwirkung ist so eingerichtet, daß beim losgelassenen Knopf 48 das Druckmedium aus einer (nicht abgebildeten) Hauptleitung dauernd den linken Hohlraum des Servozylinders 34 beaufschlagt und das ständige Halten des Gleitstücks 29 in der rechten Endstellung sowie das Abschließen der Bohrung 24 durch den Stopfen 25 gewährleistet.

In der Ausgangsstellung befindet sich der Pressenstößel 38 mit dem Oberteil 1 des Gesenkes in der oberen Endlage, und der Becher 6 ist durch die Wirkung der Tellerfedern 7 in bezug auf den Druckring 5 vorgeschoben, wobei er sich auf seine Schultern 49 abstützt. Der Mittelteil 2 des Gesenkes ist unter der Wirkung der Federn 22 gehoben, während die Backen 14 mit Hilfe der Zugstangen 16 und Federn 17 um eine vorgegebene Größe auseinandergeführt sind, welche die Übereinstimmung der unteren Körnung des Ausgangswerkstückes mit dem unteren Körner 26 gewährleistet. Dabei befindet sich das Gleitstück 29 in der rechten Endstellung und hält den Hebel 27 in der oberen Lage und der Stopfen 25 schließt die kegelige Bohrung 24 im Einsatz 23 ab, während der untere Körner 26 gleichachsig mit dem oberen Körner 9 angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem Oberteil 1 und dem Mittelteil 2 des Gesenkes ist ausreichend, um bequem das Werkstück in den Hohlraum 50 des Gesenkes 37 einzubringen.

Das Ausgangswerkstück wird in einem (nicht abgebildeten) Induktor auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, dann in den Hohlraum 50 des Gesenkes 37 eingelegt, worauf man auf den Startknopf 47 zur Ausführung des Arbeitsganges des Stößels 3ß drückt. Dabei verbindet die Kupplung 43 den Elektromotor 41 mit dem Exzenter-Zahnrad 44, verschiebt mittels des Pleuels 45 den Stößel 38 in die untere Endlage und führt ihn dann wieder in die obere Endlage .zurück.

Beim Abwärtsgang des Stößels 38 drückt der Druckring 5 auf das Gehäuse 10 mit den Keilen 12, wodurch sich der Mittelteil 2 des Gesenkes nach unten bewegt, indem er die Federn 22 zusammendrückt.

Unter Einwirkung der Keile 12 verschieben sich die keilförmigen Backenhaiter 13 mit den Backen 14

horizontal in der zur Achse 00i der Körner senkrechten Richtung, indem sie vermittels der Zugstangen 16 die Federn 17 zusammendrücken und das Werkstück im Gesenk schmieden.

Gleichzeitig damit stützt sich der obere Körner 9 mit seiner Ringfläche 51 gegen die Stirnflächen der Backen 14 und verschließt den Hohlraum des Gesenkes, wobei er die Backen 14 an den Auflageeinsatz 23 andrückt und das Gesenkschmiedestück auf eine genaue Länge bringt. In dieser Stufe des Vorganges findet die Zusammendrückung der Tellerfedern 7 statt.

Nachdem der Stößel 38 die untere Endlage passiert hat, wird der Mittelteil 2 des Gesenkes 37 unter Einwirkung der Federn 22 emporgehoben, während die keilförmigen Backenhalter 13 mit den Backen 14 durch die Wirkung der Federn 17 auseinandergeschoben werden, indem sie das Gesenkschmiedestück 18 freigeben.

Des weiteren drückt die Bedienungsperson auf den Knopf 48, wodurch das Steuerventil 36 in dem Sinne betätigt wird, daß das Druckmedium den rechten Hohlraum des Servozylinders 34 beaufschlagt und dei Kolben nach links verschoben wird. Dieser zieht übei die Achse 30 und die öse 31 das Gleitstück 29 nach wodurch der Hebel 27 mit Stopfen 25 und Körner 2i durch sein Eigengewicht um die Achse 28 in Uhrzeigersinn schwenkt und die Bohrung 24 im Einsat; 23 freigibt.

Jetzt fällt das Gesenkschmiedestück 18 durch seit Eigengewicht durch die Bohrung 24 und eine öffnung 5i

ίο im Tisch 40 der Presse auf einen Förderer, welcher e: der weiteren Behandlung zuführt.

Das periodische öffnen der Bohrung 24 zui Entfernung des Gesenkschmiedestücks 18 aus derr Hohlraum 50 des Gesenkes gewährleistet die Reinigung dieses Hohlraums von Zunder und Schmiermittelresten.

Nach dem Entfernen des Gesenkschmiedestücks U

aus dem Gesenk 37 läßt die Bedienungsperson der Knopf 48 los, und das Gesenk wird in die Ausgangsstel lung zum Gesenkschmieden eines nächstfolgender Ausgangswerkstücks gebracht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gesenk zum radialen Schmieden von gekörnten Werkstücken mit zwischen einer oberen und einer unteren Platte zentralsymmetrisch angeordneten, radial beweglichen Arbeitsbacken, die mittels geneigter Keilflächen mit zugeordneten geneigten Keilflächen eines sie umfassenden, axial beweglichen Gehäuses zusammenwirken, und mit einem von der oberen Platte getragenen, die Pressenkraft auf das Gehäuse übertragenden Druckring sowie mit auf der Gesenkachse liegenden, das Werkstück, zum Schmieden erfassenden Körnern, gekennzeichnet durch eine Bohrung (24) in der unteren Platte (21) und einen diese Bohrung verschließenden, den unteren Körner (26) tragenden Stopfen (25), welcher auf einem schwenkbaren Hebel (27) sitzt, der während des Schmiedens auf einem Stützelement (29) aufliegt.

2. Gesenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (24) und der Stopfen (25) kegelige Mantelflächen aufweisen.

3. Gesenk nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement als keilförmiges Gleitstück (29) ausgebildet und mittels eines Servozylinders (34) hin- und hergehend verschieblich ist.