DE2530652A1

DE2530652A1 - Schmiedemaschine

Info

Publication number: DE2530652A1
Application number: DE19752530652
Authority: DE
Inventors: Jun Robert Ellsworth King; Clifford Basil Turner
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1974-07-17
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1976-01-29
Also published as: NO141398C; AR204144A1; GB1504008A; ZA754035B; FR2278420B1; US3893318A; FR2278420A1; NL175794B; SE413291B; DE2530652C2; SE7508130L; IT1039752B; IL47602A0; NO752356L; NL175794C; AU8257375A; JPS5134845A; JPS5848252B2; NO141398B; CA1026972A

Description

■ United Technologies Corporation

Patentanwalt
1-Financial Plaza Dipl.-Ing. RcIf Lenges

Hartford, Connecticut 06101

j Vereinigte Staaten von Amerika

4. Juli 1973 Anwaltsakte U 254

SCHMIEDEMASCHINE.

' Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schmieden im Vakuum.

; In Produktionsanlagen für das Vakuumschmieden ist es üblich_;das
Werkstück in die Schmiedepresse einzusetzen und dann das erforj derliche Vakuum in einer die Presse umgebenden Kammer herzustellen ^: und gleichzeitig das Werkstück auf die für das Schmieden erforder-

■ liehe Temperatur zu erwärmen. Dieses Verfahren benötigt eine lange ι Zeitdauer für jeden Schmiedevorgang,da die Presse während dem Erwärmen des Werkstückes und dem Erzeugen des Vakuums nicht arbei-

■ ten kann. Das Vakuumschmieden ist aber wesentlich da viele Legierungen einer starken Oxydation unterliegen falls sie in der Luft
erwärmt werden, so dass die Erwärmung nicht ausserhalb der Schmiedekammer vorgenommen werden kann.

Entsprechend der Erfindung ist ein Schlitten zum Transport des
Werkstückes der Schmiedepresse in Kombination mit einer Ladekammer zugeordnet_; damit ein Werkstück in die Vakuumkammer eingeführt odier aus derselben entnommen werden kann und es sind eine oder mehrere
Vorwärmkammern vorgesehen, welche einen Teil der Vakuumkammer bilden, sodass das Werkstück in den Vorwärmkammern erwärmt und anschliessend zwischen die Schmiedematrizen geführt werden kann, wo · das Schmieden dann in der Vakuumkammer vorgenommen wird. Der Schlitten dient zum Transport des Werkstückes von Stelle zu Stelle in der Vakuumkammer und dementsprechend wird das Werkstück von der Lädekammer zur Vorwärmkammer, dann in die Schmiedepresse und anschliessend, nach dem Schmiedevorgang, aus der Presse entfernt und in die

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Ladekammer zurückgebracht. , :

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen: i

Figur 1 eine Draufsicht der erfindungsgemässen Schmiedemaschine. Figur 2 eine Seitenansicht der Schmiedemaschine nach Figur 1. Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1.

Figur 4 eine teilweise Ansicht im Vertikalschnitt des Schlittens mit den Klemmen zum Transport des Werkstückes.

Die Schmiedemaschine umfasst eine Schmiedepresse mit einer oberen und einer unteren Matrize 10 und 12. Die untere Matrize 12 ist an einem Gestell 14 befestigt und die obere Matrize 10 ist an einem Plunger 16 befestigt, der mittels einer hydraulischen Vorrichtung 18 vertikal beweglich ist. Die Vorrichtung 18 ruht auf Ständern : 20, welche von dem Gestell nach oben ragen. Die Presse liegt in ι einer Vakuumkammer 22, welche Seitenwände 24,26, Endwände 28 und 30 sowie eine obere Wand 32 aufweist, in welcher der Plunger 16

: verschiebbar ist. Die Endwand 28 hat eine Tür 34 damit man zum Auswechseln der Matrizen an die Presse herankommen kann. Eine Schmiedepresse dieser allgemeinen Bauart ist in der US Patentschrift 3.698.219 beschrieben.

Die andere Endwand 30 hat eine öffnung 36, welche mit einer länglichen Vakuumkammer 38 in Verbindung ist, die einen Teil des Vakuumsystems bildet. Die Kammer 38 hat Endwände 40 und 42 wobei die Endwand 42 mit einer Zugangstür 44 versehen ist. Die Kammer hat eine obere und eine untere Wand 46 bzw. 48 und Seitenwände 50 und 52. Seitliche Vakuumkammern 54, 56, 58 und 60 sind an diesen Seitenwänden angeordnet, wie in den Zeichnungen dargestellt ist.

Die Vakuumkammer 54 dient als Ladekammer zum Einführen der Werkstücke in die Vakuumkammern oder zur Herausnahme der Werkstücke aus den Vakuumkammern. Eine Tür 62 (Figur 3) kann die öffnung zwischen der Kammer 54 und der Kammer 38 verschliessen, so dass das Vakuum in der Kammer 54 ohne Beeinflussung des Vakuums in anderen Kammern abgebaut werden kann. Die Ladekammer 54 hat auch eine Tür 64 an ihrem anderen Ende für den Zugang in diese Kammer falls das Vakuum abgebaut ist. Ein Schlitten 66 ist in dieser Kammer auf

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Schienen 68 in Richtung zu der Mitte der länglichen Vakuumkammer 38 beweglich, wie in Figur 3 dargestellt ist. Der Schlitten dient zum Transport des Werkstückes aus der Ladekammer durch die geöffnete Tür 62 in eine Stellung zum Weitertransport in der Kammer

Die Vakuumkammern 56,58 und 60 sind Vorwärmofen und sind an den Seitenwänden der länglichen Kammer 38 befestigt und an dieselbe angeschlossen. Jeder Vorwärmofen hat einen Schlitten 70, der in ähnlicher Weise wie der Schlitten 66 auf Schienen 72 beweglich ist. Jeder Ofen hat Vorwärmmittel wie z.B. einen Kasten 73 mit in den Wänden des Kastens angeordneten Heizspulen 74 zum Erwärmen eines Werkstückes, welches sich auf dem Schlitten in dem Ofen befindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Vorwärmöfen vorgesehen, es kann jedoch eine grössere Anzahl solcher öfen verwendet werden.

: Die Schlitten 70 bilden die Bodenwände der Heizkasten 73 und jeder ; Kasten hat eine vertikal verschiebliche Tür 76 zum vollständigen ; Einschliessen des Werkstückes in dem Kasten vor dem Beginn der ; Erwärmung. Jede Schiebetür 76 wird mittels eines Druckluftmotors 78 betätigt, der über der Kammer angeordnet ist.

Die Tür 62 wird mittete eines Druckluftmotors 80 in Form eines Zylinder-Kolbenmotors betätigt. DerSchieber 66 wird von einem weiteren Druckluftmotor 82 betätigt. Die Motore und die Steuervorrichtungen für dieselben befinden sich ausserhalb der Vakuumkammern.

In der Kammer 38 ist eine Schiene 84 angeordnet, a'uf welcher ein Schlitten 86 verfahrbar ist. Der Schlitten 86 hat Rollen 88, die längs der Schiene laufen und er wird mittels einer Kette 89 angetrieben, die über Kettenräder 90 und 91 verläuft, welche an gegenüberliegenden Enden der Schiene angeordnet sind. Der Antrieb erfolgt mittels eines elektrischen Motors 92, der ausserhalb der Kammer angeordnet ist und seine Antriebswelle ist über eine Kette 9 3 an eine Welle 94 angeschlossen, die in die Kammer ragt und das Kettenrad 90 trägt. Der Motor ist umsteuerbar und kann betätigt werden um den Schlitten in jede gewünschte Stellung zu bewegen.

Der Schlitten hat eine Werkstückklemme mit in Abstand voneinander angeordneten Klemmbacken 100 uid 102, die am Schlitten für eine Be-• wegung aufeinander zu und voneinander weg schwenkbar gelagert sind.

Die Klemmbacken sind mit Hebel 104 versehen, welche an eine Kolben-

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stange 106 eines Druckluftmotors 108 angeschlossen sind, der zur Betätigung der Klemmbacken dient. Dieser Motor wird mittels Argon angetrieben, das über Schläuche 110 durch die Wand der Kammer zjgeführt wird. Ein Ventil 112 steuert die Argonzuführung zu den gegenüberliegenden Enden des Zylinders. ,

Die Klemmbacken haben zwei Greiferpaare 114 und 116. Das Greiferpaar 214 dient zum Erfassen eines Knüppels oder des Werkstückes W auf dem Schlitten 66, oder auf einem der Schlitten 70. Die beiden Greifer 116 sind weiter voneinander entfernt und dienen zum Erfassen eines, fertigen Werkstückes nach dem Schmieden zwischen den Matrizen. Bei dem Schmiedevorgang wird ein verhaltnismassig langer Zylinder (der Knüppel) in eine verhaltnismassig flache Scheibe verformt, so dass zwei verschiedene Greiferpaare erforderlich sind.

Die Klemmbacken 100 sind an voneinander in Abstand angeordneten Stiften 118 am Schlitten gelagert und sie bewegen sich deshalb gleichförmig miteinander zum Erfassen eines Blockes zwischen den Greifern 114, wie in Figur 1 dargestellt ist, bei Betätigung der Stange 106. Das Absetzen des Blockes wird durch Betätigung der Stange 106 in entgegengesetzter Richtung durchgeführt. Wie in.Figur 4 dargestellt ist, ist die Stang.e 106 über einen Hebel 120 an eine Stange 122 angeschlossen, welche an ihrem linken Ende an die Hebel 104 befestigt ist. .

Für ein genaues Absetzen des Blockes auf der Matrize 12 kann der Schlitten in seiner vorderen oder linken Stellung,in Figur 1 mittels gestrichelten Linien dargestellt,seitlich bewegt werden. Zu diesem Zweck ist das linke Ende der Schiene 84 mittels eines Lenkers 124 an die Obenseite der Kammer 34 angeschlossen und dieser Lenker gestattet eine gewisse seitliche Beweglichkeit der Schiene. Eine seitlich verlaufende Gewindestange 126 der Schiene ist mittels eines Stiftes und einer Gabel 127 an der Schiene 84 befestigt. Die Stange 126 trägt eine Mutter (nicht dargestellt) in dem Gehäuse des Motors 128. Durch Betätigung dieses Motors wird das linke Ende der Schiene bewegt und demnach der Schlitten mit den Klemmbacken seitlich verstellt.

Die Klemmbacken können auch vertikal verstellt werden zum Absetzen des Blockes oder zum Einstellen der Klemmbacken, um das fertige Werkstück zu greifen. Zu diesem Zweck ist der Lenker 124 an eine

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Gewindestange 130 befestigt, die Bestandteil einer motorgetriebenen Spindel 132 ist. Durch Betätigung dieses Motors wird das linke Ende der Schiene angehoben oder abgesenkt zum Heben oder Senken . der Greifer.

Das Anhalten oder die Inbetriebnahme der verschiedenen Motore kann automatisch durchgeführt werden. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden jedoch die verschiedenen Motore von Hand mittels

: elektronisch betätigten Ventilen oder Schalter von einem Bedienungsmann betätigt, der die Lage des Blockes oder des Werkstückes und

^: die Lage der Klemmbacken inbezug zu dem Block oder dem Werkstück durch geeignete Fenster in den Wänden der Kammern beobachten kann. Solche Steuervorrichtungen sind üblich bei Werkzeugmaschinen und

: brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden.

; Die Maschine wird in Betrieb genommen durch Einschalten der Heizspulen der öfen in der verschienenen Vorwärmkammern und durch Ein- ; schalten der Heizspule,, welche die Matrizen umgibt. Diese Heizspule ist vertikal beweglich, um d5n Block seitlich einzuführen j oder das fertige Werkstück seitlich zu entfernen wie in der US-Patentschrift 3.698.219 beschrieben ist. Die Vakuumpumpe für die Hauptkammer 38 und die Schmiedekammer 22 wird eingeschaltet zum ■ Erzeugen des gewünschten Vakuums. Die Tür der Kammer 54 ist zu die- ^: sem Zeitpunkt verschlossen und in dieser Kammer herrscht kein ünter-' druck. ;

. Ein Werkstück, d.h. ein Block W, wird auf die Rollen 134 des Schlittens 66 gesetzt, die Tür 64 wird geschlossen und die Luft wird aus

' der Kammer 54 abgesaugt. Eine geeignete Vakuumpumpe, welche unabhängig von der Hauptpumpe 136 ist, ist vorgesehen zur Erzeugung des

; gewünschten Unterdruckes in kurzer Zeit. Falls die Unterdrucke in der Kammer 38 und in der Kammer 54 gleich sind, wird die Tür 62 geöffnet und der Schlitten 66 wird in die Kammer 38 hineingefahren bis er mit den Klemmbacken 100 und 102 des Schlittens ausgerichtet ist. Die Klemmbacken werden:dann betätigt zum Erfassen des Blockes mittels den Greifern 114, siehe Figur 1. Durch geringfügiges Anhe-

; ben des Schlittens 86 wird der Block von dem Schlitten 66 abgeho-

; ben und dieser kann in die Kammer 54 zurückfahren. Der Schlitten der Kammer 56 fährt dann in die Stellung nach Figur 3, der Block

; wird auf diesen Schlitten abgesetzt und dieser fährt schliesslich ; zurück in den Ofen zum Erwärmen des Blockes.

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Um einen weiteren Block auf den Schlitten 66 zu setzen, wird der Unterdruck in der Kammer 54 abgebaut damit die Tür 64 geöffnet werden kann, um in oben beschriebener Weise einen weiteren Block in die Hauptkammer 38 einzuführen. Dieser neue Block wird von den Klemmbacken aufgenommen und in der Kammer 38 axial bis an die Stelle der Kammern 58 oder 60 gefahren. Dieser Block wird dann auf den Schlitten einer dieser Kammern abgesetzt und in den Ofen der betreffenden Kammer eingeführt.

Dieser Vorgang wird so lange wiederholt bis sich in jedem Vorwärmofen ein Block befindet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Block in der Kammer 56 wahrscheinlich auf die gewünschte Temperatur erwärmt und wird auf dieser Temperatur gehalten bis er geschmiedet werden kann. Der Schlitten aus dieser Kammer fährt dann den Block in die Kammer 38 zurück. Der Block wird von den Klemmbacken erfasst und durch den Schlitten 86 in Stellung über die Matrize 12 bewegt, wie in Figur 1 gestrichelt dargestellt ist. Der Block wird auf die Ma-^ trize abgesetzt und der Schmiedevorgang beginnt nachdem die um die Matrizen angeordneten Heizspulen den Block für das Schmieden zusätzlich erwärmt haben.

Während dieser Zeit kann ein weiterer Block in die Kammer 54 eingesetzt und in den Ofen der Kammer 56 weiterbewegt werden. Nachdem dies und der Schmiedevorgang beendet sind werden die Klemmbacken wieder nach vorne bewegt zum Erfassen des geschmiedeten Gegenstandes, um denselben von der Matrize abzuheben. Der geschmiedete Gegenstand wird auf den Schlitten 66 abgesetzt und kann dann durch die Kammer 54 entfernt werden. Zum Entfernen des geschmiedeten Gegenstandes von dem Schlitten 66 oder zum Absetzen eines neuen Blockes auf den Schlitten 66 kann man eine schwenkbar gelagerte Plattform 140 mit Rollen 142 verwenden, die in einer horizontalen Ebene in Anlage mit den Rollen 134 des Schlittens 66 zu verschwenken ist.

Falls mehrere Vorwärmkammern vorgesehen sind, die alle mit der Hauptvakuumkammer 38 in Verbindung sind können gleichzeitig mehrere Blöcke vorgewärmt werden, so dass die Zeitspannezwischen verschiedenen Schmiedevorgängen minimal ist. Die Anzahl der Vorwärmkammern soll derart ausgewählt werden, dass durch die zum Erwärmen eines jeden Blockes erforderliche Zeitspanne keine Verzögerung des Schmiedebetriebes bedingt ist. Die Erfindung ermöglicht das

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Einführen der Blöcke nacheinander in die Vorwärmkammern und eine ähnliche Zuführung der Blöcke nacheinander in die Schmiedepresse ohne Herausnahme der Blöcke aus der Vakuumkammer. Auf diese Weise kann man das Vakuum kontinuierlich aufrecht erhalten vom Beginn des Vorwärmens bis das Schmieden beendet und der geschmiedete Gegenstand aus der Presse entfernt ist und sich in der Ladekammer 54 befindet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

l.J Maschine zum Schmieden im Vakuum, gekennzeichnet durch ¹ eine längliche Vakuumkammer (38), einen in der Kammer in Längsrichtung beweglichen Schlitten (86),eine an einem Ende" der Kammer ' vorgesehene mit dem Schlitten ausgerichtete Schmiedepresse, wenig- : stens eine Vorwärmkammer (56) an einer Seite der Vakuumkammer und , in Verbindung mit derselben, eine Ladekammer (54) an einer Seite . der Vakuumkammer und in Verbindung mit derselben, ein verschliess- : bares Tor (62) zwischen der Vakuumkammer und der L-adekammer, einem ; Schlitten (66,70) in der Vorwärmkammer und in der Ladekammer, welche i geradlinig und senkrecht inbezug auf den Schlitten (86) beweglich sind, eine Ladetür (64) zum Zugang in die Ladekammer und mit Mit- ! teln zum Erzeugen eines Unterdruckes in der Ladekammer unabhängig ! von dem Unterdruck in der Vakuumkammer.

I 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ! der Schlitten (86) Greifer (114, 116) aufweist zur Aufnahme eines I Werkstückes von den Schlitten (66,70) und zur Zuführung desselben in die Pressen.

• 3. , Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ! die Greifer (114,116) an beweglichen Klemmbacken angeordnet sind.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ; .zwei Greiferpaare (114,116) vorgesehen sind, wobei ein Greiferpaar ■ (114) zum Erfassen des Werkstückes vor dem Schmieden und das andere : Greiferpaar (116) zum Erfassen des Werkstückes nach dem Schmieden : dient.

ί 5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmkammer (56) mit Heizspulen (74) versehen ist.

6. Maschine zum Schmiedem im Vakuum, gekennzeichnet durch eine Schmiedepresse, eine die Presse umgebende Vakuumkammer, welche eine längs verlaufende Verlängerung (38) aufweist, durch welche die Presse zu laden und zu entladen ist, durch einen in der Verlängerung angeordneten Hauptschlitten (86) der seitlich in Richtung zu und von der Presse weg beweglich ist, durch eine an dem Schlitten angeordnete Werkstückklemme zum Greifen und zum Freigeben eines Werkstückes, durch eine an einer Seite der Verlängerung angeordnete und mit derselben verbundene Vorwärmkammer (56), welche mit Mitteln (74) zum Heizen eines Werkstückes in der Vorwärmkam-

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mer versehen ist, durch einen in der Vorwärmkairaner verschiebbaren Schlitten (70),der zum Einstellen eines Werkstückes an der Klemme des Hauptschlittens verfahrbar ist, durch einean einer Seite und in Verbindung mit der Verlängerung angeordnete Ladekammer (54), durch ein Dichtungstor (62) zwischen der Ladekammer und der Längskammer (54), durch eine Ladetür (64) an dem äusseren Ende der Ladekammer, durch welche ein Werkstück in die Ladekammer einzuführen ist, durch ein in der Ladekammer angeordneter Schlitten (66), welcher beweglich ist zum Einführen eines Werkstückes in die Verlängerung der Vakuumkammer zur Entnahme mittels der Klemme des Hauptschlittens, und durch ausserhalb der Vakuumkammer angeordnete Mittel (92) zur Bewegung des Hauptschlittens in Richtung zu der Schmiedepresse und von derselben weg und zum Anhalten des Hauptschlittens inbezug auf den Ladeschlitten,den Schlitten der Vorwärmkammer und die Presse zum Absetzen oder Aufnehmen eines Werkstückes an diesen verschiedenen Stellen.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugklemme zwei Greiferp^are (114^16) aufweist, wobei ein Greiferpaar (114) zum Erfassen des Werkstückes vor dem Schmieden und das andere Greiferpaar zum Erfassen des Werkstückes nach dem Schmieden dient.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferpaare (114,116) längs der Bewegungsrichtung des Hauptschlittens (86) hintereinander liegen.

9. Maschinenach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb der Kammern Mittel vorgesehen sind zur Betätigung der Klemme des Hauptschlittens (86), des Ladeschlittens (66) und des Schlittens (70) der Vorwärmkammer (56).

10. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zum Erzeugen eines Unterdruckes in der Ladekammer (54) unabhängig von dem Unterdruck in der Hauptkammer (38).

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