DE2636636B2 - Verfahren und Rundknetmaschine zum Innenprofilieren rohrförmiger Werkstücke mit einseitiger Querschnittserweiterung des Innenprofiles - Google Patents

Description

Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Rundknetmaschine in Ringläuferart, mit umlaufenden, einen Hub ausführenden Knetwerkzeugen, einer Vorschubeinrichtung mit Vorschubkopf für Werkstücke, sowie einem abgesetzten, einteiligen Dorn, der mittels 'einer den Vorschubkopf durchsetzenden Dornstange über ein Halteglied drehbar am Maschinengestell gehalten ist, wobei das Halteglied in einer ersten Arbeitsstellung mit dem Maschinengestell durch eine Verrastungseinrichtung axial unverschiebbar verbunden ist und in einer zweiten Arbeitsstellung bei gelöster Verrastungsvorrichtung axial mit dem Dorn verschiebbar ist.
Um auf einer Rundknetmaschine in Ringläuferbauart

ίο Werkstücke mit einwandfreier Innenprofilierung von Innenabsätzen unter Vorspannung des Werkstücks in Abhängigkeit vom Werkstückvorschub kontinuierlich in einem Arbeitsgang herstellen za können, ist die Rundknetmaschine nach der Hauptpatentanmeldung

is dadurch gekennzeichnet, daß ein unter ständigem Gegendruck gegen das Werkstück anliegender, sich im Maße des Vorschubes zurückbewegender Gegenhalter vorgesehen ist und ein einen Materialfluß gegen die Vorschubrichtung zulassender Vorschubkopf ein Ausgleichstück trägt, welches in der ersten Arbeitsstellung mit dem Vorschubkopf formschlüssig verriegelt ist und über die Stirnseite des Vorschubkopfes vorsteht und allein am Werkstück dieses vorschiebend anliegt und welches in der zweiten Arbeitsstellung gegenüber dem Vorschubkopf entriegelt und axial zurückgeschoben ist, wobei der Vorschubkopf mit seiner Stirnseite an einer Endfläche des Domes anliegt und diesen vorschiebt.

Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere, verbesserte Ausgestaltung der genannten Rundknetmaschine nach der Hauptpatentanmeldung zu schaffen, die eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht.

Dazu wird bei einer Rundknetmaschine der genannten Art nach der Hauptpatentanmeldung erfindungsgemaß vorgeschlagen, daß das Ausgleichstück als zentral innerhalb des Vorschubkopfes angeordneter, von der Dornstange durchsetzter Schieber ausgebildet ist und in der er ,ten Arbeitsstellung gegenüber der Stirnseite des Vorschubkopfes zurückgesetzt ist und die Stirnseite des Vorschubkopfes allein am Werkstück dieses vorschiebend anliegt und in der zweiten Arbeitsstellung gegenüber dem Vorschubkopf durch eine Antriebssvorrichtung axial voreilend zur Vorschubrichtung vorschiebbar ist und mit seiner Stirnseite an einer Endfläche des Domes anliegt und diesen vorschiebt.

Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung ausgeführt, wird die einwandfreie Profilierung des Innenabsatzes dadurch erreicht, daß das Vorschieben des Werkstückes beim Kneten des größeren Innenquerschnittes unter Beibehaltung der Vorspannung für den bereits geschmiedeten Teil des Werkstückes ausschließlich durch Vorschub über den Dorn erfolgt, so daß das Material des Werkstückes im Bereich des größeren Innenquerschnittes während des Knetens praktisch frei entgegen der Vorschubrichtung fließen kann. Es bedarf daher in dieser als zweite Arbeitsstellung bezeichneten Stellung des Ausgleichstückes gegenüber dem Vorschubkopf keiner kraftschlüssigen Anlage zwischen Vorschubkopf und Werkstück. Wird nun gemäß vorliegender Ausbildung das Vorschieben des Domes über das Ausgleichstück, welches als Schieber ausgebildet ist, vorgenommen und das Ausgleichssitück in der zweiten Arbeitsstellung durch eine Antriebsvorrichtung axial voreilend gegenüber dem Vorschubkopf vorgeschoben, so ist zum einen das zwischen dem Werkstück und dem Vorschubkopf erforderliche Spiel für das Fließen des Materials des Werkstückes entgegen der Vorschubrichtung geschaffen. Zum anderen ist zusätzlich erreicht, daß der

Dorn und damit das Werkstück schneller als in der genannten ersten Arbeitsstellung vorbewegt werden, da sich die voreilende Antriebsgeschwindigkeit des Ausgleichstückes bzw. Schiebers zu der Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubkopfes addiert. Damit ist der kontinuierliche Schmiedevorgang unter Beibehaltung aller bisherigen Vorteile bezüglich des Materialflusses und der einwandfreien Innenprofilierung von Innenabsätzen beschleunigt

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorstehend erläuterten Weiterbikiüng der Rundknetmaschine nach dem Hauptpatent sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rundknetmaschine wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch im Schnitt eine Rundknetmaschine in der ersten Arbeitsstellung,

F i g. 2 schematisch im Schnitt die Rundknetmaschine in der zweiten Arbeitsstellung und

F i g. 3 eine Detailansicht im Schnitt entlang der Linie A-ßinFig. 1.

Die Rundknetmaschine gemäß F i g. 1 und 2 umfaßt ein Maschinengestell 1, in dessen in den Darstellungen linken Teil eine Antriebswelle 2 für das Knet- bzw. Schmiedewerk gelagert ist. Das Knetwerk besteht in bekannter Weise aus radial verschieblich in Ausnehmungen der Antriebswelle 2 über Einrichtungen 4 gehaltenen Knetwerkzeugen 5. Auf die Knetwerkzeuge wirken ebenfalls in den Ausnehmungen der Antriebswelle 2 gehaltene und radial verschieblich gelagerte Stößel 6 mit nockenförmiger Fläche 7 auf der den Knetwerkzeugen 5 abgewandten Seite. Die Teile 3 sind Lagerführungen der Stößel 6. Bei Drehung der Antriebswelle 2 laufen die nockenförmigen Flächen 7 auf Rollen 8, die entsprechend den Rollen eines Wälzlagers in einem Käfig 9 gehalten sind. Die Rollen 8 ihrerseits stützen sich gegen einen im Maschinengehäuse 1 eingelassenen Lagerring 10 ab. Die beweglichen Teile des Knetwerkes sind durch eine Abdeckplatte 11 abgedeckt Die Abdeckplatte 11 ist am Maschinengestell befestigt und läßt eine Zuführöffnung 12 für das nachstehend beschriebene Werkstück und den Dorn frei.

In dem in den Figuren rechts liegenden Bereich des Maschinengestelles 1 ist eine Vorschubeinrichtung für die Zuführung des Werkstückes 13 angeordnet. Die Vorschubeinrichtung umfaßt in bekannter Weise eine mit bestimmter Geschwindigkeit durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung drehbare, im Maschinengestell 1 bei 14 und 15 gelagerte Gewindespindel 16. Auf der Gewindespindel 16 ist über einen Gewindestein 17 ein Vorschubschlitten 18 gelagert, der in Achsrichtung der Spindel 116 und der Antriebswelle 2 in bekannter Weise im Maschinengestell 1 verschiebbar geführt ist Der Antrieb für die Bewegung des Vorschubschlittens 18 ist für die Erfindung nicht wesentlich. Anstelle der Gewindespindel 16 kann auch ein hydraulischer Antrieb vorgesehen sein. Im Vorschubschlitten 18 ist ein Vorschubkopf 19 über eine Klemmschraube 20 auswechselbar befestigt.

In einer zentralen zylindrischen Sackbohrung 101 des Vorschubkopfes 19 ist als Ausgleichstück ein Schieber 121 angeordnet. Der Vorschubkopf 19 ragt mit einem Vorschubhals 102 über die in den Figuren links gelegene Stirnseite des Schiebers 121 hinaus und liegt bei der in F i g. t gezeigten ersten Arbeitsstellung an dem Werkstück 13 an. Der als Ausgleichstück dienende Schieber 121 ist mit dem Vorschubkopf 19 über eine Antriebsvorrichtung verbunden, die unten näher erläutert wird und ein axiales Verschieben des Schiebers 121 ermöglicht.

Der Vcrschubkopf 19 weist eine zur Drehachse der Knetwerkzeuge 5 koaxiale Bohrung 24 auf, mit der eine entsprechende Bohrung 124 im Schieber 121 fluchtet. Durch die Bohrungen 24 und 124 erstreckt sich eine Dornstange 25. Die in den Figuren links gelegene

ίο Stirnseite des Schiebers 121 weist ein Anlagestück 126 auf. das gegenüber dem Schieber 121 über ein Kugellager 127 drehbar gelagert ist. Das Anlagestück 126 weist eine der Querschnittsform der Dornstange 25 angepaßte öffnung auf und wird ebenfalls von der Dornstange 25 durchsetzt. Die Dornstange 25 hat einen von der Rundform abweichenden Querschnitt, beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt so daß das Anlagestück 126 mit der Dornstange 25 drehfest, gegenüber dieser aber axial verschiebbar gekoppelt ist Die Dornstange 25 trägt an ihrem in den Figuren linken Ende einen Dorn 28. Der Dorn 28 weist in bekannter Weise einen Bereich 29 für das Kneten des Teiles des Werkstückes mit dem kleineren Innendurchmesser (beispielsweise den Drallteil eines Schußwaffenlaufes) auf und einen Bereich 30 für das Kneten des Teiles des Werkstückes mit dem gewünschten größeren Innenquerschnitt (beispielsweise dem Patronenlager eines Schußwaffenlaufes). Das in den Figuren rechte Ende der Dornstange 25 ist bei 31 drehbar in einem Halteglied 32 gelagert und axial kraft- und formschlüssig gekoppelt. Das Halteglied 32 ist in Achsrichtung des Domes und der Knetwerkzeuge verschiebbar in einem Kopfteil des Maschinengestelles 1 gelagert und durch eine Verrastungseinrichtung 33 axial unverschiebbar mit dem Maschinengestell kuppelbar. Die Verrastungseinrichtung 33 umfaßt einen verschieblich im Maschinengestell gelagerten Rastzapfen 34, der unter der einstellbaren Vorspannung einer Feder 35 steht und im Verrastungszustand in eine Ausnehmung 36 im Halteglied 32 ragt. Der Rastzapfen 34 und die Ausnehmung 36 sind so geformt, daß sich die Verrastungseinrichtung 33 bei Ausübung einer vorgegebenen Zugkraft über die Dornstange 25, beispielsweise durch Anlaufen des Schiebers 121 mit dem Anlagestück 126 gegen die Endfläche 37 des Domes 28, selbsttätig durch Herausdrücken des Rastzapfens 34 gegen die Feder 35 aus der Ausnehmung 36 löst. Das Halteglied 32 wird damit für eine axiale Verschiebung und entsprechende Verschiebung des Domes 28 nach links freigegeben.

Die Antriebsvorrichtung für den Schieber 121 umfaßt einen auf dem Vorschubschlitten 18 angeordneten Motor 103, auf dessen Abtriebswelle 104 ein Ritzel 105 angeordnet ist, welches mit einem Abtriebszahnrad 106 des durch die Zahnräder 105 und 106 gebildeten Getriebes kämmt. Das Abtriebszahnrad 106 ist drehbar auf dem Vorschubkopf 19 gelagert und weist auf seiner Nabe 107 als Außengewinde ein Stellgewinde 108 auf. Dieses Stellgewinde 108 steht mit einem entsprechenden Innengewinde eines Stellgliedes 109 in Eingriff.

Dieses Stellglied 109 ist als Hülse ausgebildet, die den Vorschubkopf 19 koaxial umgibt und axial auf diesem verschiebbar ist An dem Stellglied 109 sind radial nach innen ra^-inde Mitnehmerstifte 112 befestigt die durch Längsschlitze 110 im Vorschubkopf 19 ragen und formschlüssig mit dem Schieber 121 in Eingriff stehen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist für den nachfolgend beschriebenen Knetvorgang das Werkstück 13 aus den im Hauptpatent genannten Gründen so vorgefertigt,

daß der Außendurchmesser des rohrförmigen Werkstückes im Bereich 13a größer ist als im Bereich 13£>. Das Verhältnis der Außenquerschnitte der Bereiche 13a und 136 entspricht etwa umgekehrt proportional dem Verhältnis der unterschiedlichen Innenquerschnittsbereiche des zu formenden fertigen Werkstückes. Insbesondere bezüglich der Darstellung in Fig. 1 wird darauf hingewiesen, daß die Bereiche 13a und 136 des Werkstück-Rohlinges keineswegs gleich lang sind, sondern der Bereich 13a unterbrochen gezeichnet ist und in seiner Länge beispielsweise für die Formung zu einem Schußwaffenverlauf wesentlich länger sein kann als der Bereich 136, der den Patronenteil des Laufes bilden soll. Das vordere, in den Figuren linke Ende des Werkstückes 13 wird von einem Gegenhalter 60 aufgenommen, der drehbar an einem hydraulisch oder pneumatisch steuerbaren Gegenhaltezylinder 61 abgestützt ist. Durch den Gegenhaltezylinder 61 ist das Werkstück 13 zwischen dem Vorschubkopf 19 bzw. dem Schieber 121 und dem Gegenhalter 60 mit vorbestimmbarer und änderbarer Vorspannung in bekannter Weise einspannbar.

Das Kneten bzw. Schmieden des Werkstückes 13 geschieht wie folgt:

Das in der beschriebenen Weise vorgeformte Werkstück 13 wird bei zurückgefahrenem Vorschubschlitten 18, d. h. nach rechts in F i g. 1, und ausgefahrenem Gegenhalter 60 zwischen dem Gegenhalter 60 und dem Vorschubhals 102 des Vorschubkopfes 19 eingespannt. Das Ausgleichstück bzw. der Schieber 121 ist dabei in der Sackbohrung 101 des Vorschubkopfes 19 — in F i g. 1 nach rechts — durch entsprechende Einstellung seiner Antriebsvorrichtung zurückgezogen. Das Halteglied 32 und damit der Dorn 28 ist durch die Verrastungseinrichtung 33 axial unverschieblich gegenüber dem Maschinengestell 1 festgehalten. Bei Vorschub des Werkstückes 13 durch die Vorschubeinrichtung und deren Vorschubkopf 19 wird durch die umlaufenden und einen Hub ausführenden Knetwerkzeuge 5 zunächst der Teil des Werkstückes 13 mit dem kleineren Innenquerschnitt über dem Bereich 29 des Domes 28 geschmiedet (Fig. 1). Mit der Zurückbewegung des Gegenhalters 60 nach links wird die Vorspannung des Werkstückes in gewünschter Weise durch den Gegenhaltezylinder 61 gesteuert. Der Vorschub des Werkstückes 13 erfolgt allein über den Vorschubkopf 19, welcher mit seinem Vorschubhals 102 an dem Werkstück anliegt. Das Werkstück 13 und der Dorn 28 werden durch die umlaufenden Knetwerkzeuge 5 verzögert mitgedreht.

Ist der Bereich 13a des Werkstückes 13 so weit geknetet bzw. geschmiedet, daß entsprechend der erreichten Stellung des Vorschubschlittens 18 nunmehr das Schmieden des Bereiches 136 des Werkstückes erfolgen soll, hat die Stirnseite des Schiebers 121 mit dem Anlagestück 126 die Endfläche 37 des Domes 28 erreicht.

Bei weiterem Vorschub wird das Halteglied 32 durch Ausrasten des federbelasteten Rastzapfens 34 aus der Ausnehmung 36 zur axialen Verschiebung freigegeben. Der Dorn 28 wird somit durch den Vorschubkopf 19 mit vorgeschoben, und der Dornteil 30 des Domes 28 gelangt in den Bereich der Knetwerkzeuge 5. Gleichzeitig wird durch einen nicht dargestellten Endschalter mit

ίο Nockenbetätigung oder ein ähnliches Schaltelement, welches auf die erreichte Vorschubstellung des Vorschubschlittens 18 anspricht, der Motor 103 der Antriebsvorrichtung des Schiebers 121 eingeschaltet. Der Motor 103 kann vorzugsweise ein Getriebemotor geeigneter Bauart und gegebenenfalls regelbar sein. Über die Getriebezahnräder 105 und 106, insbesondere durch das Stellgewinde 108 des Zahnrades 106, wird das Stellglied 109 und mit ihm zusammen der Schieber 121 in der Vorschubrichtung nach vorne aus der Bohrung 101 herausbewegt. Der Schieber 121 bewegt damit über sein an der Endfläche 37 des Domes 28 anliegendes Anlagestück 126 den Dorn 28 mit der durch den Motor 103 und das Getriebe 105, 106, 108 gegebenen Geschwindigkeit vom Vorschubkopf 19 in Vorschubrichtung weg. Dabei wird das Werkstück 13 vom Vorschubhals 102 des Vorschubkopfes 19 abgehoben, und es entsteht der das notwendige Zurückfließen des Materials ermöglichende Spalt 113 (siehe Fig.2). Der Vorschub des Werkstückes 13 erfolgt allein durch den Dorn 28, an dessen Endfläche 37 der Schieber 121 mit seinem Anlagestück 126 anliegt. In dieser zuletzt beschriebenen zweiten Arbeitsstellung der Maschine ist der Schmiedevorgang beschleunigt, da sich zu der Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 18 die Vor-Schubgeschwindigkeit des Schiebers 121 addiert. Um das erwähnte verzögerte Mitdrehen des Werkstückes 13 und Domes 28 mit den umlaufenden Knetwerkzeu gen 5 nicht zu behindern, ist das Anlagestück 126 vorgesehen und drehbar am Schieber 121 gelagert und über die Dornstange 25 drehfest mit dem Dorn verbunden.

Nach Beendigung des Schmiedens in der genannten zweiten Arbeitsstellung wird durch Drehrichtungsänderung des Motors 103, die automatisch beispielsweise in Abhängigkeit von nicht dargestellten Schaltelementen bei Erreichen der Endstellung des Vorschubschlittens 18 ausgelöst wird, der Schieber 121 wieder in seine Ausgangsstellung gebracht. Entsprechend wird der Vorschubschlitten 18 wieder in seine Ausgangsstellung gebracht. Die Antriebsvorrichtung für den Schieber 121 ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Statt des Zahnradgetriebes können auch Zahnriemen, Keilriemen oder ähnliche Elemente als Getriebe verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rundknetmaschine in Ringläuferbauart, mit umlaufenden, einen Hub ausführenden Knetwerkzeugen, einer Vorschubeinrichtung mit Vorschubkopf für Werkstücke, sowie einem abgesetzten, einteiligen Dorn, der mittels einer den Vorschubkopf durchsetzenden Dornstange über ein Halteglied drehbar am Maschinengestell gehalten ist, wobei das Halteglied in einer ersten Arbeitsstellung mit dem Maschinengestell durch eine Verrastungseinrichtung axial unverschiebbar verbunden ist und in einer zweiten Arbeitsstellung bei gelöster Verrastungsvorrichtung axial mit dem Dorn verschiebbar ist und mit einem unter ständigem Gegendruck gegen das Werkstück anliegenden, sich im Maße des Vorschubes zurückbewegenden Gegenhalter und mit einem einen MaterialfJuß des Werkstückes gegen die Vorschubrichtung zulassenden Vorschubkopf, der ein Ausgleichsstück trägt, welches in der ersten Arbeitsstellung mit dem Vorschubkopf verbunden und mitbewegbar ist und welches in der zweiten Arbeitsstellung gegenüber dem Vorschubkopf bewegbar und axial verschoben ist, nach Patentanmeldung P 2542823.3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichstück (121) als zentral innerhalb des Vorschubkopfes (19) angeordneter, von der Dornstange (25) durchsetzter Schieber ausgebildet ist und in der ersten Arbeitsstellung gegenüber der Stirnseite des Vorschubkopfes (19) zurückgesetzt ist und die Stirnseite des Vorschubkopfes allein am Werkstück (13) dieses vorschiebend anliegt und in der zweiten Arbeitsstellung gegenüber dem Vorschubkopf (19) durch eine Antriebsvorrichtung (103—109) axial voreilend zur Vorschubrichtung vorschiebbar ist und mit seiner Stirnseite an einer Endfläche (37) des Domes (28) anliegt und diesen vorschiebt.

2. Rundknetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung des das Ausgleichstück (121) bildenden Schiebers an der Vorschubeinrichtung (18) angeordnet ist und einen Antriebsmotor (103), ein Getriebe (105,106) und ein axial gegenüber dem Vorschubkopf (19) verschiebbares Stellglied (109) umfaßt, welches mit dem Schieber gekoppelt ist.

3. Rundknetmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (109) den Vorschubkopf (19) als Hülse koaxial umgibt und axial verschiebbar auf diesem gelagert ist und durch Längsschlitze (HO) im Vorschubkopf radial nach innen ragende Mitnahmestifte (112) aufweist, die am Schieber (121) angreifen, und das Stellglied (109) ein Stellgewinde aufweist, welches mit einem entsprechenden Gewinde (108) an der Nabe (107) eines auf dem Vorschubkopf (19) drehbar gelagerten Antriebszahnrades (106) des Getriebes in Eingriff steht, welches Zahnrad mit einem Abtriebsritzel (105) auf der Welle (104) des Antriebsmotors (103) kämmt.