DE2837453C2 - Gesenkschmiedepresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gesenkschmiedepresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den letzten Jahren hat sich die Entwicklung von Gesenkschmiedemaschinen auf die Schaffung von spezialisierten Pressen orientiert, mit deren Hilfe die Herstellung von Gesenkschmiedeteilen in geschlossenen Gesenken mit geteilten Matrizen möglich ist.

Es ist bekannt, daß das Gesenkschmieden in geschlossenen Gesenken der effektivste Weg der Herstellung von Präzisionsschmiedestücken durch räumliches Umformen ist. Zu diesem Zweck werden spezielle Pressen mit einer Vorrichtung zum Einspannen und Lösen des Werkzeuges eingesetzt, auf denen Schmiedestücke, wie beispielsweise Zahnräder mit Naben, Flansche und ähnliches, hergestellt werden können, sofern die Pressen zwei Stößel — einen äußeren und einen inneren — besitzen. Der äußere Stößel dient zum Zusanimenschlicßen und Einspannen des Gesenkes, der innere aber rührt das Umformen des Rohlings im geschlossenen Gesenk aus. Auf derartigen Pressen wird das Gesenkschmieden mit einseitiger Einwirkung auf den Rohling durchgeführt.

Bei bestimmten Arten von Schmiedestücken, beispielsweise Ritzelwellen oder dergleichen, ist jedoch ein Umformen im geschlossenen Gesenk mit doppelseitiger Einwirkung auf den Rohling erforderlich.
Doppelseitiges Umformen wird dem einseitigen Umformen deshalb vorgezogen, weil die Zone der bildsamen Umformung symmetrisch ist und keine Behinderung des Metallflusses erfolgt, welche für das einseitige Umformen charakteristisch ist. Zudem werden beim

ίο doppelseitigen Umformen die Reibungsverluste des Metalls an den Matrizenwänden herabgesetzt und die spezifischen Kräfte verringert.

Bei einer derartigen bekannten Presse (US-PS 40 69 700) wird auf einem Rohling von beiden Seiten eine Verformungskraft aufgebracht, wobei die Matrizenhälften in ihrer horizontalen Ebene zusammengefügt sind.

Die bei dieser Presse vorgesehene Keilspannvorrichtung arbeitet mit einem hydraulischen Antrieb des Stößels, um die Matrizenhälften zusammenzubringen und voneinander zu trennen, und um sie im Moment des Pressens mittels der horizontalen Stößel zusammenzudrücken.

Mit dieser Presse werden in erster Linie Preßteile hergestellt, die im Verhältnis zu ihrem Durchmesser eine lär.gere Achse aufweisen, wobei an den Enden größere Metallansammlungen vorgesehen sind.

Bei der bekannten Presse gemäß der US-PS 40 69 700 sind die die Matrizenhälften tragenden Stößel zwischen den die Stempel tragenden Stößel angeordnet, wobei die Verbindungsebene der Matrizenhälften mit der Preßachse zusammenfällt, wobei eine Matrizenhälfte auf dem Gestell der Presse unbeweglich und die andere Matrizenhälfte auf dem zugehörigen Stößel so angeordnet ist, daß sie senkrecht zur Preßachse geführt ist.

Bei dieser Gesenkschmiedepresse wird der Antrieb des Stößels zum öffnen und Schließen der Matrizenhälften mittels eines Hydraulikzylinders durchgeführt, der nach dem Schließen der Matrize zum Verkeilen bzw. Verspannen der Matrizenhälite mittels der schrägen Ke'lflächen. von denen eine dem Gestell und die andere dem Keil zugeordnet ist, dient. Dabei sind der Schließvorgang der Matrizenhälften und der Verspannvorgang der Matrizenhälften unmittelbar miteinander gekoppelt, wodurch beispielsweise bei zu starkem Verspannen die Preßachse der Stempel nicht mit der Achse der Matrize zusammenfällt, wodurch ein ungleichmäßiger Preßvorgang stattfindet.
Demgegenüber ist es Aufgabe dei Erfindung, eine Gesenkschmiedepresse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, wobei gewährleistet ist, daß die Preßachse der Stempel und die Achse der Matrize immer zusammenfallen, wobei eine hinreichend große Spannkraft zum Einspannen der Matrizenhälften ohne Gratentstehung an der Trennungsebene der Matrizenhälften gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Die crfindungsgcrnäBc Gesenkschmiedepresse gewährleistet durch die Keilspannvorrichtung zum Einspannen der Matrizenhälften während des Gesenkschmiedens ein zuverlässiges Einspannen derselben und verhindert hierdurch die Gratentstehung an der Trennungsebene sowie die Abnahme der Maßgenauigkeit

hi der Schmiedestücke. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Keile die vom Kraftzylinder erzeugte Kraftwirkung mehrfach vergrößern.

Die erfindungsgemäße Gesenkschmiedepresse be-

sitzt gegenüber der bekannten Pressen während des Betriebs einen erheblich geringeren Energieaufwand und einen bedeutend größeren Wirkungsgrad. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Keiispannvorrichtung einen getrennten Antrieb aufweist und die Kraftzylinder des Antriebs der die Matrizenhälften tragenden Stößel ausschließlich zur Verschiebung dieser Stöße! dienen, wodurch sie beträchtlich kleiner bemessen werden können. Dies verringert auch den Energieaufwand, da der Hub und die erforderliche Geschwindigkeit dieser Stößel relativ groß ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Ausführungsform gemäß Anspruch 2 wird der Antrieb zur Verschiebung der Keile konstruktiv einfach, fertigungsgerecht und zuverlässig im Betrieb.

Durch die Ausführungsform gemäß Anspruch 3 wird in vorteilhafter Weise die Einhaltung einer genau bestimmten Lage der die Matrizenhälften tragenden Stößel in bezug auf die Symmetrieachse der Presse gewährleistet, wodurch ein garantiertes Einspannen der Matrizenhälften mittels der Keile gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Gesenkschmiedepresse mit doppelseitiger Einwirkung auf den Rohling, im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt in der Ebene H-II der Fig. 1.

Die Gesenkschmiedepresse besitzt ein Gestell 1. auf dem gegenläufig hin- und herverschiebbar Stößel 2, welche Stempel 3 tragen, und Stößel 4, welche Matrizenhälften 5 tragen, angeordnet sind. Die hin- und hergehende Bewegung wird durch die Anordnung der Stößel 2 und 4 in Führungen 6 ermöglicht, die am Gestell I ausgebildet sind.

Der unabhängige Antrieb (nicht abgebildet) der Stößel 2 gewährleistet das Ausführen des Arbeits- und des Leerganges durch die Stempel 3.

Als unabhängiger Antrieb eines jeden der Stößel 4 sind Kraftzylinder 7 vorgesehen, die für das Zusammenschließen und Trennen der Matrizenhälften 5 sorgen.

Jeder der Kraftzylinder 7 besitzt ein auf dem Gesteil 1 angeordnetes Gehäuse 8, in dessen Innenraum ein Kolben 9 untergebracht ist, der mit einer Kolbenstange 10 starr verbunden ist. Hierbei entstehen ein deckelseitiger Zylinderraum 7a und ein kolbenstangenseitiger Zylinderraum Tb im Hohlraum des Zylinders 7.

Das freie Ende der Kolbenstange 10 ist mit einem der Stößel 4 verbunden.

Zum Festhalten der Matrizenhälften 5 im zusammengeschlossenen Zustand während des Gesenkschmiedens dienen Keilspannvorrichtungen II zum Einsppnnen der Matrizenhälften 5.

Jede Keilspannvorrichtung 11 zum Einspannen der Matrizenhälften 5 enthält Keile 12, die auf dem Gestell 1 hin- und herverschiebbar angeordnet sind.

Die Möglichkeit der hin- und hergehenden Bewegung wird durch die Anordnung der Keile 12 in rechteckigen Fenstern 13 eines Gehäuses 14 gewährleistet.

Die Keile 12 wirken mit schrägen Seiten 15 zusammen, die an den Stößeln 4, die die Matrizenhälften 5 tragen, auf der die Stempel 3 tragenden Stößeln 2 zugewandten Seite ausgeführt sind.

Jeder Keil 12 besitzt ein Ends'ück 16, in dem ein Fenster 17 rechteckiger Form ausgeführt und ein zylindrischer Bolzen 18 angeordnet ist.

Die Keile 12. die mit unterschiedlichen Stößeln 4 zusammenwirken, sind miteinander und mit einem Antrieb 19 zur Verschiebung derselben durch eine Schwinge 20 verbunden.

Diese Verbindung ist dadurch hergestellt, daß an der Schwinge 20 Vorsprünge 21 ausgeführt sind, die «ich in den Fenstern 17 der Endstücke 16 befinden.

Die Schwinge 20 ist in bezug auf das Gestell 1 durch eine Feder 22 abgefedert.

Der Antrieb 19 zur hin- und hergehenden Verschiebung der Keile 12 schließt einen Kraftzylinder 23 ein. der über sein bewegliches Glied 24 in Form einer Kolbenstange mit einem Gleitstück 25 gelenkig verbunden ist, das hin- und herverschiebbar an einem der Arme eines Hebels 26 angebracht ist. der in einer am Gestell 1 befestigten Achse 27 gelenkig angeordnet ist.

Die hin- und hergehende Bewegung des Gleitstückes 25 wird dadurch ermöglicht, daß es in einem am Ende des Hebels 26 ausgeführten rechteckigen Fenster 28 angeordnet ist. Die gelenkige Verbindung des Gleitstükkes 25 mit der Kolbenstange 24 ist dadurch hergestellt, daß am Ende der Kolbenstange 24 eine Gabel 29 befestigt ist, die über eine Achse 30 mit dem Gleitstück 25 beweglich verbunden ist.
Das andere Ende der Kolbenstange 24 ist mit einem Kolben 31 starr verbunden, der in einem auf dem Gestell 1 angeordneten Gehäuse 32 des Kraftzylinders 23 untergebracht ist. Hierbei entstehen zwei Zylinderräurne; und zwar ein deckelseitiger Zylinderraum 23a und ein kolbenstangenseitiger Zylinderraum 23ö.

jo Die gelenkige Anordnung des Hebels 26 auf dem Gestell 1 erfolgt dadurch, daß am Gehäuse 14 ein gabelförmiger Vorsprung 33 ausgeführt ist, der mittels der Achse 27 mit dem Ende des Hebels 26 verbunden ist.

Der andere Arm des Hebels 26 wirkt über einen Kugelzapfen 34 und ein Spurlager 35 mit der Schwinge 20 längs der Symmetrieachse der letzteren zusammen.

In diesem Fall ist ein einarmiger Hebel 26 vorgesehen, weshalb die Stelle seiner Zusammenwirkung mit der Schwinge 20 in seinem mittleren Teil näher an der Gelenkstütze trägt.

An dieser Stelle sind am Hebel 26 Vorsprünge 36 ausgebildet. Ferner ist der Kugelzapfen 34 dort starr befestigt. Das Spurlager 35 ist π einer Vertiefung des Körpers der Schwinge 20 angeordnet.

Die Schwinge 20 weist außer den Vorsprüngen 21 zwei weitere Vorsprünge 37 (F i g. 2) auf, in denen Fenster 38 vorgesehen sind, in welchen sich die Vorsprünge 36 des Hebels 26 befinden.
Auf dem Gestell 1 sind zwischen den Keilen 12 Vor-Sprünge 39 vorhanden, deren Seitenflächen 40 zu derjenigen Ebene parallel sind, in der die Matrizenhälften 5 zusammengeschlossen werden und an den°n die Stößel 4, die die Matrizenhälften 5 tragen, beim Zusammenschließen derselben anliegen.

Im vorliegenden Fall sind die Vorsprünge 39 am Gehäuse 14 ausgeführt, am dem die Keile 12 montiert sind. Die Presse arbeitet in folgender Weise:
Vor dem Arbeitshub der Stempel 3 müssen die Matrizenhälften 5 zusammengeschlossen sein, damit ein ge-

fao schlossenes Gesenk 41 entsteht.

Hierzu werden die kolbenstangenseitigen Zylinderräume Tb der Kraftzylinder 7 mit einer Speisequelle (nictii abgebildet), die deckelseitigen Zylinderräume Ta aber mit dem Abfluß verbunden. Die von den Zylindern

tn 7 ausgeübte Kraft wird über die Kolbenstangen 10 auf die Stößel 4 übertragen und erteilt ihnen eine Verschiebung in den Führungen 6 des Gestells 1. Hierbei liegt einer der Stößel 4 am Bewegungsende an den Seitenflä-

chen 40 der Vorsprünge 39 an, während der andere Stößel 4 mit einem Spalt »a« in bezug auf die entgegengesetzte Seitenfläche 40 stehen bleibt, da die Anlage an der Trennungsebene der Matrizenhäiften 5 erfolgt.

Die Größe des Spaltes »a« wird so gewählt, daß die Verlagerung der Stößel 4 in bezug auf die Symmetrieachse der Vorsprünge 39, die 'h beträgt, die Einspannungsbedingungen der Stößel 4 durch die Keile 12 nicht beeinflußt.

Nach Zusammenschließen der Matrizenhälften 5 werden die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 236 der Zylinder 23 mit der Speisequelle, die deckelseitigen Zylinderräume 23a aber mit dem Abfluß in Verbindung gesetzt.

Hierbei wird die vom Kraftzylinder 23 ausgeübte Kraft über die Kolbenstange 24, die Gabel 29 und das Gleitstück 25 auf den Hebel 26 übertragen, der um die Achse 27 verschwenkt wird.

Vom Hebel 26 wird die Bewegung über den Kugelzapfen 34 und das Spurlager 35 der Schwinge 20 erteilt, die die Keile 12 bis zur Anlage an den schrägen Seiten 15 der Stößel 4 verschiebt, wie dies in F i g. I dargestellt ist.

Wegen der asymmetrischen Lage der Stößel 4 in bezug auf die Vorsprünge 39 ist die Einlauftiefe der Keile 12 beim Zusammenschließen verschieden. Dies wird aber durch die Neigung der Schwinge 20 kompensiert, die — da sie mit den Keilen 12 über die Mantelflächen der zylindrischen Bolzen 18 zusammenwirkt — auf die mit verschiedenen Stößeln 4 kontaktierenden Keile 12 gleich große Kräfte überträgt.

Die vertikal gerichteten Kräfte der Keile 12 werden über die schrägen Seiten 15 auf die Stößel 4 übertragen, die die Matrizenhälften 5 tragen, wodurch horizontale Einspannkräfte der Matrizenhälften 5 an der Trennungsebene erzeugt werden.

Nach dem Einspannen der Matrizenhälften 5 wird in den Innenraum des Gesenkes 41 seitlich der erwärmte Ausgangsrohling (nicht abgebildet) eingesetzt.

Danach wird der Arbeitshub der Stößel 2 eingeleitet, die die Stempel 3 tragen. Am Ende des Arbeitshubes treten die Stempel 3 in die Bohrungen der Matrizenhälften 5 ein und führen das Umformen des Rohlings im geschlossenen Gesenk 41 aus.

Nach beendetem Arbeitshub kehren die Stößel 2 mit den Stempeln 3 in die Ausgangsstellungen zurück.

Nach Beendigung des Gesenkschmiedevorganges muß die Keilspannvorrichtung 11 in die Ausgangsstellung zurückgebracht werden. Hierzu werden die Zylinderräume 23a der Zylinder 23 mit der Speisequelle, die Zylinderräume 236 jedoch mit dem Abfluß in Verbindung gesetzt. Unter der Druckeinwirkung der Flüssigkeit führen die Kolbenstangen 24. indem sie die Hebel 26 um die Achsen 27 schwenken, diese vom Gestell 1 weg. Hierbei erteilen die Hebel 26, indem sie über ihre Vorsprünge 36 mit den Fenstern 38 in den Vorsprüngen 37 der Schwinge 20 zusammenwirken, diesen letzteren eine Verschiebung.

Zusammen mit den Schwingen 20 führen die Keile 12 eine fortschreitende Bewegung aus, da sie über die Vor- eo Sprünge 21. die in die Fenster 17 der Endstücke 16 hineinragen, mit der Schwinge 20 zusammenwirken.

Hierbei werden die Keile 12 von den Stößeln 4 abgeführt und verschwinden am Hubende vollkommen im Gestell 1. b5

Danach werden die deckelseitigen Zylinderräume Ta der Zylinder 7 mit der Speisequelle, die kolbensiangenseitigen Zylinderräumc Tb wiederum mit dem Abfluß in Verbindung gesetzt.

Dabei erteilen die Kolbenstangen 10 den Stößeln 4 eine Verschiebung in Richtung auf die Stößel 2. Am Hubende der Stößel 4 erfolgt das Ausstoßen des fertigen Schmiedestückes.

Nach dem Ausstoßen werden die Stößel 4 erneut zusammengeschlossen, die Matrizenhälften 5 durch die Keilspannvorrichtungen 11 eingespannt, so daß der Zyklus wiederholt werden kann.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gesenkschmiedepresse mit doppelseitiger Einwirkung auf den Rohling, auf deren Gestell gegenläufig hin- und herverschiebbar Stempel tragende Stößel, sowie Matrizenhälften tragende Stößel angeordnet sind, wobei jeder von ihnen einen unabhängigen Antrieb zur eigenen Verschiebung aufweist, und wobei eine Keilspannvorrichtung zum Einspannen der Matrizenhälften während des Gesenkschmiedens vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene zum öffnen der Matrizenhälften (5) senkrecht zur Preßachse verläuft, und daß die Keile (12) der Keilspannvorrichtung (11) zum Einspannen der Matrizenhälften (5) mit den die Matrizenhälften (5) tragenden Stößeln

(4) auf der den die Stmpel (3) tragenden Stößeln (2) zugewandten Seiten (15) zusammenwirken und untereinander und mit dem Antrieb (19) zu ihrer Verschiebung mittels einer abgefederten Schwinge (20) verbunden sind.

2. Gesenkschmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) zur hin- und hergehenden Verschiebung der Keile (12) einen Kraftzylinder (23) einschließt, der über sein bewegliches Glied (24) mit einem Gleitstück (25) gelenkig verbunden ist, das hin- und herverschiebbar an einem der Arme eines Hebels (26) angebracht ist, der in einer am Gestell (1) befestigten Achse (27) gelenkig angeordnet ist. dessen anderer Arm über einen Kugelzapfen (34) und ein Spurlager (35) mit der Schwinge (20) längs der Symmetrieachse derselben zusammenwirkt.

3. Gesenkschmiedepresse nach Anspruch 1, daduf'i gekennzeichnet, daß auf dem Gestell (1) zwischen den Keilen (12) Vorsprünge (39) angebracht sind, die Seitenflächen (40) besitzen, die zu derjenigen Ebene parallel sind, in der die Matrizenhälften

(5) zusammengeschlossen werden, und an denen einer der Stößel (4). die die Matrizenhälfien (5) tragen, beim Zusammenschließen derselben anliegen.