DE3343623C2

DE3343623C2 -

Info

Publication number: DE3343623C2
Application number: DE3343623A
Authority: DE
Inventors: Rolf 4150 Krefeld De Eisenmann
Original assignee: THYSSEN INDUSTRIE AG SCHMIEDETECHNIK/BERGBAUTECHNIK 4100 DUISBURG DE
Current assignee: THYSSEN INDUSTRIE AG SCHMIEDETECHNIK/BERGBAUTECHNIK 4100 DUISBURG DE
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1983-12-02
Publication date: 1988-01-07
Also published as: GB8504605D0; GB2171349B; GB2171349A; DE3343623A1; US4649731A; FR2577450A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von hinterschnittenen Schmiedestücken mit einem in verti kaler Ebene geteilten Werkzeug in einer Schmiedepresse, mit einem Grundwerkzeug, auf dem das geteilte Werkzeug radial zustellbar ist, wobei die Werkzeugteile in Offen stellung und in ihre formgebene Lage (Schließstellung) horizontal beweglich sind und die Werkzeuge an ihrer Umfangsseite mit einem kegelig sich nach unten verstärken den Wandteil versehen sind, gegen die ein als Keilring ausgebildetes Verriegelungsteil mit entsprechend keiliger Wandung lösbar anliegt und gegen die Oberfläche des Keilringes oder gegen die Oberseite der Keilringteile mindestens in Richtung auf den Keilring mit Druckmittel druck beaufschlag bare Verriegelungskolben einwirken.

Zylindrische Hohlteile mit mehreren außenseitigen Flanschen oder Kränzen, insbesondere Doppelkranzketten-Laufrollen, werden heute aus zwei entsprechenden Schmiedestücken durch Zusammenschweißen montiert. Das Schmieden von derartigen Doppelkranzlaufrollen erfolgt auf Schmiede pressen oder auch durch Hämmer oder Stauchmaschinen, wobei üblicherweise erst der äußere, meist größere Kranz bzw. Flansch angeschmiedet wird. Nach dem Entgraten und gegebenenfalls Lochen dieses Schmiedestückes wird anschließend in einem dritten Verfahrensgang mit einem zusätzlichen Werkzeug der zweite Flansch angeformt und entgratet.

Bekannt sind auch Werkzeuge mit Keilschiebern, die von einfach wirkenden Pressen betätigt werden.

Keine dieser bekannten Lösungen ist unmittelbar für die Herstellung von Hohlteilen mit Mehrfachflansch wie Doppelkranzlaufrollen anwendbar.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches ist aus der gattungsbildenden EP-PS 00 77 160 vorbekannt. Mit einer solchen Konstruktion lassen sich Doppelkranzlaufrollen nicht in einem Hub schmieden, da sich unter anderem die infolge der beim Schmieden auftretenden, zu einem Aufweiten des Gesenks führenden, erheblichen Kräfte die Verriegelungs teile unter praxisnahen Betriebsbedingungen nicht mehr lösen lassen. Demzufolge ist auch kein Genauschmieden von Doppelkranzlaufrollen möglich.

Aus der US-PS 13 97 566 ist eine Schmiedepresse vorbekannt, bei der ein hinterschnittenes Stahlrad geschmiedet wird. Die beiden radial zustellbaren Werkzeugteile sind dabei lediglich über eine Kolben-Zylinder-Einheit verriegelt. Nachteilig bei der vorbekannten Konstruktion ist u. a., daß sich die beim Schmieden von Doppel flanschlaufrollen auftretenden, sehr hohen und sich im Schmie deteil quasi statisch ausbreitenden Kräfte bei der vorbe kannten Konstruktion nicht aufnehmen lassen. Vielmehr besteht die Gefahr, daß dort die Werkzeugaktiv-Elemente seitlich weggedrückt werden, so daß ein genaues Schmieden von Doppel flanschlaufrollen nicht möglich ist. Die hierbei auftreten den Kräfte würden die Gesenkkontruktion so weit aufweiten und deformieren, daß kein befriedigendes Ergebnis zu erzielen wäre.

Aus der CH-PS 5 15 540 ist es bekannt, hinterschnittene Hohlkörper durch Auf weiten herzustellen, wobei die beiden Werkzeugteile durch einen Keilring verriegelt werden. Eine Massivumformung eines Vollkörpers findet nicht statt. Bei einem Werkzeug gemäß dieser Druckschrift wird sozusagen ein hydrostatischer Spannungszustand erreicht, um einen ring förmigen Körper aufweiten zu können. (Aufgrund der großen Keilfläche lassen sich bei hohen Umform kräften die Werkzeugteile und der Keilring nur sehr schwer vonein ander lösen.)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches so auszuge stalten, daß sich beim Schmieden von Doppelkranzlauf rollen in einem Hub das Verriegelungsteil auf den not wendigen Gravurbereich (Hinterschnitt) beschränkt.

Ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Schmieden von Doppelkranzlauf rollen auf einem einteiligen Gravureinsatz Werkzeugaktiv elemente beweglich sind und die Preßgravur des Gravurein satzes ergänzen und gegen die Unterseite des Verriegelungs teiles ein motorisch in vertikaler Ebene angetriebenes, auch den Ausstoßer betätigendes Entriegelungsteil ein wirkt.

Durch die Erfindung wird nicht nur die gestellte Aufgabe vollständig gelöst, sondern es ist auch möglich, in einer handelsüblichen einfach wirkenden Schmiedepresse Doppelkranzlaufrollen in einem Hub so genau zu schmieden, daß in manchen Fällen ein Nacharbeiten durch spanabhebende Bearbeitung o. dgl. nicht mehr erforderlich ist. Die Verriegelungsteile lassen sich problemlos lösen.

Die Erfindung vereinfacht die bekannte schmiedetechnische Herstellung von zylindrischen Hohlteilen mit Hinterschnitt durch Mehrfachflansch durch Vereinigung der notwendigen Form gebungsschritte in einem Schmiedewerkzeug bei einem Pressenhub und der Verwendung handelsüblicher, einfach wirkender Schmiede pressen. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Herstellung von Kettenlaufrollen 30 oder Mehrfachflansch-Laufrollen, z. B. Doppelflansch-Laufrollen, beschränkt, sondern auch für das Schmieden komplizierter Teile mit Hinterschnitt anwendbar, bei denen ein Hohlraum oder eine äußere Form mit mehreren Flanschen bzw. Kränzen geschmiedet werden muß. In allen Fällen ist eine vorhandene, einfach wirkende Schmiedepresse über eine Zusatzhydraulik und Steuerung insoweit umzurüsten, das ein kompliziertes geteiltes Werkzeug über die Erweiterung der Pressenkinematik (Mehrfachwirkung) betätigt werden kann.

Ein erfindungsgemäßes Schmiedewerkzeug kann z. B. aus folgenden Teilen bestehen:

1. Dem eigentlichen Gesenkhalterunterteil von z. B. ca. 900 × 900 × 400 mm mit dem unteren Gravureinsatz.
2. Den darüber liegenden, motorisch in Offen- und Schließstellung steuerbaren, geteilten Werkzeugteilen.
3. Einem den Werkzeugteilen zugeordneten, vorzugsweise ebenfalls motorisch angetriebenen Verriegelungsteil, das z. B. von der Presse über eine Hydraulik gesteuert wird und
4. dem Gesenkeinsatzoberteil.

Die geteilten Werkzeugaktivteile, auch Preßbacken genannt, können von doppelwirkenden Hydraulikzylindern der Pressenzu satz-Hydraulik geschlossen bzw. geöffnet werden.

Das Öffnen des Verriegelungsteils kann durch den vorhandenen Pressenausstoßer eingeleitet werden, der von einer zweiten Stufe aus das voll ausgeformte Schmiedestück auswirft. Dieser Pressenausstoßer kann mit Plungerzylindern zusammenwirken, die einen Zwischenkolben besitzen und die in Verbindung mit der Pressensteuerung dieses Verfahren ermöglichen und gleich zeitig in Verbindung mit dem nächsten Pressenhub für das Schließen und Klemmen (Arretieren) des Werkzeuges erforderlich sind.

Bei der Erfindung werden die Werkzeugaktivteile durch ab wechselnd beidseitig mit Druckmitteldruck, insbesondere durch Hydrauliköl, beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten in Offen- und Schließstellung bewegt.

Die Werkzeugaktivteile sind vorteilhafterweise Hälften eines Ringkörpers, die auf dem Gravureinsatz möglichst nahtlos gleitbeweglich angeordnet sind und die Preßgravur des Gravur einsatzes ergänzen.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Werkzeugaktivteile an ihrer Umfangseite mit einem keilig sich nach oben verjüngenden Wandteil versehen sind, gegen den das als Keilring ausgebildete Verriegelungsteil mit entsprechender keiliger Wandung lösbar anliegt.

Gegen die Oberseite des Keilringes oder gegen die Oberseite der Keilringteile wirken mindestens in Richtung auf den Keil ring mit Druckmitteldruck, vorzugsweise abwechselnd beidseitig beaufschlagbare Verriegelungskolben ein. Dadurch ist es mög lich, das Verriegelungsteil und damit die Werkzeugaktivteile von der Pressenhydraulik auszusteuern.

Vorteilhafterweise wirkt gegen die Unterseite des Verrie gelungsteils ein motorisch in vertikaler Ebene angetriebenes, auch den Ausstoßer betätigendes Entriegelungsteil ein. Auch dieses Entriegelungsteil wird zweckmäßigerweise durch Druck mitteldruck, insbesondere hydraulisch, durch die Pressen hydraulik gesteuert. Dadurch kann das Öffnen des Verriegelungs teils durch den vorhandenen Pressenausstoßer eingeleitet werden, der von einer zweiten Stufe aus das voll ausgeformte Schmiedestück, als Doppelflanschlaufrolle auswirft.

In die eigentliche Schmiedepressensteuerung und -Hydraulik lassen sich somit folgende Arbeitsläufe integrieren:

a) Durch Druckmittelbeaufschlagung der den Werkzeugaktiv teilen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten werden diese Werkzeugaktivteile geöffnet bzw. geschlossen,
b) Daraufhin werden die in Schließstellung bewegten Werkzeug aktivteile durch Druckmittelbeaufschlagung mehrerer, einem Verriegelungsteil zugeordneter Kolben-Zylinder-Ein heit in ihrer Verriegelungsstelle arretiert.
c) Nach Einsprühen der Gravur mittels Trennmittel und Ein legen des Stauchrohlings in die Gravur erfolgt der Schmie devorgang, woraufhin
d) die das Verriegelungsteil in Verriegelungsstellung halten den Kolben-Zylinder-Einheiten von Druckmitteldruck ent lastet und ein Ausstoßer durch Druckmittelbeaufschlagung vertikal nach oben bewegt wird, der in seiner ersten Stufe das Verriegelungsteil in Offenstellung bewegt, woraufhin die entriegelten Werkzeugaktivteile durch entgegengesetzte Druckmittelbeaufschlagung ihrer Kolben- Zylinder-Einheiten in Offenstellung gefahren werden und anschließend der Ausstoßer das Werkstück aus der Gravur ausstößt und dieses gegebenenfalls über einen Manipulator entnommen wird und anschließend gegebenenfalls das Entgraten und Lochen erfolgt.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der von der Schmiedepresse zu steuernden Werkzeugaktivelemente, von Kolben- Zylinder-Einheiten und einem veränderten Pressen ausstoßer;

Fig. 2 eine Teildraufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 eine mittels der erfindungsgemäßen Schmiedepresse hergestellte Doppelflansch-Laufrolle im Schnitt;

Fig. 4 eine Mehrfachflansch-Laufrolle im Schnitt.

Mit dem Bezugszeichen 1 (Fig. 2) ist ein Manipulator bezeichnet, der einen nicht näher dargestellten erwärmten Block zu einer Stauchgravur 2 bringt. Bei der anschließenden Stauchoperation wird der erwärmte Block durch den Stauchvorgang vom anhaftenden Zunder befreit und in eine zweckorientierte Form gebracht.

Der Manipulator 1 fördert anschließend den Stauchrohling in das eigentliche Schmiedewerkzeug, das aus einem Grundwerk zeug 7 mit einem Gravureinsatz 3 besteht. In der oberen hori zontalen Ebene 6 ist ein Werkzeugaktivelement angeordnet, das bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Werkzeug aktivteilen 8 und 9 besteht, die ebenfalls an ihren einander zugekehrten Stirnseiten eine Gravur 10 aufweisen, die die Gravur des Gravureinsatzes 3 ergänzt. Die Werkzeugaktivteile 8 und 9 sind in horizontaler Ebene, also in Richtung X bzw. Y in Offenstellung bzw. in ihrer aus Fig. 1 ersichtlichen Schließstellung beweglich. Hierzu ist jedem der Werkzeugaktiv teile 8, 9 je mindestens eine durch Druckmitteldruck, insbe sondere durch Hydrauliköl, beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Ein heit 11 bzw. 12 zugeordnet, deren Kolbenstangen 13 bzw. 14 mit dem jeweiligen Werkzeugaktivteil 8 bzw. 9 verbunden sind.

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein blendenförmiges Verriegel ungsteil, das aus einem die Werkzeugaktivteile 8 und 9 ring förmig einschließenden Körper oder aus sich zum Ringkörper ergänzenden Teilen besteht, das mit einer keilförmig nach unten divergierenden Keilringfläche 16 mit den ebenso keilig nach oben verjüngt zulaufenden Wandungsflächen 17 der Werkzeug aktivteile 8 und 9 zusammenwirkt und diese in der aus Fig. 1 ersichtlichen Schließstellung verriegelt. In diese Ver riegelungsstellung wird das blendenförmige Verriegelungsteil 15 durch vier jeweils in den Eckbereichen angeordnete Kolben- Zylinder-Einheiten 18, 19, 20 und 21 bewegt, derart, daß die Kolbenstangen, z. B. 22 und 23, dieser Kolben-Zylinder- Einheiten 18 bis 21, gegen die Oberfläche 24 des Verriegelungs teils 15 einwirken. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 19 bis 21 sind ebenfalls abwechselnd beidseitig mit Druckmitteldruck, insbesondere Hydrauliköl, beaufschlagbar.

Mit dem Bezugszeichen 25 ist ein Ausstoßerbalken bezeichnet, der auf gegenüberliegenden Seiten vier stangenförmige Fort sätze 26, 26 a und 27, 27 a oder mehrere aufweist, die gegen die Unterseite 28 des Verriegelungsteils 15, also auf der den Kolben-Zylinder-Einheiten 18 bis 21 gegenüberliegenden Wirkfläche, einwirken. Die Fig. 1 läßt außerdem erkennen, daß mit Abstand zum Ausstoßerbalken sich ein Ausstoßer 29 befindet.

Die grundsätzliche Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen, handelsüblichen, einfach wirkenden Schmiedepresse ist folgende:

Es wird ein erwärmter, nicht dargestellter Block von dem Manipulator 1 in die Stauchgravur 2 gebracht und durch eine anschließende Stauchoperation vom anhaftenden Zunder befreit und dadurch außerdem in eine zweckorientierte Form gebracht.

Die Werkzeugaktivteile 8 und 9 werden durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung ihrer Kolben-Zylinder-Einheiten 11 und 12 geschlossen und anschließend durch die Verriegelungs blende 15 über die vier Plungerzylinder 18, 19, 20 und 21 verriegelt.

Daraufhin wird die Gravur 4 eingesprüht und der Stauchrohling durch den Manipulator 1 in die Gravur 4 gelegt.

Das bewegliche Werkzeugoberteil 31 verdrängt daraufhin den Werkstoff und füllt die Gravur des Schmiedewerkzeuges aus. Überschüssiger Werkstoff kann über die Gratbahn austreten.

Daraufhin werden die vier Plungerzylinder 18, 19, 20 und 21 vom Druckmitteldruck entlastet, woraufhin der Ausstoßer balken 25 mit den Fortsätzen 26, 26 a und 27, 27 a nach oben, also gegen die Unterseite 28 des Verriegelungsteils 15 gefahren wird, so daß das Verriegelungsteil 15 nach oben, z. B. um etwa 60 mm, abgehoben wird.

Daraufhin werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 11 und 12 durch Druckmitteldruck in Offenstellung gesteuert, was eine entsprechende horizontale Öffnungsbewegung der Werkzeugaktiv teile 8 und 9 zur Folge hat.

Anschließend entnimmt der frei programmierbare Manipulator 1 das Schmiedestück 30 aus der Gravur 4.

Danach kann das Entgraten und Lochen erfolgen.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen von hinterschnittenen Schmiedestücken mit einem in vertikaler Ebene geteilten Werkzeug in einer Schmiedepresse, mit einem Grund werkzeug, auf dem das geteilte Werkzeug radial zustellbar ist, wobei die Werkzeugteile in Offen stellung und in ihre formgebene Lage (Schließstellung) horizontal beweglich sind und die Werkzeuge an ihrer Umfangsseite mit einem kegelig sich nach unten verstärkenden Wandteil versehen sind, gegen die ein als Keilring ausgebildetes Verriegelungsteil mit entsprechend keiliger Wandung lösbar anliegt und gegen die Oberfläche des Keilringes oder gegen die Oberseite der Keilringteile mindestens in Richtung auf den Keilring mit Druckmitteldruck beaufschlagbare Verriegelungs kolben einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schmieden von Doppelkranzlaufrollen auf einem einteiligen Gravureinsatz (3) Werkzeugaktivelemente (8, 9) beweglich sind und die Preßgravur des Gravur einsatzes (3) ergänzen und gegen die Unterseite des Verriegelungsteiles (15) ein motorisch in verti kaler Ebene angetriebenes, auch den Ausstoßer (25) betätigendes Entriegelungsteil (26, 26 a bzw. 27, 27 a) einwirkt.