DE3740815A1 - Schmiede-, insbesondere gesenkhammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Erfindung wird vorzugsweise die gesamte Schlagenergie von dem Hammerbär aufgebracht, wobei insbesondere der Schabotteneinsatz fest im Hammergestell angeordnet ist. Obwohl die Erfindung auch auf das Freiformschmieden anwendbar ist, hat sie besondere Vorteile beim Gesenkschmieden, wobei das Ober- und das Untergesenk mit Gravuren versehen ist. Die Erfindung wird deshalb im folgenden anhand eines Gesenkhammers mit einem Ober- und einem Untergesenk näher erläutert.

Hierbei müssen die der Umformung dienenden Werkzeuge (Gesenke) vor allem lagegenau eingebaut werden, um den Versatz von Ober- und Untergravur zu vermeiden. Vorher müssen allerdings die Gesenke in zwei zueinander senkrechten Richtungen eingerichtet werden. Hierzu dient in dem einzurichtenden und in seiner Lage festzusetzenden Gesenk die zweiseitige Verkeilung. Erfindungsgemäß kommen dafür verschiedene Befestigungsformen bzw. -ausführungen in Frage. Neben hydraulischen Keilen und Treibkeilen kann die Erfindung insbesondere Schraubkeile verwenden, deren Keilrückenflächen in der Fuge und dem Gesenkfuß ausgeführte Keilanlagerflächen zugeordnet sind.

Die Erfindung geht von einem bekannten Gesenkhammer dieser Art aus. Hierbei ist die Gesenkfuge im Hammer­ bären und in der Schabotte in Richtung einer der Hauptachsen, welche quer zu der das Hammergestell schneidenden Hauptachse verläuft, offen ausgebildet, und das Festsetzen des Gesenkfußes erfolgt mit einem oder mit gegenüberliegenden, parallelen Keilen. Die Reaktions­ kräfte der von diesen Keilen ausgehenden Keilkräfte werden auf die jeweils gegenüberliegenden Anlageflächen des Gesenkes oder des gegenüberliegenden Keiles über­ tragen, so daß diese Flächen auch gleichzeitig die Flächen darstellen, mit denen an dieser Seite der Gesenkfuß eingespannt wird.

Diese Ausführung der Schmiedewerkzeugbefestigung an dem vorbekannten Gesenkhammer hat jedoch eine Reihe von Nachteilen.

Da zur Übertragung hoher Schlagenergien die dem Fugengrund angliegende Stirnfläche des Gesenkfußes möglichst groß sein soll, wird insbesondere bei der Gravurschmiedung die Gesenkfuge quer zu den be­ schriebenen Keilen möglichst breit gehalten. Das hat jedoch eine entsprechende Schwächung der Gesenk­ aufnahme im Bär bzw. im Schabotteneinsatz zur Folge, die zu Anrissen, insbesondere in den Übergangsradien von der Fugengrundfläche zu den Fugenflanken führt, was kostspielige Reparaturen verursacht.

Diese Fugenanrisse werden im besonders starken Maße durch das Eintreiben der Keile begünstigt, die die be­ schriebenen Keilanlageflächen und -spannflächen beim Eintreiben der Keile außerdem stark bean­ spruchen. Nicht selten kommt es deswegen hierbei auf diesen Flächen zu Freßerscheinungen, was sich in der Ausbildung von Riefen auf den betroffenen Flächen zeigt. Dadurch werden die beschriebenen Anrisse weiter begünstigt. Außerdem wird die Geometrie von Gesenkfuge, Keil und Gesenkfuß verändert, was das Einrichten des betreffenden Schmiedegesenks erheblich erschwert.

Die größte Belastung der Gesenkfuge bei dem als bekannt vorausgesetzten Gesenkhammer liegt daher an beiden Enden der Gesenkfuge, an denen in der Regel auch die Anrisse beginnen. Das Einrichten in der beschädigten Gesenkfuge setzt die Verwendung von Beilagen voraus, die meistens aus Stahlblechstreifen gewonnen werden. Häufig müssen die Beilagen bei jeder neuen Keilung erneuert werden, um den Veränderungen der Gesenkfuge durch den zunehmenden Verschleiß zu entsprechen.

Das Einrichten muß daher an Ort und Stelle von der Schmiedemannschaft durchgeführt werden. Die hierfür anzusetzende Einrichtzeit hängt hauptsächlich von der Qualifikation der Schmiedemannschaft und von dem Ver­ schleißzustand der Gesenkfuge, aber auch von den Keilen und dem Schmiedewerkzeug selbst ab. Sie ist deshalb schwer zu fixieren, was andererseits erforderlich ist, um eine optimale Ausnutzung des Gesenkhammers zu erreichen.

Die bei dem vorbekannten Gesenkhammer in Richtung der quer zu der das Hammergestell enthaltenden Hauptachse offene Gesenkfuge macht schon bei relativ kleinen Gesenken eine weitere Zentrierung mit Hilfe eines Haltesteines erforderlich. Der Haltestein wird bei vielen Anwendern in der Mitte eingebaut und reicht in eine Nut, die in der Stirnseite des Gesenkfußes ange­ bracht ist, welche dem Fugengrund anliegt. Deshalb ver­ mindert sich die Anlagefläche des Gesenkfußes im Fugen­ grund um die Flächengröße des Haltesteins, der seiner­ seits den Bär schwächt. Erfahrungsgemäß sind die belasteten Flächen derartiger Haltesteine jedoch überlastet. Sie schlagen deswegen relativ schnell aus. Das muß durch eine Vergrößerung der Bohrung für den Haltestein ausgeglichen werden, was jedoch zu einer zusätzlichen Schwächung der beschriebenen Hauptgruppen des Gesenkhammers führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gesenkhammer der beschriebenen Art den Gesenkfuß an vier Seiten, gegenüber der üblichen zweiseitigen Be­ festigung, zu spannen und dadurch eine bessere Gesenk­ befestigung und gleichmmäßigere Spannungsverteilung im Bär und Schabotteneinsatz vorzunehmen, das Einrich­ ten des Gesenkes zu erleichtern und den Verschleiß der Gesenkhalterung zu beseitigen, jedenfalls aber wesent­ lich zu reduzieren.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung werden die die Reaktionskräfte der Keile abtragenden Spannflächen von den Anlageflächen der Keile getrennt und auf den jeweils einem Keil gegenüberliegenden Flächen des Gesenkfußes und der Gesenkfuge vorgesehen, so daß die Gesenkfuge im wesentlichen geschlossen ist. Die orthogonale Anordnung der Keile ermöglicht das Einrichten des Gesenkfußes in beiden Hauptrichtungen. Die sich hieraus ergebende, im wesentlichen viereckige und vorzugsweise quadratische Fläche, welche von den Keilanlageflächen und den Spannflächen im Gesenkfuß umschrieben ist, fällt verhältnismäßig groß aus. Dadurch nimmt die spezifische Flächenbelastung so­ wohl durch die Keilanzugskräfte wie auch durch die Schlagenergie des Hammers relativ ab. Deswegen ver­ mindert sich der Flächenverschleiß entscheidend und die damit zusammenhängenden Einrichtschwierigkeiten werden entsprechend reduziert.

Die erfindungsgemäß vorgesehene an vier gegenüber­ liegenden Flächen eintretende Verspannung des Schmiede­ gesenkes macht in aller Regel einen Zentrierstein überflüssig. Die Einspannbeanspruchung verteilt sich auf die beschriebenen Flächen im wesentlichen gleich­ mäßig, so daß örtliche Überlastungen vermieden werden können. Da die Anlage- und Spannflächen über längere Zeit keine Fresser zeigen oder sonst verschlissen sind, wird durch die Erfindung eine Voreinstellung der Ober- und Untergesenke außerhalb des Hammers, z. B. im Werkzeugbau möglich, so daß der Werkzeug­ wechsel im Schmiedehammer keine Einrichtarbeiten voraussetzt, weil die Passungen bereits im Werkzeugbau vorgenommen werden können.

Eine besonders große Abstützfläche, welche insbesondere bei Mehrfachgravurschmiedungen vorteilhaft ist, er­ möglichen die Merkmale des Patentanspruchs 2. Durch die diagonale Anordnung der verschiedenen, die Keilan­ lageflächen und die Spannflächen enthaltenden Ebenen in bezug auf die Hauptachsen des Bären bzw. des Schabotteneinsatzes werden auch die Anlage- und Spann­ flächen verlängert und dadurch entlastet.

Das Montieren des bereits fertig eingerichteten Schmiedegesenks, insbesondere bei vergrößertem Gesenk­ fuß bzw. bei vergrößerter Gesenkfuge kann zweckmäßig mit Hilfe eines Hilfswerkzeuges gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3 vorgenommen werden. Die Genauigkeit, mit der ein derartiges Hilfswerkzeug arbeitet, läßt sich mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 4 auf das erforderliche Naß bringen. Durch das Schrauben der Zwingen dieses Hilfswerkzeuges wird der Gesenkfuß in der Gesenkaufnahme in Richtung einer der Hauptachsen, insbesondere der das Hammer­ gestell enthaltenden Hauptachse verschoben.

Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, die Gesenkbefestigung in einem nach außen abgeschlossenen System unterzubringen. Das ermöglichen die Merkmale des Patentanspruchs 5.

Gemäß Anspruch 6 sind Aussparungen im Bär bzw. Schabot­ teneinsatz vorgesehen, durch die sich die Keile bzw. die im Anspruch 7 beschriebenen Paßleisten einbringen lassen. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt u. a. darin, daß Treibkeile nicht mehr angewandt werden können, weil diese einen zweiseitigen Zugang voraus­ setzen, der bei der Ausführungsform nach dem Patentan­ spruch 5 bzw. 6 nicht gegeben ist. Infolgedessen bleiben die Anlageflächen auf den beteiligten Teilen im guten, genauen und kalkulierbaren Zustand.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 in abgebrochener Darstellung, d. h. unter Fort­ lassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten eine Werk­ zeugbefestigung gemäß der Erfindung in Vorder­ ansicht. Die Verkeilung liegt oberhalb der Bärunterfläche und unterhalb der Schabottenein­ satz-Oberfläche;

Fig. 1a Darstellung wie Fig. 1, aber die Verkleilung liegt jeweils in der Bärunterfläche und Schabotteneinsatz-Oberfläche;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1 zur Wiedergabe der Befestigung des Obergesenks im Bär des Gesenkhammers;

Fig. 2a einen Schnitt längs der Linie A′-A′ der Fig. 1 zur Wiedergabe der Befestigung des Obergesenks im Bär des Gesenkhammers;

Fig. 3 einen abgebrochenen Schnitt längs der Linie C-C zur Wiedergabe einer der Keilbefestigungen;

Fig. 3a einen abgebrochenen Schnitt längs der Linie C′-C′ zur Wiedergabe einer der Keilbefesti­ gungen;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 1 zur Wiedergabe der Untergesenkbefestigung im Schabotteneinsatz;

Fig. 4a einen Schnitt längs der Linie B′-B′ der Fig. 1 zur Wiedergabe der Untergesenkbefestigung im Schabotteneinsatz;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D-D der Fig. 4 zur Wiedergabe der Keilbefestigung des Unter­ gesenks;

Fig. 5a einen Schnitt längs der Linie D′-D′ der Fig. 4a zur Wiedergabe der Keilbefestigung des Unter­ gesenks und

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie E-E zur Wieder­ gabe der mit einer der Keilbefestigungen zusammenwirkenden Spannflächenausbildung.

Gemäß der Darstellung der Fig. 1 handelt es sich um einen Gesenkhammer (1) mit einem senkrecht geführten Hammerbären (2) in einem Hammergestell (3) und einer Schabotte (4). Der Schabotteneinsatz (5) enthält die Befestigung des Untergesenks (6), während der Hammerbär (2) die Aufnahme für das Obergesenk (7) aufweist. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die jeweiligen Gesenkfüße (8, 9) des Obergesenks (7) und des Untergesenks (6) in einer Gesenkfuge (10 bzw. 11) befestigt, was mit einer Verkeilung erfolgt. Zunächst wird die Verkeilung des Obergesenks (7) anhand der Fig. 2 näher erläutert.

Die Verkeilung erfolgt mit Hilfe von zwei identischen Doppelkeilen (12, 14). Jeder Doppelkeil hat z. B. zwei Schrägkeilflächen, die längs einer in der Mitte des jeweiligen Doppelkeils verlaufenden Keilfuge (15) aufeinanderliegen. Mit Hilfe von Schlüsselflächen (16) an den Enden von nicht dargestellten Schrauben­ bolzen, können die Keilflächen in der Fuge (15) gegen­ einander verschoben werden. Die Keilrücken (17, 18) stützen sich auf entsprechenden Anlageflächen (19, 20) ab, wobei die Anlagefläche (19) im Bär und die Anlage (20) am Gesenkfuß ausgebildet ist.

Beim Anziehen der Keile werden die den Anlageflächen (18) gegenüberliegenden Flächen (21 bzw. 22) des Gesenkfußes (8) und der Gesenkfuge (10) im Bär mitein­ ander verspannt.

Wie ersichtlich sind die beiden, den Keilanlage­ flächen (17, 18 bzw. 19, 20) zugeordneten, annähernd senkrechten Ebenen orthogonal zueinander abgeordnet. Die Spannflächen (21, 22) sind auf den jeweils den Keilanlage­ flächen (17, 18 bzw. 19, 20) gegenüberliegenden Seiten der Gesenkfuge (10) bzw. des Gesenkfußes (8) sowie ebenfalls in annähernd senkrechten Ebenen angeordnet, die parallel zu jeweils einer der den Keilanlageflächen (17, 18 bzw. 19, 20) zugeordneten Ebenen verlaufen.

Ferner sind, wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, Gesenkfuß (8) und Gesenkfuge (10) zum Hammergestell (3) derart angeordnet, daß die Diagonalen der von den Ebenen der Keilanlageflächen (17, 18 bzw. 19, 20) und den Spann­ flächen (21, 22) umschriebenen Fläche (23) mit den Hauptachsen (24, 25) des Bären (2) zusammenfallen. Die Hauptachse (24) enthält dabei das Gestell (3), während die Hauptachse (25) senkrecht dazu verläuft.

Wie sich aus der Darstellung der Fig. 2 weiterhin er­ gibt, enthält das Obergesenk (7) z. B. drei Gravuren (26 bis 28), welche im wesentlichen innerhalb der Fläche (23) liegen.

Die beschriebene Verkeilung befindet sich an einem Ringkörper (29), der Teil des Hammerbärs (2) ist. Im Schnitt A′-A′ in Fig. 2a wird dieser geschlossene ring­ förmige Raum zur Aufnahme und Verspannung (Verkeilung) des Gesenkfußes (8) sichtbar.

Der Gesenkfuß (8) stützt sich in der Schlaglinie am Fugengrund (30) des Hammerbären ab.

Der Ringkörper ist durch Aussparungen (31, 32) im Bär (2) von außen zugänglich. Dadurch können Doppelkeile (12, 14) von außen durch die Aussparungen (31, 32) eingesetzt und verspannt werden.

Wie die Fig. 3 erkennen läßt, sind die Anlageflächen (17, 18) mit Doppelkeilen (12, 14) am Hammerbär (2) bzw. am Gesenkfuß (8) um einen bestimmten Winkel gegen die Senkrechte geneigt. Diese schräge Anordnung der Anlageflächen gewährleistet einerseits ein Anliegen der Stirnfläche (23) im Fugengrund (30) beim Anziehen der Keile und sorgt andererseits dafür, daß das Ober­ gesenk aus der Aufnahme des Hammerbären nicht heraus­ fallen kann.

Die Befestigung des Gesenkfußes (9) im Schabottenein­ satz (5), bzw. der Gesenkfuge (11) des Schabottenein­ satz, die in den Fig. 4a bis 6 wiedergegeben ist, erfolgt in analoger Weise.

Die Keilanlageflächen (34 und 35) an der Gesenkfuge (11) bzw. am Gesenkfuß (9) sind für den Doppelkeil (36) nach Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. Wiederum be­ finden sich die Gesenkgravuren (26 bis 28) in der von den Anlageflächen (35) beider Doppelkeile (36 und 37) und den in Fig. 6 dargestellten Spannflä­ chen (40) umschriebenen Fläche (38) des Gesenkfußes (9). Die den Keilanlageflächen (34 und 35) der beiden Doppelkeile (36 und 37) zugeordneten senkrechten Ebenen stehen ebenfalls orthogonal aufeinander. Die Spann­ flächen sind auf der Darstellung der Fig. 6 ersichtlich und dort für den Gesenkfuß (9) des Untergesenkes (6) mit (40) und für die Schabotteneinsatzgesenkfuge (11) mit (41) bezeichnet. Diesen Spannflächen sind Paßleisten (42 bzw. 43) zugeordnet, die bereits im Werkzeugbau hergestellt und paßgenau eingerichtet sind. Die Spann­ flächen (40, 41) der Paßleisten (42, 43) sind auf Seiten angeordnet, die den Keilanlageflächen (34, 35) der Doppelkeile (36, 37) gegenüberliegen. Die Flächen befinden sich in senkrechten Ebenen, die parallel zu jeweils einer der den Keilanlageflächen (34, 35) eines der Doppelkeile (36, 37) zugeordneten Ebenen verlaufen.

Außerdem sind wie in der Gesenkbefestigung des Oberge­ senkes der Gesenkfuß (9) und die Gesenkfuge (11) des Untergesenks im Hammergestell (3) derart angeordnet, daß die Diagonalen der von den Ebenen der Keilanlageflächen (34, 35) und den Spannflächen (40, 41) umschriebenen Fläche (38) mit den Achsen (44, 45) des Schabotteneinsatzes (5) zusammenfallen. Der Schabotteneinsatz (5) ist mit Keilen (46, 47) im Hammergestell befestigt.

Der in der Fig. 2a beschriebene Ringkörper, der Teil des Hammerbärs ist, kann auch durch die Aussparungen (31 und 32) unterbrochen sein, wenn die Gesenkfuge so angeordnet ist, wie dies in Fig. 1a dargestellt ist. In diesem Fall ist zwar die Verspannungssteifigkeit infolge der geringen Aussparungen (31 und 32) gering­ fügig reduziert, jedoch ist gegenüber der bisher üblichen Gesenkbefestigung eine entschieden bessere Gesenkbefestigung möglich.

Für die Befestigung des Gesenkfußes (9) im Schabotten­ einsatz (5) bzw. der Gesenkfuge (11) des Schabotten­ einsatzes gilt in analoger Weise das gleiche, wie es auch in den Fig. 4 bis 6 wiedergegeben ist.

Der Werkzeugfuß (9) des Untergesenks (6) ist im Schabottenkopf (5) längs der Hauptachse (45) mit einem Hilfswerkzeug verschiebbar, das abnehmbar ausgebildet ist und zur Einrichtung des Untergesenkes (6) dient. Dieses Hilfswerkzeug besteht gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungs­ beispiel aus je einer Schraubzwinge (48, 49). Eine solche Schraubzwinge weist eine im Querschnitt etwa rechteckige Leiste (50) und wenigstens eine Schraube (51) auf. Der mit Schlüsselflächen (52) versehene Schraubenkopf (53) bildet eine Baueinheit mit einem zylindrischen Teil (54), der das Außengewinde für eine mit Innengewinde versehene Aussparung in der Leiste (50) aufweist. Die Stirnseite des Zylinder­ abschnittes wirkt auf eine von zwei Gegenflächen (56, 57), welche zwischen den beschriebenen Haupt­ ebenen angeordnet sind und quer zu der Hauptachse (45) verlaufen, welche das Hammergestell schneidet.

Claims (7)

1. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer, dessen Schmiedegesenkhalterung im Bär und gegebenen­ falls im Schabotteneinsatz in einer mindestens zweiseitigen Verspannung des Gesenkfußes in einer Gesenkfuge besteht, wobei die Verspannung durch Keile erfolgt, denen jeweils Keil­ anlageflächen der Fuge und des Gesenk­ fußes zugeordnet sind, denen die Keilkräfte aufnehmende Spannflächen gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierseitige Verspannung vorgesehen ist, bei der die Längsachsen der beiden Keile (12, 14 bzw. 36, 37) orthogonal zueinander verlaufen und die dazu gehörigen Spannflächen (21, 22; 40, 41) auf den Keilanlageflächen (17-20; 34, 35) gegenüber­ liegenden Seiten der Gesenkfuge (10, 11) des Gesenkfußes (8, 9) sowie jeweils in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu den Keilanlageflächen (17, 18; 34, 35) des zuge­ ordneten Keils verläuft.

2. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gesenkfuß (8, 9) und Gesenkfuge (10, 11) im Hammerbär (2) bzw. im Schabotteneinsatz (5) derart angeordnet sind, daß die Diagonalen der von den Keilanlageflächen (17, 19; 34, 35) und den Spannflächen (21, 22; 40, 41) um­ schriebenen Fläche (23, 38) mit den Achsen (44, 45; 24, 25) des das Gestell (3) enthaltenen Hauptachsenkreuzes des Bären (2) bzw. Schabotteneinsatzes (5) zusammenfallen.

3. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugfuß (9) des Schabottengesenks (6) im Schabottenein­ satz (5) längs wenigtens einer Hauptachse (44, 45) verschieblich ist und Gegenflächen für ein abnehmbares Hilfswerkzeug aufweist, das zur Einrichtung des Schabottengesenks (6) dient.

4. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hilfswerkzeug aus gegen­ überliegenden, gegeneinander wirkenden Schraubzwingen (48, 49) besteht.

5. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verspannung in einem Ring­ körper (29) des Hammerbären (2) bzw. des Schabotteneinsatzes (5) angeordnet ist, wobei sich der jeweilige Gesenkfuß (8, 9) am Fugen­ grund (30) abstützt, welcher zugleich die Be­ grenzung des Ringkörpers darstellt.

6. Schmiede- insbesondere Gesenkhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der durch den dem Hammerbären (2) bzw. dem Schabotteneinsatz (5) zugeordne­ te Ringkörper gebildete innere Abschnitt über Aussparungen (31, 32) zugänglich ist.

7. Schmiede-, insbesondere Gesenkhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannflächen (40, 41) an gegenüberliegenden Seiten von Paßleisten (42, 43) angeordnet sind.