DE3800220C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Langschmiedemaschine zum Schmieden von runden oder scharfkantigen Stangen mit vier sternförmig in einer quer zur Schmiedeachse verlaufenden Ebene angeordneten Antriebseinheiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Als Antriebseinheiten ist sowohl der synchronisierte mechani­ sche Antrieb als auch der hydraulische Antrieb über Arbeits­ zylinder bekannt.

Um den Hintergrund der Erfindung darzustellen, wird auf die in der Praxis gebräuchlichen Langschmiedemaschinen wie folgt ein­ gegangen:

Zwei Bauarten von Langschmiedemaschinen sind reine Radial- Schmiedemaschinen mit geradlinig radial geführten Stößeln bzw. Werkzeugen. Da die Werkzeuge in einer gemeinsamen Vertikalebene synchron bewegt werden, ist es eine Frage der Werkzeugbreite, bei welcher Hub-Endlage die Werkzeuge aneinanderstoßen. Die Werkzeugbreite kann jedoch nicht beliebig klein gewählt werden, um in einem einzigen Prozeß bis zu kleinsten Werkstück-Quer­ schnitten schmieden zu können. Eine relativ kleine Werkzeug­ breite würde nämlich die Reduktion pro Schmiedehub beschränken. Da gerade zu Beginn eines Schmiedeprozesses aus schmiedetech­ nischen Gründen eine hohe Reduktion erwünscht ist, wird die Werkzeugbreite so bemessen, daß mit hoher Reduktion unter Dre­ hung des Werkstückes rund vorgeschmiedet werden kann, bis die Werkzeuge bei einem Werkzeug-Querschnitt aneinanderstoßen, der bei der einen bekannten Bauart zum Werkzeugwechsel zwingt, um den Fertigquerschnitt auszuschmieden. Die andere Bauart einer reinen Radial-Schmiedemaschine ist darauf eingerichtet, die Werkzeuge quer zur Schmiedeachse gleichsinnig zu verschieben, und zwar um so mehr, je kleiner der Fertigquerschnitt ist. Der Werkzeugwechsel erfordert Zeit, wohingegen das motorische Verschieben der Werkzeuge einen aufwendigen Mechanismus erfor­ dert (DE 86 23 759 U1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radial-Schmie­ demaschine der eingangs beschriebenen Art dahingehend wei­ terzuentwickeln, daß beim Schmieden mit geradliniger Radialbewegung der Werkzeuge weder ein querschnittsabhängiger Werkzeugwechsel noch ein Verschieben von Werkzeugen quer zur Schmiedeachse erforderlich ist, um das Aneinanderstoßen von synchronbewegten Werkzeugen bei kleinen Werkstückabmessungen zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und führt dazu, daß durch eine Unter­ teilung der Werkzeuge in zwei parallel zur Schmiedeachse ne­ beneinanderliegende Werkzeughälften diese Werkzeughälften wahlweise als Ganzes für das Schmiede-Roll-Verfahren einge­ setzt werden können, und daß durch einfaches Arretieren der lenkerseitigen Werkzeughälften die anderen Werkzeughälften für das reine Radialschmieden eingesetzt werden, und zwar paarweise in zwei geringfügig verschiedenen Vertikalebenen, so daß praktisch zwei um 90° versetzt angeordnete Freiform- Schmiedepressen entstehen, deren Werkzeuge nicht aneinander­ stoßen können. Bei diesem Universal-Schmiedeverfahren wird zwar nicht breitungsfrei geschmiedet, jedoch überwiegt der Vorteil der Schmiedemaschine gemäß der Erfindung hinsichtlich des Umstandes, daß das metallurgisch günstige Vorschmieden über Rundquerschnitt in einem einzigen Prozeß und ohne Zeit­ aufwand für Werkzeugwechsel mit dem Universal-Verfahren zur Herstellung von scharfkantigen Werkstücken kombiniert werden kann.

Um sicherzustellen, daß beim Universal-Verfahren die in zwei Vertikalebenen arbeitenden Paare von stößelseitigen Werkzeug­ hälften unabhängig von der Schmiedevorrichtung gleichgroße Kräfte auf die Antriebseinheiten ausüben, wird empfohlen, daß die Stößel und die von den Stößeln getragenen Werkzeughälften einerseits und die mit den anderen Werkzeughälften versehenen Lenkerhebel andererseits durch die in Kraftrichtung der zuge­ hörigen Antriebseinheit verlaufenden Vertikalebene voneinander getrennt sind.

Wenn die Stößel im Rahmen der beiden Aufgabenlösungen von hy­ draulischen Arbeitszylindern angetrieben sind, sieht die Er­ findung vor, daß die Synchronisierung eines Paares von gegen­ überliegenden Arbeitszylindern ausschaltbar ist und die Stößel von gegenüberliegenden Arbeitszylindern einzeln oder paarweise bis zur Anlage deren Werkzeuge an dem Schmiedestück anstellbar sind. Hierdurch besteht die Möglichkeit, ohne großen Aufwand ein inaktiviertes Werkzeugpaar zur Führung des Schmiedestückes heranzuziehen, während das andere Werkzeugpaar mit schneller Hubfolge arbeitet. Wenn gegenüberliegende Arbeitszylinder ein­ zeln und gegenläufig angestellt werden, können deren Werkzeuge eine Führungsfunktion für außerhalb der Schmiedeachse liegende Teile des Schmiedestückes übernehmen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Schmiedemaschine gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2 Schemata zur Darstellung des Roll-Schmiede- Verfahrens,

Fig. 3 eine Schmiedemaschine in Vorderansicht, teil­ weise geschnitten,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 und 7 Schemata zur Darstellung von Schmiedevorgängen,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine von vier Schmiedeein­ heiten ähnlich Fig. 4 und 5, jedoch in anderer Bauart und

Fig. 9 und 10 Einzelheiten zu Fig. 8.

In Fig. 1 sind schematisch die vier Werkzeuge 1 bis 4 einer Radialschmiedemaschine dargestellt, die von nicht dargestell­ ten Lenkhebeln getragen sind und beim Schmieden Schwenkbewe­ gungen ausführen, die durch Pfeile dargestellt sind. Das aus­ zuschmiedende Rundmaterial 5 erfährt hierdurch eine Drehbewe­ gung, wodurch Oberflächenfehler vermieden und eine optimale Durchschmiedung des Zentrums des Werkstückes gewährleistet ist.

Das Rundmaterial 5 kann mit denselben Werkzeugen 1 bis 4 bei­ spielsweise bis zu einem kleinen Querschnitt 5′ nach Fig. 2 abgeschmiedet werden, weil die vier Werkzeuge sich wegen der fortgesetzten Schwenkbewegung mit zunehmender Komponente in Tangentialrichtung nicht gegenseitig berühren können.

Dies vorausgeschickt, wird nachstehend die Schmiedemaschine in Einzelheiten, entsprechend der Lösung nach Fig. 3 und 5, erläutert.

Hiermit ist bereits angedeutet, daß die die gegenüberliegen­ den Werkzeughälften tragenden beiden Paare von Stößel 9 und Lenkerhebeln 18 eine - in Richtung der Schmiedeachse M gesehen - umgekehrte Aufeinanderfolge von stößelseitigen und lenkerhebelseitigen Werkzeughälften 10 bis 13 bzw. 14 bis 17 aufweisen. Die Bedeutung dieser umgekehrten Auf­ einanderfolge von Werkzeughälften wird aus der Beschreibung der Wirkungsweise der Schmiedemaschine deutlich.

Wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, sind die Stößel 9 und die von den Stößeln getragenen Werkzeughälften 10 bzw. 11 einer­ seits und die mit den anderen Werkzeughälften 14 bzw. 15 versehenen Lenkerhebel andererseits durch die in Kraftrich­ tung der zugehörigen Antriebseinheit 7 verlaufenden Vertikal­ ebene voneinander getrennt. Hierdurch erhalten die Stößel 9 die aus Fig. 4 und 5 ersichtliche abgesetzte Konfiguration, so daß auf die Werkzeughälften unabhängig von der Schmiede­ richtung stets gleiche Kräfte ausgeübt werden.

Es wird nun die Verriegelungsvorrichtung beschrieben, durch die wahlweise ein jeder Stößel 9 mit dem zugehörigen Lenker­ hebel 18 oder mit dem Maschinenrahmen 6 bzw. 6 a formschlüssig verriegelt werden kann. Die deckelseitigen Rahmenteile 6 a, die Lenkerhebel 18 sowie die Stößel 9 sind mit Bohrungen ver­ sehen, um zwei Querbolzensysteme aufzunehmen. Das eine Quer­ bolzensystem besteht aus einem Riegelbolzen 19 und zwei mit Stellkolben versehenen Stellzylindern 22, 23 in den deckel­ seitigen Rahmenteilen 6 a innerhalb der Stößel 9 und der Lenk­ hebel 18. Das andere Querbolzensystem umfaßt zwei koaxiale Riegelbolzen 20, 21, die jeweils durch Stellkolben 24, 25 von Stellzylindern 26, 27 innerhalb der deckelseitigen Rahmen­ teile 6 a und der Lenkerhebel 18 bewegbar sind (siehe auch Fig. 8).

Gleichzeitig werden beide Stellzylinder 26, 27 betätigt, um die Riegelbolzen 20, 21 in Verriegelungsstellung vorzuschieben, wie Fig. 5 zeigt. Damit werden die Lenkerhebel 18 mit den deckelseitigen Rahmenteilen 6 a formschlüssig verriegelt, wo­ hingegen die Stößel 9 entriegelt sind. Die von den Arbeits­ zylindern 7 aufgebrachte Schmiedekraft wirkt ausschließlich auf die geradgeführten Stößel und jeweils nur eine Werkzeug­ hälfte, z. B. Werkzeughälfte 11 in Fig. 5 bzw. 10 in Fig. 4. Da diese Werkzeughälften - wie bereits ausgeführt - in zwei verschiedenen Vertikalebenen liegen, arbeiten paarweise ge­ genüberliegende Werkzeughälften quasi wie zwei um 90° zueinan­ der versetzte Freiform-Schmiedepressen, was aus dem Schema nach Fig. 7 hervorgeht. Die stößelseitigen Werkzeughälften 10 und 12 stellen die eine Freiform-Schmiedepresse dar, hinter der die um 90° versetzte zweite Freiform-Schmiedepresse mit den Werkzeugen 11 und 13 angeordnet ist. Da alle Arbeitszy­ linder 7 synchron betätigt werden, kann die im Schmiede- Roll-Verfahren vorgeschmiedete Rundstange 5 nach Fig. 6 durch einfache Betätigung der Verriegelungsvorrichtung mit den Bol­ zensystemen 19, 20 und 21 ohne Zeitverlust umgestellt werden auf das Universal-Verfahren zum Ausschmieden eines scharf­ kantigen Querschnittes 28 nach Fig. 7.

Die Schmiedemaschine kann mit einer hydraulischen Steuerung versehen werden, durch die die Synchronisierung eines Paares von gegenüberliegenden Arbeitszylindern 7 ausschaltbar ist, um geradgeführte Stößel 9 bis zur Anlage der Werkzeuge an dem Schmiedestück anzustellen. Bezogen auf Fig. 7 wäre es damit möglich, die Werkzeuge 10 und 12 lediglich zur Führung des Rechteck-Querschnittes 28 zu benutzen, um ausschließlich mit den Werkzeugen 11 und 13 weiterzuschmieden.

Um die Maschine wieder auf das Roll-Schmiede-Verfahren umzu­ stellen, werden die Stellzylinder 23, 24 und 25 betätigt, wodurch die Riegelbolzen 19 in ihre Verriegelungslage und die Riegelbolzen 20, 21 in ihre Entriegelungsstellung nach Fig. 4 zurückgestellt werden. Es versteht sich, daß bei diesem Vor­ gang die Stößel 9 auf ihre äußere Hub-Endlage gesteuert sind, damit alle Bohrungen in den Teilen 6 a, 18 und 9 fluchten. Diese Stößellage muß auch eingestellt werden, wenn die Schmiedemaschine von der einen Verriegelungslage nach Fig. 4 in die andere Verriegelungslage nach Fig. 5 umgestellt werden soll.

In Fig. 8 bis 10 ist eine andere Möglichkeit zur Lösung der Aufgabe angedeutet, ohne Werkzeugwechsel und Zeitverlust eine Schmiedemaschine wahlweise auf das Schmiede-Roll- Verfahren oder das Universal-Verfahren einzurichten. Die Schmiedemaschine hat wiederum vier sternförmig in einer Ebene quer zur Schmiedeachse M angeordnete Antriebseinheiten mit hydraulischen Arbeitszylindern 7, Gelenkverbindungen 8, Stößeln 29 und Lenkerhebeln 30. Alle Stößel 29 tragen ein­ teilige Werkzeuge 31, die über eine Verschiebeeinrichtung mit ihren Stößeln verbunden sind. Eine Verschiebeeinrichtung be­ steht aus einem Stellzylinder 32 mit wechselweise ausfahrba­ ren Kolbenstangen 33, 34, wobei die Zylinder 32 an den Stößeln 29 befestigt sind und die Kolbenstangen-Enden mit Querarmen 35 (Fig. 9) einer Tragplatte 36 für das Werkzeug 31 verbunden sind. Die Stellzylinder 32 sind an den Stößeln 29 befestigt und übertragen die von den Arbeitszylindern 7 aus­ geübte Schmiedekraft auf die Tragplatten 36 nebst Werkzeu­ gen 31. Wenn die Werkzeuge 31 nach Fig. 8 symmetrisch zur Kraftrichtung F der Arbeitszylinder 7 eingestellt sind, ist die Schmiedemaschine eingestellt auf das Roll-Schmiede- Verfahren, bei dem die Stößel 29 mit den freibeweglichen Lenkerhebeln 30 (entsprechend Fig. 4) über Riegelbolzen 37 verriegelt sind. Diese Riegelbolzen 37 sind von innen beauf­ schlagbar, um die Stößel 29 zu entriegeln. Um die Lenkerhe­ bel 30 mit den deckelseitigen Rahmenteilen 6 a zu verriegeln, werden die Riegelbolzen 20, 21 wie in Fig. 5 vorgesteuert. Bei dieser Verriegelungslage führen die Stößel 29 geradlinige Bewegungen aus, um das Universal-Verfahren anzuwenden. Hierzu werden paarweise gegenüberliegende Werkzeuge 31 mittels der Verschiebevorrichtung 32 bis 36 parallel zur Schmiedeachse M entgegengesetzt um eine halbe Werkzeugbreite verschoben, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. Mit Blick auf Fig. 7 gilt die aus Fig. 9 ersichtliche Querverschiebung für die gegen­ überliegenden Werkzeuge 10 und 12, die die eine von zwei Freiform-Schmiedepressen bilden, wogegen die nach Fig. 10 entgegengesetzt verschobenen Werkzeuge 31 den Werkzeugen 11 und 13 einer hinteren Vertikalebene entsprechen und damit eine zweite Freiform-Schmiedepresse bilden.

Claims (7)

1. Langschmiedemaschine zum Schmieden von runden oder scharfkan­ tigen Stangen mit vier sternförmig in einer quer zur Schmiedeachse verlaufenden Ebene angeordneten Antriebsein­ heiten mit synchron angetriebenen Stößeln, die paarweise gegenüberliegende Werkzeuge tragen, wobei die Stößel in Geradführungen von Lenkerhebeln geführt sind, die wahlwei­ se gegenüber dem Maschinenrahmen festlegbar oder zusammen mit den relativ zu den Geradführungen festgelegten Stößeln in der Vertikalebene schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lenkerhebel (18) ein zusätzliches Werkzeug (14-17) trägt, das mit dem stößelseitigen Werkzeug (10-13) zwei parallel zur Schmiedeachse (M) in zwei Vertikalebenen nebeneinander­ liegende Werkzeughälften bildet, und daß die die gegenüber­ liegenden Werkzeughälften tragenden beiden Paare von Stö­ ßeln (9) und Lenkerhebeln (18) eine - in Richtung der Schmiedeachse (M) gesehen - umgekehrte Aufeinanderfolge von stößelseitigen und lenkerhebelseitigen Werkzeughälf­ ten (10-13 bzw. 14-17) aufweisen.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (9) und die von den Stößeln getragenen Werkzeughälften (10-13) einerseits und die mit den an­ deren Werkzeughälften (14-17) versehenen Lenkerhe­ bel (18) einerseits durch die in Kraftrichtung der zu­ gehörigen Antriebseinheit (7) verlaufenden Vertikalebene voneinander getrennt sind.

3. Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Lenkerhebel (18) durch ein quer zur Schwenkrichtung in fluchtenden Bohrungen verstellbares Bolzensystem (19, 20, 21) wahlweise mit den Stößeln (9) oder - bei äußerer Hub-Endlage der Stößel - mit dem Maschinenrahmen (6) formschlüssig verriegelbar ist.

4. Schmiedemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Riegelbolzen (19) durch die Stellkolben von zwei Stellzylindern (22, 23) innerhalb der Stößel (9) und der Lenkerhebel (18) bewegbar sind, und daß zwei weitere koaxiale Riegelbolzen (20, 21) durch jeweils einen Stell­ kolben (24, 25) von zwei Stellzylindern (26, 27) inner­ halb der deckelseitigen Rahmenteile (6 a) und der Lenker­ hebel (18) bewegbar sind.

5. Langschmiedemaschine zum Schmieden von runden oder scharfkan­ tigen Stangen mit vier sternförmig in einer quer zur Schmiedeachse verlaufenden Ebene angeordneten Antriebs­ einheiten mit synchron angetriebenen Stößeln, die paar­ weise gegenüberliegende Werkzeuge tragen, wobei die Stößel in Geradführungen von Lenkerhebeln geführt sind, die wahlweise gegenüber dem Maschinenrahmen festlegbar oder zusammen mit den relativ zu den Geradführungen festgelegten Stößeln in der Vertikalebene schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (31) über eine Verschiebevorrichtung mit ihren Stößeln (29) verbunden und aus der zur Kraftrichtung (F) der Antriebseinheit (7) symmetrischen mittleren Lage in beiden Richtungen der Schmiedeachse (M) um eine halbe Werkzeugbreite verschieb­ bar sind.

6. Schmiedemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtungen jeweils aus einem Stell­ zylinder (32) mit wechselweise ausfahrbaren Kolbenstan­ gen (33, 34) besteht, wobei der Zylinder am Stößel (29) be­ festigt ist und die Kolbenstangen-Enden mit Querarmen (35) einer Tragplatte (36) für das Werkzeug (31) verbunden sind.

7. Schmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 5 mit von hydrauli­ schen Arbeitszylindern angetriebenen Stößeln, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Synchronisierung eines Paares von ge­ genüberliegenden Arbeitszylindern (7) ausschaltbar ist und die Stößel (9, 29) von gegenüberliegenden Arbeitszy­ lindern einzeln oder paarweise bis zur Anlage deren Werkzeuge (10, 12 bzw. 11, 13) an dem Schmiedestück (28) anstellbar sind.