DE4333944A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Rades, insbesondere eines vorzugweise vorgeformten Eisenbahnrades - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rades, insbesondere eines vorgeform­ ten Eisenbahnrades.

Räder generell werden bisher in verschiedener Weise her­ gestellt. Meist werden sehr leichte Räder, wie sie im Au­ tomobilbau benötigt werden, ebenso wie sehr große Räder grundsätzlich aus mehreren Stücken hergestellt, die durch Nieten oder Schweißen zusammengesetzt werden. Die meisten Eisenbahnräder oder Räder für industrielle Zwecke werden demgegenüber entweder durch Gießen oder durch eine Viel­ zahl von Schmiede- und/oder Walzschritten aus einem Blockrohling hergestellt, der seinerseits aus einem grö­ ßeren Stahlblock bzw. einer Luppe geschnitten oder selbst als Einzelblock gegossen wird.

Insbesondere Eisenbahnräder werden vorzugsweise aus einem Stück hergestellt. Dabei wird der Rohling mindestens zwei Schmiedevorgängen unterworfen, bevor er - für die spätere Aufnahme der Achse - im Nabenbereich durchlocht und dann schließlich vorzugsweise zur Durchmessererhöhung gewalzt, gegebenenfalls gekümpelt bzw. gekegelt (seitliches Versetzen des Nabenbereichs relativ zur Radlauffläche) und schließlich noch einer spanenden Verarbeitung unter­ worfen wird.

Für den Schmiede- und Lochvorgang werden somit mindestens drei Arbeitsschritte benötigt, die jeweils gesonderte Ge­ senkpaare (pro Paar ein Ober- und ein Untergesenk) erfor­ dern, die dann zwischen jedem Schmiede- bzw. Preßschritt beispielsweise durch Verschieben der Gesenkplatten, ge­ wechselt werden müssen. Damit ist nicht nur ein erheb­ licher Vorrichtungsaufwand verbunden, der auch eine um­ fangreiche Lagerhaltung der verschiedenen Gesenkpaare be­ dingt, sondern auch ein kostspieliger Zeitaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schmiedeprozeß im Rahmen der Radherstellung zu vereinfa­ chen. Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem vom bis­ herigen mehrstufigen, mit Gesenkwechseln verbundenen Ab­ lauf völlig abweichenden Grundgedanken, den Schmiedepro­ zeß in nur einem Arbeitsgang, praktisch in einem Zuge durchzuführen, und lehrt im Rahmen dieses nur einstufigen Schmiedeablaufs die Phasenfolge gemäß dem Patentanspruch 1. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale auf.

Mit der Lehre nach der Erfindung werden gegenüber dem bisherigen, konventionellen Prozeßablauf erhebliche Vor­ teile erzielt. So wird mit dem Pressen in nur einem Ar­ beitsgang der bisher erforderliche Gesenkwechsel vermie­ den, was zu wesentlich geringeren Nebenzeiten und erheb­ lich höherer Produktivität führt sowie die Lagerhaltung für Gesenke minimiert. Die wesentlichen vier, erfindungs­ gemäß in einem Zuge nacheinander bzw. zum Teil über­ schneidend durchführbaren Schritte des Schmiedeprozesses, nämlich das Beladen und Zentrieren, das Stauchen, das Füllen des Gesenkes und das Entladen, ermöglichen die Herstellung eines vorgeschmiedeten Rades, das an­ schließend nur noch einer spanenden Bearbeitung und gege­ benenfalls einem zwischengeschalteten Walzprozeß für die Durchmessererhöhung unterworfen werden muß.

In vorzugsweiser Realisierung der Erfindung wird ein Lochdorn als separates Werkzeug in zentrischer Ausrich­ tung, beispielsweise mittels eines manipulierenden Werk­ zeugs auf den Rohling gelegt und nach dem Lochvorgang zu­ sammen mit dem von ihm aus dem Rohling ausgestanzten Put­ zen abgeführt, was den Vorteil besitzt, daß der separate Lochdorn nach jedem Lochvorgang gewechselt wird bzw. wer­ den kann, so daß gegenüber herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen nicht aufeinanderfolgend mit demselben Lochdorn gelocht wird und somit am Lochdorn keine Ver­ schleißprobleme auftreten.

Mit der Erfindung ist es also möglich, ohne Gesenkwechsel nacheinander und in minimaler Zeit den gesamten Schmiede­ prozeß ausgehend von einem Rohling - vorzugsweise als zy­ lindrischer Block erstellt - bis zum fertig geschmiedeten Rad durchzuführen.

Zu der mit der Erfindung aufgrund der vorstehend erläu­ terten Maßnahmen erreichten, überraschend kompakten Bau­ form der Maschine trägt auch die multifunktionale Zen­ triervorrichtung bei, mit der das Beladen der Presse mit dem Rohling, dessen Zentrieren und schließlich das Entla­ den der Presse erfolgt.

Ein ganz wesentliches Merkmal zur optimalen Realisierung der Erfindung ist der das Untergesenk im Umfangsbereich umgebende und dieses überragende Außenring, der die Um­ fangsbegrenzung für den zu verformenden Rohling bzw. das vorgeschmiedete Rad darstellt, also die seitliche Begren­ zung des Zwischenraums zwischen dem Ober- und Unterge­ senk. Dabei läßt sich die Einstufigkeit des erfindungsge­ mäßen Verfahrens besonders einfach dadurch realisieren, daß der Außenring in vorteilhafter Ausgestaltung der Er­ findung den Obergesenkbewegungen zumindest streckenweise folgt, insbesondere macht er zwangsweise während des Absenkens des Obergesenkes dessen Bewegung mit, während sich der Abstand zwischen den Gesenken verringert, so daß immer für eine saubere Umfangsbegrenzung Sorge getragen ist.

Vorzugsweise wird der Außenring insbesondere durch ihn von unten abstützende Hydraulikzylinder mit einer be­ stimmten Kraft nach oben gedrückt und gelangt aufgrund seines gegenüber dem Obergesenk geringeren Durchmessers während des Preßvorgangs mit seiner Oberkante in Berüh­ rungsanlage an die Unterseite des Obergesenks und ver­ bleibt in dieser Anlage bis zur Fertigstellung des Rades, d. h. die Preßkraft bewirkt entgegen der den Außenring nach oben drückenden Kraft, die erheblich geringer als die Preßkraft ist, daß der Ring während des Preßvorgangs nach unten bewegt wird, aber während dieser Zeit niemals die Funktion der Umfangsbegrenzung verliert.

Schließlich trägt auch die erfindungsgemäße Zentrier- und Beladeeinrichtung zu einer kompakten Bauweise und zu ver­ kürzten Rüstzeiten bei, denn mit ihr wird nicht nur der Rohling zwischen die Gesenke gebracht - eine weitere Ortsveränderung des Werkstücks ist dann bis zur Fertig­ stellung des vorgeschmiedeten Rades nicht mehr nötig - sondern gleichzeitig wird der Rohling zwischen den Gesen­ ken auch zentrisch ausgerichtet, so daß der Raum zwischen den Gesenken und dem Außenring, also die Schmiedeform beim anschließenden Pressen gleichmäßig ausgefüllt wird.

Eine besonders raumsparende und damit ebenfalls zur kom­ pakten Bauweise der Vorrichtung beitragende Konstruktion der Zentrier- und Beladeeinrichtung ergibt sich für eine bevorzugte Ausführungsform dadurch, daß die Zentrier- und Beladeeinrichtung aus einem mehrere Klemmbacken tragenden Ring besteht, der aus einem zu seinem Zentrum hin offenen U-Profil bestehen kann, in dem die nach innen gerichte­ ten, vorzugsweise als in ihrem Endbereich Klemmflächen aufweisende Bogenzähne schwenkbar gelagert sind. Dabei kann im oder am Ring eine Betätigungsvorrichtung vorgese­ hen sein, die die Bogenzähne gleichzeitig und gleichför­ mig derart bewegt, daß sie mit ihren Klemmflächen zum Zentrum in Art einer Irisblende hin- und von diesem weg­ bewegt werden. Wenn der Ring z. B. drei Bogenzähne auf­ weist, dann kann mit diesen ein zylindrischer Rohling statisch bestimmt, also ohne unbestimmten Freiheitsgrad ergriffen und in gewünschter Weise manipuliert werden.

Durch einen den Ring tragenden Schwenkarm mit einer au­ ßerhalb des Pressensäulenbereichs verlaufenden vertikalen Schwenkachse ist somit in hervorragender Weise ein seit­ liches Einbringen des Rohlings zwischen die Werkzeugträ­ ger bzw. Gesenke möglich, wobei durch die durch die Bo­ genzähne definierte zentrische Rohlinglage innerhalb des Rings die ausgezeichnete Möglichkeit gegeben ist, für den den Ring tragenden Schwenkarm in der in die Presse einge­ schwenkten Position einen Anschlag vorzusehen, der dann die zentrische Lage des Rohlings innerhalb der Presse exakt definiert. Die Bogenzähne werden sodann geöffnet, so daß der Rohling auf der gewünschten Stelle des Unter­ gesenks abgesetzt wird.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Innen­ durchmesser des Rings der Zentrier- und Beladeeinrichtung größer ist als der Außendurchmesser des oberen Gesenks und des dieses tragenden oberen Werkzeugträgers und die Bogenzähne so bemessen sind, daß sie in Öffnungsposition im wesentlichen in das U-Profil des Rings einfahren kön­ nen, kann die Zentrier- und Beladeeinrichtung in ihrer inneren Anschlagposition verbleiben, während der erfindungsgemäße, einstufige Schmiede- bzw. Preßvorgang durchgeführt wird, und sodann das fertig geschmiedete Rad ergreifen und der Presse entnehmen, woraufhin ein neuer Beladevorgang eingeleitet wird.

Diese erfindungsgemäße Zentrier- und Beladeeinrichtung bewirkt somit in mehrfacher Hinsicht eine Vorrichtungs­ vereinfachung gegenüber herkömmlichen Maschinen und zuge­ hörigen Manipulatoren bzw. Förder- und Hebeeinrichtungen sowie eine erhebliche Rüstzeitverkürzung auch beim Entla­ den der Presse.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie der nachfol­ genden Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen. Es zei­ gen:

Fig. 1a die erfindungsgemäße Presse in der Beladephase, in schematischem Längsschnitt;

Fig. 1b die in Fig. 1a dargestellte Presse in der Stauch­ phase;

Fig. 1c die Vorrichtung gemäß den Fig. 1a und 1b in der Füllphase;

Fig. 1d den unteren Teil der Vorrichtung gemäß den Fig. 1a, 1b und 1c in der Entladephase;

Fig. 2 einen separat handhabbaren Lochdorn, in perspektivischer Darstellung;

Fig. 3 einen schematischen Horizontalschnitt durch die Presse, wobei die Zentrier- und Beladeeinrichtung sowohl in ihrer eingeschwenkten Zentrierposition als auch gestrichelt in ihrer ausgeschwenkten Ent- bzw. Beladeposition dargestellt ist; und

Fig. 4 die Zentrier- und Beladeeinrichtung gemäß Fig. 3 in vergrößerter Draufsicht.

Wie den Fig. 1a bis 1d zu entnehmen ist, besteht die er­ findungsgemäße Schmiedevorrichtung 1 aus einer in ihrem grundsätzlichen Aufbau bekannten Presse mit einer oberen Werkzeugaufnahme 2, die unterseitig ein Obergesenk 3 trägt. Als Gegenwerkzeug wirkt ein feststehendes Unterge­ senk 4, das auf einem unteren Werkzeugträger 5 (siehe Fig. 1c) befestigt ist.

Nur insoweit kann der Aufbau der Presse als grundsätzlich herkömmlich bezeichnet werden, denn bereits im Unter­ schied zur bekannten Technik besitzen im Rahmen der Er­ findung Ober- und Untergesenk 3 bzw. 4 bereits von Anfang an die für die Endform des zu schmiedenden Rades erfor­ derliche Negativform, d. h. aufgrund der nachstehend im einzelnen noch zu erläuternden Verfahrensschritte und Vorrichtungsmaßnahmen ist ein Gesenkwechsel während des gesamten Schmiedevorgangs vom Rohling 6a bis zum fertig geschmiedeten Rad 6d nicht erforderlich.

Der obere Werkzeugträger 2 besitzt eine zentrische Durch­ gangsbohrung 7, die mit einer ebenfalls zentrischen, je­ doch im Durchmesser etwas kleineren Durchgangsbohrung 8 im Obergesenk fluchtet. Durch diese Durchgangsbohrungen 7 und 8 kann von oben her ein Innenkolben 9 bewegt werden, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß er in der Durch­ gangsbohrung 8 gleitend geführt werden kann.

Andererseits weist auch das Untergesenk 4 eine zentrische Durchgangsbohrung 11 auf, die aus nachstehend noch zu er­ läuternden Gründen einen noch größeren Durchmesser be­ sitzt als die Durchgangsbohrung 7 im oberen Werkzeugträ­ ger 2. Schließlich besitzt auch der untere Werkzeugträger 5 eine zentrische Durchgangsbohrung 12, die wiederum im Durchmesser kleiner bemessen ist als die Durchgangsboh­ rung 11 im Untergesenk 4, jedoch größer als die Durchgangsbohrung 8 im Obergesenk 3. In der Bohrung 12 ist ein hin- und herbeweglicher Ausstoßer 13 gelagert.

In den in den Fig. 1a, b und c veranschaulichten Schmie­ dephasen liegt in der Bohrung 11 des Untergesenks 4 ein Ausstoßring 14 auf dem Untergesenk 5 auf, d. h. der Außen­ durchmesser des Ausstoßrings 14 entspricht dem Innen­ durchmesser der Durchgangsbohrung 11 des Untergesenks 4 und ist damit größer als der Durchmesser der Durchgangs­ bohrung 12, während der Innendurchmesser des Ausstoßrings 14 kleiner als der der zentrischen Durchgangsbohrung 12 ist und dem Durchmesser des zu lochenden Nabendurchgangs 15 für die später einzusetzende Radachse entspricht.

Sämtliche zuvor erläuterten Durchgangsbohrungen ein­ schließlich des Ausstoßrings 14 und des Innenkolbens 9 sowie des Ausstoßers 13 sind zentrisch aufeinander ausge­ richtet.

Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört vorzugsweise eine in den Fig. 1a bis d im Querschnitt und in den Fig. 3 und 4 in Draufsicht dargestellte Zentrier- und Belade­ einrichtung 16, die aus einem Ring 17 aus zu seinem Zen­ trum hin offenem U-Profil besteht und drei in diesem Pro­ fil zwischen den Profilschenkeln derart gelagerte Bogen­ zähne 18 trägt, daß diese in der Ringebene verschwenkt werden können. In Fig. 4 sind zwei von einer Vielzahl von möglichen Schwenkpositionen der Bogenzähne 18 darge­ stellt.

Die Bogenzähne bzw. Klemmbacken 18 besitzen eine derar­ tige Form und Abmessung, daß sie, wie aus Fig. 4 hervor­ geht, zumindest zum größten Teil in das U-Profil des Rings 17 eingefahren werden können und damit der freie Innendurchmesser der Zentrier- und Beladevorrichtung 17 einen möglichst großen, freien Durchgang besitzt, der aus noch darzulegenden Gründen vorzugsweise größer als der Außendurchmesser des Obergesenks 3 und des oberen Werk­ zeugträgers 2 sein sollte. Über eine nicht näher darge­ stellte Betätigungsvorrichtung können die drei Klemm­ backen bzw. Bogenzähne 18 von außen bzw. über den sie tragenden Ring 17 verstellt werden, und zwar gleichzeitig und gleichförmig, so daß sie, wie ebenfalls aus Fig. 4 hervorgeht, den Rohling 6a fest, statisch bestimmt und zentrisch zum Ring ausgerichtet erfassen können.

Die Zentrier- und Beladeeinrichtung 16 ist im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel, wie Fig. 3 zeigt, an einem Schwenkarm 19 mit seitlich neben einer der Pressensäulen 21 vertikal verlaufenden Schwenkachse 22 befestigt, so daß die Zentrier- und Beladeeinrichtung 16 aus der ge­ strichelt dargestellten Ent- bzw. Beladeposition, in der sie den neben der Presse angelieferten Rohling 6a in der dargestellten und vorbeschriebenen Weise ergreift, sodann horizontal in den Pressenbereich in die in durchgezogenen Linien dargestellte Zentrierposition verschwenkt werden kann, und zwar durch einen Anschlag od. dgl. Wegbegrenzung exakt in eine zentrische Position innerhalb der Presse für den zentrisch in der Beladeeinrichtung 16 gehaltenen Rohling, d. h. der Rohling 6a zentriert zu den fluchtend ausgerichteten Durchgangsbohrungen zwischen dem Ober- und Untergesenk 3 bzw. 4 auf dem Untergesenk 4 abgelegt wer­ den kann, wie dies aus Fig. 1a hervorgeht.

Fig. 1a zeigt ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Er­ findung, nämlich einen quasi "losen" Lochdorn 23, der in seinem grundsätzlichen Aufbau der Darstellung gemäß Fig. 2 entspricht und aus einem zylindrischen Fuß 23a sowie einem ebenfalls zylindrischen, zentrisch dazu ausge­ richteten Kopf 23b geringeren Durchmessers besteht. Der Durchmesser des Fußes 23a ist so gewählt, daß er den Aus­ stoßring 14 durch dessen zentrische Durchgangsbohrung ebenso passieren kann, wie die sich nach unten anschlie­ ßende Durchgangsbohrung 12 der unteren Werkzeugaufnahme 5. Der Durchmesser des Lochdornkopfes 23b entspricht etwa dem der zentrischen Durchgangsbohrung 8 im Obergesenk 3, so daß der Lochdorn zwar mit seinem Kopf 23b in das Ober­ gesenk 3 eintauchen kann, jedoch nur bis zur Anlage des Obergesenks 3 am Fuß 23a (siehe auch Fig. 1b). Im Zusam­ menhang mit dem Lochdorn 23 ist noch zu erwähnen, daß durch Variation seiner Fußlänge l_f sich Toleranzen im Blockausgangsvolumen in nachstehend noch zu beschreiben­ der Weise ausgleichen lassen.

Wie aus Fig. 1a hervorgeht, wird der Lochdorn 23 mittels eines vorzugsweise horizontal einschwenkbaren Trans­ portarms 24 nach Beladen der Presse mit dem Rohling 6a zentrisch auf diesem "lose" abgesetzt, d. h. als losgelöst von anderen Maschinenteilen separates Werkzeug, und zwar mit seinem Fuß 23a auf dem Rohling 6a zentrisch auflie­ gend.

Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört schließlich noch ein Außenring 25, der mittels an seiner Unterseite an­ greifenden Hydraulikzylindern 26 heb- und senkbar ist. Der Innendurchmesser des Außenrings 25 entspricht dem Au­ ßendurchmesser des Untergesenks 4, so daß der Außenring 25 am Umfang des Untergesenks 4 entlang gleiten kann, und ist kleiner als der Außendurchmesser des Obergesenks 3.

Anhand der Fig. 1a bis d werden nachfolgend die erfin­ dungsgemäß in einem Zug durchzuführenden Schmiedephasen beschrieben, die nach dem Stand der Technik nicht in ei­ nem Arbeitsgang, sondern nur in mehreren Schritten, unter­ brochen durch mehrere Gesenkwechsel durchgeführt werden konnten:

In der in Fig. 1a dargestellten Position, d. h. bei hoch­ gefahrenem Obergesenk 3 wird der zylinderförmige Rohling (ca. 500-1.000 kg schwer) 6a mit allseitig entzunderter Oberfläche und parallelen Stirnflächen mittels der in die Pressenachse einschwenkbaren Zentrier- und Beladeeinrich­ tung 16 in der zuvor beschriebenen Weise, nämlich allsei­ tig umfaßt, unter die Presse gebracht und zentrisch auf dem Untergesenk 4 abgesetzt. Daraufhin wird mittels des Transportarms 24 der Lochdorn 23 zentrisch auf dem Roh­ ling 6a abgelegt, woraufhin der Transportarm 24 zurückge­ schwenkt wird, also außerhalb des Gesenkbereichs in seine Ent- bzw. Beladeposition, und die Bogenzähne bzw. Klemm­ backen 18 gelöst und in das U-Profil des Rings 17 einge­ zogen werden. Der Innenkolben 9 befindet sich in dieser Situation in hochgezogener Position, in der er mit seiner abgesetzten Spitze 13a durch den Ausstoßring ragt und diesem unterseitig mit seinem gegenüber der Spitze 13a größeren Durchmesser anliegt.

Zur Wahl des Lochdorns 23 ist noch zu erwähnen, daß des­ sen Fußlänge l_f, wie bereits erwähnt, der Blockvolumento­ leranz angepaßt ist, d. h. diese ausgleicht, indem die Fußlänge nach dem Sägen und Wiegen des Blocks je nach Über- oder Untergewicht entsprechend lang gewählt wird. Je weniger Übergewicht nämlich der Block 6a besitzt, um so länger wird der Fuß gewählt, also um so größer ist l_f, da dann nach Beendigung der nachfolgend beschriebenen Stauchphase nur noch relativ wenig Material durch Lochen dem Rohling abgenommen bzw. entfernt wird, da das Volumen des Lochdornfußes 23a in der nachfolgend beschriebenen Stauch- und Füllphase zum Verdrängungsvolumen beiträgt. Das bedeutet gleichzeitig, daß für den jeweiligen Schmiedeablauf der Lochdorn 23 das einzig auszuwechselnde Teil in Anpassung an das Ausgangsgewicht des Rohlings 6a ist, was wiederum den weiteren Vorteil hat, daß durch das Auswechseln des separaten Lochdorns keine Verschleißpro­ bleme auftreten und ein exaktes Füllen des durch die bei­ den Gesenke 3 und 4 gebildeten Hohlraums neben einem ge­ nauen Endgewicht garantiert ist.

Fig. 1b verdeutlicht die Stauchphase, während der die obere Werkzeugaufnahme 2 mit dem Obergesenk 3 abgesenkt wird und den Rohling 6a in seine Vorform 6b bringt, wobei der Lochdornfuß 23a komplett in den Rohling eintaucht und das Obergesenk 3 und Teile der oberen Werkzeugaufnahme 2 zumindest teilweise durch den Ring 17 der Zentrier- und Beladeeinrichtung 16 fahren. Das Eintauchen des Lochdorn­ fußes 23a in den gestauchten Rohling 6b wird durch Absen­ ken des Innenkolbens 9 auf den Lochdornkopf 23b und wei­ teres Eindrücken des Lochdorns 23 mittels des Innenkol­ bens 9 erreicht. In dieser Phase zeigt sich bereits die wichtige Funktion des Außenrings 25, der nämlich die ra­ dial nach außen gerichtete Verformung des Rohlings 6a/6b umfangsseitig begrenzt, d. h. das Material kann nicht über den Innenumfang des Außenrings 25 hinausfließen, der durch die Hydraulikzylinder 26 in seiner oberstmöglichen Position gehalten wird, die in den Schmiedephasen durch den Anschlag seiner Oberkante an der Unterseite des Ober­ gesenks 3 definiert ist (siehe Fig. 1b).

Unterbrechungslos folgt nach dieser Stauchphase die in Fig. 1c dargestellte Füllphase, während der das Oberge­ senk 3 mit dem oberen Werkzeughalter 2 weiter abgesenkt wird, bis der endgültig definierte Hohlraum zwischen den beiden Gesenken 3, 4 völlig ausgefüllt ist.

Während dieses weiteren Absenkens des Obergesenks 3 wird der Außenring 25 gegen seine nach oben gerichtete Vor­ spannkraft nach unten gedrückt, bis er den Außenumfang des Untergesenks 4 komplett umfassend und das Untergesenk 4 nach oben überragend auf dem unteren Werkzeugträger 5 aufliegt und somit in der in Fig. 1c dargestellten Posi­ tion die Gesenkform zwischen Ober- und Untergesenk 3 bzw. 4 nach außen abschließend umgibt. Wenn das Obergesenk 3 seine untere Stellung erreicht hat - und somit auch ein exakter Ausgleich der Blockvolumentoleranz erreicht ist - also am Ende der Füllphase, die mit dem kompletten Aus­ füllen der Gesenkform, wie sie in Fig. 1c dargestellt ist, endet, beginnt der Lochvorgang, bei dem der zentri­ sche Durchgang im Nabenbereich des geschmiedeten Rades hergestellt wird, und zwar durch weiteres Absenken des Innenkolbens 9 mit dem Lochdorn 23 in und durch das Radmaterial, während welcher Phase der Ausstoßer 13 nach unten zurückgezogen wird, so daß der Lochdorn 23 und der von ihm ausgelochte Lochrest bzw. Putzen 27 durch die zentrale Bohrung des Ausstoßrings 14 und die zentrale Durchgangsbohrung 12 des unteren Werkzeugträgers 5 nach unten herausfallen und abgeführt werden kann.

Der Rohling ist nun in einem Zuge in die geschmiedete Radform gebracht worden und kann der Presse entnommen werden. Dies geschieht durch Hochfahren des Ausstoßers 13, der mit seinem Absatz unterhalb seiner Spitze 13a in Anlage an den Ausstoßring 14 gelangt, diesen bei weiterem Hochfahren anhebt und damit auch das sich mit seiner Nabe auf ihm abstützende Rad 6b (siehe Fig. 1d). Nun werden die Klemmbacken bzw. Bogenzähne 18 der Zentrier- und Be­ ladeeinrichtung 16 wieder nach innen eingefahren und um­ greifen mit ihren Klemmflächen außenseitig das Rad 6d, das dann nach Rückzug des Ausstoßers 13 horizontal seit­ lich in die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Ent- bzw. Beladeposition verschwenkt werden kann, in der durch Öff­ nen bzw. Lösen der Klemmbacken bzw. Bogenzähne 18 das Rad 6d zum Abtransport freigegeben wird.

Damit ist das Schmieden des Rades aus einem zylindrischen Rohling beendet, das erfindungsgemäß in einem Zuge ohne die bisher notwendigen Gesenkwechsel durchgeführt werden kann, so daß sogleich ein neuer Schmiedevorgang, beste­ hend aus Beladen, Stauchen, Füllen und Entladen begonnen werden kann.

Claims (32)

1. Verfahren zum Herstellen eines Rades, insbesondere eines vorgeformten Eisenbahnrades (6d),

• - in einem Arbeitsgang, der
• - das Beladen der Presse mit einem Rohling oder Block (6a),
• - ein Vorformen durch Stauchen des Rohlings
• - ein anschließendes Füllen des Gesenkhohlraumes durch weiteres Pressen und
• - ein Lochen des vorgeformten Rades sowie
• - eine daraufhin erfolgende Entnahme des geschmie­ deten Rades (Entladen) umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beladen unter zentrischer Ausrichtung eines zylindrischen Rohlings oder Blocks erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Lochdorn im Rahmen des Belade­ schritts zentrisch auf dem Rohling abgelegt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochen während des Füllens beginnt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockvolumen­ toleranz durch Abmessungswahl für den Lochdorn, ins­ besondere seiner Fußlänge ausgeglichen wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Gesenkwechsel der Arbeitsgang vielmals durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdorn und der Putzen nach dem Füllen nach unten abgeführt wer­ den.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Abfuhr von Lochdorn und Putzen vor dem Entla­ den erfolgt.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 mit

• - einem Obergesenk (3) mit einer zentrischen Durch­ gangsbohrung (8),
• - einem Untergesenk (4) mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (11),
• - einer Zentrier- und Beladeeinrichtung (16),
• - einem das Untergesenk im Umfangsbereich umgeben­ den und es überragenden Außenring (25) und
• - einem Lochdorn (23).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß das an einer oberen Werkzeugaufnahme (2) gehal­ terte Obergesenk (3) heb- und senkbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenring (25) die Obergesenkbewe­ gungen zumindest streckenweise mitmacht.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (25) zumindest zeitweise mit dem Obergesenk (3) in Wirkverbindung steht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung durch Anlage der Oberkante des Außenrings (25) an der Unterseite des Obergesenks (3) erreicht wird.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (25) ständig unter nach oben gerichteter Druckbeaufschlagung steht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch hydraulische Druckbeaufschlagung.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch mehrere den Außenring (25) unterseitig abstützende Hydraulikzylinder (26).

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch einen mittels eines Ma­ nipulators (Transportarm) (24) zentrisch auf dem Roh­ ling ablegbaren, losen separaten Lochdorn (23).

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdorn (23) ein abgesetzter Vollzylinder ist, wobei der Bereich größeren Durchmessers als Fuß (23a) sich dem Rohling (6a) zunächst befindet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußhöhe bzw. -länge (l_f) dem jeweils zu verarbeitenden Rohling (6a) zum Ausgleich dessen Ge­ wichtstoleranz angepaßt ist.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 19, gekennzeichnet durch einen den oberen Werk­ zeugträger (2) und das Obergesenk (3) zentrisch durchdringenden, zumindest zeitweise auf den Kopf (23b) des Lochdorns (23) einwirkenden Innenkolben (9).

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch einen den unteren Werkzeugträger (15) und das Untergesenk (4) zentrisch durchdringenden Ausstoßer (13).

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen von der Ausstoßerspitze (13a) mitnehmbaren, auf dem Untergesenk (4) bzw. dem unteren Werkzeugträger (5) zentrisch ablegbaren Stütz- oder Ausstoßring (14).

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 22, gekennzeichnet durch eine zentrische Dorn- und Putzenabfuhr durch das Untergesenk (4) und den unteren Werkzeugträger (5) hindurch.

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 23, gekennzeichnet durch einen mehrere Klemm­ backen tragenden Ring (17) als Zentrier- und Belade­ einrichtung (16).

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17) aus einem zu seinem Zentrum hin of­ fenen U-Profil besteht.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmbacken aus in ihrem Endbereich Klemmflächen aufweisenden, zum Ringzentrum hin ausge­ richteten, im Ring (17) schwenkbeweglich gelagerten Bogenzähnen (18) bestehen.

27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken bzw. Bogenzähne (18) gemeinsam und gleichförmig in der Ringebene verstellbar sind.

28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 27, gekennzeichnet durch drei Klemmbacken bzw. Bogenzähne (18).

29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 28, gekennzeichnet durch einen den Ring tragenden Schwenkarm (19).

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine vertikale Schwenkachse (22) außerhalb des Pres­ sensäulenbereichs.

31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurch­ messer des Rings (17) größer als der Außendurchmesser des Obergesenks (3) und des oberen Werkzeugträgers (2) ist.

32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken bzw. Bogenzähne (18) mindestens teilweise in das U- Profil des Rings (17) tauchen können.