DE4444497A1 - Schmiedemaschine - Google Patents
SchmiedemaschineInfo
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Description
Zum Schmieden längsachsenbetonter Werkstücke werden
Schmiedemaschinen eingesetzt, die mit drei oder mehr in einer
Ebene verteilt, insbesondere mit vier x-förmig um 90° zueinander
versetzt angeordneten, radial auf das in der Systemachse
längsgeführte Werkstück einwirkenden, mit Werkzeugen besetzten
Stößeln versehen sind, wobei es von baulichem Vorteil ist, wenn
die im Maschinenrahmen geführten Stößel an ihren den Werkzeugen
abgekehrten Enden als nach außen geöffnete Zylinder von Kolben-
Zylinder-Einheiten ausgebildet oder mit solchen verbunden sind.
Entsprechend dem hohen Umformvermögen dieser Radial-Umformungs-
Schmiedemaschinen ist ein hoher Umschließungsgrad bis zur
vollkommenen Umschließung des Werkstücks in der Umformzone
vorzusehen. Die Werkzeuge sollen hierzu in einstellbaren
Hubendlagen ein geschlossenes Kaliber bilden, wozu die Werkzeuge
in ihrer gemeinsamen Ebene mittels Werkzeugsupporten quer zu
den Stößeln durch auf die Supporte einwirkende Stellvorrichtungen
in Abhängigkeit von der Einstellung der Hubendlage der Stößel
derart einstellbar und feststellbar sind, daß sie mit ihrem
das Kalibermaß übersteigenden Teil ihrer Arbeitsfläche von einer
Seitenfläche des benachbarten Werkzeugs überdeckt sind.
Soweit die Schmiedemaschine zum Freiform-Feinschmieden eingesetzt
werden soll empfiehlt es sich, die Kolben-Zylinder-Einheiten
entsprechend dem Arbeitshub des Stößels zu bemessen, um das
Kompressionsvolumen zu minimieren, was für einen
Schnellhubbetrieb eine wesentliche Voraussetzung ist. Die
Hublage, durch die das von den Werkzeugen eingegrenzte Kaliber
bestimmt ist, ist durch zum Maschinenrahmen verstellbare, die
Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten stützende Traversen
einstellbar. Wird hingegen die Schmiedemaschine zum Freiform-
Streckschmieden eingesetzt, können die Kolben-Zylinder-Einheiten
für den gesamten Stößelhub bemessen sein, so daß zur Abstützung
der Kolben feststehende Traversen vorgesehen sein können,wobei
die Hubendlagen der Stößel durch verstellbare oder auswechselbare
Anschläge einstellbar sind.
Die Erfindung bezieht sich auf Schmiedemaschinen vorbeschriebener
Art und insbesondere auf die Ausbildung der auf die
Werkzeugsupporte einwirkenden Stellvorrichtungen zur Einstellung
der Werkzeuge gegenüber den Stößeln entsprechend der Hubendlage
der Stößel. Dabei geht die Erfindung von Stellvorrichtungen
aus, die mit außen neben den Stößeln liegenden
Antriebseinrichtungen versehen sind, wie sie aus der
EP 02 28 030 B1, Fig. 7, 8 und 9, sowie der EP 05 49 825 B1
bekannt sind. Die bekannten Stellvorrichtungen sind mit dem
Nachteil behaftet, daß die Verbindung der Stellvorrichtungen
mit ihren Antrieben mit den Stößelhub ausgleichenden Kupplungen
oder Getriebeverbindungen versehen sein müssen, die für den
Gesamthub der Stößel bei rahmenfester Anbindung der Antriebe
(EP 05 49 825 B1) oder zumindest für den Arbeitshub der Stößel
bei Anbindung der Antriebe an die Traversen zur
Hublageneinstellung (EP 02 28 030 B1, Fig. 7, 8 und 9) bemessen
sein müssen.
Die Erfindung begegnet vorbeschriebenem Nachteil dadurch, daß
die Antriebe zu den Stellvorrichtungen mit Antriebsverbindungen
an den den Werkzeugen abgewandten, aus dem die Stößel führenden
Rahmen herausragenden Enden der Stößel angeordnet sind und
Zug-/Schub- oder Drehgestänge als Antriebsverbindungen mit den
an den Stößelstirnplatten gelagerten Stellvorrichtungen zur
Querverstellung der Werkzeuge vorgesehen sind.
Weil erfindungsgemäß auf den Stößelhub ausgleichende Kupplungen
oder Getriebeverbindungen verzichtet werden kann, ergibt sich
eine vorteilhafte Lösung, indem gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung Linearhubantriebe, Zug-/Schub-Gestänge als
Antriebsverbindungen und Winkelhebeltriebe als Stellvorrichtungen
vorgesehen werden.
Eine baulich einfache und zugleich besonders betriebssichere
Lösung besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung darin,
daß als Linearhubeinheiten Kolben-Zylinder-Einheiten mit
Hubstufen verwendet werden, wobei und sofern die Hubstufungen
in Zahl und Größe Stufungen von Anschlägen für die
Hublagenbegrenzungen der mit der Werkzeugstellung
korrespondierenden Stößel entsprechen.
Eine gedrungene, raumsparende Bauweise ergibt sich, wenn gemäß
einem weiteren Merkmal der Erfindung von den Stößelführungen
die der Systemachse näher gelegene als Rundführung ausgebildet
ist, während die von der Systemachse entfernter gelegene von
vier Führungsplatten gebildet ist, die mit vier Abflachungen
an dem zum Zylinder erweiterten Stößel zusammenwirken, wobei das
Zug-/Druck-Gestänge mit Linearhubantrieb außerhalb der
Rundführung und zwischen zwei Führungsplatten angeordnet ist.
Bei Schmiedemaschinen, die einer anderen, im Prinzip aus der
DE-B-13 01 790 bekannten Untergattung angehören und durch von
Lenkern getragene Werkzeuge gekennzeichnet sind, ist es bekannt
(DE-A-19 08 362) eine Querverstellung eines Werkzeugs am Lenker
mittels eines Stellantriebs vorzusehen, der am Lenker angeordnet
ist. Durch die Lenker sind die Werkzeuge so geführt, daß sie
stets in allen Hublagen ein geschlossenes Kaliber bilden. Eine
Querverstellung ist daher nur gelegentlich und nur für den Fall
erforderlich, daß eine üblicherweise bei dieser
Schmiedemaschinengattung vorgesehene Verstellbarkeit der
Schwenkzapfen für die Lenker nicht vorgesehen ist.
Bei der Untergattung von Schmiedemaschinen, auf die sich die
Erfindung bezieht, sind - wie gesagt - die die Werkzeuge
tragenden Stößel im Maschinenrahmen unmittelbar geführt. Es
hat sich gezeigt, daß es ausreicht, wenn die Werkzeuge in ihren
jeweiligen Hubendlagen ein geschlossenes Kaliber bilden. Um
dies zu erreichen und Werkzeugkollisionen auszuschließen, muß
die Stellung der Werkzeuge ständig der Hubendlage angepaßt
werden, d. h. zu jedem Durchgang mit veränderter Hubendlage müssen
die Werkzeuge querverstellt werden. Dies erfordert schnell,
zuverlässig und genau arbeitende Stellvorrichtungen. Die Antriebe
der Stellvorrichtungen werden daher aus dem Arbeitsraum heraus
verlegt, um sie vor der Strahlungswärme des Schmiedestücks zu
schützen, und es entstanden die Lösungen, die den eingangs
benannten Stand der Technik bilden. Der erfindungsgemäßen Lösung
stand die unmittelbare Führung der Stößel im Maschinenrahmen
entgegen, die zum Bauprinzip der Schmiedemaschinen dieser
Untergattung gehört und dazu führt, den Antrieb für die Werkzeug-
Querverstellung an der Stütztraverse für den Stößel oder am
Maschinenrahmen zu befestigen. Die DE-A-19 08 362 vermittelt
nicht die Lehre, wie die Querverstellung eines Werkzeugs an
einem unmittelbar im Rahmen geführten Stößel erfolgen kann,
wenn die Stellvorrichtung mit Antrieb aus dem Arbeitsraum heraus
verlegt werden soll.
Ausführungsbeispiele von Schmiedemaschinen gemäß der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt die
Fig. 1 in einer Stirnansicht die Schmiedemaschine in Richtung
der Systemachse S gesehen, zu der die
Fig. 2 in größerem Maßstab einen Ausschnitt im Schnitt in
der zur Systemachse S senkrechten Arbeitsebene der
Werkzeuge und im oberen rechten Teil dieser Fig. 2
in einer die Systemachse S einschließenden Ebene
(Schnittlinie II-II in Fig. 3). In
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der in Fig. 1 und 2 eingetragenen
Schnittlinie III-III und in
Fig. 4 ist ein Schnitt nach der in Fig. 3 eingetragenen
Schnittlinie IV-IV dargestellt. Die
Fig. 5 zeigt in gleichen Schnitten wie die Fig. 2 eine
Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den Fig.
1 und 2. Von einem weiteren Ausführungsbeispiel ist
ein Ausschnitt in
Fig. 6 dargestellt und zwar in einem Schnitt in einer die
Systemachse S einschließenden Ebene.
Die Schmiedemaschine besteht aus einem Rahmen 1, der in einer
zur Systemachse S senkrechten Ebene vier Stößel 2 führt, die
x-förmig um 90° zueinander versetzt in der Ebene angeordnet
und radial zur Systemachse S bewegbar sind. Die Stößel 2 sind
an ihren der Systemachse S zugewandten Enden mit Werkzeugen
3 besetzt. An ihren der Systemachse S abgewandten Enden sind
die Stößel 2 als nach außen geöffnete Zylinder 4 ausgebildet,
d. h. mit einer Zylinderbohrung 4b versehen, wobei die die
Zylinder 4 bildenden Teile der Stößel getrennte, mit den Stößeln
2 lösbar verbundene Teile bilden können.
Eingesetzt in die Zylinder 4 sind Plungerkolben 5 mit
Stopfbüchsen 6 und Dichtungen 7. Die Kolben 5 stützen sich an
Traversen 8 ab, die durch Zuganker 9 mit dem Rahmen unter
Zwischenschaltung von Stützblöcken 11 und Drucksäulen 10 unter
Vorspannung verbunden sind. Die Stützblöcke 11 sind mit
Führungsplatten 11a besetzt, die dem mit Abflachungen 4a
versehenen Zylinder 4 zugekehrt sind und durch die der Zylinder
4 gegen Drehung gesichert im Zusammenwirken mit der
Führungsbüchse 2a für den Stößel 2 geführt ist. Über die
Bohrungen 12 in den Traversen 8 und die Bohrungen 13 in den
Kolben 5 kann Druckmittel zu- oder abgeführt werden. Die Zylinder
4 sind mit Flanschen 14 versehen, die mit je zwei Auskragungen
14a versehen sind. Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Zylinder
15 am Rahmen 1 abgestützt sind, bewirken mit ihren Kolben 16,
die auf die Auskragungen 14a und damit auf die Zylinder 4 und
Stößel 2 einwirken, den Rückzug der Stößel 2 mit den Werkzeugen
3.
Die Werkzeuge 3 sollen in den Hubendlagen der Stößel 2 praktisch
geschlossene Kaliber bilden. Um geschlossene Kaliber
unterschiedlichen Querschnitts ohne Werkzeugwechsel bilden zu
können sind die Werkzeuge 3 auf Supporten 17 befestigt und mit
diesen in der Arbeitsebene der Werkzeuge 3 quer zu den Stößeln
2 an Stirnplatten 18 der Stößel 2 verschiebbar, wobei die
Verschiebung in einem Maße erfolgt, daß eine Kollision mit dem
benachbarten Werkzeug 3 in dessen Hubendlage ausgeschlossen
ist. Die Querverschiebung eines Werkzeugs 3 erfolgt abhängig
von der Einstellung der Hubendlage des benachbarten Werkzeugs
3, welches mit seiner nicht genutzten Arbeitsbreite die
zugekehrte Seitenfläche ersteren Werkzeugs 3 überdeckt.
Bei den in den Fig. 1, 2 bis 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispielen erfolgt die Querverschiebung der Supporte
17 mit den Werkzeugen 3 durch je einen Winkelhebel 19, der um
einen Bolzen 20 drehbar in der Stirnplatte 18 des Stößels 2
gelagert, über eine Lasche 21 mit dem Support 17 verbunden und
über ein Zug-/Druck-Gestänge 22 von einem Linearhubantrieb 23
schwenkbar ist. Zug-/Druck-Gestänge 22 und Linearhubantrieb
23 sind jeweils zwischen zwei Stützblöcken 11 mit Führungsplatten
11a angeordnet. Der Linearhubantrieb 23 ist mit dem Stößel 2
über dessen Zylinder 4 verbunden und an dessen Flansch 14
abgestützt. Der Support 17 ist mit der Stirnplatte 18 des Stößels
2 durch nicht dargestellte Klemm- und Verriegelungseinrichtungen
bekannter Ausbildung verbunden, die zur Querverschiebung des
Supports 17 mit Werkzeug 3 gelöst werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Linearhubantrieb aus zwei stirnseitig miteinander verbundenen
Kolben-Zylinder-Einheiten 24a und 24b gebildet, wobei die
Kolbenstange der Kolben-Zylinder-Einheit 24a über einen Lagerbock
25 mit dem Flansch 14 verbunden ist, während die Kolbenstange
der Kolben-Zylinder-Einheit 24b in Verlängerung mit dem Zug-
/Druck-Gestänge 22 verbunden ist. Durch Beaufschlagung einer
oder beider Kolben-Zylinder-Einheiten 24a oder 24b ergibt sich
der einfache oder zweifache Hub des Zug-/Druck-Gestänges 22
und entsprechend wird der Support 17 mit Werkzeug 3 in eine
erste oder zweite der gestrichelt dargestellten Stellungen des
Werkzeugs 3 verschoben. Den drei Stellungen des Werkzeugs 3
entsprechend ist der Stößel 2 in drei definierte Hubendlagen
bringbar. Dazu ist im Wege der Auskragungen 14b des Stößels
2 und des mit ihm verbundenen Zylinders 4 mit seinem Flansch
14 zu beiden Seiten des Stößels 2 ein Anschlagklotz 26 an dem
Rahmen 1 befestigt. Diese Anschlagklötze 26 legen die Hubendlage
des Stößels 2 mit Werkzeug 3 fest, in der diese den geringsten
Abstand zur Systemachse S erreichen. Andere Hubendlagen des
Stößels 2 mit Werkzeug 3 werden durch Distanzplatten 27 und
28 bestimmt, die um die Säulen 10 von Kolben-Zylinder-Einheiten
29 schwenkbar sind in Stellungen über den Anschlagklötzen 26
im Wege der Auskragungen 14b.
Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Querverschiebung der Werkzeuge 3 und die
Hubbegrenzung der Stößel 2 in Stufen. Die in Fig. 5 dargestellte
Abwandlung läßt eine stufenlose Querverschiebung der Werkzeuge
3 und entsprechend eine stufenlose Hubbegrenzung der Stößel
2 zu. Zu diesem Zweck ist der Linearhubantrieb 23 als
Schraubgetriebe ausgebildet, wozu das Gestänge 22 mit einem
Gewindeschaft 30 versehen ist, der in eine Gewindehülse 31
greift. Die Gewindehülse 31 ist mit einem Schneckenradkranz
32 versehen und mit der zugehörigen Schnecke 33 sowie einem
nicht dargestellten Antriebsmotor in einem Gehäuse 34 gelagert,
wobei das Gehäuse 34 am Flansch 14 des einen Teil des Stößels
2 bildenden Zylinders 4 abgestützt ist. Durch die Drehung der
Gewindehülse 31 wird über den Gewindeschaft 30 und das Gestänge
22 der Winkelhebel 19 geschwenkt und das Werkzeug 3 zwischen
den in Fig. 3 dargestellten Positionen entsprechend der
Einstellung von Anschlägen 35 für die Hubbegrenzung des Stößels
2 mit Werkzeug 3 eingestellt. Als Anschläge sind Gewindespindeln
35 vorgesehen, deren jede mit ihrem Gewindeschaft in einem auf
dem Rahmen 1 befestigten Mutterstück 36 drehbar ist. Gedreht
wird die Spindel von einem Schneckenrad 37 mit Schnecke 38 und
nicht dargestelltem Motor. Das Schneckenrad 37 mit seiner
Schnecke 38 ist im Rahmen 1 gelagert. Die Gewindespindel 35
greift mit einem vierkantigen Schaft 39 in eine entsprechende
Bohrung im Schneckenrad 37.
Die Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel einer in
erfindungsgemäßer Weise verbesserten Schmiedemaschine nach der
EP 05 49 825 B1, Fig. 1 bis 6. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Stößel 42 - einer der vier Stößel 42 ist in dem
Ausschnitt dargestellt, den die Fig. 4 zeigt - in einem Rahmen
41 radial zur Systemachse der Schmiedemaschine geführt. Jeder
Stößel 42 ist stirnseitig mit einer Stirnplatte 58 versehen,
die zur Führung eines Supports 57 dient, der quer zum Stößel
42 in der Arbeitsebene (senkrecht zur Bildebene der Fig. 6)
verstellbar ist und eines der Werkzeuge 43 trägt. An seinem
dem Werkzeug 43 abgekehrten Ende ist der Stößel 42 mit einer
Zylinderbohrung 44b versehen, die einen Plungerkolben 45 mit
einer Stopfbüchse 46 und einem Dichtungsring 47 aufnimmt, wobei
die Zylinderbohrung 44b und der Kolben 45 ausschließlich für
den Arbeitshub des Stößels 42 bemessen sind. Abgestützt ist
der Kolben 45 von einer Traverse 48, die mit dem Rahmen 41 durch
Anker 49 verbunden sind, wobei die Anker 49 an ihren freien
Enden mit Gewinden versehen sind, an denen die Traverse 48 über
Muttern 50 von einem Antrieb 51 in bekannter Weise verstellbar
und damit die Hublage des Stößels 42 einstellbar ist. Der
Arbeitshub des Stößels 42 gegenüber dem Kolben 45 und gewählte
Stellung der Traverse 48 ergeben zusammengenommen die Hubendlage
des Stößels 42 mit Werkzeug 43.
Der das Werkzeug 43 tragende Support 57 ist durch eine
Klemmeinrichtung 52 gegen die Stirnplatte 58 des Stößels 42
verspannt. Mit Feinverzahnungen an den sich gegenüberstehenden
Flächen versehene, mit der Stirnplatte 58 verbundene Leisten
53a und mit dem Support 57 verbundene Leisten 53b sind zur
Verriegelung des Supports 57 gegenüber der Stirnplatte 58
vorgesehen. Die mit dem Support 57 verbundenen Leisten 53b sind
zudem mit seitlichen Verzahnungen versehen, in die Ritzel 59
eingreifen, die ihrerseits mit Ritzeln 60 in Eingriff stehen
und mit diesen in Getriebegehäusen 61 gelagert sind, die mit
dem Stößel 42 verbunden sind. Angetrieben werden die Ritzel
59 und 60 von Wellen 62, mit denen die Ritzel 60 drehfest
verbunden sind. Zur Drehung der Wellen 62 sind Drehantriebe
63 vorgesehen, die an einem Flansch 54 des Stößels 42 befestigt
sind. Ein Ring 64 ist zur Begrenzung des Hubes des Stößels 42
und gleichzeitig zur Stützung nicht dargestellter Stößelrückzüge
vorgesehen und mit der Traverse 48 verbunden.
Claims (5)
1. Schmiedemaschine mit vier x-förmig in einer Ebene
angeordneten, um 90° gegeneinander versetzten, radial auf
das in der Systemachse (S) längsgeführte Werkstück
einwirkenden, mit Werkzeugen (3, 43) besetzten Stößeln (2,
42), wobei die Stößel (2, 42) im Maschinenrahmen (1, 41)
geführt sind, von der Systemachse (S) nach außen geöffnete
Zylinder (44b) bilden oder mit solchen (4, 4b) verbunden
sind und durch Stellmittel (27-29; 35-39; 49-51) in ihrer
jeweiligen Hubendlage einstellbar sind, und wobei die in
ihrer gemeinsamen Ebene mittels Werkzeugsupporten (17, 57)
an den Stößeln (2, 42) quer verstellbaren Werkzeuge (3,
43) von auf die Supporte (17; 57) über außen neben den Stößeln
(2, 42) liegende Antriebsverbindungen (22, 62) einwirkenden
Stellvorrichtungen (19-21; 59-61) in Abhängigkeit von der
Einstellung der Hubendlage der Stößel (2, 42) derart
einstellbar und feststellbar sind, daß die Werkzeuge (3,
43), die mit ihrem das Kalibermaß übersteigenden Teil ihrer
Arbeitsfläche von einer Seitenfläche eines benachbarten
Werkzeugs (3, 43) überdeckt sind, in ihren jeweiligen
Hubendlagen ein geschlossenes Kaliber bilden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebe (23; 33, 34; 63) der Stellvorrichtungen
(19-22; 59, 61) mit Antriebsverbindungen (22; 62) an den den
Werkzeugen zugewandten, aus dem die Stößel (2, 42) führenden
Rahmen (1, 41) herausragenden Enden der Stößel (2, 42)
angeordnet sind und Zug-/Schub- (22) oder Drehgestänge (62)
als Antriebsverbindungen mit den an den Stößelstirnplatten
(18, 58) gelagerten Stellvorrichtungen (19-22, 59-61) zur
Querverstellung der Werkzeuge (3, 43) vorgesehen sind.
2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Linearhubantriebe (23), Zug-/Schub-Gestänge (22) als An
triebsverbindungen und Winkelhebeltriebe (19, 20, 21) als
Stellvorrichtungen vorgesehen sind.
3. Schmiedemaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Kolben-Zylinder-Einheiten (24a, 24b) mit Hubstufen
vorgesehen sind, wobei die Hubstufungen in Zahl und Größe
Stufungen von Anschlägen (26, 27, 28) für die
Hubendlagenbegrenzungen der mit der Werkzeugstellung
korrespondierenden Stößel (2) entsprechen.
4. Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Befestigung der Antriebe (23, 63) die die Zylinder
(4, 44b) an ihrem offenen Ende umgebenden, außerhalb der
Führungen der Stößel (2, 42) und Zylinder (4, 44b) gelegenen
Flansche (14, 54) dienen.
5. Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß von den Stößelführungen (2a, 11a) die der Systemachse
(S) näher gelegene als Rundführung (2a) ausgebildet ist,
die von der Systemachse (S) entfernter gelegene von vier
Führungsplatten (11a) gebildet ist, die mit vier Abflachungen
(4a) an dem zum Zylinder (4) erweiterten Stößel (2)
zusammenwirken, und daß das Zug-/Druck-Gestänge (22) mit
Linearhubantrieb (23) außerhalb der Rundführung (2a) und
zwischen zwei Führungsplatten (11a) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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