DE4444498A1 - Schmiedemaschine - Google Patents

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, was dadurch erreichbar ist, daß entweder die in ihrer gemeinsamen Ebene mittels Werkzeugsupporten an den Stößeln quer verstellbaren, dabei mit ihrem das Kalibermaß übersteigenden Teil ihrer Arbeitsfläche von einer Seitenfläche eines benachbarten Werkzeugs überdeckten Werkzeugs von auf die Supporte einwirkenden Stellvorrichtungen entsprechend einstellbar sind (EP 0 228 030 B1), oder der Einsatz auswechselbarer Werkzeuge entsprechender Breite erfolgt (Peter Metzger, "Die mumerisch gesteuerte Radial-Umformmaschine und ihr Einsatz im Rahmen einer flexiblen Fertigung" Band 55 der Berichte aus dem Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart, Herausgebern: Springer- Verlag, Berlin - Heidelberg - New York, 1980, Seiten 36-39, 67-69, 112, 113, 129).

Für eine Schmiedemaschine die 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 am Maschinenrahmen verstellbare, die Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten stützende Traversen einstellbar.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiedemaschine die vorrangig zum Freiform-Streckschmieden eingesetzt werden soll, also mit geringerer Hubzahl aber hoher Eindringtiefe betrieben wird. Bei einer solchen Schmiedemaschine können die Kolben-Zylinder-Einheiten für den gesamten Stößelhub bemessen sein, so daß zur Abstützung der Kolben feststehende Traversen vorgesehen sein können. Ziel der Erfindung ist eine einfache, sichere Fixierung der der jeweiligen Werkzeugeinstellung bzw. Werkzeugbreite entsprechenden Hubendlage. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß an einer Schmiedemaschine, deren im Maschinenrahmen geführte Stößel an ihren den Werkzeugen abgekehrten Enden als nach außen geöffnete Zylinder von Kolben- Zylinder-Einheiten ausgebildet oder mit solchen verbunden sind, erfindungsgemäß der Hub eines jeden Stößels bzw. des mit ihm verbundenen Zylinders durch zwischen dem Maschinenrahmen und einer Auskragung am Stößel bzw. Zylinder angeordnete verstellbare Anschläge in der Hubendlage begrenzbar ist.

Als Anschläge können, wie es bei einer Ausführung der Erfindung vorgesehen ist, aus dem Maschinenrahmen vorstehende Gewindespindeln dienen, die von Gewindemuttern im Rahmen abgestützt und mit Antrieben zur relativen Drehung von Gewindespindeln und Gewindemuttern versehen sind, was eine stufenlose Einstellung der Hubendlage erlaubt.

In vielen Fällen und insbesondere beim Freiform-Streckschmieden genügt aber eine Einstellung der Hubendlagen in Stufen. Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß in die Auskragungsbereiche der Stößel ein- und aus ihnen ausbringbare, die Anschlagposition der Stößel gegenüber dem Maschinenrahmen bestimmende Distanzstücke vorgesehen sind. In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführung sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Distanzstücke als um eine zur Stößelachse parallele Achse schwenkbare Platten mit in den Auskragungsbereich ein- und aus diesem ausschwenkenden exzentrischen Vorsprüngen ausgebildet. Von besonderem Vorteil ist es, die einen Anschlag bildenden Distanzstücke im Wechsel um zwei Achsen schwenkbar anzuordnen und deren exzentrische Vorsprünge so zu bemessen, daß sie sich auch außerhalb des Auskragungsbereichs in gegenseitiger Überlappung befinden.

Ausführungsbeispiele von Schmiedemaschinen gemäß der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Stirnansicht einer Schmiedemaschine in Richtung der Systemachse S gesehen. In Ausschnitten sind in größerem Maßstab in,

Fig. 2 ein Schnitt nach der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie II-II, in,

Fig. 3 ein Schnitt nach der in Fig. 1 und Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie III-III und in,

Fig. 4 ein Schnitt nach der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie IV-IV dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführung in einem dem Schnitt nach Fig. 2 entsprechenden Schnitt.

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 bilden, den Teile der Stößel 2 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 1 unter Zwischenschaltung von Stützblöcken 11 und Drucksäulen 10 unter Vorspannung verbunden sind. 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 von Radial-Umform-Schmiedemaschinen bewegen sich in einer Ebene gleichzeitig, weshalb dafür Sorge getragen sein muß, daß Werkzeugkollisionen ausgeschlossen sind. Je nach Werkzeugbreite der eingesetzten auswechselbaren Werkzeugsätze oder - wie im Ausführungsbeispiel - je nach Werkzeugstellung der in der Arbeitsebene quer zu den Stößeln 2 verstellbaren Werkzeuge 3 müssen die Stößelhübe so begrenzt werden, daß die Werkzeuge 3 in ihren Hubendlagen ein praktisch geschlossenes Kaliber bilden, ohne sich zu berühren. Diese Hubbegrenzung kann durch Beaufschlagungssteuerung erfolgen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Hubbegrenzung - zusätzlich oder allein - durch verstellbare Anschläge vorzusehen. In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 sind beiderseits eines jeden Stößels 2 auf dem Rahmen 1 Anschlagklötze 17 befestigt, die im Hubweg von Auskragungen 14b zu den Flanschen 14 der mit den Stößeln 2 verbundenen Zylinder 4 liegen. Für einen Stößel 2 mit Werkzeug 3 legen die zugeordneten Anschlagklötze 17 die Hubendlage fest, in der sich der Stößel 2 mit dem Werkzeug 3 der Systemachse S am weitesten nähert, indem die Auskragungen 14b des mit diesem Stößel 2 verbundenen Zylinders 4 auf die Anschlagklötze 17 aufsetzen. Andere Hubendlagen des Stößels 2 mit Werkzeug 3, die weiter entfernt von der Systemachse S liegen, werden durch Distanzplatten 18 und 19 bestimmt, die in den Hubweg der Auskragungen 14b einschwenkbar sind. Hierzu sind die Distanzplatten 18 und 19 mit Bohrungen 20 versehen, auf die runden Säulen 10 aufgesetzt und von Stellringen 21 an den Säulen 10 schwenkbar gehalten. Geschwenkt werden die Distanzplatten 18 und 19 von Kolben-Zylinder-Einheiten 22, die von am Rahmen 1 befestigten Konsolen 23 abgestützt und mit den Distanzplatten 18, 19 verbunden sind. Die exzentrisch zu der durch die Mitte der Bohrung 20 gegebenen Schwenkachse liegenden Teile 24 und 25 der Distanzplatten 18 und 19 haben eine solche Form und Bemessung, daß sie ausgeschwenkt zwar außerhalb des Hubweges der Auskragungen 14b zu liegen kommen, dabei aber ihre gegenseitige Überschneidung und die Überschneidung mit den Anschlagklötzen 17 nicht verlieren, so daß ihre Schwenkbarkeit stets gewährleistet ist.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 sind zwei Distanzplatten 18 und 19 im Zusammenwirken mit einem Anschlagklotz 17 zu beiden Seiten eines jeden Stößels 2 vorgesehen, womit sich drei definierte Hubendlagen für den Stößel 2 ergeben. Selbstverständlich können mehr als zwei Distanzplatten vorgesehen werden, wobei sich mit jeder weiteren Distanzplatte eine weitere Hubendlage definieren läßt, wobei eine feinere Stufung zwischen den Hubendlagen vorgesehen werden kann. Den drei Hubendlagen der Stößel 2 entsprechend sind die Werkzeuge 3 in drei Positionen in der Arbeitsebene quer verschiebbar. In Fig. 2 ist eine erste Position des Werkzeugs 3 dargestellt und die zwei weiteren Positionen sind in gestrichelten Linien dargestellt. Das Werkzeug 3 ist auf einem Support 26 befestigt.

Dieser ist an einer mit dem Stößel 2 verbundenen Stirnplatte 27 geführt. Der Support 26 ist durch nicht dargestellte Klemmelemente in bekannter Weise mit der Stirnplatte 27 lösbar verbunden. Nach Lösung der Klemmverbindung ist der Support 26 entlang der Stirnplatte 27 über eine Lasche 28 und einen in der Stirnplatte 27 gelagerten Winkelhebel 29 von einer in zwei Hubstufen zu betätigenden Kolben-Zylinder-Einheit 30 vermittels des Gestänges 31 verstellbar. Die Kolben-Zylinder-Einheit 30 ist an dem Flansch 14 des einen Teils des Stößels 2 bildenden Zylinders 4 abgestützt.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausbildung der Anschläge für die Hubbegrenzung und die Ausbildung des Stellantriebs für die Werkzeug-Querverstellung. Als Anschlag für die Hubbegrenzung ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 eine Gewindespindel 32 vorgesehen, die mit ihrem Gewindeschaft in einem auf dem Rahmen 1 befestigten Mutterstück 33 drehbar ist. Gedreht wird die Spindel von einem Schneckenrad 34 mit Schnecke 35 und nicht dargestelltem Motor. Das Schneckenrad 34 mit seiner Schnecke 35 ist im Rahmen 1 gelagert. Die Gewindespindel 32 greift mit einem vierkantigen Schaft 36 in eine entsprechende Bohrung im Schneckenrad 34. Entsprechend der stufenlosen Verstellung des Anschlags für die Hubbegrenzung in Form der Gewindespindel 32 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 auch die Werkzeug- Querverstellung mit einem stufenlos wirkenden Stellantrieb versehen. Dazu ist das Gestänge 37 mit einem Gewindeschaft 38 versehen, der in eine Gewindehülse 39 greift. Die Gewindehülse 38 ist mit einem Schneckenradkranz 40 versehen und mit der zugehörigen Schnecke 41 sowie einem nicht dargestellten Antriebsmotor in einem Gehäuse 42 gelagert, wobei das Gehäuse 42 am Flansch 14 des einen Teils des Stößels 2 bildenden Zylinders 4 abgestützt ist. Durch die Drehung der Gewindehülse 39 wird über den Gewindeschaft 38 und das Gestänge 37 der Winkelhebel 29 geschwenkt und das Werkzeug 3 zwischen den in Fig. 5 dargestellten Positionen entsprechend der Einstellung der Anschläge für die Hubbegrenzung (Gewindespindel 32) eingestellt.

Claims (5)

1. Schmiedemaschine mit vier x-förmig in einer Ebene angeordneten, um 90° gegeneinander versetzten, radial auf das in der Systemachse längsgeführte Werkstück einwirkenden, mit Werkzeugen besetzten Stößeln, wobei die im Maschinenrahmen geführten Stößel von der Systemachse nach außen geöffnete Zylinder bilden oder mit solchen verbunden sind und durch Stellmittel in ihrer jeweiligen Hubendlage einstellbar sind, und wobei in Abhängigkeit von der Einstellung der Hubendlage der Stößel entweder die in ihrer gemeinsamen Ebene mittels Werkzeugsupporten an den Stößeln quer verstellbaren, dabei mit ihrem das Kalibermaß übersteigenden Teil ihrer Arbeitsfläche von einer Seitenfläche eines benachbarten Werkzeugs überdeckten Werkzeuge von auf die Supporte einwirkenden Stellvorrichtungen derart einstellbar, oder der Einsatz auswechselbarer Werkzeuge solcher Breite erfolgt, daß die Werkzeuge in ihren jeweiligen Hubendlagen ein geschlossenes Kaliber bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub eines jeden Stößels (2) bzw. des mit ihm verbundenen Zylinders (4) durch zwischen dem Maschinenrahmen (1) und einer Auskragung (14b) im Stößel (2) bzw. Zylinder (4) angeordnete verstellbare Anschläge (17, 18, 19; 32) in der Hubendlage begrenzbar ist.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschläge aus dem Maschinenrahmen vorstehende Gewindespindeln (32) dienen, die von Gewindemuttern (33) im Maschinenrahmen (1) abgestützt und mit Antrieben (34, 35) zur relativen Drehung von Gewindespindeln (32) und Gewindemuttern (33) versehen sind.

3. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auskragungsbereich (14b) ein- und aus ihm ausbringbare, die Anschlagposition bestimmende Distanzstücke (18, 19) vorgesehen sind.

4. Schmiedemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (18, 19) als um eine zur Stößelachse parallele Achse schwenkbare Platten mit in den Auskragungsbereich (14b) ein- und aus diesem ausschwenkenden exzentrischen Vorsprüngen (24, 25) ausgebildet sind.

5. Schmiedemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Anschlag bildenden Distanzstücke (18, 19) im Wechsel um zwei Achsen schwenkbar angeordnet und deren exzentrische Vorsprünge (24, 25) von einen die gegenseitige Überlappung nach außerhalb des Ankragungsbereichs (14b) aufrechterhaltenden Bemessung sind.