-
Verfahren zum Schmieden von Metallen Bekanntlich «-erden für die beim
Schmiedear von Metallen allgemein Anwendung findenden Hämmer und Pressen jeweils
besondere Vorteile in Anspruch genommen, die beispielsweise bei der Presse in der
besseren Durcharbeit und dem höheren Verformungswirkungsgrad bestehen sollen. während
der Hammer das umfangreichere Anwendungsgebiet, eine bessere Oberflächenwirkung
und die Möglichkeit gewähren soll. mehrere Schläge unmittelbar hintereinander ausführen
zu können. Wissenschaftliche `-ersuche über den Arbeitsverbrauch ergaben dabei,
daß zur Herbeiführung der gleichen Verformung bei den üblichen Schmiedetemperaturen
die von den Hämmern benötigte Arbeit um etwa das a,5fache größer war als die Arbeit,
die von den Pressen benötigt wurde.
-
Der Erfind. -r hat in seinen Arbeiten (Hammer oder Presse) nachgewiesen,
daß mit dieser Feststellung nichts entschieden ist. weil die Versuche über den Wirkungsgrad
von Hämmern und Pressen an verhältnismäßig hohen -Stauchzvlitidern vorgenommen wurden
und daher nur für die damit vorausgesetzten Verhältnisse Gültigkeit besitzen. JL
mehr man sich dem Gebiete der dünnwandigen Schmiedestücke nähert, um so mehr bedürfen
die Versuche einer Richtigstellung. Nährend nämlich beim statischen Schmieden diltitilvalidiger
Stücke außerordentlich hohe Drücke notwendig werden, um stärkere Verfortnwigen zu
erreichen, spritzt der Werkstoff beim kinetischen oder Hammerschmieden schon bei
verhältnismäßig geringen Drücken bis in die feinsten Gravierungen, verschmiedet
sich also außerordentlich leicht. Dasselbe gilt beim Schmieden im geschlossenen
Gesenk zum Unterschied gegen die den Vergleichsversuchen. zugrunde gelegten freien
Stauchzylinder. Bei Hämmern müssen aber immer die erheblichen -Nachteile derselben,
nämlich der schlechte mechanische Wirkungsgrad aller Hammerantriebe, der bei Dampfhämmern
beispielsweise nur bis zu i ('o beträgt, und außerdem der erhebliche Schabottenverlust,
in Kauf genommen «-erden.
-
@-orlicgendc Erfitidun;- stand daher vor der Aufgabe, die technischen
Vorteile der Hämmer mit den wirtschaftlichen Vorteilen der Pressen zu vereinigen,
ohne die technischen Nachteile der Pressen, die wirtschaftlichen Nachteile der Hämmer
in Kauf nehmen zu müssen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein grundsätzlich
neues und eig-enartitres SChinlczlfverfahren zur Anwendung gebracht. Während nämlich
das Pressenschmieden durch Verformungsgeschwindigkeiten gekennzeichnet ist, die
durchwegbei o,5 miSek. liegen und nur bei Schnelläufern bis auf höchstens o,9 bis
i m/Sek. hinaufgehen, beginnt das Gebiet der Auftrefgeschwindigkeiteii der Hämmer
bei etwa .4,5 m-Sek. und umfaßt das Gebiet bis zu rund 2o m Sek. Einer Fallhöhe
'von i m, die praktisch nicht angewandt wird, entspricht bereits eine Auftreitgeschwindigkeit
von 4,5 m, Sek., während alle anderen Hammerauftreffgeschwindigkeiten,
vor
allem diejenigen, der Luft- und Dampfhämmer, bei wcit@m oberhalb dieses Wertes liegen.
Gerade aber (las Gebiet zwischen Hammer- und Pressen das das bisher his auf Zufälligkei:en
praktisch nicht verwirklicht worden ist. eignet sich in ganz besonderer Weise dazu.
Ge_enkschtniedestücke vorzugsweise mittlerer und geringerer Wandstärke wirtschaftlich
zu verschmieden; denn gerade in diesem Gebiet geht das statisch- oder Pre_senschmieden
in das küietische:odcr Hammer_#chmieden über. Ob dabei der L leergang stetig ist
oder ob es eine kritische Gcschwindi;keit gibt. bei der das statische- Sclin)ieden
übergangslos in das kinetische Schmieden umschlägt. ist unerheblich, weil es immer
möglich ist. in der -Nähe der Übergangsgeschwindiakeiten höchst wirtschaftlich zu
arbeiten. um einerseits die mit höherer Geschwindigkeit zunehmenden Widerstände
zu vermeiden, andererseits die Gesenke auch bei reicher Oberflächengestaltung und
Verwendung dünnwandiger Stücke gut zu füllen.
-
Ausgehend von diesen Erkenntnissen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
das Schmieden von -Metallen mittels eines durch Reibsphidel geführten Preßwerkzeuges
mit i in iSek. übersteigenden_ Auftreffgeschwindigkeiten vorzunehmen.
-
Die Hammermaschinen haben nämlich den bereits erwähnten -Nachteil
eines außeror dentlich schlechten mechanischen Wirkungsgrades, der das Arbeiten
mit ihnen höchst unwirtschaftlich macht. Weiter besteht bei den Hammermaschinen
keine starre Verbindung zwischen Druck- bzw. Schlagerzeuger und Druck- bzw. Schlagaufnehmer.
Bär und Amboß sind frei bewegliche, durch Stoß aufeinandertrefende Körper. Auch
dort, wo Amlx)ß und Antrieb des Bären durch einen Maschinenkörper fest verbunden
sind, z. B. bei Luft- oder Federhämmern, ist zwischen Bär und htirper ein kompressibles
oder elastisches Mittel, wie Luft. Dampf, Feder, Riemen, Drahtseil o. dgl.. zwischengeschaltet.
Ein wesentlicher hraftfluß innerhalb des Körpers findet also nicht statt. Es geht
also ein Teil der Stoßenergie als Schabottenverlust im Amboß unwiedereinbringlich
verloren. Dieser Teil kann bei den letzten Schlägen auf ein großes und dünnwandiges
Werkstück über gooo ausmachen. Demgegenüber gewährtder erfindungsgemäß vorgeschlagene.
Antrieb des Preßwerkzeuges einen weit höheren mechanischen Wirkungsgrad. Weiter
ist das Preßwerkzeug gegen das Antriebsmittel - Spindel oder Spindelmutter --kraftschlüssig
abgestützt und dieses wiederum mit dem Untersatz oder Tisch starr verbunden. Die
frei werdenden Stoßenergien werden also durch den geschlossenen Körper als Formänderungsarbcit
nufgenomincn und bei der Aufwärtsbewegung des Preßwerkzeuges zum größten Teil wieder-,
gewonnen, wobei l)esonders zu erwähnen ist, daß inful-e vier nur tciiweisen Stoßwirkung
die frei werdenden Stoßenergien an sich geinger sind als bei den Hämmern.
-
Für die Pressen ist dagegen kennzeichnend, daß die auf das Werkstück
ausgeübte Wirktroo- eine Druckwirkung ist, da die Pressenleistung im überwiegenden
Maße der Wucht der bewegten 1Iittel- oder Schwungscheibe ihre Entsteht= verdankt.
Es entspricht also der Druck im Maschinenkörper genau der Preß- oder Schmiedewirkung.
Demgegenüber wird bei dem \-erfahren gemäß der Erfindung die Scluniedewirkung nur
teilweise durch den Druck der Spindel erzielt; der andere Teil der Schmiedewirkung
geht auf die lebendige Energie der abwärts bewegten 'Massen, also auf den zwischen
Schmiedewerkzeug und Tisch auftretenden Stoß, zurück. Es kommt also zu dem durch
den Maschinenkörper aufgenommenen Druck noch die Wirkung des freien Stoßes hinzu.
Aber da mit zunehmender Geschwindigkeit - und das ist für das Schmieden im Zwischenbereich
der Pressen und Hämmer besonders wesentlich - der Schmiedewiderstand unverhältnismäßig
anwächst, so ist es am wirtschaftlichsten, die Auftreffgeschwindigkeiten nur so-
weit zu steigern, wie zur Erreichung der kinetischen Schmiedewirkung gerade unerläßiich
ist. Es. hat sich gezeigt, daß die Auftreffgeschwindigkeit, bei der man mit Sicherheit
ein kinetisches Schmieden erreicht, ohne unnötig hohe Verfermungsividerstände überwinden
zu müssen, im Mittel bei etwa 2 m!Sek. liegt.
-
Im Wesen der Erfindung liegt es, daß man bei der Verwirklichung der
hiernach in Betracht kommenden Auftreffgeschwindigkeiten nicht an den Reibspindelantrieb
des Preßwerkzeuges gebunden ist. In Befracht kominen vielmehr alle wirtschaftlich
arbeitenden Spi idelantriebe zur Erzeugung von Auftreffgeschwindigkeiten im Mittel
von. 2 m; Sek.
-
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens
in der Ansicht auf ein Pr eßwerkzeug mit Reibspind.elaufzug.
-
Es bezeichnet i den Untersatz mit dem Untergesenk 2. Die Seitenständer
sind mit 3 bezeichnet. In der Brücke a, die durch An= ker 5 über die Seitenständer
3 mit dem Untersatz i fest verbunden ist, ist die Gewindeführung 6 für die Spindel
; aufgenommen. Dic Spindel trägt an ihrem unteren Ende das Preßwerkzetig 8 mit dem
bewegten Obergesenk g. Alt dem anderen Ende' der Spindel 7 befindet sich die :Mittelscheibe
i o. Durchmesser der Mittelscheibe io und Gang-
| steigung der Spindel; sind dabei so bestimmt, |
| daß sich bei Anlage der Reibscheibe an die |
| Seitenscheibe i i für den Abwärtssang des |
| Preß-,verkzcuges S mit Gesenk 9 eine Auftreff- |
| geschwindigkeif von etwa 2 m Sek. einstellt. |
| Die Seitenscheiben 12. t ; dienen dem Auf- |
| zu- des Preßwerlczeuges nach oben. Die Ver- |
| schiebung der Scitenschciben erfolgt über |
| den Teil 1.1. Die Lager i 5, i 6, 1; und 18 sind |
| auf besonderen Trägern 19, 2o, 21 und 22 un- |
| liängig vom Maschinenkörper i. 3 und :1 ge- |
| lagert, um unnötige Erschütterungen zu ver- |
| meiden. 1a kann jedoch auch die für Spin- |
delpresseii bekannte Bauart iib,-rnommen werden, bei welcher die Lager unmittelbar
im Maschinenkörper aufgenommen sind.