DE7822648U1 - Vorrichtung zum schmieden eines wellenflansches - Google Patents

Description

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Dl^U-ING. DR. JUR. W. BÖHMS" "" " 8500 NÜRNBERG, den 1 . 9 .1 978/KÖ-2

D1FL.-1N G.E.KESSEL Frsucnicrgrabon 73 (sm Plärrer) ^L

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Anmelderin; Firma Langenstein & Schemann Aktiengesellschaft Titel: Vorrichtung zum Schmieden eines Wellenflansches

Gebrauchsmuster G 78 22 648.9

Die Neuerung "betrifft eine Vorrichtung zum Schmieden eines Wellenflansches in Vorformoperation und Fertigschmiedeoperation, mit einer Schmiedepresse, bei der ein Stößel an einem Gestell gegenüber einer Preßplatte hin- und herbewegbar ist, die einen drehbar gelagerten Tisch trägt, und für die Fertigschmiedeoperation an Stößel und Tisch ein Obergesenk bzw. ein Untergesenk etwa mittig zum Gestellquerschnitt angeordnet sind, die der Form des herzustellenden Wellenflansches entsprechen, wobei das Untergesenk zum Einführen des Werkstückschaftes bei gedrehtem Tisch geeignet ist.

Bei einer bekannten (Zeitschrift "Industrie-Anzeiger" 93. Jg., Nr. 6, S. 1697) Vorrichtung dieser Art ist die Schmiedepresse eine stehende Spindelpresse, die nur die Obergesenk-Untergesenk-Einheit für die Fertigschmiedeoperation aufweist, wobei der Tisch um eine waagerechte Achse um etwa 90° kippbar ist, um in das Untergesenk den relativ langen Werkstückschaft einzuschieben, an dem sich ein vorgeformter "Rohflansch" befindet, der

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fertiggeschmiedet werden soll. Die Formung des "Rohflansches" erfolgt auf einer zusätzlich vorgesehenen Elektro-Stauchmaschi ne durch Herunterstauchen eines stabförmigen Rohwerkstückes. Unter "Flansch" wird hier und im folgenden jedes flanschartige Gebilde und auch eine Verdickung für eine Gelenkwelle verstanden. Nachteiligerweise ist bei der bekannten Vorrichtung zur vollständigen Herstellung des Flansches an der Flanschwelle außer der Schmiedepresse noch eine Elektro-Stauchmaschine erforderlieh, was nicht nur an sich aufwendig ist sondern auch die an sich unwirtschaftliche Übergabe des halbfertigen Werkstückes von der Elektro-Stauchmaschine an die Schmiedepresse verlangt.

Eine Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Vorrichtung der anfangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Wellenflansch nur mit der Schmiedepresse in wirtschaftlicher Weise, d.h. in hoher Stückzahl und in nur einer Hitze des Werkstückes vollständig mit einfachen Werkzeugen hergestellt wird. Die neuerungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekenn- ι zeichnet, daß der Tisch ein Drehtisch mit mittiger Drehachse < ist, der aus dem Wirkungsbereich des Stößels herausragt, und \ beiderseits der Obergesenk-Untergesenk-Einheit für die Fe^ tig- J schmiedeoperation auf einem Kreis um die Drehtisch-Drehachse ;

je eine Obergesenk-Untergesenk-Einheit für eine Vorformoperation I

[ am Stößel bzw. am Drehtisch angebracht ist, wobei die Unterge- \

senke alle gleich und Vorformoperations-Obergesenke in an sich j bekannter Weise als Hohlkonen zum Anstauchen ausgebildet sind. j

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In das jeweils aus dem Wirkungbereich des Stößels, seitlich oder nach vorne, herausragende Untergesenk wird ein an einem Endstück erhitztes stabförmiges Rohwerkstück in Bewegungsrichtung des Stößels mit dem kalten Bereich eingeschoben.Sodann wird dieses Untergesenk mit dem Rohwerkstück unter das Obergesenk der ersten Vorformoperation gedreht, wonach das aus dem Untergesenk herausragende Endstück erstmals angestaucht wird. Nach Schwenken des Untergesenkes mit dem Werkstück zum Oberge-ν ' senk der zweiten Vorformoperation erfolgt ein zweites Anstauchen. Abschließend wird das Werkstück unter das mittig zum Querschnitt der Schmiedpresse angeordnete Obergesenk zum Fertigschmieden gedreht und dann wieder in die aus dem Gestell herausragende Stellung gedreht, wo es aus dem Untergesenk herausgenommen wird. Bei jedem dieser Drehschritte gelangen die anderen beiden Untergesenke in andere Positionen, in denen die in diesen Untergesenken befindlichen Werkstücke ebenfalls angestaucht, fertiggeschmiedet» eingesetzt oder herausgenommen werden.

Es wird nicht nur der Wellenflansch in einer Hitze allein mittels der Schmiedepresse angestaucht und fertiggeschmiedet. Wegen der mindestens drei Untergesenke lassen sich auch hohe Stückzahlen erreichen. D_abei ist der vorrichtungsgemäße Aufwand gering, zumal die größte Umformkraft für das Fertigschmieden erforderlich ist und die Schmiedepresse sowieso für die zum Fertigschmieden erforderliche Umformkraft ausgelegt sein muß. Wenn die Schmiedepresse nur ein Untergesenk aufweist, so läßt sich keine ausreichend hohe Stückzahl erreichen. Bei zwei Untergesen-

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ken, die an sich eine höhere Stückzahl versprechen, läßt sich aber der Drehtisch überraschenderweise nicht so drehen und einstellen, daß bei jedem Arbeitshub des Stößels gleichzeitig zwei Werkstücke geformt werden. Dies ist erst bei drei Untergesenken möglich.

Die Schmiedepresse ist. z.B. eine hydraulische Schmiedeschlagpresse, die sowohl pressen als auch schlagen kann, wobei es derkbar ist, diese Schmiedeschlagpresse liegend anzuordnen. Normalerweise wird die Schmiedepresse jedoch eine Spindelpresse mit Schwungmasse sein, weil bei der Spindelpresse der Drehtisch geringere Beschleunigungskräfte aufzunehmen hat und die Spindelpresse zur gleichzeitigen Durchführung von Vorform- und Fertigformoperationen besser geeignet ist. Die Spindelpresse ist in der Regel stehend angeordnet, wobei die Spindel z.B. senkrecht verläuft bzw. direkt am Stößel angreift. Aber auch eine Keilspindelpresse mit schräg oder waagerecht-verlaufender Spindel ist gut geeignet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Drehung eines der Untergesenke aus der ersten Vorformposition in die zweite Vorformposition an dem Fertigschmiede-Obergesenk vorbei verläuft. Diese Drehweise des Drehtisches ermöglicht ein geeignetes taktweises Drehen, bei dem durch einen Drehschritt jeweils zwei Werkstücke aus einer Position, in der sie vorgeformt, fertiggeschmiedet, herausgenommen oder hineingesteckt worden sind, in eine zweite Position gelangen, in der sie ebenfalls vorgeformt, fertiggeschmiedet, herausgenommen oder hineingesteckt werden.

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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn gi rade drei Untergesenke mit jeweils gleichem Winkelabstand von· einander vorgesehen sind. Es lassen nämlich auch vier Unterge senke keine "befriedigende Taktarbeit zu und sind mehr alks vie: Untergesenke an dem Drehtisch nur schwer unterzubringen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn ein fü eine der Vorformoperationen bestimmtes Obergesenk außerhalb d ^ Querschnittes des Gestelles angeordnet ist. Diese exzentrisch Anordnung des Obergesenkes ist für eine Vorformoperation zulä sig, vermeidet eine Vergrößerung der Schmiedepresse und läßt zu, daß die Untergesenke zum Einführen und Herausnehmen der Werkstücke genügend weit seitlich herausragen können.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Neue rung dargestellt und zeigt

Fig.1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Schmieden eine Γ Wellenflansches,

Fig.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig.1, Fig.3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig.1,

Fig.4 schematisch ein in einem Untergesenk steckendes stabföi miges Werkstück nach verschiedenen, mit der Vorrichtung gemäß Fig.1 bis 3 durchgeführten Umformoperationen und

Fig.5, 6 und 7 jeweils ein Schema von drei verschiedenen Opei

tionsfolgen, die mit der Vorrichtung gemäß Fig.1 bis 3 bei Einsatz verschiedener Ober^esenke, je nach herzuste lendem Wellenflansch durchführbar sind«

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Gemäß Zeichnung steht auf einem Pressentisch 1 eine Spindelpresse 2, die ein Gestell aus vier Ständern 3 und einem Querhaupt 4 besitzt. Auf dem Pressentisch liegt eine Preßplatte 5 auf und zwischen den Ständern geführt ist ein Stößel 6 auf- und abbewegbar. In nicht näher gezeigter Weise ist im Querhaupt 4 eine Spindel gelagert, die sich in einem Spinelgehäuse 7 zum Stößel 6 erstreckt, in welchem eine auf der Spindel sitzende Spintelmutter befestigt ist. Bei Drehung der Spindel wandert der Stößel 6 \J mit der Spindelmutter auf und ab. Oben am Querhaupt 4 trägt die Spindel ein Schwungrad 8, das außen mit einem Zahnkranz versehen ist, in dem zwei Ritzel kämmen, die jeweils von einem Motor 9 getrieben werden. Oben am Querhaupt sind auch noch zwei Bremseinrichtungen 10 für das Schwungrad 8 vorgesehen.

Der Stößel 6 trägt an seiner Unterseite eine Werkzeugplatte 11, die, wie Fig.2 zeigt, beachtlich über das Gestell bzw. die beiden vorderen Ständer 3 nach vorne herausragt. Die Preßplatte 5 f-, ragt ebenfalls nach vorne heraus und überragt dabei auch die Werkzeugplatte nach vorne hin. Auf der Preßplatte 5 ist ein umfangsmäßig runder Drehtisch 12, in nicht gezeigter Weise mittels Rollenlagern, drehbar gelagert. Die Drehachse 13 des Drehtisches liegt dabei im Querschnitt des Gestelles und zwar im vorderen Viertel der Tiefe dieses Querschnittes, nahe der durch die Vorderseite der beiden vorderen Ständer bestimmten Begrenzungslinie. Der Drehtisch 12 ist von an der Preßplatte angebrachten Führungsschienen 14 geführt und besitzt an seinem Umfang einen Zahnkranz, in dem ein auf der Preßplatte 5 gelagertes Zahnrad 15 kämmt, das von einem Ritzel 16 gedreht wird, das von einem hinter der Preß-

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platte angeordneten Motor 17 getrieben wird. Der Motor 17 ist also nicht auf der Preßplatte angeordnet.

Auf dem Drehtisch 12 sind auf einem Kreis um die Drehachse 13 herum drei gleiche Untergesenke 18, ((i), (il), (Hl)), befestigt. Die Gestaltung des Inneren, des Hohlraumes der Untergesenke_# ergibt sich aus Fig.4. Diese besitzen jeweils einen unteren, längeren, im Durchmesser kleineren Bereich 19, an diesen oben, ohne Stufe anschließend einen sich nach oben konisch erweiternden mittleren Berich 20 und an diesem über eine Stufe anschließend einen oberen kürzeren, im Durchmesser größeren Bereich 21. Die Bereiche 19 und 21 sind im vorliegenden Fall im Querschnitt kreisrund. Die drei Untergesenke 18 liegen in einem jeweils gleichen Winkelabstand von 120 voneinander entfernt. Mittels des in geeigneter Weise steuerbaren Motors 17 lassen sich die Mitten der drei Untergesenke 17 in sechs, auf einem Kreis um die Drehachse 13 verteilte Positionen 0', 1', 2', 3'_s 4', und 5' bringen, wobei je zwei benachbarte Positionen einen Winkelabstand von 60° voneinander haben. Die eine dieser Positionen (5') liegt genau in der Mitte des Querschnittes des Pressengestelles bzw. genau mittig zwischen den Ständern 3.

An der Unterseite der Werkzeugplatte 11 sind entsprechend der Zahl der durchzuführenden Umformoperationen bis zu fünf Obergesenke 22 angebracht, die je nach Umformoperation verschieden ausgebildet sind. Die Form der Obergesenke 22 entspricht dabei der Form, die das Werkstück nach der jeweiligen Umformoperation haben soll und die in Fig.4 gezeigt ist. Es sind also für die

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rsten drei einander folgenden Umformoperationen innen konische bergesenke vorgesehen; für die nachfolgende Umformoperation ist in innen in eiwa zylindrisches Obergesenk vorgesehen; und für ie letzte Umformoperation ist ein Obergesenk vorgesehen, dessen orm der endgültigen Form des herzustellenden Flansches entpricht. Die Obergesenke 22 sind auf einem Kreis um die Drehache 13 mit dem jeweils gleichen Winkelabstand von 60° voneinander ageordnet, wobei aber zwei voneinander den Winkelabstand 120° aben. Zwei der dem Vorformen dienenden Obergesenke sind dabei n. dem herausragenden Bereich der Werkzeugplatte 11 außerhalb es Gestelles angeordnet. Die in den einzelnen, nacheinander urchzuführenden Umformoperation (1 ' ), (2')> (3')> (4') und 5') zugeordneten Obergesenke folgen einander auf dem Kreis, geäß Fig.3, in der Reihenfolge 1', 4', 5', 2', und 3', wobei zwichen 3' und 1^f die Position 0' vorgesehen ist.

Ie in einem Ofen partiell erwärmten stabförmigen Werkstücke erden in einer umladestation außerhalb der Presse von einer .icht gezeigten Manipulierzange erfaßt und über das in Position ι' befindliche Untergesenk, z.B. (i), geschwenkt und in dieses dt einem Teilstück eingesetzt. Da hier vier Vorformungsopera-, ;ionen notwendig sind, wird das eingesetzte Werkstück durch eine »rehtisch-Drehung von 60° von Position 0' in Position 1' gedreht, .n der ein Stößelniedergang erfolgt, wobei die erste kegelförlige Vorform erzeugt wird. Danach afolgt eine Drehung um 180° .η die Position 2', in der die zweite Vorformoperation ausgeführt wird. Anschließend dreht der Drehtisch das Werkstück um JO⁰ in Position 3' zur dritten Vorformoperation, um 180° in Po-

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sition 4' zur vierten Vorformoperation und um 60° in Positior 5' zur Fertigschmiedeoperation. Nach dem Fertigschmieden wird das Werkstück um 180° wieder in die Position O¹ geschwenkt, τλ es durch einen Auswerfer etwas angehoben, von der Manipulierzange erfaßt und ganz aus dem Untergesenk gerausgezogen wird. Dann schwenkt die Manipulierzange vom Untergesenk weg und leg das fertige Werkstück ab.

r Gemäß Fig.5 bis 7 sind jeweils drei Untergesenke vorgesehen. Dabei sind gemäß Fig.5 fünf Obergesenke, gemäß Fig.6 vier Obe gesenke und gemäß Fig.7 drei Obergesenke vorgesehen, von dene jeweils eines der Fertigschmiedeoperation dient. Die Anordnur bzw. Verteilung der Obergesenke am Oberstempel ergibt sich in einzelnen aus Fig.5 bis 7.

Allen drei Operationsfolgen ist gemeinsam, daß stets nur eine der drei Untergesenke mit einem Werkstück besetzt ist, währer das dritte Untergesenk auskühlen kann sowie geschmiert und av ν. geblasen werden kann. Der Drehtisch macht jeweils nur Drehschritte um 60° oder ganzzahlige Vielfache von 60°. Bei aller drei Folgen wird ein Gesenk von der ersten Vorformstation übe die zentrisch angeordnete Fertigschmiedestation zur zweiten Vorformstation geschwenkt. Die Drehrichtung des Drehtisches ist in den einzelnen Darstellungen angegeben.

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Claims (7)

i, Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Schmieden eines Wellenflansches in Vorformoperation und Fertigschmiede-Operation, mit einer Schmiedepresse, bei der ein Stößel an einem Gestell gegenüber einer Preßplatte hin- und herbewegbar ist, die einen drehbar gelagerten Tisch trägt, und für die Fertigschmiedeoperation

an Stößel und Tisch ein Obergesenk bzw. ein Untergesenk etwa mittig zum Gestellquerschnitt angeordnet sind, die der Form des herzustellenden Wellenflansches entsprechen, wobei das Untergesenk zum Einführen des Werkstückschaftes bei gedrehtem Tisch geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch ein Drehtisch (12) mit mittiger Drehachse (13) ist, der aus dem Wirkungsbereich des Stößels (6) herausragt, und beiderseits der Obergesenk(22)-Untergesenk(i8)-Einheit für die Fertigschmiedeoperation (5^!) auf einem Kreis um die Drehtisch-Drehachse je eine Obergesenk-Untergesenk-Einheit für eine Vorform- ^- operation (1', 2', 3', 4') am Stößel bzw. am Drehtisch angebracht ist, wobei die Untergesenke alle gleich und Vorformoperations(i', 2^!, 3')-Obergesenke in an sich bekannter Weise als Hohlkonen zum Aastauchen ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung eines der Untergesenke (18) aus der ersten Vorformposition (1^T) in die zweite Vorformposition (2¹) an dem Fertigschmiede-Obergesenk (5¹) vorbeiläuft.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, daß gerade drei Untergesenke (18) mit jeweils gleichem Winkelabstand voneinander vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein für eine der Vorf ormoperationen 'bestimmtes Obergesenk (Position 1', 3^!) außerhalb des Querschnittes des Gestelles angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Drehtisch (12) lagernde Preßplatte (5) das Gestell überragt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zahnkranz des Drehtisches (12) ein Zahnrad (15) kämmt, das von einem neben der Preßplatte (5) angeordneten Motor (17) getrieben ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiedepresse in an sich bekannter Weise eine stehende Spindelpresse mit Schwungmass ist.

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