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Maschine zum Schmieden axial symmetrischer Werkstücke Die Erfindung
bezieht sich auf eine Maschine zum Schmieden axial symmetrischer Werkstücke, bei
der über den Werkstückumfang verteilte, hammerartige Schlagwerkzeuge die Verformung
des axial bewegten, gegebenenfalls rotierenden Werkstückes bewirken und auf die
jeweils geforderten Werkstückquerschnittsabmessungen gemeinsam einstellbar sind.
Diese Maschinen müssen bisher, um von der reinen Stangenform abweichende Werkstückformen
herstellen zu können, mit einem besonderen, den Werkstückvorschub und die Tiefeneinstellung
der Werkzeuge, beispielsweise mit Hilfe von Schablonen, Anschlägen od. dgl., aufeinander
abstimmenden Steuerungsmechanismus ausgerüstet werden, da während des Maschinenlaufes
ein Ab-
lesen und Überprüfen der erreichten Querschnitts-und Längenabmessungen
des Werkstückes unmöglich ist. Eine automatische Steuerung, die für jede zu schmiedende
Werkstückform eine eigene Schablone oder eine umständliche Verstellung der Anschläge
erfordert, ist aber nur bei Herstellung größerer Serien gleicher Werkstücke rentabel
und verliert bei Einzelanfertigung bzw. geringen Stückzahlen verschiedener Werkstückformen
ihre Zweckmäßigkeit.
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Durch die Erfindung ist nun eine Schmiedemaschine geschaffen, die
eine laufende Kontrolle der zusammen die Werkstückform bestimmenden axialen Werkstückbewegung
und Hämmereinstellung, d. h. ein Ablesen der jeweils bereits erreichten Werkstückabmessungen
gestattet, damit die willkürliche Steuerung entsprechend der gewünschten
Werkstückform,
also das Schmieden nach Zeichnung, ermöglicht und insbesondere auch für die Herstellung
großer Werkstücke geeignet ist.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Einstellbewegung
der Hammerwerkzeuge und die mit Hilfe des im Maschinenständer geführten Spannkopfes
erfolgende axiale Werkstückbewegung entweder voneinander völlig unabhängig oder
unter Ausschluß der jeweils anderen Bewegung einzeln steuerbar und in entsprechender
Übersetzung auf eine Anzeigevorrichtung übertragbar sind. Die Anzeigevorrichtung,
auf der demnach der Fortschritt beider Bewegungsvorgänge bzw. der Werkstückverformung
an sich laufend abgelesen werden kann, bildet die Voraussetzung für die freie Einzelsteuerung
der beiden Bewegungen überhaupt und ermöglicht somit das von einer Voreinstellung
und dem Ablauf einer Automatik unabhängige Schmieden beliebiger Werkstückformen.
Die beiden Bewegungen können voneinander unabhängig, also auch gleichzeitig gesteuert
werden, z. B. zur Herstellung kegeliger oder geschwungener Formen. Zur Vereinfachung
der Bedienung bzw. Erleichterung der Ablesung, was schließlich auch auf die erreichbare
Schmiedegenauigkeit Einfluß hat, ist es jedoch zweckmäßig, die Maschine von vornherein
so auszubilden, daß die beiden Bewegungen nur nacheinander, aber nicht gleichzeitig
ausführbar bzw. steuerbar sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Einstellbewegungen der
Hammerwerkzeuge und die axiale Werkstück- bzw. Spannkopfbewegung als koordinatenmäßig
zueinander rechtwinklige Schiebebewegungen auf einen gemeinsamen Zeiger der Anzeigevorrichtung
übertragbar. Dies ermöglicht das Schmieden direkt nach Zeichnung, da der Zeiger
ja beide Bewegungen mitmacht und diese somit nur so gesteuert zu werden brauchen,
daß der Zeiger die Zeichnungskontur abfährt. Selbstverständlich müssen in solchen
Zeichnungen die sich aus dem Schmiedevorgang ergebenden Werkstückstreckungen berücksichtigt
sein.
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Eine besonders einfache Maschinenkonstruktion wird dadurch erreicht,
daß für die Spannkopfbewegung und die Hämmereinstellung gesonderte Elektromotoren
vorgesehen sind. Vorzugsweise stehen diese Motoren dabei in einer solchen Schaltverbindung,
daß der Lauf des einen den Stillstand des anderen Motors zur Voraussetzung hat.
Zu diesem Zweck ist für beide Motoren ein gemeinsamer, in Krenzform betätigbarer
Einhebelschalter vorgesehen, in dessen Mittelstellung beide Motoren ausgeschaltet
sind und dessen Verstellung in der einen oder anderen Kreuzrichtung die Einschaltung
des einen oder anderen Motors für Rechts- oder Linkslauf bewirkt. Wird der Griff
des Einhebelschalters, der etwa mit dem Steuerknüppel eines Flugzeuges vergleichbar
ist, beispielsweise nach oben verschwenkt, bewegt sich der Spannkopf nach oben,
während sich nach entgegengesetzter Schalterverstellung der Spannkopf senkt; das
Verschwenken des Schaltergriffes aus der Mittelstellung nach rechts oder links ergibt
dann das Schließen (zur Querschnittsverengung des Werkstückes) oder öffnen Querschnittserweiterung)
der Hammerwerkzeuge, so daß die Maschinensteuerung auf die einfachste Weise erfolgen
kann.
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Um dem Zeiger die beiden orthogonalen Bewegungen erteilen zu können,
weist die Anzeigevorrichtung erfindungsgemäß eine der Hämmereinstellbewegung zugeordnete,
mit Hilfe von Übertragungsorganen entsprechend dieser Bewegung selbsttätig parallel
zu sich verschiebbare Gleitschiene auf, längs der der Zeiger entsprechend der jeweils
anderen Bewegung selbsttätig verstellbar ist. Zur Kontrolle und zum Vergleich mit
den Zeichnungsmaßeintragungen ist ferner je eine der Spannkopf- und der Hämmereinstellung
zugeordnete Skalentrommel vorgesehen, die entsprechend deren Bewegungen gleichzeitig
mit dem Zeiger selbsttätig verstellbar ist und das Maß der Werkstückbewegung und
der Hämmereinstellung bzw. die jeweils erreichten Schmiedelängen und Querschnittsgrößen
anzeigt. Da bei Maschinen für größere Werkstücklängen (mehrere Meter) eine normale
Skalentrommel wegen des erforderlichen zu großen Trommeldurchmessers ungeeignet
wäre, ist die Skala der für die Anzeige der Spannkopfbewegung bestimmten Trommel
auf deren Umfang in Spiralform angeordnet, und in ihr entlang laufende Spiralrillen
greift ein in Richtung der Trommelachse im Gehäuse der Anzeigevorrichtung verschiebbar
geführtes Ablesefenster ein.
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Mit der Maschine lassen sich sowohl runde Werkstücke herstellen, wenn
das Werkstück mit Hilfe des Spannkopfes auch eine drehende Bewegung erhält, als
auch dreieckige, quadratische oder mehrkantige Querschnittsformen, je nachdem
ob drei, vier oder mehr Hämmer angeordnet sind und das Werkstück nur in axfaler
Richtung bewegt wird.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen Fig. i und.2 eine Maschine zum Schmieden großer Werkstücke in Ansicht
und Seitenansicht, wobei ihre wichtigsten Organe durch Teilschnitte sichtbar gemacht
sind; in Fig. 3, 4 und 5 ist die zugehörige Anzeigevorrichtung im
Schnitt bzw. in der Seitenansicht, Ansicht und Draufsicht als Detail in größerem
Maßstab dargestellt.
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Im Schmiedekasten i, der unter Flur angeordnet ist, sind drei Exzenterwellen
2 in gleichmäßiger Verteilung um eine zentrale Durchtrittsöffnung 3
für das
Werkstück gelagert. Die Exzenterwellen:2 werden durch einen am Schrniedekasten angeflanschten
Motor 4 über Riernenscheibe 5, Rutschkupplung 6, Zahnrad
7 und 8, Zahnräder 9 und Kurbelarm io angetrieben und bewegen
Pleuel i 1, 1:2, die als Träger für auswechselbare Hammerwerkzeuge 13 ausgebildet
sind, intermittierend gegen das Werkstück, wobei diese Bewegung für alle drei Pleuel
gleichzeitig von und zum Werkstückerfolgt. Die Pleuel 11, 12 sind an den entsprechenden
radialen Ausnehmungen eines im Schmiedekasten frei um die Zentralachse (Werkstückachse)
drehbar gelagerten Scheibenkörpers 14 geführt, der die
Schwingbewegung
der Pleuel ohne Antrieb mitmacht.
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Zwecks Tiefeneinstellung der Werkzeuge entsprechend den jeweils geforderten
Werkstückdurchmessern bzw. Querschnittsabmessungen des Werkstückes sind die Exzenterwellen
:2 exzentrisch in Büchsen 15 gelagert, die über Zahnräder 16 und ein gemeinsames
Zentralzahnrad bzw. einen Zahnring 17 im Schmiedekasten verdrehbar bzw. verstellbar
sind. Bei Verdrehung der Lagerbüchsen 15 wird die Entfernung der Exzenterwellen
2 von der Zentralachse (Werkstückachse), somit aber auch die Tiefenwirkung bzw.
die Hublage der Werkzeuge verändert, wobei die sich ergebende Verschiebung der Achse
des Kurbelarmes io gegenüber der des Zahnrades 9 durch das Spiel des Kupplungsbolzens
18 im Kurbelarm ausgeglichen wird. Die Tiefeneinstellung der Werkzeuge,
d. h. die Verdrehung der Laggerbüchsen i#, erfolgt mit Hilfe eines eigenen
Eliktrornotors ig, der über ein entsprechendes Getriebe 20 und ein Ritzel 21 auf
das Zentralzahnrad 17 einwirkt.
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Um bei zu großen Belastungen, z. B. durch ein zu kaltes Werkstück
oder zu raschem Hämmervorschub, eine überbeanspruchung der Maschine zu vermeiden,
ist im Hämmerantrieb die Rutschkupplung 6 eingeschaltet, die den Stillstand
der Hämmer in kürzester Zeit herbeiführen kann. Da aber bei einer Kurbel bzw. einem
Exzenter die übertragbaren Kräfte während einer Umdrehung stark schwanken, muß sich
auch die durch die Kupplung übertragene Kraft im gleichen Rhythmus ändern,
d. h. die Reibungswiderstände in der Kupplung müssen vergrößert oder verkleinert
werden. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle des Antriebszahnrades 9 für eine
der Exzenterwellen 2 ein Nocken 22, der einen Hebel 23 betätigt, der über
eine Scheibe 24, Schiebebolzen 25 und Ringscheibe 26 die Lamellen
der Kupplung mehr oder weniger zusammenpreßt.
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Auf vier Standsäulen -27, 28, von denen die beiden vorderen
Säulen:27 zur Führung eines U-förmigen TragrahmenS 29 für einen Spannkopf 3o dienen
und zum Schutz ihrer Gleitflächen mit teleskopartigen Hülsen umgeben sind, ruht
eine Platte 3 1, auf der ein Motor 32 für die Tragrahmen- bzw. Spannkopfbewegung
gelagert ist. Der Motor 32 treibt über ein Getriebe 33 ein Kettenrad
34 an, über das eine Gallsche Kette 35, an der der Tragrahmen 29 hängt, läuft.
Das freie Kettenende ist in der einen Führungssäule:27 untergebracht.
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Der Spannkopf 30 ist mit horizontalen Hohlzapfen
36 im Tragrahmen 29 schwenkbar gelagert und kann mit Hilfe eines am Tragrahmen
angeflanschten Motors 37 über Schnecke 38, Schneckenrad
39 und Zahnräder 4o und 41 aus der vertikalen Normallage zum Erfassen bzw.
Ablegen der horizontal zugeführten bzw. abgeführten Werkstücke verschwenkt werden.
Ein durch einen pneumatischen Kolben 42 anhebbarer und durch Federkraft selbsttätig
einrastender Verriegelungsbolzen 43 sichert die Normalstellung des Spannkopfes.
Für die Drehbewegung des Werkstückes ist am Spannkopf ein eigener (nicht sichtbarer)
Motor angeflanscht, der über Schnecke 44, Schneckenrad 45 und Kupplung 46 einen
Spannbackenträger 47 in Rotation setzt. Das Öffnen und Schließen der Spannbacken
erfolgt pneumatisch mittels eines Kolbens 48.
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' Zur Übertragung der vertikalen Spannkopfbewegung (axiale
Werkstückbewegung) auf die Anzeigevorrichtung 49 ist parallel zu der einen Führungssäule
27 eine unten über ein Kettenrad 5o laufende Kette 5 1 gespannt, mit
der der Tragrahmen 29 verbunden ist und die bei Verschiebung des Tragrahmens das
Kettenrad 5o entsprechend verdreht. Um die Tiefeneinstellung bzw. Einstellbewegung
der Hammerwerkzeuge auf die Anzeigevorrichtung übertragen zu können, ist an einer
der verdrehbaren Lagerbüchsen 15 der Exzenterwellen 2 eine Kurbelstange
52 angelenkt, die eine Zahnstange 53
im Maße der Hämmerverstellung
bewegt.
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In der Anzeigevorrichtung ist eine Vertikalwelle 5,1 gelagert, auf
der unten ein in die Zahnstange 53
eingreifendes Ritzel 55 sitzt und
die daher bei Verschiebung der Zahnstange verdreht wird. Diese Drehbewegung wird
über ein Kegelradpaar 56, 57,
Kettenrad 58, Kette 59 und Kettenrad
6o auf eine horizontale Schraubenspindel 61 übertragen und damit in eine Verschiebung
einer mit einer auf der Schraubenspindel angeordnetenLaufmutter62 starr verbundenen
Gleitschiene 63 parallel zu sich selbst umgesetzt. Die der vertikalen Spannkopfbewegung
entsprechende Drehung des Kettenrades 5o wird über eine Welle 64, ein Schraubenradpaar
65, 66 und ein Kettenrad 67 auf eine parallel zur Gleitschiene gespannte
Kette 68 übertragen. Ein Zeiger 69 ist auf der Gleitschiene
63 mittels der Kette 68 längs verschiebbar angeordnet, während er
mit der Gleitschiene 63 zusammen quer verschiebbar zur Kette 68 ist,
so daß der Zeiger bei Verstellung der Hämmer (Veränderung der Querschnittsabmessungen
des Werkstückes) mit der Gleitschiene 63 parallel zur Schraubenspinde161,
beiAxialbewegung des Spannkopfes, die die Schmiedelänge bestimmt, normal dazu (parallel
zur Kette 68) verschoben wird und tatsächlich eine der sich ergebenden Werkstückkontur
maßstäblich entsprechende Linie abfährt. Wird über bzw. auf die Bestreichungsfläche
des Zeigers eine im richtigen Maßstab gehaltene Zeichnung der gewünschten Werkstückform
in richtiger Anordnung gelegt bzw. in sonst einer Art aufgetragen, so
brauchen
die beiden Motoren ig und 32 nur so gesteuert zu werden, daß der Zeiger genau
cler Zeichnungskontur folgt. Selbstverständlich könnte der Zeiger auch mit Hilfe
einer geeigneten optischen Einrichtung auf eine Anzeigefläche projiziert werden.
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Zur Kontrolle der jeweils erreichten Werkstückabmessungen sind in
der Anzeigevorrichtung zwei Skalentrommeln 70, 71 vorgesehen. Die Trommel
70
für die Längenanzeige (der Spannkopfbewegung zugeordnet) lagert frei drehbar
auf der Vertikalwelle 54 und wird bei Verdrehung der Welle 64 bzw. des Kettenrades
5o über ein Kegelradpaar 72, 73,
Welle 74, Kettenrad 75, Kette
76 und Kettenrad 77
verstellt. Wegen der erforderlichen
Länge der Skala ist diese am Trommelumfang der Spiralform aufgetragen, und die Trommel
weist Spiralrillen 78
auf, in die ein im Gehäuse 4911 der Anzeigevorrichtung
zur Trommelachse parallel verschiebbares Ablesefenster 79 eingreift. Die
Skalentrommel 7 1 für die Durchmesseranzeige bzw. Anzeige der Querschnittsabmessungen
des Werkstückes wird über einen Kettentrieb 8o, 81, 82, von der Welle 54 verdreht
und spielt hinter einem fixen Ablesefenster des Gehäuses.
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Neben der Anzeigefläche ist in der Anzeigevorrichtung auch ein Einhebelschalter
83 eingebaut, dessen Griff in Kreuzform betätigbar ist und mit dem die beiden
Motoren ig und 32 gesteuert werden. In seiner Mittelstellung sind beide Motoren
ausgeschaltet. Steht der Schaltergriff oben oder unten, so läuft nur der Motor 3.2
in der einen oder anderen Richtung (der Spannkopf hebt oder senkt sich), bei Rechts-
oder Linksstellung ist der Motor ig für Rechts- oder Linkslauf eingeschaltet, und
die Hämmer öffnen oder schließen sich, während der Motor 32 stillsteht.
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Um auch kegelige Formen schmieden zu können, zu welchem Zweck die
axiale Werkstückbewegung und die Hämmereinstellbewegung gleichzeitig erfolgen müssen,
könnte in zweckmäßiger Weise die Schaltung auch so vorgenommen werden, daß eine
der Bewegungen kontinuierlich ablaufen kann und nur die andere Bewegung willkürlich
gesteuert zu werden braucht. Wird die Drehbewegung des Werkstückes abgestellt, so
können je nach Hämmeranordnung drei- oder mehrkantige Werkstücke hergestellt
werden.