EP1600227A1 - Forging device - Google Patents

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EP1600227A1
EP1600227A1 EP05450092A EP05450092A EP1600227A1 EP 1600227 A1 EP1600227 A1 EP 1600227A1 EP 05450092 A EP05450092 A EP 05450092A EP 05450092 A EP05450092 A EP 05450092A EP 1600227 A1 EP1600227 A1 EP 1600227A1
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holder
counter
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Robert Dipl.-Ing. Koppensteiner
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/08—Accessories for handling work or tools
    • B21J13/10—Manipulators
    • B21J13/12—Turning means

Definitions

  • the invention relates to a device for forging a Workpiece with an intermittently driven clamping head for the workpiece and with a the clamping head facing away from the end of the workpiece receiving counter-holder which is rotatably mounted in a frame.
  • the invention is therefore based on the object, a device for Forging a workpiece of the type described above in such a way, that even at high rates of forging tools and large Compressive forces between the clamping head and counterholder a good forging quality can be ensured.
  • the invention solves the task by the fact that the counter-holder with an intermittent rotary drive that can be controlled synchronously with the chuck connected is.
  • the rotational drive of the counter-holder omitted by the workpiece which is rather synchronous from both ends is driven intermittently, the rotational feed of the workpiece in advantageously be matched to the drive of the forging tool, so that a predetermined forging process can be maintained.
  • the division of the rotary feed of the workpiece required torque on two drive units these drive units can be designed smaller.
  • the additional drive of the counter-holder also reduces the torsional stress on the workpiece.
  • the Chuck and the counter-holder with at least substantially over-tuning be provided intermittent rotary actuators. It is only for to ensure a synchronous operation of these rotary actuators.
  • the rotary actuators in a conventional manner with superposition drives be connected, which are supported on spring stores, so that the excitation the superposition drives depending on the drive of the forging tools by the forging tools holding the workpiece periodically even done.
  • the intermittent Rotary actuators for the clamping head and the counterholder via a common Control device to control, although in principle also possible is, the synchronization of the intermittent rotary drive by means of control pulses to be made by the intermittent rotary drive of the clamping head are derived.
  • the device shown has a forging unit 1 with each other in pairs opposite blacksmith tools. 2 for a workpiece 3, on the one hand clamped in a chuck 4 and on the other hand supported on a counter-holder 5.
  • the clamping head 4 is in conventionally driven by a spindle 6, with the help a continuous rotary drive 7, via a belt drive 8 a Drive shaft 9 for a worm gear 10 drives, the worm 11th mounted axially displaceable relative to the drive shaft 9 and to a spring accumulator is supported in order for an intermittent drive of the spindle. 6 to provide depending on the respective intervention of the forging tools 2.
  • the anvil 5 is in a frame 12 in a conventional manner via Radial and axial bearings rotatably mounted.
  • an intermittent rotary drive 13 provided essentially with the intermittent rotary drive for the Spindle 6 of the clamping head 4 coincides.
  • Figs. 2 and 3 show is the counter support 5 bearing shaft 14 via a worm gear 15th driven, the screw 16 axially displaceable in a hollow drive shaft 17 a continuous rotary drive 18 is mounted.
  • the invention is of course not on the illustrated embodiment limited. Apart from that, not the forge 1 adjusted via adjusting cylinder 21 along the workpiece 3 on a bed 22 must, but the axial feed movement for the workpiece 3 also by an axial displacement of the clamping head 4 and the counter-holder. 5 can be achieved, the spring-loaded superposition drives for the intermittent rotational movement of the clamping head 4 and the counter-holder 5 are replaced by vibration drives, which then synchronously to the drive the blacksmith tools 2 must be controlled.
  • a common control device 23 may be provided as shown in FIG of Fig. 1 is indicated schematically. This control device 23 is from Drive the forging tools 2 ago applied and controls in dependence from the movement of forging tools 2 the vibration drives for the intermittent rotational feed of the workpiece 3.

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Abstract

The machine to forge workpieces has a clamping head (4) with an intermittent drive to hold the workpiece (3) at one end and a rotating counter holder (5) for the other end of the workpiece in a frame (12). The counter holder has a controlled intermittent rotary drive (13), synchronized with the clamping head drive. Both drives are operated by a common control (23) to rotate the workpiece in conjunction with the strokes of the forging tool (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes mit einem intermittierend antreibbaren Spannkopf für das Werkstück und mit einem das dem Spannkopf abgewandte Ende des Werkstückes aufnehmenden Gegenhalter, der drehbar in einem Gestell gelagert ist.The invention relates to a device for forging a Workpiece with an intermittently driven clamping head for the workpiece and with a the clamping head facing away from the end of the workpiece receiving counter-holder which is rotatably mounted in a frame.

Um ein Werkstück während einer Schmiedebearbeitung nicht nur in einem über eine Spindel antreibbaren Spannkopf festzuhalten, sondern auch am dem Spannkopf gegenüberliegenden Ende abzustützen, wird ein Gegenhalter eingesetzt, der koaxial zur Spindel des Spannkopfes drehbar in einem Gestell gelagert ist. Der Gegenhalter, über den gegebenenfalls eine Stauchkraft auf das Werkstück ausgeübt wird, wird durch das Werkstück mitgedreht, das während des Eingriffs der Schmiedewerkzeuge gegen eine Drehung festgehalten wird, was einen intermittierenden Antrieb des Spannkopfes erfordert, um unzulässige Torsionsbeanspruchungen des Werkstücks zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es bekannt (AT 278 481 B), die Spindel mit dem Spannkopf über ein Schneckengetriebe anzutreiben, dessen axial verschiebbar in einer hohlen Antriebswelle gelagerte Schnecke sich axial an einem Federspeicher abstützt. Dem kontinuierlichen Drehantrieb der Antriebswelle kann sich somit ein drehschwingender Antrieb durch das Schneckengetriebe überlagern, wenn die Schnecke axial verlagert wird. Diese axiale Verlagerung, die beim Festhalten des Werkstückes durch die Schmiedewerkzeuge auftritt, bedingt ein Spannen des Federspeichers, der für eine axiale Rückstellbewegung der Schnecke sorgt, sobald das Werkstück durch die Schmiedewerkzeuge wieder freigegeben wird. Bei einer entsprechenden Abstimmung des Resonanzverhaltens des Federspeichers auf das schwingungsfähige Antriebssystem kann daher ein mit dem Antrieb der Schmiedewerkzeuge synchroner, intermittierender Antrieb für die Spindel erreicht werden. Trotz dieser Maßnahmen besteht die Gefahr einer übermäßigen Torsionsbeanspruchung des Werkstückes, insbesondere bei zunehmender Schlagzahl der Schmiedewerkzeuge und höheren Anforderungen an die zwischen Spannkopf und Gegenhalter auf das Werkstück aufzubringende Stauchkraft, weil in diesen Fällen mit entsprechend großen Reibkräften in den Axiallagern des Gegenhalters und großen Massenkräften durch die intermittierende Drehbewegung des Werkstückes gerechnet werden muß. Als Folge ergeben sich zwischen dem Gegenhalter und dem Spannkopf Relativdrehungen, die über das Werkstück ausgeglichen werden müssen, wodurch der Schmiedeablauf und damit die Schmiedequalität leidet.To a workpiece during a forge machining not only in to hold a drivable via a spindle clamping head, but also to support the opposite end of the chuck, is a counter-holder used, the coaxial with the spindle of the clamping head rotatable in one Rack is mounted. The anvil, on the possibly an upsetting force is applied to the workpiece is rotated by the workpiece, held against rotation during the engagement of the forging tools becomes what requires an intermittent drive of the chuck, to avoid impermissible torsional stresses on the workpiece. To For this purpose it is known (AT 278 481 B), the spindle with the clamping head To drive via a worm gear, the axially displaceable in a hollow drive shaft mounted screw axially on a spring accumulator supported. The continuous rotary drive of the drive shaft can thus superimpose a rotationally oscillating drive by the worm gear when the worm is displaced axially. This axial displacement when holding of the workpiece by the forging tools occurs, requires a clamping of the spring accumulator, for an axial return movement of the screw As soon as the workpiece is released again by the forging tools becomes. With a corresponding tuning of the resonance behavior of the Federspeichers on the oscillatory drive system can therefore with a the forging tools synchronous, intermittent drive for the spindle can be reached. Despite these measures, there is a risk of excessive torsional stress of the workpiece, especially at increasing blow rate of forging tools and higher requirements to be applied to the workpiece between the clamping head and counter-holder Compression force, because in these cases with correspondingly large frictional forces in the thrust bearings of the counterpart and large mass forces through the intermittent rotational movement of the workpiece must be expected. When Sequence arise between the anvil and the chuck relative rotation, which must be balanced over the workpiece, thereby the forging process and thus the forging quality suffers.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß auch bei hohen Schlagzahlen der Schmiedewerkzeuge und großen Stauchkräften zwischen Spannkopf und Gegenhalter eine gute Schmiedequalität sichergestellt werden kann.The invention is therefore based on the object, a device for Forging a workpiece of the type described above in such a way, that even at high rates of forging tools and large Compressive forces between the clamping head and counterholder a good forging quality can be ensured.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Gegenhalter mit einem synchron zum Spannkopf ansteuerbaren, intermittierenden Drehantrieb verbunden ist.The invention solves the task by the fact that the counter-holder with an intermittent rotary drive that can be controlled synchronously with the chuck connected is.

Da aufgrund dieser Maßnahme die Drehmitnahme des Gegenhalters durch das Werkstück entfällt, das vielmehr von beiden Enden her synchron intermittierend angetrieben wird, kann der Drehvorschub des Werkstückes in vorteilhafter Weise auf den Antrieb der Schmiedewerkzeug abgestimmt werden, so daß ein vorgegebener Schmiedeablauf eingehalten werden kann. Dazu kommt, daß wegen der Aufteilung des für den Drehvorschub des Werkstückes erforderlichen Drehmoments auf zwei Antriebseinheiten diese Antriebseinheiten kleiner ausgelegt werden können. Der zusätzliche Antrieb des Gegenhalters verringert außerdem die Torsionsbeanspruchung des Werkstückes.Because of this measure, the rotational drive of the counter-holder omitted by the workpiece, which is rather synchronous from both ends is driven intermittently, the rotational feed of the workpiece in advantageously be matched to the drive of the forging tool, so that a predetermined forging process can be maintained. To comes that because of the division of the rotary feed of the workpiece required torque on two drive units these drive units can be designed smaller. The additional drive of the counter-holder Also reduces the torsional stress on the workpiece.

Um einfache Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, können der Spannkopf und der Gegenhalter mit zumindest im wesentlichen überstimmenden, intermittierenden Drehantrieben versehen werden. Es ist dann lediglich für einen synchronen Lauf dieser Drehantriebe zu sorgen. Zu diesem Zweck können die Drehantriebe in an sich bekannter Weise mit Überlagerungsantrieben verbunden werden, die sich an Federspeichern abstützen, so daß die Anregung der Überlagerungsantriebe in Abhängigkeit vom Antrieb der Schmiedewerkzeuge durch die das Werkstück periodisch festhaltenden Schmiedewerkzeuge selbst erfolgt. Es ist aber auch möglich, die Synchronisierung der intermittierenden Drehantriebe für den Spannkopf und den Gegenhalter vom Antrieb der Schmiedewerkzeuge oder einem durch diesen Antrieb angetriebenen Konstruktionsteil abzuleiten. In diesem Fall empfiehlt es sich, die intermittierenden Drehantriebe für den Spannkopf und den Gegenhalter über eine gemeinsame Steuereinrichtung anzusteuern, obwohl es grundsätzlich auch möglich ist, die Synchronisation des intermittierenden Drehantriebes mit Hilfe von Steuerimpulsen vorzunehmen, die vom intermittierenden Drehantrieb des Spannkopfes abgeleitet sind.To create simple construction conditions, the Chuck and the counter-holder with at least substantially over-tuning, be provided intermittent rotary actuators. It is only for to ensure a synchronous operation of these rotary actuators. For this purpose can the rotary actuators in a conventional manner with superposition drives be connected, which are supported on spring stores, so that the excitation the superposition drives depending on the drive of the forging tools by the forging tools holding the workpiece periodically even done. But it is also possible to synchronize the intermittent Rotary drives for the clamping head and the counterholder of the drive the forging tools or a driven by this drive Derive construction part. In this case, it is recommended that the intermittent Rotary actuators for the clamping head and the counterholder via a common Control device to control, although in principle also possible is, the synchronization of the intermittent rotary drive by means of control pulses to be made by the intermittent rotary drive of the clamping head are derived.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes in einer vereinfachten, zum Teil aufgerissenen Seitenansicht,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch den Gegenhalter in einem größeren Maßstab und
Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
In the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it
Fig. 1
a device according to the invention for forging a workpiece in a simplified, partially torn-off side view,
Fig. 2
a longitudinal section through the anvil on a larger scale and
Fig. 3
a section along the line III-III of FIG. 2.

Gemäß der Fig. 1 weist die dargestellte Vorrichtung ein Schmiedeaggregat 1 mit einander paarweise gegenüberliegenden Schmiedewerkzeugen 2 für ein Werkstück 3 auf, das einerseits in einem Spannkopf 4 eingespannt und anderseits an einem Gegenhalter 5 abgestützt ist. Der Spannkopf 4 wird in herkömmlicher Weise über eine Spindel 6 angetrieben, und zwar mit Hilfe eines kontinuierlichen Drehantriebes 7, der über einen Riementrieb 8 eine Antriebswelle 9 für ein Schneckengetriebe 10 antreibt, dessen Schnecke 11 gegenüber der Antriebswelle 9 axial verschiebbar gelagert und an einem Federspeicher abgestützt ist, um für einen intermittierenden Antrieb der Spindel 6 in Abhängigkeit vom jeweiligen Eingriff der Schmiedewerkzeuge 2 zu sorgen.According to FIG. 1, the device shown has a forging unit 1 with each other in pairs opposite blacksmith tools. 2 for a workpiece 3, on the one hand clamped in a chuck 4 and on the other hand supported on a counter-holder 5. The clamping head 4 is in conventionally driven by a spindle 6, with the help a continuous rotary drive 7, via a belt drive 8 a Drive shaft 9 for a worm gear 10 drives, the worm 11th mounted axially displaceable relative to the drive shaft 9 and to a spring accumulator is supported in order for an intermittent drive of the spindle. 6 to provide depending on the respective intervention of the forging tools 2.

Der Gegenhalter 5 ist in einem Gestell 12 in herkömmlicher Weise über Radial- und Axiallager drehbar gelagert. Zum Unterschied zu herkömmlichen Konstruktionen ist für den Gegenhalter 5 ein intermittierender Drehantrieb 13 vorgesehen, der im wesentlichen mit dem intermittierenden Drehantrieb für die Spindel 6 des Spannkopfes 4 übereinstimmt. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, wird die den Gegenhalter 5 tragende Welle 14 über ein Schneckengetriebe 15 angetrieben, dessen Schnecke 16 axial verschiebbar in einer hohlen Antriebswelle 17 eines kontinuierlichen Drehantriebes 18 gelagert ist. Da sich die Schnecke 16 in axialer Richtung über einen axial verschiebbar gelagerten Lagerkörper 19 an einem Federspeicher 20 abstützt, wird aufgrund des kontinuierlichen Schneckenantriebes über die Antriebswelle 17 die Schnecke 16 beim Abbremsen des Werkstückes 3 durch die eingreifenden Schmiedewerkzeuge 2 axial verlagert, was zu einem Spannen des Federspeichers 20 führt. Mit der Freigabe des Werkstückes 3 durch die Schmiedewerkzeuge 2 bewirkt der gespannte Federspeicher 20 ein Rückstellen der Schnecke 16 mit der Wirkung eines gegenüber der kontinuierlichen Schneckendrehung voreilenden Antriebs der Welle 14 für den Gegenhalter 5. Der Gegenhalter 5 wird somit bei einer entsprechenden Abstimmung des Federspeichers 20 synchron mit dem Spannkopf 4 intermittierend angetrieben, wobei die Synchronisation durch die Schmiedewerkzeuge 2 erzwungen wird.The anvil 5 is in a frame 12 in a conventional manner via Radial and axial bearings rotatably mounted. Unlike traditional Constructions for the counter-holder 5 is an intermittent rotary drive 13 provided essentially with the intermittent rotary drive for the Spindle 6 of the clamping head 4 coincides. As Figs. 2 and 3 show is the counter support 5 bearing shaft 14 via a worm gear 15th driven, the screw 16 axially displaceable in a hollow drive shaft 17 a continuous rotary drive 18 is mounted. Since the Screw 16 in the axial direction via an axially displaceably mounted Bearing body 19 is supported on a spring 20, is due to the continuous Worm drive via the drive shaft 17, the screw 16th during braking of the workpiece 3 by the engaging forging tools 2 axially displaced, resulting in a tensioning of the spring accumulator 20. With the release of the workpiece 3 caused by the forging tools 2 the tensioned spring accumulator 20 resetting the screw 16 with the Effect of a leading against the continuous screw rotation Drive the shaft 14 for the backstop 5. The backstop 5 is thus at a corresponding vote of the spring accumulator 20 in synchronization with the Chuck 4 driven intermittently, the synchronization through the Forging Tools 2 is forced.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Abgesehen davon, daß nicht das Schmiedeaggregat 1 über Stellzylinder 21 entlang des Werkstückes 3 auf einem Bett 22 verstellt werden muß, sondern die axiale Vorschubbewegung für das Werkstück 3 auch durch eine axiale Verlagerung des Spannkopfes 4 und des Gegenhalters 5 erreicht werden kann, können die Federspeicher der Überlagerungsantriebe für die intermittierende Drehbewegung des Spannkopfes 4 und des Gegenhalters 5 durch Schwingungsantriebe ersetzt werden, die dann synchron zum Antrieb der Schmiedewerkzeuge 2 angesteuert werden müssen. Zu diesem Zweck kann eine gemeinsame Steuereinrichtung 23 vorgesehen werden, wie dies in der Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Diese Steuereinrichtung 23 wird vom Antrieb der Schmiedewerkzeuge 2 her beaufschlagt und steuert in Abhängigkeit von der Bewegung der Schmiedewerkzeuge 2 die Schwingungsantriebe für den intermittierenden Drehvorschub des Werkstückes 3 an.The invention is of course not on the illustrated embodiment limited. Apart from that, not the forge 1 adjusted via adjusting cylinder 21 along the workpiece 3 on a bed 22 must, but the axial feed movement for the workpiece 3 also by an axial displacement of the clamping head 4 and the counter-holder. 5 can be achieved, the spring-loaded superposition drives for the intermittent rotational movement of the clamping head 4 and the counter-holder 5 are replaced by vibration drives, which then synchronously to the drive the blacksmith tools 2 must be controlled. To this end a common control device 23 may be provided as shown in FIG of Fig. 1 is indicated schematically. This control device 23 is from Drive the forging tools 2 ago applied and controls in dependence from the movement of forging tools 2 the vibration drives for the intermittent rotational feed of the workpiece 3.

Claims (3)

Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes mit einem intermittierend antreibbaren Spannkopf für das Werkstück und mit einem das dem Spannkopf abgewandte Ende des Werkstückes aufnehmenden Gegenhalter, der drehbar in einem Gestell gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (5) mit einem synchron zum Spannkopf (4) ansteuerbaren, intermittierenden Drehantrieb (13) verbunden ist.Apparatus for forging a workpiece with an intermittently driven clamping head for the workpiece and with a the holder facing away from the clamping head end of the workpiece receiving counter-holder which is rotatably mounted in a frame, characterized in that the counter-holder (5) with a synchronous to the clamping head (4 ) controllable, intermittent rotary drive (13) is connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (4) und der Gegenhalter (5) mit zumindest im wesentlichen übereinstimmenden, intermittierenden Drehantrieben versehen sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the clamping head (4) and the counter-holder (5) are provided with at least substantially matching, intermittent rotary actuators. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierenden Drehantriebe für den Spannkopf (4) und den Gegenhalter (5) über eine gemeinsame Steuereinrichtung (23) ansteuerbar sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the intermittent rotary drives for the clamping head (4) and the counter-holder (5) via a common control device (23) are controllable.
EP05450092A 2004-05-26 2005-05-24 Forging device Active EP1600227B1 (en)

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