EP1600227B1

EP1600227B1 - Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes

Info

Publication number: EP1600227B1
Application number: EP05450092A
Authority: EP
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Koppensteiner
Original assignee: GFM Beteiligungs und Management GmbH and Co KG
Current assignee: GFM Beteiligungs und Management GmbH and Co KG
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: US7204120B2; DE502005001512D1; AT501483A1; AT501483B1; EP1600227A1; AT501483B8; ATE373534T1; US20060065037A1

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.
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.
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.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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.
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.
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.

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.
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.
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.

Claims

Vorrichtung zum Schmieden eines Werkstückes (3) mit einem intermittierend antreibbaren Spannkopf (4) für das Werkstück (3), dessen kontinuierlicher Drehantrieb (7) mit einem an einem Federspeicher abgestützten oder an einem Schwingungsantrieb angeschlossenen Überlagerungsantrieb verbunden ist, und mit einem das dem Spannkopf (4) abgewandte Ende des Werkstückes (3) aufnehmenden, drehbar in einem Gestell 12) gelagerten Gegenhalter (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (5) mit einem synchron zum Spannkopf (4) ansteuerbaren, intermittierenden Drehantrieb (13) verbunden ist, der einen kontinuierlichen Drehantrieb (18) und einen an einem Federspeicher (20) abgestützten oder an einem Schwingungsantrieb angeschlossenen Überlagerungsantrieb aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (4) und der Gegenhalter (5) mit zumindest im wesentlichen übereinstimmenden, intermittierenden Drehantrieben versehen sind.
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.