EP2485857B1 - Forming machine for forging, in particular stretch-forging, workpieces - Google Patents

Forming machine for forging, in particular stretch-forging, workpieces Download PDF

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EP2485857B1
EP2485857B1 EP10768893.9A EP10768893A EP2485857B1 EP 2485857 B1 EP2485857 B1 EP 2485857B1 EP 10768893 A EP10768893 A EP 10768893A EP 2485857 B1 EP2485857 B1 EP 2485857B1
Authority
EP
European Patent Office
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hydraulic
forming
motion
forming machine
eccentric
Prior art date
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Active
Application number
EP10768893.9A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP2485857A1 (en
Inventor
Ernst Schardt
Herbert Rüger
Franz Suttan
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Langenstein and Schemann GmbH
Original Assignee
Langenstein and Schemann GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Langenstein and Schemann GmbH filed Critical Langenstein and Schemann GmbH
Publication of EP2485857A1 publication Critical patent/EP2485857A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/10Drives for forging presses
    • B21J9/12Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02Dies or mountings therefor
    • B21J13/03Die mountings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
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    • B21J7/14Forging machines working with several hammers
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    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/10Drives for forging presses
    • B21J9/12Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure
    • B21J9/14Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure in conjunction with electric power

Definitions

  • the invention relates to a forming machine for forging, in particular stretch forging, of workpieces.
  • the material of the workpiece flows parallel to the stretching direction, so the workpiece is in the cross section perpendicular to the stretching direction thinner and parallel to the stretching direction longer.
  • the stretching tools tend to have crowned or convex curved surfaces and are also referred to as stretch or saddle saddles, the upper saddle being called the upper saddle and the lower saddle the lower saddle.
  • stretch or saddle saddles the upper saddle being called the upper saddle and the lower saddle the lower saddle.
  • smoothing tools which usually have a larger dimension than the stretching tools.
  • the plunger coil controller corrects the desired stroke position independently of the working cylinder by adding or removing hydraulic fluid in the working cylinders.
  • the exactly to be given stroke position of the front The reversal point to the imaginary center line of the press corresponding to half the thickness of the forging piece is monitored and corrected from hub to hub via the two independent path control loops.
  • the reversal points are compared with the default and all errors due to leakage, different flow rates, scattering of the switching points, unevenness in the forging or the like compensated.
  • the path-dependent measurement is carried out by the inductive or digital encoder for the entire stroke of each side, the encoder is connected via a control loop with the position control and the voice coil controller, so that a continuous change in the stroke size from 0 to the maximum stroke and the continuous employment of each any stroke position is possible.
  • This can be generated by pre-programming the front reversal points of each page in conjunction with the longitudinal feed rotationally symmetric as well as asymmetrically stepped forgings.
  • the position control so a continuously not position-controlled operating pump is used, while the delivery volume of the hydraulic fluid is adjusted by the plunger coil controller.
  • the return chambers of the cylinders can be placed under constant pressure by means of another pump.
  • the invention has for its object to provide a new hydraulic forming machine with which in particular short cycle times can be realized. This object is achieved according to the invention by a forming machine with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent of claim 1 claims.
  • the front part chamber of the hydraulic chamber is now assigned a restoring device for resetting the drive element, wherein the restoring device may in particular be a hydraulic return device, in particular with a hydraulic pump, which adjusts the hydraulic pressure in the front partial chamber to at least one specific return pressure value. But it is also a mechanical reset device with mechanical springs or the like possible.
  • the hydraulic pump is expediently also used for filling the rear partial chamber with the hydraulic medium.
  • the or each eccentric drives in its eccentric movement hydraulically coupled to the hydraulic drive element transmission element in a transfer movement.
  • the transfer element moves during the transfer movement, in particular in the hydraulic chamber or in a hydraulically connected to the hydraulic chamber, also filled with the hydraulic medium stroke chamber, preferably substantially linearly back and forth, in particular the transmission element or the lifting chamber with the rear part chamber of the hydraulic chamber hydraulically coupled or connected.
  • an associated tool carrier is provided for each forming tool, to which the forming tool, preferably releasably, is attached and which is coupled for driving with the associated hydraulic drive element.
  • This coupling is realized in particular by detachable connection of the tool carrier with a mounting flange, which is secured to the end of a push rod, in turn, preferably axially guided and supported by a thrust bearing, at a remote from this mounting flange end another mounting flange has, in turn, releasably connected to an associated mounting flange at the front end of the drive element.
  • the forming tool is displaceably mounted and guided on the associated tool carrier, in particular vertically and / or perpendicular to the feed movement, or the tool carrier is correspondingly designed such that two parts are displaceable relative to one another and one of these parts carries the forming tool.
  • the forming tool has a, preferably upper, stretching surface and a, preferably lower, finishing surface and is then displaceably mounted and fixable in two positions to the stretching surface or the finishing surface in the for the feed movement order relevant situation.
  • an adjusting device for adjusting (and fixing) the forming tools in different displacement positions, in particular in the vertical direction and / or perpendicular to the feed movement, is provided for the automation of this displacement.
  • the adjusting device comprises, for example, a guide rod which connects the two tool carriers with each other and which is movable by means of a drive unit.
  • the forming machine according to the invention is or generally comprises a work-bound or bound forming machine, preferably a forging hammer, in particular an upper hammer or counter-hammer, or a forging press, ie its forming tools operate either press-bound or tied away on the one hand or striking or work-bound on the other hand.
  • a work-bound or bound forming machine preferably a forging hammer, in particular an upper hammer or counter-hammer, or a forging press, ie its forming tools operate either press-bound or tied away on the one hand or striking or work-bound on the other hand.
  • the blank or the workpiece 2 after being heated in a furnace for hot working and thereby brought into a flowable state, gripped by one or two gripping device (s), not shown, in each case located at one end of the workpiece 2 gripping area and in a held aligned along an axis A position, which is a substantially horizontal position in the illustrated embodiments.
  • the axis A extends longitudinally and, preferably centrally, through the workpiece 2.
  • Both stretching tools 4A and 4B are movable. However, it is also possible to move only one of the two stretching tools 4A and 4B. Furthermore, more than two stretching tools can be provided.
  • the feed motion R does not have to be horizontal, but can also be done, for example, vertically or in an oblique direction.
  • the forming machine 4 comprises for each stretching tool 4A and 4B an associated tool carrier 5A and 5B, respectively, to which the stretching tool 4A or 4B is releasably secured, and a drive for driving the tool carrier 5A or 5B with the tool 4A or 4B in the stretching movement R, respectively and the opposite return movement.
  • an adjusting device 47 which comprises a guide rod 48 which connects the two tool carriers 5A and 5B with each other.
  • the stretching tools 4A and 4B are fixed to the tool carriers 5A and 5B having a linear guide in the vertical direction.
  • the drive unit 47 which operates pneumatically, hydraulically or electromechanically, the tool carriers are moved upwards or downwards, depending on the desired operation of the system (stretching or finishing).
  • the introduction of the vertical movement takes place by means of the guide rod 48.
  • the use of the guide rod 48 allows the feed movement R.
  • the two tool carriers 5A and 5B can be locked in each of the two end positions. This lock can be driven hydraulically or pneumatically.
  • the adjusting device 47 is fixed to a transverse plate 43, which in turn is laterally attached to two vertically extending holding plates 42A and 42B.
  • the structure of the holding plates 42A and 42B and the transverse plate 43 is stiffened and stabilized by four rod-shaped fastening elements 46 and limits the actual working range of the forming machine.
  • the four fasteners 46 are attached to vertical frame bases 52A and 52B of a surrounding frame 51, which stand on the ground above frame feet.
  • Above the transverse plate 43 and the adjusting device 47 extends a transverse horizontal frame plate 53 of the frame 51st
  • Each tool carrier 5A and 5B is detachably connected, for example by means of screws, to a mounting flange 6A or 6B fixed to the end of a push bar 7A or 7B, which in turn is axially guided and supported by a thrust bearing 8A or 8B on the support plate 42A or 42B ,
  • a further mounting flange 9A and 9B is provided which in turn is releasably connected to an associated mounting flange 10A or 10B at the front end of a hydraulic drive piston 11A or 11B, for example by means of screws.
  • the tool carrier 5A and 5B are screwed directly to the mounting flanges 10A and 10B and the guide system with the holding plates 42A and 42B can be completely dispensed with.
  • the hydraulic drive piston 11A or 11B is movable and guided axially in an associated hydraulic chamber 13A or 13B to the axis B.
  • a piston member 12A or 12B separates a front sub-chamber 15A or 15B from a rear sub-chamber 14A or 14B of the hydraulic chamber 13A or 13B, and is sealingly guided on the inner wall of the hydraulic chamber 13A or 13B.
  • the position of the drive piston 11A or 11B within the hydraulic chamber 13A or 13B is measurable by means of an associated position measuring device 21A or 21B and thus can be used as a parameter for monitoring or regulating the forming process.
  • the front sub-chamber 15A or 15B is sealed by a seal 28A or 28B against the outer surface of the drive piston 11A or 11B, and the seal 28A or 28B may additionally function as a bearing for the drive piston 11A or 11B.
  • the seal does not take over the bearing function. This is either an additional guide band made of plastic or a guide bush, z. B. bronze, used, which z. B. can also accommodate the seal.
  • the rear sub-chamber 14A or 14B is in fluid communication with an associated lift chamber 17A or 17B via a rear communication passage 24A or 24B.
  • the front sub-chamber 15A or 15B of the hydraulic chamber 13A or 13B is in fluid communication with an intermediate chamber 26A or 26B via a front connecting passage 25A or 25B, which in turn communicates with a surge tank or accumulator 75A or 75B.
  • the sub-chambers 14A and 14B, and 15A and 15B of the hydraulic chambers 13A and 13B, and the lift chambers 17A and 17B and intermediate chambers 26A and 26B and the connection channels 24A and 24B, and 25A and 25B are all filled with a hydraulic medium, in particular, a hydraulic oil or others well-suited pressure-resistant and almost incompressible hydraulic medium.
  • the axes of rotation of the two rotary shafts 23A and 23B fall together on a common axis of rotation E, although this need not necessarily be so.
  • the two rotary shafts 23A and 23B are driven by a common central rotating shaft 30 via respective clutches 33A and 33B, preferably synchronously.
  • the rotary shaft 30 also rotates about the common axis of rotation E and is driven by a central rotary drive 50, which is arranged on and / or in a housing 32, which in turn is supported and arranged on the frame plate 53.
  • the rotary shaft 30 is mounted in a trained as a hollow gear shaft pivot bearing 31 within the housing 32.
  • the rotary drive 50 comprises an electric drive motor 58, which may in particular be a servomotor or permanent magnet motor and / or torque motor, or asynchronous motor, and a transmission arranged in the housing 32, with which the drive motor 58 drives the rotary shaft 30.
  • the two rotary shafts 23A and 23B, and hence the eccentric members 22A and 22B, and finally the reciprocating pistons 18A and 18B move in synchronism with each other, which in turn results in both drive pistons 11A and 11B being hydraulically coupled to the reciprocating pistons 18A and 18B at the same time move forward in the feed R or backward in the return movement, so the two tools 4A and 4B so simultaneously delivered to the workpiece 2 or simultaneously withdrawn from the workpiece 2.
  • the complete rotary drive 50 with the drive motor 58 and the transmission 32 as "underfloor drive” and to arrange these units together with the eccentric elements 22A and 22B below the axis B.
  • a further hydraulic pump 65 is provided, which is connected to a hydraulic connection 45 in which a pressure measuring device 56 is arranged and which divides into two parallel branches 45A and 45B, wherein one of the two branches 45A or 45B with one of the Intermediate chambers 26 A or 26 B is connected.
  • the hydraulic pump 65 is thus also hydraulically coupled to the front sub-chamber 15A or 15B of the hydraulic chamber 13A or 13B, and preferably serves as a return means for applying a restoring force to the associated driving piston (11A, 11B) due to the hydraulic pressure in the front sub-chamber 15A or 15B
  • a hydraulic reset device could also provide a purely mechanical restoring device, such as a spring or the like.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Umformmaschine zum Schmieden, insbesondere Streckschmieden, von Werkstücken.The invention relates to a forming machine for forging, in particular stretch forging, of workpieces.

Schmieden ist ein Warmumformen von metallischen schmiedbaren Werkstoffen, insbesondere metallischen Legierungen wie Stählen. Das Streckschmieden, auch als Reckschmieden oder kurz als Recken bezeichnet, ist ein zum Freiformschmieden zählendes Verfahren, bei dem in aufeinanderfolgenden Schmiedeschritten jeweils nur ein kleiner Teil des Werkstückvolumens zwischen zwei Reckwerkzeugen (oder: Recksätteln) umgeformt wird. Während des Streckschmiedens wird das Werkstück an einem Ende oder auch an beiden Enden üblicherweise von Greifzangen von Manipulatoren oder Robotern gehalten und in einer Reckrichtung zwischen den Reckwerkzeugen in einzelnen Schritten hindurchbewegt und dann in entgegen der Reckrichtung aufeinanderfolgenden Teilbereichen von den Reckwerkzeugen senkrecht zur Reckrichtung gestaucht. Der Werkstoff des Werkstücks fließt dabei parallel zur Reckrichtung, das Werkstück wird also im Querschnitt senkrecht zur Reckrichtung dünner und parallel zur Reckrichtung länger. Die Reckwerkzeuge haben in der Regel eher ballige oder konvex gekrümmte Oberflächen und werden auch als Streck- oder Recksättel bezeichnet, wobei der obere Sattel als Obersattel und der untere Sattel als Untersattel bezeichnet werden. Durch die aufeinanderfolgenden einzelnen Umformvorgänge oder "Bisse" bleibt eine die Form der Sättel abbildende wellige Struktur mit Rillen auf dem Werkstück zurück. Die Oberfläche des Werkstücks wird deshalb häufig in einem nachfolgenden Arbeitsgang geglättet mit Glättwerkzeugen, die in der Regel eine größere Abmessung aufweisen als die Reckwerkzeuge. Als Umformmaschinen beim Recken werden meist Schmiedepressen oder auch Schmiedehämmer verwendet, an denen dann die Reckwerkzeuge vorgesehen sind. Meist ist der Obersattel an einem beweglichen oberen Werkzeugträger oder Bär angeordnet und der Untersattel an einem in der Regel unbeweglichen unteren Werkzeugträger, der Schabotte oder dem Pressentisch. Es ist aber auch möglich, dass sich beide Reckwerkzeuge bewegen. Zum Zurückschmieden einer beim Recken des Werkstücks meist unerwünschten Breitung kann das Schmiedestück nach jedem Schlag (oder nach jedem Reckdurchgang) um 90° gewendet werden. Das Streckschmieden oder Recken wird häufig als Vorformen oder zur Materialvorverteilung eingesetzt vor einem Gesenkschmieden, bei dem das Werkstück in die endgültige Form gebracht wird (zu diesem allgemeinen Stand der Technik siehe z.B. A. Herbert Fritz und Günter Schulze, "vdi-Fertigungstechnik", Springer-Verlag, 5. Auflage, 2001, Seiten 402 bis 405 ). Forging is a hot forming of metallic malleable materials, especially metallic alloys such as steels. Stretch forging, also referred to as stretch forging or in short as stretching, is a method for open-die forging in which in each case only a small part of the workpiece volume is formed between two stretching tools (or drawers) in successive forging steps. During the stretch forging, the workpiece is usually held at one end or at both ends by gripper tongs of manipulators or robots and moved in a stretching direction between the stretching tools in individual steps and then compressed in opposite to the stretching direction successive portions of the stretching tools perpendicular to the stretching direction. The material of the workpiece flows parallel to the stretching direction, so the workpiece is in the cross section perpendicular to the stretching direction thinner and parallel to the stretching direction longer. The stretching tools tend to have crowned or convex curved surfaces and are also referred to as stretch or saddle saddles, the upper saddle being called the upper saddle and the lower saddle the lower saddle. As a result of the successive individual forming processes or "bites", a wavy structure which images the shape of the saddles remains with grooves on the workpiece. The surface of the workpiece is therefore often smoothed in a subsequent operation with smoothing tools, which usually have a larger dimension than the stretching tools. As forming machines when stretching usually forging presses or forging hammers are used, where then the stretching tools are provided. Most of the upper saddle is on a movable upper Tool carrier or bear arranged and the lower saddle on a generally immovable lower tool carrier, the Schabotte or the press table. But it is also possible that both stretching tools move. To forge back a widening usually unwanted when stretching the workpiece, the forging can be turned by 90 ° after each stroke (or after each stretching pass). Stretch forging or stretching is often used as preforming or material pre-distribution prior to die forging, in which the workpiece is formed into the final shape (for this general state of the art, see eg A. Herbert Fritz and Günter Schulze, "vdi-Fertigungstechnik", Springer-Verlag, 5th edition, 2001, pages 402-405 ).

Typischerweise werden stabförmige oder quaderförmige Rohlinge beim Streckschmieden axial gelängt und ggf. schon in einem Längsschnitt in Reckrichtung gesehen mit Konturen versehen.Typically, rod-shaped or cuboidal blanks are elongated axially during stretch forging and possibly already provided with contours when seen in a longitudinal section in the stretching direction.

Als Antriebe für den oberen und ggf. auch unteren Werkzeugträger sind sowohl hydraulische Antriebe als auch mechanische Antriebe bekannt.As drives for the upper and possibly also lower tool carrier both hydraulic drives and mechanical drives are known.

Aus DE 23 45 527 A1 ist eine hydraulische horizontale Schnellschmiedepresse mit gegenläufigen Kolben, die eine Pendelbewegung ausführen, deren Hublage einstellbar ist, bekannt. Die Pendelbewegung der Kolben erfolgt synchron durch zwei gleichgroße gekoppelte Pulsatoren, die einen festen Pendelhub für jeden Kolben mit konstanter Hubgröße erzeugen und deren Hubzahl der Drehzahl der die Pulsatoren betreibenden Exzenterwellen entspricht. Der Antrieb der Pulsatoren erfolgt über einen gemeinsamen Antrieb durch einen Drehstrommotor in gegenläufigem Synchronlauf. Die Pulsatoren beaufschlagen über eine Leitung die Arbeitskolbenflächen der Kolben. Die Hublage der Kolben wird durch zwei unabhängige Wegregelkreise hergestellt und gehalten, wobei die Wegregelkreise einen induktiven oder digitalen Geber und einen Tauchspulenregler aufweisen. Der Tauchspulenregler korrigiert durch Zu- oder Abführen von Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitszylindern die gewünschte Hublage unabhängig vom Arbeitszylinder. Die genau vorzugebende Hublage des vorderen Umkehrpunktes zur gedachten Mittellinie der Presse entsprechend der halben Schmiedestückdicke wird über die zwei unabhängigen Wegregelkreise von Hub zu Hub überwacht und korrigiert. Hierbei werden die Umkehrpunkte mit der Vorgabe verglichen und alle Fehler durch Leckverluste, unterschiedliche Förderströme, Streuung der Schaltpunkte, Ungleichmäßigkeiten am Schmiedestück oder dergleichen ausgeglichen. Die wegabhängige Messung erfolgt durch den induktiven oder digitalen Geber für den ganzen Hub jeder Seite, wobei der Geber über einen Regelkreis mit der Lageregelung und dem Tauchspulenregler verbunden ist, so dass eine stufenlose Veränderung der Hubgröße von 0 bis zum maximalen Hub sowie die stufenlose Anstellung jeder beliebigen Hublage möglich ist. Damit können durch Vorprogrammieren der vorderen Umkehrpunkte jeder Seite in Verbindung mit dem Längsvorschub rotationssymmetrisch wie auch asymmetrisch abgesetzte Schmiedestücke erzeugt werden. Für die Lageregelung wird also eine kontinuierlich nicht lagegeregelt arbeitende Pumpe eingesetzt, während das Fördervolumen der Hydraulikflüssigkeit durch den Tauchspulenregler eingestellt wird. Zusätzlich sind die Rückzugräume der Zylinder mit Hilfe einer weiteren Pumpe unter konstanten Druck setzbar.Out DE 23 45 527 A1 is a hydraulic horizontal rapid forging press with counter-rotating piston, which perform a pendulum motion whose stroke position is adjustable known. The pendulum movement of the pistons is synchronous by two equal-sized coupled pulsators, which generate a fixed pendulum stroke for each piston with a constant stroke size and the number of strokes corresponds to the speed of the eccentric shafts operating the pulsators. The pulsators are driven by a common drive through a three-phase motor in opposite synchronous operation. The pulsators act on a line, the working piston surfaces of the piston. The stroke position of the piston is manufactured and maintained by two independent path control loops, the path control loops having an inductive or digital encoder and a voice coil controller. The plunger coil controller corrects the desired stroke position independently of the working cylinder by adding or removing hydraulic fluid in the working cylinders. The exactly to be given stroke position of the front The reversal point to the imaginary center line of the press corresponding to half the thickness of the forging piece is monitored and corrected from hub to hub via the two independent path control loops. Here, the reversal points are compared with the default and all errors due to leakage, different flow rates, scattering of the switching points, unevenness in the forging or the like compensated. The path-dependent measurement is carried out by the inductive or digital encoder for the entire stroke of each side, the encoder is connected via a control loop with the position control and the voice coil controller, so that a continuous change in the stroke size from 0 to the maximum stroke and the continuous employment of each any stroke position is possible. This can be generated by pre-programming the front reversal points of each page in conjunction with the longitudinal feed rotationally symmetric as well as asymmetrically stepped forgings. For the position control so a continuously not position-controlled operating pump is used, while the delivery volume of the hydraulic fluid is adjusted by the plunger coil controller. In addition, the return chambers of the cylinders can be placed under constant pressure by means of another pump.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue hydraulische Umformmaschine anzugeben, mit der insbesondere kurze Taktzeiten realisierbar sind. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Umformmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den vom Patentanspruch 1 abhängigen Patentansprüchen.The invention has for its object to provide a new hydraulic forming machine with which in particular short cycle times can be realized. This object is achieved according to the invention by a forming machine with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent of claim 1 claims.

Die Umformmaschine gemäß Patentanspruch 1 ist zum Schmieden, insbesondere Streckschmieden, von erwärmten und/oder in einem fließfähigen Zustand befindlichen metallischen Werkstücken geeignet und bestimmt und umfasst

  • wenigstens zwei Umformwerkzeuge, insbesondere Reckwerkzeuge,
  • wenigstens eine Antriebseinrichtung zum Antreiben wenigstens eines der Umformwerkzeuge in einer Zustellbewegung der Umformwerkzeuge nach vorne aufeinander zu oder in einer Rückholbewegung der Umformwerkzeuge nach hinten voneinander weg,
  • wobei die Antriebseinrichtung wenigstens ein Exzenterelement und wenigstens ein hydraulisches Antriebselement, insbesondere einen Antriebskolben, welches Antriebselement hydraulisch mit dem Exzenterelement gekoppelt ist, umfasst, derart, dass die Exzenterbewegung des Exzenterelements über ein hydraulisches Medium eine Arbeitsbewegung des hydraulischen Antriebselementes erzeugt, und
  • wobei das oder jedes hydraulische Antriebselement in der Arbeitsbewegung jeweils ein Umformwerkzeug antreibt,
  • wobei wenigstens ein Teil des hydraulischen Antriebselementes in einer mit hydraulischem Medium gefüllten Hydraulikkammer angeordnet ist und die Hydraulikkammer durch das Antriebselement in eine vordere Teilkammer und eine hintere Teilkammer aufgeteilt oder getrennt ist,
  • wobei der hinteren Teilkammer jeder Hydraulikkammer eine hydraulische Einstelleinrichtung zugeordnet ist zum Einstellen der, insbesondere axialen, Endposition des Antriebselementes in der Arbeitsbewegung durch Einstellen des zugeführten Volumens oder Druckes des hydraulischen Mediums in der hinteren Teilkammer, wobei die hydraulische Einstelleinrichtung eine hydraulische Pumpe und einen Anschluss an der hinteren Teilkammer sowie eine zugehörige hydraulische Verbindung der hydraulischen Pumpe mit dem Anschluss umfasst,
  • wobei die hydraulische Pumpe eine hydraulische Servopumpe, beispielsweise Axialkolbenpumpe, ist und einen lagegeregelten Servomotor aufweist, der den Pumpenrotor oder -kolben in einer vorbestimmten Lage festhält,
  • wobei sich die Endposition des Antriebselements (11A oder 11B) nach vorne verschiebt, wenn die hydraulische Pumpe (64A oder 64B) durch Aufbau eines entsprechenden hydraulischen Drucks mehr hydraulisches Medium in der zugehörigen hinteren Teilkammer (14A oder 14B) hält.
The forming machine according to claim 1 is suitable and intended for forging, in particular stretch forging, of heated and / or in a flowable state metallic workpieces
  • at least two forming tools, in particular stretching tools,
  • at least one drive device for driving at least one of the forming tools in a feed movement of the forming tools forward to each other to or in a return movement of the forming tools to each other away from each other,
  • wherein the drive device comprises at least one eccentric element and at least one hydraulic drive element, in particular a drive piston, which drive element is hydraulically coupled to the eccentric element, such that the eccentric movement of the eccentric element generates a working movement of the hydraulic drive element via a hydraulic medium, and
  • wherein the or each hydraulic drive element in the working movement in each case drives a forming tool,
  • wherein at least a part of the hydraulic drive element is arranged in a hydraulic medium filled hydraulic chamber and the hydraulic chamber is split or separated by the drive element into a front partial chamber and a rear partial chamber,
  • wherein the rear partial chamber of each hydraulic chamber is associated with a hydraulic adjusting device for setting the, in particular axial, end position of the drive element in the working movement by adjusting the volume or pressure of the hydraulic medium in the rear partial chamber, wherein the hydraulic adjusting device comprises a hydraulic pump and a connection the rear part chamber and an associated hydraulic connection of the hydraulic pump to the terminal comprises
  • wherein the hydraulic pump is a hydraulic servo pump, for example axial piston pump, and has a position-controlled servomotor which holds the pump rotor or piston in a predetermined position,
  • wherein the end position of the drive member (11A or 11B) shifts forward when the hydraulic pump (64A or 64B) holds more hydraulic fluid in the associated rear sub-chamber (14A or 14B) by building up a corresponding hydraulic pressure.

Zweckmäßigerweise ist nun der vorderen Teilkammer der Hydraulikkammer jeweils eine Rückstelleinrichtung zugeordnet zum Rückstellen des Antriebselementes, wobei die Rückstelleinrichtung insbesondere eine hydraulische Rückstelleinrichtung, insbesondere mit einer hydraulischen Pumpe, sein kann, die den hydraulischen Druck in der vorderen Teilkammer auf wenigstens einen bestimmten Rückstell-Druckwert einstellt. Es ist aber auch eine mechanische Rückstelleinrichtung mit mechanischen Federn oder dergleichen möglich.Conveniently, the front part chamber of the hydraulic chamber is now assigned a restoring device for resetting the drive element, wherein the restoring device may in particular be a hydraulic return device, in particular with a hydraulic pump, which adjusts the hydraulic pressure in the front partial chamber to at least one specific return pressure value. But it is also a mechanical reset device with mechanical springs or the like possible.

Die hydraulische Pumpe wird zweckmäßigerweise auch zum Befüllen der hinteren Teilkammer mit dem hydraulischen Medium verwendet.The hydraulic pump is expediently also used for filling the rear partial chamber with the hydraulic medium.

In einer weiteren Ausführungsform treibt das oder jedes Exzenterelement bei seiner Exzenterbewegung ein mit dem hydraulischen Antriebselement hydraulisch gekoppeltes Übertragungselement in einer Übertragungsbewegung an. Das Übertragungselement bewegt sich während der Übertragungsbewegung insbesondere in der Hydraulikkammer oder in einer mit der Hydraulikkammer hydraulisch verbundenen, ebenfalls mit dem hydraulischen Medium gefüllten Hubkammer, vorzugsweise im Wesentlichen linear, hin und her, wobei insbesondere das Übertragungselement oder die Hubkammer mit der hinteren Teilkammer der Hydraulikkammer hydraulisch gekoppelt oder verbunden ist.In a further embodiment, the or each eccentric drives in its eccentric movement hydraulically coupled to the hydraulic drive element transmission element in a transfer movement. The transfer element moves during the transfer movement, in particular in the hydraulic chamber or in a hydraulically connected to the hydraulic chamber, also filled with the hydraulic medium stroke chamber, preferably substantially linearly back and forth, in particular the transmission element or the lifting chamber with the rear part chamber of the hydraulic chamber hydraulically coupled or connected.

Weiterhin umfasst die Antriebseinrichtung bevorzugt wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor, wobei das wenigstens eine Exzenterelement von dem wenigstens einen Antriebsmotor über wenigstens eine Antriebswelle antreibbar oder angetrieben ist und sich in einer Exzenterbewegung exzentrisch zur Drehachse der Antriebswelle mit der Antriebswelle mitdreht.Furthermore, the drive device preferably comprises at least one electric drive motor, wherein the at least one eccentric element is drivable or driven by the at least one drive motor via at least one drive shaft and rotates in an eccentric eccentric to the axis of rotation of the drive shaft with the drive shaft.

In einer besonderen Weiterbildung ist für jedes Umformwerkzeug ein zugeordneter Werkzeugträger vorgesehen, an dem das Umformwerkzeug, vorzugsweise lösbar, befestigt ist und der zum Antreiben mit dem zugehörigen hydraulischen Antriebselement gekoppelt ist. Diese Kopplung ist insbesondere realisiert durch lösbare Verbindung des Werkzeugträgers mit einem Befestigungsflansch, der am Ende einer Schiebestange befestigt ist, die wiederum, vorzugsweise durch ein Axiallager axial geführt und gelagert, an einem von diesem Befestigungsflansch abgewandten Ende einen weiteren Befestigungsflansch aufweist, der wiederum mit einem zugehörigen Befestigungsflansch am stirnseitigen Ende des Antriebelements lösbar verbunden ist.In a particular development, an associated tool carrier is provided for each forming tool, to which the forming tool, preferably releasably, is attached and which is coupled for driving with the associated hydraulic drive element. This coupling is realized in particular by detachable connection of the tool carrier with a mounting flange, which is secured to the end of a push rod, in turn, preferably axially guided and supported by a thrust bearing, at a remote from this mounting flange end another mounting flange has, in turn, releasably connected to an associated mounting flange at the front end of the drive element.

In einer bevorzugten Variante ist das Umformwerkzeug am zugeordneten Werkzeugträger, insbesondere vertikal und/oder senkrecht zur Zustellbewegung, verschieblich gelagert und geführt oder der Werkzeugträger ist entsprechend so ausgestaltet, dass zwei Teile relativ zueinander verschieblich sind und eines dieser Teile das Umformwerkzeug trägt. Dies ist insbesondere vorteilhaft in Kombination mit einer Ausführungsform, bei der das Umformwerkzeug eine, vorzugsweise obere, Reckfläche und eine, vorzugsweise untere, Schlichtfläche aufweist und dann verschieblich gelagert und in zwei Positionen festlegbar ist, um die Reckfläche oder die Schlichtfläche in der für die Zustellbewegung maßgeblichen Lage anzuordnen.In a preferred variant, the forming tool is displaceably mounted and guided on the associated tool carrier, in particular vertically and / or perpendicular to the feed movement, or the tool carrier is correspondingly designed such that two parts are displaceable relative to one another and one of these parts carries the forming tool. This is particularly advantageous in combination with an embodiment in which the forming tool has a, preferably upper, stretching surface and a, preferably lower, finishing surface and is then displaceably mounted and fixable in two positions to the stretching surface or the finishing surface in the for the feed movement order relevant situation.

Vorzugsweise ist zur Automatisierung dieser Verschiebung eine Verstelleinrichtung zum Verstellen (und Fixieren) der Umformwerkzeuge in verschiedene Verschiebpositionen, insbesondere in vertikaler Richtung und/oder senkrecht zur Zustellbewegung, vorgesehen. Die Verstelleinrichtung umfasst beispielsweise eine Führungsstange, die die beiden Werkzeugträger miteinander verbindet und die mittels einer Antriebseinheit bewegbar ist.Preferably, an adjusting device for adjusting (and fixing) the forming tools in different displacement positions, in particular in the vertical direction and / or perpendicular to the feed movement, is provided for the automation of this displacement. The adjusting device comprises, for example, a guide rod which connects the two tool carriers with each other and which is movable by means of a drive unit.

In einer speziellen Ausführungsform ist wenigstens eine oder jeweils eine Positionsmesseinrichtung zum Messen der Position des Antriebselementes vorgesehen, wobei vorzugsweise die gemessene Position als Parameter für eine Überwachung oder Regelung des Umformprozesses verwendet wird.In a specific embodiment, at least one or each position measuring device is provided for measuring the position of the drive element, wherein preferably the measured position is used as a parameter for monitoring or regulating the forming process.

Die Umformmaschine gemäß der Erfindung ist oder umfasst im Allgemeinen eine arbeitsgebundene oder weggebundene Umformmaschine, vorzugsweise einen Schmiedehammer, insbesondere Oberhammer oder Gegenschlaghammer, oder eine Schmiedepresse, d.h. ihre Umformwerkzeuge arbeiten entweder pressend oder weggebunden einerseits oder schlagend oder arbeitsgebunden andererseits.The forming machine according to the invention is or generally comprises a work-bound or bound forming machine, preferably a forging hammer, in particular an upper hammer or counter-hammer, or a forging press, ie its forming tools operate either press-bound or tied away on the one hand or striking or work-bound on the other hand.

Eine Anlage zum Umformen, insbesondere Streckschmieden, von erwärmten und/oder in einem fließfähigen Zustand befindlichen metallischen Werkstücken kann neben der Umformmaschine gemäß der Erfindung auch wenigstens ein Handhabungsgerät zum Greifen eines Werkstücks und vorzugsweise zum Durchführen einer Relativbewegung des Werkstückes relativ zu den wenigstens zwei Umformwerkzeugen der Umformmaschine umfassen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren

FIG 1
eine Umformmaschine zum Schmieden, insbesondere, Streckschmieden von Werkstücken in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung in einer teilweise geschnittenen Darstellung und
FIG 2
die Umformmaschine gemäß FIG 1 in einer perspektivischen Darstellung
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den FIG 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen.In addition to the forming machine according to the invention, at least one handling device for gripping a workpiece, and preferably for carrying out a relative movement of the workpiece relative to the at least two forming tools, can also be used for forming, in particular stretch forging, metallic workpieces that are heated and / or in a flowable state Forming machine include. The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. Reference is also made to the drawings, in whose
FIG. 1
a forming machine for forging, in particular, stretch-forging of workpieces in an embodiment according to the invention in a partially sectioned view and
FIG. 2
the forming machine according to FIG. 1 in a perspective view
are each shown schematically. Corresponding parts and sizes are in the FIG. 1 and 2 provided with the same reference numerals.

Die FIG 1 und 2 zeigen eine Umformmaschine 4 zum Schmieden, insbesondere Streckschmieden oder Recken, eines zunächst in Form eines, beispielsweise quader- oder polyederförmigen oder zylindrischen, Rohlings vorliegenden metallischen Werkstücks 2.The FIG. 1 and 2 show a forming machine 4 for forging, in particular stretch forging or stretching, a first present in the form of, for example, cuboid or polyhedral or cylindrical, blank metal workpiece 2 present.

Der Rohling oder das Werkstück 2 wird, nachdem es zur Warmumformung in einem Ofen erwärmt und dadurch in einen fließfähigen Zustand gebracht wurde, von einer oder zwei nicht dargestellten Greifeinrichtung(en) in jeweils einem an einem Ende des Werkstücks 2 befindlichen Greifbereich gegriffen und in einer entlang einer Achse A ausgerichteten Lage gehalten, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen eine im Wesentlichen horizontale Lage ist. Die Achse A verläuft längs und, vorzugsweise zentral, durch das Werkstück 2.The blank or the workpiece 2, after being heated in a furnace for hot working and thereby brought into a flowable state, gripped by one or two gripping device (s), not shown, in each case located at one end of the workpiece 2 gripping area and in a held aligned along an axis A position, which is a substantially horizontal position in the illustrated embodiments. The axis A extends longitudinally and, preferably centrally, through the workpiece 2.

Wenn die Umformmaschine zum Streckschmieden des Werkstücks 2 verwendet wird, hält die wenigstens eine Greifeinrichtung nicht nur das Werkstück 2 in der sich entlang der Achse A entsprechenden Lage, sondern bewegt das Werkstück 2 axial oder linear zur Achse A in einzelnen axialen Wegabschnitten zur sukzessiven Bearbeitung des Werkstücks 2 in einzelnen Streckschmiedeschritten oder Reckschritten durch Reckwerkzeuge.When the forming machine is used for stretch-forging the workpiece 2, the at least one gripping device not only holds the workpiece 2 in the position along the axis A, but moves the workpiece 2 axially or linearly to the axis A in individual axial path portions for successive processing Workpiece 2 in individual stretch-forging steps or stretching steps by stretching tools.

Es sind im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 und 2 zwei seitlich der horizontalen Achse A befindliche Reckwerkzeuge 4A und 4B vorgesehen, die in einer Reckbewegung oder Zustellbewegung R axial zu einer senkrecht zur Achse A gerichteten und ebenfalls horizontalen Achse B auf das Werkstück 2 zu bewegbar sind und zur Umformung des Werkstückes 2 auf dieses schlagend oder pressend einwirken und nach einem solchen Umformschritt wieder in einer entgegengesetzt zur Zustellbewegung R gerichteten Rückholbewegung vom Werkstück 2 heraus oder zurück bewegbar sind.There are in the illustrated embodiment according to FIG. 1 and 2 two side of the horizontal axis A located stretching tools 4A and 4B are provided, which are axially movable in a stretching movement or feed R to a perpendicular to the axis A and also horizontal axis B to the workpiece 2 and for forming the workpiece 2 striking this or act pressing and after such a forming step again in a direction opposite to the feed R directed return movement from the workpiece 2 out or back are movable.

In FIG 1 und 2 sind beide Reckwerkzeuge 4A und 4B bewegbar. Es kann aber auch nur eines der beiden Reckwerkzeuge 4A und 4B bewegt werden. Ferner können auch mehr als zwei Reckwerkzeuge vorgesehen sein. Die Zustellbewegung R muss nicht horizontal erfolgen, sondern kann auch beispielsweise vertikal oder in einer schrägen Richtung erfolgen.In FIG. 1 and 2 Both stretching tools 4A and 4B are movable. However, it is also possible to move only one of the two stretching tools 4A and 4B. Furthermore, more than two stretching tools can be provided. The feed motion R does not have to be horizontal, but can also be done, for example, vertically or in an oblique direction.

Die Umformmaschine 4 umfasst für jedes Reckwerkzeug 4A und 4B einen zugeordneten Werkzeugträger 5A bzw. 5B, an dem das Reckwerkzeug 4A oder 4B lösbar befestigt ist, und jeweils einen Antrieb zum Antreiben des Werkzeugträgers 5A oder 5B mit dem Werkzeug 4A oder 4B in der Reckbewegung R und der entgegengesetzten Rückholbewegung.The forming machine 4 comprises for each stretching tool 4A and 4B an associated tool carrier 5A and 5B, respectively, to which the stretching tool 4A or 4B is releasably secured, and a drive for driving the tool carrier 5A or 5B with the tool 4A or 4B in the stretching movement R, respectively and the opposite return movement.

Jedes Reckwerkzeug 4A und 4B weist eine obere Reckfläche 40 auf und eine untere Schlichtfläche 41. Mit den Reckflächen 40 wird das Werkstück 2 in seiner Gestalt gereckt und umgeformt. Die Schlichtflächen 41 der Reckwerkzeuge 4A und 4B dienen dazu, die Oberfläche des gereckten Werkstücks 2 nachträglich zu glätten oder zu schlichten. Um die Reckfläche 40 oder die Schlichtfläche 41 in der für die Reckbewegung R vorgesehenen Achse B anzuordnen, ist das Reckwerkzeug 4A oder 4B, insbesondere vertikal, verschieblich relativ zum Werkzeugträger 5A und 5B oder, alternativ, der Werkzeugträger 5A und 5B so ausgestaltet, dass zwei Teile relativ zueinander verschieblich sind und eines dieser Teile das Reckwerkzeug 4A oder 4B trägt. Zum Verstellen der Reckwerkzeuge 4A und 4B, insbesondere in vertikaler Richtung, senkrecht zur Achse B ist eine Verstelleinrichtung 47 vorgesehen, die eine Führungsstange 48 umfasst, die die beiden Werkzeugträger 5A und 5B miteinander verbindet. Die Reckwerkzeuge 4A und 4B sind an den Werkzeugträgern 5A und 5B befestigt, welche eine Linearführung in vertikaler Richtung aufweisen. Mittels der Antriebseinheit 47, welche pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch arbeitet werden die Werkzeugträger nach oben oder nach unten bewegt, je nach gewünschter Arbeitsweise der Anlage (Recken oder Schlichten). Die Einleitung der Vertikalbewegung erfolgt mittels der Führungsstange 48. Der Einsatz der Führungsstange 48 erlaubt die Zustellbewegung R. Die beiden Werkzeugträger 5A und 5B können in jeder der beiden Endlagen verriegelt werden. Diese Verriegelung kann hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein.Each stretching tool 4A and 4B has an upper stretching surface 40 and a lower finishing surface 41. With the stretching surfaces 40, the workpiece 2 is stretched in its shape and formed. The sizing surfaces 41 of the stretching tools 4A and 4B serve to subsequently smooth or finish the surface of the stretched workpiece 2. Around the stretching surface 40 or the finishing surface 41, the stretching tool 4A or 4B, in particular vertically displaceable relative to the tool carrier 5A and 5B or, alternatively, the tool carrier 5A and 5B is configured so that two parts are displaceable relative to each other and one these parts carries the stretching tool 4A or 4B. For adjusting the stretching tools 4A and 4B, in particular in the vertical direction, perpendicular to the axis B, an adjusting device 47 is provided which comprises a guide rod 48 which connects the two tool carriers 5A and 5B with each other. The stretching tools 4A and 4B are fixed to the tool carriers 5A and 5B having a linear guide in the vertical direction. By means of the drive unit 47, which operates pneumatically, hydraulically or electromechanically, the tool carriers are moved upwards or downwards, depending on the desired operation of the system (stretching or finishing). The introduction of the vertical movement takes place by means of the guide rod 48. The use of the guide rod 48 allows the feed movement R. The two tool carriers 5A and 5B can be locked in each of the two end positions. This lock can be driven hydraulically or pneumatically.

Die Verstelleinrichtung 47 ist an einer Querplatte 43 befestigt, die wiederum seitlich an zwei vertikal verlaufenden Halteplatten 42A und 42B befestigt ist. Die Struktur aus den Halteplatten 42A und 42B und der Querplatte 43 ist durch vier stangenförmige Befestigungselemente 46 versteift und stabilisiert und begrenzt den eigentlichen Arbeitsbereich der Umformmaschine. Die vier Befestigungselemente 46 sind an senkrechten, über Gestellfüße auf dem Boden stehenden Gestellplatten 52A und 52B eines umgebenen Gestells 51 befestigt. Oberhalb der Querplatte 43 und der Verstelleinrichtung 47 verläuft eine quer verlaufende horizontale Gestellplatte 53 des Gestells 51.The adjusting device 47 is fixed to a transverse plate 43, which in turn is laterally attached to two vertically extending holding plates 42A and 42B. The structure of the holding plates 42A and 42B and the transverse plate 43 is stiffened and stabilized by four rod-shaped fastening elements 46 and limits the actual working range of the forming machine. The four fasteners 46 are attached to vertical frame bases 52A and 52B of a surrounding frame 51, which stand on the ground above frame feet. Above the transverse plate 43 and the adjusting device 47 extends a transverse horizontal frame plate 53 of the frame 51st

Jeder Werkzeugträger 5A und 5B ist, beispielsweise mittels Schrauben, lösbar mit einem Befestigungsflansch 6A oder 6B verbunden, der am Ende einer Schiebestange 7A oder 7B befestigt ist, die wiederum durch ein Axiallager 8A oder 8B an der Halteplatte 42A oder 42B axial geführt und gelagert ist. An dem vom Befestigungsflansch 6A und 6B abgewandten Ende ist an jeder Schiebestange 7A oder 7B ein weiterer Befestigungsflansch 9A und 9B vorgesehen, der wiederum mit einem zugehörigen Befestigungsflansch 10A oder 10B am stirnseitigen Ende eines hydraulischen Antriebskolbens 11A oder 11B lösbar verbunden ist, beispielsweise wieder mittels Schrauben.Each tool carrier 5A and 5B is detachably connected, for example by means of screws, to a mounting flange 6A or 6B fixed to the end of a push bar 7A or 7B, which in turn is axially guided and supported by a thrust bearing 8A or 8B on the support plate 42A or 42B , At the end remote from the mounting flange 6A and 6B, there is at each end Sliding rod 7A or 7B, a further mounting flange 9A and 9B is provided which in turn is releasably connected to an associated mounting flange 10A or 10B at the front end of a hydraulic drive piston 11A or 11B, for example by means of screws.

Es ist auch vorstellbar, dass bei bestimmten Maschinengrößen die Werkzeugträger 5A und 5B direkt an die Befestigungsflansche 10A und 10B angeschraubt werden und auf das Führungssystem mit den Halteplatten 42A und 42B komplett verzichtet werden kann.It is also conceivable that for certain machine sizes, the tool carrier 5A and 5B are screwed directly to the mounting flanges 10A and 10B and the guide system with the holding plates 42A and 42B can be completely dispensed with.

Der hydraulische Antriebskolben 11A oder 11B ist in einer zugehörigen Hydraulikkammer 13A oder 13B axial zur Achse B beweglich und geführt.
Ein Kolbenteil 12A oder 12B trennt dabei eine vordere Teilkammer 15A oder 15B von einer hinteren Teilkammer 14A oder 14B der Hydraulikkammer 13A oder 13B und ist an der Innenwand der Hydraulikkammer 13A oder 13B dichtend geführt. Bei einer Vorwärtsbewegung des Antriebskolbens 11A oder 11B entlang der Achse B in der Richtung der Zustellbewegung R vergrößert sich die hintere Teilkammer 14A oder 14B und verkleinert sich die vordere Teilkammer 15A oder 15B und bei der entgegengesetzt zur Zustellbewegung R gerichteten Rückholbewegung ist es umgekehrt.
The hydraulic drive piston 11A or 11B is movable and guided axially in an associated hydraulic chamber 13A or 13B to the axis B.
A piston member 12A or 12B separates a front sub-chamber 15A or 15B from a rear sub-chamber 14A or 14B of the hydraulic chamber 13A or 13B, and is sealingly guided on the inner wall of the hydraulic chamber 13A or 13B. When the drive piston 11A or 11B advances along the axis B in the direction of the feed movement R, the rear sub-chamber 14A or 14B increases and the front sub-chamber 15A or 15B decreases and in the return movement directed counter to the feed movement R, it is reversed.

Die Position des Antriebskolbens 11A oder 11B innerhalb der Hydraulikkammer 13A oder 13B ist mittels einer zugehörigen Positionsmesseinrichtung 21A oder 21B messbar und kann somit als Parameter für eine Überwachung oder Regelung des Umformprozesses verwendet werden.The position of the drive piston 11A or 11B within the hydraulic chamber 13A or 13B is measurable by means of an associated position measuring device 21A or 21B and thus can be used as a parameter for monitoring or regulating the forming process.

Die vordere Teilkammer 15A oder 15B ist über eine Dichtung 28A oder 28B gegen die Außenfläche des Antriebskolbens 11A oder 11B abgedichtet, wobei die Dichtung 28A oder 28B zusätzlich auch die Funktion eines Lagers für den Antriebskolben 11A oder 11B haben kann. Im Allgemeinen übernimmt die Dichtung nicht die Lagerfunktion. Dafür wird entweder ein zusätzliches Führungsband aus Kunststoff oder eine Führungsbuchse, z. B. aus Bronze, verwendet, welche z. B. auch die Dichtung aufnehmen kann.The front sub-chamber 15A or 15B is sealed by a seal 28A or 28B against the outer surface of the drive piston 11A or 11B, and the seal 28A or 28B may additionally function as a bearing for the drive piston 11A or 11B. In general, the seal does not take over the bearing function. This is either an additional guide band made of plastic or a guide bush, z. B. bronze, used, which z. B. can also accommodate the seal.

Die hintere Teilkammer 14A oder 14B steht über einen hinteren Verbindungskanal 24A oder 24B mit einer zugehörigen Hubkammer 17A oder 17B in Strömungsverbindung. Die vordere Teilkammer 15A oder 15B der Hydraulikkammer 13A oder 13B steht über einen vorderen Verbindungskanal 25A oder 25B mit einer Zwischenkammer 26A oder 26B in Strömungsverbindung, die wiederum mit einem Ausgleichsbehälter oder Druckspeicher 75A oder 75B in Strömungsverbindung steht.The rear sub-chamber 14A or 14B is in fluid communication with an associated lift chamber 17A or 17B via a rear communication passage 24A or 24B. The front sub-chamber 15A or 15B of the hydraulic chamber 13A or 13B is in fluid communication with an intermediate chamber 26A or 26B via a front connecting passage 25A or 25B, which in turn communicates with a surge tank or accumulator 75A or 75B.

Die Teilkammern 14A und 14B sowie 15A und 15B der Hydraulikkammern 13A und 13B, sowie die Hubkammern 17A und 17B und Zwischenkammern 26A und 26B und die Verbindungskanäle 24A und 24B sowie 25A und 25B sind alle mit einem hydraulischen Medium gefüllt, insbesondere einem Hydrauliköl oder einem andern gut geeigneten druckfesten und nahezu inkompressiblen hydraulischem Medium.The sub-chambers 14A and 14B, and 15A and 15B of the hydraulic chambers 13A and 13B, and the lift chambers 17A and 17B and intermediate chambers 26A and 26B and the connection channels 24A and 24B, and 25A and 25B are all filled with a hydraulic medium, in particular, a hydraulic oil or others well-suited pressure-resistant and almost incompressible hydraulic medium.

In jeder Hubkammer 17A oder 17B bewegt sich ein zugehöriger Hubkolben 18A oder 18B, der über ein Gelenk 20A oder 20B mit einem Ende einer Hubstange 19A oder 19B als Übertragungselement gekoppelt ist. Die Hubstange 19A oder 19B ist an einem anderen Ende mit einem Exzenterelement 22A oder 22B gekoppelt.In each lift chamber 17A or 17B, an associated lift piston 18A or 18B moves, which is coupled via a hinge 20A or 20B to one end of a lift rod 19A or 19B as a transfer element. The lift rod 19A or 19B is coupled at another end to an eccentric member 22A or 22B.

Das Exzenterelement 22A oder 22B ist an einer zugehörigen Drehwelle 23A oder 23B drehfest angeordnet und gegenüber einer Drehachse E der Drehwelle 23A oder 23B exzentrisch gelagert. Eine Exzenterachse F oder G des Exzenterelements 22A oder 22B ist mit einem entsprechenden Exzenterabstand hA oder hB von der Drehachse E beabstandet, wodurch sich ein entsprechender maximaler Hub um 2·hA oder 2·hB des über die Hubstange 19A oder 19B mit dem Exzenterelement 22A oder 22B angekoppelten Hubkolbens 18A oder 18B ergibt bei einer vollständigen Umdrehung des Exzenterelementes 22A oder 22B. Die Hubbewegung des Hubkolbens 18A oder 18B erfolgt dabei linear entlang einer Hubachse C oder D, die senkrecht zur Drehachse E und den Exzenterachsen F und G ist.The eccentric member 22A or 22B is rotatably mounted on an associated rotation shaft 23A or 23B and eccentrically supported with respect to a rotation axis E of the rotation shaft 23A or 23B. An eccentric axis F or G of the eccentric element 22A or 22B is spaced from the axis of rotation E by a corresponding eccentric distance hA or hB, resulting in a corresponding maximum stroke of 2 · hA or 2 · hB of the eccentric element 22A or 22B via the lifting rod 19A or 19B 22B coupled reciprocating piston 18A or 18B results in a complete revolution of the eccentric 22A or 22B. The lifting movement of the lifting piston 18A or 18B takes place linearly along a lifting axis C or D, which is perpendicular to the axis of rotation E and the eccentric axes F and G.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel fallen die Drehachsen der beiden Drehwellen 23A und 23B zusammen auf eine gemeinsame Drehachse E, auch wenn dies nicht notwendigerweise so sein muss. Außerdem sind die beiden Drehwellen 23A und 23B von einer gemeinsamen zentralen Drehwelle 30 über jeweilige Kupplungen 33A und 33B, vorzugsweise synchron, angetrieben. Die Drehwelle 30 dreht sich ebenfalls um die gemeinsame Drehachse E und ist von einem zentralen Drehantrieb 50 angetrieben, der auf und/oder in einem Gehäuse 32 angeordnet ist, das wiederum auf der Gestellplatte 53 abgestützt und angeordnet ist. Die Drehwelle 30 ist in einem als Getriebehohlwelle ausgebildetes Drehlager 31 innerhalb des Gehäuses 32 gelagert. Der Drehantrieb 50 umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 58, der insbesondere ein Servomotor oder Permanentmagnetmotor und/oder Torquemotor, oder Asynchronmotor sein kann, und ein in dem Gehäuse 32 angeordnetes Getriebe, mit dem der Antriebsmotor 58 die Drehwelle 30 antreibt. Aufgrund dieser Anordnung bewegen sich die beiden Drehwellen 23A und 23B und damit die Exzenterelemente 22A und 22B und schließlich die Hubkolben 18A und 18B synchron zueinander, was wiederum zur Folge hat, dass sich beide Antriebskolben 11A und 11B auf Grund der hydraulischen Kopplung mit den Hubkolben 18A und 18B gleichzeitig nach vorne in der Zustellbewegung R oder nach hinten in der Rückholbewegung bewegen, die beiden Werkzeuge 4A und 4B also gleichzeitig auf das zum Werkstück 2 zugestellt oder gleichzeitig vom Werkstück 2 zurückgezogen werden. Es ist auch vorstellbar, den kompletten Drehantrieb 50 mit dem Antriebsmotor 58 und dem Getriebe 32 als "Unterflurantrieb" auszubilden und dabei diese Einheiten zusammen mit den Exzenterelementen 22A und 22B unterhalb der Achse B anzuordnen.In the illustrated embodiment, the axes of rotation of the two rotary shafts 23A and 23B fall together on a common axis of rotation E, although this need not necessarily be so. In addition, the two rotary shafts 23A and 23B are driven by a common central rotating shaft 30 via respective clutches 33A and 33B, preferably synchronously. The rotary shaft 30 also rotates about the common axis of rotation E and is driven by a central rotary drive 50, which is arranged on and / or in a housing 32, which in turn is supported and arranged on the frame plate 53. The rotary shaft 30 is mounted in a trained as a hollow gear shaft pivot bearing 31 within the housing 32. The rotary drive 50 comprises an electric drive motor 58, which may in particular be a servomotor or permanent magnet motor and / or torque motor, or asynchronous motor, and a transmission arranged in the housing 32, with which the drive motor 58 drives the rotary shaft 30. By virtue of this arrangement, the two rotary shafts 23A and 23B, and hence the eccentric members 22A and 22B, and finally the reciprocating pistons 18A and 18B move in synchronism with each other, which in turn results in both drive pistons 11A and 11B being hydraulically coupled to the reciprocating pistons 18A and 18B at the same time move forward in the feed R or backward in the return movement, so the two tools 4A and 4B so simultaneously delivered to the workpiece 2 or simultaneously withdrawn from the workpiece 2. It is also conceivable to form the complete rotary drive 50 with the drive motor 58 and the transmission 32 as "underfloor drive" and to arrange these units together with the eccentric elements 22A and 22B below the axis B.

Die Volumina der Hubkammern 17A und 17B sowie der hinteren Teilkammern 14A und 14B der Hydraulikkammern 13A und 13B sind aneinander angepasst, so dass vorzugsweise der Hub 2·hA oder 2·hB des Hubkolbens 18A oder 18B dem gesamten Hub oder der gesamten Auslenkung des Antriebskolbens 11A oder 11B und damit der Werkzeuge 4A und 4B in der Arbeitsbewegung entspricht.The volumes of the lift chambers 17A and 17B and the rear subchambers 14A and 14B of the hydraulic chambers 13A and 13B are adapted to each other so that preferably the stroke 2 · hA or 2 · hB of the reciprocating piston 18A or 18B corresponds to the entire stroke or the total displacement of the drive piston 11A or 11B and thus the tools 4A and 4B in the working movement.

Die hinteren Teilkammern 14A und 14B der Hydraulikkammer 13A und 13B sind ferner über jeweils einen Anschluss 34A oder 34B und eine zugehörige hydraulische Verbindung 44A oder 44B mit einer hydraulischen Pumpe 64A oder 64B verbunden. Die hydraulischen Pumpen 64A und 64B sind hydraulische Servopumpen, beispielsweise Axialkolbenpumpen, angetrieben mit lagegeregelten Servomotoren 54A und 54B, die die Pumpenrotoren oder - kolben festhalten, mit einem hydraulischen Ausgleichsreservoir. Die hydraulische Pumpe 64A oder 64B dient einerseits zum Befüllen der hinteren Teilkammer 14A oder 14B mit dem hydraulischen Medium und andererseits zur Festlegung der axialen Endposition des Antriebskolbens 11A oder 11B in der Hydraulikkammer 13A oder 13B und damit auch der Position der Werkzeuge 4A und 4B. Wenn die hydraulischen Pumpen 64A oder 64B durch Aufbau eines entsprechenden hydraulischen Drucks mehr hydraulisches Medium in der zugehörigen hinteren Teilkammer 14A oder 14B halten oder dort einbringen, so verschiebt sich die Endposition des Antriebskolbens 11A oder 11B nach vorne und umgekehrt.
Schließlich ist noch eine weitere hydraulische Pumpe 65 vorgesehen, die an eine hydraulische Verbindung 45 angeschlossen ist, in der eine Druckmesseinrichtung 56 angeordnet ist und die sich in zwei parallele Zweige 45A und 45B aufteilt, wobei jeweils einer der beiden Zweige 45A oder 45B mit einer der Zwischenkammern 26A oder 26B verbunden ist. Die hydraulische Pumpe 65 ist somit hydraulisch auch mit der vorderen Teilkammer 15A oder 15B der Hydraulikkammer 13A oder 13B gekoppelt und dient vorzugsweise als Rückstelleinrichtung zum Ausüben einer Rückstellkraft auf den zugehörigen Antriebskolben (11A, 11B) auf Grund des Hydraulikdrucks in der vorderen Teilkammer 15A oder 15B, stellt also praktisch die Vorspannung des Antriebskolbens 11A oder 11B ein. An Stelle einer solchen hydraulischen Rückstelleinrichtung könnte man auch eine rein mechanische Rückstelleinrichtung, beispielsweise eine Feder oder dergleichen vorsehen.
The rear sub-chambers 14A and 14B of the hydraulic chambers 13A and 13B are further connected via a respective port 34A or 34B and an associated hydraulic connection 44A or 44B to a hydraulic pump 64A or 64B. Hydraulic pumps 64A and 64B are hydraulic servo pumps, such as axial piston pumps, driven by position controlled servomotors 54A and 54B that hold the pump rotors or pistons to a hydraulic balancing reservoir. The hydraulic pump 64A or 64B serves on the one hand to fill the rear partial chamber 14A or 14B with the hydraulic medium and on the other hand to fix the axial end position of the drive piston 11A or 11B in the hydraulic chamber 13A or 13B and thus also the position of the tools 4A and 4B. When the hydraulic pumps 64A or 64B hold or introduce more hydraulic fluid into the associated rear sub-chamber 14A or 14B by building up a corresponding hydraulic pressure, the end position of the drive piston 11A or 11B shifts forward and vice versa.
Finally, a further hydraulic pump 65 is provided, which is connected to a hydraulic connection 45 in which a pressure measuring device 56 is arranged and which divides into two parallel branches 45A and 45B, wherein one of the two branches 45A or 45B with one of the Intermediate chambers 26 A or 26 B is connected. The hydraulic pump 65 is thus also hydraulically coupled to the front sub-chamber 15A or 15B of the hydraulic chamber 13A or 13B, and preferably serves as a return means for applying a restoring force to the associated driving piston (11A, 11B) due to the hydraulic pressure in the front sub-chamber 15A or 15B Thus, practically adjusts the bias of the drive piston 11A or 11B. Instead of such a hydraulic reset device could also provide a purely mechanical restoring device, such as a spring or the like.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Werkstückworkpiece
44
Umformmaschineforming machine
4A, 4B4A, 4B
ReckwerkzeugReck tool
5A, 5B5A, 5B
Werkzeugträgertool carrier
6A, 6B6A, 6B
Befestigungsflanschmounting flange
7A, 7B7A, 7B
Schiebestangepush bar
8A, 8B8A, 8B
Axiallagerthrust
9A, 9B9A, 9B
Befestigungsflanschmounting flange
10A, 10B10A, 10B
Befestigungselementfastener
11A, 11B11A, 11B
Antriebskolbendrive piston
12A, 12B12A, 12B
Kolbenteilpiston part
13A, 13B13A, 13B
Hydraulikkammerhydraulic chamber
14A, 14B14A, 14B
hintere Teilkammerrear compartment
15A, 15B15A, 15B
vordere Teilkammerfront compartment
16A, 16B16A, 16B
Gehäusecasing
17A, 17B17A, 17B
Hubkammerstroke chamber
18A, 18B18A, 18B
Hubkolbenreciprocating
19A, 19B19A, 19B
Hubstangelifting rod
20A, 20B20A, 20B
Gelenkjoint
21A, 21B21A, 21B
PositionsmesseinrichtungPosition measuring device
22A, 22B22A, 22B
Exzenterelementeccentric
23A, 23B23A, 23B
Drehwellerotary shaft
24A, 24B24A, 24B
hinterer Verbindungskanalrear connection channel
25A, 25B25A, 25B
vorderer Verbindungskanalfront connection channel
26A, 26B26A, 26B
Zwischenkammerintermediate chamber
27A, 27B27A, 27B
Gehäusecasing
28A, 28B28A, 28B
Dichtungpoetry
3030
Drehwellerotary shaft
3131
Drehlagerpivot bearing
3232
Gehäusecasing
33A, 33B33A, 33B
Kupplungclutch
34A, 34B34A, 34B
Anschlussconnection
4040
ReckflächeReck area
4141
Schlichtflächeplain surface
42A, 42B42A, 42B
HalteplatteRetaining plate
4343
Querplattetransverse plate
44A, 44B44A, 44B
hydraulische Verbindunghydraulic connection
4545
hydraulische Verbindunghydraulic connection
45A, 45B45A, 45B
Zweigbranch
4646
Befestigungsstangenfixing bars
4747
Verstelleinrichtungadjustment
4848
Verbindungsstangeconnecting rod
5050
Drehantriebrotary drive
5151
Gestellframe
52A, 52B52A, 52B
Gestellplatteframe plate
5353
Gestellplatteframe plate
54A, 54B54A, 54B
Servomotorservomotor
5555
Servomotorservomotor
5656
DruckmesseinrichtungPressure measuring device
5858
Antriebsmotordrive motor
64A, 64B64A, 64B
hydraulische Pumpehydraulic pump
6565
hydraulische Pumpehydraulic pump
75A, 75B75A, 75B
Druckspeicheraccumulator
AA
WerkstückachseWorkpiece axis
BB
Zustellachseinfeed
C, DC, D
Hubachselifting axis
Ee
Drehachseaxis of rotation
F, GF, G
Exzenterachseeccentric
hA, hBhA, hB
Exzenterabstandeccentric distance
RR
Zustellbewegunginfeed

Claims (10)

  1. Forming machine for forging, in particular stretch-forging, metal workpieces which have been heated and/or are in a flowable condition, comprising
    a) at least two forming tools (4A, 4B),
    b) at least one driving device for driving at least one of the forming tools forward in an approach motion (R) of the forming tools toward one another or rearward in a return motion of the forming tools away from one another,
    c) wherein the driving device comprises at least one eccentric element (22A, 22B) and at least one hydraulic drive element (11A, 11B),
    d) wherein the at least one hydraulic drive element (11A, 11B) is coupled hydraulically directly or indirectly to the eccentric element (22A, 22B) in such a way that an eccentric motion of the eccentric element produces a working motion of the hydraulic drive element by way of a hydraulic medium, and
    e) wherein the or each hydraulic drive element (11A, 11B) is coupled to at least one of the forming tools (4A, 4B) and, in the working motion thereof, drives this at least one forming tool,
    f) wherein at least part of the hydraulic drive element (11A, 11B) is arranged in a hydraulic chamber (13A, 13B) filled with hydraulic medium and divides the hydraulic chamber (13A, 13B) into a front subchamber (15A, 15B) and a rear subchamber (14A, 14B),
    g) wherein the rear subchamber (15A, 15B) of each hydraulic chamber is assigned a hydraulic setting device (64A, 64B, 54A, 54B, 34A, 34B) for the purpose of setting the end position of the drive element (11A, 11B) in the working motion by setting the supplied volume or pressure of the hydraulic medium in the rear subchamber (14A, 14B), wherein the hydraulic setting device has a hydraulic pump (64A, 64B) and a port (34A, 34B) on the rear subchamber (14A, 14B) and an associated hydraulic connection (44A, 44B) of the hydraulic pump (64A, 64B) to the port (34A, 34B), characterized in that
    h) the hydraulic pump (64A, 64B) is a hydraulic servopump and has a position-controlled servomotor (54A, 54B), which holds the pump rotor or piston firmly in position, and
    i) in that the end position of the drive element (11A or 11B) shifts forward if the hydraulic pump (64A or 64B) keeps more hydraulic medium in the associated rear subchamber (14A or 14B) by building up a corresponding hydraulic pressure.
  2. Forming machine according to Claim 1, in which a reset device (65, 75A, 75B) is assigned to the front subchamber (15A, 15B) for the purpose of resetting the drive element (11A, 11B), wherein the reset device is, in particular, a hydraulic reset device, in particular a reset device having a hydraulic pump which sets the hydraulic pressure in the front subchamber (15A, 15B) to at least one particular reset pressure value.
  3. Forming machine according to Claim 1 or Claim 2, in which the hydraulic pump (64A, 64B) is used to fill the rear subchamber (14A, 14B) with the hydraulic medium.
  4. Forming machine according to one of the preceding claims, in which, during its eccentric motion, the or each eccentric element (22A, 22B) drives a transmission element (18A, 18B) hydraulically coupled to the hydraulic drive element in a transmission motion, wherein, in particular, the transmission element moves backward and forward, during the transmission motion, in the hydraulic chamber or in a stroke chamber (17A, 17B) hydraulically connected to the hydraulic chamber and likewise filled with the hydraulic medium, preferably in a substantially linear motion, and wherein, in particular, the transmission element (18A, 18B) or the stroke chamber (17A, 17B) is hydraulically coupled or connected to the rear subchamber (14A, 14B) of the hydraulic chamber.
  5. Forming machine according to one of the preceding claims, in which the driving device comprises at least one electric drive motor (58), wherein the at least one eccentric element can be driven or is driven by the at least one drive motor via at least one drive shaft (30, 23A, 23B) and rotates with the drive shaft in an eccentric motion eccentric with respect to the axis of rotation (E) of the drive shaft.
  6. The forming machine according to one of the preceding claims, in which each forming tool (4A, 4B) is provided with an associated tool carrier (5A, 5B), on which the forming tool (4A, 4B) is fixed, preferably releasably, and which is coupled for the purpose of driving to the associated hydraulic drive element (11A, 11B), wherein the coupling is achieved, in particular, through releasable connection of the tool carrier (5A, 5B) to a fixing flange (6A, 6B), which is fixed on the end of a sliding rod (7A, 7B) which, being guided and supported axially by an axial bearing (8A, 8B), in turn has, at an end remote from this fixing flange (6A, 6B), a further fixing flange (9A, 9B), which, in turn, is releasably connected to an associated fixing flange (10A, 10B) at the front end of the drive element (11A, 11B).
  7. Forming machine according to Claim 6, in which the forming tool (4A, 4B) is supported and guided on the associated tool carrier (5A, 5B) in a manner which allows it to be moved, in particular vertically and/or perpendicularly to the approach motion (R), or the tool carrier (5A, 5B) is configured in such a way that two parts can be moved relative to one another and one of these parts carries the forming tool (4A, 4B), wherein an adjusting device (47) for adjusting the forming tools (4A, 4B) into various positions of displacement, in particular in the vertical direction and/or perpendicularly to the approach motion (R), is preferably provided, comprising, for example, a guide rod (48), which connects the two tool carriers (5A, 5B) to one another and which can be moved by means of a drive unit (47).
  8. Forming machine according to one of the preceding claims, in which the forming tool (4A, 4B) has a, preferably upper, drawing surface (40) and a, preferably lower, planishing surface (41) and is supported movably and can be fixed in two positions in order to arrange the drawing surface (40) or the planishing surface (41) in the operative position (B) for the approach motion (R).
  9. Forming machine according to one of the preceding claims, having at least one position measuring device (21A, 21 B) for measuring the position of the drive element (11A, 11B), wherein the measured position is preferably used as a parameter for monitoring or controlling the forming process.
  10. Forming machine according to one of the preceding claims, which is a work-defined or travel-defined forming machine, preferably a forging hammer or a forging press.
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