ITRM940639A1

ITRM940639A1 - "PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF A WHEEL, IN PARTICULAR A PREFORMED RAILWAY WHEEL"

Info

Publication number: ITRM940639A1
Application number: IT94RM000639A
Authority: IT
Inventors: Hans J Pahnke
Original assignee: Pahnke Eng Gmbh & Co Kg
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-04-05
Also published as: ITRM940639A0; JPH07164094A; DE4333944A1; IT1274946B; CZ246094A3

Abstract

Per semplificare il processo di fucinatura nella produzione di ruote ferroviarie (6d), il caricamento della pressa (1) nonchè la ricalcatura, il riempimento e la foratura dello spezzone (6a) vengono eseguiti in una operazione senza cambiare gli stampi.To simplify the forging process in the production of railway wheels (6d), the loading of the press (1) as well as the upsetting, filling and drilling of the piece (6a) are carried out in one operation without changing the molds.

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Procedimento ed apparecchio per la produzione di una ruota, in particolare una ruota ferroviaria preformata" accompanying a patent application for an invention entitled: "Process and apparatus for the production of a wheel, in particular a preformed railway wheel"

L'invenzione concerne un procedimento e un apparecchio per la produzione di una ruota, in particolare una ruota ferroviaria preformata. The invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a wheel, in particular a preformed railway wheel.

Generalmente, le ruote vengono realizzate, attualmente, in diversi modi. In genere, le ruote molto leggere, quali vengono utilizzate nell'industria automobilistica, analogamente alle ruote molto grandi, vengono realizzate, in linea di massima, con molti pezzi montati mediante chiodatura o saldatura. La maggior parte delle ruote ferroviarie o ruote per scopi industriali vengono ottenute invece da uno spezzone o mediante colata o con un gran numero di fasi di fucinatura e/o di laminazione, il quale spezzone, a sua volta, viene tranciato da un lingotto di acciaio più grande e rispettivamente da un massello di ferro saldato oppure viene colato in modo da formare un singolo blocco. Generally, wheels are currently made in different ways. In general, very light wheels, such as are used in the automotive industry, similarly to very large wheels, are generally made with many pieces assembled by nailing or welding. Most railway wheels or wheels for industrial purposes are obtained instead from a piece or by casting or with a large number of forging and / or rolling steps, which piece, in turn, is cut from a steel ingot larger and respectively from a solid welded iron or is cast to form a single block.

Specialmente le ruote ferroviarie vengono realizzate, preferibilmente, a pezzo unico. In questo caso, lo spezzone viene sottoposto almeno a due processi di fucinatura prima di essere preforato in corrispondenza del mozzo - per il futuro alloggiamento dell'asse - e poi di essere infine preferibilmente laminato per aumentarne il diametro, eventualmente bordato e rispettivamente rastremato (spostamento laterale della zona del mozzo rispetto al battistrada della ruota) e infine di essere sottoposto ancora ad una lavorazione ad asportazione di truciolo . The railway wheels in particular are preferably made in a single piece. In this case, the piece is subjected to at least two forging processes before being pre-drilled at the hub - for the future housing of the axle - and then being finally preferably rolled to increase its diameter, possibly edged and respectively tapered (displacement side of the hub area with respect to the wheel tread) and finally to be subjected again to a machining to remove chips.

Per il precesso di fucinatura e di foratura si utilizzante, quindi, almeno tri, stadi di lavoro che richiedono, di volta in volta, coppie di stam pi separate (uno stampo superiore e uno stampo inferiore per coppia) che poi, tra ogni stadio di fucina tura e rispettivamente di pressatura, debbono essere sostituite, ad esempio, mediante spostamento delle chiodaie. A ciò non è connesso solo un notevole dispendio per l'apparecchio, che comporta anche un ampio magazzinaggio delle diverse coppie di stampi, ma anche una costoso impiego di tempo. For the forging and drilling process, at least three working stages are used which require, from time to time, pairs of separate molds (an upper mold and a lower mold per pair) which then, between each stage of forging and pressing respectively, must be replaced, for example, by moving the nailers. This is not only associated with a considerable effort for the apparatus, which also entails extensive storage of the various pairs of molds, but also an expensive use of time.

Pertanto, l'invenzione si prefigge il compito di semplificare il processo di fucinatura nell'ambito della produzione delle ruote. La soluzione secondo l'invenzione si basa sul concetto fondamentale, completamente diverso dallo svolgimento finora a più stadi, collegato con la sostituzione degli stampi, di eseguire in una sotaroperazione praticamente in una tirata, ilprocesso di fucinatura e, nell'ambito di questo svolgimento di fucinatura ad un solo stadio, mostra la sequenza delle fasi secondo la rivendicazione brevettuale 1. Un apparecchio secondo l'invenzione per lesecuzione di questo procedimento presenta i particolari indicati nella rivendicazione 9. Therefore, the invention has the aim of simplifying the forging process in the context of the production of wheels. The solution according to the invention is based on the fundamental concept, completely different from the hitherto multi-stage unwinding, connected with the replacement of the dies, of carrying out the forging process in a sub-operation practically in a pull, and, within the context of this unwinding of single-stage forging, shows the sequence of steps according to patent claim 1. An apparatus according to the invention for carrying out this process has the details indicated in claim 9.

Con l'insegnamento secondo l'invenzione si ottengono, rispetto allo svolgimento convenzionale del procedimento finora in essere, notevoli vantaggi. In questo modo, con lo stampaggio in una sola operazione si evita la sostituzione finora necessaria degli stampi, cosa che produce tempi passivi notevolmente minori e una produttività notevolmente maggiore nonché riduce al minimo il magazzinaggio per gli stampi. Le quattro fasi essenziali del processo di fucinatura, eseguibili, secondo l'invenzione, in successione in una tirata e rispettivamente accavallandosi in parte, cioè il caricamento e il centraggio, la ricalcatura, il riempimento dello stampo e lo scarico, consentono la produzione di una ruota prefucinata che, successivamente, deve essere sottoposta, ancora soltanto ad una lavorazione ad asportazione di truciolo ed eventualmente ad un processo di laminazione interposto per l'aumento del diametro, With the teaching according to the invention, considerable advantages are obtained with respect to the conventional carrying out of the process in existence up to now. In this way, molding in one operation avoids the previously required replacement of molds, which results in significantly shorter downtimes and significantly higher productivity and minimizes storage for molds. The four essential phases of the forging process, which can be carried out, according to the invention, in succession in one pull and respectively overlapping in part, i.e. loading and centering, upsetting, mold filling and unloading, allow the production of a pre-polished wheel which, subsequently, must be subjected, again only to a machining to removal of chips and possibly to a rolling process interposed for the increase in diameter,

In una realizzazione preferìta dell'invenzione, sullo spezzone si pone una spina come utensile separato in allineamento centrale, ad esempio per mezzo di un utensile manovrabile e, dopo il processo di foratura, viene allontanate insieme alla sbavatura tranciata da esso,dallo spezzone, cosa che ha il vantaggio che la spina separata, dopo ogni processo di foratura, viene o può essere cambiata in modo che, rispetto ai procedimenti e dispositivi tradizionali, con la stessa spina non è possibile eseguire una foratura in successione e quindi nella spina non si hanno problemi di usura. In a preferred embodiment of the invention, a pin is placed on the blank as a separate tool in central alignment, for example by means of a maneuverable tool and, after the drilling process, it is removed together with the burr cut therefrom, from the blank. which has the advantage that the separate pin, after each drilling process, is or can be changed so that, compared to traditional methods and devices, with the same pin it is not possible to drill in succession and therefore there are no wear problems.

Con l'invenzione è quindi possibile eseguire, senza cambiare lo stampo, in successione e con minimo impiego di tempo, tutto il processo di fucinatura, a partire da uno spezzone - preferibilmente prodotto come lingotto cilindrico - fino alla ruota finita. With the invention it is therefore possible to carry out, without changing the mold, in succession and with a minimum use of time, the whole forging process, starting from a piece - preferably produced as a cylindrical ingot - up to the finished wheel.

Alla forma strutturale sorprendentemente compatta della macchina, ottenuta con l'invenzione con l'aiuto degli accorgimenti illustrati precedentemente, contribuisce anche il dispositiv di centraggio multifunzionale con cui avviene_.il caricamento della pressa con lo spezzone, il suo centraggio e_ infine lo scarico della pressa. The multifunctional centering device also contributes to the surprisingly compact structural shape of the machine, obtained with the invention with the help of the previously illustrated devices, with which the press is loaded with the piece, its centering and finally the press unloading. .

Un particolare molto importante, per la rea- _ lizzazione del l .' invenzio ne è dato. ..dall 'anello esterno che cinge lo stampo .inferiore ne l zona per ife- _ rica e lo sovrasta, che rappresenta la limitazione _ A very important detail, for the realization of the l. invention is given. ..from the outer ring that surrounds the lower mold in the hyphal area and overhangs it, which represents the limitation _

vamente per la.ruota preforgiata, cioè la limitazione laterale del l intercapedine tra lo stampo su- _ periore e lo stampo inferiore. In questo caso, la realizzazione a uno stadio del procedimento secondo l'invenzione può essere ottenuta in modo particolarmente semplice per il fatto che l'anello esterno, nella forma di rea l izzazione vantaggiosa dell'invenzione segue almeno a tratti i movimenti dello stampo superiore, in particolare esso partecipa forzatamente, durante l'abbassamento dello stampo superiore, al suo movimento, mentre la distanza tra gli stampi si riduce in modo da provvedere sempre ad una limitazione periferica pulita. specifically for the pre-forged wheel, that is, the lateral limitation of the gap between the upper mold and the lower mold. In this case, the one-stage embodiment of the method according to the invention can be achieved in a particularly simple way due to the fact that the outer ring, in the advantageous embodiment of the invention, follows at least in segments the movements of the upper mold , in particular, it participates forcibly, during the lowering of the upper mold, in its movement, while the distance between the molds is reduced so as to always provide for a clean peripheral limitation.

Preferibilmente, l'anello esterno viene spinto , speci a Imente dal cilindro idraulico che lo sostiene dal basso, con una determinata forza verso l'alto e, a cau.sa.del.suo diametro minore-rispetto-alIo stampo superiore,,giunge, durante il processo di stampag- . gio con il suo bordo superiore a contatto con il lato inferiore dello stampo superiore.e..rimane .in . questa posizione fino alla realizzazione della,ruota, cioè la forza,di compressione,fa.in modo che,,contra- .. riamente alla forza che spinge l'.anello esterno ,νer .. so lalto , l'anello venga,spostato., durante il pro-_ cesso di stampaggio, verso il basso, mentre, durante questo periodo esso non perde mai la funzione della limitazione periferica. Preferably, the outer ring is pushed, especially by the hydraulic cylinder which supports it from below, with a determined force upwards and, due to its smaller diameter-than-the upper mold, it reaches , during the printing process. with its upper edge in contact with the lower side of the upper mold. this position up to the realization of the wheel, that is the compression force, makes it so that, contrary to the force that pushes the outer ring, upwards, the ring is moved ., during the molding process, downwards, while during this period it never loses the function of the peripheral limitation.

Infine, anche il dispositivo di centraggio e di caricamento secondo l'invenzione partecipa a creare una struttura compatta e a ridurre i tempi di preparazione macchina poiché con esso non solo si porta lo spezzone tra gli stampi - un ulteriore spostamento del pezzo non è poi più necessario fino alla realizzazione definitiva della ruota prefucinata - ma, allo stesso tempo, si allinea anche centralmente detto spezzone tra gli stampi in modo che lo spazio tra gli stampi e l'anello esterno, cioè la forma della fucinatura venga riepita uniformemente durante lo stampaggio successivo· Finally, the centering and loading device according to the invention also participates in creating a compact structure and in reducing machine preparation times since with it not only the blank is carried between the molds - further displacement of the workpiece is then no longer necessary. up to the definitive realization of the pre-burned wheel - but, at the same time, said piece is also centrally aligned between the molds so that the space between the molds and the outer ring, i.e. the shape of the forging, is filled evenly during the subsequent molding

Una costruzione del dispositivo di centraggio e di caricamento particolarmente poco ingombrane quindi pure coinvolto nella realizzazione di una struttura compatta .del l 'apparecchio è data, per una forma di.esecuzione .preferita,_dal .fatto che.il.dispo siti.vo di centraggio.e di caricamento è costituito., da un.anello che.porta più morsetti, il quale può essere costituito da _un.profila _ad _U aperto verso il suo centro, in cui i denti.ad__arco_orientati ver so l interno, presentanti preferìbìlmente supefiici di loro zona terminale, sono collocati in modooscillabile. In questo caso, nell'anello o sull'anello può essere previsto un dispositivo di azionamento che muove i denti ad arco contemporaneamente e uniformemente in modo che,con _le lo-_ ro superfici di bloccaggio, essi vengano spostati verso il centro a guisa di un diaframma ad iride verso questo e vengano allontanati da questo. Se l'anello presenta, ad esempio, tre denti ad arco, allora con questi si può determinare statisticamente uno spezzone cilindrico, cioè lo si può afferrare senza grado di libertà indeterminato e manipolarlo in modo gradito. A construction of the centering and loading device which is particularly space-saving and therefore also involved in the production of a compact structure of the apparatus is given, for a preferred embodiment, by the fact that the device is located. centering and loading is constituted., by a ring that carries several clamps, which can be constituted by a profile with a U open towards its center, in which the arch teeth are oriented towards the inside, preferably having surface of their terminal area, they are placed in a switchable way. In this case, an actuation device may be provided in the ring or on the ring which moves the arc teeth simultaneously and uniformly so that, with their locking surfaces, they are displaced towards the center in the manner of a an iris diaphragm towards this and are moved away from this. If the ring has, for example, three arched teeth, then with these it is possible to statistically determine a cylindrical piece, that is, it can be grasped without an indeterminate degree of freedom and manipulated in a pleasing manner.

Con un braccio oscillante che porta l'anello con un asse oscillante verticale che si estende al di fuori della zona delle colonne della pressa è quindi possibile, in modo eccellente, una introduzione dello spezzone tra i portautensili e rispettivamente gli stampi dove, attraversa la posizione centrale del spezzone, definita dai denti.ad arco, all'interno dell'anello si ha l'eccellente possibilità di prevedere, per il braccio oscillante .che.porta l!anello, . nella posizione orientata verso.I'interno della._pres sa, un arresto che poi definisce in modo esatto,la __ posizione centrale dello spezzone..al.!.'interno della pressa. I denti ad arco vengono poi aperti..in modo che lo spezzone venga deposto sul posto desiderato dello stampo inferiore. With an oscillating arm that carries the ring with a vertical oscillating axis that extends outside the area of the press columns it is therefore possible, in an excellent way, to introduce the piece between the tool holders and the dies respectively where it passes through the position. central part of the piece, defined by the arched teeth, inside the ring there is the excellent possibility of providing, for the oscillating arm which carries the ring,. in the position oriented towards the inside of the press, a stop which then precisely defines the central position of the piece inside the press. The arched teeth are then opened so that the piece is placed on the desired location of the lower mold.

Se, secondo un altro particolare dell'invenzione, il diametro interno dell'anello del dispositivo di centraggio e di caricamento è maggiore del diametro esterno dello stampo superiore e del portautensile superiore che porta detto stampo e i denti ad arco sono dimensionati in modo da poter entrare, quando sono in posizione apeta, sostanzialmente nel profilato ad U dell'anello, il dispositivo di centrag gio e di caricamento può rimanere nella sua posizione di arresto interna, mentre il processo di fucinatura e rispettivamente di stampaggio alla pressa ad un solo stadio secondo l'invenzione viene eseguito, e quindi afferrare la ruota fucinata in modo finito e prelevarla dalla pressa, dopo di che si avvia un nuovo processo di caricamento If, according to another detail of the invention, the internal diameter of the ring of the centering and loading device is greater than the external diameter of the upper mold and of the upper tool holder which carries said mold and the arched teeth are sized so as to be able to enter , when they are in the open position, substantially in the U-shaped profile of the ring, the centering and loading device can remain in its internal stop position, while the forging process and, respectively, forging at the press in a single stage according to the invention is carried out, and then grasp the forged wheel in a finished way and take it from the press, after which a new loading process is started

Questo di spositivo di centraggio e d i cari cemento secondo l'invenzione -produce,-quindi, da molti punti di vista, una semplificazione del dispo-_sitivo rispetto alle macchine tradizionali e ai ma-.n-ipoiatori_relativi e rispettivamente .ai-dispositivi di trasporto .e di sollevamento-nonché,una notevole_ riduzione .del tempo p.reparazlone_macchina anche _du rante lo scarico.de.l.la_pressa. This centering and cementing device according to the invention thus produces, from many points of view, a simplification of the device with respect to traditional machines and relative manipulators and transport devices respectively. and lifting, as well as a considerable reduction in the time for preparing the machine also during the unloading of the press.

Altri particolari e vantaggi_dell inven z.ione.emergono,dalle altre_.rivendicazioni..dipenden ti nonché dalla.descrizione successiva dei disegni all.egati. In essi Other details and advantages of the invention emerge from the other dependent claims as well as from the subsequent description of the accompanying drawings. In them

1a figura la mostra l.a pressa secondo l'invenzione nella fase di_ caricamento, in sezione schematica longitudinale; Figure 1 shows the press according to the invention in the loading phase, in a schematic longitudinal section;

la figura ib mostra la pressa rappresen-_ tata nella figura 1a nella fase di ricalcatura;_ figure ib shows the press shown in figure 1a in the upsetting step;

la figura 1c mostra l'apparecchio secondo le figure 1a e 1b nel l a fase di riempimento ; Figure 1c shows the apparatus according to Figures 1a and 1b in the first filling step;

la f igura 1d mostra la parte inferiore del -l apparecchio secondo le f igure 1a , 1 b e le ne l la fase di scarico; figure 1d shows the lower part of the appliance according to figures 1a, 1b and the unloading phase in the figure;

la f i gura 2 mostra una spina mani pol abi le separatamente , i n rappresentazione prospettica ; la figura 3 mostra una sezione orizzontale schematica lungo la pressa, dove il dispositivo di. centraggio e di caricamento è rappresentato sia nella sua posizione di centraggio orientata in dentro sia a tratteggio nella sua posizione di scarico e rispettivamente di caricamento orientata in fuori; e la figura 4 mostra il dispositivo di centraggio e di caricamento secondo la figura 3 in vista dall'alto ingrandita. Figure 2 shows a separately hand-polable spine, in a perspective representation; Figure 3 shows a schematic horizontal section along the press, where the device of. centering and loading is shown both in its centering position oriented inwards and in broken lines in its unloading and loading position oriented outwards respectively; and Figure 4 shows the centering and loading device according to Figure 3 in an enlarged top view.

Come si rileva dalle figure da 1a a 1d, l'apparecchio di fucinatura 1 secondo l'invenzione è costituito da una pressa, in linea di massima nota nella sua struttura, con un alloggiamento superiore 2.-per l'utensile che porta, sul lato inferiore, uno stampo superiore 3. Da controutensile agisce uno stampo inferiore 4 fisso, fissato su un portautensile inferiore 5 (vedi Fig. 1c). As can be seen from figures 1a to 1d, the forging apparatus 1 according to the invention consists of a press, generally known in its structure, with an upper housing 2 - for the tool it carries, on the lower side, an upper mold 3. A fixed lower mold 4, fixed on a lower tool holder 5, acts as a counter-tool (see Fig. 1c).

Sof.o fino a questo punto, la struttura della pressa può essere considerata in linea di massima nota poiché, già a differenza della tecnica conosciuta, lo stampo superiore e inferiore 3 e rispettivamente 4 possiedono, nell'ambito dell'invenzione, già dall'inizio, la forma negativa necessaria per la forma finale della ruota da fucinare cioè, a causa delle fasi procedurali e degli accorgimenti del dispositivo ancora da illustrare dettagliatamente in seguito, non è necessario, una sostituzione degli stampi durante tutto il processo c[i fucinatura che va dallo spezzone 6a fino alla ruota finita 6d^. Up to this point, the structure of the press can be considered generally known since, already unlike the known technique, the upper and lower mold 3 and 4 respectively have, within the scope of the invention, already from beginning, the negative shape necessary for the final shape of the wheel to be forged, that is, due to the procedural steps and the devices of the device still to be illustrated in detail below, it is not necessary to replace the molds during the whole process c [i forging which it goes from the piece 6a to the finished wheel 6d ^.

Il portautensile superiore 2 possiede un foro centrale passante 7, allineato con _in foro passante 8 pure centrale ma di diametro leggermente minore nello stampo superiore. Attraverso questi fori passanti 7 e 8 si può spostare dall'alto uno stantuffo interno 9, il cui diametro è dimensionato in modo da poter scorrere nel foro passante 8. The upper tool holder 2 has a central through hole 7, aligned with a through hole 8 which is also central but of a slightly smaller diameter in the upper mold. Through these through holes 7 and 8 an internal piston 9 can be moved from above, the diameter of which is sized so that it can slide into the through hole 8.

Dall 'altro lato, anche lo stampo inferiore 4 presenta un foro passante centrale 11 che, per motivi da illustrare ancora in seguito, possiede un diametro ancora più grande del foro passante 7 nel portautensile superiore 2. Infine, anche il portautensile inferiore 5 possiede un foro passante centrale 12 che, a sua volta, ha un diametro minore del foro passante 11 nello stampo inferiore 4, però è maggiore del foro passante 8 nello stampo superiore 3. Nel foro 12 è disposto un espulsore 13 mobile avanti e indietro. On the other hand, the lower mold 4 also has a central through hole 11 which, for reasons to be explained further on, has an even larger diameter than the through hole 7 in the upper tool holder 2. Finally, the lower tool holder 5 also has a central through hole 12 which, in turn, has a smaller diameter than through hole 11 in lower mold 4, but is larger than through hole 8 in upper mold 3. In hole 12 there is an ejector 13 movable back and forth.

Nelle fasi di fucinatura mostrate nelle figure 1a,b,c, nel foro 11 dello stampo inferiore 4 è disposto un anello espulsore 14 sullo stampo inferiore 5, cioè il diametro esterno dell'anello espulsore 14 corrisponde al diametro interno del foro passante 11 dello stampo inferiore 4 e, con ciò, è maggiore del diametro del foro passante 12 mentre il diametro interno dell'anello espulsore 14 è minore di quello del foro passante centrale 12 e corrisponde al diametro del passaggio 15 del mozzo da perforare per l'asse della ruota da inserire in seguito. In the forging steps shown in Figures 1a, b, c, an ejector ring 14 is arranged in the hole 11 of the lower mold 4 on the lower mold 5, i.e. the external diameter of the ejector ring 14 corresponds to the internal diameter of the through hole 11 of the mold lower 4 and, with this, is greater than the diameter of the through hole 12 while the internal diameter of the ejector ring 14 is smaller than that of the central through hole 12 and corresponds to the diameter of the passage 15 of the hub to be drilled for the wheel axis to be inserted later.

Tutti i fori passanti illustrati precedentemente, compreso l'anello espulsore 14 e lo stantuffo interno 9 nonché l'espulsore 13, sono allineati centralmente l'uno sull'altro. All the through holes illustrated above, including the ejector ring 14 and the internal piston 9 as well as the ejector 13, are centrally aligned on each other.

All'apparecchio secondo l'invenzione appartiene, preferibilmente un dispositivo di centraggio e di caricamento 16, rappresentato in sezione trasversale nelle figure da 1a a 1d e in vista dall'alto nelle figure 3 e 4, il quale è costituito da un profilato ad U aperto da un anello 17 al suo centro e porta tredenti ad arco 18, collocati in questo profilato tra i fianchi dello stesso in modo che essi possano essere oscillati nel piano dell'anello. Nella figura 4 sono rappresentate due di un gran numero di posizioni di oscillazione possibili dei denti ad arco 18. Preferably a centering and loading device 16 belongs to the apparatus according to the invention, represented in cross section in Figures 1a to 1d and in top view in Figures 3 and 4, which consists of a U-shaped profile opened by a ring 17 in its center and carries three arched elements 18, placed in this section between the sides of the same so that they can be oscillated in the plane of the ring. Figure 4 shows two of a large number of possible oscillating positions of the arched teeth 18.

I denti ad arco e rispettivamente i morsetti 18 possiedono una forma e dimensione tale da poter essere inseriti, come si vede dalla figura 4, almeno per la maggior parte nel profilato ad U dell'anello 17 e quindi il diametro interno libero del dispositivo di centraggio e di caricamento 17 possiede un passaggio libero, più grande possibile che, per motivi ancora da indicare, dovrebbe essere maggiore del diametro esterno dello stampo superiore 3 e del portautensile superiore 2. Mediante un dispositivo di azionamento non rappresentato più dettagliatamente, i tre morsetti e rispettivamente i denti ad arco 18 possono essere spostati dall'esterno e rispettivamente tramite l'anello 17 che li porta, e precisamente contemporaneamente e uniformemente, in modo da stabilire staticamente, come emerge pure dalla figura 4, lo spezzone 6a e poterlo afferrare centralmente in modo da esse allineato all'anello. The arched teeth and respectively the clamps 18 have a shape and size such that they can be inserted, as can be seen from Figure 4, at least for the most part in the U-shaped profile of the ring 17 and therefore the free internal diameter of the centering device and loading bore 17 has a free passage, as large as possible which, for reasons yet to be indicated, should be greater than the outer diameter of the upper mold 3 and the upper tool holder 2. By means of a drive device not shown in more detail, the three clamps and respectively the arched teeth 18 can be moved from the outside and respectively through the ring 17 that carries them, and precisely simultaneously and uniformly, so as to statically establish, as also emerges from Figure 4, the segment 6a and to be able to grasp it centrally in so that they are aligned with the ring.

Il dispositivo di centraggio e di caricamento 16 è fissato, nell'esempio di esecuzione rappresentato, come mostra la figura 3, su un braccio oscillante 19 con asse oscillante 22 che si estende lateralmente in senso verticale accanto ad una delle colonne 21 della pressa, in modo che il dispositivo di centraggio e di caricamento 16, dalla posizione di caricamento e rispettivamente scaricamento rappresentata a tratteggio in cui esso afferra nel modo rappresentato e descritto avanti lo spezzone 6a fornito alla pressa, possa poi essere oscillato orizzontalmente nella zona della pressa nella posizione di centraggio rappresentata con linee continue, e precisamente, attraverso un arresto o limitazione di corsa simile, può essere oscillato esattamente in una posizione centrale all'interno della pressa per lo spezzone tenuto centralmente nel dispositivo di caricamento 16, cioè lo spezzone 6a può essere deposto centralmente ai fori passanti allineati in parallelo tra lo stampo superiore 3 e ri spett ivametne lo stampo inferiore 4 sullo stampo inferiore 4, come emerge dalla figura la. The centering and loading device 16 is fixed, in the illustrated embodiment example, as shown in Figure 3, on an oscillating arm 19 with an oscillating axis 22 which extends laterally in a vertical direction next to one of the columns 21 of the press, in so that the centering and loading device 16, from the loading and respectively unloading position shown in broken lines in which it grasps the piece 6a supplied to the press in the manner shown and described below, can then be oscillated horizontally in the zone of the press in the position of centering represented with continuous lines, and precisely, through a stop or similar stroke limitation, it can be oscillated exactly in a central position within the press for the blank held centrally in the loading device 16, i.e. the blank 6a can be deposited centrally to the through holes aligned in parallel between the upper mold 3 and ri sp ect the lower mold 4 on the lower mold 4, as shown in figure la.

La figura 1a mostra un altro particolare vantaggioso dell'invenzione, cioè una spina 23 quasi "libera" che, dal punto di vista della sua struttura di base, corrisponde alla rappresentazione secondo la figura 2 ed è costituita da un piedino cilindrico 23a nonché da una testa 23b di diametro minore, allineata centralmente a detto piedino. IL diametro del piedino 23a è scelto in modo che esso possa superare l'anello espulsore 14 attraverso il foro passante centrale di esso analogamente al foro passante 12 attiguo verso il basso del supporto inferiore 5 dell'utensile. Il diametro della testa 23b della spina corrisponde all'incirca a quella del foro passante centrale 8 nello stampo superiore 3, in modo che la spina possa entrare con la sua testa 23b nello stampo superiore 3, però fino all'arresto dello stampo superiore 3 sul piedino 23a (vedi anche Fig. 1b). A proposito della spina 23 si deve far rilevare ancora che, variando la lunghezza 1f del suo piedino, si pos sono compensare, in modo da illustrare ancora in seguito, tolleranze nel volume di uscita del lingotto. Figure 1a shows another advantageous detail of the invention, that is an almost "free" pin 23 which, from the point of view of its basic structure, corresponds to the representation according to Figure 2 and is constituted by a cylindrical pin 23a as well as by a head 23b of smaller diameter, centrally aligned with said foot. The diameter of the pin 23a is chosen in such a way that it can pass the ejector ring 14 through the central through hole thereof, similarly to the through hole 12 adjacent to the bottom of the lower support 5 of the tool. The diameter of the head 23b of the pin corresponds approximately to that of the central through hole 8 in the upper mold 3, so that the pin can enter with its head 23b into the upper mold 3, but up to the stop of the upper mold 3 on the foot 23a (see also Fig. 1b). With regard to the pin 23, it should also be noted that, by varying the length 1f of its foot, tolerances in the output volume of the ingot can be compensated, in order to illustrate further on.

Come emerge dalla figura la, la spina 23 viene posata,per mezzo di un braccildi trasporto 24 oscillabile preferibilmente in senso orizzontale dopo il caricamento della pressa con lo spezzone 6a, centralmente in modo "libero" su questo, cioè come utensile separato, svincolato da eltre parti della macchina, e precisamente con il suo piedino 23a collocato centralmente sullo spezzone 6a. As can be seen from figure la, the pin 23 is placed, by means of a transport arm 24 which can be oscillated preferably horizontally after loading the press with the piece 6a, centrally in a "free" way on this, i.e. as a separate tool, released from other parts of the machine, and precisely with its foot 23a placed centrally on the piece 6a.

Dell'apparecchio secondo l'invenzione fa parte, infine, ancora un anello esterno 25, sollevabile e abbassabile per mezzo di cilindri idraulici 26 che agiscono sul suo lato inferiore. Il diametro interno dell'anello esterno 25 corrisponde al diametro esterno dello stampo inferiore 4, in modo che l'anello esterno 25 possa scorrere lungo il perimetro dello stampo inferiore 4 ed è inferiore al diametro esterno dello stampo superiore 3. Finally, another outer ring 25 is part of the apparatus according to the invention, which can be raised and lowered by means of hydraulic cylinders 26 which act on its lower side. The inner diameter of the outer ring 25 corresponds to the outer diameter of the lower mold 4, so that the outer ring 25 can slide along the perimeter of the lower mold 4 and is smaller than the outer diameter of the upper mold 3.

Con riferimento alle figure da la a 1d, vengono descritte in seguito le fasi di fucinatura da eseguire secondo l'invenzione in una tirata, le quali, secondo lo stato della tecnica, non potrebbero essere eseguite in una operazione ma soltanto in più stadi, interrotti da più cambi di stampo: With reference to Figures 1a to 1d, the forging steps to be carried out according to the invention in one stroke are described below, which, according to the state of the art, could not be carried out in one operation but only in several interrupted stages. from multiple mold changes:

Nella posizione rappresentata nella figura 1a, cioè in presenza di stampo superiore 3 sollevato, lo spezzone cilindrico (del peso di circa 500 - 100 Kg) 6a con superficie disossidata da tutti i lati e con superfici frontali parallele viene cinto da tutte le parti per mezzo del dispositivo di centraggio e di caricamento orientabile nell'asse della pressa nel modo descritto precedentemente, viene portato sotto la pressa e deposto centralmente sullo stampo inferiore 4. Successivamente, la spina 23 viene posata, per mezzo del braccio di trasporto 24, centralmente sullo spezzone 6a, dopo di che il braccio di trasporto 24 viene riportato indietro, cioè al di fuori della zona dello stampo nella posizione di caricamento e rispettivamente di scarico, e 1 denti ad arco e rispettivamente i morsetti 18 vengono svincolati e tirati nel profilato ad U dell'anello 17. Lo stantuffo interno 9 si trova, in questa situazione, in posizione sollevata in cui esso sporge con la sua punta 13a con spallamento attraverso l'anello espulsore e con il suo diametro maggiore è, sul lato inferiore, attiguo a questo. In the position shown in figure 1a, i.e. in the presence of the upper mold 3 raised, the cylindrical piece (weighing about 500 - 100 kg) 6a with a deoxidized surface on all sides and with parallel front surfaces is surrounded on all sides by means of the centering and loading device, which can be oriented in the axis of the press in the manner described above, is brought under the press and placed centrally on the lower mold 4. Subsequently, the pin 23 is placed centrally on the piece by means of the transport arm 24 6a, after which the transport arm 24 is brought back, i.e. outside the mold area in the loading and unloading position respectively, and the arched teeth and respectively the clamps 18 are released and pulled into the U-shaped section of the ring 17. The inner piston 9 is, in this situation, in the raised position in which it protrudes with its tip 13a with shoulder to tthrough the ejector ring and with its larger diameter it is, on the lower side, adjacent to it.

Per la scelta della spina 23 si deve far rilevare ancora che la lunghezza 1^. del suo piedino è adattata, come già detto, alla tolleranza volumetrica del lingotto, cioè compensa detta tolleranza, la lunghezza del piedino, dopo che il lingotto è stato segnato e pesato,essendo scelta in modo da risultare adegua tamente lunga a seconda del sovrappeso o del sottopeso.Quanto minore è il sovrappeso del lingotto 6a tanto più lungo è il piedino scelto, cioè tanto maggiore è lf, dato che poi, al termine della fase di ricalcatura descritta in seguito, viene asportato ancora dallo spezzone, mediante perforazione, e rispettivamente allontanato ancora soltanto relativamente poco materiale, dato che il volume del piedino 23a della spina contribuisce, nella fase di ricalcatura e di riempimento descritta in seguito, al volume di spostamento. Ciò significa che, per ogni svolgimento di fucinatura, la spina 23 è l'unica parte da sostituire in base al peso di partenza dello spezzone 6a, cosa che, a sua volta, presenta l'altro vantaggio che, attraverso la sostituzione della spina separata, non si hanno problemi di usura e si garantisce un riempimento esatto della cavità formata dai due stampi 3 e 4 oltre ad un esatto pe^so finale. For the selection of the pin 23 it must be pointed out again that the length 1 ^. of its foot is adapted, as already mentioned, to the volumetric tolerance of the ingot, i.e. it compensates for said tolerance, the length of the foot, after the ingot has been marked and weighed, being chosen in such a way as to be suitably long depending on the overweight or The lower the overweight of the ingot 6a, the longer the chosen foot, i.e. the greater the lf, since, at the end of the upsetting phase described below, it is removed again from the piece, by drilling, and respectively still only relatively little material is removed, since the volume of the pin pin 23a contributes, in the upsetting and filling step described below, to the displacement volume. This means that, for each forging process, the pin 23 is the only part to be replaced based on the starting weight of the piece 6a, which, in turn, has the other advantage that, through the replacement of the separate pin , there are no wear problems and an exact filling of the cavity formed by the two molds 3 and 4 is guaranteed as well as an exact final weight.

La f igura 1b mostra . la fase di ri ca lcatura ..durante, la qua le l ' al loggi amento superiore 2 del l ' utens i le ,v iene . abbassato con. _lo_.stamp.o super iore .3,. . portando lo spezzone.6a nella sua preforma 6b, dove, il piedino 23a della spina entra completamente nel-., lo spezzone e lo stampo superiore 3 e le.parti_.del-._. l 'alloggiamento superiore 2 dell utensile si sposta no almeno parzialmente lungo l anello 17 del dispositivo di centraggio e di caricamento 16. L immersione della spina 23a (Fig. 2) nello spezzone ricalcato 6b viene ottenuta mediante abbassamento dello stampo superiore 3 che, in questo caso, poggia sul piedino 23a della spina, dato che il foro 8 è maggiore del diametro della testa 23b della spina però è minore di quello del piedino 23a della spina. In questa fase si mette in evidenza già la funzione importante dell'anello esterno 25, che limita perifericamente la deformazione orientata verso l'esterno dello spezzone 6a/6b, cioè il materiale non può scorrere oltre il perimetro interno dell'anello esterno 26 che viene tenuto dal cilindro idraulico 26 nella sua posizione più alta possibile che, nelle fasi di fucinatura, è definita dall'arresto del suo bordo superiore sul lato inferiore dello stampo superiore 3 ( vedi Fi g . 1 b) . Figure 1b shows. the deburring phase ... during which the upper slot 2 of the tool disappears. lowered with. _lo_.print.or higher .3 ,. . bringing the piece 6a into its preform 6b, where the pin 23a of the pin enters completely into the piece and the upper mold 3 and the parts of the pin. the upper housing 2 of the tool moves at least partially along the ring 17 of the centering and loading device 16. The immersion of the pin 23a (Fig. 2) in the upset piece 6b is obtained by lowering the upper mold 3 which, in this case rests on the pin 23a of the pin, since the hole 8 is larger than the diameter of the head 23b of the pin but is smaller than that of the pin 23a of the pin. In this phase, the important function of the outer ring 25 is already highlighted, which peripherally limits the deformation oriented towards the outside of the segment 6a / 6b, i.e. the material cannot flow beyond the inner perimeter of the outer ring 26 which is held by the hydraulic cylinder 26 in its highest possible position which, in the forging stages, is defined by the stop of its upper edge on the lower side of the upper mold 3 (see Fig. 1 b).

Dopo questa f ase d i rica lcatura segue i ni nterrottamente la fase di riempimento rappresentata nella figura 1c durante la quale viene abbassato u lteriormente lo stampo superiore 3 con il portautensile superiore 2, fino a quando la cavità definitivamente stabilita tra i due stampi 3> 4 è completamente piena. After this cutting phase, the filling phase shown in figure 1c is interrupted, during which the upper mold 3 is lowered further with the upper tool holder 2, until the cavity definitively established between the two molds 3> 4 it is completely full.

Durante questo ulteriore abbassamento deilo stampo superiore 3, l'anello esterno 25 viene spinto verso il basso contro la sua forza di precarico diretta verso l'alto, fino a quando esso, cingendo completamente il perimetro esterno dello stampo inferiore 4 e sovrastando verso l'alto lo stampo inferiore 4, poggia sul portautensile inferiore 5,cingendoquindi la forma dello stampo, nella sua posizione rappresentata nella figura 1c, tra lo stampo superiore e lo stampo inferiore 3 e rispettivamente 4 in modo da chiuderla verso l'esterno. Quando lo stampo superiore 3 raggiunge la sua posizione inferiore - e quindi quando si raggiunge anche una compensazione esatta della tolleranza del volume del lingotto -, cioè alla fine della fase di riempimento, che termina con il riempimento completo della forma dello stampo,rappresentata nella figura 1c, inizia il processo di foratura in cui il passaggio centrale viene prodotto in corrispondenza del mozzo della ruota fucinata, e precisamente mediante ulteriore abbassamento dello stantuffo interno 9 con la spina 23 nel materiale della ruota e attraverso detto materiale, durante la cui fase, l'espulsore 13 viene ritirato verso il basso in modo che la spina 23'· e il resto del foro perforato da essa e rispettivamente la sbavatura 27 possano cadere verso il basso attraverso il foro centrale dell'anello espulsore 14 e il foro passante centrale 12 del portautensile inferiore 5 ed essere espulsi. During this further lowering of the upper mold 3, the outer ring 25 is pushed downwards against its upwardly directed preload force, until it, completely encircling the outer perimeter of the lower mold 4 and overhanging towards the the lower mold 4 rests on the lower tool holder 5, thus encircling the shape of the mold, in its position shown in Figure 1c, between the upper mold and the lower mold 3 and 4 respectively, so as to close it towards the outside. When the upper mold 3 reaches its lower position - and therefore when an exact compensation of the tolerance of the ingot volume is also achieved -, i.e. at the end of the filling phase, which ends with the complete filling of the mold shape, represented in the figure 1c, the drilling process begins in which the central passage is produced at the hub of the forged wheel, and precisely by further lowering the internal piston 9 with the pin 23 into the wheel material and through said material, during the phase of which, the The ejector 13 is withdrawn downwards so that the pin 23 'and the rest of the hole drilled therefrom and respectively the burr 27 can fall downwards through the central hole of the ejector ring 14 and the central through hole 12 of the lower tool holder 5 and be ejected.

Lo spezzone è stato portato ora in una tirata nella forma fucinata della ruota e può essere prelevato dalla pressa. Ciò avviene sollevando l'espulsore 13 che, con il suo gradino, giunge al disotto della sua punta 13a a contatto con l'anello espulsore 14, lo solleva spostandolo ulteriormente verso l'alto e con ciò solleva anche la ruota 6b che si sostiene con il suo mozzo su du esso (vedi Fig. 1d). Quindi si portano di nuovo i morsetti e rispettivamente i denti ad arco 18 del dispositivo di centraggio e di caricamento 16 verso l'interno cingendo, con le loro superfici di bloccaggio, esternamente la ruota 6d, che poi, dopo il ritiro dell'espulsore 13, può essere oscillata lateralmente in senso orizzontale nella posizione di caricamento e rispettivamente di scarico rappresentata a trattegg io(nel la figura 3 in cui, aprendo e svincolando i morsetti e rispettivamente i denti ad arco 18, si libera la ruota 6d per la rimozione. The blank has now been pulled into the forged wheel shape and can be removed from the press. This occurs by lifting the ejector 13 which, with its step, reaches below its tip 13a in contact with the ejector ring 14, raises it by moving it further upwards and thereby also raises the wheel 6b which is supported with its hub on it (see Fig. 1d). Then the clamps and respectively the arched teeth 18 of the centering and loading device 16 are brought back inwards, encircling, with their locking surfaces, the wheel 6d externally, which then, after the withdrawal of the ejector 13 , can be oscillated laterally horizontally in the loading and respectively unloading position represented in dashed lines (in Figure 3 in which, by opening and releasing the clamps and respectively the arched teeth 18, the wheel 6d is released for removal.

In questo modo, la fucinatura della ruota da uno spezzone cilindrico è terminata, dove questa può essere eseguita, secondo l invenzione, in una tirata senza il cambio degli stampi finora necessari, in modo da poter iniziare immediatamente un nuovo processo di fucinatura, costituito dal caricamento, dalla ricalcatura, dal riempimento e dallo scaricamento . In this way, the forging of the wheel from a cylindrical piece is finished, where this can be carried out, according to the invention, in a pull without changing the molds previously required, so as to be able to immediately start a new forging process, consisting of the loading, upsetting, filling and unloading.

Claims

CLAIMS 1. Procedure for the production of a. wheel, in particular a preformed railway wheel (6d), in an operation comprising loading the press with a length or ingot (6a), a preforming by upsetting the part, a subsequent filling of the mold cavity by further press molding and drilling of the pre-formed wheel as well as subsequent removal of the forged wheel (unloading).

2. Process according to claim 1, characterized in that the loading takes place by means of central alignment of a cylindrical piece or ingot.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a pin is placed centrally on the length during the loading step.

4. Process according to one or more claims 1 to 3, characterized in that the drilling begins during filling.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the volume tolerance of the ingot is compensated by the choice of the size of the pin, in particular the length of its foot.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the operation is carried out many times without changing the molds.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pin and the burr are discharged downwards after filling.

8. Process according to claim 7, characterized by the fact that the elimination of the plug and the burr takes place before unloading.

9. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 8 with an upper mold (3) with a central through hole (8), a lower mold (4) with a central through hole (11), a device centering and loading (16), an outer ring (25) that surrounds and overhangs the lower mold in the peripheral area and with a pin (23).

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the upper mold (3) held on an upper housing (2) of the tool can be raised and lowered

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the outer ring (25) participates, at least in sections, in the execution of the movements of the upper mold.

Apparatus according to one or more claims 9 to 11, characterized in that the outer ring (25) is, at least from time to time, in active connection with the upper mold (3).

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the active connection is achieved through the contact of the upper edge of the outer ring (25) with the lower side of the upper mold (3).

Apparatus according to one or more claims 9 to 13, characterized in that the outer ring (25) is always under pressure directed upwards.

15. Apparatus according to claim 14, characterized by a hydraulic pressure loading.

16. Apparatus according to claim 15, characterized by a plurality of hydraulic cylinders (26) which support the outer ring (25) at the bottom.

17. Apparatus according to one or more claims 9 to 16, characterized by a free, separate pin (23) which can be placed centrally on the piece by means of a manipulator (transport arm) (24). 1 Θ.

Apparatus according to one or more claims 9 to 17, characterized in that the pin (23) is a solid cylinder with a shoulder, where the region of greater diameter is located, as a foot (23a), first on the piece (6a).

19. Apparatus according to claim 18, characterized in that the height of the foot and respectively the length (hf) of the same is adapted to the piece to be machined (6a) for the compensation of its weight tolerance.

20. Apparatus according to one or more claims 9 to 19, characterized by an internal plunger (9) which crosses the tool holder (2) and the upper mold (3) centrally and acts at least from time to time on the head (23b) of the plug (23).

21. Apparatus according to one or more claims 9 to 20, characterized by an ejector (13) which passes through the lower tool holder (15) and the lower mold (4).

22. Apparatus according to claim 21, characterized by a support or ejection ring (14), which can be dragged by the tip (13a) of the ejector and which can be placed centrally on the lower mold (4) and respectively on the lower tool holder (5). _

23. Apparatus according to one or more claims 9 to 22, characterized by a central elimination of the pin and the burr through the lower mold (4) and the lower tool holder (5).

24. Apparatus according to one or more claims 9 to 23, characterized by a ring (17) as centering and loading device (16) which carries several clamps.

25. Apparatus according to claim 24, characterized in that the ring (17) is constituted by a U-shaped section, open towards its center.

26. Apparatus according to claim 24 or 25, characterized in that the clamps consist of arched teeth (18) having locking surfaces in their terminal area, aligned towards the center of the ring and placed in an oscillating way in the ring ( 17)

27. Apparatus according to one or more claims 24 to 26, characterized in that the clamps and respectively the arched teeth (18) are jointly and uniformly adjustable in the plane of the ring.

28. Apparatus according to one or more claims from 24 to 27, characterized by three clamps and respectively arched teeth (18).

29. Apparatus according to one or more claims from 24 to 28, characterized by an oscillating arm (19) which carries the ring.

30. Apparatus according to claim 29, characterized by a vertical oscillating axis (22) outside the area of the press columns.

31. Apparatus according to one or more claims 24 to 30, characterized in that the internal diameter of the ring (17) is greater than the diameter of the upper mold £ 3) and of the upper tool holder (2).

32. Apparatus according to one or more claims 24 to 31, characterized in that the clamps and respectively the arched teeth (18) can enter, at least partially, into the U-shaped profile of the ring (17).