DE2438131C2 - Schmiedepresse für das Freiformschmieden von Halbzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung hat eine Schmiedepresse für das Freiformschmieden von Halbzeug, insbesondere von Ringen und Stangen, mit zwei oder mehr gegeneinander abstandsveränderliche Preßbacken aufweisenden Preßeinrichtungen und mit einer Vorschubeinrichtung für das Halbzeug zum Gegenstand, bei der eine erste und eine zweite Preßeinrichtung in zueinander senkrechter Richtung auf das Halbzeug wirken.

Aus der Zeitschrift »The Engineer« vom 14. Juni 1963, Seiten 1097/1098, ist eine Schmiedepresse der vorgenannten Art bekar-nt Bei dieser besteht die Vorschubeinrichtung für das zu schmiedende ringförmige Halbzeug in einem Drehteller, und der Schmiedevorgang erfolgt in einem Zyklus von drei Schritten. In einem ersten Schritt wird der Ring radial geschmiedet dann folgt das vertikale Schmieden und schließlich, als dritter Schritt ein Verdrehen des Ringes auf dem Drehteller zum Positionieren des nächsten zu schmiedenden Ringabschnitts. Diese Schmiedepresse ist zwar zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug ebenfalls geeignet, jedoch ist der Drehteller zum Positionieren des stangenförmigen Halbzeugs nicht verwendbar, so daß für diesen Zweck andere, 'Abständige und von der Schmiedepresse unabhängige Manipulatoren verwendet werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik eine Schmiedepresse derart auszubilden, daß einerseits der Preßvorgang beim Schmieden ringförmigen und stangenförmigen Halbzeugs ohne erheblichen körperlichen Kraftaufwand des Bedienungspersonals bzw. ohne besondere Manipulatoren durchführbar ist. andererseits die Antriebsleistung der Schmiedepresse möglichst gering ist und/oder der Preßvorgang in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Allgemein gilt bisher, daß bei aufeinanderfolgenden Schmiedeschritten — zunächst radiales, dann axiales Schmieden oder umgekehrt — die Antriebsleistung des hydraulischen Direktantriebs geringer, aber der Zeitbedarf groß ist, während bei gleichzeitigem radialem und axialem Schmieden der Zeitbedarf (die Taktfolge) kürzer, aber die erforderliche Antriebsleistung höher ist. Durch die beanspruchten Maßnahmen ist die Schmiedepresse dahingehend optimal gestaltet, daß einerseits infolge der zeitlich aufeinanderfolgenden Preßschmiede-Vorgänge eine geringe Antriebsleistung erforderlich ist und andererseits wegen des mit einem Preßvorgang synchron gesteuerten Vorschubs des ringförmigen Halbzeugs die Taktzeit gleichwohl verkürzt ist. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Schmiedepres-

se beim Schmieden von stangenförmigem Halbzeug au/ Grund der besonderen Ausbildung des gegenseitigen Zustellens der radialen und der axialen Preßeinrichtung der Vorteil erreicht, daß der Vorschub des Halbzeugs ohne besondere schwere Manipulatoren genau positioniert durchführbar ist. Damit ist durch die erfindungsgemäße Schmiedepresse eine neuartige Mehrzweckfunktion verwirklicht

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Preßeinrichtung zwei Preßbackenpaare aufweist und vertikal zustellbar sowie mittels Schwenkvorrichtung zum Schmieden von Ringen um ihre vertikale Achse schwenkbar ist, und daß die zweite Preßeinrichtung mit einem Preßbackenpaar versehen sowie horizontal zustellbar ist ,5

Zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug kann die wie vorbeschriebene Schmiedepresse in unterschiedlichen Ausführungen mit Vorteil angewendet werden, insbesondere in Abhängigkeit von den Abmessungen des Halbzeugs sowie davon, welche Querschnittsform das Stangenmaterial nach dem Schmieden haben soll Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Vorschubrichtung des Stangenmaterials in einem Winkel einerseits zur Längsachse der Schubeinrichtung sowie andererseits zu einer Ebene verläuft, die von den Bewegungsachsen der Preßbakkenpaare der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung aufgespannt ist In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, daß die Vorschubrichtung des stangenför ■ migen Halbzeugs parallel zur Längsachse der Schubeinrichtung sowie senkrecht zu einer von den Bewegungsachsen der Backenpaare der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung aufgespannten Ebene verläuft

Um stangenförmiges Halbzeug mit vom Rechteck abweichenden Querschnittsformen schmieden zu können, ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiedepresse dergestalt vorgesehen, daß außer den beiden horizontal bzw. vertikal zustellbaren Preßeinrichtungen mindestens eine weitere, aufeinanderzu bewegbare Preßbacken aufweisende Preßeinrichtung vorgesehen ist. die in einem Winkel zur horizontalen zustellbar ist.

Beim Schmieden von Ringen wird zunächst die horizontal wirkende Preßeinrichtung zugestellt und führt einen Preßhub zur Veränderung der radialen Dicke des Ringes aus. Dann wird die senkrecht wirkende Preßeinrichtung gegen den Ring und die horizontal wirkende Preßeinrichtung zugestellt und führt anschließend den Preßvorgang zur Veränderung der axialen Dicke des Ringes aus. Synchron mit jedem Preßhub wird die vertikal zustellbare Preßeinrichtung um ihre senkrechte Mittelachse mit Hilfe der am Schlitten der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung angreifenden Schwenkvorrichtung um einen gewissen Winkel verschwinkt. Nach dieser Ausführung des vertikalen Preßhubes und Lösen der Preßbacken wird die vertikale Preßeinrichtung in die Ausgangslage zurückgeschwenkt und kann — nach Durchführung des nächsten Preßhubes der horizontal wirkenden Preßeinrichtung — den nächsten Preßhub und weitere Preßhübe in vorbeschriebener Weise ausführen, bis der Ring die vorgesehenen Abmessungen hat.

Zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug erfolgt der Vorschub des Halbzeugs in der Regel parallel zur Längsachse der horizontalen Schubeinrichtung, kann aber selbstverständlich auch senkrecht oder in einem Winkel dazu erfolgen. Um den Vorschub des stangenförmigen Halbzeugs zu vereinfachen, ist es in vielen Fällen zweckmäßig, die horizontal zustellbare Preßeinrichtung gegenüber der Schubeinrichtung horizontal um 90° schwenkbar zu lagern, so daß der Vorschub des Halbzeugs mit der Schubeinrichtung ausgeführt werden kann.

Das Bewegen der Preßbacken eines jeden Backenpaares sowie der horizontale Vorschub und der Vorschub in Umfangsrichtung des Ringes erfolgen zweckmäßig jeweils mit mindestens einer, in an sich bekannter Weise aus Zylinder, Kolben und Kolbenstange bestehenden Hydraulikeinheit

Um ungehindertes Rückstellen der schwenkbaren Preßeinrichtung in ihre Grundstellung zu gewährleisten, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der unteren Preßbacke der vertikal wirkenden Preßeinrichtung Stützelemente angeordnet die sich über federnde Glieder auf dem nicht an der Schwenkbewegung teilnehmenden Schlitten abstützen. Hierdurch wird bewirkt, daß sich der Ring nach dem Lösen der Preßbacken der vertikal wirkenden Preßeinrichtung von den unteren Preßbacken aL^ebt und eventuelle Schmiedemarkierungen an dem Rint das Rückstellen der Preßeinrichtung nicht behindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schmiedepresse zum Schmieden von Halbzeug in perspektivischer Ansicht

Fig.2 die Schmiedepresse im Längsschnitt gemäß der Linie Ij-II in Fig. 3,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie IV-IV inFig.2,

Fig.4 einen Querschnitt gemäß der Linie IH-III in Fig. 2.

F i g. 5 die Stellung de·· horizontal zustellbaren und der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung zum Schmieden von ringförmigem Halbzeug.

F i g. 6 die entsprechenden Stellungen zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug.

Die Schmiedepresse gemäß Fig. 1 bis 4 ist zum Schmieden von Ringen vorgesehen und besteht aus der G.-undplatte 1, einer ersten, vertikal zustellbaren Preßeinrichtung 3, einer zweiten, horizontal zustellbaren Preßeinrichtung 2, einer horizontalen Schubeinrichtung 4 zur Veränderung des gegenseitigen Abstandes einer Preßeinrichtung von der anderen Preßeinrichtung bzw. von den anderen Preßeinrichtungen und einer Schwenkvorrichtung 20 zum Schwenken der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung um die Achse des zu schmiedenden Ringes. Die horizontal zustellbare Preßeinrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem mit der Grundplatte 1 fest verbundenen Grundrahmen 5, an dem eine Preßbacke 6 befestigt ist, und einer Wyc. fculikeinheit die in üblicher Weise aus einem Zylinder 7 mit Kolben 8 und Kolbenstange 9 besteht Am freien Ende der Kolbenstange 9 ist eine weitere Preßbacke 10 befestigt die mittels der Hydraulikeinheit 7 bis 9 gegen die feststehende Preßbacke 6 preßbar ist Zwischen den beiden Preßbacken 6 und 10 wird der zu schmiedende Ring U schrittweise auf seine radiale Dicke gepreßt. Die vertikale Preßeinrichtung 3 ist von dem Rahmengestell 12 gebildet, das in seinem oberen Teil zwei Hydraulikzylinder 13 enthält, die jeweils mit einem Kolben 14 und einer nach unten gerichteten Kolbenstange 15 iine Hydraulikeinheit bilden. Die Kolbenstangen 15 sind mit einem Verbindungsstück 16 fest miteinander verbunden. An den äußeren Enden des Verbindungsstückes 16 sind Preßbacken 17befestietdie

mit weiteren, an dem Rahmengestell 12 befestigten Preßbacken 18 zusammenwirken. Das Rahmengestell 12 ist um seine vertikale Mittelachse über das Drehlager 19 in einem Schlitten 26 schwenkbar (F i g. 2 und 4). Zum Verschwenken des Rahmengestells 12 ist am Schlitten 26 eine als Hydraulikeinheit ausgebildete Schwenkvorrichtung 20 mit ihren Zylinder befestigt, deren Kolbenstange mit Abstand von der vertikalen Achse des Rahmengestells 12 an diesem angelenkt ist. Der Schlitten 26 ist über die Schubeinrichtung 4 in der Grundplatte 1 horizontal verschiebbar. Die Schubeinrichtung 4 ist als an sich bekannter Schubkolbentrieb mit Hydraulikzylinder 21, Kolben 22 und Kolbenstange 23 ausgebildet. Der Hydraulikzylinder 21 ist am Grundrahmen 5 der horizontal zustellbaren Preßeinrichtung 2 befestigt, und das freie Ende der Kolbenstange 23 ist am Schlitten 26 angelenkt. Die horizontal zustellbare Preßeinrichtung 2 ist in bezug auf die vertikal zustellbare Preßeinrichtung 3 derart angeordnet, daß ihre horizontale Längsachse bei wenigstens nahezu in Mittelstellung befindlicher Schwenkvorrichtung 20 rechtwinklig zu der senkrechten Ebene verläuft, die durch die beiden Achsen der Hydraulikzylinder 13 der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung 3 denkbar ist. (Bei erfindungsgemäßen Schmiedepressen mit mehreren horizontalen Preßeinrichtungen ergeben sich entspr. andere Winkel, die kleiner als 90° sind.)

Unter dem zu schmiedenden Ring 11 sind Stützelemente 24 etwa in Höhe der unteren Preßbacke 18 der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung 3 angeordnet, die über Federn 25 auf dem Schlitten 26 abgestützt sind (F i g. 1 und 2). Durch diese federnden Abstützungen wird der Ring 11 nach jedem Preßhub der Preßeinrichtung 3, dem das Verschwenken des Ringes und der Preßeinrichtung durch die Schwenkvorrichtung 20 in Vorschubrichtung des Ringes vorausging, geringfügig angehoben, damit er mit seinen Schmiedeeindrücken das Zurückschwenken der Preßeinrichtung 3 in ihre Ausgangsstellung an der Preßbacke 18 nicht behindert.

Die horizontal zustellbare Preßeinrichtung 2 kann durch eine oder mehrere weitere Preßeinrichtungen ersetzt oder ergänzt werden, deren Hydraulikzylinder in einem Winkel zur Horizontalen angeordnet ist bzw. sind. Das ist z. B. zweckmäßig, wenn der zu schmiedende Ring mehr als vier Flächen aufweist. Nachstehend wird die Arbeitsweise der Schmiede presse beschrieben:

Nachdem der zu schmiedende Ring auf die Stützelemente 24 gelegt wurde, führt zunächst die horizontal zustellbare Preßeinrichtung 2 einen Preßhub zum Verringern der radialen Dicke des Ringes 11 aus.

to Gleichzeitig mit dem sich daran anschließenden Preßhub der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung 3 zum Verringern der axialen Dicke des Ringes wird die Preßeinrichtung 3 — erforderlichenfalls mehrmals — um ihre vertikale Mittelachse, die zugleich die Ringachse ist, um einen Winkel verschwenkt, der etwas kleiner ist als die in Umfangsrichtung des Ringes U gesehene Breite der Preßbacken 17 und 18. Die durch das Schmieden des Ringes entstehende Vergrößerung seines Durchmessers wird durch ständiges, aciü Wandern der Ringachse entsprechendes Verschieben der Preßeinrichtung 3 gegenüber der Preßeinrichtung 2 mittels der horizontalen Schubeinrichtung 4 berücksichtigt. Die federnd gelagerten Stützelemente 24 stellen sicher, daß der Ring 11 beim Zurückschwenken der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung 3 in seiner Position liegen bleibt und nicht etwa durch die Preßbacken 18 erfaßt und wieder zurückgedreht wird. Dies w'iä dadurch erreicht, daß nach dem Anheben der Kolben 14 und dem hierdurch erfolgenden Lösen der Preßbacken 17 und 18 am Ende des Preßhubes die gegen die Grundplatte 1 abgestützten Federn 25 die Stützelemente 24 und damit den Ring 11 so hoch heben, daß der Rückschwenkvorgang der Preßeinrichtung 3 nicht behindert wird.

In den Fig.5 und 6 ist dargestellt, wie die zum Schmieden von Ringen vorgesehene Schmiedepresse (Fig.5) durch horizontales Schwenken der horizontal zustellbaren Preßeinrichtung 2 um 90° (Fig.6) zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug verwend bar wird. Der Vorschub dieses Halbzeugs erfolgt dann mit der Schubeinrichtung 4, während die Schwenkvorrichtung 20 außer Betrieb gesetzt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schmiedepresse für das Freiformschmieden von Halbzeug, insbesondere Ringen und Stangen, mit zwei oder mehr gegeneinander abstandsveränderüche Preßbacken (6, 10; 17, 18) aufweisenden Preßeinrichtungen (2, 3), wobei eine erste und eine zweite Preßeinrichtung in zueinander senkrechter Richtung auf das Halbzeug wirken, und mit einer Vorschubeinrichtung für das Halbzeug, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Preßeinrichtung (3) mittels eines an einem Grundrahmen (5) geradlinig geführten und von einer Schubeinrichtung (4) bewegbaren Schlittens (26) gegen die zweite Preßeinrichtung (2) zustellbar ist,

daß die erste, auf einem Drehlager (19) am Schlitten (26) angeordnete Preßeinrichtung (3) mittels einer am Schlitten (26) angreifenden Schwenkvorrichtung (20) in einer zu ihrer Preßrichtung senkrechten Ebene va schwenkbar ist

und daß die Schwenkvorrichtung (20) für den Vorschub ringförmigen Halbzeugs weitgehend synchron mit der Preßkraft der ersten Preßeinrichtung (3) gesteuert ist

2. Schmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Preßeinrichtung (3) zwei Preßbackenpaare (17,18) aufweist und vertikal zustellbar sowie mittels einer Schwenkvorrichtung (20) zum Schmieden von Ringen um ihre vertikale Achse schwenkbar ist, und daß die zweite Preßeinrichtung (2) Horizontal zustellbar sowie mit einem Preßbackenpaar (6, IC-) versehen ist

3. Schmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die erste Preßeinrichtung (3) vertikal zustellbar ist und zwei Preßbackenpaare (17, 18) aufweist und die zweite Preßeinrichtung (2) horizontal zustellbar sowie mit einem Preßbackenpaar (6, 10) versehen ist, und daß zum Schmieden von stangenförmigem Halbzeug die Vorschubrichtung in einem Winkel einerseits zur Langsachse der Schubeinrichtung (4) sowie andererseits zu einer Ebene verläuft, die von den Bewegungsachsen der Preßbackenpaare (17, 18) der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung (3) aufgespannt ist.

4. Schmiedepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Vorschubrichtung des stangenförmigen Halbzeugs parallel zur Längsachse der Schubeinrichtung (4) sowie senkrecht zu einer von den Bewegungsachsen der Backenpaare (17,18) der vertikal zustellbaren Preßeinrichtung (3) aufgespannten Ebene verläuft.

5. Schmiedepresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung mindestens einer horizontal zustellbaren Preßeinrichtung (2), einer vertikal lustellbaren Preßeinrichtung (3) und mindestens einer weiteren, aufeinanderzu bewegbare Preßbakken aufweisende, in einem Winkel zur horizontalen zustellbaren Preßeinrichtung.

6. Schmiedepresse nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die horizontal zustellbare Preßeinrichtung (2) gegenüber der Schubeinrichtung (4) horizontal um 90° schwenkbar gelagert ist.

7. Schmiedepresse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbacken (6, 10; 17, 18) jedes Backenpaares jeweils mittels mindestens einer Hydraulikeinheit

(7—9 bzw. 13—15) bewegbar sind.

8. Schmiedepresse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Schubeinrichtung (4) in an sL'a bekannter Weise als Schubkolbentrieb mit Hydraulikzylinder (21), Kolben (22) und Kolbenstange (23) ausgebildet ist

9. Schmiedepresse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich der unteren Preßbacken (18) dti vertikal zustellbaren Preßeinrichtung (3) mindestens ein mittels Federn (25) auf dem Schlitten (26) gelagertes Stützelement (24) angeordnet ist