DE3515759A1

DE3515759A1 - Praezisionsschmiedemaschine zum innenprofilieren von rohrfoermigen werkstuecken

Info

Publication number: DE3515759A1
Application number: DE19853515759
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr.-Ing. 7530 Pforzheim Müller; Oskar Ing.(grad.) Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Heinrich Mueller Maschinenfabrik 75179 Pforz GmbH
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-06
Anticipated expiration: 2005-05-03
Also published as: DE3515759C2

Description

Ing.grad. Oskar Müller
Salierstraße 38 7530 Pforzheim und Dr.-Ing. Bernhard Müller Wolfsberg 53 B 7530 Pforzheim Präzisionsschmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Präzisionsschmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere zur Erzeugung von Rohrabschnitten unterschiedlichen Innendurchmessers, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Es ist bekannt, das Innenprofil von rohrförmigen Werkstücken durch Präzisionsschmieden über einen abgesetzten Dorn herzustellen, um im Werkstück Innenschultern zu bilden und die Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers einzuformen.
Um das Werkstück in seiner ganzen Länge in einem Durchgang zu formen, wird es während des Schmiedens zwischen einen Spannkopf und einen Gegenhalter in Längsrichtung eingespannt. Bei derartigen Schmiedevorgängen werden zumeist drei Bearbeitungsphasen durchlaufen: Beim Abschmieden eines ersten Abschnitts wird der Dorn mit seinem vorderen, den kleinsten Durchmesser aufweisenden Teil ortsfest zwischen den Hämmern der Umformmaschine gehalten, während das Werkstück beispielsweise mit Hilfe eines den Spannkopf tragenden Schlittens über den Dorn unter ständiger Bearbeitung vorgeschoben wird. Die Materialverdrängung erfolgt ebenso wie in der anschließenden Schleppphase vorzugsweise in Vorschubrichung des Werkstücks. In der Schleppphase wird der Dorn mit dem Werkstück mit gleicher Geschwindigkeit mitbewegt, bis am Ende dieser Phase mindestens eine Schulter zumindest teilweise ausgebildet ist. In der letzten Bearbeitungsphase, in der der größte Innendurchmesser eingeformt wird, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die einen Materialabfluß entgegen der Vorschubrichtung ermöglichen, um eine Beschädigung der zuvor gebildeten Absatzschulter zu vermeiden.
Bei einer bekannten Umformmaschine der genannten Art wurde zur Ermöglichung eines Materialabflusses entgegen der Vorschubrichtung vorgeschlagen, das Werkstück auf der Seite des Spannkopfs über einen Kolben an einem Druckflüssigkeitspolster abzustützen, das sich in einem von einer Pumpe über eine ein Rückschlagventil und ein Druckkonstanthalteventil aufweisende Leitung gespeisten Zylinderraum aufbaut, wobei der Druck des Druckflüssigkeitspolsters beim Eintritt des Dornabsatzes in die Bearbeitungszone zwischen den Umformwerkzeugen durch Zuschaltung eines zweiten, auf wesentlich geringeren Druck ansprechenden Druckkonstanthalteventils absenkbar ist. Bei dieser Konstruktion wird als nachteilig empfunden, daß die Bewegungsabläufe relativ kompliziert und ineinandergeschachtelt sind, so daß die Einstellung der Maschine erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Hinzu kommt, daß der Hydrozylinder, in welchem das Druckflüssigkeitspolster ausgebildet wird, insgesamt mit dem Spannkopf gedreht wird. Dazu gehören auch die Zylinderanschlüsse, so daß neben den baulichen Komplikationen auch in erhöhtem Maße Betriebsstörungen auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bewegungsabläufe in einer Präzisionsschmiedemaschine der eingangs angegebenen Art so zu gestalten, daß eine einfache Einstellmöglichkeit der für eine einwandfreie Innenprofilierung der in Betracht kommenden Werkstücke erforderlichen Verschiebe- und Drehvorgänge gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß in den Bearbeitungsphasen, in denen die Materialverdrängung vorzugsweise in Vorschubrichtung erfolgt und in denen meist die größten Verschiebestrecken zu überwinden sind, die Verschiebung wie bisher mit Hilfe eines im Maschinenbett geführten Schlittens erfolgt. Sobald der Innenabsatz gebildet ist, der eine Umkehrung des Materialflusses erforderlich macht, wird im Interesse übersichtlicherer Bewegungsabläufe und einer dadurch bedingten einfacheren Einstellmöglichkeit gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Schlittenvorschub anzuhalten oder zu verlangsamen und stattdessen zwei voneinander unabhängige Hydrozylinder zu verwenden, von denen der eine im wesentlichen allein den Dornvorschub und der andere ebenfalls allein die Werkstückdrehung sowie den Materialrückfluß gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Ausschnitt der Schmiedemaschine im Zustand der ersten Schmiedephase; Fig. 2 die Schmiedemaschine nach Fig. 1 im Zustand der Schleppphase; Fig. 3 die Schmiedemaschine nach Fig. 1 und 2 im Zustand der letzten Schmiedephase.
Die Präzisionsschmiedemaschine besteht im wesentlichen aus den im Maschinengehäuse 10 oszillierend gelagerten Formwerkzeugen 12 oder Hämmern, einem auf einem maschinenfesten Bett 14 verschiebbar angeordneten Schlitten 16, einem Spannkopf 18 und einem Gegenhalter 20 zur Einspannung des rohrförmigen Werkstücks 22 sowie einem abgesetzten, sich nach hinten über ein konisches Zwischenstück 24" erweiternden Dorn 24 zur Innenprofilierung des Werkstücks 22. Der Dorn 24 ist am stirnseitigen Ende einer Dornstange 26 lösbar befestigt, die an ihrem anderen Ende über den Kolben 28 eines vorzugsweise maschinenfesten Zylinders 30 hydraulisch belastbar ist. Auf dem Schlitten 16 sind zwei Hydrozylinder 32,34 in Vorschubrichtung hintereinander angeordnet. Der vordere, sogen. Anpreßzylinder 32 weist eine rohrförmig ausgebildete Kolbenstange 36 mit einem nicht dargestellten Drehantrieb auf, auf dessen stirnseitiges, den Spannkopf 18 bildendes Ende das rückwärtige Ende des Werkstücks 22 aufsteckbar ist, so daß im angepreßten Zustand eine Drehmitnahme erfolgt. Der hintere, sogen. Dornvorschubzylinder 34 weist eine als Rohr ausgebildete Kolbenstange 40 auf, die durch den Kolben 36' und die Kolbenstange 36 des Anpreßzylinders 32 hindurchgreift und gegen eine rückwärtige Schulter 42 des Dorns 24 anschlägt. Die Dornstange 26 greift ihrerseits durch den Kolben 40' und das Rohr 40 des Dornvorschubzylinders 34 hindurch.
In der ersten Schmiedephase befindet sich der Dorn 24 mit seinem vorderen Teil 24' in der Bearbeitungszone zwischen den Hämmern 12 und wird in dieser Lage durch den Hydrozylinder 30 ortsfest gehalten (Fig. 1). Der Werkstückvorschub wird hierbei ausschließlich durch den Schlitten 16 bewirkt, während sich die Kolben 36',40' der beiden Zylinder 32,34 in ihrer rückwärtigen Anschlagstellung oder in deren Nähe befinden. Das Werkstück 22 wird dabei durch den Spannkopf 18 unter ständiger Drehung gegen die Kraft des Gegenhalters 20 über den Dorn 24 geschoben und dabei mit den Hämmern 12 unter Querschnittsverringerung und Ausformung des vorderen Werkstückabschnitts bearbeitet. Der Materialfluß erfolgt in dieser Phase vorzugsweise in Vorschubrichtung. Diese Bearbeitungsphase wird ebenso wie die weiteren Phasen beispielsweise durch einen mit einem Steuernocken betätigten Grenztaster oder Endschalter beendet.
In der darauf folgenden sogenannten Schleppphase wird die Haltekraft an der Dornstange 26 aufgehoben, so daß der Dorn 24 mit dem durch den Schlitten 16 weiterbewegten Werkstück 22 eine kurze Strecke mitgenommen wird (Fig. 2).
Geschleppt wird so lange, bis die konische Schulter des Absatzes durch das konische Zwischenstück 24" des Dorns zumindest teilweise geschmiedet ist. Auch in der Schleppphase erfolgt der Materialfluß vorzugsweise noch in Vorschubrichtung. Am Ende der Schleppphase wird der Schlitten 16 angehalten.
In der letzten Bearbeitungsphase, in welcher der größte innere Querschnitt ausgeschmiedet wird (Fig. 3), werden der Druckvorschubzylinder und der Anpreßzylinder 32 auf der Rückseite ihrer Kolben 40',36" für den weiteren Vorschub des Werkstücks 22 mit Hydraulikdruck beaufschlagt.
Der Werkstückvorschub erfolgt nun vorzugsweise über den Dorn 24, der gegen die zuvor ausgebildete Innenschulter des Werkstücks 22 anliegt, und gegen dessen rückwärtige Schulter 42 der Dornvorschubzylinder 34 über das Rohr 40 einwirkt. Um einen ausreichenden Drehantrieb des Werkstücks 22 zu gewährleisten, wird zusätzlich der Spannkopf 18 über den Anpreßzylinder 32 gegen das rückwärtige Werkstück gepreßt. Die dadurch auf das Werkstück 22 ausgeübte Kraft ist jedoch wesentlich kleiner als die durch den Dornvorschubzylinder 34 auf den Dorn 24 ausgeübte Vorschubkraft, während die Summe dieser beiden Kräfte größer als die über den Gegenhalter 20 auf das Werkstück 22 ausgeübte Gegenkraft ist. Dadurch wird beim Umformvorgang ein Materialrückfluß ermöglicht und zugleich gewährleistet, daß das im vorderen Teil mit gleicher Geschwindigkeit wie der Dorn 24 vorgeschobene Werkstück 22 nicht vom Spannkopf 18 abheben kann.
Der Anpreßzylinder 32 und der Druckvorschubzylinder 34 können mit dem gleichen Druck von derselben Druckquelle beaufschlagt werden, wenn die Kolbenfläche der Anpreßzylinders 34 kleiner als die des Druckvorschubzylinders gewählt wird. Aufgrund des Materialrückflusses stellt sich im Anpreßzylinder 32 insgesamt ein kleinerer Hub als im Dornvorschubzylinder 34 ein.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Präzisionsschmiedemaschine zum Innenprofilieren von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere zur Erzeugung von Rohrabschnitten unterschiedlichen Innendurchmessers, mit einem Spannkopf und einem Gegenhalter zur Werkstück einspannung, wobei der Spannkopf unter Drehmitnahme des Werkstücks drehbar ist, einem in das Werkstück einführbaren, sich nach hinten über mindestens eine vorzugsweise konische Schulter erweiternden Dorn, der in einer ersten Bearbeitungsphase mit seinem vorderen Teil in der Bearbeitungszone zwischen den Werkzeugen ortsfest anhaltbar und anschließend bis zur Ausbildung einer Innenschulter vom bewegten Werkstück mitnehmbar ist und der in einer weiteren Bearbeitungsphase unter Mitnahme des Werkstücks bei Ermöglichung eines Materialrückflusses verschiebbar ist, und einem den Spannkopf enthaltenden, entgegen dem durch den Gegenhalter ausgeübten Druck auf einem Maschinenbett verschiebbaren Schlitten, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (18) an der rückseitig gegen das Werkstück (22) anpreßbaren Stirnseite einer motorisch drehbaren Kolbenstange (36) oder einer motorisch angetriebenen Büchse in einer Kolbenstange eines mit dem Schlitten (16) starr verbundenen, hydraulisch betätigbaren Anpreßzylinders (32) angeordnet ist, daß auf dem Schlitten (16) zusätzlich ein mit seiner Kolbenstange (40) den Kolben (36') des Anpreßzylinders (32) durchsetzender und gegen eine rückwärtige Schulter (42) des Dorns (24) anliegender, hydraulisch betätigbarer Dornvorschubzylinder (34) starr angeordnet ist, und daß in der weiteren Bearbeitungsphase der Dornvorschubzylinder (34) und der Anpreßzylinder (32) mit Druck beaufschlagbar sind, wobei die Anpreßkraft des Anpreßzylinders (32) kleiner als die Vorschubkraft. des Dornvorschubzylinders (34) ist und die Summe dieser Kräfte größer als die über den Gegenhalter (20) auf das Werkstück (22) ausgeübte Gegenkraft ist.
2. Präzisionsschmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßzylinder (32) und der Dornvorschubzylinder (34) mit dem gleichen Druck beaufschlagbar sind, und daß die Kolbenfläche und der Kolbenhub des Anpreßzylinders (32) kleiner als die des Dornvorschubzylinders (34) sind.
3. Präzisionsschmiedemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kolben (36',40') des Anpreßzylinders (32) und des Dornvorschubzylinders (34) in der Phase des Werkstückvorschubs durch den Schlitten (16) an ihrem rückwärtigen Zylinderanschlag oder in dessen Nähe befinden.
4. Präzisionsschmiedemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlittenvorschub im Verlauf der weiteren Bearbeitungsphase anhaltbar oder verlangsambar ist.