EP0400385B1 - Fliegende Stauchpresse - Google Patents

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EP0400385B1
EP0400385B1 EP90109029A EP90109029A EP0400385B1 EP 0400385 B1 EP0400385 B1 EP 0400385B1 EP 90109029 A EP90109029 A EP 90109029A EP 90109029 A EP90109029 A EP 90109029A EP 0400385 B1 EP0400385 B1 EP 0400385B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slab
drive
tool
crank
press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90109029A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0400385A3 (de
EP0400385A2 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Rohde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG, Schloemann Siemag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP0400385A2 publication Critical patent/EP0400385A2/de
Publication of EP0400385A3 publication Critical patent/EP0400385A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0400385B1 publication Critical patent/EP0400385B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0035—Forging or pressing devices as units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/02—Special design or construction
    • B21J7/14—Forging machines working with several hammers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/02—Special design or construction
    • B21J7/18—Forging machines working with die jaws, e.g. pivoted, movable laterally of the forging or pressing direction, e.g. for swaging

Definitions

  • the invention relates to an upsetting press for reducing the slab width in hot wide strip roughing lines, with tool carriers arranged on both sides of the slab edge and receiving the mutually facing pressing tools.
  • a compression press of the type mentioned at the outset is known, for example, from European Patent 0 112 516 and comprises a pair of pressing tools which are arranged on both broad sides of a slab feed line in such a way that their pressing surfaces point towards one another for pressing a slab. At least one of these pressing surfaces is substantially parallel to the slab feed direction; the other press surface is a surface inclined to the slab feed direction.
  • a vibration unit vibrates the pressing tool with the parallel and inclined surface.
  • This known upsetting press further comprises a width control unit for controlling the position of the pressing tool in the slab width direction and a control which detects that the front end of the slab is arranged between the parallel surfaces of the pressing tools and which then actuates the width control device and, after carrying out a predetermined pressing, the vibration unit .
  • a swaging press for reducing the width and thickness of slabs of various widths supplied from a continuous caster is known from German Offenlegungsschrift 25 31 591.
  • the upsetting press With the upsetting press, the slab is repeatedly processed with pressure tools moving against one another, the tool being able to freely follow the advance of the slab and the tools being actuated in such a way that they perform a relatively slow operation and a relatively fast idle run.
  • the upsetting press has at least one pair of edge processing tools, which act normally on the edges of the slab, and means for quickly moving the tools back and forth.
  • the tools for reducing the thickness of the advanced slabs are held in a frame that can be freely pivoted about a crank axis.
  • the crankshaft is driven by a pair of elliptical gears, which are set so that they reduce the angular velocity of the eccentric shafts in question during the operation of the tools and increase them when they are empty.
  • the edge tools for reducing the width of the slab are connected to the crank mechanism by means of interposed hydraulic units so that the edge tools can follow the movement of the slab while working on the slab without the feed movement of the slab being impaired thereby.
  • This known upsetting press is also technically too complex and therefore too expensive.
  • An adaptation to the feed speed of the rolling stock is only possible by changing the gear with the elliptical gears according to the feed speed of the slab.
  • the selected crank radius necessarily results in a certain relationship between the number of strokes and the feed speed of the press tool, which cannot be changed at constant speed of the main drive shaft.
  • An adjustment to the feed speed of the rolling stock is only possible as a result possible that the main drive is driven within a 360 ° rotation at different rotational speeds, the rotational speed in the engagement area must be selected so that the required synchronization between the feed speed of the press tool and the feed speed of the slab occurs.
  • vibrating jaws In the upsetting presses for slabs non-generic stretch forging machines for "rolling out” block, rod or tubular starting workpieces, vibrating jaws are known which are driven by specially designed crank or eccentric drives in such a way that they are in contact with each other during the effective part of their approach Roll on the workpiece, deform it while moving the workpiece to the output side of the machine and then open and swing back to its starting position, lifting off the workpiece.
  • the swing jaws are connected to their crank or eccentric pins via a handlebar to form a four-bar linkage.
  • a stretch forging machine is known from DE-B-1 171 245, which is furthermore characterized by a third link, which is fixedly mounted on the outlet side of the oscillating jaw. This is intended to improve the rolling motion of the vibrating jaws on the workpiece. Accordingly, the shape of the workpiece is designed so that it corresponds sectionally to a roller with a large roller diameter.
  • the vibrating jaws are arranged on two links and a third link rod, the position and operation of which are controlled and the rolling surfaces of the vibrating jaw are designed so that the thickness of the workpiece is in is greatly reduced in a first rolling phase and the material which has just been reduced is smoothed on the surface in a second rolling phase.
  • the tools are generally convex with a first oblique rolling surface at the workpiece inlet and a second oblique rolling surface at the workpiece outlet. Between the first rolling surfaces of the vibrating jaw, the material is reduced in a manner similar to hot rolling in roll stands due to the rolling of the vibrating jaws on the material.
  • U.S. Patent 3,583,192 describes a machine for stretch forging ductile material.
  • the swing jaws are suspended from a handlebar system.
  • the handlebars are not parallel and do not have to be the same length.
  • the handlebars are driven by a crank or eccentric drive.
  • crank angles of the eccentrics are different from one another and arranged in such a way that the eccentric of the handlebar rod, which is connected to the oscillating jaw on the entry side of the machine, runs between 135 ° and 180 ° to that eccentric of the handlebar rod that is on the exit side of the machine with the oscillating jaw is connected, the eccentrics rotating in the same direction of rotation. With the predetermined angular difference of the rotating eccentric rollers, the oscillating jaw should be rolled on the rolling stock.
  • a third handlebar with eccentric drive means that the transport of the material begins at the moment when the oscillating jaws touch the material.
  • the type of stretch-forging machine with its four vibrating jaws comprising the workpiece therefore requires a completely different kinematic movement than the genus of the upsetting presses, which must meet the technological requirements of the desired rolling of the vibrating jaws on the workpiece to be formed.
  • the measures implemented for the kinematics of the vibrating jaws in stretch forging machines cannot be used in the genus of the slab upsetting presses, inter alia for technological reasons.
  • the upsetting press of the type mentioned above is characterized in particular by the fact that the upsetting press, to form a reduction drive, each pressing tool with the associated tool holder can be moved essentially in the direction of the reduction with the aid of a handlebar system actuated by two crank drives, the crank mechanism being on is arranged in a crankcase, the handlebar system consists of two parallel lengths articulated on the tool carrier and each parallel link on the crankcase is assigned a crank mechanism with the same crank radius and crank angle, and that at least one feed drive acting essentially in the direction of the slab feed can be attacked and that between the crankcase and the feed drive there is a fixed connection in the sense of a constructive unit.
  • the feed drive can be synchronized with the reduction drive in accordance with the feed movement of the slab.
  • the handlebar system ensures that the movement of the press tool runs exactly in the normal to the direction of movement of the slab.
  • Pressure tappets can also be used instead of the parallel link.
  • the feed drive is designed as a crank drive or as a toggle lever drive and is synchronized with the main drive for normal movement, i.e. with the reduction drive for the pressing tools.
  • the crank radius of the crank mechanism for example, must be made variable using a sliding block construction.
  • the design of the feed drive as a hydraulic cylinder is particularly advantageous.
  • the movement of the hydraulic cylinder can be controlled in the form of a path / time function so that the synchronization of the pressing tool with the slab to be pressed laterally is ensured for any feed size.
  • the pressing tool is guided by a guide roller which rolls on a guide track which is fixedly arranged in the machine frame.
  • the contour of the guideway is designed such that the normal movement inevitably produces a tangential movement of the order of magnitude, which brings about the required synchronization.
  • the inclination of the guideway can be changed so that with sufficient approximation, the synchronization of the feed speed of the pressing tool with the feed speed of the slab to be pressed occurs even for different sizes.
  • the angular position of the handlebar system is designed in such a way that the tangential force component of the crank mechanism points against the direction of the feed speed of the feed drive during pressing, so that the power of the feed drive becomes part of the forming capacity when reducing the slab width.
  • FIG. 1 shows the horizontal section through a flying working upsetting press 1 designed according to the invention for reducing the width of slabs 2 in a hot wide strip roughing mill, the slabs being fed almost continuously from a slab casting system upstream of the upsetting press but not shown in detail.
  • Driver rollers 3, 4 are arranged in front of the upset press 1 and behind the upset press.
  • the slab 2 passes through the slab crushing stand in the direction of movement provided with number 5.
  • the upsetting press has stands 6.
  • a crankcase 9 is adjustably guided. The crankcase is adjusted with the aid of a mechanical adjustment 31.
  • a hydraulically acting piston / cylinder construction can also be used as the adjusting device, which is supported on the stand 7, 8 in each case.
  • Pressing tools 7 are arranged on both sides of the slab 2, one pressing surface 10 of which runs approximately parallel to the direction of movement 5 of the slab and the other pressing surface 11 of which points somewhat obliquely and against the direction of the slab movement.
  • the pressing tool 7 has a reduction drive 12 acting in the normal direction, ie perpendicular to the slab 2, and a feed drive 13 acting in the tangential direction, that is to say parallel to the slab 2.
  • the reduction drive 12 is formed in that each tool carrier 8 with an associated crankcase 9 with the aid of a of at least one crank mechanism (eccentric 14) actuated steering system (pressure tappet 18) essentially in the direction of reduction is movably connected, the crank mechanism 15 being arranged in the crankcase 9.
  • the feed drive 13 which acts essentially in the direction of the slab feed, engages on the tool carrier 8.
  • Crankcase 9 and the fulcrum 29 of the feed drive 13 are connected to form a structural unit with the aid of the connecting support 30.
  • the link system 16 consists of two parallel rods 17 and 18 articulated on the tool carrier 8 and each of these parallel rods is on the crankcase 9 each a crank mechanism 15 with crankshafts 19, 20 is assigned, the crank radius of which is identical to one another and to which the parallel links are articulated at the same crank angle.
  • the parallel links are articulated on the tool carrier at the same distance from each other.
  • the tangential movement of the press tool is brought about by the feed drive 13, which according to FIG. 2 consists of a crank drive 21.
  • a toggle lever mechanism can be provided with the same advantage.
  • the use of a crank drive for the steering system moving the pressing tool 7 in the normal direction and the use of a crank drive for the feed drive moving the pressing tool in the tangential direction enables, for example, synchronization of the reduction drive and the feed drive in accordance with the feed movement of the slab.
  • the pressing tool 7 can, in rapid succession, adjust the slab's feed speed (without relative movement to the slab) in the normal direction, then push it forward, then move back at a distance from the slab, finally attach it normally to the slab edge and press it again in the normal direction without relative movement to the slab.
  • the feed drive 13 is formed according to FIG. 3 from a piston-cylinder unit 22 whose piston 22 'on the tool carrier 8 and whose cylinder 22 ⁇ is connected to the crankcase 9 or to the connection 30 of the upsetting press.
  • This piston-cylinder unit 22 can be controlled in the form of a path / time function so that the movement synchronization of the pressing tool and slab is ensured for any feed size.
  • the tax or Control technology corresponds to the state of the art and is therefore not explained in detail.
  • FIG. 4 shows the feed drive 13 for the press tool 7 or for the tool carrier 8 with a guide roller 23 arranged on the press tool and running on a guide track 24.
  • the guide track or the guide body 25 forming the guide track is fastened in a suitable manner to the stand 6 by means of a swivel joint 26.
  • the inclination of the guideway can be adjusted in that the guide body can be pivoted in the swivel joint by certain angular amounts.
  • an adjusting mechanism acting on the guide body 25 and on the crankcase is provided, which can consist of an adjusting screw 27 articulated on the guide body 25 and an adjusting nut 28.
  • One with a hydraulic medium can also be used as the adjustment mechanism controllable piston-cylinder unit are provided.
  • the inclination of the guide path of the guide body can be adjusted depending on the selected feed speed of the slab so that the feed speed of the press tool and the feed speed of the slab are equal, so that relative movements between the slab and the press tool during the lateral compression of the Slabs are excluded.
  • the pressing tool 7 can be a highly resilient wear part that can be detachably connected to the tool carrier 8 and provided with pressing surfaces 10, 11.
  • the crank mechanism 15 on the crankcase 9 can be connected on the drive side to a conventional spur gear.
  • the flying upsetting press according to the invention for reducing the slab width can at the same time be connected to conventional devices for reducing the slab thickness.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stauchpresse zur Reduktion der Brammenbreite in Warmbreitband-Vorstraßen, mit beidseitig zur Brammenkante angeordneten, die aufeinander zuweisenden Preßwerkzeuge aufnehmenden Werkzeugträgern.
  • Eine Stauchpresse der eingangs genannten Bauart ist bspw. aus der europäischen Patentschrift 0 112 516 bekannt und umfaßt ein Paar Preßwerkzeuge, die auf beiden Breitseiten einer Brammenvorschubstraße so angeordnet sind, daß ihre Preßflächen zum Pressen einer Bramme zueinander weisen. Wenigstens eine dieser Preßflächen ist zu der Brammenvorschubrichtung im wesentlichen parallel;die andere Preßfläche ist eine zur Brammenvorschubrichtung schräge Fläche. Eine Vibrationseinheit versetzt das Preßwerkzeug mit der parallelen und schrägen Fläche in Schwingungen. Diese bekannte Stauchpresse umfaßt ferner eine Breitenregeleinheit zur Regelung der Lage des Preßwerkzeugs in der Brammenbreitenrichtung und eine Steuerung, die erfaßt, daß das Vorderende der Bramme zwischen den parallelen Flächen der Preßwerkzeuge angeordnet ist und welche dann die Breitenregeleinrichtung sowie nach Durchführung einer vorbestimmten Pressung die Vibrationseinheit betätigt. Mit dieser Stauchpresse soll die Zeit für das seitliche Stauchen der Brammen verringert werden sowie der Staucheffekt bezüglich der Brammenform und der Brammenoberfläche verbessert werden. Der technische Aufwand für die Breitenregeleinrichtung und für die Steuerung der Vibrationseinrichtung ist allerdings unangemessen hoch. Die Betriebs- und Wartungskosten dieser vorbekannten Stauchpresse stehen in einem ungünstigen Verhältnis zu der erzielbaren nahezu kontinuierlichen Betriebsweise der Brammen bzw. Stauchpresse.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 31 591 ist eine Stauchpresse zur Breitenverminderung und Dickenverminderung von aus einer Stranggießanlage gelieferten Brammen verschiedener Breite bekannt. Mit der Stauchpresse wird die Bramme wiederholt mit gegeneinander bewegten Druckwerkzeugen bearbeitet, wobei das Werkzeug dem Vorschub der Bramme frei folgen kann und die Werkzeuge so betätigt werden, daß sie einen verhältnismäßig langsamen Arbeitsgang und einen verhältnismäßig schnellen Leergang ausführen. Die Stauchpresse weist hierzu wenigstens ein Paar von Kantenbearbeitungswerkzeugen auf, die normal auf die Kanten der Bramme einwirken sowie Mittel zur schnellen Hin- und Herbewegung der Werkzeuge. Die Werkzeuge zur Dickenverminderung der vorgeschobenen Brammen sind in einem Rahmen gehalten, der frei um eine Kurbelachse schwenkbar ist. Der Antrieb der Kurbelwelle erfolgt durch ein Paar elliptische Zahnräder, die so eingestellt sind, daß sie die Winkelgeschwindigkeit der betreffenden Exzenterwellen beim Arbeitsgang der Werkzeuge vermindern und beim Leergang derselben erhöhen. Die Kantenwerkzeuge zur Breitenverminderung der Bramme sind mit dem Kurbeltrieb durch zwischengeschaltete Hydraulikeinheiten so verbunden, daß die Kantenwerkzeuge der Bewegung der Bramme während des Arbeitens an der Bramme folgen können, ohne daß dadurch die Vorschubbewegung der Bramme beeinträchtigt wird.
  • Auch diese bekannte Stauchpresse ist technisch zu aufwendig und damit zu teuer konzipiert. Eine Anpassung an die Vorschubgeschwindigkeit des Walzgutes ist nur dadurch möglich, daß das Getriebe mit den elliptischen Zahnrädern entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit der Bramme geändert wird. Bei anderen an fliegend arbeitenden Kurbelscheren orientierten technischen Lösungen stellt sich mit dem gewählten Kurbelradius zwingend eine bestimmte Relation zwischen der Hubzahl und der Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs ein, die bei konstanter Drehzahl der Hauptantriebswelle nicht verändert werden kann.Eine Anpassung an die Vorschubgeschwindigkeit des Walzgutes ist nur dadurch möglich, daß der Hauptantrieb innerhalb einer 360° Umdrehung mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit gefahren wird, wobei die Drehgeschwindigkeit im Eingriffsbereich so gewählt werden muß, daß die erforderliche Synchronisation zwischen der Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs und der Vorschubgeschwindigkeit der Bramme eintritt. Mit einem solchen Antrieb ausgerüstete fliegende Pressen benötigen erhebliche Antriebsleistungen für das zyklische Beschleunigen und Verzögern der bewegten Massen. Zudem erzeugt eine fliegende Presse der bekannten Antriebsart unerwünscht zyklische Geräusche. Ein weiterer Nachteil der bekannten Stauchpresse ist, daß die die Preßwerkzeuge tragenden Werkzeugträger während des Durchlaufs über 360° eine Schwenkbewegung ausführen. Die geometrischen Abmessungen müssen so bemessen sein, daß zumindest im Bereich des Eingriffs des Preßwerkzeugs mit dem Walzgut eine in etwa parallele Lage des Preßwerkzeugs mit der Seitenkante der bramme eintritt. Hierdurch wird im Hinblick auf die erforderliche Synchronisation der Vorschubgeschwindigkeiten der Dimensionierungsspielraum weiter eingeengt.
  • Bei den Stauchpressen für Brammen gattungsfremden Streck-Schmiedemaschinen zum "Auswalzen" von block-, stab- oder rohrförmigem Ausgangswerkstück sind Schwingbacken bekannt, die durch besonders ausgebildete Kurbel- oder Exzenterantriebe in der Weise angetrieben werden, daß sie während des wirksamen Teils ihrer Annäherung zueinander sich auf dem Werkstück abwälzen, dieses dabei verformen und sich zugleich unter Mitnahme des Werkstücks der Ausgangsseite der Maschine zubewegen und sich dann Öffnen und vom Werkstück abhebend wieder in ihre Ausgangslage zurückschwingen. Die Schwingbacken sind dabei mit ihren Kurbel- oder Exzenterzapfen über je einen Lenker zu einem Gelenkviereck verbunden.
  • Aus der DE-B-1 171 245 ist eine Streck-Schmiedemaschine bekannt, die sich darüberhinaus durch einen dritten Lenker auszeichnet, wobei dieser auf der Auslaufseite der Schwingbacke ortsfest gelagert ist. Hierdurch soll die Abwälzbewegung der Schwingbacken auf dem Werkstück verbessert werden. Dementsprechend ist die Form des Werkstücks so ausgebildet, daß es sektional einer Walze mit großem Walzendurchmesser entspricht.
  • Bei einer anderen Streck-Schmiedemaschine nach der US-A-3,114,276 sind die Schwingbacken an zwei Lenkern und einem dritten Lenkerstab angeordnet, deren Lage und deren Betätigung so gesteuert ist und wobei die walzenden Flächen der Schwingbacke so ausgebildet sind, daß die Dicke des Werkstücks in einer ersten Walzphase stark reduziert wird und in einer zweiten Walzphase das soeben reduzierte Material oberflächlich geglättet wird. Demtentsprechend sind die Werkzeuge in Richtung des Werkstücks gesehen im großen und ganzen konvex mit einer ersten schräg verlaufenden Walzfläche am Werkstückeintritt und einer zweiten schräg verlaufenden Walzfläche am Werkstückaustritt ausgebildet. Zwischen den ersten Walzflächen der Schwingbacke erfolgt die Materialreduzierung ähnlich wie beim Warmwalzen in Walzgerüsten infolge der Abwälzung der Schwingbacken auf dem Material.
  • In der US-Patentschrift 3,583,192 ist eine Maschine zum Streckschmieden von duktilem Material beschrieben. Die bei dieser Maschine erkennbare Bewegung der Schwingbacken auf dem Materialstrang und die gebogene Form der Schwingbacken zeigen deutlich, daß hier versucht wird, den Walzvorgang mit einer Walze sehr großen Durchmessers nachzuahmen. Die Schwingbacken sind hierzu an einem Lenkersystem aufgehängt. Die Lenker sind nicht parallel und müssen auch nicht gleich lang sein. Die Lenker werden von einem Kurbel- bzw. Exzenterantrieb angetrieben. Die Kurbelwinkel der Exzenter sind voneinander verschieden und so angeordnet, daß der Exzenter des Lenkerstabes, der auf der Eintrittsseite der Maschine mit der Schwingbacke verbunden ist, zwischen 135° und 180° demjenigen Exzenter desjenigen Lenkerstabes vorläuft, der auf der Austrittsseite der Maschine mit der Schwingbacke verbunden ist, wobei die Exzenter in der gleichen Drehrichtung drehen. Mit der vorgegebenen Winkeldifferenz der drehenden Exzenter soll das Abwälzen der Schwingbacke auf dem Walzgut bewirkt werden. Durch einen dritten Lenkerstab mit Exzenterantrieb wird bewirkt, daß der Transport des Materials in dem Augenblick beginnt, in welchem die Schwingbacken das Material berühren.
  • Die Gattung der Streck-Schmiedemaschinen mit ihren vier das Werkstück umfassenden Schwingbacken setzt also gegenüber der Gattung der Stauchpressen eine gänzlich andere Bewegungskinematik voraus, die den technologischen Anforderungen der gewünschten Abwälzung der Schwingbacken auf dem zu formenden Werkstück genügen muß. Die durchgeführten Maßnahmen zur Kinematik der Schwingbacken bei Streck-Schmiedemaschinen sind bei der Gattung der Brammen-Stauchpressen unter anderem aus technologischen Gründen nicht anwendbar.
  • Ausgehend von einer Stauchpresse gemäß der eingangs genannten Bauart nach der europäischen Patentschrift 0 112 516 ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine konstruktiv verbesserte, fliegend arbeitende Stauchpresse zu schaffen unter Vermeidung der dem erläuterten Stand der Technik anhaftenden Nachteile die Bewegungsabläufe der Preßwerkzeuge normal und tangential zur Brammenvorschubbewegung steuerbar zu synchronisieren, ohne daß größere Antriebsleistungen und aufwendige Konstruktionen benötigt werden.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Nach Patentanspruch 1 zeichnet sich die Stauchpresse der eingangs genannten Gattung vor allem dadurch aus, daß der Stauchpresse zur Ausbildung eines Reduktionsantriebes jedes Preßwerkzeug mit dem zugehörigen Werkzeugträger mit Hilfe eines von zwei Kurbeltrieben betätigten Lenkersystems im wesentlichen in Richtung der Reduktion bewegbar ist, wobei der Kurbeltrieb an einem Kurbelgehäuse angeordnet ist, das Lenkersystem aus zwei gleichlangen am Werkzeugträger angelenkten Parallellenkern besteht und jedem Parallellenker am Kurbelgehäuse je ein Kurbeltrieb mit untereinander gleichem Kurbelradius und gleichem Kurbelwinkel zugeordnet ist, und daß am Werkzeugträger mindestens ein im wesentlichen in Richtung des Brammenvorschubs wirkender Vorschubantrieb angreifbar ist und daß zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Vorschubantrieb eine feste Verbindung im Sinne einer konstruktiven Einheit besteht.
  • Durch diese Maßnahmen wird grundsätzlich der Bewegungsablauf der Preßwerkzeuge für das Pressen (Normalbewegung der Preßwerkzeuge) und für das Vorschieben (Tangentialbewegung der Preßwerkzeuge) voneinander getrennt. Die Erzeugung der Normalbewegung erfolgt über einen Zwei-Kurbel-Wellenantrieb auf einen als Parallelogramm arbeitenden Lenkermechanismus. Hierdurch wird jegliche Schwenkbewegung der Preßwerkzeuge vermieden. Unabhängig davon, welche Tangentialbewegung dem Preßwerkzeug aufgezwungen wird, bewegt sich jeder Punkt des Preßwerkzeugs auf einer gleichen Kurvenbahn. Die Tangentialbewegung wird durch einen Vorschubantrieb realisiert, dessen kinematische Bemessung ausschließlich von der geforderten Vorschubbewegung der Bramme abhängt. Die Tangentialbewegung überlagert sich der Normalbewegung zur Gesamtbewegung des Preßwerkzeugs. Die feste Verbindung des Vorschubantriebs mit dem Kurbelgehäuse sorgt für einen entsprechenden Kräfteausgleich. Zweckmäßig ist, daß der Vorschubantrieb mit dem Reduktionsantrieb nach Maßgabe der Vorschubbewegung der Bramme synchronisierbar ist. Das Lenkersystem stellt sicher, daß die Bewegung des Preßwerkzeuges exakt in der Normalen zur Bewegungsrichtung der Bramme verläuft. Statt der Parallellenker können auch Druckstößel verwendet werden.
  • Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Vorschubantrieb als Kurbelantrieb oder als Kniehebelantrieb ausgebildet ist und mit dem Hauptantrieb für die Normalbewegung, d.h., mit dem Reduktionsantrieb für die Preßwerkzeuge synchronisiert ist. Mit dieser Ausführung ist bereits eine näherungsweise Synchronisierung der Vorschubbewegung des Preßwerkzeuges mit der Vorschubbewegung der Bramme möglich, jedoch nur für eine einzige Vorschubgröße. Soll die Vorschubgröße verändert werden, so muß bspw. beim Kurbeltrieb der Kurbelradius über eine Kulissenstein-Konstruktion veränderlich gestaltet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Ausführung des Vorschubantriebs als Hydraulikzylinder. Die Verfahrbewegung des Hydraulikzylinders kann in Form einer Weg/Zeitfunktion so gesteuert werden, daß für jede beliebige Vorschubgröße die Synchronisation des Preßwerkzeugs mit der seitlich zu pressenden Bramme gewährleistet ist.
  • Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Führung des Preßwerkzeugs durch eine Führungsrolle, die an einer fest im Maschinengestell angeordneten Führungsbahn abrollt. Die Kontur der Führungsbahn ist so ausgestaltet, daß durch die Normalbewegung zwangsläufig eine Tangentialbewegung der Größenordnung erzeugt wird, die die erforderliche Synchronisation herbeiführt. Zur Veränderung der Hubgröße kann die Neigung der Führungsbahn verändert werden, so daß mit ausreichender Näherung auch für unterschiedliche Größen die Synchronisation der Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs mit der Vorschubgeschwindigkeit der zu pressenden Bramme eintritt.
  • In besonders vorteilhafter Weise der Erfindung ist die Winkellage des Lenkersystems derart gestaltet, daß die tangentiale Kraftkomponente des Kurbeltriebes während des Pressens gegen die Richtung der Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubantriebs weist, so daß die Leistung des Vorschubantriebs Bestandteil der Umformleistung beim Reduzieren der Brammenbreite wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Horizontalschnitt durch eine Stauchpresse,
    Figur 2
    eine schematische Darstellung des Reduktionsantriebes mit kurbelgetriebenen Parallellenkern und des Vorschubantriebs mit Kurbeltrieb,
    Figur 3
    den Vorschubantrieb mit hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheit in schematischer Darstellung,
    Figur 4
    den Vorschubantrieb mit Führungsrolle und Führungsbahn in schematischer Darstellung.
  • Figur 1 zeigt den Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete fliegend arbeitende Stauchpresse 1 zur Reduktion der Breite von Brammen 2 in einer Warmbreitband-Vorstraße, wobei die Brammen nahezu kontinuierlich von einer der Stauchpresse vorgeschalteten, jedoch nicht näher dargestellten Brammengießanlage zugeführt werden. Vor der Stauchpresse 1 und hinter der Stauchoresse sind Treiberrollen 3, 4 angeordnet. Die Bramme 2 durchläuft das Brammenstauchgerüst in der mit Ziffer 5 versehenen Bewegungsrichtung. Die Stauchpresse hat Ständer 6. Ein Kurbelgehäuse 9 ist anstellbar geführt. Die Anstellung des Kurbelgehäuses erfolgt mit Hilfe einer mechanischen Anstellung 31. Es ist jedoch auch eine hydraulisch wirkende Kolben/Zylinder-Konstruktion als Anstellvorrichtung einsetzbar, die jeweils am Ständer 7, 8 abgestützt ist.
  • Zu beiden Seiten der Bramme 2 sind Preßwerkzeuge 7 angeordnet, deren eine Preßfläche 10 in etwa parallel zur Bewegungsrichtung 5 der Bramme verläuft und deren andere Preßfläche 11 etwas schräg und gegen die Brammenbewegungsrichtung zeigt. Das Preßwerkzeug 7 hat einen in Normalrichtung, d.h. senkrecht zur Bramme 2 wirkenden Reduktionsantrieb 12 und einen in Tangentialrichtung, also parallel zur Bramme 2, wirkenden Vorschubantrieb 13. Der Reduktionsantrieb 12 wird dadurch gebildet, daß jeder Werkzeugträger 8 mit einem zugehörigen Kurbelgehäuse 9 mit Hilfe eines von mindestens einem Kurbeltrieb (Exzenter 14) betätigten Lenkersystems (Druckstößel 18) im wesentlichen in Richtung der Reduktion bewegbar verbunden ist, wobei der Kurbeltrieb 15 im Kurbelgehäuse 9 angeordnet ist. Der im wesentlichen in Richtung des Brammenvorschubs wirkende Vorschubantrieb 13 greift am Werkzeugträger 8 an. Kurbelgehäuse 9 und der Drehpunkt 29 des Vorschubantriebs 13 sind zu einer konstruktiven Einheit verbunden mit Hilfe der Verbindungsstütze 30. Das Lenkersystem 16 besteht gemäß Fig. 2 aus zwei gleichlangen, am Werkzeugträger 8 angelenkten Parallellenkern 17 und 18 und jedem dieser Parallellenker ist am Kurbelgehäuse 9 je ein Kurbeltrieb 15 mit Kurbelwellen 19, 20 zugeordnet, deren Kurbelradius untereinander gleich ist und an welchen die Parallellenker unter gleichem Kurbelwinkel angelenkt sind. Die Parallellenker sind am Werkzeugträger mit gleichem Abstand zueinander angelenkt. Infolge dieses Lenkersystems bewegt sich jeder Punkt des Preßwerkzeugs auf einer gleichen Kurvenbahn unabhängig davon, welche Tangentialbewegung dem Preßwerkzeug aufgezwungen wird. Die Tangentialbewegung des Preßwerkzeugs wird von dem Vorschubantrieb 13 bewirkt, der gemäß Fig. 2 aus einem Kurbeltrieb 21 besteht. Statt des Kurbeltriebes 21 kann mit gleichem Vorteil ein Kniehebeltrieb vorgesehen werden. Die Verwendung eines Kurbeltriebes für das das Preßwerkzeug 7 in Normalrichtung bewegende Lenkersystem sowie die Verwendung eines Kurbeltriebes für den das Preßwerkzeug in Tangentialrichtung bewegenden Vorschubantrieb ermöglicht bspw. eine Synchronisierung von Reduktionsantrieb und Vorschubantrieb nach Maßgabe der Vorschubbewegung der Bramme. Das pressende Werkzeug 7 kann in schneller Folge der Vorschubgeschwindigkeit der Bramme angepaßt (ohne Relativbewegung zur Bramme) in Normalrichtung pressen, dann vorschieben, dann mit Abstand zur Bramme zurückfahren, schließlich normal zur Brammenkante aufsetzen und wieder ohne Relativbewegung zur Bramme in Normalrichtung pressen. Es ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Trennung der Bewegungsabläufe für das Schmieden der Bramme durch das Preßwerkzeug in Normalrichtung und das Vorschieben des Preßwerkzeugs in Tangentialrichtung bzw. durch den erfindungsgemäßen Reduktionsantrieb und Vorschubantrieb eine erheblich geringere Antriebsleistung für das zyklische Beschleunigen und Verzögern der Preßwerkzeuge und der Werkzeugträger erforderlich wird.
  • Soll die Vorschubgröße des Preßwerkzeuges 7 bzw. des Werkzeugträgers 8 in weiten Bereichen einer sich verändernden Vorschubgeschwindigkeit der Bramme angepaßt werden, so wird gemäß Fig. 3 der Vorschubantrieb 13 aus einer Kolben-Zylinder-Einheit 22 gebildet, deren Kolben 22′ an dem Werkzeugträger 8 und dessen Zylinder 22˝ mit dem Kurbelgehäuse 9 bzw. mit der Verbindung 30 der Stauchpresse verbunden ist. Diese Kolben-Zylinder-Einheit 22 kann in Form einer Weg/Zeit-Funktion so gesteuert werden, daß für jede beliebige Vorschubgröße die Bewegungssynchronisation von Preßwerkzeug und Bramme gewährleistet ist. Die hierzu eingesetzte Steuer-bzw. Regeltechnik entspricht dem Stand der Technik und wird deshalb nicht näher erläutert.
  • Fig. 4 zeigt den Vorschubantrieb 13 für das Preßwerkzeug 7 bzw. für den Werkzeugträger 8 mit einer an dem Preßwerkzeug angeordneten Führungsrolle 23, die auf einer Führungsbahn 24 abläuft. Die Führungsbahn bzw. der die Führungsbahn bildende Führungskörper 25 ist mittels eines Drehgelenks 26 an dem Ständer 6 in geeigneter Weise befestigt. Die Neigung der Führungsbahn ist dadurch einstellbar, daß der Führungskörper in dem Drehgelenk um bestimmte Winkelbeträge verschwenkt werden kann. Hierzu ist eine an dem Führungskörper 25 und am Kurbelgehäuse angreifende Verstellmechanik vorgesehen, die aus einer an dem Führungskörper 25 angelenkten Verstellschraube 27 und aus einer Stellmutter 28 bestehen kann. Als Verstellmechanismus kann auch eine mit einem Hydraulikmedium steuerbare Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen werden. Auf diese Weise kann die Neigung der Führungsbahn des Führungskörpers in Abhängigkeit von der gewählten Vorschubgeschwindigkeit der Bramme so eingestellt werden, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs und die Vorschubgeschwindigkeit der Bramme gleich groß ist, so daß Relativbewegungen zwischen der Bramme und dem Preßwerkzeug während des seitlichen Stauchens der Bramme ausgeschlossen sind.
  • Mit dem oben beschriebenen Konstruktionsprinzip wird das bisher bei fliegenden Stauchpressen angetroffene Problem, die Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs während des Preßvorganges mit der Vorschubgeschwindigkeit der Bramme zu synchronisieren, in hervorragender Weise gelöst. Insofern werden auch andere nicht beschriebene konstruktive Detaillösungen von der erfindungsgemäßen Stauchpresse mit umfaßt, sofern sie der beanspruchten technischen Lösung genügen. Bspw. kann das Preßwerkzeug 7 ein mit dem Werkzeugträger 8 lösbares bzw. verbindbares mit Preßflächen 10, 11 versehenes hochbelastbares Schleißteil sein. Ferner kann der Kurbeltrieb 15 am Kurbelgehäuse 9 mit einem üblichen Stirnradgetriebe antriebsseitig verbunden sein. Die erfindungsgemäße fliegende Stauchpresse zur Reduzierung der Brammenbreite kann zugleich mit herkömmlichen Vorrichtungen zur Verminderung der Brammendicke verbunden werden.
    • BEZUGSZEICHENÜBERSICHT
    • 1
    Stauchpresse
    2
    Bramme
    3,4
    Treibrolle
    5
    Bewegungsrichtung der Bramme
    6
    Ständer
    7
    Preßwerkzeug
    8
    Werkzeugträger
    9
    Kurbelgehäuse
    10,11
    Preßflächen
    12
    Reduktionsantrieb
    13
    Vorschubantrieb
    14
    Exzenter
    15
    Kurbeltrieb
    16
    Lenkersystem
    17,18
    Parallellenker
    19,20
    Kurbelwellen
    21
    Kurbeltrieb/Kniehebeltrieb
    22
    Kolben-Zylinder-Einheit
    23
    Führungsrolle
    24
    Führungsbahn
    25
    Führungskörper
    26
    Drehgelenk
    27
    Verstellschraube
    28
    Stellmutter
    29
    Antrieb
    30
    Verbindungsstütze
    31
    mechanische Anstellung

Claims (8)

  1. Stauchpresse (1) zur Reduktion der Brammenbreite in Warmbreitband-Vorstraßen mit beidseitig zur Brammenkante angeordneten, die aufeinander zu weisenden Preßwerkzeuge (7) aufnehmenden Werkzeugträgern (8),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei der Stauchpresse zur Ausbildung eines Reduktionsantriebes (12) jedes Preßwerkzeug (7) mit dem zugehörigen Werkzeugträger (8) mit Hilfe eines von zwei Kurbeltrieben (15) betätigten Lenkersystems (16) im wesentlichen in Richtung der Reduktion bewegbar ist, wobei der Kurbeltrieb (15) an einem Kurbelgehäuse (9) angeordnet ist, das Lenkersystem (16) aus zwei gleichlangen am Werkzeugträger (8) angelenkten Parallellenkern (17, 18) besteht und jedem Parallellenker (17, 18) am Kurbelgehäuse (9) je ein Kurbeltrieb (15) mit untereinander gleichem Kurbelradius und gleichem Kurbelwinkel zugeordnet ist, und daß am Werkzeugträger (8) mindestens ein im wesentlichen in Richtung des Brammenvorschubs wirkender Vorschubantrieb (13) angreifbar ist, und daß zwischen dem Kurbelgehäuse (9) und dem Vorschubantrieb (13) eine feste Verbindung (30) im Sinne einer konstruktiven Einheit besteht.
  2. Stauchpresse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Vorschubantrieb (13) mit dem Reduktionsantrieb (12) nach Maßgabe der Vorschubbewegung der Bramme (2) synchronisierbar ist.
  3. Stauchpresse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Vorschubantrieb (13) als Kurbelantrieb (21) ausgebildet ist, gegebenenfalls mit veränderbarem Kurbelradius.
  4. Stauchpresse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Vorschubantrieb (13) als eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (22) ausgebildet ist.
  5. Stauchpresse nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (22) nach einer Weg/Zeit-Funktion verfahrbar ist, die abhängig von der gewünschten Vorschubgröße die Synchronisation des Preßwerkzeugs (7) mit der nahezu kontinuierlich bewegten Bramme (2) ermöglicht.
  6. Stauchpresse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Vorschubantrieb (13) als Führungsrolle (23) ausgebildet ist, die mit einer Führungsbahn (24) in Verbindung steht.
  7. Stauchpresse nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Neigung der Führungsbahn (24) abhängig von der gewählten Vorschubgröße so einstellbar ist, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Preßwerkzeugs (7) mit der nahezu kontinuierlich bewegten Bramme (2) synchronisierbar ist.
  8. Stauchpresse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Winkellage des Lenkersystems (16) in der Weise gestaltet ist, daß die tangentiale Kraftkomponente des Kurbeltriebs (15) während des Pressens gegen die Richtung der Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubantriebs (13) weist.
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