Einrichtung zum Schwingschmieden

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schwingschmieden gem. dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Aus der DE-PS 1 171 245 ist eine Streckschmiedemaschine mit gegenläufig auf ein Werkstück einwirkenden Schwingbacken bekannt. Die Schwingbacken sind durch Kurbel- oder Exzenterantriebe symmetrisch antreibbar. Der Antrieb erfolgt über zwei Antriebslenker je Schwingbacke, die ein Gelenkviereck bilden, so daß sich die Schwingbacken während ihres wirksamen Bewegungsteils auf dem Werkstück in Vorschubrichtung abwälzen. Ein dritter Antriebslenker je Schwingbacke bewirkt einen Vorschub der Schwingbacke und des Werkstückes sowie die Rückhubbewegung der Schwingbacke. Durch die Verlagerung der Aufhängung des dritten Lenkers läßt sich das Ausmaß der Vorschub- und Rückholbewegungen verändern. Das Bewegungsspiel der Schwingbacken ist über eine Veränderung der Winkelstellung, der Exzentrizität und der wirksamen Länge der Exzenter oder Kurbeln einstellbar.

[0003] Der Antrieb der Streckschmiedemaschine durch einen Kurbel- oder Exzenterantrieb erweist sich als nachteilig, da die Änderung der Bewegungsbahn der Schwingbacken durch die Einstellmöglichkeiten der Kurbeln oder Exzenter begrenzt ist. Die Kurbel- oder Exzenterantriebe mit ihren Antriebslenkern erhöhen die Baugröße der Schmiedeeinrichtung wesentlich. Außerdem beeinflußt das Spiel der Vielzahl der Gelenke das Umformergebnis negativ.

[0004] Aus der US-A-1 928 741 ist eine Schwingschmiedemaschine bekannt, wobei die Schwingbacken durch Kolben-Zylindereinheiten antreibbar sind.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Schwingschmieden mit hohem Reduktionsgrad und geringer Baugröße zu schaffen, die eine frei wählbare Einstellung der Bewegungsbahn der Schwingbacken erlaubt.

[0006] Gelöst wird die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 6 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung dar.

[0007] Erfindungsgemäß erzielt die Anordnung der als Hydraulikzylinder ausgebildeten Kolben-Zylindereinheiten zwischen den Schwingbacken und neben dem Durchlaufspalt eine besonders platzsparende Ausgestaltung der Schwingschmiedeeinrichtung. Die Verwendung von Hydraulikzylindern in Verbindung mit einer rechnergestützten Steuerung ermöglicht eine frei wählbare Einstellung der den Durchlaufspalt für das Schmiedegut bildenden Bewegungsbahnen der Schwingbacken. Aus der Anordnung der Kolben-Zylindereinheit mit Klemmfunktion zwischen den weiteren Kolben-Zylindereinheiten ergibt sich ein Minimum an Hub bei sich abwälzenden Schwingbacken. Hieraus resultiert ein niedriger Leistungsbedarf des Zylinders.

[0008] Die Ausgestaltung der Schwingschmiedeeinrichtung mit einem Fahrantrieb reitend auf einer Führungsschiene ermöglicht insbesondere bei Stranggießanlagen oder bei Einrichtungen zum Sprühkompaktieren eine direkte Warmumformung (Schmiedeguttemperatur etwa 1000°C-1200°C) des austretenden Flachproduktes ohne störende Kräfte in Richtung des entstehenden Stranges oder Sprühgutes aufzubringen. Die Schwingschmiedeeinrichtung eignet sich besonders für langsam austretende Flachprodukte bei Geschwindigkeiten von etwa 2-6 m/min und erzielt Reduktionsgrade von mindestens 60 %. Der Antrieb der Schwingbacken in Verbindung mit der Steuerung ermöglicht ein Abwälzen der Umformwerkzeuge in und gegen Durchlaufrichtung des Schmiedegutes in einem Arbeitszyklus. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Umformwerkzeuge mit kreisbogenförmigen Konturen ausgebildet sind. Die Abwälzbewegung der Schwingbacken wird besonders vorteilhaft von den seitlich an den Schwingbacken angeordneten, über einen Bolzen und ein Langloch ineinandergreifenden Abrollblechen unterstützt.

[0009] Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Seitenansicht der Schwingschmiedeeinrichtung,

Figur 2

eine Seitenansicht der Schwingschmiedeeinrichtung mit der Fahrvorrichtung.

[0010] In Figur 1 ist eine Seitenansicht der Schwingschmiedeeinrichtung mit zwei etwa zur Durchlaufrichtung d spiegelbildlich angeordneten Schwingbacken 1, 1' dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit Ist in dieser Figur die Fahrvorrichtung nicht dargestellt. Die Schwingbacken 1, 1' bestehen jeweils aus einem Werkzeugträger 2, 2' und einem daran befestigten Umformwerkzeug 3, 3'. Die Umformwerkzeuge 3, 3' begrenzen mit ihren konkav gekrümmten Schmiedeflächen einen Durchlaufspalt 4. An den Werkzeugträgern 2, 2' sind in Durchlaufrichtung d gesehen an beiden Seiten jeweils zwei Kolben-Zylindereinheiten 5, 6 für die Führung des Bewegungsablaufs der Schwingbacken 1, 1' und eine Kolben-Zylindereinheit 7 mit Klemmfunktion angeordnet. In der Figur 1 sind nur die in der Zeichenebene vorne angeordneten Zylinder 5 bis 7 dargestellt. Die Kolben-Zylindereinheiten 5, 6 sind mit den Enden ihrer Kolbenstangen 8, 9 mit dem Werkzeugträger 2 und über ihre Zylindergehäuse 10, 11 mit dem Werkzeugträger 2' gelenkig verbunden. Die Anlenkpunkte der Kolben-Zylindereinheiten 5, 6 liegen in Durchlaufrichtung d gesehen vorne und hinten an den Werkzeugträgern 2, 2'. Der Kolben-Zylinder 7 mit Klemmfunktion ist mit seiner Kolbenstange 12 an dem Werkzeugträger 2' und mit seinem Zylindergehäuse 13 an dem Werkzeugträger 2 gelenkig angeordnet. An den Werkzeugträgern 2, 2' sind neben und parallel zu den Umformwerkzeugen 3, 3' seitlich Abrollbleche 14, 14' angeordnet. Die Abrollbleche 14, 14' haben die Form rechtwinkliger Dreiecke, wobei die rechtwinkligen Ecken 15, 15' zum Durchlaufspalt 4 hinweisen und sich überlappen. In den Überlappungsbereich sind die Abrollbleche 14, 14' im Bereich ihrer Ecken 15, 15' über einen Bolzen 16 verbunden. Der an dem Blech 14 angeordnete Bolzen 16 greift in ein senkrecht zum Werkzeugträger 2 im dem Blech 14' verlaufendes Langloch 17 ein. Die Klemmrichtung k der Kolben-Zylindereinheit 7 mit Klemmfunktion schneidet den Durchlaufspalt 4 in Bereich des Bolzens 16.

[0011] Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Schwingschmiedeeinrichtung mit der Fahrvorrichtung. Die Kolben-Zylindereinheiten 5, 6, 7 und die Abrollbleche 14, 14' sind nicht dargestellt. Die Fahrvorrichtung besteht in wesentlichen aus einem seitlich an den Werkzeugträgern 2, 2' angeordneten als Blech ausgebildeten Halteelement 18. Das Halteelement 18 ist in den Anlenkpunkten 22 der Kolben-Zylindereinheit 7 mit Klemmfunktion mit Werkzeugträgern 2, 2' verbunden. Die Verbindung mit dem Werkzeugträger 2 erfolgt wiederum über eine wie in Fig. 1 beschriebene Bolzen/Langloch-Verbindung. Zwischen den Werkzeugträgern 2, 2' ist das Halteelement 18 mit Rollen 19 versehen. Über die Rollen 19 ist die Schwingschmiedeeinrichtung auf einer Führungsschiene 20 verfahrbar. In der Mitte ist das Halteelement 18 mit einem fest an der Führungsschiene 20 angeordneten Rücksetzzylinder 21 verbunden.

[0012] Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schwingschmiedeeinrichtung beschrieben. Das insbesondere über Treibrollen zwangsangetriebene Schmiedegut tritt bei auseinandergefahrenen und in Winkelstellung zum einlaufenden Schmiedegut hin geöffneten Schmiedebacken in die Schwingschmiedeeinrichtung ein. Aus dieser Ausgangsstellung heraus läßt sich der anschließende Bewegungsablauf in die folgenden Schritte aufgliedern.

• Zusammenfahren der Schwingbacken unter Verformung des Schmiedegutes
• Abwälzen der Schwingbacken auf dem Schmiedegut gegen die Durchlaufrichtung desselben
• Auseinanderfahren der Schwingbacken
• Verfahren der Schwingschmiedeeinrichtung gegen die Durchlaufrichtung
• Zurückschwingen der Schmiedebacken in die Ausgangsstellung ohne Kontakt mit dem Schmiedegut.

[0013] Die Zykluszeit des gerade beschriebenen Bewegungsablaufs beträgt etwa 1-2 s. Da die Führungszylinder über eine Wegregelung und die Klemmzylinder über eine Druckregelung mit einer Rechnersteuerung verbunden sind, läßt sich der Bewegungsablauf auch wie folgt abändern. Das Zurückschwingen ohne Schmiedegutkontakt in die Ausgangsstellung kann durch ein erneutes Zusammenfahren der Schwingbacken und einem darauffolgenden Abwälzen in Durchlaufrichtung ersetzt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Konturen der Schwingbacken kreisbogenförmig sind. Außerdem erlaubt die Rechnersteuerung über die Zylinder den spaltbildenden Bewegungsablauf der Schwingbacken beliebig an die verschiedensten Walzbedingungen (Walztemperatur, Werkstoffart, Reduktionsgrad usw.) anzupassen.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Schwingschmieden, insbesondere zur Warmumformung von metallischen Flachprodukten, mit gegenüberliegend angeordneten, einen Durchlaufspalt (4) für das Gut bildenden Schwingbacken (1, 1') mit konkav gekrümmten Schmiedeflächen und mit Antriebsmitteln für die Schwingbacken, wobei
die Antriebsmittel Kolben-Zylindereinheiten (5, 6, 7) sind, dadurch gekennzeichnet,
daß über jede Kolben-Zylindereinheit (5, 6, 7) die beiden Schwingbacken (1, 1') miteinander gelenkig verbunden sind und daß an den Schwingbacken (1, 1') ein von den Antriebsmitteln unabhängiges Halteelement (18) angeordnet ist.

2. Einrichtung zum Schwingschmieden nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Kolben-Zylindereinheiten (5, 6,) zur Führung des Bewegungsablaufes in Durchlaufrichtung (d) gesehen seitlich und in den Eckpunkten der Schwingbacken (1, 1') angeordnet sind und daß außerhalb des Durchlaufspalts (4) zwischen den Kolben-Zylindereinheiten (5, 6) Kolben-Zylindereinheiten (7) mit Klemmfunktion angeordnet sind.

3. Einrichtung zum Schwingschmieden nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolben-Zylindereinheiten (7) mit Klemmfunktion derart zwischen den Kolben-Zylindereinheiten (5, 6) angeordnet sind, daß ihr Kolbenhub während des Bewegungsablaufes der Schwingbacken (1, 1') minimal ist.

4. Einrichtung zum Schwingschmieden nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwingbacken (1, 1') aus Werkzeugträgern (2, 2') und daran befestigten Umformwerkzeugen (3, 3') bestehen, daß die Kolben-Zylindereinheiten (5, 6) und die Kolben-Zylindereinheiten (7) mit Klemmfunktion jeweils einerseits über ihre Kolbenstangen (8, 9, 12) und andererseits über ihr Zylindergehäuse (10, 11, 13) mit den Werkzeugträgern (2, 2') verbunden sind.

5. Einrichtung zum Schwingschmieden nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Durchlaufrichtung (d) gesehen an beiden Seiten der Schwingbacken (1, 1') Abrollbleche (14) parallel zueinander angeordnet sind, daß die Abrollbleche (14, 14') in Höhe des Durchlaufspalts (4) über einen Bolzen (16) und ein Langloch (17) miteinander verbunden sind.

6. Einrichtung zum Schwingschmieden nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteelement (18) in den Anlenkpunkten (22) der Kolben-Zylindereinheit (7) mit Klemmfunktion gelenkig mit den Werkzeugträgern (2, 2') verbunden ist, daß das Blech (18) zwischen den Werkzeugträgern (2, 2') mit Rollen (19) versehen ist und daß die Rollen (19) auf einer Führungsschiene (20) verfahrbar sind.

Claims

1. An apparatus for swing forging, in particular for the hot-forming of flat metallic products, with opposing swing jaws (1, 1') having concave forging surfaces and forming a passage gap (4) for the material and with drive means for the swing jaws, the drive means being piston-cylinder units (5, 6, 7), characterised in that the two swing jaws (1, 1') are articulated together by each piston-cylinder unit (5, 6, 7) and that a holding element (18) which is independent of the drive means is located on the swing jaws (1, 1').

2. An apparatus for swing forging according to Claim 1, characterised in that piston-cylinder units (5, 6) for guiding the sequence of motions, when viewed in the direction of passage (d), are arranged laterally and in the corner points of the swing jaws (1, 1') and that piston-cylinder units (7) having a clamping function are located outside the passage gap (4) between the piston-cylinder units (5, 6).

3. An apparatus for swing forging according to Claim 1 or 2, characterised in that the piston-cylinder units (7) having a clamping function are arranged between the piston-cylinder units (5, 6) such that their piston stroke is minimal during the sequence of motions of the swing jaws (1, 1').

4. An apparatus for swing forging according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the swing jaws (1, 1') consist of tool holders (2, 2') and shaping tools (3, 3') attached thereto, that the piston-cylinder units (5, 6) and the piston-cylinder units (7) having a clamping function are each connected to the tool holders (2, 2') on one hand by their piston rods (8, 9, 12) and on the other hand by their cylinder housings (10, 11, 13).

5. An apparatus for swing forging according to one of Claims 1 to 4, characterised in that, viewed in the direction of passage (d), rolling plates (14) are arranged parallel to one another on either side of the swing jaws (1, 1'), that the rolling plates (14, 14') are connected together at the level of the passage gap (4) by means of a pin (16) and an elongate hole (17).

6. An apparatus for swing forging according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the holding element (18) is articulated to the tool holders (2, 2') in the points of articulation (22) of the piston-cylinder unit (7) having a clamping function, that the metal sheet (18) is provided with rollers (19) between the tool holders (2, 2') and that the rollers (19) can be moved on a guide rail (20).

Revendications

1. Dispositif pour le forgeage à vibrations, en particulier pour le forgeage à chaud de produits métalliques plats, comportant des mâchoires oscillantes (1, 1'), opposées et formant une fente (4) de passage pour le produit, des surfaces de forgeage cintrées de façon concave, et des moyens d'entraînement pour les mâchoires oscillantes, les moyens d'entraînement étant des vérins (5,6,7),
caractérisé en ce que, par l'intermédiaire de chaque vérin (5,6,7), les deux mâchoires oscillantes (1,1') sont reliées ensemble de façon articulée, et en ce qu'un élément de maintien (18), indépendant des moyens d'entraînement, est agencé sur les mâchoires oscillantes (1, 1').

2. Dispositif pour le forgeage à vibrations selon la revendication 1,
caractérisé en ce que des vérins (5,6) pour guider le déplacement sont agencés, latéralement à la direction de passage (d) et dans les coins des mâchoires oscillantes (1,1'), et en ce que des vérins (7) présentant une fonction de serrage sont agencés, à l'extérieur de la fente de passage (4), entre les vérins (5,6).

3. Dispositif pour le forgeage à vibrations selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que les vérins (7) présentant une fonction de serrage sont agencés entre les vérins (5,6), de sorte que leur course de piston est minimale pendant le déplacement des mâchoires oscillantes (1, 1').

4. Dispositif pour le forgeage à vibrations selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les mâchoires oscillantes (1, 1') sont constituées de porte-outils (2, 2') et d'outils de forgeage (3, 3') qui sont fixés sur ces derniers, et en ce que les vérins (5, 6) et les vérins (7) présentant une fonction de serrage sont reliés aux porte-outils (2, 2'), à chaque fois, d'une part par l'intermédiaire de leurs tiges de piston (8, 9, 12) et, d'autre part, par l'intermédiaire de leurs boîtiers de vérin (10, 11, 13).

5. Dispositif pour le forgeage à vibrations selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que, en direction de passage (d), des deux côtés des mâchoires oscillantes (1, 1'), des tôles dérouleuses (14) sont agencées de façon parallèle, et en ce que les tôles dérouleuses (14, 14') sont reliées ensemble, à la hauteur de la fente de passage (4), par l'intermédiaire d'un boulon (16) et d'un trou oblong (17).

6. Dispositif pour le forgeage à vibrations selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que l'élément de maintien (18) est relié, de façon articulée, aux porte-outils (2, 2'), au niveau des points d'articulation (22) du vérin (7) présentant une fonction de serrage, en ce que la tôle (18) est munie de rouleaux (19) entre les porte-outils (2,2'), et en ce que les rouleaux (19) peuvent se déplacer sur un rail de guidage (20).

Zeichnung