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Vorrichtung zum Stre&schmieden Es sind Vorrichtungen zum Streckschmieden
und sonstigen Verformen stabförmigen Gutes aus bildsamem, vornehmlich metallischem
Werkstoff bekannt, bei denen auf jeweils denselben Querschnittsbereich des Streckgutes
wirkende, durch Kurbel- oder Exzentertriebe symmetrisch gegenläufig zueinander bewegliche
Schwingbacken vorgesehen sind, die während des wirksamen Teiles ihrer Annäherung
sich der Ausgangsseite der Vorrichtung zu bewegen, dabei das zu streckende Material
vorwärts schieben, dann sich öffnend wieder anderen Eingangsseite zurückschwingen.
Unter diesen Vorrichtungen sind auch solche bekannt, deren Schwingbacken bei jedem
Verformungshub mit jeweils in gleicher Querschnittsebene liegenden Teilen ihrer
Arbeitsflächen eine geschlossene, über ihre Länge wandernde und sich dabei zunehmend
verengende Kaliberöffnung begrenzen.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art eignen sich - sofern ihre Werkzeugbacken
ein geschlossenes Kaliber bilden - nur zur Herstellung von Werkstücken mit rundem
Querschnitt, wobei zudem das Werkstück während der Verformung ständig gedreht werden
muß, -da von den in der gleichen Schwingungsebene gegenläufig zueinander bewegten
Werkzeugen nur ein über den Umfang des Werkstückes ungleicher Verformungsdruck ausgeübt
werden kann, und beim Unterlassen der Werkstückdrehung sich im Zuge der Ebene, in
der sich die Kanten der Arbeitsflächen der sich gegenüberliegenden Werkzeuge berühren,
ein unerwünschter Grat bilden würde.
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Um die Bildung eines ausgeprägten, schädlichen Grates bei runden Werkstücken
zu vermeiden, vor allem aber, um auch rechtkantige Werkstücke mit Hilfe von Vorrichtungen
der vorerwähnten Art erzeugen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens
zwei synchron angetriebene Paare gegenläufig zueinander bewegter Schwingbacken gleichmäßig
verteilt um die Werkzeigachse anzliordrien.
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Solche gleichmäßig um die Werkzeugachse verteilten, also in sich kreuzenden
Ebenen gegenläufig zueinander bewegten Schwingbackenpaare ergeben einen über den
Umfang des Werkstückes wesentlich gleichmäßigeren Verformungsdruck, der eine beträchtlich
geringere Breitung des Werkstückes und dementsprechend auch eine erheblich geringere
Gratbildung zur Folge hat.
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Außerdem erlauben zwei in sich senkrecht kreuzenden Ebenen arbeitende
Schwingbackenpaare mit im Querschnitt geradlinigen Arbeitsflächen die Herstellung
von rechtkantigen Werkstücken, z. B. von Quadrat- oder Flacheisen.
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Es sind zwar gleichfalls der Verformung von Werkstücken aus bildsämem
Werkstoff dienende Schmiedevorrichtungen bekannt, die mehrere gleichmäßig um die
Werkstückachse verteilte Paare gegenläufig zueinander bewegter Werkzeuge aufweisen.
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Bei diesen meist als Hammerwerke ausgebildeten Vorrichtungen werden
jedoch die Werkzeuge im Gegensatz zu mit Schwingbacken arbeitenden Vorrichtungen
geradlinig auf das Werkstück zu bewegt, so daß dieses über die ganze Länge der Werkzeuge
zugleich verformt wird. Dazu ist nicht nur ein erheblich größerer Aufwand an Arbeitsenergie
erforderlich, sondern infolge der sich dabei ergebenden starken Ereitung des Werkstücks
zwischen jeweils zwei sich gegenüberliegenden Werkzeugen entsteht zwischen den Arbeitsflächen
benachbarter Werkzeuge ein -hesQnders ausgeprägter Grat. Diese Schmiedemaschirien
haben, obwohl sie seit langem bekannt sind, der Fachwelt keine Anregung gegeben,
auch bei mit Schwingbacken arbeitenden Streckvorrichtungen mehrere in verschiedenen
Ebenen gleichzeitig auf das Werkstück einwirkende Schwingbackenpaare zu be-_ nutzen.
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Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von zwei in sich senkrecht
kreuzenden Richtungen schwingenden SchwingbackenpaarendieArbeitsflächen des einen
Schwingbackenpaares sich auf den die Arbeitsflächen -des anderen Schwingbackenpaares
begrenzenden Flächen abwälzen, ergeben sich Werkstücke von rechteckigem Querschnitt
mit scharfen, Bratfreien Kanten und glatten Flächen, die keiner Nacharbeit bedürfen.
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In -den Zeichnungen ist in Abb. 1 und 2 eine bekannte, mit zwei gegenläufig
angetriebenen Schwingbacken arbeitende Vorrichtung in zwei Arbeitsstellungen schematisch
dargestellt, mit deren Hilfe ein Werkstück durch auf zwei sich gegenüberliegende
Werkstückflächen wirkende Werkzeuge gestreckt werden kann.
Gegen
das zu verformende, hier flachzustreckende Werkstück 1 liegen beiderseits die Schwingbakken
2, 2' an, deren nach der Einzugseite gelegene Enden unmittelbar auf je einem Exzenter
3, 3' gelagert sind und deren andere Enden über an Bolzen 5, 5' angelenkte Schubstangen
6,.6' von den Exzentern 4, 4' bewegt -,verden. Die Exzenter 3, 4 bzw. 3,4' sind
so gegeneinander um ihre Achsen versetzt, daß die an der Einzugsehe gelegenen Exzenter
3, 3' den anderen, 4, 4', um 90° voreilen. Bei der Exzenterstellung nach Abb. 1
haben die Schwingbacken 2,2' das Werkstück mit ihren zwischen den Exzentern 3, 3'
gelegenen Arbeitsflächenteilen unter Verformungsdruck erfaßt und etwas Werkstoff
vor sich her gegen das Austragende geschoben. Dabei ist auch das gesamte Werkstück
um ein kleines Stück weiter zwischen die Backen 2, 2' gezogen worden. Im weiteren
Verlauf der Exzenterdrehung setzen sich die Backen 2,2' zunächst zwischen den Exzentern
3,3' und dann zwischen den Bolzen 5, 5' vom Werkstück 1 ab und erfassen nach
Durchlauf der in Abb. 2 gezeigten Exzenterstellung neue Werkstoffteile in dem zwischen
den Exzentern 3, 3' gelegenen Bereich.
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Es hat sich erwiesen, daß Vorrichtungen der hier beschriebenen Art
außerordentlich wirksam sind und starke Verformungen in einem Werkzeugsatz und bei
einmaligem Durchgang unter Aufwand geringster Arbeitskraft gestatten.
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Ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand der Erfindung bildende
Vorrichtung mit zwei in zueinander senkrecht stehenden Ebenen gegenläufig zueinander
schwingenden Werkzeugpaaren zeigen Abb. 3 bis B.
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Die Einrichtung eignet sich besonders zum Verformen von stabförmigen
Werkstücken irgendwelcher Art, Drähte und Rohre nicht ausgenommen. Die Schwingbacken
sind so ausgestaltet, daß ihre Arbeitsflächen jeweils in einer Querschnittsebene
sich zu einem geschlossenen Kaliber ergänzen, das während jedes Arbeitshubes von
der Einzugseite zur Austragseite über die Länge der Arbeitsflächen wandert. Mehr
als zwei Schwingbackenpaare -,verden nur in Ausnahmefällen, und zwar zum Verformen
von Werkstücken mit verwickelten Querschnitten erforderlich sein. Genau wie bei
der Vorrichtung mit nur einem Schwingbackenpaar werden auch hier alle Exzenter mit
gleicher Drehzahl angetrieben, jedoch können sowohl die Exzenter untereinander verschiedene
Exzentrizität haben als auch einander vor- oder nacheilen. Wichtig ist nur, daß
alle Bewegungen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich ein .gleichmäßiger Werkstoffverbrauch
und eine stetige Werkstückverformung ergeben. Beides wird fast immer dann der Fall
sein, wenn alle einander gegenüberliegenden Arbeitsflächenteile zu jeder Zeit zwar
gegenläufige, aber sonst gleiche Bewegungen ausführen und wenn die Exzenter an der
Einzugseite denen an der Ausgangsseite voreilen, vorteilhaft um etwa 45°.
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So wichtig es ist, jeweils bei sich gegenüberliegenden Schwingbacken
auf Gleichform und Gleichmaß der Bewegungen zu achten, so ist es doch nicht erforderlich,
daß Art und Ausmaß der von den übrigen Backenpaaren geleisteten Verformungsarbeit
immer die gleichen sind. Es ist vielmehr durchaus möglich, einem Stab von z. B.
quadratischem Querschnitt einen verringerten rechteckigen Querschnitt dadurch zu
geben, daß man auf zwei gegenüberliegende Seiten einen stärkeren Verformungs.druck
ausübt als auf die anderen. Dabei läßt sich der Verformungsgrad sowohl durch Veränderung
des Arbeitsflächenverlaufs an den Schwingbacken (stärkere oder geringere Krümmung)
als auch durch Veränderung der Exzentrizität, in gewissem Ausmaß auch durch Veränderung
der Exzentervoreilung beeinflussen.
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Abb. 3, 4, 5 und 6 veranschaulichen die den Gegenstand der Erfindung
bildende Vorrichtung im Prinzip. Die gleichmäßig um die Längsachse des Werkstücks
1 verteilten Schwingbackenpaare2, 2' und 12, 12' sind hier gegeneinander um 90°
um die @#Terkstückachse versetzt und bilden mit ihren dem Werkstück l zugekehrten
Arbeitsflächen in jeweils einer Ouerschnittsebene ein geschlossenes Kaliber von
flachrechteckiger Form. Die Schwingbacken 2, 2' sind an der Einzugseite (Abb. 3,
4) auf den Exzentern 3, 3' gelagert, an der Austragseite (Abb. 2, 4) über Schubstangen
6 an den Exzentern 4, 4' aufgehängt. Zum zweiten Schwingbackenpaar 12, 12' gehören
die Lagerexzenter 13,13', die Schubstangen 16, 16' und die Steuerexzenter 14, 14'.
Die sich 'gegenüberliegenden Mantellinien 9, 9' der Backen 2, 2' sowie die Linien
19,19' der Backen 12,12' führen im Betrieb bedingungsgemäß jeweils spiegelbildlich
gleiche Bewegungen aus.
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Die nicht einfache, genaue Abstimmung der Bewegungsvorgänge an der
sonst einfachen und übersichtlichen Vorrichtung erfordert Sorgfalt im Aufbau der
Antriebe. Obwohl Einzelantrieb aller Exzenter durchaus vorstellbar und auch praktisch
möglich ist, z. B. durch Synchronmotore oder auf Gleichlauf gesteuerte Motore anderer
Art, ist es doch empfehlenswert, von den zu einer Schwingbacke gehörigen Exzentern
nur einen anzutreiben und den anderen vom angetriebenen mitnehmen zu lassen. Dadurch
wird nicht nur gewährleistet, daß die einmal gewählte Vor- oder Nacheilung der Exzenter
in jedem Falle aufrechterhalten bleibt, sondern auch die Zahl der Antriebe auf die
Hälfte verringert. Aus Raumgründen und im Interesse einer ungehinderten Werkstoffnachführung
empfiehlt es sich dabei, die Exzenter an der Ausgangseite anzutreiben und die Exzenter
an der Einzugseite von ersteren mitnehmen zu lassen. Diese Mitnahme kann z. B. über
Stirnräder oder Kuppelstangen erfolgen. Die beste Gewähr für den erforderlichen
Gleichlauf und die Aufrechterhaltung des einmal eingestellten Bewegungsablaufs aller
Teile bietet jedoch die Verwendung eines Kammwalzgerüstes, das von einem einzigen
Motor angetrieben ist und in dem die Antriebskraft des Motors auf die einzelnen
anzutreibenden Wellen verteilt wird.
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Einen Ouerschnitt durch eine Streckschmiedevorrichtung mit Antrieb
über ein Kammwalzgerüst zeigt schematisch Abb. 6, und zwar ist der hier dargestellte
Schnitt durch die an der Ausgangsseite gelegenen Exzenterwellen 4, 4'; 14,14' gelegt.
Die Schwingbacken 2, 2' und 12,12' sind durch Bolzen 5, 5' bzw. 15,15' gelenkig
mit den Schubstangen 6, 6' und 16, 16' verbunden, die ihrerseits über die Exzenter
4, 4' und 14, 14' in Lagerböcken 35 gelagert sind. Der Antrieb der vier Exzenterwellen
erfolgt von,dem Motor 23 aus, der über eine Kupplung 22 zunächst das Kammwalzgerüst
21 -antreibt. Von dort aus wird die Antriebskraft auf die Zwischenwellen 39 verteilt,
die teils unmittelbar, teils über Kegelräder 25, 25' mit den Exzentern 4, 4'; 14,
14' verbunden sind. Kupplungen 20 dienen der Aufnahme etwa auftretender Biegekräfte
und der Bruchverhütung im Falle irgendwelcher Hemmungen. In den Lagerböcken 35 sind
außer den gezeichneten Exzentern 4, 4' und 14, 14' jeweils auch die Wellen der zugeordneten
Exzenter 3, 3' bzw. 13, 13' an der Einzugseite ,gelagert, die,
wie
in Abb. 5 für .das Backenpaar 12, 12' angedeutet, mit den angetriebenen Exzentern
14, 14' über die Stirnräder 34, 34', Zwischenräder 44, 44' und die Stirnräder 24,
24' in Verbindung stehen.
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Die Lagerböcke 35 für die Exzenter beider Bakkenpaare sind gemeinsam
in einem ringförmigen Schwingergerüst 36 gehalten, und zwar so, daß sie radial gegen
das Werkstück verstellt werden können, damit innerhalb eines Gerüstes Werkstücke
verschiedener Querschnitte bearbeitet und Exzenterwell.en unterschiedlicher Exzentrizität
benutzt werden können.
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Die Lagerböcke 35 lassen sich gemäß Abb. 7 aber auch an Schlittenführungen
18 befestigen, die von einer gemeinsamen Grundplatte 17 radialverschieblich getragen
werden. Jeweils zwei gegenüberliegende Schlittenführungen 18 sind zweckmäßig durch
Anker 18a verspannt, die einer besseren Aufnahme des Arbeitsdruckes dienen. Die
Seitenansicht in Abb.7 oben zeigt auch für das Backenpaar 2, 2' (analog Abb. 5)
die Übertragung des Kraftantriebes von den unmittelbar angetriebenen Exzentern 4,
4' auf die an der Einzugseite liegenden Exzenter 3, 3' über die auf den Exzenterwellen
sitzenden Stirnräder 24, 24' bzw. 34, 34' über die Zwischenräder 44, 44'.
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Zur Erzielung noch stärkerer Verformungen, als sie mit einer der hier
beschriebenen Vorrichtungen möglich sind, lassen sich-genau wie es bei Walzwerken
üblich ist - mehrere Schwingergerüste hintereinanderschalten. Auch kann das jeweils
erste - oder einzige - Gerüst das Werkstück unmittelbar aus einer Strangpresse oder
einer Stranggießanlage G - wie in Abb. 8 dargestellt - aufnehmen. Sofern wickelfähiges
Gut aus dem letzten Schwingergerüst austritt, z. B. dünnes Band oder Draht, läßt
sich eine Haspelvorrichtung an sich bekannter und geeigneter Bauart nachschalten.