DE19522386A1 - Verfahren zum Verformen von Eisenbahnrädern - Google Patents

Description

Eisenbahnräder werden vorzugsweise aus einem Stück hergestellt. Dabei wird der Rohling mindestens zwei Schmiedevorgängen unterworfen, bevor er - für die spätere Aufnahme der Achse - im Nabenbereich durchlocht und dann schließlich vorzugsweise zur Durchmessererhöhung gewalzt, ggf. gekümpelt bzw. gekegelt (seitliches Versetzen des Nabenbereichs relativ zur Radlauffläche) und schließlich noch einer spanenden Verarbeitung unterworfen wird.

Aus der DE 43 33 944 ist es bekannt, in einem einzigen Arbeitsgang zwischen nur einem Untergesenk und nur einem Obergesenk den Rohling fertig zu formen, wobei das Untergesenk einen topfförmigen Preßraum bildet, der insbesondere durch Zunder verschmutzen kann und deshalb ständig zu säubern ist. Ferner sind sehr hohe Preßdrücke und Kühlleistungen erforderlich. Auch ist ein Umrüsten aufgrund ihrer Zweistufigkeit und ihrer geringeren Drücke nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein zweistufiges Verfahren zum Vorformen von Eisenbahnrädern derart zu verbessern, daß bei einem geringen maschinentechnischem Aufwand und verhältnismäßig geringen Drücken ein genauer Gewichtsausgleich durch eine exakte Verdrängung von Material aus dem Nabenbereich erfolgt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, das Verfahren so zu verbessern, daß für das den Preßdruck ausübende Gesenk insbesondere für das Obergesenk keine aufwendige Weg- und Geschwindigkeitsregelung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer ersten Preßstufe der Rohling insbesondere Block durch Ober- und Untergesenk vorgeformt wird und hierbei ein erster Dorn aus dem ersten Gesenk in die Mitte des Rohlings fährt und Material aus der Rohlingsmitte nach außen drückt, und in einer zweiten Preßstufe ein zweiter Dorn in das bereits vorgeformte Sackloch fährt, wobei während des Pressens der zweite Dorn stets denselben Abstand zum zweiten, dem Dorn gegenüberliegenden Gesenk, einhält.

Aufgrund des servogeregelten insbesondere zweiten Dorns ist ein automatischer Ausgleich von Übergewicht ohne zusätzliche Hilfsmittel gegeben. Das Obergesenk kann in jeder Stufe auf Endanschlag fahren, so daß für das Obergesenk keine aufwendige Weg- und Geschwindigkeitsregelung für große Massen, große Hübe und relativ hohe Geschwindigkeiten realisiert werden muß. Nur eine Größe - die Dornposition - muß sehr genau geregelt gefahren werden, die von allen Bewegungen am einfachsten zu beherrschen ist, da nur kleine Massen, ein kleiner Hub und kleine Geschwindigkeiten beherrscht werden müssen.

Das Obergesenk ist nicht querbeweglich, so daß eine Minimierung der Gefahr des Achsversatzes von Ober- und Untergesenk besteht, da lediglich das Untergesenk quer verschoben werden muß.

Die Fertigform ist im Obergesenk gegeben. Durch diese Anordnung sind die Untergesenke frei von Randbegrenzungen und können so einfach von Zunder befreit werden, z. B. durch Preßluft.

Die zweistufige Arbeitsweise stellt eine Optimierung dar von der Anzahl der Umformstufen, der Standzeit der Gesenke (Kühlintervalle etc.) und des maschinentechnischen Aufwandes.

Damit ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei Untergesenke bestehen, die jeweils einen Dorn aufweisen. Hierbei sollten die zwei Untergesenke waagerecht gegenüber dem Obergesenk verschieblich sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Obergesenk einen topfförmigen, nach unten offenen Preßraum aufweist, während die Untergesenke bis auf Erhebungen und/oder kleine Vertiefungen keinen größeren Hohlraum bilden. Auch sollte nur das Obergesenk auf- und abbeweglich sein.

Von größtem Vorteil ist es, wenn die zwei Dorne dieselbe Form und Größe haben. Auch sollte zumindest der zweite Dorn in seiner Auf- und Abbewegung rechnergestützt gesteuert werden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden Schmiedevorrichtung vor der ersten Preßstufe.

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 während der ersten Preßstufe.

Fig. 3 eine Seitenansicht während des Wechsels von der ersten zur zweiten Preßstufe und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 während der zweiten Preßstufe.

Die Schmiedevorrichtung weist zwei Untergesenke 1a, 1b auf, die nicht auf- und abbeweglich, sondern nur waagerecht und damit quer gegenüber dem einzigen Obergesenk 2 verschieblich sind. Das Obergesenk 2 besitzt an seiner Unterseite einen nach unten offenen, topfförmigen Preßraum 3 mit vorstehenden Randbegrenzungen als Fertigform, so daß dasselbe Obergesenk in beiden Preßstufen gegenüber den zwei Untergesenken 1a, 1b verwendet wird.

Die zwei Untergesenke 1a, 1b besitzen keine nach oben vorstehenden Ränder und sind an ihrer Oberseite jeweils im wesentlichen flach bis auf Erhebungen und/oder Vertiefungen nahe des Nabenbereiches, wobei das zweite, in der zweiten Preßstufe eingesetzte Untergesenk 1b größere Erhebungen besitzt.

In beiden Untergesenken ist je ein senkrechter Dorn 4a, 4b mittig gelagert, die senkrecht auf- und abfahrbar sind und hierbei insbesondere bei dem zweiten Untergesenk durch einen Rechner sehr genau gesteuert werden. Durch den ersten Dorn 4a im ersten Untergesenk 1a wird ein senkrechtes Loch (Sacköffnung) in die Unterseite des Rohlings (Stahlblocks) 5 eingedrückt, wodurch ausreichend viel Material zu den Randbereichen bewegt wird, ehe in der zweiten Preßstufe der Spalt zwischen den Gesenken so klein wird, daß nur noch mit größten Drücken eine Materialbewegung durch den Spalt möglich wird.

Durch den zweiten Dorn 4b im zweiten Untergesenk 1b wird durch Einfahren des Dorns 4b in das bereits geschaffene Loch dieses während des zweiten Preßvorgangs offen gehalten.

Die Schmiedevorrichtung arbeitet wie folgt:

• 1. Einsetzen des Rohlings 5 ins erste Untergesenk 1a der ersten Stufe. Das Untergesenk 1a ist so ausgebildet, daß am Ende der ersten Stufe auf der Unterseite des vorgeformten Rades ein Zentrieransatz für die zweite Gesenkstufe entsteht.
• 2. Das Obergesenk fährt stetig abwärts.
• 3. Sobald das Obergesenk 2 Kontakt mit dem Rohling 5 hat und der Rohling somit eingespannt ist, bewegt sich der unterseitige erste Dorn 4a aufwärts und verdrängt somit einen Teil des Volumens aus der Rohlingsmitte in radialer Richtung nach außen. Die Endposition des Dornes 4a und damit der Anteil des Volumens, das aus der Mitte nach außen umverteilt wird, hängt vom Rohlingsgewicht ab und wird vom Steuerungssystem berechnet. Durch dieses Verfahren können Abweichungen im Rohlingsgewicht ausgeglichen werden. Um eine gesicherte Volumenverteilung bei minimalem Kraftaufwand zu erzielen, muß der erste Dorn 4a schon möglichst früh seine Endposition erreicht haben, wenn also die Rohlingshöhe noch relativ groß ist.
• 4. Auffahren der Presse, Anheben des vorgeformten Rades, Abstreifen vom Dorn und waagerechtes Verschieben der zwei Untergesenke, wonach das zweite Untergesenk 1b unterhalb des Obergesenkes 2 liegt.
• 5. Absetzen des vorgeformten Rades auf das zweite Untergesenk 1b der zweiten Stufe und Selbstzentrierung durch einen in erste Stufe angeformten Zentrieransatz.
• 6. Das Obergesenk 2 fährt abwärts bis auf Kontakt mit dem vorgeformten Rad und verharrt in dieser Position.
• 7. Der unterseitige zweite Dorn 4b fährt vollständig in das vorgeformte Sackloch 6.
• 8. Das Obergesenk 2 fährt weiter abwärts bis zum Gesenkschluß. Währenddessen bewegt sich der zweite Dorn 4b mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Obergesenk synchron abwärts.
• 9. Auffahren der Presse, Anheben des Rades, Abstreifen vom Dorn 4b und Entnahme des vorgeformten Rades durch einen Greifer 7.

In einer Alternative können Obergesenk 2 und zweiter Dorn 4b stehenbleiben und demgegenüber sich das Untergesenk insbesondere das zweite Untergesenk 1b bewegen, um den Rohling zu pressen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Vorformen von Eisenbahnrädern in zwei Arbeitsstufen, wobei in einer ersten Preßstufe der Rohling (5) insbesondere Block durch Ober- und Untergesenk (2, 1a, 1b) vorgeformt wird und hierbei ein erster Dorn (4a) aus dem ersten Gesenk in die Mitte des Rohlings (5) fährt und Material aus der Rohlingsmitte nach außen drückt, und in einer zweiten Preßstufe ein zweiter Dorn (4b) in das bereits vorgeformte Sackloch (6) fährt, wobei während des Pressens der zweite Dorn (4b) stets denselben Abstand zum zweiten, dem Dorn (4b) gegenüberliegenden Gesenk (2), einhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Untergesenke (1a, 1b) bestehen, die jeweils einen Dorn (4a, 4b) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Untergesenke (1a, 1b) waagerecht gegenüber dem Obergesenk (2) verschieblich sind.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Obergesenk (2) einen topfförmigen, nach unten offenen Preßraum (3) aufweist, während die Untergesenke (1a, 1b) bis auf Erhebungen und/oder kleine Vertiefungen keinen größeren Hohlraum bilden.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur das Obergesenk (2) auf- und abbeweglich ist.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Dorne (4a, 4b) dieselbe Form und Größe haben.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweite Dorn (4b) in seiner Auf- und Abbewegung rechnergestützt gesteuert wird.