DE212008000083U1

DE212008000083U1 - Büchsenaufweitvorrichtung

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Publication number: DE212008000083U1
Application number: DE212008000083U
Authority: DE
Original assignee: Brighton Equipment Corp Ltd
Current assignee: Brighton Equipment Corp Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: CN102015151A; JP2011520614A; WO2009146715A1; US20110083486A1; BRPI0822683A2; KR20110017375A; EP2280793A1

Abstract

Büchsenaufweitvorrichtung, bei welcher ein großer gelochter Büchsenrohling (5) aus z. B. Stahl, mit einem Gewicht von vielen Hundert Tonnen, z. B. von etwa 200 bis 600 Tonnen, vorzugsweise 400 Tonnen, einem Durchmesser von 3000 Millimetern bis 10000 Millimetern, vorzugsweise 8000 Millimeter, einer Höhe von ein bis neun Metern, vorzugsweise drei bis sechs Meter, über einen von einem Kanal (9) durchsetzten Schmiededorn (7) aufstülpbar ist, wobei durch den Kanal (9) ein geeignetes Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, kontinuierlich von oben oder unten zuführbar ist, das zum Beispiel unten zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter oder Abfluss weggeleitet wird, wobei die Kühlmittelzufuhr zum Beispiel in die gesamte Anlage mit einbezogen ist, wobei der geschmiedete Büchsenrohling z. B. zu Ringen, Rohrschüssen oder Rohren, weiterverarbeitbar ist, und dass der Büchsenrohling (5) auf Auflagerollen (14) aufsetzbar und durch mindestens ein seitlich angeordnetes, intermittierend motorisch, zum Beispiel hydraulisch, antreibbares Umformwerkzeug (4) partiell auf kleinen Umfangswinkelmaßen schmiedbar ist und dass...

Description

Die Erfindung betrifft eine Büchsenaufweitvorrichtung, mit einem großen gelochten Büchsenrohling aus zum Beispiel Stahl.
Stand der Technik
Große Büchsen mit Stückgewichten von bis zu 400 Tonnen und Durchmessern bis 8000 Millimetern sowie Höhen von drei bis neun Metern werden in der Regel über einen Dorn geschmiedet. Allerdings ist die Qualität oftmals nicht ausreichend.
Bekannt ist es auch, große Ringwalzwerke einzusetzen. Die Investitionskosten hierfür sind sehr hoch. Bei relativ geringen Stückzahlen rechnen sich oftmals die Investitionskosten für derartige Ringwalzwerke nicht.
Aus der DE 31 26 120 A1 ist ein Drehtisch an horizontalen Ringschmiedepressen für mit ihrer Achse senkrecht stehende, gegen einen senkrechten Schmiededorn zu verformende ringförmige Werkstücke vorbekannt, wobei waagerecht liegende, mit ihrer Achse zu einem gemeinsamen Mittelpunkt weisende Rollen zur Aufnahme der zu bearbeitenden ringförmigen Werkstücke vorgesehen sind.
Der als Drehtisch-Manipulator ausgebildete Drehtisch besteht aus einem oberen, U-förmigen, zur Presse offenen, horizontalen Rahmen, in welchen mindestens drei sternförmig angeordnete, mit ihrer Kegelspitze nach innen zeigende Kegelrollen mit ihrer Achse derart aus der horizontalen Ebene abwärts geneigt gelagert sind, dass der obere Teil ihrer Mantelfläche eine gemeinsame waagerechte Ebene bildet und die Kegelrollen alle oder zum Teil angetrieben sind, und der obere Rahmen über Führungsmittel mit einem unteren horizontalen, U-förmigen Fahrrahmen als Untergestell verbunden und relativ zu diesem durch hydraulische oder mechanische Mittel in der Höhe einstellbar ist, und der untere Fahrrahmen über schienengebundene Fahrwerke in die Presse ein- und ausfahrbar ist. Als Führungsmittel dient am oberen Rahmen ein Königszapfen, der in Kalotten angeordnet ist, der in Führungen des unteren Fahrrahmens geführt und am Scheitel des U-förmigen Rahmens angeordnet ist, sowie an den offenen Enden der beiden U-förmigen Schenkel des oberen Rahmens und des unteren Fahrrahmens Seitenführungen gegen ein Verdrehen des oberen Rahmens gegen den unteren Fahrrahmen vor gesehen sind. Als hydraulisch höhenverstellbare Mittel sind zwischen dem oberen Rahmen und dem unteren Fahrrahmen vier zugleich als Stützen wirkende Hydraulikzylinder und Hydraulikkolben angeordnet. Als mechanisch höhenverstellbare Mittel sind zwischen dem oberen Rahmen und dem unteren Fahrrahmen vier zugleich als Stützen wirkende Gewindespindeln und Muttern vorgesehen.
Mit einem derartigen Drehtisch-Manipulator sollen sich vorzugsweise auszuschmiedende Ringe von mehr als 100 Tonnen Gewicht transportieren und manipulieren lassen. Dabei soll die Forderung erfüllt sein, dass das Werkstück nach jedem Hub von der Presse vom Schmiededorn gelöst wird, das Werkstück nach jedem Hub der Presse sich drehen soll und das Werkstück soll auf dem Drehtisch zentriert bleiben. Man soll dadurch in der Lage sein, sehr schwere ringförmige Werkstücke in der Schmiedehitze, die mit ihrer Achse senkrecht stehen und zu großen Ringen an horizontalen Schmiedepressen ausgeschmiedet werden sollen, außerhalb der Presse mittels Hebezeugen auf den in waagerechter Ebene U-förmig ausgebildeten Drehtisch abzusenken und anschließend diesen Tisch, der in der Höhe aus Gründen unterschiedlicher Ringhöhe einstellbar ist, über Fahrwerke auf Schienen laufend, in das Zentrum der Schmiedepresse einzufahren, wonach der senkrechte Schmiededorn in die Bohrung des zu schmiedenden Werkstückes eingebracht wird. Infolge der Verfahrmöglichkeit des Drehtisch-Manipulators könne das Werkstück nach jedem Hub der Presse vom Schmiededorn gelöst sowie über die Kegelrollen schrittweise oder konstant gedreht werden zum nachfol genden Hub der Presse, und das Werkstück mit seiner Innenseite wieder am inneren Schmiedewerkzeug oder Schmiededorn durch Zurückfahren des Drehtisch-Manipulators zur Anlage gebracht werden.
Aus der EP 0 524 815 A1 ist eine Vorrichtung zu entnehmen, die in eine vertikale Presse eingesetzt werden kann. Die hydraulische Energie wird auf die horizontalen Zylinder der Vorrichtung umgeleitet, um dann die Büchse aufzuweiten.
Die DE 24 20 921 A1 betrifft eine hydraulische Ringschmiedeanlage, insbesondere zum Schmieden großer Ringe. Diese Ringschmiedeanlage besteht aus einer Freiform-Schmiedepresse mit einem kettengliedförmigen Rahmen, der einen bewegbaren, das Schmiedewerkzeug tragenden Laufholm sowie ein Schmiedevorgang fest stehendes Gegenwerkzeug, gegebenenfalls mit Holm, umfasst, sowie aus Vorrichtungen zum Stützen und Drehen des auszuschmiedenden Ringes. Die Schmiedepresse ist liegend angeordnet, wobei das Gegenwerkzeug unmittelbar oder über Holm mit den beim Schmiedebetrieb unbeweglichen Pressenteilen, fest, jedoch lösbar verbunden und beim Stillstand der Presse von diesen entfernbar ist, wobei zum Stützen und Drehen des auszuschmiedenden Ringes mindestens drei Vorrichtungen vorgesehen sind, die jeweils eine antreibbare, waagerecht angeordnete, den auszuschmiedenden, in horizontaler Lage befindlichen Ring abzustützende Rolle sowie eine frei drehbare Leitrolle aufweisen, wobei die Vorrichtungen je nach dem jeweiligen Durchmesser des Ringes derart verstellbar sind, dass die verlängerten Drehachsen der Abstützrollen sich in der Mitte des auszuschmiedenden Ringes schneiden. Das Gegenwerkzeug ist selbständig oder mit Holm beim Stillstand der Presse mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung entfernbar. Das Rahmenteil ist mit Hilfe eines Kranes abhebbar und im übrigen abklappbar ausgebildet. Die Vorrichtungen zum Stützen und Drehen der Schmiedestücke sind durch Schwenken und/oder Verschieben verstellbar sowie heb- und senkbar ausgebildet. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht zum partiellen Schmieden geeignet und kann zum Beispiel Konizitäten nicht beseitigen oder Büchsen profilieren.
Aus der DE 24 34 587 ist eine horizontale hydraulische Presse mit aufklappbarem oder abnehmbarem Oberholm zum Aufweiten von Ringen vorbekannt, wobei das bewegliche Querhaupt an einer zentralen Achse im Zylinderholm geführt ist und um eine horizontale Achse so geneigt werden kann, dass die Schmiedewerkzeuge schräg zueinander stehen. Diese Presse ist mit mindestens zwei Hauptzylindern ausgerichtet und die Zufuhr des Druckmittels zu den Hauptzylindern so geregelt, dass die Arbeitsbewegung der beiden Werkzeuge zueinander entweder parallel oder in geneigter Stellung ausgeführt wird. Der Führungsholm ist als Stufenkolben eines Dritten, in der Zeichnung nicht dargestellten, Arbeitszylinders ausgebildet. Der zu schmiedende Ring liegt auf drei oder mehreren Bundwalzen auf, die ihn in tangentialer Richtung durch die Presse transportieren und in radialer Richtung abstützen. Die Bundwalzen sind auf verfahrbaren Wagen angeordnet.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Büchsenaufweitvorrichtung vorzuschlagen, die gegenüber dem Stand der Technik wesentlich geringere Investitionskosten verursacht und eine gute Qualität der Erzeugnisse sicherstellt bei großen Büchsen mit Stückgewichten von bis zu 600 Tonnen.
Lösung
Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Einige Vorteile
Die erfindungsgemäße Büchsenaufweitvorrichtung ermöglicht es, zum Beispiel konisch gegossene Kokillen zu zylindrischen Büchsen umzuformen. Hierbei können Stückgewichte von vielen Hundert Tonnen, zum Beispiel zwischen 200 und 600, vorzugsweise etwa 400 Tonnen, und Durchmessern von 3000 bis 10000 Millimetern, vorzugsweise etwa 8000 Millimetern, und Gesamthöhen von ein bis neun Metern, vorzugsweise drei bis sechs Metern, Gesamthöhe durch abschnitts weises Umformen an der Außenseite bearbeitet bzw. geschmiedet werden. Diese Büchsenrohlinge werden durch ein Umformwerkzeug intermittierend, also taktweise, geschmiedet. Hierzu wird der Büchsenrohling zum Beispiel mittels eines Hallenkrans über den Schmiededorn auf Auflagerrollen abgesetzt. Nach dem Schließen eines Gegenhalters wird dann mit dem partiellen Schmieden, also taktweise, begonnen. Nach jedem Hub schieben Zentrierrollen den Büchsenrohling etwas vom Schmiededorn weg und drehen den Büchsenrohling um ein geringes Winkelmaß um seine Längsachse weiter, bevor der nächste Schmiedehub ausgeführt wird. Der Dorn wird um den gleichen Winkel gedreht. Hierzu können Lasermeßsysteme die Zentrierrollen in die richtige Arbeitsposition bewegen. Der taktweise Wechsel beim Schmieden und damit das partielle Schmieden kann sehr schnell, zum Beispiel zwischen 30 und 90 Hüben, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Hüben pro Minute, erfolgen. Außerdem lassen sich konische Rohlinge zu zylindrischen Büchsen weiten und dabei die Höhe der Büchse auch vergrößern. Die Auflagerollen werden taktweise motorisch angetrieben. Dies geschieht entsprechend der Hubfrequenz des Umformwerkzeuges, das den Büchsenrohling an seiner Außenseite partiell und intermittierend, also taktweise, schmiedet. Der Schmiededorn wird dabei durch einen beweglichen Gegenhalter in seiner Arbeitsstellung arretiert. Die Laservorrichtung oder die Laservorrichtungen messen permanent den Außendurchmesser des Büchsenrohlings, wodurch das jeweilige als Schmiedesattel ausgebildete Umformwerkzeug in geeigneter Weise einsetzbar ist, um eine zylindrische oder profilierte, geschmiedete Büchse zu erhalten.
Der taktweise Wechsel beim Schmieden erfolgt sehr schnell, zum Beispiel mit 60 Schmiedehüben pro Minute, bis die Laservorrichtung das Signal „Durchmesser erreicht” gibt und der Schmiedevorgang stillgesetzt wird. Um die exakt gewünschte Büchsenform zu erreichen, werden an verschiedenen Stellen Lasermessungen durchgeführt. Notwendige Korrekturen werden dann durch das Aussetzen einiger Schmiedesättel erreicht.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 16 beschrieben.
Schutzanspruch 2 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher über den Umfang des Büchsenrohlings mehrere Umformwerkzeuge angeordnet sind, die taktweise partiell den Büchsenrohling bearbeiten.
Gemäß Schutzanspruch 3 können die Umformwerkzeuge an ihrer dem Büchsenrohling zugekehrten Seite entweder ballig, konvex oder profiliert ausgeführt werden, während sie bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 4 plan ausgebildet sind.
Schutzanspruch 5 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher die Umformwerkzeuge über den Umfang des Büchsenrohlings um einen gewissen Winkelbetrag versetzt zueinander angeordnet sind. Dieser Versatz kann neben einem Winkelversatz in Umfangsrichtung des Büchsenrohlings auch in der Höhe geschehen – Schutzanspruch 6.
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 7 erstreckt sich allerdings das Umformwerkzeug, auch Schmiedesattel genannt, mindestens über die Gesamthöhe des Büchsenrohlings.
Sollte am Anfang oder während des Schmiedens die Büchse konisch werden, setzt der Schmiedesattel, also das Umformwerkzeug, am Ende des größten Durchmessers des Büchsenrohlings einige Hübe aus. Alternativ kann man bei der Verwendung eines durchgehenden Schmiedesattels/Umformwerkzeug durch unterschiedliche Positionen des Schmiedesattels diesen schrägstellen oder einen profilierten Schmiedesattel/Umformwerkzeug verwenden – Schutzanspruch 8.
Schutzanspruch 9 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform.
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 10 ist das Umformwerkzeug an seiner mit der Außenseite des Schmiederohlings in Berührung kommenden Fläche profiliert ausgestaltet.
Schutzanspruch 11 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher über den Umfang des Büchsenrohlings mehrere motorisch angetriebene Zentrierrollen vorgesehen sind, die auf die Außenkontur der Büchse einwirken, wobei die Zentrierrollen radial motorisch, zum Beispiel hydraulisch, in Bezug auf die Büchse verstellbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn – wie in Schutzanspruch 12 beschrieben – mindestens eine die Büchse entzundernde Druckwasserentzunderungsvorrichtung vorgesehen ist, die mit Hochdruckwasser über Düsen den Zunder von der Büchse außen und/oder innen entfernt.
Nach Schutzanspruch 13 können die Antriebe sowohl der Zentrierrollen, wie auch der Auflagerollen, aber auch der Druckwasserentzunderung und die motorischen Antriebe des oder der Umformwerkzeuge in einer Folgesteuerung einbezogen sein. Es ist auch möglich, die Druckwasserzufuhr sektional und/oder volumenmäßig und/oder temperaturmäßig zu steuern oder zu regeln.
Schutzanspruch 15 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher das betreffende Umformwerkzeug von zwei oder von mehreren Antrieben, zum Beispiel hydraulisch, angetrieben ist, während bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 16 der Antrieb oder die Antriebe für das betreffende Umformwerkzeug zeug in Bezug auf eine Winkelanstellung in Bezug auf den Büchsenrohling verändern kann.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung – teils schematisch – beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigen:
1 eine Büchsenaufweitvorrichtung gemäß der Erfindung in Arbeitsstellung und
2 eine schematische Draufsicht zu 1.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Maschinenrahmen bezeichnet, der in geeigneter Weise aus Stahl besteht und auf Silentblöcken oder auf schwingungsdämpfendem Beton gelagert sein kann. Der Maschinenrahmen 1 kann Teil eines im einzelnen nicht dargestellten gekapselten Gehäuses sein, in dem die gesamte Büchsenaufweitvorrichtung spritzwassergeschützt und schmutzdicht angeordnet ist.
Das Bezugszeichen 2 zeigt drei Presszylinder, die vorliegend aus je einem Differentialkolben bestehen, die abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere hydraulisch, von einer oder von mehreren nicht dargestellten Hydraulikquelle bzw. -quellen durch eine Systemsteuerung oder Systemregelung beauf schlagt werden können, während 3 Schmiedesattelbefestigungen darstellen, die von dem betreffenden Presszylinder 2 angetrieben wird bzw. werden. Bei der aus 1 ersichtlichen Ausführungsform treiben die drei Presszylinder ein gemeinsames Umformwerkzeug 4 an, das sich über die gesamte Höhe H bzw. etwas darüber des Büchsenrohlings 5 erstreckt. Die einzelnen Presszylinder 2 können auch getrennte Umformwerkzeuge synchron oder getrennt antreiben. Des weiteren ist es möglich, in der Höhe und/oder den Umfang des Büchsenrohlings und damit auch über den Umfang des Schmiededorns 7 mehrere Umformwerkzeuge 4 anzuordnen, die gemeinsam oder durch getrennte Presszylinder 2 angetrieben sind. Des weiteren ist es möglich, die Presszylinder getrennt anzusteuern, um gegebenenfalls das Umformwerkzeug 4 oder die Umformwerkzeuge (nicht dargestellt) in der Höhe und/oder im Winkel in Bezug auf den Büchsenrohling 5 zu verändern und so den Büchsenrohling 5 zu schmieden. Der Büchsenrohling ist vorliegend als gegossene Kokille von im wesentlichen zylindrischer Bauform ausgebildet und weist zum Beispiel ein Gewicht von 400 Tonnen auf. Die Höhe H kann zum Beispiel drei bis neun Meter betragen, während der Durchmesser D bei der dargestellten Ausführungsform bis 8000 mm groß ist. Etwa mittig ist der Büchsenrohling 5 mit einer ihn durchsetzenden Lochung 6 oder Öffnung versehen, durch die ein Schmiededorn 7 hindurchgreift, der in einem Lager 8 auswechselbar angeordnet ist. Das Lager 8 ist in dem Maschinenrahmen 1 gegebenenfalls schwingungsdämpfend angeordnet.
Der Schmiededorn 7 ist bei der dargestellten Ausführungsform koaxial von einem Kanal 9 durchsetzt, dem durch eine geeigneten Kühlmittelquelle ein Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, kontinuierlich von oben oder unten zugeführt wird, das z. B. unten zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter oder Abfluss weggeleitet wird. Die Kühlmittelzufuhr kann in die Steuerung der gesamten Anlage mit einbezogen sein. Diese Art Kühlung kann z. B. auch für die Schmiedesättel, Zentrierrollen und Auflagerrollen angewendet werden.
Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Gegenhalter, der bei der dargestellten Ausführungsform um eine Schwenkachse 11 in Richtung A bzw. B schwenkbeweglich und damit von dem Schmiededorn 7 wegbeweglich ist.
Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen motorischen Drehantrieb für den Schmiededorn 7, der um seine Längsachse in einer oder in beiden Richtungen intermittierend oder kontinuierlich unendlich drehbar und anhaltbar ist.
Der Gegenhalter 10 arretiert den Schmiededorn 7 über eine Aufnahme 13, die den bei der dargestellten Ausführungsform an seinem oberen Ende konisch verlaufenden Schmiededorn 7 mit radialem Spiel oder formschlüssig auf einem gewissen Teil seiner axialen Länge umschließt und dadurch arretiert und/oder radial führt. Im Bedarfsfalle können hier auch Radiallager eingesetzt werden, um die Drehbewegung des Schmiededorns 7 um seine Längsachse zu erleichtern. Des weiteren können im Bedarfsfalle dem Lager 8 geeignete, vorzugsweise als Wälzlager ausgebildete Lager zugeordnet sein, die die Drehbewegung des Schmiededorns 7 ebenfalls erleichtern.
Der Büchsenrohling 5 ruht auf motorisch angetriebenen Auflagerrollen 14, deren Antriebe ebenfalls in die gesamte Fertigungssteuerung einbezogen werden können.
Bei 15 und 16 sind Laservorrichtungen angeordnet, die ein Lasersystem darstellen, die zum Beispiel über den Umfang der Büchse 5 verteilte Zentrier- und Stützrollen 17, 18 in die richtige Arbeitsposition über motorische oder hydraulische Antriebe 19, 20, 21 bzw. 22 radial steuern und in der jeweiligen Bewegungslage auch arretieren.
Bei 23 ist eine Entzunderungsvorrichtung dargestellt, die über Düsen unter Druck Wasser auf die Oberfläche des Büchsenrohlings spritzt und ihn entzundert (innen und/oder außen). Über den Umfang können auch mehrere derartiger Spritzdüsen oder Spritzdüsenbalken einer Entzunderungsvorrichtung 23 vorgesehen sein. Den Düsen kann das Wasser entsprechend der Temperatur und/oder entsprechend dem Volumen des Büchsenrohlings temperaturgesteuert und/oder volumengesteuert und/oder temperaturgeregelt und/oder volumengeregelt, zugeführt sein.
Der Zunder fällt nach unten und wird durch eine nicht dargestellte Öffnung und einen unterhalb der Vorrichtung angeordneten Förderer weggefördert.
Sowohl die hydraulische als auch die elektrische Steuerung der Gesamtanlage sind im einzelnen nicht dargestellt.
Die Wirkungsweise der Büchsenaufweitvorrichtung ist folgende:
Bei hochgefahrenem Gegenhalter 10 und geöffnetem Maschinenraum wird der Büchsenrohling 5 mittels Hallenkran oder dergleichen über den Schmiededorn 7 auf die Auflagerrollen 14 aufgesetzt. Nach dem Schließen des Niederhalters 10 wird dann mit dem partiellen Schmieden durch entsprechende Hydraulikdruckbeaufschlagung des betreffenden Presszylinders 2 begonnen, wodurch das betreffende Umformwerkzeug 4 gegen die Außenmantelfläche des Büchsenrohlings 5 intermittierend einwirkt. Nach jedem Hub des Presszylinders 2 verschieben die Zentrierrollen 17 und 18 den Büchsenrohling 5 etwas weiter von dem Schmiededorn 7 und drehen den Büchsenrohling 5 einen Takt in Umfangsrichtung weiter. Bevor der nächste Schmiedehub ausgeführt wird, setzt das Lasermesssystem die Zentrierrollen 17, 18 und folgende in die richtige Arbeitsposition. Dieser taktweise Wechsel beim Schmieden erfolgt sehr schnell, zum Beispiel mit 60 Schmiedehüben pro Minute, bis die Laservorrichtung das Signal „Durchmesser erreicht” gibt und der Schmiedevorgang stillgesetzt wird. Um die exakt gewünschte Büchsen form zu erreichen werden an verschiedenen Stellen Lasermessungen durchgeführt. Notwendige Korrekturen werden dann durch das Aussetzen einiger Schmiedesättel durchgeführt.
Sollte am Anfang oder während des Schmiedens der Büchsenrohling 5 konisch werden, setzt das betreffende Umformwerkzeug 4 am Ende des größeren Durchmessers des Büchsenrohlings 5 einige Hübe aus. Alternativ bei der Verwendung eines durchgehenden Umformwerkzeuges 4 kann man durch unterschiedliche Positionen des Presszylinders 2 und/oder des Umformwerkzeuges 4 letzteres schräg stellen oder ein profiliertes Umformwerkzeug 4 verwenden. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, konisch gegossene Kokillen zu zylindrischen Büchsen oder Rohren mit hohen Gewichten von zum Beispiel bis zu 400 Tonnen, mit Durchmessern bis z. B. 8000 Millimetern sowie Höhen von drei bis neun Metern über den Schmiededorn 7 zu schmieden. Durch die hohe Taktzahl beim Drehen des Schmiededorns 7 einerseits und des Büchsenrohlings 5 andererseits lassen sich hohe Oberflächengenauigkeiten und innerhalb der Toleranzen auch vorgegebene Wanddicken des Büchsenrohlings 5 und der fertigen Büchse 5 erzielen. Anschließend oder während dessen kann die Außenseite und ggf. auch die Innenseite des Büchsenrohlings 5 über die Entzunderungsvorrichtung 23 durch Druckwasser entzundert werden.
Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

1: Maschinenrahmen
2: Presszylinder
3: Schmiedesattelbefestigung
4: Umformwerkzeug
5: Büchsenrohling, Büchse
6: Lochung, Öffnung
7: Schmiededorn
8: Lager
9: Kanal
10: Gegenhalter
11: Schwenkachse
12: Antrieb, motorischer, Drehantrieb
13: Aufnahme
14: Auflagerrolle
15: Laservorrichtung
16: Laservorrichtung
17: Zentrier- und Stützrollen
18: Zentrier- und Stützrollen
19: Antrieb, motorischer
20: Antrieb, motorischer
21: Antrieb, motorischer
22: Antrieb, motorischer
23: Entzunderungsvorrichtung
A: Schwenkrichtung Niederhalter
B: Schwenkrichtung Niederhalter
D: Durchmesser
H: Höhe eines Büchsenrohlings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3126120 A1 [0004]
- EP 0524815 A1 [0007]
- DE 2420921 A1 [0008]
- DE 2434587 [0009]

Claims

Büchsenaufweitvorrichtung, bei welcher ein großer gelochter Büchsenrohling (5) aus z. B. Stahl, mit einem Gewicht von vielen Hundert Tonnen, z. B. von etwa 200 bis 600 Tonnen, vorzugsweise 400 Tonnen, einem Durchmesser von 3000 Millimetern bis 10000 Millimetern, vorzugsweise 8000 Millimeter, einer Höhe von ein bis neun Metern, vorzugsweise drei bis sechs Meter, über einen von einem Kanal (9) durchsetzten Schmiededorn (7) aufstülpbar ist, wobei durch den Kanal (9) ein geeignetes Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, kontinuierlich von oben oder unten zuführbar ist, das zum Beispiel unten zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter oder Abfluss weggeleitet wird, wobei die Kühlmittelzufuhr zum Beispiel in die gesamte Anlage mit einbezogen ist, wobei der geschmiedete Büchsenrohling z. B. zu Ringen, Rohrschüssen oder Rohren, weiterverarbeitbar ist, und dass der Büchsenrohling (5) auf Auflagerollen (14) aufsetzbar und durch mindestens ein seitlich angeordnetes, intermittierend motorisch, zum Beispiel hydraulisch, antreibbares Umformwerkzeug (4) partiell auf kleinen Umfangswinkelmaßen schmiedbar ist und dass der Büchsenrohling (5) nach jedem Schmiedhub radial von dem Schmiededorn (7) wegbewegbar, um einen geringen Winkelbetrag von dem Schmiededorn (7) um seine Längsachse weiterdrehbar und taktweise unter Abstützung an dem Schmiededorn (7) erneut durch das betreffende Umformwerkzeug (4) bearbeitbar ist, wobei die Auflagerollen (14) taktweise motorisch antreibbar sind, und wobei der Schmiededorn (7) durch einen Gegenhalter (10) in seiner Arbeitsstellung arretierbar ist, der die Schmiedekräfte ganz oder teilweise aufnimmt, wobei mindestens eine Laservorrichtung (15), vorzugsweise mehrere Laservorrichtungen (15, 16), vorgesehen sind, die permanent den Außendurchmesser des Büchsenrohlings messen und die über Zentrier- und Stützrollen (17) das Werkstück (4) in die richtige Arbeitsposition in Bezug auf den Schmiededorn (7) und das betreffende Umformwerkzeug (4) bringen und dass das Schmieden sehr schnell, zum Beispiel mit Schmiedhüben zwischen 30 bis 60 Hüben, vorzugsweise zwischen 40 bis 60 Hüben pro Minute, erfolgt, bis die betreffende Laservorrichtung das Signal „Durchmesser erreicht” gibt und der Schmiedevorgang stillgesetzt wird, und dass um die exakt gewünschte Büchsenform zu erreichen, an verschiedenen Stellen Lasermessungen durchgeführt werden und notwendige Korrekturen durch Aussetzen einiger Schmiedevorgänge durchführbar sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Büchsenrohlings (5) mehrere Umformwerkzeuge (4) angeordnet sind, die synchron taktweise oder abwechselnd taktweise partiell den Büchsenrohling (5) an seiner Außenmantelfläche schmieden.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformwerkzeuge (4) an ihrer dem Büchsenrohling (5) zugekehrten Seite entweder ballig, konvex oder profiliert ausgebildet sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformwerkzeuge (4) an ihrer dem Büchsenrohling (5) zugekehrten Seite plan ausgebildet sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Umformwerkzeuge (4) über den Umfang und/oder über die Höhe des Büchsenrohlings (5) um einen gewissen Winkelbetrag versetzt zueinander angeordnet sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben einem Winkelversatz in Umfangsrichtung des Büchsenrohlings (5) auch in der Höhe die Umformwerkzeuge (4) zueinander versetzt angeordnet sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das betreffende Umformwerkzeug (4) mindestens über die Gesamthöhe (H) des Büchsenrohlings (5) erstreckt.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere Umformwerkzeuge (4) während des Schmiedevorgangs um einige Schmiedehübe stillsetzbar sind, oder dass durch unterschiedliche Positionen des Umformwerkzeuges (4), zum Beispiel durch Schrägstellen oder durch entsprechende Profilierung des Umformwerkzeugs (4), Durchmesserunterschiede am Büchsenrohling (5) ausgleichbar sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Konischwerden des Büchsenrohlings (5) während des Schmiedens der Schmiedevorgang für einen oder für mehrere Umformwerkzeuge (4) für einige Hübe aussetzbar ist.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (4) an seiner Außenseite profiliert gestaltet ist.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Büchsenrohlings (5) mehrere motorisch, z. B. hydraulisch, angetriebene Zentrierrollen (17) vorgesehen sind, die auf die Außenkontur der Büchse (5) einwirken, wobei die Zentrierrollen (17, 18) radial motorisch, z. B. hydraulisch, in Bezug auf die Büchse (5) verstellbar und arretierbar angeordnet sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entzunderungsvorrichtung (23) vorgesehen ist, die den Außenumfang und/oder das Innere des Büchsenrohlings (5) entzundert, wobei die Entzunderungsvorrichtung (23) eine oder mehrere Hochdruckdüsen aufweist, die ihre Strahlen gegen die Außenseite und/oder die Innenseite des Büchsenrohlings (5) richten, und dass die Druckwasserzufuhr von der Temperatur und/oder dem Volumen des Büchsenrohlings (5) entsprechend steuerbar oder regelbar ist.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die motorischen, z. B. hydraulischen, Antriebe der Zentrierrollen (17, 18) wie auch die motorischen Antriebe für die Auflagerrollen (14), aber auch die Entzunderungsvorrichtung (23) und die motorischen Antriebe des oder der Umformwerkzeuge (2, 4) in eine Folgesteuerung einbezogen sind und dass die Antriebe vorzugsweise CNC-gesteuert sind.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betreffende Umformwerkzeug (4) so gestaltet ist, dass eine maximale Längung des Büchsenrohlings (5) vornehmbar ist.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betreffende Umformwerkzeug (4) von zwei oder von mehreren Antrieben, zum Beispiel hydraulisch, angetrieben ist.
Büchsenaufweitvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb oder die Antriebe für das betreffende Umformwerkzeug (4) dasselbe in Bezug auf eine Winkelanstellung in Bezug auf den Büchsenrohling (5) verändern kann.