AT511745B1

AT511745B1 - DEVICE FOR FORGING A HOLLOW BODY

Info

Publication number: AT511745B1
Application number: ATA1172/2011A
Authority: AT
Original assignee: Gfm Gmbh
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2014-09-15
Also published as: DE102012107375B4; AT511745A1; DE102012107375A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers (3) mit zentrisch symmetrischum eine Schmiedeachse angeordneten, im Sinne radialer Arbeitshübe antreibbarenSchmiedewerkzeugen (2) und mit einem an einer drehbar gelagertenDornstange (5) vorgesehenen Schmiededorn (4) beschrieben, wobei an der Dornstange(5) ein Drehantrieb (10) angreift. Um vorteilhafte Schmiedebedingungen zuermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Drehantrieb (10) für den Schmiededorn(4) über eine Steuereinrichtung (11) in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns(4) gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen(2) ansteuerbar ist.A device is described for forging a hollow body (3) with a symmetrically centered about a forging axis, forging drums (2) drivable in the radial strokes and with a forging mandrel (4) provided on a rotatably mounted mandrel (5), wherein on the mandrel rod (5) a rotary drive (10) attacks. To enable advantageous forging conditions, it is proposed that the rotary drive (10) for the forging mandrel (4) can be controlled via a control device (11) as a function of the rotational position of the forging mandrel (4) relative to the forging tools (2) executing a respective working stroke.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 745 B1 2014-09-15Austrian Patent Office AT 511 745 B1 2014-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten, im Sinne radialer Arbeitshübe antreibbaren Schmiedewerkzeugen und mit einem an einer drehbar gelagerten Dornstange vorgesehenen Schmiededorn, wobei an der Dornstange ein Drehantrieb angreift.Description: The invention relates to a device for forging a hollow body with centrally symmetrically arranged around a forging axis, drivable in the sense of radial strokes forging tools and provided with a rotatably mounted mandrel on a forging mandrel, wherein the mandrel engages a rotary drive.

[0002] Das Schmieden von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, hat gegenüber den bekannten Walzverfahren zur Herstellung solcher Hohlkörper unter anderem den Vorteil, dass unterschiedliche Außenformen des Hohlkörpers aufgrund des vergleichsweise einfachen Aus-tauschs der Schmiedewerkzeuge und der im Allgemeinen gegebenen Möglichkeit der Werkzeugverstellung hergestellt werden können. Nachteilig ist allerdings, dass der mit den Schmiedewerkzeugen zusammenwirkende Schmiededorn, insbesondere wenn er gegen eine Drehung festgehalten wird, einer über den Umfang ungleichmäßigen Belastung ausgesetzt wird, die zu örtlichen Überlastungen und damit zu einer Verkürzung der Standzeit führen kann. Zur Vermeidung solcher Überlastungen wurde bereits vorgeschlagen, die Dornstange frei drehbar zu lagern, doch hat sich in der Praxis gezeigt, dass durch diese Maßnahme ein ungleichmäßiger Verschleiß und davon abhängig eine Verringerung der Standzeit des Schmiededorns nicht vermieden wird. Außerdem ergeben sich Schwierigkeiten, ein Schmiermittel oder Mittel zur Entzunderung oder Behandlung der Innenflächen eines Hohlkörpers im unmittelbaren Schmiedebereich über den Schmiededorn zuzuführen, ohne aufgrund der Einwirkung der Schmiedewerkzeuge Markierungen der Innenfläche des Hohlkörpers durch die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen des Schmiededorns für solche Mittel in Kauf nehmen zu müssen.The forging of hollow bodies, in particular of tubes, has over the known rolling method for producing such hollow body, inter alia, the advantage that different outer shapes of the hollow body due to the relatively simple exchange of the forging tools and the generally given possibility of tool adjustment are made can. A disadvantage, however, is that the cooperating with the forging tools forged mandrel, in particular when it is held against rotation, is exposed to a non-uniform load over the circumference, which can lead to local overloads and thus to a shortening of life. To avoid such overloads has already been proposed to freely rotatably support the mandrel, but it has been shown in practice that this measure uneven wear and depending on a reduction in the service life of the forging mandrel is not avoided. In addition, difficulties arise to supply a lubricant or means for descaling or treating the inner surfaces of a hollow body in the immediate forging area on the forging mandrel, without accepting due to the action of the forging tools marks the inner surface of the hollow body through the outlet openings of the manifolds of the forging mandrel for such means in purchasing have to.

[0003] Um beim Walzen von Rohren die Neigung zu einer exzentrischen Verlagerung des Rohrinnenquerschnitts gegenüber der Außenkontur des Rohrs zu unterbinden, ist es bekannt (EP 2 067 542 A1), den eingesetzten Lochdorn entgegen der walzbedingten Umlaufrichtung des Walzguts drehend anzutreiben und vorzugsweise den Lochdorn gegenüber der angetriebenen Dornstange exzentrisch zu versetzen, um im Bereich des Lochdorns eine Taumelbewegung zu erreichen, was jedoch den Einsatz solcher Maßnahmen bei Schmiedemaschinen ausschließt.In order to prevent the tendency to an eccentric displacement of the pipe inner cross-section with respect to the outer contour of the tube when rolling pipes, it is known (EP 2 067 542 A1) to drive the inserted mandrel against rotation of the rolling condition of the rolling rotatably and preferably the piercing mandrel to offset eccentrically with respect to the driven mandrel in order to achieve a tumbling motion in the region of the piercer, but this precludes the use of such measures in forging machines.

[0004] Darüber hinaus ist es bei einer Schmiedevorrichtung mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten Schmiedewerkzeugen und einem das hohle Werkstück durchsetzenden Schmiededorn bekannt (CH 339 466 A), den Drehantrieb für das Werkstück über den Schmiededorn zu bewerkstelligen, der zu diesem Zweck mit einem Antrieb ausgerüstet wird, um einen gesonderten Drehantrieb für das Werkstück über einen Spannkopf zu vermeiden. Da über den Drehantrieb für den Schmiededorn das Werkstück gegenüber den Schmiedewerkzeugen gedreht werden muss, kann keine Steuerung dieses Drehantriebs in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen erfolgen, weil sonst keine über den Umfang des Werkstücks gleichmäßige Schmiedebearbeitung des Werkstücks möglich wäre.Moreover, it is in a forging machine with centrally symmetrically arranged around a forging axis forging tools and a hollow workpiece by passing forging mandrel known (CH 339 466 A) to accomplish the rotary drive for the workpiece on the forging mandrel, for this purpose with a Drive is equipped to avoid a separate rotary drive for the workpiece via a chuck. Since the workpiece must be turned relative to the forging tools via the rotary drive for the forging mandrel, no control of this rotary drive can be carried out depending on the rotational position of the forging mandrel relative to each forging a forging, because otherwise no uniform forging of the workpiece over the circumference of the workpiece possible would.

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zum Schmieden eines Hohlkörpers so auszugestalten, dass die Standzeit des Schmiededorns vergrößert werden kann. Außerdem soll die Möglichkeit geschaffen werden, Mittel zum Schmieren und/oder zum Behandeln der Innenfläche des Hohlkörpers im unmittelbaren Schmiedebereich zuzuführen, ohne eine einheitliche Ausbildung der Innenfläche der Hohlkörper zu gefährden.The invention is therefore based on the object, a device of the type described for forging a hollow body in such a way that the service life of the forging mandrel can be increased. In addition, the possibility should be created to supply means for lubricating and / or for treating the inner surface of the hollow body in the immediate forging area, without endangering a uniform formation of the inner surface of the hollow body.

[0006] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Drehantrieb für den Schmie-dedorn über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen ansteuerbar ist.The invention solves the problem set by the fact that the rotary drive for the Schmie-dedorn via a control device in response to the rotational position of the forging mandrel against the respective one working stroke exporting forging tools can be controlled.

[0007] Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird es in einfacher Weise möglich, den Schmie-dedorn jeweils so gegenüber den einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen zu verdrehen, dass bestimmte Umfangsabschnitte des Schmiededorns die jeweiligen Formflächen 1 /7 österreichisches Patentamt AT511 745 B1 2014-09-15 für den Hohlraum des zu schmiedenden Hohlkörpers bilden. Durch eine vorgegebene Drehung des Schmiededorns kann somit eine Verteilung der auftretenden Belastungen über den Umfang des Schmiededorns vorgenommen werden, um entweder eine weitgehend gleichmäßige Dornbelastung zu erreichen oder zu vermeiden, dass höher belastete Umfangsbereiche oder Umfangsbereiche, die keiner höheren Belastung ausgesetzt werden sollen, in den Belastungsbereich der Schmiedewerkzeuge gelangen.By the proposed measure, it is possible in a simple manner to twist the Schmie- dedorn each so opposite to a working stroke forging tools that certain peripheral sections of the forging mandrel, the respective molding surfaces 1/7 Austrian Patent Office AT511 745 B1 2014-09-15 form for the cavity of the hollow body to be forged. By a predetermined rotation of the forging mandrel can thus be made a distribution of the loads occurring over the circumference of the forging mandrel either to achieve a substantially uniform mandrel load or to avoid that higher-loaded peripheral areas or peripheral areas that should not be exposed to higher load in the Loading area of the forging tools.

[0008] Mit Hilfe der Steuereinrichtung für die jeweilige Drehlage des Schmiededorns gegenüber den einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen kann außerdem in einfacher Weise gewährleistet werden, dass Mittel zur Schmierung und/oder zur Behandlung der Innenfläche des zu schmiedenden Hohlkörpers unmittelbar im Schmiedebereich zugeführt werden, weil der Schmiededorn über seinen Umfang verteilte Formflächen für den Hohlraum des Hohlkörpers bildet, sodass die Steuereinrichtung den Drehantrieb für die Dornstange in Abhängigkeit von der Drehlage dieser Formflächen gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen mit der Wirkung ansteuern kann, dass die zwischen den Formflächen des Schmiededorns vorgesehenen Austrittsöffnungen von Verteilerleitungen für die Mittel zum Schmieren und/oder Behandeln der Innenfläche des Hohlkörpers nicht in den Einwirkungsbereich der jeweils zum Einsatz kommenden Schmiedewerkzeuge gedreht werden. Damit wird die Gefahr gebannt, dass unter dem Einfluss der Schmiedekräfte die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen Markierungen auf der Innenfläche des Hohlkörpers hinterlassen, obwohl über diese Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen die zugeführten Mittel unmittelbar in den Schmiedebereich gelangen, weil ja der zu schmiedende Hohlkörper um seine Achse gedreht wird. Besonders vorteilhafte Bedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen in Längsnuten münden, die den Schmiededorn in die einzelnen Formflächen bildende Dornsegmente unterteilen. In diesem Fall kann über die gesamte axiale Länge des Schmiedeeingriffs die Zuführung der jeweils zum Einsatz kommenden Mittel in vorteilhafter Weise gewährleistet werden.With the help of the control device for the respective rotational position of the forging mandrel opposite the one working stroke exporting forging tools can also be ensured in a simple manner that means for lubrication and / or treatment of the inner surface of the hollow body to be forged are fed directly in the forging area, because of Forging mandrel forms over its circumference shaped surfaces for the hollow space of the hollow body, so that the control device can control the rotary drive for the mandrel bar depending on the rotational position of these mold surfaces with respect to the respective working stroke exporting forging tools with the effect that provided between the molding surfaces of the forging mandrel outlet openings of manifolds for the means for lubricating and / or treating the inner surface of the hollow body are not rotated into the range of action of each forging tools used. This avoids the danger that, under the influence of the forging forces, the outlet openings of the distributor lines leave markings on the inner surface of the hollow body, although via these outlet openings of the distributor lines the supplied means reach the forging area directly, because the hollow body to be forged is rotated about its axis , Particularly advantageous conditions arise in this context when the outlet openings of the distribution lines open into longitudinal grooves which divide the forging mandrel into the individual forming surfaces forming mandrel segments. In this case, over the entire axial length of the forging engagement, the supply of each used agent can be ensured in an advantageous manner.

[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0010] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmieden eines Hohlkörpers in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen Seitenansicht, [0011] Fig. 2 diese Vorrichtung ausschnittsweise im Bereich der Schmiedewerkzeuge in einem Längsschnitt in einem größeren Maßstab und [0012] Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 2 in einem größeren Maßstab.In the drawing, the subject invention is illustrated, for example. 1 shows a device according to the invention for forging a hollow body in a schematic, partially torn-off side view, FIG. 2 shows this device in sections in the area of the forging tools in a longitudinal section on a larger scale, and [0012] FIG. FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 2 on a larger scale. FIG.

[0013] Wie sich insbesondere aus der Fig. 1 ergibt, weist die Schmiedevorrichtung gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein nicht näher dargestelltes Gestell 1 mit zentrisch symmetrisch um eine Schmiedeachse angeordneten Schmiedewerkzeugen 2 auf, die in herkömmlicher Weise über radiale Stelltriebe angetrieben werden und radiale Arbeitshübe zur Formung der Außenseite des zu schmiedenden Hohlkörpers 3 durchführen. Die Innenform des Hohlkörpers 3 wird durch einen Schmiededorn 4 vorgegeben, der von einer Dornstange 5 getragen wird. Für den Vorschub des Hohlkörpers 3 dienen dem Gestell 1 mit den Schmiedewerkzeugen 2 vor-und nachgeordnete Spannköpfe 6, die in Schlitten 7 gelagert sind und mit Hilfe dieser Schlitten 7 entlang eines Führungsbettes 8 verfahren werden können.As is apparent in particular from FIG. 1, the forging apparatus according to the illustrated embodiment, a frame 1 not shown in detail with centrally symmetrical about a forging axis arranged forging tools 2, which are driven in a conventional manner via radial adjusting drives and radial strokes for Forming the outside of the hollow body to be forged 3 perform. The inner shape of the hollow body 3 is predetermined by a forging mandrel 4, which is supported by a mandrel rod 5. For the advancement of the hollow body 3 serve the frame 1 with the forging tools 2 upstream and downstream chucks 6, which are mounted in carriage 7 and can be moved by means of this slide 7 along a guide bed 8.

[0014] Während der zu schmiedende Hohlkörper 3 mittels der im Allgemeinen nacheinander zum Einsatz kommenden Spannköpfe in Vorschubrichtung durch das Gestell 1 gefördert werden muss, ist der Schmiededorn 4 gegenüber den Schmiedewerkzeugen 2 zumindest für bestimmte Verformungsschritte axial festzulegen. Dies bedeutet, dass die Dornstange 5 den zugehörigen Spannkopf 7 durchsetzt und auf der vom Gestell 1 abgewandten Seite des Schlittens 7 zu lagern ist, und zwar beispielsweise ebenfalls auf einem Schlitten 9, der auf dem Führungsbett 8 verfahrbar ist, um den Schmiededorn 4 gegebenenfalls gegenüber den Schmiedewerkzeugen 2 positionieren oder zu seiner Handhabung aus dem Bereich der Schmiedewerkzeuge 2 herausziehen zu können.While the hollow body 3 to be forged by the generally successively used for use clamping heads in the feed direction must be supported by the frame 1, the forging mandrel 4 is axially fixed at least for certain deformation steps compared to the forging tools 2. This means that the mandrel rod 5 passes through the associated clamping head 7 and is to be stored on the side facing away from the frame 1 side of the carriage 7, for example, also on a carriage 9 which is movable on the guide bed 8 to the forging mandrel 4 optionally opposite To position the forging tools 2 or to pull out of the range of forging tools 2 for its handling.

[0015] Zum Unterschied zu herkömmlichen Schmiedevorrichtungen dieser Art, ist die Dorn- 2/7 österreichisches Patentamt AT 511 745 B1 2014-09-15Unlike conventional forging devices of this type, the Dorn 2/7 Austrian Patent Office AT 511 745 B1 2014-09-15

Stange 5 mit einem Drehantrieb 10 versehen, der über eine Steuereinrichtung 11 in Abhängigkeit von der Drehlage des Schmiededorns 4 gegenüber den jeweils einen Arbeitshub ausführenden Schmiedewerkzeugen 2 angetrieben wird. Dies bedeutet beispielsweise für den Fall, dass der Schmiededorn 4 gemäß den Fig. 2 und 3 mit Verteilerleitungen 12 für Mittel zum Schmieren und/oder Behandeln der Innenflächen des Hohlkörpers 3 versehen ist, dass die vorzugsweise in Längsnuten 13 des Schmiededorns 4 mündenden Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen 12 stets außerhalb der die Innenform des Hohlkörpers 3 bestimmenden Formflächen 14 des Schmiededorns 4 liegen und daher keine durch den Einfluss der Schmiedewerkzeuge 2 bedingten Oberflächenmarken auf der Innenfläche des Hohlkörpers 3 hinterlassen. Durch das Vorsehen von Längsnuten 13 wird der Schmiededorn 4 in Dornsegmente unterteilet, die jeweils eine Formfläche bilden, was jedoch nicht zwingend ist. So könnte zum Beispiel der Drehantrieb 10 auch dafür genützt werden, bestimmte Umfangsabschnitte des Schmiededorns mehr oder weniger der Belastung durch die Schmiedewerkzeuge 2 auszusetzen, um im Bedarfsfall örtliche Überlastungen des Schmiededorns 4 zu vermeiden oder einen gleichmäßigen Verschleiß des Schmiededorns 4 sicherzustellen. Außerdem kann der Drehantrieb 10 auch zur Herstellung der Verbindung des Schmiededorns 4 mit der Dornstange 5 bzw. zum Lösen dieser Verbindung herangezogen werden, wenn diese Verbindung über eine gegenseitige Drehverstellung zwischen Dornstange 5 und Schmiededorn 4 hergestellt wird, wie dies bei einer Schraubverbindung 15 gemäß der Fig. 2 oder einem Bajonettverschluss der Fall ist. 3/7Rod 5 is provided with a rotary drive 10, which is driven via a control device 11 in dependence on the rotational position of the forging mandrel 4 relative to the respective one working stroke exporting forging tools 2. This means, for example, in the event that the forging mandrel 4 according to FIGS. 2 and 3 is provided with distributor lines 12 for means for lubricating and / or treating the inner surfaces of the hollow body 3, that the preferably opening in longitudinal grooves 13 of the forging mandrel 4 outlet openings of the distribution lines 12 are always outside of the inner shape of the hollow body 3 defining shaping surfaces 14 of the forging mandrel 4 and therefore leave no conditional on the influence of the forging tools 2 surface marks on the inner surface of the hollow body 3. By providing longitudinal grooves 13 of the forging mandrel 4 is subdivided into mandrel segments, each forming a molding surface, but this is not mandatory. Thus, for example, the rotary drive 10 could also be used to suspend certain peripheral sections of the forging mandrel more or less the burden of the forging tools 2 to avoid local overloads of the forging mandrel 4 or to ensure uniform wear of the forging mandrel 4 if necessary. In addition, the rotary drive 10 can also be used to make the connection of the forging mandrel 4 with the mandrel rod 5 or for releasing this connection, if this connection is made via a mutual rotational adjustment between the mandrel 5 and the forging mandrel 4, as in a screw 15 according to the Fig. 2 or a bayonet lock is the case. 3.7

Claims

Austrian Patent Office AT 511 745 B1 2014-09-15 Patentansprüche 1. A device for forging a hollow body (3) with centrally symmetrically arranged around a forging axis, drivable in the sense of radial strokes forging tools (2) and with a rotatably mounted on a mandrel rod (5) forged mandrel (4), wherein on the mandrel rod (5) a rotary drive (10) engages, characterized in that the rotary drive (10) for the forging mandrel (4) via a control device (11) in dependence on the rotational position of the forging mandrel (4 ) is controllable with respect to the respective one forging exporting forging tools (2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the forging mandrel (4) over its circumference distributed molding surfaces (14) for the cavity of the hollow body (3) and that the control device (11) the rotary drive (10) for the mandrel rod (5 ) in response to the rotational position of the mold surfaces (14) relative to the respective one working stroke exporting forging tools (2) controls.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that between the molding surfaces (14) of the forging mandrel (4) outlet openings of manifolds (12) are provided for means for lubricating and / or treating the inner surface of the hollow body (3).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the outlet openings of the distributor lines (12) in longitudinal grooves (13) open, which divide the forging mandrel (4) in the individual forming surfaces (14) forming mandrel segments. 3 sheets of drawings 4/7