VORRICHTUNG ZUM QUERFLIESSPRESSEN VON WERKSTÜCKEN UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER DERARTIGEN VORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe Z.B. US-A-4 977 773). Die Umformung der Werkstücke erfolgt in zwei aufeinander liegenden Matrizenhälften, wobei das Werkstück zwischen zwei Stempel derartig verpresst wird, dass ein Teil des Werkstoffes quer zur Pressrichtung in von den Matrizenhälften gebildete Hohlräume ausweicht.

[0002] Wesentlich bei dieser Form des Querfließpressens ist, dass die Matrizenhälften während des Umformvörganges stets aufeinander liegen und auch durch die Umformkräfte nicht voneinander getrennt werden dürfen. Von daher werden die Matrizenhälften durch Kraft beaufschlagte Einrichtungen, vorzugsweise durch Hydraulik- oder Pneumatikkolben zusammengehalten, die eine derartig hohe Kraft aufbringen müssen, dass die Umformkräfte die Matrizenhälften nicht zu Öffnen in der Lage sind.

[0003] Eine andere Einrichtung ist in der DE 199 22 660 gezeigt. Nachteilig bei derartig kompliziert aufgebauten Werkzeugen ergibt sich, dass der umzuformende Rohling nur schwierig und häufig auch ungenau in das Werkzeug eingelegt werden kann. Des Weiteren nachteilig ist nicht sichergestellt, dass der Rohling sich während der Umformung in der richtigen Lage im Umformwerkzeug, vorzugsweise mittig hierin und mittig zur Trennebene befindet.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken derartig zu gestalten, dass der Rohling einfach in diese Vorrichtung einbringbar ist und Mittel vorzusehen, die den Rohling in der vorgesehenen Lage im Werkzeug halten.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben. Die Ansprüche 8 und 9 beschreiben ein bevorzugtes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich vorteilhaft, dass mit den erfindungsgemäßen Mitteln erreicht werden kann, dass während des Umformvorganges eine gezielte Steuerung des Fließverhaltens vorgenommen werden kann. Dieses wird dadurch erreicht, dass die die Stößel beaufschlagenden Druckräume separat für jede Matrizenhälfte bezüglich ihres Kraft-Zeit-Verhaltens regelbar sind.

[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 die Vorrichtung in geöffnetem Zustand,

Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 nach dem Fixieren des Rohlings,

Figur 3 die Vorrichtung in zusammengefahrenem Zustand und

Figur 4 die Vorrichtung nach dem Umformvorgang.

[0008] Die dargestellte Vorrichtung eignet sich besonders zum Querfließpressen von Werkstücken auf waagerecht arbeitenden Umformmaschinen, vorzugsweise Mehrstufenumformmaschinen. Dabei kann der Umformvorgang entgegen dem Ausführungsbeispiel auch in mehreren Werkzeugen in mehreren Umformschritten durchgeführt werden.

[0009] Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich, sind die Hälften der Umformvorrichtung etwa identisch aufgebaut. Jede Vorrichtungshälfte weist eine Halteeinrichtung 1, 2 auf. Diese Halteeinrichtungen 1, 2 sind mit dem nicht näher dargestellten Pressentisch und Pressenstempel bzw. der matrizen- und stempelseitigen Aufnahmeeinrichtung einer Horizontalpresse verbunden.

[0010] Die Haltevorrichtungen 1, 2 tragen jeweils einen Zylindertopf 3, 4. Diese Zylindertöpfe 3, 4 tragen wiederum Ringkolben 5, 6, die in den Mänteln der Zylindertöpfe 3, 4 sowie jeweils mit einer buchsenförmigen Verlängerung 7, 8, in Bohrungen in den Böden der Zylindertöpfe 3, 4, geführt werden.

[0011] An den Stirnseiten der Ringkolben 5, 6 sind die Matrizenhälften 9, 10 befestigt, wobei diese Matrizenhälften 9, 10 mit Armierungen 11, 12 gegen radiales Aufweiten vorgespannt sind.

[0012] Die Matrizenhälften 9, 10 werden axial zentral von Stößeln 13, 14 durchdrungen. Diese Stößel 13, 14 werden in den Matrizenhälften 9, 10 und in einer zentralen Bohrung durch die Ringkolben 5, 6 geführt. Die Stößel 13, 14 liegen werkzeugseitig über Zwischenstücke 15, 16 an Druckkolben 17, 18 an.

[0013] Durch diese Konstruktion werden zwischen den Zylindertöpfen 3, 4 und den Ringkolben 5, 6 Druckräume 19, 20 gebildet, die mit Druckflüssigkeit oder unter Druck stehendem Gas oder Luft beaufschlagt werden können. Entsprechende Druckräume 21, 22 sind oberhalb der Druckkolben 17, 18 angeordnet, um diese mit Druck beaufschlagen zu können.

[0014] Figur 1 zeigt das auseinandergefahrene Werkzeug. In dieser Position kann beispielsweise über Greifer der Rohling 23 zwischen die auseinandergefahrenen Stößel 13, 14 gebracht und hier gehalten werden (durch Pfeile dargestellt). Die Stößel 13, 14 fahren dann, wie in Figur 2 dargestellt, aufeinander zu. Dieses kann, wie auch in Figur 2 gezeigt, durch das Vorfahren des Pressenstempels auf den Pressentisch erfolgen. Da jedoch mehrere Bauteile axial ineinander verschieblich sind, könnte dieses beispielsweise auch über ein Vorfahren des oberen und/oder unteren Ringkolbens 6, 7 im Zylindertopf 3, 4 erfolgen: In gleicher Weise aber auch durch ein Vorfahren der Stößel 13, 14, die dann in der Ausgangsstellung in zurückgefahrener Position sein müssen.

[0015] Durch weiteres Zusammenfahren von Pressenstempel und Pressentisch werden dann, wie in Figur 3 gezeigt, die Matrizenhälften 9, 10 aufeinandergefahren. Dabei können Einrichtungen zum Einfädeln und Positionieren der Werkzeughälften (hier nicht dargestellt) Verwendung finden. Vorher oder danach muss dann in den Druckräumen 19, 20 ein derartig hoher Hydraulik- oder Pneumatikdruck aufgebaut werden, dass die nachfolgende Umformung des Rohlings 23 zum fertigen Werkstück 24 (in Figur 4 gezeigt) nicht zu einem Auseinanderklaffen der Matrizenhälften 9, 10 führt, Im Ausführungsbeispiel sind die Stößel 13, 14 so gestaltet, dass sie vor Beginn des eigentlichen Umformvorganges über die Zwischenstücke 15, 16 und die Druckkolben 17, 18 an den Halteeinrichtungen 1, 2 anliegen. Damit kann zur Umformung die volle Kraft des Pressenstempels eingesetzt werden.

[0016] Figur 4 zeigt die Vorrichtung nach dem Umformen des Rohlings 23 zum fertigen Werkstück 24. In dieser Position sind die Ringkolben 5, 6 in die Zylindertöpfe 3, 4 eingefahren. Die Hydraulikflüssigkeit bzw. das Pneumatikmedium sind entsprechend gesteuert oder geregelt abgeführt bzw. komprimiert.

[0017] Durch eine geregelte Abführung bzw. Komprimierung der Hydraulikflüssigkeit bzw. des Pneumatikmediums, beispielsweise über Regelventile, kann das Kraft-Zeit-Verhalten aller Vorrichtungsteile gegeneinander gezielt gesteuert werden. Dadurch kann zum einen durch die gezielte geregelte Ableitung der Hydraulikflüssigkeit bzw. des Pneumatikmediums aus den Druckräumen 21, 22 sichergestellt werden, dass in jeder Phase seiner Umformung zum Werkstück 24 die richtige Lage des Rohlings 23 in Bezug auf das Zusammenfahren der Stößel 13, 14 in die Matrizenhälften 9, 10 gewährleistet ist. Durch entsprechende Veränderungen kann sogar ein besonderes gezieltes Fließverhalten erreicht werden. Diese Maßnahme kann unterstützt werden durch die geregelte Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit bzw. des Pneumatikmedums aus den Druckräumen 19,20.

[0018] Abschließend können einer oder beide der Stößel 13, 14 als Auswerfer dienen. Es ist sogar möglich, dass das fertige Werkstück zwischen den Stößeln 13, 14 gehalten werden und dann von einer Greifeinrichtung aufgenommen und gezielt einer weiteren Bearbeitung zuführt werden kann.

Bezugszeichenliste

[0019] 

1. Halteeinrichtung

2. Halteeinrichtung

3. Zylindertopf

4. Zylindertopf

5. Ringkolben

6. Ringkolben

7. Verlängerung

8. Verlängerung

9. Matrizenhälfte

10.Matrizenhälfte

11.Armierung

12.Armierung

13. Stößel

14. Stößel

15.Zwischenstück

16. Zwischenstück

17.Druckkolben

18.Druckkolben

19. Druckraum

20.Druckraum

21. Druckraum

22. Druckraum

23. Rohling

24. Werkstück

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken (24) aus Rohlingen (23), mit

- einem Pressentisch, der eine erste Matrizenhälfte (10) trägt,

- einem senkrecht zum Pressentisch beweglichen, die erforderliche Umformkraft aufbringenden Pressenstempel, an dem die zweite Matrizenhälfte (9) befestigt ist,

- separat gesteuerten, kraftbeaufschlagten Einrichtungen zum Zuhalten der Matrizenhälften (9, 10),

wobei beiden Matrizenhälften (9, 10) jeweils ein Stößel (13, 14) zugeordnet ist, wobei beide Stößel (13, 14) von Druckräumen (21, 22) beaufschlagt, separat ansteuerbar und bis über die Umformkontur der Matrizenhälfte (9, 10) sowie die Werkzeugtrennebene hinaus in Arbeitsrichtung bewegbar sind, wobei die Stößel (13, 14) vor dem Zusammenfahren der Matrizenhälften (9, 10) derart aufeinander zu bewegbar sind, dass der Rohling (23) zwischen den Stößeln (13, 14) gehalten wird, und wobei die Stößel (13, 14) durch Regelung des Druckverlaufes in dem jeweils zugeordneten Druckraum (21, 22) separat für jede Matrizenhälfte (9, 10) bezüglich ihres Kraft-Zeit-Verhaltens regelbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (13, 14) sich wenigstens während der letzten Phase der Umformung am sie tragenden Teil der Matrizenhälften (9, 10) abstützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Zuhalten der Matrizenhälften (9, 10) als hydraulische oder pneumatische Ringkolben (5, 6) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlauf in den Druckräumen (19, 20, 21, 22), die den Ringkolben (5, 6) und den Stößeln (13, 14) zugeordnet sind, mit separaten Drucksteuereinrichtungen verbunden sind, die einen gegenüber den anderen verschiedenen gesteuerten oder geregelten Druckverlauf in dem zugeordneten Druckraum ermöglichen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (13, 14) in den jeweiligen Matrizenhälften (9,10) geführt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenhälften (9, 10) jeweils eine Halteeinrichtung (1, 2) aufweisen, an der in Arbeitsrichtung verschieblich jeweils eine Zuhalteeinrichtung und ein Druckkolben (17, 18) für die Stößel (13, 14) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Druckkolben (17, 18) für den Stößel (13, 14) konzentrisch in der Zuhalteeinrichtung (5, 6) geführt ist.

8. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei der Rohling (23) beim Einlegen in die Vorrichtung zunächst zwischen den Stößeln gehalten wird, bevor durch das Zusammenfahren von Pressenstempel und Pressentisch die Werkzeuge zusammengefahren werden,
wobei die Stößel (13, 14) durch Regelung des Druckverlaufes im zugeordneten Druckraum (21, 22) während der Umformung des Werkstückes hinsichtlich ihres Kraft-Zeit-Verhaltens separat für jede Matrizenhälfte geregelt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (23) zunächst bei auseinander gefahrenen Matrizenhälften (9, 10) über einen Greifer zwischen die auseinander gefahrenen Stößel (13, 14) gebracht und dort gehalten wird, dass anschließend die Stößel (13, 14) aufeinander zu bewegt werden, bis sie den Rohling (23) halten, und dass dann die Werkzeuge durch das Zusammenfahren von Pressenstempel und Pressentisch unter Umformung des Rohlings (23) aufeinander zu bewegt werden.

Claims

1. Device for lateral extrusion of workpieces (24) from blanks (23), having

- a press plate which supports a first die half (10),

- a press ram which is movable perpendicular to the press plate and applies the required deforming force and to which the second die half (9) is attached,

- separately controlled devices, to which force is applied, for clasping the die halves (9, 10) together,

wherein the two die halves (9, 10) are respectively allocated a plunger (13, 14), wherein both plungers (13, 14) are influenced by pressure chambers (21, 22), can be controlled separately and are movable in the working direction beyond the deforming contour of the die half (9, 10) and the tool separating plane, wherein prior to the die halves (9, 10) coming together the plungers (13, 14) can be moved towards each other in such a way that the blank (23) is held between the plungers (13, 14), and wherein the force-time behaviour of the plungers (13, 14) can be adjusted separately for each die half (9, 10) by adjusting the pressure progression in the respectively allocated pressure chamber (21, 22).

2. Device as claimed in claim 1, characterised in that the plungers (13, 14) are supported at least during the final phase of the deformation on the part of the die halves (9, 10) which supports them.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the devices for clasping the die halves (9, 10) together are formed as hydraulic or pneumatic annular pistons (5, 6).

4. Device as claimed in claim 3, characterised in that the pressure progression in the pressure chambers (19, 20, 21, 22) which are allocated to the annular pistons (5, 6) and the plungers (13, 14) are connected to separate pressure control devices which permit a controlled or adjusted pressure progression, which is different from the others, in the allocated pressure chamber.

5. Device as claimed in any one of claims 1 to 4, characterised in that the plungers (13, 14) are guided in the respective die halves (9, 10).

6. Device as claimed in any one of claims 1 to 5, characterised in that the die halves (9, 10) each have a holding device (1, 2), on which in each case a clasping device and a pressure piston (17, 18) for the plungers (13, 14) are disposed so as to be displaceable in the working direction.

7. Device as claimed in claim 6, characterised in that the respective pressure piston (17, 18) for the plunger (13, 14) is guided concentrically in the clasping device (5, 6).

8. Method for operating the device as claimed in any one of claims 1 to 7,
wherein the blank (23) is held initially between the plungers during placement into the device, before the tools come together by the press ram and press plate coming together,
wherein the force-time behaviour of the plungers (13, 14) are adjusted separately for each die half by adjusting the pressure progression in the allocated pressure chamber (21, 22) during deformation of the workpiece.

9. Method as claimed in claim 8, characterised in that when the die halves (9, 10) have been moved apart the blank (23) is initially moved between the plungers (13, 14), which have moved apart, by means of a gripper and is held there, that then the plungers (13, 14) are moved towards each other until they hold the blank (23), and that then the tools are moved towards each other by the press ram and press plate coming together while deforming the blank (23).

Revendications

1. Dispositif pour l'extrusion latérale de pièces (24) à partir d'ébauches (23), présentant

- un plateau de presse qui porte une première demi-matrice (10),

- un poinçon de presse mobile perpendiculairement au plateau de presse, exerçant la force de formage nécessaire, auquel la deuxième demi-matrice (9) est fixée,

- des dispositifs soumis à une force, commandés séparément, pour bloquer les demi-matrices (9, 10),

un poinçon (13, 14) étant associé à chacune des deux demi-matrices (9, 10), les deux poinçons (13, 14) étant sollicités par des chambres de pression (21, 22), pouvant être séparément commandés et déplacés jusqu'au-delà du contour de formage de la demi-matrice (9, 10) ainsi que du plan de séparation des outils dans la direction de travail, les poinçons (13, 14), avant le rapprochement des demi-matrices (9, 10), pouvant être déplacés l'un vers l'autre de telle sorte que l'ébauche (23) soit maintenue entre les poinçons (13, 14), et les poinçons (13, 14) étant réglables en ce qui concerne leur comportement force/temps par réglage de l'évolution de la pression dans la chambre de pression (21, 22) associée, séparément pour chaque demi-matricer (9, 10).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poinçons (13, 14) s'appuient, au moins pendant la dernière phase du formage, sur la partie de la demi-matrice (9, 10) qui les porte.

3. Dispositif selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dispositifs de blocage des demi-matrices (9, 10) sont réalisés sous la forme de pistons annulaires (5, 6) hydrauliques ou pneumatiques.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les chambres de pression (19, 20, 21, 22) auxquelles sont associés les pistons annulaires (5, 6) et les poinçons (13, 14), sont reliées à des dispositifs de commande de pression séparés qui permettent une évolution de la pression commandée ou réglée différemment par rapport aux autres, dans la chambre de pression associée.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les poinçons (13, 14) sont conduits dans les demi-matrices (9, 10) respectives.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les demi-matrices (9, 10) présentent chacune un dispositif de maintien (1, 2) sur chacun desquels sont agencés, mobiles dans la direction de travail, un dispositif de blocage et un piston presseur (17, 18) pour les poinçons (13, 14).

7. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le piston presseur (17, 18) associé au poinçon (13, 14) correspondant est guidé concentriquement dans le dispositif de blocage (5, 6).

8. Procédé pour l'exploitation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel
l'ébauche (23), lors de la mise en place dans le dispositif, est d'abord maintenue entre les poinçons, avant que les outils soient rapprochés par le rapprochement du poinçon de presse et du plateau de presse,
le comportement force/temps des poinçons (13, 14) pendant le formage de la pièce, étant réglé séparément pour chaque demi-matrice, par réglage de l'évolution de la pression dans la chambre de pression (21, 22) associée.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, les demi-matrices (9, 10) étant écartées, l'ébauche (23) est d'abord amenée, au moyen d'un organe de préhension, entre les poinçons (13, 14) éloignés l'un de l'autre et y est maintenue, en ce que les poinçons (13, 14) sont ensuite déplacés l'un vers l'autre jusqu'à ce qu'ils maintiennent l'ébauche (23), et en ce que les outils sont alors déplacés l'un vers l'autre en formant l'ébauche (23), par rapprochement du poinçon de presse et du plateau de presse.

Zeichnung