DE102012012209A1 - Hydraulic press - Google Patents

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Abstract

Eine hydraulische Presse besitzt ein Oberteil und ein Unterteil, die relativ zueinander verstellbar sind und jeweils eine Heizvorrichtung besitzen. Zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ist ein Umformraum gebildet, in dem ein Bauteil umformbar ist. Der Umformraum ist von Seitenwänden umgeben und durch diese gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgetrennt. Dabei ist vorgesehen, dass die Seitenwände mittelbar oder unmittelbar am Oberteil angebracht und zusammen mit dem Oberteil relativ zu dem Unterteil verstellbar sind.A hydraulic press has an upper part and a lower part, which are adjustable relative to each other and each have a heating device. Between the upper part and the lower part a forming space is formed, in which a component is deformable. The forming space is surrounded by side walls and separated by this relative to the surrounding atmosphere. It is provided that the side walls indirectly or directly attached to the upper part and are adjustable together with the upper part relative to the lower part.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse mit einem Oberteil und einem Unterteil, die relativ zueinander verstellbar und jeweils mit einer Heizvorrichtung ausgerüstet sind, wobei in dem zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Umformraum ein Bauteil umformbar ist und wobei der Umformraum von Seitenwänden umgeben und durch diese gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgetrennt ist.The invention relates to a hydraulic press with an upper part and a lower part, which are adjustable relative to each other and each equipped with a heater, wherein in the forming between the upper part and the lower part forming a component is deformable and wherein the forming space surrounded by side walls and through this separated from the surrounding atmosphere.

Zur Herstellung bzw. Umformung metallischer Bauteile, die bei Raumtemperatur nicht oder nur unzureichend umformbar sind, wird üblicherweise ein sogenanntes isothermes Umformverfahren eingesetzt. Um dabei ein gutes Umformergebnis erreichen zu können, muss während der gesamten Prozessdauer sowohl an dem umzuformenden Bauteil als auch am Werkzeug eine konstante Temperatur herrschen. Diese Temperatur liegt in vielen Fällen bei etwa der halben Schmelztemperatur des Materials des Bauteils. Es können also bei Werkstoffen wie beispielsweise Titan oder hochwarmfestem Edelstahl Temperaturen von über 1200°K notwendig sein.For producing or forming metallic components that are not or only insufficiently deformable at room temperature, a so-called isothermal forming process is usually used. In order to be able to achieve a good forming result, a constant temperature must prevail both in the component to be formed and in the tool during the entire process duration. This temperature is in many cases at about half the melting temperature of the material of the component. So it may be necessary for materials such as titanium or high-temperature stainless steel temperatures of about 1200 ° K.

Um eine entsprechende Temperatur am Bauteil und auch am Werkzeug sicherzustellen, sind spezielle Wärmekammern bekannt, die in die hydraulische Presse integriert sind. Die hydraulische Presse besitzt ein Oberteil und ein Unterteil, die relativ zueinander verstellbar sind. Üblicherweise ist sowohl in das Oberteil als auch das Unterteil eine elektrische Heizvorrichtung integriert. Seitlich wird die Wärmekammer von Seitenwänden begrenzt, die über Dichtungen am Oberteil und am Unterteil anliegen und somit den zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Umformraum gegenüber der umgebenden Atmosphäre abtrennen.To ensure a suitable temperature on the component and also on the tool, special heat chambers are known, which are integrated in the hydraulic press. The hydraulic press has an upper part and a lower part, which are adjustable relative to one another. Usually, an electrical heating device is integrated in both the upper part and the lower part. Laterally, the heat chamber is bounded by side walls, which abut seals on the upper part and the lower part and thus separate the formed between the upper part and the lower forming space relative to the surrounding atmosphere.

Wenn beispielsweise das Unterteil feststeht und das Oberteil für den Umformvorgang nach unten gegen das Unterteil verfahren wird, müssen die Seitenwände vor Beginn der Verstellbewegung des Oberteils um ein geringes Maß nach außen gezogen werden, um zu vermeiden, dass das Oberteil bei der Bewegung über die Dichtungen schleift, was einen hohen Verschleiß und eine starke Partikelemission mit sich bringt. Durch die nach außen gerichtete Verstellung der Seitenwände entstehen an allen Kontaktflächen zwischen den Seitenwänden und dem Oberteil sowie dem Unterteil Spalte und Fugen, durch die die im Inneren der Wärmekammer bzw. im Umformraum vorhandene heiße Luft entweichen kann. Dabei kommt es zu stark turbolenten Luftbewegungen infolge des Kamineffekts und der Innenraum der Wärmekammer kühlt bereichsweise stark aus und in den Teil der hydraulischen Presse, der oberhalb des Oberteils liegt, wird durch die heiße Luft viel Wärmeenergie eingebracht, wogegen die dort üblicherweise angeordneten elektrischen Steuerungen speziell geschützt werden müssen.For example, if the lower part is fixed and the upper part is moved downwards against the lower part for the forming process, the side walls must be pulled outwards to a small extent before starting the adjustment movement of the upper part, in order to avoid that the upper part in the movement over the seals grinds, resulting in high wear and particulate emissions. By the outward adjustment of the side walls arise at all contact surfaces between the side walls and the upper part and the lower part of the gap and joints, through which the hot air present in the interior of the heating chamber or in the forming space can escape. It comes to strongly turbulent air movements due to the chimney effect and the interior of the heat chamber cools partially strong and in the part of the hydraulic press, which is above the upper part, is introduced by the hot air much heat energy, whereas there usually arranged electrical controls specifically must be protected.

Insbesondere ist es nachteilig, dass sich innerhalb der Wärmekammer ein ungleichmäßiges Wärmeprofil einstellt und dass zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur ein hoher Energieverbrauch notwendig ist.In particular, it is disadvantageous that sets an uneven heat profile within the heat chamber and that to maintain the desired temperature, a high energy consumption is necessary.

Bei der Verstellbewegung taucht das Oberteil zwischen die Seitenwände ein, wobei die oberhalb des Oberteils angeordneten Komponenten durch die dann seitlich von ihnen angeordneten heißen Seitenwände einer hohen Wärmestrahlung ausgesetzt sind. Dies führt zu einem hohen Verschleiß der auf dem Oberteil montierten Baugruppen und insbesondere der dort positionierten elektrischen und elektronischen Bauteile.During the adjustment movement, the upper part dips in between the side walls, wherein the components arranged above the upper part are exposed to high heat radiation by the hot side walls which are then arranged laterally of them. This leads to a high degree of wear of the assemblies mounted on the upper part and in particular of the electrical and electronic components positioned there.

Die Seitenwände sind üblicherweise an einem speziellen Rahmengestell gelagert und über dieses am Erdboden abgestützt. Aufgrund der Notwendigkeit des Rahmengestells wird die Konstruktion aufwändig und teuer und benötigt einen relativ großen Bauraum.The side walls are usually mounted on a special frame and supported by this on the ground. Due to the need of the frame, the construction is complex and expensive and requires a relatively large amount of space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse der genannten Art zu schaffen, mit der in konstruktiv einfacher Weise ein isothermes Umformverfahren in hoher Qualität durchgeführt werden kann.The invention has for its object to provide a hydraulic press of the type mentioned, with a structurally simple manner an isothermal forming process can be performed in high quality.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische Presse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Seitenwände mittelbar oder unmittelbar am Oberteil angebracht und zusammen mit dem Oberteil relativ um Unterteil verstellbar sind.This object is achieved by a hydraulic press with the features of claim 1. It is provided that the side walls indirectly or directly attached to the upper part and are adjustable relative to the upper part together with the upper part.

Aufgrund der Anbringung der Seitenwände am Oberteil ist ein spezielles Rahmengestell zur Lagerung der Seitenwände nicht mehr notwendig. Dies verringert den konstruktiven Aufwand und ermöglicht eine kompakte Bauweise.Due to the attachment of the side walls on the upper part of a special frame for supporting the side walls is no longer necessary. This reduces the design effort and allows a compact design.

Da die Seitenwände zusammen mit dem Oberteil verstellt werden, taucht das Oberteil nicht mehr zwischen die heißen Seitenwände ein und die Gefahr, dass Baugruppen, die oberhalb des Oberteils angeordnet sind, durch hohe Wärmestrahlung belastet werden, ist vermieden oder zumindest wesentlich verringert.Since the side walls are adjusted together with the upper part, the upper part no longer immersed between the hot side walls and the risk that assemblies that are located above the upper part, are burdened by high thermal radiation is avoided or at least substantially reduced.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Oberteil zusammen mit den Seitenwänden eine Haube bildet, die vorzugsweise nur unterseitig offen und ansonsten spaltfrei geschlossen ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass keine heiße Luft aus der Wärmekammer nach oben austritt und es ist auch nicht notwendig, die Seitenwände relativ zum Oberteil seitlich auseinander zu fahren. Die heiße Luft kann unter der Haube und somit innerhalb der Wärmekammer gehalten werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the upper part together with the side walls forms a hood, which is preferably closed only on the underside open and otherwise gap-free. In this way it is ensured that no hot air exits the heat chamber upwards and it is not necessary that Sidewalls relative to the upper part laterally apart. The hot air can be kept under the hood and thus within the heat chamber.

Um eine Reibung zwischen den Seitenwänden und dem Unterteil zu vermeiden, wenn die Seitenwände zusammen mit dem Oberteil relativ zum Unterteil verfahren und insbesondere auf dieses abgesenkt werden, kann zwischen den Seitenwänden und dem Unterteil jeweils ein Spalt gebildet sein. Der Spalt verhindert, dass die Seitenwände zumindest bei der Verstellbewegung mit dem Unterteil in Kontakt kommen. Der durch diesen Spalt gegebenenfalls auftretende Wärmeverlust innerhalb der Wärmekammer ist gering, da der Spalt im unteren Bereich der Wärmekammer ausgebildet ist und der Austritt von heißer Luft an dieser Stelle relativ gering ist.In order to avoid friction between the side walls and the lower part, when the side walls are moved together with the upper part relative to the lower part and lowered in particular on this, between the side walls and the lower part in each case a gap may be formed. The gap prevents the side walls come into contact with the lower part at least during the adjustment movement. The heat loss possibly occurring through this gap within the heat chamber is small, since the gap is formed in the lower region of the heat chamber and the exit of hot air at this point is relatively small.

Zum Umformen des Bauteils muss die hydraulische Presse geschlossen werden, d. h. das Oberteil und das Unterteil, die jeweils in üblicher Weise ein Werkzeug tragen, werden aufeinander zu bewegt und klemmen das Bauteil zwischen sich ein. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Unterteil feststehend ausgebildet ist und dass das Oberteil vertikal verstellbar ist.To reshape the component, the hydraulic press must be closed, i. H. the upper part and the lower part, each carrying a tool in the usual way, are moved toward one another and clamp the component in between. It is provided in particular that the lower part is fixed and that the upper part is vertically adjustable.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass unterhalb der Seitenwände ein Freiraum gebildet ist, in den die Seitenwände bei ihrer Verstellung zusammen mit dem Oberteil eintauchen. Dabei kann das Unterteil beispielsweise auf einem Sockel sitzen, dessen vertikale Höhe gleich oder größer als die vertikale Verstellbewegung des Oberteils ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that below the side walls, a free space is formed, in which immerse the side walls in their adjustment together with the upper part. In this case, the lower part, for example, sit on a pedestal whose vertical height is equal to or greater than the vertical adjustment of the upper part.

Damit ein Benutzer im Bedarfsfall Zugriff auf den zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Umformraum bzw. das Innere der Wärmekammer hat, kann in zumindest einer Seitenwand und vorzugsweise in mehreren Seitenwänden jeweils eine Tür ausgebildet sein.In order for a user to have access to the forming space formed between the upper part and the lower part or the interior of the heating chamber if necessary, in each case one door can be formed in at least one side wall and preferably in a plurality of side walls.

Um die Wärmeverteilung in dem Umformraum bzw. der Wärmekammer möglichst gleichmäßig einzustellen, kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass an oder in zumindest einer Seitenwand eine Seiten-Heizvorrichtung vorgesehen ist. Vorzugsweise ist in jeder Seitenwand eine entsprechende Seiten-Heizvorrichtung vorgesehen, die über eine frei strahlende Widerstandsheizung beispielweise in Form von Heizwendeln realisiert sein kann. Die Seiten-Heizvorrichtung kann in vertikale Richtung in verschiedene Abschnitte verteilt sein, die einzeln angesteuert werden können, um eine Anpassung an die Höhe der Wärmekammer und/oder an ein gewünschtes Wärmeprofil innerhalb der Wärmekammer erreichen zu können.In order to set the heat distribution as uniformly as possible in the forming space or the heating chamber, it can be provided in a development that a side heating device is provided on or in at least one side wall. Preferably, a corresponding side heating device is provided in each side wall, which can be realized via a freely radiating resistance heating, for example in the form of heating coils. The side heating device can be distributed in vertical direction into different sections, which can be controlled individually, in order to be able to adapt to the height of the heating chamber and / or to a desired heat profile within the heating chamber.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:Further details and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen Presse in geöffnetem Zustand und 1 a schematic side view of a hydraulic press according to the invention in the open state and

2 die Presse gemäß 1 in geschlossenem Zustand. 2 according to the press 1 in closed condition.

Eine in 1 schematisch dargestellte hydraulische Presse 10 besitzt ein Oberteil 11, auf dessen Unterseite eine Heizvorrichtung 12 angebracht ist. Ferner ist ein Unterteil 13 vorgesehen, das auf seiner oberen, dem Oberteil 11 zugewandten Seite ebenfalls eine Heizvorrichtung 14 trägt. Zwischen dem Oberteil 11 und dem Unterteil 13 ist ein Umformraum 17 gebildet, in dem ein nur gestrichelt dargestelltes Bauteil P angeordnet werden kann. Durch Absenken des Oberteils 11, wie es durch den Pfeil B angedeutet ist, wird das Bauteil P zwischen dem Oberteil 11 und dem Unterteil 13 eingeklemmt und dadurch umgeformt.An in 1 schematically illustrated hydraulic press 10 owns a top 11 , on the underside of a heater 12 is appropriate. Furthermore, a lower part 13 provided on its upper, the upper part 11 side facing also a heater 14 wearing. Between the shell 11 and the lower part 13 is a forming space 17 formed in which only a dashed line component P can be arranged. By lowering the upper part 11 as indicated by the arrow B, the component P between the upper part 11 and the lower part 13 clamped and thereby reshaped.

Das Unterteil 13 sitzt auf einem Sockel 15, wobei im unteren Bereich um den Sockel 15 herum ein Freiraum 18 gebildet ist.The lower part 13 sits on a pedestal 15 , being at the bottom around the pedestal 15 a free space around 18 is formed.

An dem Oberteil 11 sind seitliche, sich nach unten erstreckende Seitenwände 16 montiert, die zusammen mit dem Oberteil 11 eine nur nach unten öffnende Haube bilden, die den Umformraum 17 gegenüber der umgebenden Atmosphäre abschirmt.At the top 11 are lateral, downwardly extending sidewalls 16 mounted together with the upper part 11 form a hood opening only down, forming the forming space 17 shields from the surrounding atmosphere.

Die Haube bzw. die Seitenwände 16 umgeben unter geringem Abstand das Unterteil 13, so dass zwischen dem Unterteil 13 und den Seitenwänden 16 ein Spalt 19 gebildet ist. Auf diese Weise ist vermieden, dass die Seitenwände 16 mit dem Unterteil 19 in Kontakt kommen, wenn das Oberteil 11 zusammen mit den Seitenwänden 16 abgesenkt wird (Pfeil B).The hood or the side walls 16 surrounded at a small distance the lower part 13 , so that between the lower part 13 and the side walls 16 A gap 19 is formed. This avoids the side walls 16 with the lower part 19 come in contact when the shell 11 along with the side walls 16 is lowered (arrow B).

In den Seitenwänden 16 kann eine nur gestrichelt dargestellte Tür 20 vorgesehen sein, um Zugriff auf den Umformraum 17 zu erhalten.In the side walls 16 can be a dashed door shown 20 be provided to access the forming space 17 to obtain.

In die Seitenwände 16 ist jeweils eine Seiten-Heizvorrichtung 21 integriert, die zusammen mit den Heizvorrichtungen 12 und 14 dazu dient, den Umformraum 17 auf einer vorbestimmen Temperatur zu halten.In the side walls 16 is each a side heater 21 integrated, which together with the heaters 12 and 14 this serves the forming space 17 to keep at a predetermined temperature.

1 zeigt die hydraulische Presse 10 im angehobenen Zustand. Aus diesem wird das Oberteil 11 zusammen mit den Seitenwänden 16 nach unten in Richtung des Pfeils B bewegt, so dass das im Umformraum 17 angeordnete Bauteil P zwischen dem Oberteil 11 und dem Unterteil 13 eingeklemmt und umgeformt wird. Dabei tauchen die Seitenwände 16 in den im Umfangsbereich des Sockels 15 ausgebildeten Freiraum 18 ein, wie es in 2 dargestellt ist. 1 shows the hydraulic press 10 in the raised state. This is the upper part 11 along with the side walls 16 moved down in the direction of arrow B, leaving that in the forming space 17 arranged component P between the upper part 11 and the lower part 13 is clamped and reshaped. The side walls are diving 16 in the peripheral area of the base 15 trained free space 18 like it is in 2 is shown.

Claims (9)

Hydraulische Presse (10) mit einem Oberteil (11) und einem Unterteil (13), die relativ zueinander verstellbar und jeweils mit einer Heizvorrichtung (12, 14) ausgerüstet sind, wobei in dem zwischen dem Oberteil (11) und dem Unterteil (13) gebildeten Umformraum (17) ein Bauteil (P) umformbar ist und wobei der Umformraum (17) von Seitenwänden (16) umgeben und durch diese gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgetrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (16) mittelbar oder unmittelbar am Oberteil (11) angebracht und zusammen mit dem Oberteil (11) relativ zum Unterteil (13) verstellbar sind.Hydraulic press ( 10 ) with a top ( 11 ) and a lower part ( 13 ), which are adjustable relative to each other and each with a heating device ( 12 . 14 ) in which between the upper part ( 11 ) and the lower part ( 13 ) forming space ( 17 ) a component (P) is deformable and wherein the forming space ( 17 ) of side walls ( 16 ) and separated therefrom by the surrounding atmosphere, characterized in that the side walls ( 16 ) directly or indirectly at the top ( 11 ) and together with the upper part ( 11 ) relative to the lower part ( 13 ) are adjustable. Hydraulische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (11) mit den Seitenwänden (16) eine Haube bildet.Hydraulic press according to claim 1, characterized in that the upper part ( 11 ) with the side walls ( 16 ) forms a hood. Hydraulische Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube nur unterseitig offen und ansonsten spaltfrei geschlossen ist.Hydraulic press according to claim 2, characterized in that the hood is closed only on the underside open and otherwise gap-free. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Seitenwänden (16) und dem Unterteil (13) jeweils ein Spalt (19) gebildet ist.Hydraulic press according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the side walls ( 16 ) and the lower part ( 13 ) one gap each ( 19 ) is formed. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (13) feststehend ausgebildet ist und dass das Oberteil (11) vertikal verstellbar ist.Hydraulic press according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lower part ( 13 ) is stationary and that the upper part ( 11 ) is vertically adjustable. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Seitenwände (16) ein Freiraum (18) gebildet ist, in den die Seitenwände (16) bei der Verstellung des Oberteils (11) eintauchen.Hydraulic press according to one of claims 1 to 5, characterized in that below the side walls ( 16 ) a free space ( 18 ), in which the side walls ( 16 ) during the adjustment of the upper part ( 11 ) immerse. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (13) auf einem Sockel (15) sitzt, dessen vertikale Höhe gleich oder größer als die vertikale Verstellbewegung des Oberteils (11) ist.Hydraulic press according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lower part ( 13 ) on a pedestal ( 15 ) whose vertical height is equal to or greater than the vertical adjustment movement of the upper part ( 11 ). Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Seitenwand (16) eine Tür (20) ausgebildet ist.Hydraulic press according to one of claims 1 to 7, characterized in that in at least one side wall ( 16 ) a door ( 20 ) is trained. Hydraulische Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in zumindest einer Seitenwand (16) eine Seiten-Heizvorrichtung (21) vorgesehen ist.Hydraulic press according to one of claims 1 to 8, characterized in that on or in at least one side wall ( 16 ) a side heater ( 21 ) is provided.
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