DE19922659B4 - Hydraulic closing device for cross extrusion of workpieces - Google Patents

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Abstract

The device has two relatively moveable lockable molds (22,42). The first mold is held on a hydraulic piston (16) moving in a cylinder (6), carrying a first press die (20). The second mold is stationary and positioned on a second hydraulic cylinder (26), the second press die (40) is located on a second hydraulic piston (36). During impact extrusion of a component, the second pisto charged by a pressure medium displaced by the first piston. The first hydraulic cylinder is is positioned on press ram.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschließbaren Matrizenhälften und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den verschlossenen Matrizenhälften bewegbaren Preßstempeln, wobei ein erster Hydraulikkolben, an dem die erste Matrizenhälfte angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder, an dem der erste Preßsstempel angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben in einem raumfesten zweiten Druckmittelzylinder verschiebbar lagern.The The invention relates to a hydraulic closing device for cross extrusion of workpieces, with two relatively movable and lockable Matrizenhälften and two movable at equal speeds relative to the closed die halves press dies, wherein a first hydraulic piston, on which the first die half is arranged is, in an axially movable first hydraulic cylinder, on the the first press stamp is arranged, and a second hydraulic piston in a fixed space store the second pressure medium cylinder displaceable.

Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstückes durch Fließpressen gemäß DE 28 19 167 A1 weist eine raumfeste untere Trägerplatte und obere Trägerplatte auf, die an einem vertikal beweglichen Pressenstößel angeordnet ist. An den Trägerplatten befinden sich gegeneinander gerichtete Stempel, zwischen denen ein Rohteil aufnehmbar ist. Auf den Stempeln lagern verschiebbare Ringkolben, die von trägerplattengebundenen Zylindern umgeben sind. Darin ausgebildete Druckkammern führen an Membranspeicher, in denen Öl durch komprimiertes Gas unter Druck steht. Auf den Ringkolben sind Matrizenhälften angeordnet.A known device for producing a workpiece by extrusion according to DE 28 19 167 A1 has a space-fixed lower support plate and upper support plate, which is arranged on a vertically movable press ram. On the support plates are oppositely directed punch, between which a blank is receivable. On the punches displaceable ring pistons, which are surrounded by plate-bound cylinders. Darin trained pressure chambers lead to diaphragm accumulator, in which oil is pressurized by compressed gas. Matrizenhälften are arranged on the annular piston.

Nach dem Einsetzen des Rohlings wird die obere Trägerplatte mittels eines Pressenstößels ohne Kraft zunächst soweit nach unten gefahren, bis die Stempel an den Stirnseiten des Rohlings und die Matrizen aneinander anliegen. Danach fährt die obere Trägerplatte unter Kraft weiter nach unten, so daß der Rohling axial gestaucht und radial in den durch die Matrizen gebildeten Hohlraum verdrängt wird. Gleichzeitig verdrängen die Ringkolben das in den Druckkammern befindliche Druckmittel in die Membranspeicher. Jeder der sich in gleicher Richtung bewegenden Kolben legt dabei den halben Weg der Trägerplatte mit deren halber Geschwindigkeit zurück. Im Ergebnis liegt ein symmetrisch verpreßtes Werkstück vor. Ein erster Nachteil besteht darin, daß sich die vertikale Lage der Entnahmeebene von der der Beschickungsebene unterscheidet. Darüber hinaus ist neben einem großen Stößelweg auch ein hoher Energieaufwand erforderlich. Schließlich bedarf es der separaten Einstellung der Schließkraft, was die Zuverlässigkeit negativ beeinflußt.To the insertion of the blank, the upper support plate by means of a press ram without Force first so far down, until the stamp on the front sides of the Blanks and the dies abut each other. After that, the upper support plate under power further down, so that the blank is compressed axially and displaced radially into the cavity formed by the dies. simultaneously repress the annular piston located in the pressure chambers pressure medium in the membrane memory. Everyone moving in the same direction Piston sets half the way of the support plate with its half Speed back. As a result, there is a symmetrically compressed workpiece. A first disadvantage is that the vertical position of the extraction plane from that of the loading plane different. About that In addition to a large one Pestle way too a high energy consumption required. Finally, it requires the separate Setting the closing force, what the reliability negatively influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Fließpressen zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet.Of the Invention is based on the object, a generic device for extrusion create that avoids the disadvantages mentioned above.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this Problem solved by the features of claim 1. Advantageous training emerge from the dependent claims.

Die hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken besitzt zwei relativ zueinander bewegbare und miteinander verschließbare Matriezenhälften und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbare Preßstempel, wobei ein erster Hydraulikkolben, an dem die erste Matrizenhälfte angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder, an dem der erste Stempel angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben in einem raumfesten zweiten Hydraulikkzylinder verschiebbar lagern. Erfindungsgemäß ist die zweite Matrizenhälfte raumfest angeordnet, während der zweite Preßstempel am zweiten Hydraulikkolben befestigt ist, welcher beim Querfließpressen durch ein vom ersten Hydraulikkolben verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist.The hydraulic locking device for cross extrusion of workpieces has two relative to each other movable and lockable Matriezenhälften and two at the same speeds relative to the closed ones die halves movable punches, wherein a first hydraulic piston, on which the first die half is arranged is, in an axially movable first hydraulic cylinder, on the the first punch is arranged, and a second hydraulic piston in a spatially fixed second hydraulic cylinder slidably store. According to the invention second die half spatially arranged while the second punch is attached to the second hydraulic piston, which in Querfließpressen acted upon by a displaceable by the first hydraulic piston pressure medium is.

Beide Hydraulikkolben weisen gleiche Kolbenflächen auf. Der erste Hydraulikzylinder ist an einem Pressenstößel, die zweite Matrize am zweiten Hydraulikzylinder angeordnet. Beide Hydraulikzylinder sind über eine Druckleitung zu einem mit Druckmittel speisbaren Drucksystem verbunden.Both Hydraulic pistons have the same piston surfaces. The first hydraulic cylinder is on a press ram, the second die arranged on the second hydraulic cylinder. Both hydraulic cylinders are about a pressure line to a pressure medium fed pressure system connected.

Befindet sich der erste Preßstempel samt erstem Hydraulikzylinder, in dem der erste Hydraulikkolben samt erster Matrizenhälfte geführt ist, in einer vom zweiten Preßstempel und der zweiten Matrizenhälfte entfernten Einlegeposition, kann auf diesen bzw. in diese ein Rohteil eingelegt werden. Ist dies geschehen, wird der erste Hydraulikzylinder mittels Prerssenstößel kraftfrei in Richtung des zweiten Hydraulikzylinders verfahren, bis der am ersten Hydraulikzylinder befestigte erste Preßstempel am Rohteil und die am ersten Hydraulikkolben des ersten Hydraulikzylinders angeordnete erste Matrizenhälfte an der raumfesten zweiten Matrizenhälfte anliegt. Daraufhin beginnt das eigentliche Querfließpressen, indem sich der erste Hydraulikzylinder unter dem Einfluß einer nunmehr aufgebrachten Preßkraft weiter in Richtung des zweiten Hydraulikzylinders bewegt, wobei

  • – der erste Preßstempel das Werkstück axial zu stauchen beginnt,
  • – die raumfeste zweite Matrizenhälfte gleichzeitig die am ersten Hydraulikkolben des ersten Hydraulikzylinders angeordnete zweite Matrizenhälfte unter Verdrängung eines unter Druck stehenden Druckmittels in den ersten Hydraulikzylinder hineinzuverdrängen beginnt, und
  • – das verdrängte Druckmittel gleichzeitig den am zweiten Hydraulikkolben angeordneten zweiten Preßstempel in Richtung des ersten Preßstempels zu bewegen beginnt.
If the first press ram together with the first hydraulic cylinder, in which the first hydraulic piston together with the first die half is guided, is in a loading position remote from the second press ram and the second die half, a blank can be placed on it or in this. Once this is done, the first hydraulic cylinder is moved by Prerssenstößel force-free in the direction of the second hydraulic cylinder until the first hydraulic ram fixed first ram on the blank and arranged on the first hydraulic piston of the first hydraulic cylinder first Matrizenhälfte rests against the stationary second Matrizenhälfte. Then, the actual transverse extrusion presses begins by the first hydraulic cylinder moves under the influence of a now applied pressing force further in the direction of the second hydraulic cylinder, wherein
  • The first ram begins to compress the workpiece axially,
  • - The space-fixed second die half begins at the same time hineinzuverdrängen the first hydraulic piston of the first hydraulic cylinder second die half under displacement of a pressurized pressure medium in the first hydraulic cylinder, and
  • - The displaced pressure medium simultaneously starts to move the arranged on the second hydraulic piston second ram in the direction of the first ram begins.

Bei Aufrechterhaltung der Preßkraft setzt sich das Stauchen des Werkstückes von beiden Seiten her derart fort, daß dessen Werkstoff schließlich in den von beiden Matrizenhälften gebildeten Hohlraum ausweicht. Gleiche Kolbenflächen sichern einen symmetrischen Umformvorgang. Der zweite Preßstempel bewegt sich in bezug auf die raumfeste zweite Matrizenhälfte mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der die am ersten Hydraulikkolben angeordnete erste Matrizenhälfte in bezug auf den am ersten Hydraulikzylinder angeordneten ersten Preßstempel verdrängt wird. Aufgrund des Aufeinanderzubewegens zweier beweglicher Preßstempel halbiert sich gegenüber dem Stand der Technik der Stößelweg. Der Systemdruck ist von dem Widerstand abhängig ist, den der zweite Preßstempel erfährt. Die aufgebrachte Schließkraft entspricht immer der erforderlichen Preßkraft. Ein Öffnen der Matrizenhälften ist nicht möglich. Der Energiebedarf entspricht immer der für den Umformprozeß erforderlichen Energie. Energieverluste durch das Aufbringen der Schließkraft werden vermieden.at Maintaining the pressing force the upsetting of the workpiece is from both sides so on, that his Material finally in that of both die halves evades formed cavity. Same piston surfaces ensure a symmetrical Forming process. The second punch moves with respect to the space-fixed second die half the same speed with which the first hydraulic piston arranged first die half with respect to the first hydraulic cylinder arranged on the first Preßstempel is displaced. Due to the moving on each other two movable ram halves over the prior art, the ram path. Of the System pressure is dependent on the resistance that the second punch experiences. The applied closing force always corresponds to the required pressing force. An opening of the die halves can not. The energy requirement always corresponds to that required for the forming process Energy. Energy losses through the application of the closing force avoided.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine vertikal bewegbare obere Werkzeughälfte 2 und eine raumfeste untere Werkzeughälfte 4 auf.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. The device shown in the drawing has a vertically movable upper mold half 2 and a space-resistant lower mold half 4 on.

Den Kern der oberen Werkzeughälfte 2 bildet ein Druckmittelzylinder 6, der eine als Tragplatte 8 ausgebildete obere Stirnseite, einen sich von der Tragplatte 8 nach unten erstreckenden Mantel 10 und eine sich am unteren Ende nach innen erstreckende Ringschulter 12 besitzt. In der Zylinderachse A erstreckt sich ein an der Tragplatte 8 angeordneter Stempelträger 14, auf dem ein Ringkolben 16 verschiebbar geführt ist. Zwischen der Tragplatte 8 und dem auf der Ringschulter 12 aufliegenden Ringkolben 16 ist ein Druckraum 18 ausgebildet. An der freien Unterseite des Stempelträgers 14 ist ein nach unten gerichteter Stempel 20 angeordnet. An der Unterseite des Ringkolbens 16 sitzt eine ringförmige obere Matrizenhälfte 22. Die Tragplatte 8 ist an der Oberseite mit einem vertikal bewegbaren Pressenstößel 24 verbunden.The core of the upper tool half 2 forms a pressure medium cylinder 6 , one as a support plate 8th formed upper end face, one from the support plate 8th downwardly extending coat 10 and an annular shoulder extending inwardly at the lower end 12 has. In the cylinder axis A extends to the support plate 8th arranged stamp carrier 14 on which an annular piston 16 slidably guided. Between the support plate 8th and on the ring shoulder 12 resting ring piston 16 is a pressure room 18 educated. At the free underside of the stamp carrier 14 is a downward facing stamp 20 arranged. At the bottom of the ring piston 16 sits an annular upper die half 22 , The support plate 8th is at the top with a vertically movable press ram 24 connected.

Den Kern der unteren Werkzeughälfte 4 bildet ein Druckmittelzylinder 26, der eine als Tragplatte 28 ausgebildete untere Stirnseite, einen sich von der Tragplatte 28 nach oben erstreckenden Mantel 30 und eine durchbrochene obere Stirnseite 32 besitzt. In der Zylinderachse B, die mit der Zylinderachse A fluchtet, erstreckt sich ein an der Tragplatte 28 angeordneter Auswerferzylinder 34, auf dem ein nach unten offener topfförmiger Ringkolben 36 verschiebbar geführt ist. Zwischen der Tragplatte 28 und dem Ringkolben 36 ist ein Druckraum 38 ausgebildet. An der geschlossenen Oberseite des Ringkolbens 36 ist ein sich in der Zylinderachse B erstreckender und durch die obere Stirnseite 32 hindurchreichender zweiter Stempelträger 39 angeordnet, der einen nach oben gerichteten Stempel 40 trägt. Koaxial zur Öffnung der oberen Stirnseite 32 trägt diese eine ringförmige Matrizenhälfte 42.The core of the lower mold half 4 forms a pressure medium cylinder 26 , one as a support plate 28 formed lower end face, extending from the support plate 28 upwardly extending coat 30 and a broken upper end face 32 has. In the cylinder axis B, which is aligned with the cylinder axis A, extends to the support plate 28 arranged ejector cylinder 34 , on which a pot-shaped ring-shaped piston open at the bottom 36 slidably guided. Between the support plate 28 and the ring piston 36 is a pressure room 38 educated. At the closed top of the ring piston 36 is a extending in the cylinder axis B and through the upper end face 32 passing second punch carrier 39 arranged, which has an upwardly directed stamp 40 wearing. Coaxial with the opening of the upper end 32 this carries an annular die half 42 ,

Die Druckräume 18 und 38 der beiden Hydraulikzylinder 6 und 26 sind durch eine Druckleitung 44 miteinander verbunden und durch eine gemeinsame Druckquelle 46 am Anfang vor Beginn des ersten Einsatzes der Vorrichtung mit Druckmittel befüllt. Anschließend arbeitet die hydraulische Schließvorrichtung als geschlossenes System autark und muß nicht mehr mit Druckmittel gespeist werden. Zwischen dem Stempel 40 der unteren Werkzeughälfte 4 und dem Stempel der oberen Werkzeughälfte 2 ist ein zylindrisches Rohteil 48 aufgenommen.The pressure chambers 18 and 38 the two hydraulic cylinders 6 and 26 are through a pressure line 44 interconnected and by a common source of pressure 46 filled at the beginning before the beginning of the first use of the device with pressure medium. Subsequently, the hydraulic closing device operates as a closed system self-sufficient and no longer needs to be fed with pressure medium. Between the stamp 40 the lower half of the mold 4 and the stamp of the upper tool half 2 is a cylindrical blank 48 added.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Zum Querfließpressen des eingelegten Werkstückes 48 wird die obere Werkzeughälfte 2 durch den Pressenstößel 24 nach unten gefahren, so daß sich zunächst der Stempel 20 an das Werkstück 48 und die obere Matrizenhälfte 22 an die untere Matrizenhälfte 42 anlegen. Fährt das Werkzeug 2 weiter nach unten, drückt der obere Stempel 20 das Werkstück 48 gegen den unteren Stempel 40, während die raumfeste untere Matrizenhälfte 42 die obere Matrizenhälfte 22 von unten her an den Ringkolben 16 drückt, so daß sich der Druckraum 18 verkleinert, wodurch ein Teil des darin befindlichen Druckmittels über die Druckleitung 44 in den Druckraum 38 des Druckmittelzylinders 26 verdrängt wird. Dadurch wiederum bewegt sich der untere Stempel 40 mit der gleichen Geschwindigkeit nach oben, mit der sich der obere Stempel 20 nach unten bewegt. Durch den Gleichlauf der Stempel in Bezug auf die in ihrer räumlichen Lage unveränderten Matrizenhälften erfährt das Werkstück eine symmetrische Umformung, die sich aus axialer Verdichtung und radialer Verdrängung in die von den Matrizenhälften gebildeten Hohlraum zusammensetzt. Nach abgeschlossenem Umformvorgang führt der Pressenstößel 24 die obere Werkzeughälfte 2 wieder nach oben, wobei sich der Ringkolben 16 wieder auf der Ringschulter 12 abstützt und der untere Stempel wieder nach unten fährt. Das Werkstück kann nun in der gleichen Ebene entnommen werden, in der es eingelegt worden ist. Dieser Vorteil kommt vor allem bei automatischer Werkstückhandhabung zum Tragen.The mode of action is the following:
For cross extrusion of the inserted workpiece 48 becomes the upper tool half 2 through the press ram 24 drove down, so that initially the stamp 20 to the workpiece 48 and the upper die half 22 to the lower die half 42 invest. Drives the tool 2 further down, press the upper punch 20 the workpiece 48 against the lower punch 40 , while the space-safe lower die half 42 the upper die half 22 from below to the ring piston 16 presses, so that the pressure chamber 18 reduced, whereby a part of the pressure medium contained therein via the pressure line 44 in the pressure room 38 of the pressure medium cylinder 26 is displaced. This in turn moves the lower punch 40 with the same speed upwards, with which the upper punch 20 moved down. As a result of the synchronization of the punches with respect to the die halves unchanged in their spatial position, the workpiece undergoes a symmetrical deformation, which consists of axial compression and radial displacement in the cavity formed by the die halves. After completion of the forming process leads the press ram 24 the upper half of the mold 2 back up, being the ring piston 16 again on the ring shoulder 12 supported and the lower punch moves back down. The workpiece can now be removed in the same plane in which it has been inserted. This advantage is particularly important for automatic workpiece handling.

Insgesamt wurde mit der Erfindung eine hydraulische Schließvorrichtung geschaffen, die bei gleicher Beschickungs- und Entnahmeebene durch einen kurzen Stößelweg, geringen Energieverbrauch und sicheres Schließen gekennzeichnet ist.All in all was created with the invention, a hydraulic closing device, which at the same loading and unloading level by a short plunger travel, low energy consumption and safe closing.

Claims (5)

Hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschließbaren Matrizenhälften (22, 42) und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbaren Preßstempeln, wobei ein erster Hydraulikkolben (16), an dem die erste Matrizenhälfte (22) angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder (6), an dem der erste Preßstempel (20) angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben (36) in einem raumfesten zweiten Hydraulikzylinder (26) verschiebbar lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Matrizenhälfte (42) raumfest und der zweite Preßstempel (40) am zweiten Hydraulikkolben (36) angeordnet ist, der beim Querfließpressen des Werkstückes durch ein vom ersten Hydraulikkolben (16) verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist.Hydraulic closing device for the transverse extrusion of workpieces, with two mutually movable and lockable die halves ( 22 . 42 ) and two pressing punches movable at equal speeds relative to the closed die halves, wherein a first hydraulic piston ( 16 ), on which the first die half ( 22 ) is arranged in an axially movable first hydraulic cylinder ( 6 ), on which the first punch ( 20 ) is arranged, and a second hydraulic piston ( 36 ) in a space-fixed second hydraulic cylinder ( 26 ) displaceable, characterized in that the second die half ( 42 ) and the second ram ( 40 ) on the second hydraulic piston ( 36 ), which in the transverse extrusion of the workpiece by a from the first hydraulic piston ( 16 ) displaceable pressure medium can be acted upon. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hydraulikkolben (16, 36) gleiche Kolbenflächen aufweisen.Device according to claim 1, characterized in that the two hydraulic pistons ( 16 . 36 ) have the same piston surfaces. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikzylinder (6) an einem Pressenstößel (24) angeordnet ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first hydraulic cylinder ( 6 ) on a press ram ( 24 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Matrizenhälfte (42) am zweiten Hydraulikzylinder (26) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second die half ( 42 ) on the second hydraulic cylinder ( 26 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Hydraulikzylinder (6, 26) über eine Druckleitung (44) zu einem mit Druckmittel speisbaren Drucksystem verbunden sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and the second hydraulic cylinder ( 6 . 26 ) via a pressure line ( 44 ) are connected to a pressure medium fed pressure system.
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