DE2057386A1

DE2057386A1 - Warmlochen von Metallbloecken

Info

Publication number: DE2057386A1
Application number: DE19702057386
Authority: DE
Inventors: Albert Sirantoine
Original assignee: Cefilac SA
Current assignee: Cefilac SA
Priority date: 1969-11-27
Filing date: 1970-11-21
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1313370A; FR2067226A1; AT304229B; US3777528A; DE2057386B2; ES385749A1

Description

PATENTANWALT DR. HANS -GÜNTHER EGGSRT,. DIPLOMCHEMIKER

5 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTQEN-STBASSE S

Köln, den 6. November 197ο Rö/pz/231

CEFILAC, ?o avenue de Messine, Paris, Frankreich

WarmlQchen von Metallblöcken

Die vorliegende Erfindung betrifft das Warmlochen von Metallknüppeln, damit sie beispielsweise zu Rohren weiter verarbeitet werden können. Sie betrifft insbesondere ein Aufweitverfahren, das darin besteht, daß ein im kalten Zustand mit einer Bohrung versehener Knüppel durch Warmverformung bis zu einem bestimmten Bohrungsdürchmesser aufgeweitet wird.

Es ist insbesondere aus der DT-PS 1 075 4o7 bekannt, zu diesem Zweck eine Lochpresse zu benutzen, die mit einem allgemein konisch ausgebildeten Werkzeug ausgerüstet ist, - und einen warmen Knüppel in diese Presse einzubringen, wobei der Knüppel vorher im kalten Zustand mit einer axialen zylindrischen Bohrung versehen wurde, deren hinteres Ende 30 erweitert.wurde, daß das Eindringen des Werkzeugs erleichtert wird und die Anordnung eines Sohmiermittelvorrats in Pulverform vorgenommen werden kann.

Ein derartiges Verfahren, das bis zum heutigen Tage gewöhnlich benutzt wurde, garantiert eine genaue Koaxial1-tat zwischen der Bohrung and der äußeren Oberfläche des . Knüppels. Es 1st jedoch nicht nur ein Bohrvorgang dm kalten Knüppel erforderlich, um die vorherige zylindrische

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Bohrung anzubringen, sondern auch eine Dreharbeit, um den hinteren Einfuhrtrichter herzustellen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser letztere Verfahrensschritt und dementsprechend der Verlust an Zeit und Metall, der diesem entspricht, sowie die entsprechende Investition an Einrichtungen, vermieden.

Das erfindungsgernäße Verfahren besteht darin, daß ein Knüppel, längs dessen Achse im kalten Zustand auf der gesamten Länge eine vorherige zylindrische Axialbohrung mit kleinem Durchmesser angebracht wurde, auf Verformungstemperatur erhitzt wird, in eine Lochpresse eingebracht wird, die mit einem allgemein konisch geformten Werkzeug, dem Erweiterungswerkzeug, versehen ist, durch Lochen mit diesem Werkzeug ein Einführtrichter in der vorher angebrachten zylindrischen Bohrung gebildet, das Werkzeug aus diesem Einführtrichter zurückgezogen, der Einführtrichter mit Schmiermittel versehen und das Lochen in bekannter Weise mit Hilfe eines im folgenden als Lochungswerkzeug bezeichneten Werkzeug vorgenommen wird.

Nach einer erfindungsgemäßen AusfUhrungsform ist das verwendete Schmiermittel pulverförmig, wobei der Einführtrichter der vorher angebrachten Bohrung entsprechend den Ausführungen der DT-PS 1 075 ^07 eine konische Form haben muß, die einen wenig größeren öffnungswinkel als die konische Oberfläche des Lochungswerkzeuges besitzen muß. Man benutzt dann ein Erweiterungswerkzeug, das am Ende des Dorns leicht lösbar angebracht ist, dessen Arbeitsteil eine konische Form hat, die einen wenig größeren Öffnungswinkel als diejenige des Loohungswerkzeuges besitzt. An-

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schließend wechselt man dieses Werkzeug gegen das Lochungswerkzeug aus, während man das Schmiermittelpulver einbringt und schließlich die Lochung durchführt.

Gemäß einer weiteren Aiisführungsf orm sind das Sehmiermittel und das Erweiterungswerkzeug dieselben wie bei der vorher erwähnten Ausführungsform, wobei das Erweiterungswerkzeug am Dornsebaft befestigt ist, aber das Lochungswerkaeug an seinem rückwärtigen Teil einen Sitz zur Aufnahme des Vorderteils des Erweiterungswerkzeuges aufweist. Nachdem der Einführtrichter hergestellt und das Schmiermittelpulver eingebracht ist, montiert man das Lochungswerkzeug, indem man es an das vordere Ende des Erweiterungswerkzeuges setzt, das an seinem bisherigen Platz bleibt, und die Aufweitung durchführt.

Eine dritte Ausführungsform wird vorzugsweise verwendet, wenn man dem Schmiermittel eine zusammenhängende Form geben kann. Man verwendet dann für die Bildung des Einführ trichtere das Lochungswerkzeug selbst, bewegt es wieder rückwärts und versieht die so hergestellte Ausnehmung mit einem Sehraienaittelvorrat, der entweder aus einem zusammenhängenden Glasstück, beispielsweise aus einem weichen Vlies oder Gewebe aus Glasfasern, oder .aus einem kegelstumpfartigen Pfropfen aus Glaspulver besteht, dessen Agglomeration gemäß der deutschen Patentanmeldung P 20 07 290.6 vorgenommen wird. Danach wird ohne Änderung des Werkeeuges die Aufweitung in bekannter Weise vorgenoiaaen.

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Durch die zusammenhängende Struktur des Schmiermittelvorrats braucht man den Winkel des Einführtrichters im Knüppel nicht größer als die Konizität des Lochungswerkzeuges zu machen. Dadurch erhält man eine Vereinfachung bezüglich der 'Werkzeuge.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele für den Fall näher erläutert, für den ein pulverförmiges Schmiermittel benutzt wird.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch den oberen Teil eines Aufnehmers einer Lochpresse in dem Moment, in dem die Bildung des Einführtrichters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gerade beendet ist. Hierbei befindet sich der zum Aufweiten erwärmte Knüppel 1 im Aufnehmer 2 einer Lochpresse. Der Dornschaft 3 überträgt die Kraft der Presse auf das den Einführtrichter bildende Erweiterungswerkzeug 4 und bewirkt, daß dieses in den Knüppel soweit eindringt* daß derDurchmesser des Eindrucks, der auf der oberen Oberfläche gebildet wird, beispielsweise 5o mm erreicht. Dieses Werkzeug 4 zur Bildung des Einführtrichters besitzt eine Führungsnase 5* die imstande ist, in die Bohrung 6 des Knüppels 1 ohne diese zu deformieren einzudringen, eine Arbeitsfläche 7» deren öffnungswinkel wenig größer ist als der des Lochungswerkzeuges, das man benutzen will, und einen zylindrischen Teil mit dem gleichen Durchmesser >wie der des Dornschaftes 3· Das Werkzeug 4 zur Bildung des Einführtrichters ist mit dem Dornsohaft J> durch eine leicht lösbare, an und für sich bekannte Einrichtung, die

J>o symbolisch durch β dargestellt ist, kraftschlüssig verbunden. Die Folge derTerfährehsschritte enthält das nach

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oben gerichtete Zurückholen des Dornschafts 3* die Beseitigung des Werkzeuges 4, das Einbringen des Schmiermittelpulvers in den gebildeten Einführtrichter 7 und das Anbringen des Lochungswerkzeuges am Ende des Dornschaftes mit Hilfe einer der Einrichtung 8 ähnlichen Einrichtung und die anschließende Anwendung der Presskraft, um das Lοchungswerkzeug durch den gesamten Knüppel zu stoßen.

Fig. 2 stellt einen Axialschnitt des oberen Teils des Aufnehmers einer Lochpresse unmittelbar vor dem Beginn der Lochung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. Hierbei sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen. Von oben nach unten ist dargestellt, der Dornschaft 5, an dem das Werkzeug 4 zur Bildung des Einführtrichters mit dem gleichen Arbeitsteil wie das in Fig. 1 dargestellten, das beispielsweise durch Blockierung eines Gewindes 8' befestigt ist. Dieses Werkzeug wird zur Bildung des konischen Einführtrichters 7^! im Knüppel benutzt, wonach der Dornschaft unter Mitnahme des Werkzeugs 4 zurückgezogen wird. Das Schmiermittelpulver 9 wird in den konischen Einführtrichter 7^f gebracht und das Lochungswerkzeug 10 eingelegt, indem es zur Bohrung 6 des Knüppels 1 mit Hilfe seines Führungszapfens 11 zentriert wird» Der maximale Durchmesser dieses Werkzeugs 10 ist gleich dem gewünschten Aufweitdurchmesser und größer als der allgemeine Durchmesser des Werkzeugs 4 zur Bildung des Einführtrichters und des Dornschafts J. Die vordere Nase 5 und die konische oberfläche 7 des Werk-

JO zeugs 4 können nun entsprechend im zylindrischen Teil der Ausnehmung 12 des Werkzeugs 10 untergebracht werden, bis nie /;enau gegen die Oberfläche des konischen Teile dieser Ausnehmung

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stoßen. Die Anwendung der Presskraft auf den Dornschaft j5 bringt dann nacheinander folgend die verschiedenen Werkzeuge dazu, die in Fig. 2 dargestellte Lage einzunehmen und anschließend ohne Unterbrechung den gesamten Knüppel zu durchdringen, wobei er aufgeweitet wird.

In dem Fall, in dem man ein Sehmiermittelstück aus zusammenhängender Materie benutzt, z.B. ein geschmeidiges Nj?iies aus Glas, ein Glasfasergewebe oder einen kegelstumpfartigen Pfropfen aus agglomerierten Glaspulver, wird die Presse anfangs mit einem Lochungswerkzeug ausgerüstet, das in allen Punkten mit dem bisher bekannten übereinstimmt. Man wendet die Presskraft gerade soweit an, daß das Lochungswerkzeug in der oberen Fläche des Knüppels einen Einführtrichter bildet, dessen Durchmesser z.B. 5o mm ist, dann zieht man den Dornschaft und das Lochungswerkzeug nach oben zurück, bringt in den so gebildeten Einführtrichter ein Stück zusammenhängendes Schmiermittelmaterial ein, wendet von neuem die Presskraft an und weitet den Knüppel in bekannter V/eise auf, wobei der innere Zusammenhalt der Schmiermittelmasse die Kontinuität ihrer Anwesenheit während der gesamten Lochung sicherstellt.

Beispiel 1

Knüppel aus normalen Stahl mit l8o mm Durchmesser und einer Länge von 7oo mm wurden im kalten Zustand auf ihrer gesamten Länge durchbohrt, wobei der Bohrungsdurchmesser 3o mm betrug. Diese Knüppel wurden auf etwa 12oo C erhitzt und in den Aufnehmer einer vertikalen hydraulischen 4oo t-Lochpresse eingebracht. In diesen Knüppeln wurde ein Einfülltrichter mit Hilfe eines Werkzeugs zur Bildung des E in Führ tr ich ι .era f/-»bildet, dessen

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allgemeine Form die des in Fig. 2 mit k bezeichneten Stückes und dessen konischer Arbeitsteil an der Spitze ein Winkel von 65 besaS.
Nachdem mit diesem Werkzeug ein Einführtrichter mit 50 mm Durchmesser gebildet worden war» wurde das Werkzeug wieder hochgezogen und anschließend der Einführtrichter mit Fensterglaspulver gefüllt. Nun wurde anstelle des Werkzeugs zur Bildung des Einführtriohters am Ende des Dornschafts ein Lochungswerkzeug von der allgemeinen Form, die der in Pig. 2 Kit Io bezeichneten entspricht und dessen größter äußerer Durchmesser 90 im\ und dessen Konizität J5o° betrug, angebracht. Danach wurde die Presse in Gang gesetzt.

Die Knüppel, die man erhielt, besaßen eine vollkommen zur äußeren Oberfläche des Knüppels koaxiale Bohrung mit einem Durchmesser von 9o mm und eine Oberfläche ohne jeden Fehler.

Beispiel 2

In die gleiche Presse wurden die gleichen Knüppel wie im vorhergehenden Beispiel eingebracht, jedoch war die Presse mit einem Loehungswerkseug gemäß der DT-PS 1 075 4o7 versehen, dessen größter äußerer Durchmesser 90 mm und dessen Konizität Jo⁰ betrug. Mit Hilfe dieses Werkzeuges wurde ein Einführtrichter gebildet, dessen Durchmesser etwa 50 ran betrug. Danach wurde das Werkzeug wieder nach oben geführt, über den so freigelegten Einfülltrichter ein Glasfasergewebe gelegt, das die Form eines Quadrates von 8 cm Seitenlänge hatte, und die Presse in Gang gesetzt. Man erhielt hierbei die gleichen guten Resultate wie im vorhergehenden Beispiel.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Warmlochen von Metallknüppeln, die vorher im kalten Zustand mit einer Bohrung versehen wurden, dadurch gekennzeichnet, daß der Knüppel auf Verformungstemperatur erhitzt in eine Lochpresse, die mit einem im allgemeinen konischen Erweiterungswerkzeug versehen ist, zur Bildung eines Einführtrichters durch Erweiterung der vorher angebrachten zylindrischen Bohrung eingebracht, das Werkzeug wieder zurückgezogen, der Einführtrichter mit Schmiermittel versehen und die Lochung in bekannter Weise ausgeführt wird.

2» Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Lochen und zur Bildung des Einführtrichters Werkzeuge benutzt, die an den Dornschaft der Presse angepasst sind und nach der Bildung des Einführtrichters im Knüppel das Erweiterungswerkzeug durch das Loohungswerkzeug ersetzt*

>. Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Loehung ein Werkzeug beneutzt, daß axial mit einem Sitz für den Führungszapfen des Erweiterungswerkzeugs versehen ist, und die Presskraft auf das Lochungeifferkzeug über das Erweiterungswerkzeug Überträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß daa benutzte Schmiermittel eine zusammlhängende Form besitzt, die Bildung des Einführtrichters vor dem Herausziehen des Werkzeuge und das

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Einbringen des Schmdaunittels durch das Lochungswerkzeug sichergestellt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüohe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem schwer zu verformenden Metall oder Legierung des Knüppels die Schmierung durch ein glasartiges Schmiermittel vorgenommen wird, das bei der Verformungstemperatur des Knüppels ein zähflüssiges Bett bildet.

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