DE3704948A1

DE3704948A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines tellerventilkopfes

Info

Publication number: DE3704948A1
Application number: DE19873704948
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing Grad Windelband
Original assignee: Sempell Armaturen GmbH
Current assignee: Sempell GmbH
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-25
Also published as: JPS63203238A; JPS63278631A; EP0279012A1; US4926534A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tellerventil kopfes durch Fließpressen des Schaftes und Warmumformung des Tellers sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei Tellerven tilen, die als sogen. Bimetall ausgebildet sind, wird der Tellerventilkopf mit einem kurzen Schaftteil an den eigentlichen Ventilschaft ange schweißt. Hierzu wird der Ventilkopf aus einem zylindrischen Rohling hergestellt, der einen geeigneten Durchmesser aufweist und auf die für die nachfolgende Umformung geeignete Länge abgelängt wird. Sodann wird aus diesem zylindrischen Rohling durch Fließpressen der notwendige kurze Schaftansatz hergestellt, worauf der Rohling mit dem Schaftansatz in eine Staucheinrichtung eingesetzt wird, bei der aus dem nach dem Fließpressen verbleibenden dickeren Teil des Rohlings der Ventilteller angestaucht wird.

Diese Vorgehensweise ist umständlich, wodurch die Automatisierung erschwert wird und erfordert ein aufwendiges handling.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung eines Tellerventilkopfes vorzuschlagen, daß eine einfache Automatisierung erlaubt und es soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Fertigformmatrize im Schaftbereich und erweiterten Schaftbereich von einem erwärmten und abgelängten zylindrischen Rohling durch Fließpressen und der Teller bereich durch sich sofort anschließendes Stauchpressen gefüllt wird.

Hiernach wird also die aus Hartmetall bestehende Fertigformmatrize als Fließpreßmatrize verwendet, wodurch ein Umsetzen des teilweise bearbeiteten Rohlings nach dem Fließpressen nicht mehr erforderlich ist. Gleichzeitig wird hierbei nicht nur das Schaftstück, sondern auch der erweiterte Schaftbereich durch Fließpressen hergestellt. Durch den Fließpreßvorgang auch im erweiterten Schaftbereich in der Fertigform matrize, entsteht im Tellerbereich ein vorgestauchter Kopfrohling, der sich durch Stauchpressen in der Fertigformmatrize zum fertigen Kopf warmumformen läßt. Mit diesem Verfahren wird es z. B. möglich, den fertigen Tellerventilkopf aus dem Rohling in einer einzigen Bearbei tungsstation fix und fertig zu formen. Die Einrichtung einer separaten Fließpreßstation ist völlig überflüssig. Es ist hierbei vorteilhaft, daß während des Fließpressens der Rohling von einer Stempelführungsbuchse eines Fließpreßstempels geführt wird. Ein besonderer Vorteil entsteht dann, wenn die Stauchgeschwindigkeit während des Stauchvorganges geregelt wird, derart, daß die Stauchgeschwindigkeit immer unterhalb der Entfestigungsgeschwindigkeit bleibt. Es ist nämlich zu beachten, daß durch den Stauchvorgang eine Verfestigung des Werkstoffes und damit sehr hoher Kraftbedarf auftritt. Die Wärme entfestigt jedoch den Werkstoff auch alsbald wieder. Die Entfestigung geschieht hierbei umso langsamer, je weiter fortgeschritten der einzelne Stauchvorgang ist. Die Entfestigungsgeschwindigkeit ist hierbei die Stauchgeschwindigkeit, bei der der Werkstoff gerade noch genügend Zeit hat sich zu entfestigen. Wird diese Stauchgeschwindigkeit nicht überschritten, so ist der Kraftbedarf für den Stauchvorgang bedeutend vermindert. Hierzu muß beachtet werden, daß sich diese Stauchgeschwindigkeit mit zunehmendem Stauchweg nach einer Exponentialfunktion vermindert. Es müssen also die Förderströme der die Stauchzylinder treibenden Pumpen entspre chend geregelt werden.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung weist eine in einem Stützrahmen angeordnete Fertigformmatrize für den Teller vetilkopf auf mit einem zylindrischen Führungsbereich auf der Teller seite, sowie einen kraftbetätigten Ringkolben, der in den Führungsbe reich paßt und in dessen Innenbereich ein Rohling einsetzbar ist auf einen koaxial angeordneten, kraftbetätigten Fließpreßstempel, wobei der Fließpreßstempel sowohl zusammen mit dem Ringkolben axial verschieb bar als auch relativ zu diesem axial verschiebbar ist. Der eingesetzte Rohling kann nun einfach zusammen mit dem Ringkolben und dem Fließ preßstempel bis in eine erste Station gefahren werden, bei der der Ringkolben in den Führungsbereich der Fertigformmatrize eingetaucht ist. Die Eintauchtiefe ist hierbei gerade genügend groß, um ausreichend Führung am Rohling für den Fließpreßvorgang zu gewährleisten. Der Fließpreßvorgang erfolgt nun so lange, bis die Stirnseite des Fließpreß stempels sich in gleicher Ebene mit der Stirnseite des Ringkolbens be findet, so daß in diesem Bereich dann eine einzige geschlossene Fläche entsteht. Es werden dann Ringkolben und Fließpreßstempel in dieser relativen Lage zueinander gemeinsam weiterbewegt, so daß durch diesen Stauchpreßvorgang der Tellerbereich der Fertigformmatrize vollständig mit Werkstoff aufgefüllt und dadurch der fertige Ventilkopf hergestellt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden n den Unteransprüchen 4 bis 10 beschrieben. Es soll im Rahmen der Erfindung hiernach insbesondere ein günstiger Aufbau der Einrich tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, der eine gute Beherrschbarkeit des Fließpreßprozesses und des Stauchpressens ermöglicht. Weiter wird auch eine komibinierte Benutzung von an sich für einen Einzelschritt zwingend notwendiger Bauteile angestrebt, um die Anzahl der notwendigen Bauteile gering zu halten und einen höheren Ausnutzungsgrad der vorhandenen Bauteile zu erreichen. Ein Beispiel hierfür ist die Benutzung der Stempelführungsbuchse des Fließpreßstempels einerseits als kraftbetätigten Ringkolben und andererseits als Führung für den Rohling.

Weiterhin soll mit der Erfindung die gesamte Einrichtung so gestaltet werden, daß sie einerseits reparaturfreundlich und andererseits leicht auf andere Größen oder Formen umgerüstet werden kann. Gleichzeitig soll die Einrichtung kräftemäßig in sich geschlossen sein, so daß äußere Bauelemente zur Kraftaufnahme überflüssig werden.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung,

Fig. 2 vergrößerte Darstellung des Arbeitsbereichs nach Fig. 1,

Fig. 3 Hydraulikschaltplan.

Ein Stützrahmen 8 als oberer Riegel sowie eine Traverse 15 sind in sich gegenüberliegender Anordnung und mit Abstand zueinander durch Zuganker 16 miteinander verbunden. Der Stützrahmen 8 weist eine zentrale Bohrung 27 auf, die als Stufenbohrung ausgebildet sein kann. Im oberen Teil der Bohrung kann ein Ausstoßzylinder 28 angeordnet sein mit einem Ausstoßer 29, wobei der Ausstoßzylinder 28 und der Ausstoßer 29 die Funktion hat ein fertiges Werkstück aus der Fertigformmatrize 1 auszustoßen. Hierbei ist die Fertigformmatrize 1 koaxial zum Austoß zylinder 28 in der Stufenbohrung 27 des Stützrahmens 8 angeordnet.

Die Fertigformmatrize 1 weist einen Schaftbereich 2 und einen erweiterten Schaftbereich 3 auf sowie einen Tellerbereich 5, der sich in einen zylinderischen Führungsbereich 9 fortsetzt. Zur Anpassung der axialen Lage kann die Fertigformmatrize 1 in der zentralen Bohrung 27 auf eine Distanzscheibe 30 aufgesetzt sein und zur Anpassung unter schiedlicher Durchmesser in eine entsprechend eingesetzte Büchse 31, die ebenfalls aus Hartmetall sein kann und so eine Hartmetallpanzerung bildet, eingeschoben sein. Die Büchse 31 ist auswechselbar und dient dazu unterschiedliche Durchmesser der Fertigformmatrize 1 auszuglei chen, so daß die Fertigformmatrize 1 immer sicher und fest in der zentralen Bohrung 27 angeordnet ist. Der Einfachheit halber ist in Fig. 1 die Buchse 31 nicht mehr gezeichnet.

Die Traverse 8 ist weiter im Bereich der zentralen Bohrung 27 von Kühlkanälen 32 durchzogen, durch welche beliebiges Kühlmittel hindurch geleitet werden kann, um im notwendigen Umfang Wärme abzutranspor tieren.

Der Stützrahmen weist weiter zwei parallel zur Arbeitsrichtung und zur Achse der Fertigformmatrize 1 beidseitig der Fertigformmatrize 1 angeordnete fluidbetätigte Zylinder 19 und 20 mit den Kolbenstangen 17 und 18 auf. Die Stirnflächen 21 und 22 der Kolbenstangen 17 und 18 ragen mindestens in einer Endlage der Kolbenstangen 17 und 18 in den Arbeitsraum 33 der Einrichtung hinein und bilden in dieser Lage einen Anschlag, mit dem die axiale Verfahrbewegung einer Stempelführungs buchse 6 in einer ersten Stufe begrenzt wird, so daß hierdurch die Stempelführungsbuchse 6 in einer ersten Stellung positioniert wird. Es kann weiter noch ein Haltering 34 vorgesehen sein, mit dem die Fertigformmatrize 1 gehalten wird. In Fig. 2 ist der Einfachheit halber ein solcher Haltering 34 nicht mehr gezeichnet.

Um die Kolbenstangen 17 und 18 auszufahren, werden die fluidbetätigten Zylinder 19 und 20 über die Druckanschlüsse 35 mit dem Druck P 3 beaufschlagt. Werden die Druckanschlüsse 35 entlastet, so können die Kolbenstangen 17 und 18 einfach eingeschoben werden. Der Zylinderhub der fluidbetätigten Zylinder 19 und 20 kann hierbei so bemessen sein, daß in der ausgefahrenen Endlage die eine Anschlagfläche bildenden Stirnflächen 21 und 22 in der richtigen Anschlagslage sind.

Die Traverse 15 trägt in koaxialer Anordnung zwei ebenfalls fluidbe tätigte Betätigungszylinder 13 und 14, deren entsprechend koaxial zueinander angeordnete Kolbenstangen 11 und 12 teleskopartig ineinander verschachtelt sind, wobei die Kolbenstange 11 die innere und die Kolbenstange 12 die äußere Kolbenstange bildet. Das Gehäuse 14′ des Betätigungszylinders 14 ist hierbei direkt an der Traverse 15 befestigt. Auf der dem Arbeitsraum 33 abgewandten äußeren Seite ist der Betätigungszylinder 14 abgedeckt von einer dichtenden Zwischen platte 36, auf der das Gehäuse 13′, ausgebildet als Zylinderrohr mit Flansch und Deckel, koaxial zum Gehäuse 14′, ausgebildet als Zylinder rohr angeordnet ist. In dieser Anordnung ist die Kolbenstange 11 verbunden mit einem Kolben 37 und die Kolbenstange 12 verbunden mit einem Kolben 38. Im Betätigungszylinder 14 ist noch eine Distanzbüchse 39 koaxial zur Kolbenstange 12 und diese umfassend angeordnet, mit der der axiale Weg des Kolbens 38 und damit die Länge des Ausfahrweges für die Kolbenstange 12 begrenzt wird, die aber auch die Kolbenstange 12 radial führen kann.

Bei der Hubbewegung wird die Kolbenstange 12 einerseits im Gehäuse 14′ vom Kolben 38 und andererseits vom Abdeckring 40 radial geführt. Innerhalb der Kolbenstange 12 wird die Kolbenstange 11 mittels der Buchsen 41 und 42 radial geführt. Hierbei ist die vordere Stirnseite der Buchse 41 abgedeckt von einem an der Kolbenstange 12 befestigten Mitnehmerring 23, der die Kolbenstange 11 umfaßt. Ein ringförmig ausgebildetes Gegenstück 24 ist an der vorderen Stirnseite der Kolbenstange 11 befestigt und weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Kolbenstange 11, so daß das Gegenstück 24 den Mitnehmerring 23 radial teilweise überdeckt. Dies bedeutet daß dann, wenn die Kolbenstange 12 axial in Richtung des Arbeitsraumes 33 verschoben wird, der Mitnehmerring 23 zur Anlage am Gegenstück 24 kommt und ab dann die Kolbenstange 11 mitschleppt.

Die Kolbenstange 11 weist an dem dem Arbeitsraum 33 zugewandten stirnseitigen Ende eine axial gerichtete Bohrung 43 auf, in welche ein Fließpreßstempel 7 mit einem Schaftstück 44 eingesetzt ist. In der Bohrung 43 stützt sich das Schaftstück 44 auf einer Ausgleichsscheibe 45 ab. Mittels der Dicke der Ausgleichsscheibe 45 kann die exakte axiale Lage des Fließpreßstempels 7 bestimmt werden.

Das im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des Fließpreßstempels 7 dickere Schaftstück 44 wird vom Gegenstück 24, das eine entspre chende, nicht näher bezeichnete Bohrung für den Führungsstempel 7 auf weist, in der Bohrung 43 gehalten. Um die exakte relative Lage der Kolbenstange 12 und der Kolbenstange 11 in axialer Richtung zueinander für den Augenblick der Mitnahme der Kolbenstange 11 durch die Kolbenstange 12 zu bestimmen, ist zwischen dem Mitnehmerring 23 und dem Gegenstück 24 noch ein Distanzring 46 lose auf die Kolben stange 11 aufgesetzt.

Die Kolbenstange 12 weist an ihrem dem Arbeitsraum 33 zugewandten stirnseitigen Ende ein Tragstück 47 auf, welches die Stempelführungs buchse 6 trägt, die in eine entsprechende Ausnehmung 48 eingesetzt ist. Hierbei kann diese Stempelführungsbuchse 6, wie in Fig. 2 dargestellt, über einen Haltering 49 oder, wie in Fig. 1 dargestellt, direkt am Tragstück 47 befestigt sein. Das Tragstück 47 weist eine Bohrung 50 für den Fließpreßstempel 7 auf. Eine entsprechende Bohrung weist auch die Stempelführungsbuchse 6 auf, die den Fließpreßstempel 7 führen soll. Die Stempelführungsbuchse 6 weist hierbei einen dem Arbeitsraum 33 zugewandten Ringkolben 10 auf, dessen Innenbohrung der nicht näher bezeichneten Bohrung der Stempelführungsbuchse 6 entspricht und dessen Außendurchmesser passend zum Durchmesser des zylindrischen Führungsbereichs 9 der Fertigformmatrize 1 gewählt ist.

Zur Herstellung eines Tellerventilkopfes wird ein bereits auf Länge abgeschnittener und auf die notwendige Temperatur erhitzter Rohling 4, der einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Fließpreß stempels 7 aufweist, in den Freiraum der Stempelführungsbuchse 6 aufgesetzt, so daß er auf dem zurückgezogenen Fließpreßstempel 7 aufliegt und hierbei etwas über den Stirnbereich des Ringkolbens 10 übersteht, so wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die Druckanschlüsse 35 werden mit dem Druck P 3 beaufschlagt, so daß die Kolbenstangen 17 und 18 der fluidbetätigten Zylinder 19 und 20 in ihre äußere Endlage fahren, wie dies sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 dargestellt ist. Das Gehäuse 14′ des Betätigungszylinders 14 weist am unteren Ende einen Druckanschluß auf, der mit dem Druck P 1 eines Strömungsmediums beaufschlagt wird, so daß der Kolben 38 und damit die Kolbenstange 12 ausgetrieben werden. Hierbei wird über den Mitnehmerring 23 und dem Gegenstück 24 die Kolbenstange 11 mitgeschleppt. Hierdurch wird die relative Lage zwischen Stempelführungsbuchse 6 und dem darin angeordneten Fließpreßstempel 7 beibehalten. Durch die Bewegung der Kolbenstange 12 wird der Ringkolben 10 der Stempelführungsbuchse 6 in den zylindrischen Führungsbereich 9 der Fertigformmatrize 1 einge fahren so weit, bis die Stirnfläche 51 zur Anlage an den Stirnflächen 21 und 22 der Kolbenstangen 17 bzw. 18 kommt. Es liegt dann eine Situation vor, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Stellung weist die Gegenfläche 26 des Gegenstücks 24 und eine innere Anschlagfläche 25 des Tragstücks 47 den Abstand 52 zueinander auf. Weiterhin besteht zwischen der Stirnfläche 54 der Buchse 31 oder der Fertigformmatrize 1 und einer Anschlagfläche 55 an der Stempelführungsbuchse 6 der Abstand 53. Der Rohling 4 befindet sich dann in der in Fig. 2 dargestellten Lage einerseits zum Teil in der Stempelführungsbuchse 6 und andererseits zum Teil in der Fertigformmatrize 1. Das Werkstoffvolumen des Rohlings 4 ist durch Berechnung oder Versuch so abgestimmt, daß es den formgebenden Hohlraum der Fertigformmatrize 1 vollständig ausfüllt zur Bildung des fertigen Werkstückes.

Zur Durchführung des Fließpreßvorganges wird nunmehr der Betätigungs zylinder 13 über den unteren Druckanschluß mit einem Druck P 2 auf der der Kolbenstange 11 abgewandten Seite des Kolbens 37 beaufschlagt und hierdurch die Kolbenstange 11 ausgetrieben solange bis der Abstand 52 zu Null wird und damit die Flächen 26 und 25 aneinander anliegen. In diesem Zustand liegt die vordere Stirnfläche des Fließpreßstempels 7 in einer Ebene mit der vorderen Stirnfläche des Ringkolbens 10, so daß eine geschlossene Fläche entstanden ist. In diesem Zustand ist vom Rohling 4 der Schaftbereich 2 und der erweiterte Schaftbereich 3 durch den eben beschriebenen Fließpreßvorgang bereits vollständig ausgefüllt und es hat sich im Tellerbereich 5 ein verdickter Bereich, aus dem später der Teller geformt wird, gebildet. Zur Formung des Ventiltellers wird nun beispielsweise der Druck P 3 weggenommen, so daß die Kolbenstangen 17 und 18 leicht eingedrückt werden können. Hierdurch überwiegt die Kraft der Kolben 38 und 37, getrieben durch die Drücke P 1 und P 2, so daß nunmehr Fließpreßstempel 7 und Ringkolben 10 gemeinsam um den Betrag 53 vorwärts fahren, so lange, bis dieser Betrag zu Null wird, also die Anschlagfläche 55 der Stempelführungsbuchse 6 an der Stirnfläche 54 der Buchse 31 bzw. der Fertigformmatrize 1 anliegt. Damit ist der Tellerventilkopf fertig geformt.

Es ist nicht zwingend erforderlich, daß zur Fertigformung des Teller ventilkopfes der Druck P 3 vollständig weggenommen wird. Es ist auch möglich die Drücke P 1 und P 2 entsprechend zu erhöhen, so daß die Kolbenstangen 18 und 17 gegen den Druck P 3 eingdrückt werden. Über eine Regelung der Druckhöhe der Drücke P 3 bzw. P 1 und P 2 kann auch die Fließpreßgeschwindigkeit und die Stauchgeschwindgkeit und die Stauchgeschwindigkeit sowohl allgmein als auch während der Arbeitsvorganges geregelt werden. Hierdurch können Fließwiderstände, Verformungswiderstände und Gefügebildung beeinflußt werden.

Die durch den Fließpreßvorgang und den Stauchvorgang entstehenden Kräfte werden über die Zuganker 16 zwischen Traverse 15 und Stützrahmen 8 kurzgeschlossen. Hierzu sind beispielsweise die Zuganker 16 durch entsprechende Bohrungen in Traverse 15 und Stützrahmen 8 hindurchgeführt und auf der Rückseite über Muttern 56 gekontert.

Soll die Einheit nach Durchführung des Arbeitsprozesses wieder in die in Fig. 1 gezeichnete Ausgangslage zurückgeführt werden, so werden die Druckanschlüsse P 1 und P 2 einfach entlastet. Ein Druckanschluß P 4 steht mit entsprechendem Druck immer an und hält über die Leitungen 57 und 58 die Zylinder 13 und 14 immer mit entsprechendem Druck gefüllt. Werden also die Anschlüsse P 1 und P 2 entlastet, so überwiegt der Druck aus dem Anschluß P 4, so daß die Kolben 37 und 38 und damit ihre Kolbenstangen 11 und 12 in die Ausgangslage zurückkehren. Gleichzeitig kann das über den Druckanschluß P 4 zugeführte Fluid auch zur Wärmeabfuhr am Gerät selbst und insbesondere an den Werkzeugen benutzt werden. Hierzu kann das im Zylinder 14 aus der Leitung 57 austretende Öl über die Leitung 59 zum Tragstück 47 geführt und dort in geeigneter Weise für den notwendigen Abtransport von Wärme durch das Tragstück 47 hindurchgeleitet werden. Um einen zu hohen Massedurch satz und damit einen zu großen Druckabfall im Zylinder 14 zu verhindern, ist in die Leitung 59 eine konstante Drossel 60 (Fig. 2) eingesetzt.

Das als Kühlmittel verwendete Druckmittel wird also über die Leitung 59 durch die konstante Drossel 60 und danach zur Kühlung durch das Tragstück 47 geführt und anschließend über die Leitung 61 und 62 in eine Ausnehmung 63 der Distanzbüchse 39 geführt. Gleichzeitig kann über die Leitung 62 das Kühlmittel aber auch in den Freiraum 64 zwischen Kolbenstange 12 und Kolbenstange 11 geführt werden. Da die Leitung 61 und 62 aber eine Rückführleitung ist, liegt dort ein gegenüber dem Potential P 4 bedeutend niedrigeres Potential an. Es wird daher das über die Leitung 61 und 62 in die Ausnehmung 63 rückgeführte Öl über eine Bohrung 65 in der Wandung der Distanzbuchse 39 in eine äußere Ausnehmung 66 und von dort über die Leitung 67 nach außen bzw. in den Tank zurückgeführt. Die Leitung 67 stellt hierbei den Anschluß P 5 dar.

Das Potential P 4 wird über die Leitung 58 auch in den Zylinder 13 geführt. Zur Kühlung des Fließpreßstempels 7 wird das über die Leitung 58 in den Zylinderraum 13 gelieferte Medium durch eine Querbohrung 68 in der Kolbenstange 11 in die in der Achse der Kolbenstange 11 verlaufende Längsbohrung 69 gedrückt. In der Bohrung 69 ist wieder eine Konstantdrossel 70 (Fig. 2) angeordnet, um einen zu starken Druckab fall des Potentials P 4 zu verhindern. Hinter der Konstantdrossel 70 wird das Kühlmedium über die nur angedeuteten Leitungen 71 und 72 (Fig. 2) durch den Fließpreßstempel 7 und von dort zurück in die Leitung 73 geführt, die in einer Querbohrung 74 der Kolbenstange 11 endet. Bei Bedarf kann die Querbohrung 74 in einer Umfangsrille 75 münden. Die Leitung 73 ist an ihrem der Querbohrung 74 gegenüberliegenden Ende mit einem Leitungsstopfen 76 verschlossen. Durch die Querbohrung 74 tritt das Kühlmittel in den Zwischenraum zwischen Kolbenstange 12 und Kolbenstange 11 und kann damit über die Leitung 62 in bereits beschriebener Weise zum Anschluß P 5 zurückkehren.

Die Lage der Einrichtung im Raum ist vorzugsweise die wie in Fig. 1 und 2 dargestellt. Eine solche Lage ist jedoch lediglich vorteilhaft, nicht aber zwingend. Im Prinzip kann jede beliebige Raumlage von der Einrichtung eingenommen werden.

Ist ein Werkstück fertig bearbeitet und die Einrichtung wieder in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage zurückgefahren, so kann der Ausstoß zylinder 28 betätigt werden, so daß mittels des Ausstoßers 29 das Werkstück aus der Fertigformmatrize 1 ausgestoßen wird. Der Ausstoß zylinder 28 mit dem Ausstoßer 29 kann hierbei von beliebiger Bauart sein. Die gesamte Einrichtung als solche kann beispielsweise an der Traverse mit einem beliebig gestalteten Ständer verbunden sein, so daß die Einrichtung an einem Fundament oder an anderen Maschinen oder Maschinengruppen befestigbar ist. Die Mittel, mit denen die gesamte Einrichtung an beliebigen anderen Baugruppen oder an einem Fundament befestigt wird, sind nicht Gegenstand der Erfindung. Ihre Gestaltung liegt im Belieben des durchschnittlichen Fachmannes.

In Fig. 3 ist ein Hydraulikschaltplan einer Hydraulikeinrichtung gezeigt, mit der die erfindungsgemäße Einrichtung betrieben werden könnte. Es treibt hier ein Drehstrommotor MO die Regelpumpen HP 1 und HP 2, die jeweils über elektrische Stellmagnete YHP 1 und YHP 2 verfügen. Die genannten elektrischen Stellmagnete YHP 1 und YHP 2 können z. B. von einer nicht näher dargestellten Maschinensteuerung gesteuert werden, so daß die Förderleistungen der Regelpumpen HP 1 und HP 2 während des Betriebes in beliebiger Weise geregelt werden können. Dies ist wichtig, um die Verfahrgeschwindigkeit der Arbeitswerkzeuge, die von der Förderleistung dieser Pumpen abhängt, in gewünschter Weise während des Betriebes zu regeln, beispielsweise nach einer Exponentialfunktion derart, daß die Verfahrgeschwindigkeit mit fortschreitendem Verfahrweg nach dieser Exponentialfunktion sich verlangsamt. Eine solche Regelung ist beispielsweise erforderlich, um immer unterhalb der Entfestigungsge schwindigkeit zu bleiben und damit die Stauchkräfte zu reduzieren.

Die Pumpen HP 1 und HP 2 sind weiterhin jeweils über eine sogenannte Druckabschneidung AHP 1 und AHP 2 gesichert.

Die Hydraulikanlage weist zwei Hydraulikspeicher HS 1 und HS 2 auf, die die Potentiale P 3 und P 4 bestimmen und über die Drosseln 60, 70 den Kühlkreislauf der Werkzeuge versorgen. Während der Werkstückwechsel zeit wird der Füllungszustand der genannten Hydraulikspeicher ergänzt. Gefüllt wird der Hydraulikspeicher HSP 1 dadurch, daß die entsprechen den Vorspannventilen zugeordneten Steuerventile in entsprechende Schaltstellung gebracht werden. Nach dem Schaltplan Fig. 3 müssen die Magnete der zugeordneten Steuerventile Y 1.1 und Y 1.2 in der darge stellten Schaltstellung verbleiben. Es ist dies die Schaltstellung, die sie bei stromlosem Zustand einnehmen. Die entsprechenden Schaltmagnete Y 1.0 und Y 1.3 hingegen müssen umgekehrt geschaltet werden, also in den Schaltzustand gebracht werden, den sie bei Anlage einer entsprechenden Spannung einnehmen. Dies bedeutet beispielsweise, daß durch die Schaltung von Y 1.3 der Steuerdruck nicht mehr anliegt, so daß das zugeordnete Ventil durchflossen werden kann.

Der Hydraulikspeicher HSP 2 wird gefüllt durch Schaltung der Magnete Y 2.0 und Y 2.1, während Magnet Y 2.2 in der dargestellten Ruhelage verbleibt.

Der Proportionalmagnet YHP 1 an der Regelpumpe HP 1 kann über eine Steuerung einen Sollwert erhalten für die Füllmenge. Der Druckzustand der Hydraulikspeicher HS 1 und S 2 wird überwacht durch die Druck schalter SP 4 bzw. SP 3.

Zur Durchführung der notwendigen Arbeitsbewegung muß die Regel pumpe HP 1 mit einer bestimmten Förderleistung arbeiten. Diese wird als Sollwert über den Proportionalmagneten YHP 1 eingesteuert. Ebenso werden die Schaltmagnete Y 1.0 und Y 1.3 geschaltet, während die Schaltmagnete Y 1.1 und Y 1.2 in ihrer Nullstellung verbleiben. Hierdurch fördert die Pumpe HP 1 Öl in die Leitung P 1, dessen Druck vom Druckbegrenzungsventil HP 1 begrenzt wird. Hierdurch fährt die Kolbenstange 12 des Zylinders 14 aus und schleppt hierbei die Kolbenstange 11 des Zylinders 13 mit. Hierbei ist das Druckbegrenzungs ventil AP 1 so eingestellt, daß dann, wenn die Kolbenstange 12 mit der Stirnfläche 51 an den Stirnflächen 21 bzw. 22 der Kolbenstangen 17 und 18 zur Anlage kommt, die Kolbenstangen 17 bzw. 18 nicht in ihre zuge ordneten Zylinder 19 und 20 eingedrückt werden können. Die von den Kolbenstangen 17 und 18 gemeinsam erzeugte Kraft muß also größer sein als die von der Kolbenstange 12 ausgeübte Gegenkraft. Damit kommt die Kolbenstange 12 zum Stillstand sobald das Tragstück 47 mit seiner Stirnfläche 51 an den Stirnflächen 21 und 22 der Kolbenstangen 17 und 18 anliegt. Es ist dann eine Stellung nach Fig. 2 erreicht. Die Kolbenstange 11 fährt nun weiter. Hierzu wird dem Proportional magnet YHP 2 ein entsprechender Sollwert zur Einstellung der Förder leistung der Pumpe HP 2 vorgegeben und es wird der Schaltmagnet YX 2.0 und Y 2.2 geschaltet, während Y 2.1 in Ruhestellung bleibt. Ist nun der Abstand 52 durchfahren, so daß die innere Anschlagfläche 23 und die Gegenfläche 26 gegeneinander liegen, so erfolgt eine Umschal tung. Es werden dann die Steuermagnete Y 1.1 und Y 1.2 in die aktive Lage geschaltet. Es ist dies die andere Lage als die, die in Fig. 3 dargestellt ist. Hierdurch werden die Kolbenstangen 12 und 11 weiter ausgefahren mit einer Geschwindigkeit, die von der Förderleistung der Pumpen HP 1 und HP 2 abhängt. Diese Förderleistung wird über die Proportionalmagnete YHP 1 und YHP 2 von der nicht dargestellten Maschinensteuerung in gewünschter Weise geregelt. Hierdurch wird vom Fließpreßstempel 7 und vom Ringkolben 10 gemeinsam der Abstand 53 als Stauchweg durchfahren. Danach hat dann das Werkstück die gewünschte Stauchung erhalten und es fällt die gesamte Schaltung zurück in die Nullposition. Es ist zu beachten, daß während des Durchfahrens der Strecke 53 die entsprechenden Druckabschneidungen die auftretenden Kräfte begrenzen.

Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Fertigformmatrize, Hartmetall
2 Schaftbereich
3 erweiterter Schaftbereich
4 Rohling (zylindrisches Werkstück)
5 Tellerbereich
6 Stempelführungsbuchse
7 Fließpreßstempel
8 Stützrahmen (oberer Riegel)
9 zylindrischer Führungsbereich
10 Ringkolben
11 Kolbenstange
12 Kolbenstange
13 Betätigungszylinder
13′ Gehäuse (Zylinderrohr mit Flansch und Deckel)
14 Betätigungszylinder
14′ Gehäuse (Zylinderrohr)
15 Traverse
16 Zuganker
17 Kolbenstange
18 Kolbenstange
19 fluidbetätigter Zylinder
20 fluidbetätigter Zylinder
21 Stirnfläche
22 Stirnfläche
23 Mitnehmerring
24 Gegenstück
25 innere Anschlagfläche
26 Gegenfläche
27 zentrale Bohrung
28 Ausstoßzylinder
29 Ausstoßer
30 Distanzscheibe
31 Büchse
32 Kühlkanäle
33 Arbeitsraum
34 Haltering
35 Druckanschlüsse
36 Zwischenplatte
37 Kolben
38 Kolben
39 Distanzbuchse
40 Abdeckring
41 Buchse (obere Führungsbuchse der inneren Kolbenstange)
42 Buchse (untere Führungsbuchse der inneren Kolbenstange)
43 Bohrung
44 Schaftstück
45 Ausgleichsscheibe
46 Distanzring
47 Tragstück
48 Ausnehmung (Zentrierbohrung)
49 Haltering
50 Bohrung
51 Stirnfläche
52 Abstand (Fließpreßweg)
53 Abstand (Stauchweg)
54 Stirnfläche
55 Anschlagfläche
56 Kontermutter
57 Leitung
58 Leitung
59 Leitung
60 Drossel
61 Leitung
62 Leitung
63 Ausnehmung
64 Freiraum
65 Bohrung
66 äußere Ausnehmung
67 Leitung
68 Querbohrung
69 Längsbohrung
70 Konstantdrossel
71 Leitung
72 Leitung
73 Leitung
74 Querbohrung
75 Umfangsrille
76 Leitungsstopfen
Hydraulikpotentiale
p 1 führt den äußeren Zylinder
p 2 führt den inneren Zylinder
p 3 spannt die Anschlagzylinder 19 und 20 vor
p 4 spannt den inneren und äußeren Zylinder vor
p 5 spannt den Rückfluß zum Tank vor
p 4 über die Drosseln 60 und 70 mit p 5 verbunden (Kühlkreislauf)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventilkopfes durch Fließ pressen des Schaftes und Warmumformung des Tellers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fertigformmatrize (1) im Schaftbereich (2) und erweiterten Schaftbereich (3) von einem erwärmten und abgelängten Rohling (4) durch Fließpressen und der Tellerbereich (5) durch sich sofort anschließendes Stauchpressen gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Fließpressens der Rohling (4) von einer Stempelführungsbuchse (6) eines Fließpreßstempels (7) geführt wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchgeschwindigkeit während des Stauchvorganges geregelt wird, derart, daß die Stauchgeschwindig keit immer unterhalb der Entfestigungsgeschwindigkeit des zu stauchenden Werkstoffes bleibt.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in einem Stützrahmen (8) angeordnete Matrize (1) für den Tellerventilkopf mit einem zylindrischen Führungsbereich (9) auf der Tellerseite sowie durch einen kraftbetätigten Ringkolben (10), der in den Führungs bereich (9) paßt und in dessen Innenbereich ein Rohling (4) eingesetzt wird auf einem koaxial angeordneten, kraftbetätigten Fließpreßstempel (7), wobei der Fließpreßstempel (7) sowohl zusammen mit dem Ringkolben (10) axial verschiebbar als auch relativ zu diesem axial verschiebbar ist.

5. Einrichtung mindestens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (10) als Teil der Stempelführungsbuchse (6) für den koaxial eingesetzten Fließpreßstempel (7) dient.

6. Einrichtung mindestens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Ringkolben (10) als auch Fließpreßstempel (7) als austauschbare Einsätze an zugeordneten Kolbenstangen (11, 12) von koaxial geschachtelten Betätigungszylindern (13, 14) ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungszylinder (13, 14) von einer Traverse (15) getragen werden, die über Zuganker (16) mit dem Stützrahmen (8) verbunden ist.

8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbarer Anschlag vorgesehen ist, der ein Einfahren der Kolbenstange (12) und damit der an ihr befestigten Stempelführungsbuchse (6) mit Ringkolben (10) in zwei verschiedene Endlagen ermöglicht.

9. Einrichtung mindestens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als verstellbarer Anschlag die Kolbenstange (17, 18) mindestens eines fluidbetätigten Zylinders (19, 20) verwendet wird, dessen Stirnfläche (21, 22) bei ausgefahrener Kolbenstange einen Anschlag für eine erste Endlage bildet.

10. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) einen Mitnehmer (23) aufweist, der mit einem der Kolbenstange (11) zugeordneten Gegenstück (24) zusammenarbeitet.

11. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) eine innere Anschlag fläche (25) für eine entsprechende Gegenfläche (26) der Kolben stange (11) aufweist.