EP0279012A1 - Process and device for manufacturing the head of a poppet valve - Google Patents

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EP0279012A1
EP0279012A1 EP87110122A EP87110122A EP0279012A1 EP 0279012 A1 EP0279012 A1 EP 0279012A1 EP 87110122 A EP87110122 A EP 87110122A EP 87110122 A EP87110122 A EP 87110122A EP 0279012 A1 EP0279012 A1 EP 0279012A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston rod
piston
extrusion
die
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87110122A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Herbert Ing. Windelband (Grad.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sempell GmbH
Original Assignee
Sempell Armaturen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sempell Armaturen GmbH filed Critical Sempell Armaturen GmbH
Publication of EP0279012A1 publication Critical patent/EP0279012A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08—Upsetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/02—Special design or construction
    • B21J9/06—Swaging presses; Upsetting presses
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K1/00—Making machine elements
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    • B21K1/46—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49298—Poppet or I.C. engine valve or valve seat making
    • Y10T29/49307—Composite or hollow valve stem or head making
    • Y10T29/49309—Composite or hollow valve stem or head making including forging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49307—Composite or hollow valve stem or head making
    • Y10T29/49311—Composite or hollow valve stem or head making including extruding

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a poppet valve head by extrusion of the stem and hot forming of the plate and a device for carrying out the method.
  • poppet valves that are known as Are formed bimetal
  • the poppet valve head is welded to the actual valve stem with a short stem part.
  • the valve head is produced from a cylindrical blank which has a suitable diameter and is cut to the length suitable for the subsequent forming.
  • the necessary short stem attachment is then produced from this cylindrical blank by extrusion, whereupon the blank with the stem attachment is inserted into an upsetting device in which the valve plate is compressed from the thicker part of the blank remaining after the extrusion.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method for producing a poppet valve head which allows simple automation and an apparatus for carrying out the method is to be proposed.
  • this object is achieved according to the invention in that a finished form die in the shaft area and extended shaft area is filled by a heated and cut cylindrical blank by means of extrusion molding and the plate area by immediately followed upset pressing.
  • the finished form die made of hard metal is used as an extrusion die, which means that it is no longer necessary to move the partially machined blank after the extrusion.
  • not only the shaft piece, but also the enlarged shaft area is produced by extrusion.
  • a pre-compressed head blank is created in the plate area, which can be hot formed into the finished head by upsetting in the finished form die.
  • This process makes it possible, for example, to form the finished poppet valve head from the blank in a single processing station.
  • the establishment of a separate extrusion station is completely unnecessary.
  • the blank is guided by a stamp guide bushing of an extrusion stamp during the extrusion.
  • a particular advantage arises when the upsetting speed is regulated during the upsetting process in such a way that the upsetting speed always remains below the softening rate.
  • the compression process causes the material to solidify and thus requires a great deal of force. However, the heat soon softens the material again. The softening takes place the slower the more advanced the individual upsetting process is.
  • the softening rate is the compression rate at which the material has just enough time to soften. If this compression speed is not exceeded, the force required for the compression process is significantly reduced. It must be noted that this compression speed decreases with increasing compression travel after an exponential function. The flow rates of the pumps driving the upsetting cylinders must therefore be regulated accordingly.
  • a device suitable for carrying out the method has a finished form die arranged in a support frame for the poppet valve head with a cylindrical guide area on the plate side, and a power-operated annular piston which fits into the guide area and in the interior of which a blank can be inserted onto a coaxially arranged, power-operated Extrusion die, the extrusion die being axially displaceable both together with the annular piston and axially displaceable relative to the latter.
  • the blank used can now be easily moved together with the ring piston and the extrusion die to a first station, in which the ring piston is immersed in the guide area of the finished form die is. The immersion depth is just large enough to ensure sufficient guidance on the blank for the extrusion process.
  • the aim of the invention in particular is to achieve a favorable construction of the device for carrying out the method according to the invention, which enables good control of the extrusion process and upsetting. Furthermore, a combined use of components that are essential for a single step is also sought in order to keep the number of necessary components low and to achieve a higher degree of utilization of the existing components.
  • An example of this is the use of the punch guide bush of the extrusion die on the one hand as a power-operated ring piston and on the other hand as a guide for the blank.
  • the invention is intended to design the entire device in such a way that it can be easily repaired on the one hand and easily converted to other sizes or shapes on the other hand.
  • the device should be closed in terms of force, so that external components for force absorption are superfluous.
  • a support frame 8 as an upper bolt and a cross member 15 are arranged in an opposing arrangement and at a distance from one another by tie rods 16.
  • the support frame 8 has a central bore 27, which can be designed as a stepped bore.
  • An ejection cylinder 28 with an ejector 29 can be arranged in the upper part of the bore, the ejection cylinder 28 and the ejector 29 having the function of ejecting a finished workpiece from the preforming die 1.
  • the finished form die 1 is arranged coaxially with the ejection cylinder 29 in the stepped bore 27 of the support frame 8.
  • the finished form die 1 has a shaft area 2 and an enlarged shaft area 3 and a plate area 5, which continues into a cylindrical guide area 9.
  • the preformed die 1 can be placed in the central bore 27 on a spacer 30 and inserted in order to adapt different diameters into a correspondingly inserted bushing 31, which can also be made of hard metal and thus forms a hard metal armor.
  • the bushing 31 is exchangeable and serves to compensate for different diameters of the preformed die 1, so that the preformed die 1 is always arranged securely and firmly in the central bore 27.
  • the socket 31 is no longer shown in FIG.
  • the traverse 8 is further traversed in the region of the central bore 27 by cooling channels 32 through which any coolant can be passed in order to remove the necessary amount of heat.
  • the support frame further has two fluid-actuated cylinders 19 and 20 with the piston rods 17 and 18 arranged parallel to the working direction and to the axis of the finished-form die 1 on both sides of the finished-form die 1.
  • the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18 protrude into the working space 33 of the device at least in one end position of the piston rods 17 and 18 and in this position form a stop with which the axial movement of a punch guide bush 6 is limited to a first stage, so that the stamp guide bush 6 is thereby positioned in a first position.
  • a retaining ring 34 can also be provided, by means of which the finished-form die 1 is held. Such a retaining ring 34 is no longer shown in FIG. 2 for the sake of simplicity.
  • the fluid operated cylinders 19 and 20 are pressurized with the pressure P 3 via the pressure connections 35. If the pressure connections 35 are relieved, the piston rods 17 and 18 can simply be inserted.
  • the cylinder stroke of the fluid-actuated cylinders 19 and 20 can be dimensioned so that in the extended end position the end faces 21 and 22 forming a stop surface are in the correct stop position.
  • the traverse 15 carries in a coaxial arrangement two likewise fluid-actuated actuating cylinders 13 and 14, the correspondingly coaxially arranged piston rods 11 and 12 of which are nested telescopically, the piston rod 11 forming the inner and the piston rod 12 forming the outer piston rod.
  • the housing 14 ⁇ of the actuating cylinder 14 is attached directly to the cross member 15.
  • the actuating cylinder 14 is covered by a sealing intermediate plate 36 on which the housing 13 ⁇ , designed as a cylinder tube with flange and cover, is arranged coaxially to the housing 14 ⁇ , designed as a cylinder tube.
  • the piston rod 11 is connected to a piston 37 and the piston rod 12 is connected to a piston 38.
  • a spacer sleeve 39 is also arranged coaxially with the piston rod 12 and surrounds it with which the axial path of the piston 38 and thus the length of the extension path for the piston rod 12 is limited, but which can also guide the piston rod 12 radially.
  • the piston rod 12 is guided radially on the one hand in the housing 14 by the piston 38 and on the other hand by the cover ring 40.
  • the piston rod 11 is guided radially within the piston rod 12 by means of the bushes 41 and 42.
  • the front end face of the bushing 41 is covered by a driving ring 23 which is fastened to the piston rod 12 and comprises the piston rod 11.
  • a ring-shaped counterpart 24 is attached to the front end of the piston rod 11 and has an outer diameter that is larger than the diameter of the piston rod 11, so that the counterpart 24 radially partially covers the driving ring 23. This means that when the piston rod 12 is axially displaced in the direction of the working space 33, the driving ring 23 comes to rest on the counterpart 24 and then carries the piston rod 11 with it.
  • the piston rod 11 has an axially directed bore 43 at the front end facing the working space 33, into which an extrusion die 7 with a shaft piece 44 is inserted.
  • the shaft piece 44 is supported on a shim 45.
  • the exact axial position of the extrusion die 7 can be determined by means of the thickness of the shim 45.
  • the shaft piece 44 which is thicker in diameter than the diameter of the extrusion die 7, is held in the bore 43 by the counterpart 24, which has a corresponding bore (not designated in more detail) for the guide die 7.
  • a spacer ring 46 is loosely placed on the piston rod 11 between the driving ring 23 and the counterpart 24 .
  • the piston rod 12 has at its front end facing the working space 33 a support piece 47 which carries the punch guide bush 6 which is inserted into a corresponding recess 48.
  • This stamp guide bushing 6, as shown in FIG. 2 can be fastened via a retaining ring 49 or, as shown in FIG. 1, directly to the support piece 47.
  • the support piece 47 has a bore 50 for the extrusion die 7.
  • a corresponding bore also has the punch guide bush 6, which is intended to guide the extrusion punch 7.
  • the punch guide book 6 here has an annular piston 10 facing the working space 33, the inner bore of which corresponds to the unspecified bore of the punch guide bush 6 and the outer diameter of which is selected to match the diameter of the cylindrical guide region 9 of the finished-form die 1.
  • a blank 4 which has already been cut to length and heated to the necessary temperature and has a diameter corresponding to the diameter of the extrusion die 7, is placed in the free space of the die guide bushing 6 so that it rests on the retracted extrusion die 7 and thereby something protrudes beyond the end region of the annular piston 10, as shown in FIG. 1.
  • the pressure connections 35 are acted upon by the pressure P 3, so that the piston rods 17 and 18 of the fluid-actuated cylinders 19 and 20 move into their outer end position, as is shown both in FIG. 1 and in FIG. 2.
  • the housing 14 ⁇ of the actuating cylinder 14 has a pressure connection at the lower end, which is acted upon by the pressure P 1 of a flow medium, so that the piston 38 and thus the piston rod 12 are driven out.
  • the piston rod 11 is entrained via the driving ring 23 and the counterpart 24.
  • the annular piston 10 of the punch guide bush 6 is moved into the cylindrical guide region 9 of the preforming die 1 until the end face 51 comes to rest against the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18, respectively. There is then a situation as shown in FIG. 2.
  • the actuating cylinder 13 is now subjected to a pressure P 2 on the side of the piston 37 facing away from the piston rod 11 via the lower pressure connection, and the piston rod 11 is thereby driven out until the distance 52 becomes zero and thus the surfaces 26 and 25 abut each other.
  • the front end face of the extrusion die 7 lies in one plane with the front end face of the annular piston 10, so that a closed surface is formed.
  • the blank area 2 of the shaft area 2 and the enlarged shaft area 3 have already been completely filled by the above-described extrusion process and a thickened area has formed in the plate area 5, from which the plate is later formed.
  • the pressure P 3 is now removed, for example, so that the piston rods 17 and 18 can be easily pressed in.
  • the force of the pistons 38 and 37 predominates, driven by the pressures P 1 and P 2, so that now the extrusion ram 7 and the annular piston 10 move forward together by the amount 53 until this amount becomes zero, i.e. the stop surface 55 the stamp guide bushing 6 rests on the end face 54 of the bushing 31 or the finished form die 1.
  • the poppet valve head is now finished.
  • tie rods 16 are, for example, passed through corresponding bores in the crossmember 15 and the support frame 8 and countered on the back by nuts 56.
  • the pressure connections P 1 and P 2 are simply relieved.
  • a pressure connection P 4 is always at the appropriate pressure and keeps the cylinders 13 and 14 always filled with the appropriate pressure via the lines 57 and 58. If the ports P 1 and P 2 are relieved, the pressure from the port P 4 predominates, so that the pistons 37 and 38 and thus their piston rods 11 and 12 return to the starting position.
  • the fluid supplied via the pressure connection P 4 can also be used for heat dissipation on the device itself and in particular on the tools.
  • the oil emerging from the line 57 in the cylinder 14 can be led via the line 59 to the support piece 47 and can be passed there through the support piece 47 in a suitable manner for the necessary removal of heat.
  • a constant throttle 60 (FIG. 2) is inserted into the line 59.
  • the pressure medium used as a coolant is thus conducted via line 59 through constant throttle 60 and then for cooling through support piece 47 and then guided via line 61 and 62 into a recess 63 of spacer sleeve 39.
  • the coolant can also be guided into the free space 64 between the piston rod 12 and the piston rod 11 via the line 62. Since the Line 61 and 62 is a return line, however, there is a significantly lower potential than the potential P 4. It is therefore the oil returned via line 61 and 62 in the recess 63 through a bore 65 in the wall of the spacer 39 into an outer recess 66 and from there via line 67 to the outside or back into the tank.
  • the line 67 here represents the connection P 5.
  • the potential P 4 is also conducted into the cylinder 13 via the line 58.
  • the medium supplied via the line 58 into the cylinder space 13 is pressed through a transverse bore 68 in the piston rod 11 into the longitudinal bore 69 running in the axis of the piston rod 11.
  • a constant throttle 70 (FIG. 2) is again arranged in the bore 69 in order to prevent the pressure P 4 from dropping excessively.
  • the cooling medium is led via the only indicated lines 71 and 72 (FIG. 2) through the extrusion die 7 and from there back into the line 73, which ends in a transverse bore 74 in the piston rod 11. If necessary, the transverse bore 74 can open into a circumferential groove 75.
  • the line 73 is closed at its end opposite the transverse bore 74 with a line plug 76.
  • the coolant passes through the transverse bore 74 into the space between the piston rod 12 and the piston rod 11 and can thus return to the connection P 5 via the line 62 in the manner already described.
  • the location of the device in the room is preferably as shown in Figures 1 and 2. However, such a location is only advantageous, but not mandatory. In principle, any position can be taken up by the facility.
  • the ejection cylinder 28 can be actuated so that the workpiece is ejected from the finished form die 1 by means of the ejector 29.
  • the ejection cylinder 28 with the ejector 29 can be of any type.
  • the entire facility as such can, for example, on the Traverse can be connected to an arbitrarily designed stand, so that the device can be fastened to a foundation or to other machines or machine groups.
  • the means with which the entire device is attached to any other assembly or on a foundation are not the subject of the invention. Their design is at the discretion of the average professional.
  • FIG. 3 shows a hydraulic circuit diagram of a hydraulic device with which the device according to the invention could be operated.
  • a three-phase motor MO drives the control pumps HP 1 and HP 2, each of which has an electric solenoid YHP 1 and YHP 2.
  • the electrical solenoids YHP 1 and YHP 2 mentioned can e.g. are controlled by a machine control, not shown, so that the delivery rates of the control pumps HP 1 and HP 2 can be regulated in any way during operation. This is important in order to regulate the travel speed of the working tools, which depends on the delivery capacity of these pumps, in the desired manner during operation, for example according to an exponential function, such that the travel speed slows down as the travel path progresses according to this exponential function. Such regulation is necessary, for example, in order to always remain below the softening speed and thus to reduce the compression forces.
  • the pumps HP 1 and HP 2 are still secured by a so-called pressure cut-off AHP 1 and AHP 2.
  • the hydraulic system has two hydraulic accumulators HS 1 and HS 2, which determine the potentials P 3 and P 4 and supply the cooling circuit of the tools via the throttles 60, 70.
  • the filling status of the hydraulic accumulators mentioned is supplemented during the workpiece changing time.
  • the hydraulic accumulator HSP 1 is filled in that the control valves assigned to the corresponding preload valves are brought into the corresponding switching position.
  • the magnets of the assigned control valves Y 1.1 and Y 1.2 must remain in the switching position shown. This is the switch position that they assume when the power is off.
  • the corresponding switching magnet Y 1.0 and Y 1.3 have to be switched in reverse, i.e. brought into the switching state which they assume when a corresponding voltage is applied. This means, for example, that the control pressure is no longer present due to the switching of Y 1.3, so that the associated valve can flow through.
  • the hydraulic accumulator HSP 2 is filled by switching the magnets Y 2.0 and Y 2.1, while magnet Y 2.2 remains in the rest position shown.
  • the proportional magnet YHP 1 on the control pump HP 1 can receive a setpoint for the filling quantity via a control.
  • the pressure status of the hydraulic accumulators HS 1 and HS 2 is monitored by the pressure switches SP 4 and SP 3.
  • the control pump HP 1 To carry out the necessary work movement, the control pump HP 1 must work with a certain delivery rate. This is controlled as a setpoint via the proportional magnet YHP 1.
  • the switching magnets Y 1.0 and Y 1.3 are also switched, while the switching magnets Y 1.1 and Y 1.2 remain in their zero position.
  • the pump HP 1 pumps oil into the line P 1, the pressure of which is limited by the pressure relief valve HP 1.
  • the piston rod 12 of the cylinder 14 extends, thereby dragging the piston rod 11 of the cylinder 13 with it.
  • the pressure relief valve AP 1 is set so that when the piston rod 12 comes to rest with the end face 51 on the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18, the piston rods 17 and 18 do not enter their associated cylinders 19 and 20 can be pushed in.
  • the force generated jointly by the piston rods 17 and 18 must therefore be greater than the counterforce exerted by the piston rod 12.
  • the piston rod 12 thus comes to a standstill as soon as the end face 51 of the support piece 47 bears against the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18. A position according to FIG. 2 is then reached.
  • the piston rod 11 now moves on.
  • the proportional magnet YHP 2 is given a corresponding setpoint for setting the delivery rate of the pump HP 2 and the switching magnet Y 2.0 and Y 2.2 switched, while Y 2.1 remains in the rest position. If the distance 52 is now traveled through, so that the inner stop surface 25 and the counter surface 26 lie against one another, a switchover takes place. The control magnets Y 1.1 and Y 1.2 are then switched to the active position. This is the other position than that shown in Figure 3. As a result, the piston rods 12 and 11 are extended further at a speed which depends on the delivery capacity of the pumps HP 1 and HP 2. This delivery rate is regulated by the proportional magnets Y HP 1 and Y HP 2 by the machine control, not shown, in the desired manner.
  • the distance 53 is passed together as an upsetting path by the extrusion die 7 and the annular piston 10. Then the workpiece has received the desired compression and the entire circuit falls back to the zero position. It should be noted that the corresponding pressure cut-offs limit the forces which occur as the route 53 is traversed.
  • the piston rods 17 and 18 were used to limit the stroke. However, these outer stops can also be moved inwards, as shown in FIG. 4. There, the piston rods 17 and 18 with associated cylinders 19 and 20 are completely dispensed with. Instead, the spacer 39.1 is given a free space 79 so that it can execute a corresponding stroke within this free space.
  • the potential P3 is guided on the side of the stroke stop 77 into the cylinder space of the actuating cylinder 14 and pushes the spacer 39.1 against the inner stop 78. In this position it forms a first stop 80 for the piston surface 81 of the piston 38. If P3 is relieved, it can the piston 38 move the spacer 39.1 up to the stroke stop 77, which determines the end position for the piston 38 over the length of the spacer 39.1.

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Abstract

In the manufacture of poppet valves, in which the head of the poppet valve is to be welded to the shaft, a finished-shape die (1) is, for simple automation of the head manufacture, to be filled in the shaft region and widened shaft region by cold extrusion of a heated cylindrical blank (4) cut to length and the poppet region is to be filled by immediately following upset-pressing. These processes can also be carried out, without changing the working station, in a device in which, in a support frame, a finished-shape die of sintered metal for the head of the poppet valves with a cylindrical guide region on the poppet side and a force-actuated annular piston (6) are provided, which piston fits into the guide region and into the internal region of which a blank is inserted onto a coaxially arranged, force-actuated cold extrusion ram (7) which is axially displaceable both together with the annular piston and relatively to the latter. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tellerventil­kopfes durch Fließpressen des Schaftes und Warmumformung des Tellers sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei Tellerven­tilen, die als sogen. Bimetall ausgebildet sind, wird der Tellerventilkopf mit einem kurzen Schaftteil an den eigentlichen Ventilschaft ange­schweißt. 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.The invention relates to a method for producing a poppet valve head by extrusion of the stem and hot forming of the plate and a device for carrying out the method. For poppet valves that are known as Are formed bimetal, the poppet valve head is welded to the actual valve stem with a short stem part. For this purpose, the valve head is produced from a cylindrical blank which has a suitable diameter and is cut to the length suitable for the subsequent forming. The necessary short stem attachment is then produced from this cylindrical blank by extrusion, whereupon the blank with the stem attachment is inserted into an upsetting device in which the valve plate is compressed from the thicker part of the blank remaining after the extrusion.

Diese Vorgehensweise ist umständlich, wodurch die Automatisierung erschwert wird und erfordert ein aufwendiges handling.This procedure is cumbersome, which makes automation difficult and requires complex 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.The invention is therefore based on the object of proposing a method for producing a poppet valve head which allows simple automation and an apparatus for carrying out the method is to be proposed.

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 Teller­bereich 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 Fertigform­matrize, 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 Bearbei­tungsstation 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 Serkstoff 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 entspre­chend geregelt werden.Starting from a method of the type described in the introduction, this object is achieved according to the invention in that a finished form die in the shaft area and extended shaft area is filled by a heated and cut cylindrical blank by means of extrusion molding and the plate area by immediately followed upset pressing. According to this, the finished form die made of hard metal is used as an extrusion die, which means that it is no longer necessary to move the partially machined blank after the extrusion. At the same time, not only the shaft piece, but also the enlarged shaft area is produced by extrusion. By the Extrusion process also in the extended shaft area in the finished form die, a pre-compressed head blank is created in the plate area, which can be hot formed into the finished head by upsetting in the finished form die. This process makes it possible, for example, to form the finished poppet valve head from the blank in a single processing station. The establishment of a separate extrusion station is completely unnecessary. It is advantageous here that the blank is guided by a stamp guide bushing of an extrusion stamp during the extrusion. A particular advantage arises when the upsetting speed is regulated during the upsetting process in such a way that the upsetting speed always remains below the softening rate. It should be noted that the compression process causes the material to solidify and thus requires a great deal of force. However, the heat soon softens the material again. The softening takes place the slower the more advanced the individual upsetting process is. The softening rate is the compression rate at which the material has just enough time to soften. If this compression speed is not exceeded, the force required for the compression process is significantly reduced. It must be noted that this compression speed decreases with increasing compression travel after an exponential function. The flow rates of the pumps driving the upsetting cylinders must therefore be regulated accordingly.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung weist eine in einem Stützrahmen angeordnete Fertigformmatrize für den Teller­ventilkopf auf mit einem zylindrischen Führungsbereich auf der Teller­seite, sowie einen kraftbetätigten Ringkolben, der in den Führungsbe­reich paßt und in dessen Innenbereich ein Rohling einsetzbar ist auf einen koaxial angeordneten, kraftbetätigten Fließpreßstempel, wobei der Fließpreßstempel sowohl zusammen mit dem Ringkolben axial verschieb­bar als auch relativ zu diesem axial verschiebbar ist. Der eingesetzte Rohling kann nun einfach zusammen mit dem Ringkolben und dem Fließ­preßstempel 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 Fließpreß­stempels sich in gleicher Ebene mit der Stirnseite des Ringkolbens be­findet, 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 herstellt wird.A device suitable for carrying out the method has a finished form die arranged in a support frame for the poppet valve head with a cylindrical guide area on the plate side, and a power-operated annular piston which fits into the guide area and in the interior of which a blank can be inserted onto a coaxially arranged, power-operated Extrusion die, the extrusion die being axially displaceable both together with the annular piston and axially displaceable relative to the latter. The blank used can now be easily moved together with the ring piston and the extrusion die to a first station, in which the ring piston is immersed in the guide area of the finished form die is. The immersion depth is just large enough to ensure sufficient guidance on the blank for the extrusion process. The extrusion process now takes place until the end face of the extrusion die is in the same plane as the end face of the annular piston, so that a single closed surface is then created in this area. Then the annular piston and the extrusion die are moved together in this relative position, so that the plate area of the preforming die is completely filled with material by this compression molding process, thereby producing the finished valve head.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in den Unteransprüchen 4 bis 12 beschrieben. Es soll im Rahmen der Erfindung hiernach insbesondere ein günstiger Aufbau der Einrich­tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, der eine gute Beherrschbarkeit des Fließpreßprozesses und des Stauchpressens ermöglicht. Weiter wird auch eine kombinierte Benutzung von an sich für einen Einzelschritt zwingend notwendiger Bauteile angestrebt, um die Anzahl der notwendigen Bauteile gering zu halten und einen höheren Aussnutzungsgrad 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.Further advantageous embodiments of the device according to the invention are described in subclaims 4 to 12. According to the invention, the aim of the invention in particular is to achieve a favorable construction of the device for carrying out the method according to the invention, which enables good control of the extrusion process and upsetting. Furthermore, a combined use of components that are essential for a single step is also sought in order to keep the number of necessary components low and to achieve a higher degree of utilization of the existing components. An example of this is the use of the punch guide bush of the extrusion die on the one hand as a power-operated ring piston and on the other hand as a guide for the blank.

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.Furthermore, the invention is intended to design the entire device in such a way that it can be easily repaired on the one hand and easily converted to other sizes or shapes on the other hand. At the same time, the device should be closed in terms of force, so that external components for force absorption are superfluous.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

  • Figur 1 Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung
  • Figur 2 vergrößerte Darstellung des Arbeitsbereichs nach Figur 1
  • Figur 3 Hydraulikschaltplan
  • Figur 4 Darstellung wie Fig. 1, jedoch mit innerem Anschlag
The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • Figure 1 longitudinal section through the device according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of the work area according to FIG. 1
  • Figure 3 Hydraulic circuit diagram
  • Figure 4 representation like Fig. 1, but with an internal stop

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 Fertiformmatrize 1 koaxial zum Ausstoß­zylinder 29 in der Stufenbohrung 27 des Stützrahmens 8 angeordnet.A support frame 8 as an upper bolt and a cross member 15 are arranged in an opposing arrangement and at a distance from one another by tie rods 16. The support frame 8 has a central bore 27, which can be designed as a stepped bore. An ejection cylinder 28 with an ejector 29 can be arranged in the upper part of the bore, the ejection cylinder 28 and the ejector 29 having the function of ejecting a finished workpiece from the preforming die 1. Here, the finished form die 1 is arranged coaxially with the ejection cylinder 29 in the stepped bore 27 of the support frame 8.

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 unter­schiedlicher 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 auszuglei­chen, so daß die Fertiformmatrize 1 immer sicher und fest in der zentralen Bohrung 27 angeordnet ist. Der Einfachheit halber ist in Figur 1 die Buchse 31 nicht mehr gezeichnet.The finished form die 1 has a shaft area 2 and an enlarged shaft area 3 and a plate area 5, which continues into a cylindrical guide area 9. In order to adjust the axial position, the preformed die 1 can be placed in the central bore 27 on a spacer 30 and inserted in order to adapt different diameters into a correspondingly inserted bushing 31, which can also be made of hard metal and thus forms a hard metal armor. The bushing 31 is exchangeable and serves to compensate for different diameters of the preformed die 1, so that the preformed die 1 is always arranged securely and firmly in the central bore 27. For the sake of simplicity, the socket 31 is no longer shown in FIG.

Die Traverse 8 ist weiter im Bereich der zentralen Bohrung 27 von Kühlkanälen 32 durchzogen durch welche beliebiges Kühlmittel hindurch­geleitet werden kann, um im notwendigen Umfang Wärme abzutranspor­tieren.The traverse 8 is further traversed in the region of the central bore 27 by cooling channels 32 through which any coolant can be passed in order to remove the necessary amount of heat.

Der Stützrahemn 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 Stempelführungs­buchse 6 ein 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 Figur 2 ist der Einfachheit halber ein solcher Haltering 34 nicht mehr gezeichnet.The support frame further has two fluid-actuated cylinders 19 and 20 with the piston rods 17 and 18 arranged parallel to the working direction and to the axis of the finished-form die 1 on both sides of the finished-form die 1. The end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18 protrude into the working space 33 of the device at least in one end position of the piston rods 17 and 18 and in this position form a stop with which the axial movement of a punch guide bush 6 is limited to a first stage, so that the stamp guide bush 6 is thereby positioned in a first position. A retaining ring 34 can also be provided, by means of which the finished-form die 1 is held. Such a retaining ring 34 is no longer shown in FIG. 2 for the sake of simplicity.

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.In order to extend the piston rods 17 and 18, the fluid operated cylinders 19 and 20 are pressurized with the pressure P 3 via the pressure connections 35. If the pressure connections 35 are relieved, the piston rods 17 and 18 can simply be inserted. The cylinder stroke of the fluid-actuated cylinders 19 and 20 can be dimensioned so that in the extended end position the end faces 21 and 22 forming a stop surface are in the correct stop position.

Die Traverse 15 trägt in koaxialer Anordnung zwei ebenfalls fluidbe­tätigte 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 14ʹ des Betätigungszylinders 14 ist hierbei direkt an der Travers 15 befestigt. Auf der dem Arbeitsraum 33 abgewandten äußeren Seite ist der Betätigungszylinder 14 abgedeckt von einer dichtenden Zwischen­platte 36, auf der das Gehäuse 13ʹ, ausgebildet als Zylinderrohr mit Flansch und Deckel, koaxial zum Gehäuse 14ʹ, ausgebildet als Zylinder­rohr, 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 14ʹ 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.The traverse 15 carries in a coaxial arrangement two likewise fluid-actuated actuating cylinders 13 and 14, the correspondingly coaxially arranged piston rods 11 and 12 of which are nested telescopically, the piston rod 11 forming the inner and the piston rod 12 forming the outer piston rod. The housing 14ʹ of the actuating cylinder 14 is attached directly to the cross member 15. On the outer side facing away from the working space 33, the actuating cylinder 14 is covered by a sealing intermediate plate 36 on which the housing 13ʹ, designed as a cylinder tube with flange and cover, is arranged coaxially to the housing 14ʹ, designed as a cylinder tube. In this arrangement, the piston rod 11 is connected to a piston 37 and the piston rod 12 is connected to a piston 38. In the actuating cylinder 14, a spacer sleeve 39 is also arranged coaxially with the piston rod 12 and surrounds it with which the axial path of the piston 38 and thus the length of the extension path for the piston rod 12 is limited, but which can also guide the piston rod 12 radially.
During the stroke movement, the piston rod 12 is guided radially on the one hand in the housing 14 by the piston 38 and on the other hand by the cover ring 40. The piston rod 11 is guided radially within the piston rod 12 by means of the bushes 41 and 42. Here, the front end face of the bushing 41 is covered by a driving ring 23 which is fastened to the piston rod 12 and comprises the piston rod 11. A ring-shaped counterpart 24 is attached to the front end of the piston rod 11 and has an outer diameter that is larger than the diameter of the piston rod 11, so that the counterpart 24 radially partially covers the driving ring 23. This means that when the piston rod 12 is axially displaced in the direction of the working space 33, the driving ring 23 comes to rest on the counterpart 24 and then carries the piston rod 11 with it.

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.The piston rod 11 has an axially directed bore 43 at the front end facing the working space 33, into which an extrusion die 7 with a shaft piece 44 is inserted. In the bore 43, the shaft piece 44 is supported on a shim 45. The exact axial position of the extrusion die 7 can be determined by means of the thickness of the shim 45.

Das im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des Fließpreßstempels 7 dickere Schaftstück 44 wird vom Gegenstück 24, das eine entspre­chende, nicht näher bezeichnete Bohrung für den Führungsstempel 7 auf­weist, 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 Kolben­stange 11 aufgesetzt.The shaft piece 44, which is thicker in diameter than the diameter of the extrusion die 7, is held in the bore 43 by the counterpart 24, which has a corresponding bore (not designated in more detail) for the guide die 7. In order to determine the exact relative position of the piston rod 12 and the piston rod 11 in the axial direction to one another for the moment when the piston rod 11 is carried by the piston rod 12, a spacer ring 46 is loosely placed on the piston rod 11 between the driving ring 23 and the counterpart 24 .

Die Kolbenstange 12 weist an ihrem dem Arbeitsraum 33 zugewandten stirnseitigen Ende ein Tragstück 47 auf, welches die Stempelführungs­buchse 6 trägt, die in eine entsprechende Ausnehmung 48 eingesetzt ist. Hierbei kann diese Stempelführungsbuchse 6, wie in Figur 2 dargestellt, über einen Haltering 49 oder, wie in Figur 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 Stempelführungsbuchs 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 zylinderischen Führungsbereichs 9 der Fertigformmatrize 1 gewählt ist.The piston rod 12 has at its front end facing the working space 33 a support piece 47 which carries the punch guide bush 6 which is inserted into a corresponding recess 48. This stamp guide bushing 6, as shown in FIG. 2, can be fastened via a retaining ring 49 or, as shown in FIG. 1, directly to the support piece 47. The support piece 47 has a bore 50 for the extrusion die 7. A corresponding bore also has the punch guide bush 6, which is intended to guide the extrusion punch 7. The punch guide book 6 here has an annular piston 10 facing the working space 33, the inner bore of which corresponds to the unspecified bore of the punch guide bush 6 and the outer diameter of which is selected to match the diameter of the cylindrical guide region 9 of the finished-form die 1.

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 Fließpreß­stempels 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 Figur 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 Figur 1 als auch in Figur 2 dargestellt ist. Das Gehäuse 14ʹ 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 einge­fahren 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 Figur 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 Figur 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.For the manufacture of a poppet valve head, a blank 4, which has already been cut to length and heated to the necessary temperature and has a diameter corresponding to the diameter of the extrusion die 7, is placed in the free space of the die guide bushing 6 so that it rests on the retracted extrusion die 7 and thereby something protrudes beyond the end region of the annular piston 10, as shown in FIG. 1. The pressure connections 35 are acted upon by the pressure P 3, so that the piston rods 17 and 18 of the fluid-actuated cylinders 19 and 20 move into their outer end position, as is shown both in FIG. 1 and in FIG. 2. The housing 14ʹ of the actuating cylinder 14 has a pressure connection at the lower end, which is acted upon by the pressure P 1 of a flow medium, so that the piston 38 and thus the piston rod 12 are driven out. Here, the piston rod 11 is entrained via the driving ring 23 and the counterpart 24. As a result, the relative position between the punch guide bush 6 and the extrusion die 7 arranged therein is maintained. Due to the movement of the piston rod 12, the annular piston 10 of the punch guide bush 6 is moved into the cylindrical guide region 9 of the preforming die 1 until the end face 51 comes to rest against the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18, respectively. There is then a situation as shown in FIG. 2. In this position points the counter surface 26 of the counterpart 24 and an inner stop surface 25 of the support piece 47 the distance 52 from each other. Furthermore, there is a distance 53 between the end face 54 of the bushing 31 or the finished form die 1 and a stop face 55 on the punch guide bush 6. The blank 4 is then in the position shown in FIG. 2 on the one hand partly in the punch guide bush 6 and on the other hand partly in the finished form die 1. The material volume of the blank 4 is adjusted by calculation or experiment so that it completely fills the shaping cavity of the finished form die 1 to form the finished workpiece.

Zur Durchführung des Fließpreßvorganges wird nunmehr der Betätigungs­zylinder 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 so lange 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 fertigt geformt.To carry out the extrusion process, the actuating cylinder 13 is now subjected to a pressure P 2 on the side of the piston 37 facing away from the piston rod 11 via the lower pressure connection, and the piston rod 11 is thereby driven out until the distance 52 becomes zero and thus the surfaces 26 and 25 abut each other. In this state, the front end face of the extrusion die 7 lies in one plane with the front end face of the annular piston 10, so that a closed surface is formed. In this state, the blank area 2 of the shaft area 2 and the enlarged shaft area 3 have already been completely filled by the above-described extrusion process and a thickened area has formed in the plate area 5, from which the plate is later formed. To form the valve plate, the pressure P 3 is now removed, for example, so that the piston rods 17 and 18 can be easily pressed in. As a result, the force of the pistons 38 and 37 predominates, driven by the pressures P 1 and P 2, so that now the extrusion ram 7 and the annular piston 10 move forward together by the amount 53 until this amount becomes zero, i.e. the stop surface 55 the stamp guide bushing 6 rests on the end face 54 of the bushing 31 or the finished form die 1. The poppet valve head is now finished.

Es ist zwingend erforderlich, daß zur Fertigformung des Teller­ventilkopfes der Druck P 3 vollständig weggenommen wird. Es ist auch möblich die Drücke P 1 und P 2 entsprechend zu erhöhen, so daß die Kolbenstangen 18 und 17 gegen den Druck P 3 eingedrückt werden. Über eine Regelung der Druckhöhe der Drücke P 3 bzw. P 1 und P 2 kann auch die Fließpreßgeschwindigkeit und die Stauchgeschwindigkeit sowohl allgemein als auch während des Arbeitsvorganges geregelt werden. Hierdurch können Fließwiderstände, Verformungswiderstände und Gefügebildung beeinflußt werden.It is imperative that the pressure P 3 is completely removed for the final formation of the poppet valve head. It is also possible to increase the pressures P 1 and P 2 accordingly, so that the piston rods 18 and 17 are pressed in against the pressure P 3. over regulating the pressure level of the pressures P 3 or P 1 and P 2 can also regulate the extrusion speed and the upsetting speed both generally and during the working process. This can influence flow resistance, deformation resistance and microstructure formation.

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.The forces resulting from the extrusion process and the upsetting process are short-circuited via the tie rods 16 between the cross member 15 and the support frame 8. For this purpose, the tie rods 16 are, for example, passed through corresponding bores in the crossmember 15 and the support frame 8 and countered on the back by nuts 56.

Soll die Einheit nach Durchführung des Arbeitsprozesses wieder in die in Figur 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 Wäremeabfuhr am Gerät selbst und insbesondere an der 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 Massedurch­satz und damit einen zu großen Druckabfall im Zylinder 14 zu verhindern, ist in die Leitung 59 eine konstante Drossel 60 (Figur 2) eingesetzt.If the unit is to be returned to the starting position shown in FIG. 1 after the work process has been carried out, then the pressure connections P 1 and P 2 are simply relieved. A pressure connection P 4 is always at the appropriate pressure and keeps the cylinders 13 and 14 always filled with the appropriate pressure via the lines 57 and 58. If the ports P 1 and P 2 are relieved, the pressure from the port P 4 predominates, so that the pistons 37 and 38 and thus their piston rods 11 and 12 return to the starting position. At the same time, the fluid supplied via the pressure connection P 4 can also be used for heat dissipation on the device itself and in particular on the tools. For this purpose, the oil emerging from the line 57 in the cylinder 14 can be led via the line 59 to the support piece 47 and can be passed there through the support piece 47 in a suitable manner for the necessary removal of heat. In order to prevent an excessively high mass throughput and thus an excessively large pressure drop in the cylinder 14, a constant throttle 60 (FIG. 2) is inserted into the line 59.

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.The pressure medium used as a coolant is thus conducted via line 59 through constant throttle 60 and then for cooling through support piece 47 and then guided via line 61 and 62 into a recess 63 of spacer sleeve 39. At the same time, the coolant can also be guided into the free space 64 between the piston rod 12 and the piston rod 11 via the line 62. Since the Line 61 and 62 is a return line, however, there is a significantly lower potential than the potential P 4. It is therefore the oil returned via line 61 and 62 in the recess 63 through a bore 65 in the wall of the spacer 39 into an outer recess 66 and from there via line 67 to the outside or back into the tank. The line 67 here represents the connection P 5.

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 (Figur 2) angeordnet, um einen zu starken Druckab­fall des Potentials P 4 zu verhindern. Hinter der Konstantdrossel 70 wird das Kühlmedium über die nur angedeuteten Leitungen 71 und 72 (Figur 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.The potential P 4 is also conducted into the cylinder 13 via the line 58. To cool the extrusion die 7, the medium supplied via the line 58 into the cylinder space 13 is pressed through a transverse bore 68 in the piston rod 11 into the longitudinal bore 69 running in the axis of the piston rod 11. A constant throttle 70 (FIG. 2) is again arranged in the bore 69 in order to prevent the pressure P 4 from dropping excessively. Behind the constant throttle 70, the cooling medium is led via the only indicated lines 71 and 72 (FIG. 2) through the extrusion die 7 and from there back into the line 73, which ends in a transverse bore 74 in the piston rod 11. If necessary, the transverse bore 74 can open into a circumferential groove 75. The line 73 is closed at its end opposite the transverse bore 74 with a line plug 76. The coolant passes through the transverse bore 74 into the space between the piston rod 12 and the piston rod 11 and can thus return to the connection P 5 via the line 62 in the manner already described.

Die Lage der Einrichtung im Raum ist vorzugsweise die wie in Figur 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.The location of the device in the room is preferably as shown in Figures 1 and 2. However, such a location is only advantageous, but not mandatory. In principle, any position can be taken up by the facility.

Ist ein Werkstück fertig bearbeitet und die Einrichtung wieder in der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage zurückgefahren, so kann der Ausstoß­zylinder 28 betätigt werden, so daß mittels des Ausstoßers 29 das Werkstück aus der Fertigformmatrize 1 ausgestoßen wird. Der Ausstoß­zyliner 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.If a workpiece is finished and the device is moved back to the starting position shown in FIG. 1, the ejection cylinder 28 can be actuated so that the workpiece is ejected from the finished form die 1 by means of the ejector 29. The ejection cylinder 28 with the ejector 29 can be of any type. The entire facility as such can, for example, on the Traverse can be connected to an arbitrarily designed stand, so that the device can be fastened to a foundation or to other machines or machine groups. The means with which the entire device is attached to any other assembly or on a foundation are not the subject of the invention. Their design is at the discretion of the average professional.

In Figur 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 beispielswiese erforderlich, um immer unterhalb der Entfestigungsge­schwindigkeit zu bleiben und damit die Stauchkräfte zu reduzieren.FIG. 3 shows a hydraulic circuit diagram of a hydraulic device with which the device according to the invention could be operated. A three-phase motor MO drives the control pumps HP 1 and HP 2, each of which has an electric solenoid YHP 1 and YHP 2. The electrical solenoids YHP 1 and YHP 2 mentioned can e.g. are controlled by a machine control, not shown, so that the delivery rates of the control pumps HP 1 and HP 2 can be regulated in any way during operation. This is important in order to regulate the travel speed of the working tools, which depends on the delivery capacity of these pumps, in the desired manner during operation, for example according to an exponential function, such that the travel speed slows down as the travel path progresses according to this exponential function. Such regulation is necessary, for example, in order to always remain below the softening speed and thus to reduce the compression forces.

Die Pumpen HP 1 und HP 2 sind weiterhin jeweils über eine sogenannte Druckabschneidung AHP 1 und AHP 2 gesichert.The pumps HP 1 and HP 2 are still secured by a so-called pressure cut-off AHP 1 and AHP 2.

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 Werkstückwechsel­zeit wird der Füllungszustand der genannten Hydraulikspeicher ergänzt. Gefüllt wird der Hydraulikspeicher HSP 1 dadurch, daß die entsprechen­den Vorspannventilen zugeordeneten Steuerventile in entsprechende Schaltstellung gebracht werden. Nach dem Schaltplan Figur 3 müssen die Magnete der zugeordneten Steuerventile Y 1.1 und Y 1.2 in der darge­stellten 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.The hydraulic system has two hydraulic accumulators HS 1 and HS 2, which determine the potentials P 3 and P 4 and supply the cooling circuit of the tools via the throttles 60, 70. The filling status of the hydraulic accumulators mentioned is supplemented during the workpiece changing time. The hydraulic accumulator HSP 1 is filled in that the control valves assigned to the corresponding preload valves are brought into the corresponding switching position. According to the circuit diagram in FIG. 3, the magnets of the assigned control valves Y 1.1 and Y 1.2 must remain in the switching position shown. This is the switch position that they assume when the power is off. The corresponding switching magnet Y 1.0 and Y 1.3, on the other hand, have to be switched in reverse, i.e. brought into the switching state which they assume when a corresponding voltage is applied. This means, for example, that the control pressure is no longer present due to the switching of Y 1.3, so that the associated valve can flow through.

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.The hydraulic accumulator HSP 2 is filled by switching the magnets Y 2.0 and Y 2.1, while magnet Y 2.2 remains in the rest position shown.

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 HS 2 wird überwacht durch die Druck­schalter SP 4 bzw. SP 3.The proportional magnet YHP 1 on the control pump HP 1 can receive a setpoint for the filling quantity via a control. The pressure status of the hydraulic accumulators HS 1 and HS 2 is monitored by the pressure switches SP 4 and SP 3.

Zur Durchführung der notwendigen Arbeitsbewegung muß die Regel­pumpe 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 Druckbegrenzungs­ventil 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 zuge­ordneten 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 Figur 2 erreicht. Die Kolbenstange 11 fährt nun weiter. Hierzu wird dem Proportional­magnet YHP 2 ein entsprechender Sollwert zur Einstellung der Förder­leistung der Pumpe HP 2 vorgegeben und es wird der Schaltmagnet Y 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 25 und die Gegenfläche 26 gegeneinander liegen, so erfolgt eine Umschal­tung. 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 Figur 3 dargestellt ist. Hierdurch werden die Kolbenstangen 12 und 11 weiter ausgefahren mit einer Geschwindigkeit, die von der Förderleistung der Pumpem HP 1 und HP 2 abhängt. Diese Förderleistung wird über die Proportionalmagnete Y HP 1 und Y HP 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.To carry out the necessary work movement, the control pump HP 1 must work with a certain delivery rate. This is controlled as a setpoint via the proportional magnet YHP 1. The switching magnets Y 1.0 and Y 1.3 are also switched, while the switching magnets Y 1.1 and Y 1.2 remain in their zero position. As a result, the pump HP 1 pumps oil into the line P 1, the pressure of which is limited by the pressure relief valve HP 1. As a result, the piston rod 12 of the cylinder 14 extends, thereby dragging the piston rod 11 of the cylinder 13 with it. Here, the pressure relief valve AP 1 is set so that when the piston rod 12 comes to rest with the end face 51 on the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18, the piston rods 17 and 18 do not enter their associated cylinders 19 and 20 can be pushed in. The force generated jointly by the piston rods 17 and 18 must therefore be greater than the counterforce exerted by the piston rod 12. The piston rod 12 thus comes to a standstill as soon as the end face 51 of the support piece 47 bears against the end faces 21 and 22 of the piston rods 17 and 18. A position according to FIG. 2 is then reached. The piston rod 11 now moves on. For this purpose, the proportional magnet YHP 2 is given a corresponding setpoint for setting the delivery rate of the pump HP 2 and the switching magnet Y 2.0 and Y 2.2 switched, while Y 2.1 remains in the rest position. If the distance 52 is now traveled through, so that the inner stop surface 25 and the counter surface 26 lie against one another, a switchover takes place. The control magnets Y 1.1 and Y 1.2 are then switched to the active position. This is the other position than that shown in Figure 3. As a result, the piston rods 12 and 11 are extended further at a speed which depends on the delivery capacity of the pumps HP 1 and HP 2. This delivery rate is regulated by the proportional magnets Y HP 1 and Y HP 2 by the machine control, not shown, in the desired manner. As a result, the distance 53 is passed together as an upsetting path by the extrusion die 7 and the annular piston 10. Then the workpiece has received the desired compression and the entire circuit falls back to the zero position. It should be noted that the corresponding pressure cut-offs limit the forces which occur as the route 53 is traversed.

In der bisher beschriebenen Einrichtung wurden zur Hubbegrenzung die Kolbenstange 17 und 18 benutzt. Diese äußeren Anschläge können jedoch auch nach innen verlegt werden, wie dies Figur 4 zeigt. Dort ist auf die Kolbenstangen 17 und 18 mit zugehörigen Zylindern 19 und 20 vollständig verzichtet. Stattdessen wird der Distanzbuchse 39.1 ein Freiraum 79 verschafft, so daß diese innerhalb dieses Freiraumes einen entsprechenden Hub ausführen kann. Das Potential P3 ist auf der Seite des Hubanschlages 77 in den Zylinderraum des Betätigungszylinders 14 geführt und schiebt die Distanzbuchse 39.1 gegen den inneren Anschlag 78. In dieser Stellung bildet sie einen ersten Anschlag 80 für die Kolbenfläche 81 des Kolbens 38. Wird P3 entlastet, kann der Kolben 38 die Distanzbuchse 39.1 verschieben bis gegen den Hubanschlag 77, der über die Länge der Distanzbuchse 39.1 die Endlage für den Kolben 38 bestimmt.In the device described so far, the piston rods 17 and 18 were used to limit the stroke. However, these outer stops can also be moved inwards, as shown in FIG. 4. There, the piston rods 17 and 18 with associated cylinders 19 and 20 are completely dispensed with. Instead, the spacer 39.1 is given a free space 79 so that it can execute a corresponding stroke within this free space. The potential P3 is guided on the side of the stroke stop 77 into the cylinder space of the actuating cylinder 14 and pushes the spacer 39.1 against the inner stop 78. In this position it forms a first stop 80 for the piston surface 81 of the piston 38. If P3 is relieved, it can the piston 38 move the spacer 39.1 up to the stroke stop 77, which determines the end position for the piston 38 over the length of the spacer 39.1.

Liste der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

  • 1 Fertigformmatrize, Hartmetall1 preformed die, hard metal
  • 2 Schaftbereich2 shaft area
  • 3 erweiterter Schaftbereich3 extended shaft area
  • 4 Rohling (zylindrisches Werkstück)4 blank (cylindrical workpiece)
  • 5 Tellerbereich5 plate area
  • 6 Stempelführungsbuchse6 punch guide bush
  • 7 Fließpreßstempel7 extrusion dies
  • 8 Stützrahmen (oberer Riegel)8 support frames (upper latch)
  • 9 zylindrischer Führungsbereich9 cylindrical guide area
  • 10 Ringkolben10 ring pistons
  • 11 Kolbenstange11 piston rod
  • 12 Kolbenstange12 piston rod
  • 13 Betätigungszylinder13 actuating cylinders
  • 13ʹ Gehäuse (Zylinderrohr mit Flansch und Deckel)13ʹ housing (cylinder tube with flange and cover)
  • 14 Betätigungszylinder14 actuating cylinders
  • 14ʹ Gehäuse (Zylinderrohr)14ʹ housing (cylinder tube)
  • 15 Traverse15 traverse
  • 16 Zuganker16 tie rods
  • 17 Kolbenstange17 piston rod
  • 18 Kolbenstange18 piston rod
  • 19 fluidbetätigter Zylinder19 fluid operated cylinders
  • 20 fluidbetätigter Zylinder20 fluid operated cylinders
  • 21 Stirnfläche21 end face
  • 22 Stirnfläche22 end face
  • 23 Mitnehmerring23 drive ring
  • 24 Gegenstück24 counterpart
  • 25 innere Anschlagfläche25 inner stop surface
  • 26 Gegenfläche26 counter surface
  • 27 zentrale Bohrung27 central hole
  • 28 Ausstoßzylinder28 ejection cylinders
  • 29 Ausstoßer29 ejectors
  • 30 Distanzscheibe30 spacer
  • 31 Büchse31 rifle
  • 32 Kühlkanäle32 cooling channels
  • 33 Arbeitsraum33 workspace
  • 34 Haltering34 retaining ring
  • 35 Druckanschlüsse35 pressure connections
  • 36 Zwischenplatte36 intermediate plate
  • 37 Kolben37 pistons
  • 38 Kolben38 pistons
  • 39 Distanzbuchse39 spacer
  • 39.1Distanzbuchse39.1 Distance socket
  • 40 Abdeckring40 cover ring
  • 41 Buchse (obere Führungsbuchse der inneren Kolbenstange)41 bushing (upper guide bushing of the inner piston rod)
  • 42 Buchse (untere Bührungsbuchse der inneren Kolbenstange)42 bushing (lower contact bushing of the inner piston rod)
  • 43 Bohrung43 hole
  • 44 Schaftstück44 shaft piece
  • 45 Ausgleichsscheibe45 shim
  • 46 Distanzring46 spacer ring
  • 47 Tragstück47 support piece
  • 48 Ausnehmung (Zentrierbohrung)48 recess (center hole)
  • 49 Haltering49 retaining ring
  • 50 Bohrung50 hole
  • 51 Stirnfläche51 end face
  • 52 Abstand (Fließpreßweg)52 distance (extrusion path)
  • 53 Abstand (Stauchweg)53 distance (compression path)
  • 54 Stirnfläche54 end face
  • 55 Anschlagfläche55 abutment surface
  • 56 Kontermutter56 lock nut
  • 57 Leitung57 line
  • 58 Leitung58 line
  • 59 Leitung59 line
  • 60 Drossel60 choke
  • 61 Leitung61 line
  • 62 Leitung62 management
  • 63 Ausnehmung63 recess
  • 64 Freiraum64 free space
  • 65 Bohrung65 hole
  • 66 äußere Ausnehmung66 outer recess
  • 67 Leitung67 line
  • 68 Querbohrung68 cross hole
  • 69 Längsbohrung69 longitudinal bore
  • 70 Konstantdrossel70 constant throttle
  • 71 Leitung71 management
  • 72 Leitung72 line
  • 73 Leitung73 management
  • 74 Querbohrung74 cross hole
  • 75 Umfangsrille75 circumferential groove
  • 76 Leitungsstopfen76 cable plugs
  • 77 Hubanschlag77 stroke stop
  • 78 innerer Anschlag78 inner stop
  • 79 Freiraum79 Free space
  • 80 Anschlag80 stop
  • 81 Kolbenfläche81 piston surface
HydraulikpotentialeHydraulic potentials

  • P¹ führt den äußeren ZylinderP¹ guides the outer cylinder
  • P² führt den inneren ZylinderP² guides the inner cylinder
  • P³ spannt die Anschlagzylinder 19 und 20 bzw. die Distanzbuchse 39.1 vorP³ prestresses the stop cylinders 19 and 20 or the spacer 39.1
  • P⁴ spannt den inneren und äußeren Zylinder vorP⁴ preloads the inner and outer cylinders
  • P⁵ spannt den Rückfluß zum Tank vorP⁵ biases the return flow to the tank
  • P⁴ über die Drosseln 60 und 70 mit P⁵ verbunden (Kühlkreislauf)P⁴ connected to P⁵ via throttles 60 and 70 (cooling circuit)

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Tellerventilkopfes durch Fließ­pressen 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.1. A method for producing a poppet valve head by extrusion of the stem and hot forming of the plate, characterized in that a finished form die (1) in the stem area (2) and extended stem area (3) of a heated and cut blank (4) by extrusion and the plate area (5) is filled by immediately subsequent upsetting. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Fließpressens der Rohling (4) von einer Stempelführungsbuchse (6) eines Fließpreßstempels (7) geführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that during the extrusion of the blank (4) of a punch guide bush (6) of an extrusion die (7) is guided. 3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchgeschwindigkeit während des Stauchvorganges geregelt wird, derart, daß die Stauchgeschwindig­keit immer unterhalb der Entfestigungsgeschwindigkeit des zu stauchenden Werkstoffes bleibt.3. The method according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the upsetting speed is regulated during the upsetting process, such that the upsetting speed always remains below the softening rate of the material to be upsetted. 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 Telllerventilkopf mit einem zylindrischen Führungsbereich (9) auf der Tellerseite sowie durch einen kraftbetätigten Ringkolben (10), der in den Führungs­bereich (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.4. Device for performing the method according to at least one of claims 1 to 3, characterized by a in a support frame (8) arranged die (1) for the poppet valve head with a cylindrical guide region (9) on the plate side and by a power-operated annular piston (10 ), which fits into the guide area (9) and in the interior of which a blank (4) is inserted on a coaxially arranged, power-operated extrusion die (7), the extrusion die (7) being axially displaceable both together with the annular piston (10) and also is axially displaceable relative to this. 5. Einrichtung mindestens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (10) als Teil der Stempelführungsbuchse (6) für den koaxial eingesetzten Fließpreßstempel (7) dient.5. Device at least according to claim 4, characterized in that the annular piston (10) serves as part of the stamp guide bushing (6) for the coaxially used extrusion stamp (7). 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.6. Device at least according to claim 5, characterized in that both the annular piston (10) and the extrusion die (7) are designed as interchangeable inserts on associated piston rods (11, 12) of coaxially nested actuating cylinders (13, 14). 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.7. Device according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that the actuating cylinders (13, 14) are carried by a crossmember (15) which is connected to the support frame (8) via tie rods (16). 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.8. Device according to at least one of claims 4 to 7, characterized in that an adjustable stop is provided which allows the piston rod (12) and thus the stamp guide bushing (6) with the annular piston (10) attached to it to be retracted into two different end positions . 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.9. Device at least according to claim 8, characterized in that the piston rod (17, 18) of at least one fluid-actuated cylinder (19, 20) is used as the adjustable stop, the end face (21, 22) of which, when the piston rod is extended, has a stop for a first end position forms. 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.10. The device according to at least one of claims 4 to 9, characterized in that the piston rod (12) has a driver (23) which cooperates with a counterpart (24) assigned to the piston rod (11). 11. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) eine innnere Anschlag­fläche (25) für eine entsprechende Gegenfläche (26) der Kolben­stange (11) aufweist.11. The device according to at least one of claims 4 to 10, characterized in that the piston rod (12) has an inner stop surface (25) for a corresponding counter surface (26) of the piston rod (11). 12. Einrichtung mindestens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als verstellbarer Anschlag eine die Kolbenstange 12 umfassende Distanzbuchse (39.1) vorgesehen ist, die im Betätigungszylinder (14.1) zwischen zwei Anschlägen, die den gewünschten Hub der Distanzbuchse (39.1) begrenzen, verschiebbar angeordnet ist.12. The device at least according to claim 8, characterized in that a spacer bushing (39.1) comprising the piston rod 12 is provided as an adjustable stop, which is displaceably arranged in the actuating cylinder (14.1) between two stops which limit the desired stroke of the spacer bushing (39.1) is.
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