EP1053801A2 - Hydraulische Schliessvorrichtung zum Querfliesspressen von Werkstücken - Google Patents

Hydraulische Schliessvorrichtung zum Querfliesspressen von Werkstücken Download PDF

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EP1053801A2 EP00109492A EP00109492A EP1053801A2 EP 1053801 A2 EP1053801 A2 EP 1053801A2 EP 00109492 A EP00109492 A EP 00109492A EP 00109492 A EP00109492 A EP 00109492A EP 1053801 A2 EP1053801 A2 EP 1053801A2
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hydraulic
piston
die
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press ram
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Thorsten Dipl.-Ing. Kretz
Klaus Prof. Dr.-Ing. Siegert
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    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/12—Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic locking device for cross extrusion of workpieces, with two relative mutually movable and closable Die halves and two at equal speeds movable relative to the closed die halves Press rams, with a first hydraulic piston on which the first die half is arranged in an axial movable first hydraulic cylinder on which the first Press ram is arranged, and a second Hydraulic pistons in a fixed second Store the pressure medium cylinder so that it can move.
  • a known device for producing a Workpiece by extrusion according to DE-OS 28 19 167 has a fixed lower support plate and upper support plate on a vertically movable press ram is arranged. Are located on the carrier plates opposing stamp, between which a Blank can be picked up. Store on the stamps sliding ring pistons, those of carrier plate-bound Cylinders are surrounded. Pressure chambers formed in it lead to diaphragm accumulators in which oil is compressed Gas is under pressure. Are on the ring piston Arranged die halves.
  • the upper one Carrier plate by means of a press ram without force first lowered until the stamp on the Face of the blank and the matrices together issue.
  • the upper carrier plate then moves under force further down so that the blank is axially compressed and radially into the cavity formed by the matrices is ousted.
  • the ring pistons displace this pressure medium located in the pressure chambers in the Membrane accumulator.
  • everyone in the same direction moving piston is halfway there Carrier plate back at half their speed. in the The result is a symmetrically pressed workpiece.
  • a first disadvantage is that the vertical Location of the removal level from that of the loading level differs. In addition to a large Tappet travel also requires a lot of energy.
  • the separate setting of the Closing force which has a negative impact on reliability.
  • the invention has for its object a to provide generic device for extrusion, which avoids the disadvantages mentioned above.
  • the hydraulic locking device for cross extrusion of workpieces has two relatively movable and lockable die halves and two at equal speeds relative to the closed ones Die halves movable ram, with a first Hydraulic piston on which the first die half is arranged is in an axially movable first hydraulic cylinder which the first stamp is arranged, and a second Hydraulic pistons in a fixed second Mount the hydraulic cylinder so that it can move.
  • the second die half is fixed in space, during the second press ram attached to the second hydraulic piston is, which in cross extrusion by one of the first Hydraulic piston displaceable pressure medium can be acted upon is.
  • Both hydraulic pistons have the same piston surfaces.
  • the first hydraulic cylinder is attached to a press ram second die arranged on the second hydraulic cylinder. Both hydraulic cylinders are closed via a pressure line connected to a pressure system that can be fed with pressure medium.
  • the invention is based on a Embodiment explained in more detail.
  • the one in the drawing shown device has a vertically movable upper tool half 2 and a fixed lower one Tool half 4 on.
  • the core of the upper tool half 2 forms one Pressure cylinder 6, one as a support plate 8 trained upper end, one of the Support plate 8 downwardly extending jacket 10 and a ring shoulder extending inwards at the lower end Owns 12.
  • A extends in the cylinder axis A.
  • the support plate 8 arranged stamp carrier 14 on which a Ring piston 16 is slidably guided. Between the Support plate 8 and the lying on the annular shoulder 12 Annular piston 16, a pressure chamber 18 is formed.
  • a down Directed stamp 20 At the free underside of the stamp carrier 12 is a down Directed stamp 20 arranged.
  • At the bottom of the Ring piston 16 sits an annular upper die half 22.
  • the support plate 8 is on the top with a vertically movable press ram 24 connected.
  • the core of the lower tool half 4 forms one Pressure cylinder 26, one as a support plate 28 trained lower end, one of the Support plate 28 upwardly extending jacket 30 and a perforated upper end 32 has.
  • Cylinder axis B which is aligned with cylinder axis A, extends a arranged on the support plate 28 Ejector cylinder 34, on which a downward open Pot-shaped piston 36 is slidably guided.
  • a pressure chamber 38 trained between the support plate 28 and the annular piston 36 .
  • Stamp carrier 38 arranged one up directed stamp 40 carries. Coaxial to the opening of the upper end face 32 carries an annular Half of the die 42.
  • the pressure chambers 18 and 38 of the two hydraulic cylinders 6 and 26 are connected by a pressure line 44 connected and by a common pressure source 46 am Start with before starting the first use of the device Pressure medium. Then the hydraulic works Locking device as a self-contained system and must can no longer be supplied with pressure medium. Between the Stamp 40 of the lower tool half 4 and the stamp of upper tool half 2 is a cylindrical blank 48 added.
  • the mode of action is as follows:
  • the upper tool half 2 For cross extrusion of the inserted workpiece 48 the upper tool half 2 through the press ram 24 after drove down, so that the stamp 20 to the first Workpiece 48 and the upper die half 22 to the lower Place die half 42.
  • Tool 2 continues to follow below, the upper punch 20 presses the workpiece 48 against the lower punch 40, while the fixed lower one Die half 42 the upper die half 22 from below presses on the annular piston 16 so that the pressure chamber 18th downsized, making part of what is inside Pressure medium via the pressure line 44 into the pressure space 38 of the pressure medium cylinder 26 is displaced. Thereby again the lower punch 40 moves with the same Speed up with which the upper stamp 20 moved down.
  • the invention was a hydraulic Closing device created at the same Loading and unloading level by a short Ram travel, low energy consumption and safe closing is marked.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschließbaren Matrizenhälften (22, 42) und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbaren Preßstempeln, wobei ein erster Hydraulikkolben (16), an dem die erste Matrizenhälfte (22) angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder (6), an dem der erste Preßstempel (20) angeordnet ist, verschiebbar lagert, und ein zweiter Kolben (36) in einem raumfesten zweiten Hydraulikzylinder (26) verschiebbar lagert. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Matrizenhälfte (42) raumfest angeordnet ist, während der zweite Preßstempel (40) am zweiten Hydraulikkolben (36), der beim Querfließpressen des Werkstückes durch ein vom ersten Hydraulikkolben (16) verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist, sitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschließbaren Matrizenhälften und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den verschlossenen Matrizenhälften bewegbaren Preßstempeln, wobei ein erster Hydraulikkolben, an dem die erste Matrizenhälfte angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder, an dem der erste Preßsstempel angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben in einem raumfesten zweiten Druckmittelzylinder verschiebbar lagern.
Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstückes durch Fließpressen gemäß DE-OS 28 19 167 weist eine raumfeste untere Trägerplatte und obere Trägerplatte auf, die an einem vertikal beweglichen Pressenstößel angeordnet ist. An den Trägerplatten befinden sich gegeneinander gerichtete Stempel, zwischen denen ein Rohteil aufnehmbar ist. Auf den Stempeln lagern verschiebbare Ringkolben, die von trägerplattengebundenen Zylindern umgeben sind. Darin ausgebildete Druckkkammern führen an Membranspeicher, in denen Öl durch komprimiertes Gas unter Druck steht. Auf den Ringkolben sind Matrizenhälften angeordnet.
Nach dem Einsetzen des Rohlings wird die obere Trägerplatte mittels eines Pressenstößels ohne Kraft zunächst soweit nach unten gefahren, bis die Stempel an den Stirnseiten des Rohlings und die Matrizen aneinander anliegen. Danach fährt die obere Trägerplatte unter Kraft weiter nach unten, so daß der Rohling axial gestaucht und radial in den durch die Matrizen gebildeten Hohlraum verdrängt wird. Gleichzeitig verdrängen die Ringkolben das in den Druckkammern befindliche Druckmittel in die Membranspeicher. Jeder der sich in gleicher Richtung bewegenden Kolben legt dabei den halben Weg der Trägerplatte mit deren halber Geschwindigkeit zurück. Im Ergebnis liegt ein symmetrisch verpreßtes Werkstück vor. Ein erster Nachteil besteht darin, daß sich die vertikale Lage der Entnahmeebene von der der Beschickungsebene unterscheidet. Darüber hinaus ist neben einem großen Stößelweg auch ein hoher Energieaufwand erforderlich. Schließlich bedarf es der separaten Einstellung der Schließkraft, was die Zuverlässigkeit negativ beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Fließpressen zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken besitzt zwei relativ zueinander bewegbare und miteinander verschließbare Matriezenhälften und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbare Preßstempel, wobei ein erster Hydraulikkolben, an dem die erste Matrizenhälfte angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder, an dem der erste Stempel angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben in einem raumfesten zweiten Hydraulikkzylinder verschiebbar lagern. Erfindungsgemäß ist die zweite Matrizenhälfte raumfest angeordnet, während der zweite Preßstempel am zweiten Hydraulikkolben befestigt ist, welcher beim Querfließpressen durch ein vom ersten Hydraulikkolben verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist.
Beide Hydraulikkolben weisen gleiche Kolbenflächen auf. Der erste Hydraulikzylinder ist an einem Pressenstößel, die zweite Matrize am zweiten Hydraulikzylinder angeordnet. Beide Hydraulikzylinder sind über eine Druckleitung zu einem mit Druckmittel speisbaren Drucksystem verbunden.
Befindet sich der erste Preßstempel samt erstem Hydraulikzylinder, in dem der erste Hydraulikkolben samt erster Matrizenhälfte geführt ist, in einer vom zweiten Preßstempel und der zweiten Matrizenhälfte entfernten Einlegeposition, kann auf diesen bzw. in diese ein Rohteil eingelegt werden. Ist dies geschehen, wird der erste Hydraulikzylinder mittels Prerssenstößel kraftfrei in Richtung des zweiten Hydraulikzylinders verfahren, bis der am ersten Hydraulikzylinder befestigte erste Preßstempel am Rohteil und die an ersten Hydraulikkolben des ersten Hydraulikzylinders angeordnete erste Matrizenhälfte an der raumfesten zweiten Matrizenhälfte anliegt. Daraufhin beginnt das eigentliche Querfließpressen, indem sich der erste Hydraulikzylinder unter dem Einfluß einer nunmehr aufgebrachten Preßkraft weiter in Richtung des zweiten Hydraulikzylinders bewegt, wobei
  • der erste Preßstempel das Werkstück axial zu stauchen beginnt,
  • die raumfeste zweite Matrizenhälfte gleichzeitig die am ersten Hydraulikkolben des ersten Hydraulikzylinders angeordnete zweite Matrizenhälfte unter Verdrängung eines unter Druck stehenden Druckmittels in den ersten Hydraulikzylinder hineinzuverdrängen beginnt, und
  • das verdrängte Druckmittel gleichzeitig den am zweiten Hydraulikkolben angeordneten zweiten Preßstempel in Richtung des ersten Preßstempels zu bewegen beginnt.
Bei Aufrechterhaltung der Preßkraft setzt sich das Stauchen des Werkstückes von beiden Seiten her derart fort, daß dessen Werkstoff schließlich in den von beiden Matrizenhälften gebildeten Hohlraum ausweicht. Gleiche Kolbenflächen sichern einen symmetrischen Umformvorgang. Der zweite Preßstempel bewegt sich in bezug auf die raumfeste zweite Matrizenhälfte mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der die am ersten Hydraulikkolben angeordnete erste Matrizenhälfte in bezug auf den am ersten Hydraulikzylinder angeordneten ersten Preßstempel verdrängt wird. Aufgrund des Aufeinanderzubewegens zweier beweglicher Preßstempel halbiert sich gegenüber dem Stand der Technik der Stößelweg. Der Systemdruck ist von dem Widerstand abhängig ist, den der zweite Preßstempel erfährt. Die aufgebrachte Schließkraft entspricht immer der erforderlichen Preßkraft. Ein Öffnen der Matrizenhälften ist nicht möglich. Der Energiebedarf entspricht immer der für den Umformprozeß erforderlichen Energie. Energieverluste durch das Aufbringen der Schließkraft werden vermieden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine vertikal bewegbare obere Werkzeughälfte 2 und eine raumfeste untere Werkzeughälfte 4 auf.
Den Kern der oberen Werkzeughälfte 2 bildet ein Druckmittelzylinder 6, der eine als Tragplatte 8 ausgebildete obere Stirnseite, einen sich von der Tragplatte 8 nach unten erstreckenden Mantel 10 und eine sich am unteren Ende nach innen erstreckende Ringschulter 12 besitzt. In der Zylinderachse A erstreckt sich ein an der Tragplatte 8 angeordneter Stempelträger 14, auf dem ein Ringkolben 16 verschiebbar geführt ist. Zwischen der Tragplatte 8 und dem auf der Ringschulter 12 aufliegenden Ringkolben 16 ist ein Druckraum 18 ausgebildet. An der freien Unterseite des Stempelträgers 12 ist ein nach unten gerichteter Stempel 20 angeordnet. An der Unterseite des Ringkolbens 16 sitzt eine ringförmige obere Matrizenhälfte 22. Die Tragplatte 8 ist an der Oberseite mit einem vertikal bewegbaren Pressenstößel 24 verbunden.
Den Kern der unteren Werkzeughälfte 4 bildet ein Druckmittelzylinder 26, der eine als Tragplatte 28 ausgebildete untere Stirnseite, einen sich von der Tragplatte 28 nach oben erstreckenden Mantel 30 und eine durchbrochene obere Stirnseite 32 besitzt. In der Zylinderachse B, die mit der Zylinderachse A fluchtet, erstreckt sich ein an der Tragplatte 28 angeordneter Auswerferzylinder 34, auf dem ein nach unten offener topfförmiger Kolben 36 verschiebbar geführt ist. Zwischen der Tragplatte 28 und dem Ringkolben 36 ist ein Druckraum 38 ausgebildet. An der geschlossenen Oberseite des Kolbens 36 ist ein sich in der Zylinderachse B erstreckender und durch die obere Stirnseite 32 hindurchreichender Stempelträger 38 angeordnet, der einen nach oben gerichteten Stempel 40 trägt. Koaxial zur Öffnung der oberen Stirnseite 32 trägt diese eine ringförmige Matrizenhälfte 42.
Die Druckräume 18 und 38 der beiden Hydraulikzylinder 6 und 26 sind durch eine Druckleitung 44 miteinander verbunden und durch eine gemeinsame Druckquelle 46 am Anfang vor Beginn des ersten Einsatzes der Vorrichtung mit Druckmittel befühlt. Anschließend arbeitet die hydraulische Schließvorrichtung als geschlossenes System autark und muß nicht mehr mit Druckmittel gespeist werden. Zwischen dem Stempel 40 der unteren Werkzeughälfte 4 und dem Stempel der oberen Werkzeughälfte 2 ist ein zylindrisches Rohteil 48 aufgenommen.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Zum Querfließpressen des eingelegten Werkstückes 48 wird die obere Werkzeughälfte 2 durch den Pressenstößel 24 nach unten gefahren, so daß sich zunächst der Stempel 20 an das Werkstück 48 und die obere Matrizenhälfte 22 an die untere Matrizenhälfte 42 anlegen. Fährt das Werkzeug 2 weiter nach unten, drückt der obere Stempel 20 das Werkstück 48 gegen den unteren Stempel 40, während die raumfeste untere Matrizenhälfte 42 die obere Matrizenhälfte 22 von unten her an den Ringkolben 16 drückt, so daß sich der Druckraum 18 verkleinert, wodurch ein Teil des darin befindlichen Druckmittels über die Druckleitung 44 in den Druckraum 38 des Druckmittelzylinders 26 verdrängt wird. Dadurch wiederum bewegt sich der untere Stempel 40 mit der gleichen Geschwindigkeit nach oben, mit der sich der obere Stempel 20 nach unten bewegt. Durch den Gleichlauf der Stempel in bezug auf die in ihrer räumlichen Lage unveränderten Matrizenhälften erfährt das Werkstück eine symmetrische Umformung, die sich aus axialer Verdichtung und radialer Verdrängung in die von den Matrizenhälften gebildeten Hohlraum zusammensetzt. Nach abgeschlossenem Umformvorgang führt der Pressenstößel 24 die obere Werkzeughälfte 2 wieder nach oben, wobei sich der Ringkolben 16 wieder auf der Ringschulter 12 abstützt und der untere Stempel wieder nach unten fährt. Das Werkstück kann nun in der gleichen Ebene entnommen werden, in der es eingelegt worden ist. Dieser Vorteil kommt vor allem bei automatischer Werkstückhandhabung zum Tragen.
Insgesamt wurde mit der Erfindung eine hydraulische Schließvorrichtung geschaffen, die bei gleicher Beschickungs- und Entnahmeebene durch einen kurzen Stößelweg, geringen Energieverbrauch und sicheres Schließen gekennzeichnet ist.

Claims (5)

  1. Hydraulische Schließvorrichtung zum Querfließpressen von Werkstücken, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschließbaren Matrizenhälften (22, 42) und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbaren Preßstempeln, wobei ein erster Hydraulikkolben (16), an dem die erste Matrizenhälfte (22) angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder (6), an dem der erste Preßstempel (20) angeordnet ist, und ein zweiter Hydraulikkolben (36) in einem raumfesten zweiten Hydraulikzylinder (26) verschiebbar lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Matrizenhälfte (42) raumfest und der zweite Preßstempel (40) am zweiten Hydraulikkolben (36) angeordnet ist, der beim Querfließpressen des Werkstückes durch ein vom ersten Hydraulikkolben (16) verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hydraulikkolben (16, 36) gleiche Kolbenflächen aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikzylinder (6) an einem Pressenstößel (24) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Matrizenhälfte (42) am zweiten Hydraulikzylinder (26) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Hydraulikzylinder (6, 26) über eine Druckleitung (44) zu einem mit Druckmittel speisbaren Drucksystem verbunden sind.
EP00109492A 1999-05-18 2000-05-04 Hydraulische Schliessvorrichtung zum Querfliesspressen von Werkstücken Expired - Lifetime EP1053801B1 (de)

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