EP1073534B1 - Method and apparatus for hot pressing workpieces - Google Patents
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- EP1073534B1 EP1073534B1 EP99913052A EP99913052A EP1073534B1 EP 1073534 B1 EP1073534 B1 EP 1073534B1 EP 99913052 A EP99913052 A EP 99913052A EP 99913052 A EP99913052 A EP 99913052A EP 1073534 B1 EP1073534 B1 EP 1073534B1
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- hot
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- 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
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- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/08—Accessories for handling work or tools
- B21J13/14—Ejecting devices
Definitions
- the present invention relates to a method for hot pressing workpieces and a hot forming machine to carry out this procedure as described in the preambles of independent claims 1 and 4 defined (see e.g. US-A-3 120 769).
- a multi-stage hot forming machine in which the scale in the die of the first forming station is broken off from the workpiece is in Japanese Utility Model No. 2521909 described.
- the flaking of the scale inside the die has the disadvantage that the tinder for the most part again is pressed into the workpiece. This has a worse one Surface quality resulted in what a more extensive Machining post-processing and more machining allowance required makes what the material requirement and thus the Cost per workpiece can be increased.
- hot forming machines where descaling takes place in a separate first forming station he follows.
- a hot forging press is in CH 594 454 described, in which the workpieces outside be pre-compressed by a die, which is also called free diving, the tinder breaks off and falls off the workpieces. That descaled and pre-compressed workpiece is then with a pair of pliers transported to the second forming station and into the die introduced there, in which it is molded.
- JP-A-60030545 is a vertical forming machine for the forming of a workpiece in a closed die known.
- a lowering sled presses first an upper outer stamp in a die against the previous one inserted workpiece. After that, become an upper inner Stamp and a lower inner stamp pressure monitored by pressed into the workpiece at the top or bottom. Ejecting the formed workpiece is finally done by means of of a lower outer stamp.
- An upsetting of the Workpieces outside the die are not intended.
- Descaling is the invention of the based on the following task.
- a procedure has to be created for hot pressing workpieces of the type mentioned at the beginning, in which descaling of the workpieces outside of one Die is made without an additional forming station is needed.
- Claim 4 relates to an inventive Hot forming machine for carrying out the Process. Preferred design variants result from the dependent claims.
- the essence of the invention is that in a method for hot pressing of workpieces, in which a Forging temperature of a heated workpiece outside a die descaled by pre-compression using a stamp and then into one or more matrices in the desired shape is pressed, pre-upsetting and that Molding in the first or only die through the same Press stamp in the same movement cycle of the press stamp he follows.
- a workpiece to be pressed in a single forming station with a single press ram in a movement cycle first outside one Matrix pre-compressed and descaled and then in a matrix be compression molded. Because the descaling outside a matrix, i.e. detached, is done, the chipped Tinder not pressed back into the workpiece, like this that its surface quality is not affected.
- Hot forming machine saved a forming station and also a self-centering tongs is not necessary as the transport to the next one Forming station only after pressing in the die takes place, after which the workpieces have a defined outer contour have.
- the hot pressing process according to the invention thus combines the advantages of the two known, described above Descaling processes without their disadvantages exhibit.
- a preferred embodiment of a hot forming machine for carrying out the method according to the invention at least one die, a corresponding off and retractable ejector and a forward and backward movable Press temple.
- means are available with which the retraction of the extended ejector through the forward moving ram about Workpiece arranged between ejector and ram is so delayed that the workpiece is outside the die is pre-compressible.
- the means of delaying the ejector rebound and the insertion of the workpiece into the die for example hydraulic, pneumatic, mechanical or electromechanical means.
- Hydraulic or pneumatic delay means include in a preferred embodiment, one in one Pressure chamber arranged, directly or indirectly with the ejector connected control piston and means for feeding and discharging liquid or gas into or out of the Pressure chamber.
- the liquid or gas laxatives are formed such that the liquid or gas discharge partially delayed from the pressure chamber and the repulsion of the control piston and the ejector is delayed.
- They advantageously comprise a liquid or Gas discharge line, in which a throttle or a pressure relief valve is arranged, which is only at one certain liquid or gas pressure opens, or with a control pin is opened and closed.
- An advantageous hot forming machine according to the invention with mechanical delay means includes a rotatable Curve for controlling the extension and retraction of the ejector, which are shaped and their rotation with the forward and backward movement of the press stamp is coordinated that the The retracted ejector is pushed back with a delay.
- the illustrated first embodiment of an inventive Hot-forming machine comprises one by means of a Die holder 6 between an anvil 15 and an anvil cover 18 arranged die 5, which for receiving and Compression molding of a workpiece 4 is used.
- the bottom of the die 5 has a hole for an extendable and retractable Ejector 7 on, during the pre-upsetting as a pressing resistor for the adjacent workpiece 4, during compression molding as a shaping part for the workpiece 4 and after the compression molding for pushing out the formed workpiece from the die 5 is used.
- the ejector 7 is with one slidably arranged in a pressure chamber 28
- Control piston 8 connected to a pressure ring 12 for Adjustment of the ejector position is provided.
- the pressure chamber 28 is formed in a clamping ring 13 to which the Die holder 6 screwed on a position wedge 19 is.
- Control piston 8 with an ejector pin 9 and this with an ejector rod 17 connected in a known manner indirectly by means of a curve, not shown, in the direction Die 5 is slidable.
- the ejector pin 9 is in a deposit 14 performed, which also for receiving Serves pressing forces and abuts a pressure plate 16.
- a cooling channel 141 In the backing 14 is a cooling channel 141 and in the ejector pin 9, a cooling channel 91 is arranged, over which one axially extending in the control piston 8 and ejector 7 die hole 10 coolant can be supplied.
- the ejector 7 Outlet openings 11 are provided.
- the clamping ring 13 with a Coolant relief opening 159 provided by leads the anvil 15.
- the clamping ring 13 and the anvil cover 18 are dashed with a shown liquid inlet bore 21 and a liquid outlet bore, also shown in dashed lines 24 provided.
- a liquid supply line 20 is connected, in which a check valve 22 is arranged.
- a liquid discharge line 23 connected in the one to one Pressure of 350 bar insertable throttle 25 for deceleration the liquid outflow from the pressure chamber 28 is arranged is.
- the workpiece 4 is pressed by means of a press ram 1, each in two different positions is shown in half. In the upper position it is still undeformed workpiece 4 between one by means of a Tension spring 3 biased towards the die 5 holding pin 2 and the ejector 7 held.
- the preload on the retaining pin 2 can alternatively also be done by means of air pressure.
- the punch 1 has the workpiece in the lower position 4 pre-compressed and descaled and begins now to push this into the die 5.
- the workpiece 4 is moved forward by the Press stamp 1 pre-compressed in that the ejector 7 due to the resistance of the throttle 25 to fluid drainage from the pressure chamber 28 through the control piston 8 is held in its extended position.
- On easy yielding, i.e. Retracting the ejector 7 during pre-upsetting has no negative impact the descaling and removal of the scale outside of the Die 5.
- the further moving die 1 in the Die 5 pushed, the resistance of the throttle 25th against a liquid drain through the increasing Pressure is overcome, and compression molded there.
- the ejector 7 pushes the mold - driven by the Above-mentioned curve, not shown, over the ejector rod 17, the ejector pin 9 and the control piston 8 - the workpiece 4 out of the die 5 so that it for example, can be taken over by transport tongs can.
- the illustrated second embodiment differs from the first in that in the liquid discharge line 23 instead of a throttle 25, a pressure relief valve 26 is arranged with a control line 27. It can for example a pressure relief valve for up to approx. 350 bar from Bieri, Bern.
- a pressure relief valve 26 is arranged with a control line 27. It can for example a pressure relief valve for up to approx. 350 bar from Bieri, Bern.
- the pressure on the control piston 8 and thus in the Pressure chamber 28 and liquid discharge line 23 so strong increases that the previously closed pressure relief valve 26 is opened via the control line 27 and so liquid can drain off.
- the ejector 7 retracted and the workpiece 4 inserted into the die 5 and molded there.
- the workpiece 4 and the stamp 1 are shown here at the end of the compression molding.
- the pressing of the workpiece 4 is two shown at different times.
- the rear part of the control pin 30 lies on the ejector pin 9 on and its front part closes the liquid discharge line 29 so no liquid from the Pressure chamber 28 can flow away.
- the ejector rod 17 and the control pin 30 then begin to move backward and the workpiece 4 is then moved forward by the Press stamp 1 pre-compressed until finally the situation shown in the lower half of the figure is reached, i.e. the workpiece 4 pre-compressed and descaled and the control pin 30 is immediately in front of it, to open the liquid discharge line 29.
- the ejector rod 17 and the control pin 30 are still moved further backward so that through the liquid discharge line 29 Drain liquid from the pressure chamber 28 can, whereby the control piston 8 and the ejector 7th Direction ejector rod 17 and the workpiece 4 in the die 5 can be pushed.
- the length of the control pin 30 can be selected according to the desired pre-compression path become.
- the control piston 8 and the ejector 7 can be moved backwards on the one hand indirectly controlling the ejector rod 17 Curve be designed so that they have such a backward movement permits, and on the other hand funds must be provided that are responsible for this backward movement.
- the backward movement generated by a spring 32 is the backward movement generated by a spring 32.
- the ejector rod 17 articulated to one over the To couple curve controlled ejector levers so they not only pushed forward by it, but also backwards is pulled.
- the hot forming machine comprises a machine body 130 and a tool block 100 in which a die 105 and an associated extendable and retractable ejector 107, which is essentially the ejector 7 of the first embodiment corresponds, are arranged.
- the ejector 107 is via an ejector pin 109 with an axially displaceable Ejector rod 117 connected.
- One around an axis 152 rotatable ejector lever 150 has a pressure pin 151 for the ejector rod 117 and a freely rotatable roller 153, which abuts a curve 160.
- the ejector lever 150 is biased by means of a tension spring 170, that the roller 153 is constantly on the curve 160.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Warmpressen von Werkstücken und eine Warmumformmaschine
zur Durchführung dieses Verfahrens, wie sie in den Oberbegriffen
der unabhängigen Patentansprüche 1 und 4 definiert
sind (siehe z.B. US-A-3 120 769).The present invention relates to a method
for hot pressing workpieces and a hot forming machine
to carry out this procedure as described in the preambles
of
Beim Warmpressen wird zunächst meist ein zylinderförmiges
Werkstück von einer auf Schmiedetemperatur erhitzten Metallstange
abgeschert. Aufgrund der Erhitzung ist das Werkstück
von einem Zundermantel, d.h. einer Oxidschicht, umgeben,
der bei der Umformung des Werkstücks abplatzt. Für
-die Entzunderung ergeben sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
Eine mehrstufige Warmumformmaschine, bei der der Zunder in der Matrize der ersten Umformstation vom Werkstück abgebrochen wird, ist im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 2521909 beschrieben. Das Abplatzen des Zunders innerhalb der Matrize hat den Nachteil, dass der Zunder zum grössten Teil wieder in das Werkstück gedrückt wird. Dies hat eine schlechtere Oberflächenqualität zur Folge, was eine umfangreichere spanende Nachbearbeitung und mehr Bearbeitungszugabe erforderlich macht, wodurch der Materialbedarf und somit die Kosten pro Werkstück erhöht werden.A multi-stage hot forming machine, in which the scale in the die of the first forming station is broken off from the workpiece is in Japanese Utility Model No. 2521909 described. The flaking of the scale inside the die has the disadvantage that the tinder for the most part again is pressed into the workpiece. This has a worse one Surface quality resulted in what a more extensive Machining post-processing and more machining allowance required makes what the material requirement and thus the Cost per workpiece can be increased.
Diese Nachteile werden durch Warmumformmaschinen vermieden, bei denen das Entzundern in einer separaten ersten Umformstation erfolgt. In der CH 594 454 ist eine solche Heiss-Schmiedepresse beschrieben, bei der die Werkstücke ausserhalb einer Matrize von einem Pressstempel vorgestaucht werden, was auch Freistauchen genannt wird, wobei der Zunder von den Werkstücken abbricht und abfällt. Das entzunderte und vorgestauchte Werkstück wird dann mit einer Transportzange in die zweite Umformstation transportiert und in die dortige Matrize eingeführt, in der es formgepresst wird.These disadvantages are avoided by hot forming machines, where descaling takes place in a separate first forming station he follows. Such a hot forging press is in CH 594 454 described, in which the workpieces outside be pre-compressed by a die, which is also called free diving, the tinder breaks off and falls off the workpieces. That descaled and pre-compressed workpiece is then with a pair of pliers transported to the second forming station and into the die introduced there, in which it is molded.
Auf diese Weise ist zwar gewährleistet, dass der abgeplatzte Zunder nicht wieder in das Werkstück gedrückt wird, doch ist hierzu eine zusätzliche Umformstufe erforderlich. Ausserdem variiert der Aussendurchmesser des vorgestauchten Werkstücks, da die Stauchkraft bereits bei einer leeren benachbarten Umformstation, die beispielsweise nach einem üblichen Fallenlassen der Metallstangenenden im normalen Betrieb auftreten kann, grösser ist als bei vollen benachbarten Umformstationen. Für den Transport des Werkstücks ist daher eine selbstzentrierende Transportzange praktisch unerlässlich. In this way it is guaranteed that the chipped Tinder is not pressed back into the workpiece, however an additional forming stage is required for this. Furthermore the outer diameter of the pre-compressed varies Workpiece, since the compressive force is already at an empty neighboring one Forming station, for example, after a usual drop of metal rod ends in normal Operation may occur, is greater than with full neighboring ones Forming stations. For the transport of the workpiece a self-centering transport tongs is therefore practical essential.
Aus der JP-A-60030545 ist eine Vertikal-Umformmaschine für die Umformung eines Werkstücks in einem geschlossenen Gesenk bekannt. Ein sich senkender Schlitten drückt zunächst einen oberen äusseren Stempel in eine Matrize gegen das zuvor eingelegte Werkstück. Danach werden ein oberer innerer Stempel und ein unterer innerer Stempel drucküberwacht von oben bzw. unten in das Werkstück hineingedrückt. Das Auswerfen des umgeformten Werkstücks erfolgt schliesslich mittels eines unteren äusseren Stempels. Ein Vorstauchen des Werkstücks ausserhalb der Matrize ist nicht vorgesehen.JP-A-60030545 is a vertical forming machine for the forming of a workpiece in a closed die known. A lowering sled presses first an upper outer stamp in a die against the previous one inserted workpiece. After that, become an upper inner Stamp and a lower inner stamp pressure monitored by pressed into the workpiece at the top or bottom. Ejecting the formed workpiece is finally done by means of of a lower outer stamp. An upsetting of the Workpieces outside the die are not intended.
Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Entzunderungsverfahren liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist ein Verfahren zum Warmpressen von Werkstücken der eingangs erwähnten Art, bei dem eine Entzunderung der Werkstücke ausserhalb einer Matrize erfolgt, ohne dass hierzu eine zusätzliche Umformstation benötigt wird.Given the disadvantages of the previously known, described above Descaling is the invention of the based on the following task. A procedure has to be created for hot pressing workpieces of the type mentioned at the beginning, in which descaling of the workpieces outside of one Die is made without an additional forming station is needed.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Warmpressverfahren
gelöst, wie es im unabhängigen Patentanspruch 1
definiert ist. Patentanspruch 4 bezieht sich auf eine erfindungsgemässe
Warmumformmaschine zur Durchführung des
Verfahrens. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich
aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by the hot pressing process according to the invention
solved as in independent claim 1
is defined.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei einem Verfahren zum Warmpressen von Werkstücken, bei dem ein auf Schmiedetemperatur erhitztes Werkstück ausserhalb einer Matrize durch Vorstauchen mittels eines Pressstempels entzundert wird und danach in einer oder mehreren Matrizen in die gewünschte Form gepresst wird, das Vorstauchen und das Formpressen in der ersten bzw. einzigen Matrize durch denselben Pressstempel im selben Bewegungszyklus des Pressstempels erfolgt.The essence of the invention is that in a method for hot pressing of workpieces, in which a Forging temperature of a heated workpiece outside a die descaled by pre-compression using a stamp and then into one or more matrices in the desired shape is pressed, pre-upsetting and that Molding in the first or only die through the same Press stamp in the same movement cycle of the press stamp he follows.
Dank der Erfindung kann ein zu pressendes Werkstück in einer einzigen Umformstation durch einen einzigen Pressstempel in einem Bewegungszyklus zuerst ausserhalb einer Matrize vorgestaucht und entzundert und danach in einer Matrize formgepresst werden. Da die Entzunderung ausserhalb einer Matrize, d.h. freistehend, erfolgt, wird der abgeplatzte Zunder nicht wieder in das Werkstück gedrückt, so dass dessen Oberflächenqualität nicht beeinträchtigt wird. Ausserdem kann im Vergleich zu der in der CH 594 454 beschriebenen Warmumformmaschine eine Umformstation eingespart werden, und auch eine selbstzentrierende Transportzange ist nicht notwendig, da der Transport zur nächsten Umformstation erst nach der Formpressung in der Matrize erfolgt, wonach die Werkstücke eine fest definierte Aussenkontur besitzen. Das erfindungsgemässe Warmpressverfahren vereinigt somit die Vorteile der beiden bekannten, oben beschriebenen Entzunderungsverfahren, ohne deren Nachteile aufzuweisen.Thanks to the invention, a workpiece to be pressed in a single forming station with a single press ram in a movement cycle, first outside one Matrix pre-compressed and descaled and then in a matrix be compression molded. Because the descaling outside a matrix, i.e. detached, is done, the chipped Tinder not pressed back into the workpiece, like this that its surface quality is not affected. In addition, compared to that described in CH 594 454 Hot forming machine saved a forming station and also a self-centering tongs is not necessary as the transport to the next one Forming station only after pressing in the die takes place, after which the workpieces have a defined outer contour have. The hot pressing process according to the invention thus combines the advantages of the two known, described above Descaling processes without their disadvantages exhibit.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Warmumformmaschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst mindestens eine Matrize, einen dazugehörigen aus- und einfahrbaren Auswerfer und einen vor- und rückwärtsbewegbaren Pressstempel. Erfindungsgemäss sind Mittel vorhanden, mit denen das Zurückstossen des ausgefahrenen Auswerfers durch den sich vorwärtsbewegenden Pressstempel über ein zwischen Auswerfer und Pressstempel angeordnetes Werkstück derart verzögerbar ist, dass damit das Werkstück ausserhalb der Matrize vorstauchbar ist.A preferred embodiment of a hot forming machine for carrying out the method according to the invention at least one die, a corresponding off and retractable ejector and a forward and backward movable Press temple. According to the invention, means are available with which the retraction of the extended ejector through the forward moving ram about Workpiece arranged between ejector and ram is so delayed that the workpiece is outside the die is pre-compressible.
Beim Betrieb einer derartigen Warmumformmaschine wird durch den sich vorwärtsbewegenden Pressstempel im selben Bewegungszyklus das Werkstück ausserhalb der Matrize vorgestaucht, in die Matrize geschoben, dort formgepresst und schliesslich durch den Auswerfer wieder aus der Matrize geschoben. Bei einer mehrstufigen Warmumformmaschine wird das Werkstück dann auf bekannte Weise in die nächste Umformstation überführt.When operating such a hot forming machine is by the moving die in the same movement cycle the workpiece is pre-compressed outside the die, pushed into the die, pressed there and finally pushed out of the die by the ejector. With a multi-stage hot forming machine, that will be The workpiece is then transferred to the next forming station in a known manner transferred.
Die Mittel zur Verzögerung des Zurückstossens des Auswerfers und des Einführens des Werkstücks in die Matrize können beispielsweise hydraulische, pneumatische, mechanische oder elektromechanische Mittel sein.The means of delaying the ejector rebound and the insertion of the workpiece into the die for example hydraulic, pneumatic, mechanical or electromechanical means.
Hydraulische oder pneumatische Verzögerungsmittel umfassen bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen in einer Druckkammer angeordneten, direkt oder indirekt mit dem Auswerfer verbundenen Steuerkolben sowie Mittel zum Zuführen und Abführen von Flüssigkeit oder Gas in die bzw. aus der Druckkammer. Die Flüssigkeits- oder Gasabführmittel sind derart ausgebildet, dass die Flüssigkeits- oder Gasabführung aus der Druckkammer teilweise verzögert erfolgt und das Zurückstossen des Steuerkolbens und des Auswerfers verzögert. Sie umfassen vorteilhafterweise eine Flüssigkeitsoder Gasabführleitung, in der eine Drossel oder ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, das sich erst bei einem gewissen Flüssigkeits- oder Gasdruck öffnet, oder die mit einem Steuerstift geöffnet und geschlossen wird.Hydraulic or pneumatic delay means include in a preferred embodiment, one in one Pressure chamber arranged, directly or indirectly with the ejector connected control piston and means for feeding and discharging liquid or gas into or out of the Pressure chamber. The liquid or gas laxatives are formed such that the liquid or gas discharge partially delayed from the pressure chamber and the repulsion of the control piston and the ejector is delayed. They advantageously comprise a liquid or Gas discharge line, in which a throttle or a pressure relief valve is arranged, which is only at one certain liquid or gas pressure opens, or with a control pin is opened and closed.
Eine vorteilhafte erfindungsgemässe Warmumformmaschine mit mechanischen Verzögerungsmitteln umfasst eine rotierbare Kurve zur Steuerung des Aus- und Einfahrens des Auswerfers, die so geformt und deren Rotation so mit der Vor- und Rückwärtsbewegung des Pressstempels koordiniert ist, dass das Zurückstossen des ausgefahrenen Auswerfers verzögert erfolgt.An advantageous hot forming machine according to the invention with mechanical delay means includes a rotatable Curve for controlling the extension and retraction of the ejector, which are shaped and their rotation with the forward and backward movement of the press stamp is coordinated that the The retracted ejector is pushed back with a delay.
Im folgenden werden das erfindungsgemässe Verfahren zum Warmpressen von Werkstücken und die erfindungsgemässe Warmumformmaschine zur Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und anhand von Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 -
- eine Schnittansicht eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Warmumformmaschine mit hydraulischen Verzögerungsmitteln mit einer Drossel während des Vorstauchens;
- Fig. 2 -
- eine Schnittansicht eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Warmumformmaschine mit hydraulischen Verzögerungsmitteln mit einem Druckbegrenzungsventil anstelle der Drossel am Ende des Formpressens;
- Fig. 3 -
- eine Schnittansicht eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Warmumformmaschine mit hydraulischen Verzögerungsmitteln mit einem Steuerstift während des Vorstauchens und
- Fig. 4 -
- eine Schnittansicht eines Teils eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Warmumformmaschine mit mechanischen Verzögerungsmitteln.
- Fig. 1 -
- a sectional view of part of a first embodiment of a hot-forming machine according to the invention with hydraulic delay means with a throttle during pre-upsetting;
- Fig. 2 -
- a sectional view of part of a second embodiment of a hot-forming machine according to the invention with hydraulic delay means with a pressure relief valve instead of the throttle at the end of the compression molding;
- Fig. 3 -
- a sectional view of part of a third embodiment of a hot-forming machine according to the invention with hydraulic delay means with a control pin during pre-upsetting and
- Fig. 4 -
- a sectional view of part of a fourth embodiment of a hot-forming machine according to the invention with mechanical delay means.
Das dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Warmumformmaschine umfasst eine mittels eines
Matrizenhalters 6 zwischen einem Amboss 15 und einem Ambossdeckel
18 angeordnete Matrize 5, die zur Aufnahme und
Formpressung eines Werkstücks 4 dient. Der Boden der Matrize
5 weist eine Bohrung für einen aus- und einfahrbaren
Auswerfer 7 auf, der während des Vorstauchens als Presswiderstand
für das anliegende Werkstück 4, während des Formpressens
als Formgebungsteil für das Werkstück 4 und nach
dem Formpressen zum Herausschieben des umgeformten Werkstücks
aus der Matrize 5 dient. Der Auswerfer 7 ist mit
einem in einer Druckkammer 28 verschiebbar angeordneten
Steuerkolben 8 verbunden, der mit einem Druckring 12 zur
Einstellung der Auswerferposition versehen ist. Die Druckkammer
28 ist in einem Spannring 13 ausgebildet, an den der
Matrizenhalter 6 über einen Positionskeil 19 angeschraubt
ist.The illustrated first embodiment of an inventive
Hot-forming machine comprises one by means of a
Die holder 6 between an
An dem dem Auswerfer 7 gegenüberliegenden Ende ist der
Steuerkolben 8 mit einem Auswerferbolzen 9 und dieser mit
einer Auswerferstange 17 verbunden, die in bekannter Weise
indirekt mittels einer nicht gezeigten Kurve in Richtung
Matrize 5 verschiebbar ist. Der Auswerferbolzen 9 ist in
einer Hinterlage 14 geführt, die ausserdem zur Aufnahme von
Presskräften dient und an einer Druckplatte 16 anliegt. In
der Hinterlage 14 ist ein Kühlkanal 141 und im Auswerferbolzen
9 ein Kühlkanal 91 angeordnet, über die einer sich
axial im Steuerkolben 8 und Auswerfer 7 erstreckenden Matrizenbohrung
10 Kühlmittel zugeführt werden kann. Zur Kühlung
und Spülreinigung der Matrize 5 sind im Auswerfer 7
Austrittsöffnungen 11 vorgesehen. Zur Verhinderung einer
Pumpwirkung des Steuerkolbens 8 auf der Seite des Auswerfers
7 während des Herausschiebens des umgeformten Werkstücks
4 aus der Matrize 5 ist der Spannring 13 mit einer
Kühlmittel-Entlastungsöffnung 159 versehen, welche durch
den Amboss 15 führt.At the opposite end of the
Der Spannring 13 und der Ambossdeckel 18 sind mit einer gestrichelt
dargestellten Flüssigkeitseintrittsbohrung 21 und
einer ebenfalls gestrichelt dargestellten Flüssigkeitsaustrittsbohrung
24 versehen. An die Flüssigkeitseintrittsbohrung
21 ist eine Flüssigkeitszuführleitung 20 angeschlossen,
in der ein Rückschlagventil 22 angeordnet ist. An die
Flüssigkeitsaustrittsbohrung 24 ist eine Flüssigkeitsabführleitung
23 angeschlossen, in der eine bis zu einem
Druck von 350 bar einsetzbare Drossel 25 zur Verzögerung
des Flüssigkeitsabflusses aus der Druckkammer 28 angeordnet
ist.The clamping
Das Pressen des Werkstücks 4 erfolgt mittels eines Pressstempels
1, der hier in zwei verschiedenen Positionen je
zur Hälfte dargestellt ist. In der oberen Position ist das
noch unverformte Werkstück 4 zwischen einem mittels einer
Spannfeder 3 zur Matrize 5 hin vorgespannten Haltestift 2
und dem Auswerfer 7 gehalten. Die Vorspannung des Haltestifts
2 kann alternativ auch mittels Luftdruck erfolgen. The
In der unteren Position hat der Pressstempel 1 das Werkstück
4 bereits vorgestaucht und entzundert und beginnt
nun, dieses in die Matrize 5 zu schieben.The punch 1 has the workpiece in the
Das Werkstück 4 wird durch den sich vorwärtsbewegenden
Pressstempel 1 dadurch vorgestaucht, dass der Auswerfer 7
aufgrund des Widerstands der Drossel 25 gegen einen Flüssigkeitsabfluss
aus der Druckkammer 28 durch den Steuerkolben
8 in seiner ausgefahrenen Position gehalten wird. Ein
leichtes Nachgeben, d.h. Einfahren, des Auswerfers 7
während des Vorstauchens hat keinen negativen Einfluss auf
die Entzunderung und Entfernung des Zunders ausserhalb der
Matrize 5. Nach dem Vorstauchen wird das Werkstück 4 durch
den sich weiter vorwärtsbewegenden Pressstempel 1 in die
Matrize 5 geschoben, wobei der Widerstand der Drossel 25
gegen einen Flüssigkeitsabfluss durch den sich erhöhenden
Druck überwunden wird, und dort formgepresst. Nach der
Formpressung stösst der Auswerfer 7 - getrieben durch die
oben erwähnte, nicht dargestellte Kurve über die Auswerferstange
17, den Auswerferbolzen 9 und den Steuerkolben 8 -
das Werkstück 4 wieder aus der Matrize 5 heraus, so dass es
beispielsweise von einer Transportzange übernommen werden
kann.The
Das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich vom ersten dadurch, dass in der Flüssigkeitsabführleitung
23 anstelle einer Drossel 25 ein Druckbegrenzungsventil
26 mit einer Steuerleitung 27 angeordnet ist. Es kann
beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil für bis ca. 350
bar der Firma Bieri, Bern, verwendet werden. Am Ende des
Vorstauchens wird durch den sich vorwärtsbewegenden Pressstempel
1 der Druck auf den Steuerkolben 8 und damit in der
Druckkammer 28 und Flüssigkeitsabführleitung 23 so stark
erhöht, dass das zuvor geschlossene Druckbegrenzungsventil
26 über die Steuerleitung 27 geöffnet wird und so Flüssigkeit
abfliessen kann. In der Folge wird der Auswerfer 7
eingefahren und das Werkstück 4 in die Matrize 5 eingeführt
und dort formgepresst. Das Werkstück 4 und der Pressstempel
1 sind hier am Ende der Formpressung gezeigt.The illustrated second embodiment differs
differs from the first in that in the
Im weiteren wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.The following is a description of the first exemplary embodiment directed.
Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied
zu den ersten beiden die Flüssigkeitsabführleitung 29 durch
den Spannring 13, die Hinterlage 14 und den Amboss 15 geführt.
Der vordere Teil eines mit der Auswerferstange 17
fest verbundenen Steuerstifts 30 ist in einer Bohrung 31 in
der Hinterlage 14 vor- und rückwärtsbewegbar, wobei er je
nach Stellung die Flüssigkeitsabführleitung 29 verschliesst
bzw. ganz oder teilweise offen lässt.In this third embodiment, there is a difference
to the first two through the
Wie in Fig. 1 ist hier das Pressen des Werkstücks 4 zu zwei
verschiedenen Zeitpunkten dargestellt. In der oberen Figurhälfte
ist das noch unverformte Werkstück 4 zwischen dem
vorgespannten Haltestift 2 und dem Auswerfer 7 gehalten.
Der hintere Teil des Steuerstifts 30 liegt am Auswerferbolzen
9 an und sein vorderer Teil verschliesst die Flüssigkeitsabführleitung
29, so dass keine Flüssigkeit aus der
Druckkammer 28 abfliessen kann. Die Auswerferstange 17 und
der Steuerstift 30 beginnen dann sich rückwärts zu bewegen
und das Werkstück 4 wird anschliessend durch den sich vorwärtsbewegenden
Pressstempel 1 vorgestaucht, bis schliesslich
die in der unteren Figurhälfte dargestellte Situation
erreicht wird, d.h. das Werkstück 4 vorgestaucht und entzundert
ist und der Steuerstift 30 unmittelbar davor steht,
die Flüssigkeitsabführleitung 29 zu öffnen. Im folgenden
werden die Auswerferstange 17 und der Steuerstift 30 noch
weiter rückwärts bewegt, so dass über die Flüssigkeitsabführleitung
29 Flüssigkeit aus der Druckkammer 28 abfliessen
kann, wodurch der Steuerkolben 8 und der Auswerfer 7
Richtung Auswerferstange 17 und das Werkstück 4 in die Matrize
5 geschoben werden. Die Länge des Steuerstifts 30
kann entsprechend dem jeweils gewünschten Vorstauchweg gewählt
werden.As in Fig. 1, the pressing of the
Damit die Auswerferstange 17 und der damit verbundene Steuerstift
30 vor dem Auswerferbolzen 9, dem Steuerkolben 8
und dem Auswerfer 7 rückwärts bewegt werden können, muss
einerseits die die Auswerferstange 17 indirekt steuernde
Kurve so ausgebildet sein, dass sie eine derartige Rückwärtsbewegung
zulässt, und anderseits müssen Mittel vorgesehen
sein, die für diese Rückwärtsbewegung sorgen. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel wird die Rückwärtsbewegung
durch eine Feder 32 erzeugt. Denkbar ist aber beispielsweise
auch, die Auswerferstange 17 gelenkig an einen über die
Kurve gesteuerten Auswerferhebel zu koppeln, so dass sie
von diesem nicht nur vorwärts gestossen, sondern auch rückwärts
gezogen wird.So that the
Im weiteren wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.The following is a description of the first exemplary embodiment directed.
Das dargestellte vierte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Warmumformmaschine umfasst einen Maschinenkörper
130 und einen Werkzeugblock 100, in dem eine Matrize
105 und ein dazugehöriger aus- und einfahrbarer Auswerfer
107, der im wesentlichen dem Auswerfer 7 des ersten Ausführungsbeispiels
entspricht, angeordnet sind. Der Auswerfer
107 ist über einen Auswerferbolzen 109 mit einer axial verschiebbaren
Auswerferstange 117 verbunden. Ein um eine Achse
152 drehbarer Auswerferhebel 150 weist einen Druckbolzen
151 für die Auswerferstange 117 und eine frei drehbare Rolle
153 auf, die an einer Kurve 160 anliegt. Der Auswerferhebel
150 ist mittels einer Spannfeder 170 so vorgespannt,
dass die Rolle 153 ständig an der Kurve 160 anliegt.The fourth exemplary embodiment shown of an inventive one
The hot forming machine comprises a
Durch Drehen der Kurve 160 mittels einer im Betrieb in
Pfeilrichtung rotierenden Welle 161 wird der Auswerferhebel
150 hin- und hergeschwenkt, wobei bei der Hinbewegung, die
bei der gezeichneten Hebelposition bevorsteht, der Druckbolzen
151 die Auswerferstange 117 in Richtung Matrize 105
stösst, so dass der Auswerfer 107 ausgefahren wird. Die
Kurve 160 ist so geformt und ihre Rotation so mit der Vorund
Rückwärtsbewegung des hier nicht gezeichneten Pressstempels
koordiniert, dass das Zurückstossen des ausgefahrenen
Auswerfers 107 verzögert erfolgt. Liegt die Rolle 153
im Bereich A an der Kurve 160 an, befindet sich der Auswerfer
107 in der ausgefahrenen Position in Wartestellung. Der
Pressstempel bewegt sich vorwärts auf die Matrize 105 zu,
drückt aber noch nicht gegen ein zwischen Auswerfer 107 und
Pressstempel angeordnetes Werkstück. Während die Rolle 153
durch Weiterdrehen der Kurve 160 auf dieser im Bereich B
abrollt, bewegt sich der Pressstempel weiter vorwärts und
staucht das Werkstück vor, wobei bei diesem der Zunder abplatzt.
Nach Verlassen des Bereichs B wird der Auswerferhebel
150 wieder zurückgeschwenkt und der Pressstempel stösst
den Auswerfer 107 und das vorgestauchte Werkstück in die
Matrize 105, wo letzteres formgepresst wird. Danach wird
das Werkstück wieder aus der Matrize 105 gestossen und beispielsweise
mit einer Transportzange in eine weitere Umformstation
überführt. Mit einem nächsten Werkstück beginnt
dann das Ganze wieder von vorne. Für unterschiedlich hohe
Werkstücke ist die Kurve 160 bezüglich der Welle 161 auf
derselben verdrehbar, so dass eine zeitliche Verschiebung
des Vorstauchens erreicht werden kann.By turning
Zu den vorbeschriebenen Verfahren und Warmumformmaschinen zum Warmpressen von Werkstücken sind weitere Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass anstelle der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten hydraulischen Vorrichtungen auch ähnlich aufgebaute, mit den notwendigen Abdichtungen versehene pneumatische Vorrichtungen denkbar sind.To the processes and hot-forming machines described above for hot pressing workpieces are further variations realizable. It should be explicitly mentioned here that instead of the hydraulic shown in FIGS. 1 to 3 Devices also constructed similarly, with the necessary Pneumatic devices provided with seals are conceivable.
Claims (12)
- Method for the hot-pressing of workpieces, in which a workpiece (4) heated to forging temperature is descaled outside a die (5; 105) by pre-upsetting by means of a press ram (1) and is thereafter pressed to the desired shape in one or more dies (5; 105), characterized in that the pre-upsetting and the compression moulding take place in the first or single die (5; 105) by the same press ram (1) in the same cycle of movement of the latter.
- Method according to Claim 1, characterized in that, during pre-upsetting, the workpiece (4) is held by an extended ejector (7; 107) of the first or single die (5; 105) outside the latter and, after pre-upsetting, is conveyed by the pressure of the forwardly moving press ram (1) into the die (5; 105), where it is compression-moulded as a result of the further forward movement of the press ram (1).
- Method according to Claim 2, characterized in that the workpiece (4) is already being moved towards the die (5; 105) during pre-upsetting, but the speed of movement is low, as compared with the speed of movement after pre-upsetting.
- Hot-forming machine for carrying out the method according to Claim 1, 2 or 3, with at least one die (5; 105), an associated extendable and retractable ejector (7; 107) and a forwardly and backwardly movable press ram (1), characterized in that there are means by which the repulsion of the extended ejector (7; 107) by the forwardly moving press ram (1) via a workpiece (4) arranged between ejector (7; 107) and press ram (1) can be delayed in such a way that the workpiece (4) can thereby be pre-upset outside the die (5; 105).
- Hot-forming machine according to Claim 4, characterized in that the said delay means comprise a control piston (8), arranged in a pressure chamber (28) and connected directly or indirectly to the ejector (7), and means for the supply and discharge of liquid or gas into and out of the pressure chamber (28), the liquid or gas discharge means being designed in such a way that the liquid or gas discharge from the pressure chamber (28) takes place partially with a delay and delays the repulsion of the control piston (8) and the ejector (7).
- Hot-forming machine according to Claim 5, characterized in that the liquid or gas discharge means comprise a liquid or gas discharge line (23), in which is arranged a throttle (25).
- Hot-forming machine according to Claim 5, characterized in that the liquid or gas discharge means comprise a liquid or gas discharge line (23), in which is arranged a pressure relief valve (26) opening only at a particular liquid or gas pressure.
- Hot-forming machine according to Claim 5, characterized in that the liquid or gas discharge means comprise a liquid or gas discharge line (29) which is opened and closed by means of a control pin (30).
- Hot-forming machine according to Claim 8, characterized in that the control pin (30) is connected to a forwardly and backwardly movable ejector rod (17) for extending the ejector (7), there being means (32) for moving the ejector rod (17) backwards before the retraction of the ejector (7).
- Hot-forming machine according to Claim 4, characterized in that it comprises a rotatable cam (160) for controlling the extension and retraction of the ejector (107), the said cam being so shaped and its rotation so coordinated with the forward and backward movement of the press ram that the repulsion of the extended ejector (107) takes place with a delay.
- Hot-forming machine according to Claim 10, characterized in that the position of the rotatable cam (160) relative to the position of the press ram is adjustable.
- Hot-forming machine according to Claim 10 or 11, characterized in that an ejector lever (150) can be moved outwards and inwards by means of the cam (160), by means of which ejector lever the ejector (107) can be extended and retracted again via an ejector rod (117) and, if appropriate, an ejector bolt (109).
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