EP1169146B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gekrümmten strangpressprofilen - Google Patents

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EP1169146B1 EP01907516A EP01907516A EP1169146B1 EP 1169146 B1 EP1169146 B1 EP 1169146B1 EP 01907516 A EP01907516 A EP 01907516A EP 01907516 A EP01907516 A EP 01907516A EP 1169146 B1 EP1169146 B1 EP 1169146B1
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extrusion
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Dieter Arendes
Alexander Klaus
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WKW Engineering GmbH
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WKW Erbsloeh Automotive GmbH
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B21C23/12—Extruding bent tubes or rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/02—Dies

Definitions

  • the invention relates to a method and a Device for the production of curved workpieces, the workpiece in the die of an extrusion press is formed and this in the strand exit direction leaves (see e.g. US-A-5 305 626).
  • Curved aluminum profiles are in different areas of technology used, especially in rail, road and Aircraft industry. These workpieces become conventional by straight extrusion followed by Stretch bending manufactured.
  • the object of the present invention is with as little effort as possible also with smaller radii Allow extrusion curving and to expand the product range to be manufactured.
  • an extrusion device for Production of curved workpieces with one Tool holder, in its opening Press tool package consisting of a die with or is arranged without a mandrel and a cover provided that those producing the emerging strand Guide surfaces of the die and / or mandrel accordingly the strand exit direction is inclined or are arranged, and that the strand exit direction in an angle of attack to the central axis of the die runs against the later curvature of the workpiece.
  • the conventional press tool package consists of a Die 1, a mandrel part 2 with mandrel 4 and on both sides Guide surfaces 3 between the mandrel 4 and the die 1.
  • arrow A is the exit direction of the Extruded profile called the conventional extrusion press (Fig. 1) with the The central axis M of the die 1 coincides.
  • the basic idea of the present invention namely the Strand exit direction A opposite to the later Curvature of the workpiece by an angle of attack S can be inclined relative to the center line M, can be achieved in different ways.
  • the guide surfaces 3 of die 1 are located and mandrel 4 obliquely with respect to the central axis M of the Die 1.
  • the arrow A in FIG. 2 therefore indicates the desired oblique strand exit direction at the against the later curvature of the workpiece W (dotted line in Fig. 3).
  • the slope Guide surface 3 can be through on the mandrel side appropriate processing of the mandrel 4 or by the Realize inclination.
  • FIG. 3 shows the present invention conventional tool holder 6 a modified Press tool, consisting of a die 1 and a Mandrel part 2 shown.
  • the modification exists in that the pressing tool on the circumference accordingly the angle of attack S has oblique flats, so that it is in conjunction with a wedge-shaped backing 7 obliquely into the receiving opening 9 of the tool holder 6 can be used.
  • a wedge-shaped backing 7 obliquely into the receiving opening 9 of the tool holder 6 can be used.
  • the variant of the shown in Figure 4 basic idea according to the invention shows a pressing device with an inclined in the tool holder 6 Receiving opening 9 in which a conventional Press tool is used. This is about a conventional cover 8 held the die 1 and the mandrel part 2 against the front of the obliquely in Tool holder 6 pushing receiving opening 9 presses. If appropriate, combinations of alternatives explained above are selected, where, for example, inclined guide surfaces 3 one inserted obliquely by the angle of attack S. Press tool or beveled peripheral sides of the Die 1 or the mandrel part 2 with an oblique extending receiving opening 9 can be combined can. It should always be noted that the Strand exit direction A opposite to oblique later curvature of the workpiece.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken, wobei das Werkstück in der Matrize einer Strangpresse geformt wird und diese in Strangaustrittsrichtung verläßt (siehe z.B. US-A-5 305 626).
Gekrümmte Aluminiumprofile werden in unterschiedlichsten Bereichen der Technik eingesetzt, insbesondere im Schienen-, Straßen- und Luftfahrzeugbau. Konventionell werden diese Werkstücke durch gerades Strangpressen mit anschließendem Streckbiegen gefertigt.
Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens sieht vor, die gewünschte Endkontur durch Biegen praktisch gleichzeitig mit dem Strangpressen zu erzeugen (sh. EP 0706843 A1). Dabei wird mit herkömmlichen Strangpressen gearbeitet, wobei üblicherweise ein Querhaupt als Gegenhalter mit kleiner Öffnung zur Abstützung der Matrize verwendet wird.
Soll das Strangpreßprofil beim Biegen nahe dem Preßwerkzeug gerundet werden, so beschränkt die Geometrie des Pressenauslaufes den minimal zu erzeugenden Radius. Sonst käme es zu einer Kollision des Strangs mit der Presse. Hierdurch wird die mögliche Produktvielfalt stark eingeschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit möglichst geringem Aufwand auch engere Radien beim Krümmen von Strangpreßerzeugnissen zu ermöglichen und damit das zu fertigende Produktspektrum zu erweitern.
Diese Aufgabe wird nach einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das Strangpreßprofil beim Austritt aus der Matrize vor dem Biegen derart abgelenkt wird, daß die Strangaustrittsrichtung (A) schräg nach vorne entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft. Der zunächst schräg aus dem Preßwerkzeug austretender Strang ist dabei so ausgerichtet, daß er durch eine nachfolgende Biegung zur anderen Seite hin eine wesentlich stärkere Krümmung erfahren kann.
Bei einer erfindungsgemäßen Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von gekrümmte Werkstücken mit einem Werkzeughalter, in dessen Aufnahmeöffnung ein Preßwerkzeugpaket bestehend aus einer Matrize mit oder ohne Dorn und einem Abdeckteil angeordnet ist, ist vorgesehen, daß die den austretenden Strang erzeugenden Führungsflächen von Matrize und/oder Dorn entsprechend der Strangaustrittsrichtung schräg ausgebildet bzw. angeordnet sind, und daß die Strangaustrittsrichtung in einem Anstellwinkel zur Mittelachse der Matrize entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft.
Die Veränderung der Strangaustrittsrichtung wird alternativ erreicht durch
  • Schrägstellung der Führungsflächen der Matrize und ggf. des Dorns,
  • Einbau eines konventionellen Preßwerkzeuges in einem modifizierten Werkzeughalter und/oder durch
  • Einbau eines schräg abgeflachten Preßwerkzeuges in einen konventionellen Werkzeughalter.
Im folgenden wird ein konventionelles Preßwerkzeugpaket beschrieben (Fig. 1) und die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren 2 - 4 zeigen jeweils Ausschnitte verschiedener alternativen Lösungsmöglichkeiten zur Herstellung gekrümmter Strangpreßprofile:
Fig. 1
Konventionelles Preßwerkzeug nach dem Stand der Technik;
Fig. 2
erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorrichtung mit schrägen Führungsflächen und schräg angeordnetem Dorn;
Fig. 3
erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorrichtung mit schrägem Preßwerkzeug in einem konventionellen Werkzeughalter;
Fig. 4
erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorricihtung mit schräg ausgebildetem Werkzeughalter und konventionellem Preßwerkzeug.
Das konventionelle Preßwerkzeugpaket besteht aus einer Matrize 1, einem Dornteil 2 mit Dorn 4 und beidseitigen Führungsflächen 3 zwischen dem Dorn 4 und der Matrize 1. Mit dem Pfeil A ist die Austrittsrichtung des Strangpreßprofils bezeichnet, die bei der konventionellen Strangpresse (Fig. 1) mit der Mittelachse M der Matrize 1 zusammenfällt.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung, nämlich die Strangaustrittsrichtung A entgegengesetzt zur späteren Krümmung des Werkstücks um einen Anstellwinkel S gegenüber der Mittellinie M schräg anzustellen, kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Im Querschnitt nach Figur 2 liegen die Führungsflächen 3 von Matrize 1 und Dorn 4 schräg in bezug auf die Mittelachse M der Matrize 1. Der Pfeil A gibt also in Figur 2 die gewünscht schräge Strangaustrittsrichtung an, die entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks W (punktierte Linie in Fig. 3) verläuft. Die schräge Führungsfläche 3 läßt sich dornseitig durch entsprechende Bearbeitung des Dorns 4 oder durch dessen Schrägstellung verwirklichen.
Eine weitere alternative Lösungsmöglichkeit zur Herstellung gekrümmter Strangpreßprofile gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt Figur 3. Hier ist in einem konventionellen Werkzeughalter 6 ein modifiziertes Preßwerkzeug, bestehend aus einer Matrize 1 und einem Dornteil 2, dargestellt. Die Modifizierung besteht darin, daß das Preßwerkzeug umfangsseitig entsprechend dem Anstellwinkel S schräge Abflachungen aufweist, so daß es in Verbindung mit einer keilförmigen Hinterlage 7 schräg in die Aufnahmeöffnung 9 des Werkzeughalters 6 eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist auch ein entsprechend abgeschrägtes Abdeckteil 8 in die Aufnahmeöffnung 9 zur Abstützung des Dornteiles 2 eingesetzt, so daß die auf das Preßwerkzeug einwirkenden Kräfte im Werkzeughalter 6 aufgenommen werden können.
Die in Figur 4 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Grundidee zeigt eine Preßvorrichtung mit einer im Werkzeughalter 6 schräg eingearbeiteten Aufnahmeöffnung 9, in der ein konventionelles Preßwerkzeug eingesetzt ist. Dieses wird über ein konventionelles Abdeckteil 8 gehalten, das die Matrize 1 und das Dornteil 2 gegen das Stirnende der schräg im Werkzeughalter 6 verlaufenden Aufnahmeöffnung 9 drückt. Falls es zweckmäßig ist, können auch Kombinationen der vorstehend erläuterten Alternativen gewählt werden, wobei beispielsweise schräge Führungsflächen 3 mit einem um den Anstellwinkel S schräg eingesetzten Preßwerkzeug oder abgeschrägte Umfangsseiten der Matrize 1 bzw. des Dornteiles 2 mit einer schräg verlaufenden Aufnahmeöffnung 9 kombiniert werden können. Dabei ist stets zu beachten, daß die Strangaustrittsrichtung A entgegengesetzt schräg zur späteren Krümmung des Werkstückes verläuft.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken, wobei ein Strangpreßprofil die Matrize (1) einer Strangpresse in Strangaustrittsrichtung verläßt und danach durch Einwirken äußerer Kräfte in eine Krümmung gebogen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Strangpreßprofil beim Austritt aus der Matrize (1) vor dem Biegen derart abgelenkt wird, daß die Strangaustrittsrichtung (A) schräg nach vorne entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft.
  2. Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken mit einem Werkzeughalter (6), in dessen Aufnahmeöffnung ein Preßwerkzeugpaket bestehend aus einer Matrize (1) mit oder ohne Dorn (4) und einem Abdeckteil (8) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die den austretenden Strang erzeugenden Führungsflächen (3) von Matrize (1) und/oder Dorn (4) entsprechend der Strangaustrittsrichtung (A) schräg ausgebildet bzw. angeordnet sind und daß die Strangaustrittsrichtung in einem Anstellwinkel (5) zur Mittelachse (M) der Matrize (1) entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft.
  3. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 2
    dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeugpaket entsprechend der Strangaustrittsrichtung schräg in einem konventionellen Werkzeughalter (6) eingebaut ist.
  4. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 2
    dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (6) eine entsprechend der Strangaustrittsrichtung (A) schräge Aufnahmeöffnung (9) aufweist, in welche ein konventionell ausgebildetes Preßwerkzeug eingesetzt ist.
  5. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 3
    dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmeöffnung (9) des Werkzeughalters (6) eine keilförmige Hinterlage (7) eingesetzt ist und das Preßwerkzeugpaket umfangsseitig entsprechend der Strangaustrittsrichtung (A) abgeschrägt ist.
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