DE102009021767B4

DE102009021767B4 - Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen

Info

Publication number: DE102009021767B4
Application number: DE200910021767
Authority: DE
Inventors: Holger Klatte
Original assignee: SSB MASCHB GmbH; SSB-MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: SSB MASCHB GmbH; SSB-MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: DE102009021767A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen mit einer vertikalen Spindelanordnung für ein drehendes Werkzeug mit einem oberen zustellbaren Werkzeug und einem unteren Werkzeug (1) auf einer Werkzeugplatte (2) und mit an das auf dem Werkzeug (1) angeordneten Werkstück zustellbaren Drückrollen zur Verfügung gestellt, die schnell und einfach in ihren Betriebszustand gebracht und in diesem gehalten werden kann, was dadurch erzielt wird, dass in der Werkzeugplatte (2) elektrische Heizpatronen (3) in axialer Richtung radial angeordnet sind, die sich in das untere Werkzeug (1) erstrecken und über Anschlussbrücken (4) und kurze Kabel elektrisch an eine Kupplung (5) angeschlossen sind, die nur bei Stillstand des Werkzeuges (1) über einen zustellbaren Stecker (6) mit elektrischer Energie versorgbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Umformung von Pkw- und Lkw-Aluminiumfelgen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugrädern bekannt, DE 692 06 663 T2 , in der der prinzipielle Verfahrensablauf einer Warmverformung einer Kraftfahrzeugfelge mittels Drückschmieden durch orbitales Walzen beschrieben wird.
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist insbesondere, dass das sehr massive Werkzeug zu Produktionsbeginn und in Produktionspausen erwärmt werden muss, damit die für die Warmverformung erwärmten Werkstücke auf der dafür erforderlichen optimalen Temperatur gehalten werden können und nicht von einem kalten Werkzeug abkühlt werden.
Bei einer bekannten Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstückes gemäß der DE 10 2007 025 072 A1 erfolgt ein Erwärmen der Werkzeuge durch die Bewegungsenergie der Spindel, etwa durch die Erzeugung von Wirbelströmen, wodurch sich die Werkzeugmaschine wesentlich verteuert und verkompliziert. Eine andere bekannte Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rondenförmigen Werkstück, DE 10 2006 039 656 A1 , besitzt gar keine Heizvorrichtung, so dass das Werkstück vor dem Bearbeiten selber erwärmt werden muss. In einem anderen bekannten Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallrades, DE 3801104 A1 , wird ein Radrohling entweder unter Ausnutzung der Gusshitze verformt oder über eine partielle Erwärmung auf induktivem Wege oder auch mit Hilfe von Gasbrennern. Weiterhin ist eine Heizpresse zum Herstellen von Scheibenbremsbelägen bekannt, DE 3240764 A1 , deren Halteplatte, Matrize oder Pressstempel mittels Elektroheizpatronen beheizbar sind, um zu sinternde Bremsbelagmassen unter Wärmeeinwirkung verpressen zu können, wobei dieses Herstellungsverfahren im Wesentlichen ohne Drehung der Werkzeuge und Werkstücke erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen zur Verfügung zu stellen, die schnell und einfach in ihren Betriebszustand gebracht und in diesem gehalten werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß in Zusammenhang mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.
Die Vorrichtung für die Umformung von Pkw- und Lkw-Aluminiumfelgen mit einer vertikalen Spindelanordnung besteht aus einem drehenden Werkzeug mit einem oberen zustellbaren Werkzeug und einem unteren Werkzeug (1) auf einer Werkzeugplatte (2), auf dem ein vorgewärmtes Werkstück aufgesetzt wird, an welches radial zustellbaren Drückrollen angedrückt und vertikal verfahren werden können, wobei in der Werkzeugplatte (2) elektrische Heizpatronen (3) sich in axialer Richtung erstreckend radial angeordnet sind, die weit bis in das untere Werkzeug (1) hineinreichen und über Anschlussbrücken (4) elektrisch an eine Kupplung (5) angeschlossen sind und die nur bei Stillstand des Werkzeuges über einen zustellbaren Stecker (6) mit elektrischer Energie versorgbar sind. Diese Ausgestaltung des unteren Werkzeuges (1) mit eigenen Heizpatronen (3) ermöglicht es, die Vorrichtung zum Produktionsbeginn schnell auf die benötigte Temperatur zu bringen und diese Temperatur in Unterbrechungsphasen oder Wechselphasen des Werkzeuges aufrechtzuerhalten oder kurzfristig wieder herzustellen. Diese Konstruktion ermöglicht des Weiteren einen sehr robusten Aufbau der Vorrichtung und erlaubt auch den Verzicht auf eine permanente Stromversorgung der Heizpatronen, etwa über Schleifkontakte, da bei einem kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung die Wärme der Werkstücke und der bei der Verformungsarbeit entstehenden Prozesswärme ausreicht, um das Werkzeug auf der erforderlichen Temperatur zu halten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Kupplung (5) aus einer Halteplatte (7) und einer Deckplatte (8), die jeweils Durchgangsöffnungen (9) für Kupplungskontakte (10) aufweisen, die ihrerseits radiale Vorsprünge (12) besitzen, welche sie in der Teilungsebene zwischen der Halteplatte (7) und der Deckplatte (8) formschlüssig fixieren. Eine solche Ausgestaltung der Kupplungskontakte (10) ist höchst robust, wobei die Kupplung (5) radial hinter der Hüllfläche der Werkzeugplatte (2) zurücktritt, sodass sie auch vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist.
Vorteilhaft ist des weiteren die Verwendung von keramischen Material für die Halte- und die Deckplatte (7; 8), die gleichzeitig als Isolator dienen und sehr hohe Druckkräfte aufnehmen können, ebenso wie dessen Wärmedehnung entsprechend der des Materials der Werkzeugplatte (2) ausgewählt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung sind in der Kupplung (5) und dem Stecker (6) neben der Stromversorgung für die Heizelemente weitere Kupplungskontakte (11) vorgesehen, etwa für einen Temperatursensor oder auch mehrere Temperatursensoren, damit das Aufheizen des Werkzeuges nach Erreichen einer erforderlichen Temperatur beendet oder die Wärmezufuhr reduziert werden kann.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stecker (6) auf einem Linearschlitten (13) angeordnet, der radial auf die Werkzeugplatte (2) zugestellt werden kann, wobei sich eine solche Bewegung mit einem einfachen Linearantrieb verwirklichen lässt, was die Einfachheit und damit die Robustheit der Vorrichtung weiter vergrößert.
Der Stecker (6) besteht bevorzugterweise aus Kunststoff und ist am vorderen Ende des Linearschlittens (13) angeordnet, der pneumatisch angetrieben automatisch ausfahrbar in einer verschließbaren Andockstation (18) gelagert ist. Die Kupplungskontakte (10; 11) sind vorteilhafterweise rotationssymmetrisch ausgeführt und besitzen im Kontaktbereich zum Stecker (6) stirnseitig konische Ausnehmungen (14) für die kegelstumpfförmig ausgebildeten Kontaktbereiche des Steckers (6). Die Kontaktbereiche der Kupplungskontakte (10; 11) zu den Anschlussbrücken (4) weisen vorteilhafterweise Abflachungen (15) auf, über die sie an den Anschlussbrücken (4) beziehungsweise damit einteiligen Laschen an den Anschlussbrücken (4) angeschlossen werden können, sodass eine möglichst kurze Kabelverbindung ermöglicht ist, wodurch die Gefahr des Brechens oder Abreißens von Kabeln bei dem rauen Arbeitsprozess weitgehend ausgeschlossen werden kann.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine räumliche, teilweise geschnittene Darstellung eines unteren Werkzeuges und eines Steckers der Vorrichtung,
2 eine räumliche Ansicht der Vorrichtung gem. 1 von schräg unten, und
3 eine Explosionszeichnung der Kupplung.
Das untere Werkzeug 1 der Vorrichtung für die Warmumformung von Pkw- oder Lkw-Aluminiumfelgen ist auf einer unteren Werkzeugplatte 2 angeordnet, in der elektrische Heizpatronen 3 gelagert sind, die sich in axialer Richtung in das untere Werkzeug 1 erstrecken und in der Werkzeugplatte 2 über ringförmig angeordnete Anschlussbrücken 4 elektrisch miteinander verbunden sind, wobei deren elektrischer Anschluss mit kurzen Kabeln an die Kupplungskontakte 5 erfolgt, die an den den Anschlussbrücken 4 zugewandten Seiten mit Abflachungen 15 versehen sind.
Die Kupplung 5 selber besteht aus einer Halteplatte 7 und einer Deckplatte 8 mit einer vertikal verlaufenden Trennebene und horizontalen Durchgangsöffnungen 9 für die Kupplungskontakte 10; 11, die im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind und radiale Vorsprünge 12 in Form von ringförmigen Krägen aufweisen, die größere Durchmesser besitzen als die Durchgangsöffnungen 9 in der Halteplatte 7 und der Deckplatte 8, sodass die Kupplungskontakte 10, wie auch weitere Kupplungskontakte 11, zwischen den beiden Platten 7, 8 formschlüssig festgelegt sind.
Der Stecker 6 ist auf einem Linearschlitten 13 angeordnet, der radial auf das Werkzeug 1 und die Kupplung 5 zustellbar ist, wobei der Steckerkörper aus Kunststoff besteht und die Kontaktstifte 16; 17 kegelstumpfförmige Stirnseiten aufweisen, die in konische Ausnehmungen 14 der Kupplungskontakte 10; 11 des Steckers 6 eingreifen können, wenn der Stecker 6 aus einer Andockstation 18 auf einem Linearschlitten 13 an die Werkzeugplatte 2 des unteren Werkzeuges 1 herangefahren und an die Kupplung 5 angedrückt gehalten wird.
Über Kupplungskontakte 11 des Steckers 6 wird ein zeichnerisch nicht dargestellter Temperatursensor angesteuert, der den Stromfluss durch die Kupplungskontakte 10 bedarfsweise schaltet.

Claims

Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen, mit einer vertikalen Spindelanordnung für ein drehendes Werkzeug mit einem oberen zustellbaren Werkzeug und einem unteren Werkzeug (1) auf einer Werkzeugplatte (2) und mit an das auf dem Werkzeug (1) angeordneten Werkstück zustellbaren Drückrollen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Werkzeugplatte (2) elektrische Heizpatronen (3) in axialer Richtung radial angeordnet sind, die sich in das untere Werkzeug (1) erstrecken und über Anschlussbrücken (4) und kurze Kabel elektrisch an eine Kupplung (5) angeschlossen sind, die nur bei Stillstand des Werkzeuges (1) über einen zustellbaren Stecker (6) mit elektrischer Energie versorgbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (5) aus einer Halteplatte (7) und einer Deckplatte (8) besteht, die Durchgangsöffnungen (9) für Kupplungskontakte (10) aufweisen, die radiale Vorsprünge (12) aufweisen, welche die Kupplungskontakte (10) in der Teilungsebene zwischen der Halteplatte (7) und der Deckplatte (8) formschlüssig festlegen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und/oder die Deckplatte (7; 8) aus keramischem Material bestehen.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kupplung (5) und dem Stecker (6) weitere Kontakte (11) wie für einen Temperatursensor vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (6) auf einem Linearschlitten (13) angeordnet und radial auf das Werkstück (1) und die Kupplung (5) zustellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearschlitten (13) pneumatisch angetrieben ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (6) aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 2–7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungskontakt (10; 11) im wesentlichen rotationssymetrisch ausgeführt ist, im Kontaktbereich zum Stecker eine stirnseitige konische Ausnehmung (14) aufweist, der Vorsprung (12) als ringförmiger Kragen ausgebildet ist und im Kontaktbereich zu den Anschlussbuchsen (4) eine Abflachung (15) vorgesehen ist, über die er mit einem kurzen Kabel unmittelbar an einer Lasche der Anschlussbrücke (4) angeschlossen ist.