DE102009048040A1 - Method and device for chipless production of an external thread on hollow metal workpieces - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Außengewindes auf hohlförmigen Werkstücken aus Metall zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen oder Fittings als stabile Verbindungs- oder Befestigungselemente, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein Verfahren geschaffen werden, das insbesondere für dünnwandige Werkstücke geeignet ist und sich durch eine verbesserte Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung bereitgestellt werden. Hierzu wird als Lösung vorgeschlagen, dass innerhalb einer Mehrstufenpresse 20 mit einem verschiebbaren Schlitten 21 und einer stationären Werkzeugträgereinheit 22 als Ausgangsmaterial ein Drahtabschnitt 27, in einer oder mehreren Umformstufen II bis V zu einem fertigen hohlförmigen Rohling 4b umgeformt wird. Innerhalb der Mehrstufenpresse 20 wird in einer weiteren Stufe VI der vorgefertigte hohlförmige Rohling 4b in ein mehrteiliges Backenwerkzeug 1, 8 mit einem Formhohlraum, dessen Innenwandung mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung versehen ist, eingelegt. Im geschlossenen Zustand des Backenwerkzeuges 1, 8 wird in die zentrale Öffnung des Rohlings 4b mindestens ein Dorn 6 eingeführt und dabei der Rohling 4b aufgeweitet, wobei die Konturen der Gewindeprofilierung durch einen radialen Materialfluss ausgefüllt werden, und ...The invention relates to a method for chipless production of an external thread on hollow metal workpieces for use as hollow screws, hollow shafts, threaded sleeves or fittings as a stable connection or fastening elements, and a device suitable for carrying out the method. Based on the disadvantages of the known prior art, a method is to be provided which is particularly suitable for thin-walled workpieces and is characterized by improved efficiency. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be provided. For this purpose, it is proposed as a solution that within a multi-stage press 20 with a displaceable slide 21 and a stationary tool carrier unit 22 as a starting material, a wire section 27, in one or more forming stages II to V to a finished hollow blank 4b is formed. Within the multi-stage press 20, in a further stage VI, the prefabricated hollow blank 4b is inserted into a multi-part jaw tool 1, 8 having a mold cavity whose inner wall is provided with a thread profiling designed as a negative. In the closed state of the jaw tool 1, 8, at least one mandrel 6 is inserted into the central opening of the blank 4b and thereby the blank 4b is widened, wherein the contours of the thread profiling are filled by a radial material flow, and ...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Außengewindes auf hohlförmigen Werkstücken aus Metall zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen oder Fittings als stabile Verbindungs- oder Befestigungselemente, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The The invention relates to a method for chipless production an external thread on hollow workpieces made of metal for use as hollow screws, hollow shafts, threaded sleeves or fittings as stable connection or fastening elements, and a device suitable for carrying out the method.
  • Zur Herstellung von Außengewinden auf metallischen Werkstücken sind zwei klassische Verfahrensarten bekannt, die in Abhängigkeit von der Größe des Gewindes, der Gestalt des Werkstückes und/oder der Härte des metallischen Werkstoffes in der Praxis Anwendung finden, das Walzen bzw. Rollen oder Schneiden von Gewinden.to Production of external threads on metallic workpieces Two classical types of processes are known, depending on on the size of the thread, the shape of the workpiece and / or the hardness of the metallic material in practice application find the rolling or rolling or cutting threads.
  • Beim Walzen bzw. Rollen werden Maschinen mit zwei oder drei angetriebenen Rundrollen oder sich zueinander bewegenden Flachbacken (Parallelbacken) eingesetzt. Das Gewinde kann auch mittels in Drehmaschinen eingespannten Rollköpfen erzeugt werden, wobei das Werkstück angetrieben wird.At the Rollers or rollers are machines with two or three driven Round rollers or mutually moving flat jaws (parallel jaws) used. The thread can also be clamped by means of lathes Rolling heads are generated, with the workpiece is driven.
  • Das Kaltwalzen von Gewinde auf dünnwandigen Hohlteilen mittels eines Profilwalzwerkzeuges ist z. B. aus der DE 195 36 817 A1 bekannt.The cold rolling of thread on thin-walled hollow parts by means of a profile rolling tool is z. B. from the DE 195 36 817 A1 known.
  • Das Walzen oder Rollen von Außengewinde auf hohlzylindrischen Werkstücken aus Metall hat als Massenfertigung in der Praxis die größte Bedeutung erlangt. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die hohlzylindrischen Werkstücke eine ausreichende Wanddicke aufweisen. Die Wanddicke sollte beim Gewindewalzen auf Zweirollenwalzmaschinen mindestens ca. 1/5 des Außendurchmessers/Wandstärke und auf Dreirollenwalzmaschinen ca. 1/8 des Außendurchmessers/Wandstärke betragen.The Rolling or rolling external thread on hollow cylindrical Workpieces made of metal have mass production in practice acquired the greatest importance. Prerequisite for this is, however, that the hollow cylindrical workpieces a have sufficient wall thickness. The wall thickness should be during thread rolling on two-roll rolling machines at least about 1/5 of the outer diameter / wall thickness and on tri-roll rolling machines about 1/8 of the outer diameter / wall thickness be.
  • Liegt das Verhältnis unter diesem Wert, so lässt sich das Gewinde nur durch eine spanende Bearbeitung herstellen oder mittels Rollköpfen auf Drehmaschinen. Das Herstellen der Gewinde auf Mehrspindeldreh- oder Gewindeschneidautomaten ist jedoch material- und zeitaufwendiger als bei einer umformtechnischen Herstellung.Lies the ratio below this value, so can make the thread only by machining or using rolling heads on lathes. Making the However, threading on multi-spindle turning or threading machines is More time and material consuming than in a forming process.
  • Bei der Herstellung von Außengewinden durch spanabhebende Formgebung auf Drehautomaten mittels Drehmeißel lässt sich keine pressblanke kaltverfestigte Oberfläche erzielen.at the production of external threads by machining on lathes by turning tool can be do not achieve a press-bare work-hardened surface.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Außengewindes auf hohlförmigen Werkstücken aus Metall zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen oder Fittings als stabile Verbindungs- oder Befestigungselemente zu schaffen, das insbesondere für dünnwandige Werkstücke geeignet ist und sich durch eine verbesserte Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung bereitgestellt werden.Of the Invention is based on the object, a method for chipless Production of an external thread on hollow-shaped Workpieces of metal for use as hollow screws, Hollow shafts, threaded sleeves or fittings as stable connection or To provide fasteners, especially for thin-walled workpieces is suitable and suitable an improved economy distinguishes. Furthermore, a provided device for carrying out the method become.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahrensweise sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 12. Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 13 bis 21 angegeben.According to the invention the problem solved by the features specified in claim 1. advantageous Further developments of the method are the subject of the claims 2 to 11. One suitable for carrying out the method Device is the subject of claim 12. Further embodiments The device are specified in claims 13 to 21.
  • Gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensweise wird als Ausgangsmaterial abgelängter Metalldraht oder Stangenmaterial eingesetzt. Der Drahtabschnitt wird stufenweise innerhalb einer Mehrstufenpresse mit einem verschiebbaren Schlitten und einer stationären Werkzeugträgereinheit, in einer oder mehreren Fließpress- oder Stauchstufen, zu einem fertigen hohlförmigen Rohling umgeformt. Innerhalb der Mehrstufenpresse wird der vorgefertigte hohlförmige Rohling in einer weiteren Stufe in ein mehrteiliges Backenwerkzeug mit einem Formhohlraum, dessen Innenwandung mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung versehen ist, eingelegt. Zur Ausbildung des Außengewindes wird an einer Seite des hohlen Werkstückes in dessen zentrale Öffnung mindestens ein Dorn eingeführt bzw. eingeschoben, wobei das Werkstück mittels des Domes aufgeweitet wird. Durch den Aufweitvorgang werden die Konturen der Gewindeprofilierung durch einen radialen Materialfluss (Querfließpressen) ausgefüllt und somit das Außengewinde erzeugt. Abschließend wird das fertige Werkstück nach dem Öffnen des Werkzeuges aus diesem entfernt.According to the proposed procedure is cut to length as starting material Metal wire or rod material used. The wire section is gradually shifted within a multi-stage press with a sliding one Carriage and a stationary tool carrier unit, in one or more extrusion or compression stages, too formed a finished hollow blank. Within the Multi-stage press is the prefabricated hollow blank in a further stage in a multi-part jaw tool with a Mold cavity, the inner wall with a trained as a negative Thread profiling is provided, inserted. For the education of the External thread is on one side of the hollow workpiece in the central opening at least one mandrel introduced or inserted, wherein the workpiece by means of Domes is widened. Due to the expansion process, the contours of Thread profiling through a radial flow of material (cross extrusion) filled and thus generates the external thread. Finally, the finished workpiece after opening of the tool removed from this.
  • Mittels der vorgeschlagenen Verfahrensweise lassen sich in einer besonders wirtschaftlichen Weise auf unterschiedlichen hohlförmigen Werkstücken Außengewinde erzeugen. Als metallische Werkstücke kommen solche in Frage, die aus kaltumformbarem Material, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder Stahl, bestehen.through The proposed procedure can be in a particular economical way on different hollow-shaped Workpieces create external threads. As metallic workpieces come into question those made of cold-formable material, such as Copper, aluminum or steel.
  • Die hergestellten Werkstücke mit Außengewinde sind zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen oder Fittings bestimmt. Diese kommen als stabile Verbindungs- oder Befestigungselemente zum Einsatz.The produced workpieces with external thread are for use as hollow screws, hollow shafts, threaded sleeves or fittings determined. These come as a stable connection or Fasteners used.
  • Erforderlichenfalls wird der eingelegte Rohling während der Bewegung des Dornes gegen eine Ausdehnung in Längsrichtung fixiert.if necessary becomes the inlaid blank during the movement of the mandrel fixed against expansion in the longitudinal direction.
  • Die Öffnungs- und Schließbewegung der Backen des Backenwerkzeuges sowie die Bewegung des Dorns kann über die zentrale Antriebseinheit der Mehrstufenpresse ausgelöst werden. Selbstverständlich können auch separate Antriebe eingesetzt werden, was jedoch mit einem höheren Aufwand verbunden ist.The opening and closing movement of the jaws of the jaw tool and the movement of the mandrel can be triggered via the central drive unit of the multi-stage press. Selbstver Of course, separate drives can be used, but this is associated with a higher cost.
  • Die hohlförmigen Werkstücke können sowohl innen als auch außen oder innen und außen eine kreisrunde, ovale oder trilobulare Querschnittsform (insbesondere bei Schrauben) aufweisen. Der Bereich des Werkstückes, der mit einem Außengewinde versehen werden soll, kann auch einen Hohlraum aufweisen, der durch eine Trennwand oder eine sonstige Begrenzung in mehrere Hohlraumabschnitte unterteilt ist. In diesem Fall wird in den Hohlraum ein aus mehreren Dornabschnitten bestehender Dorn eingeführt. Die einzelnen Dornabschnitte sind in ihrer Geometrie an die jeweiligen Hohlraumabschnitte angepasst und bewirken gleichzeitig während des Aufweitvorganges eine Ausformung der entsprechenden Gewindeabschnitte. Das erzeugte Außengewinde kann in Längsrichtung unterbrochene Gewindeabschnitte, die sich beispielsweise an den Stellen befinden, wo die Verbindungsstellen zwischen der Trennwand und der äußeren Wandung liegen.The Hollow-shaped workpieces can both inside as well as outside or inside and outside one circular, oval or trilobular cross-sectional shape (in particular in screws). The area of the workpiece, which is to be provided with an external thread, can also have a cavity through a partition wall or other Limit is divided into several cavity sections. In this Case, in the cavity is a mandrel consisting of several mandrel sections introduced. The individual spine sections are in their Geometry adapted to the respective cavity sections and cause at the same time during the expansion process a molding the corresponding threaded sections. The generated external thread can longitudinally interrupted threaded sections, which are, for example, in the places where the joints between the partition and the outer wall lie.
  • Ein hierfür vorgesehener Anwendungsfall sind z. B. Ölablassschrauben mit zwei axialen Kanälen zur Abführung von Öl.One intended use case z. B. Oil drain plugs with two axial channels for the removal of oil.
  • Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante kann das Risiko, dass während des Gewindepressens Material in Schließspalt zwischen die Backen des Backenwerkzeuges gelangt, dadurch vermieden werden, indem im Bereich der Schließkanten der Backen der die Profilhöhe der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung verringert wird. Dadurch wird an den Stellen des Rohlings, die sich im Bereich der Schließkanten der Backen befinden, keine oder nur eine abgeschwächte Gewindeprofilierung erzeugt.According to one preferred method variant may be the risk that during of threading material in closing gap between the Baking the baking tool passes, thereby avoiding by in the area of the closing edges of the jaws of the profile height the trained as a negative thread profiling is reduced. This causes in the places of the blank, which are in the range of the closing edges The cheeks are located, no or only a weakened Thread profiling generated.
  • Im Bereich der Schließkanten der Backen sind die Gewindegänge abgesenkt bzw. praktisch nicht mehr vorhanden.in the Area of the closing edges of the jaws are the threads lowered or practically no longer available.
  • Alternativ können innerhalb der Mehrstufenpresse, in einer der vorgelagerten Verfahrensstufen, auf den Abschnitt, auf den das Gewinde geformt werden soll, in axialer Richtung verlaufende Einbuchtungen oder andere Vorformen erzeugt werden. Die Einbuchtungen sollten sich dann radial an den Stellen befinden, wo die Schließkanten der Backen des Backenwerkzeuges liegen.alternative can be within the multi-stage press, in one of the upstream Process steps, on the section on which the thread is formed to be, extending in the axial direction indentations or other preforms are generated. The indentations should be then radially in the places where the closing edges the jaws of the baking tool lie.
  • Der Rohling kann auch so ausgeführt sein, dass die den Hohlraum umgebende Begrenzungswand, auf der das Gewinde erzeugt werden soll, an einen oder mehreren Stellen unterbrochen ist. Dies erfolgt innerhalb einer der Umformstufen vor dem eigentlichen Gewindepressen.Of the Blank can also be designed so that the cavity surrounding boundary wall on which the thread is to be created is interrupted at one or more places. This is done inside one of the forming stages before the actual thread pressing.
  • Von Vorteil ist, dass das Verfahren auch zur Ausbildung von Außengewinden auf dünnwandigen hohlförmigen Werkstücken geeignet ist, die sich nach den bekannten Verfahren nur mit einem hohen Aufwand erzeugen lassen. Die Mindestwanddicke der hohlförmigen Abschnitte ist u. a. abhängig von der Tiefe der Gewindeflanken des zu bildenden Gewindes und dem Material des Rohlings.From The advantage is that the method also for the formation of external threads on thin-walled hollow workpieces is suitable, according to the known methods only with a generate a lot of effort. The minimum wall thickness of the hollow-shaped Sections is u. a. depending on the depth of the thread flanks the thread to be formed and the material of the blank.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Aufweitvorgang der Gewindeabschnitt kaltverfestigt wird und gleichzeitig eine blanke Oberfläche entsteht, sodass keine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist. Die zusätzliche Kaltverfestigung ermöglicht eine stärkere mechanische Belastung des Gewindeabschnittes.One Another advantage is that by the expansion of the Threaded section is work hardened while a bare Surface is created, so no further post-processing is required. The additional work hardening allows a stronger mechanical load on the threaded section.
  • Die erforderlichen maschinentechnischen Aufwendungen zur Erzeugung der Außengewinde sind vergleichsweise gering.The required mechanical engineering expenses for the production of External threads are comparatively small.
  • Das zu formende Gewinde kann auch aus Abschnitten mit unterschiedlicher Gewindegeometrie bestehen. Die Gewindeprofilierung der Innenwandung des Formhohlraumes ist dann dementsprechend ausgebildet.The To be formed thread can also be made of sections with different Thread geometry exist. The thread profiling of the inner wall the mold cavity is then formed accordingly.
  • Die Gewindeprofilierungen können auch mit anderen Profilierungen kombiniert werden. So kann das erzeugte Außengewinde beispielsweise durch Aussparungen oder Rundprofile, einzeln oder in Kombination, unterbrochen sein. Auch außerhalb des Gewindes können oben und/oder unten noch andere Profilierungen erzeugt werden. Somit lassen sich außer dem Außengewinde noch weitere auf den Einsatzzweck der jeweiligen Formteile abgestimmte Profilierungen erzeugen.The Thread profiling can also work with other profiles be combined. For example, the external thread produced through recesses or round profiles, individually or in combination, be interrupted. Even outside the thread can above and / or below other profiles are generated. Consequently can be other than the external thread even more Profiles adapted to the intended use of the respective molded parts produce.
  • Nach den an sich bekannten Verfahren zur Herstellung von Außengewinden durch Walzen bzw. Rollen lassen sich außer dem Gewinde in wirtschaftlicher Weise keine weiteren bzw. zusätzlichen Profilierungen auf dem Werkstück bzw. Rohling in einem Verfahrensschritt erzeugen.To the known methods for the production of external threads by rolling or rolling can be out of the thread economically no further or additional Profiles on the workpiece or blank in a process step produce.
  • Der Dorn kann durch eine axiale oder rotierende oder eine kombinierte axiale und rotierende Bewegung in den Hohlraum des Werkstückes bzw. Rohlings eingeführt werden, um die notwendige Presskraft für den erforderlichen radialen Materialfluss zu erzeugen. Alternativ kann auch das Werkstück über den Dorn gefahren werden bzw. beide werden relativ zueinander bewegt. Der Dorn kann aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall bestehen.Of the Spine can be axial or rotating or combined axial and rotating movement in the cavity of the workpiece or blanks are introduced to the necessary pressing force for the required radial flow of material to produce. Alternatively, the workpiece may also be over the mandrel be driven or both are moved relative to each other. Of the Mandrel can be made of high speed steel or carbide.
  • Der Aufweitvorgang zur Ausformung des Gewindes kann stufenweise mit im Außenumfang unterschiedlichen Dornen oder Dornabschnitten durchgeführt werden.Of the Expansion process for forming the thread can be gradual with in the outer circumference different thorns or mandrel sections be performed.
  • Anstelle eines Dornes können auch mehrere Dorne unterschiedlicher Abmessungen nacheinander zum Einsatz kommen. Dies kann insbesondere bei relativ dickwandigen hohlförmigen Abschnitten erforderlich sein. Der Dorn oder die Dorne können in ihrer Geometrie unterschiedliche Formbildungszonen besitzen. Ein erster Abschnitt ist so ausgeführt, dass dieser eine mehreckförmige, vorzugsweise dreieck- oder viereckförmige, Kontaktfläche besitzt, wobei die Ecken leicht abgerundet sind. Zuerst wird während des Aufweitvorganges die Innenwandung des Werkstückes in axialer Richtung radial nur an den Stellen bzw. Bereichen aufgeweitet, an denen sich die Ecken des Domes in Kontakt mit der Innenwandung des Rohlings befinden. Demzufolge wird nur an diesen Stellen Material des Werkstückes in die Gewindeprofilierung gedrückt. Im nachfolgenden weiteren Aufweitvorgang, wird mittels des Dornabschnittes, der der Querschnittsform des Hohlraumes angepasst ist, das Außengewinde in seiner endgültigen Form erzeugt. Durch diese Maßnahmen wird einem axialen Längen des Werkstückes entgegengewirkt, da die im ersten Aufweitschritt bereits ausgefüllten und verfestigten Stellen der Gewindeprofilierung während des zweiten Aufweitschrittes ein axiales Längen bremsen bzw. nur noch in geringem Maße ermöglichen.Instead of of a thorn can also several thorns different Dimensions are used one after the other. This can be especially true relatively thick-walled hollow sections required be. The spine or spines may be in their geometry have different forming zones. A first section is designed so that this is a polygonal, preferably triangular or quadrangular, contact surface has, with the corners are slightly rounded. First is during the expansion process, the inner wall of the workpiece in Axial direction radially expanded only at the points or areas, where the corners of the dome are in contact with the inner wall of the blank. As a result, only at these points material of the workpiece pressed into the thread profiling. In the subsequent further expansion process, by means of the mandrel section, which is adapted to the cross-sectional shape of the cavity, the external thread produced in its final form. Through these measures is counteracted axial lengths of the workpiece, since the first expansion step already filled in and solidified sites of thread profiling during the second Aufweitschrittes an axial length brakes or allow only a small amount.
  • Erforderlichenfalls kann das Werkstück vor oder nach dem Einführen bzw. Einlegen in das Werkzeug auf Umformtemperatur erwärmt werden. Die Temperatur ist abhängig von der Wanddicke und dem Material des Werkstückes.if necessary Can the workpiece before or after insertion or placing in the tool heated to forming temperature become. The temperature depends on the wall thickness and the material of the workpiece.
  • Vorzugsweise erfolgt der Aufweitvorgang in einem mehrteiligen Backenwerkzeug mit mehreren, z. B. zwei, drei oder vier, beweglichen Backen. Beim Ausformen von Gewinden mit einer relativ großen Profiltiefe können erhebliche Kräfte zum Aufweiten des Werkstückes erforderlich sein. Somit ist nicht auszuschließen, dass während des Aufweitvorganges die Backen des Backenwerkzeuges an ihren Schließstellen geringfügig auseinandergedrückt werden, wobei sich an diesen Stellen ein Längsgrat bilden kann. Um diesem entgegenzuwirken werden vor dem Gewindepressvorgang in dem Bereich bzw. Abschnitt des hohlförmigen Werkstückes, der zur Ausformung des Gewindes bestimmt ist, in Längsrichtung verlaufende schmale Einbuchtungen erzeugt, die an den Stellen angeordnet sind, wo die Backen des Backenwerkzeuges zusammentreffen.Preferably the expansion process takes place in a multi-part jaw tool with several, z. B. two, three or four, movable jaws. When molding of threads with a relatively large tread depth can considerable forces for expanding the workpiece to be required. Thus, it can not be ruled out that during the expansion process, the jaws of the baking tool slightly pressed apart at their closing points become, whereby form at these places a longitudinal ridge can. To counteract this are before the thread pressing process in the region or section of the hollow workpiece, which is intended to form the thread, in the longitudinal direction running narrow indentations generated, which are arranged at the points are where the jaws of the baking tool meet.
  • Dadurch wird verhindert, dass bei einem geringfügigen Öffnen der Backen während des Aufweitvorganges Material zwischen die Backen gelangen kann.Thereby prevents it from opening slightly the jaws during the expansion process material between the jaws can get.
  • Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einer Mehrstufenpresse mit einem verfahrbaren Schlitten und einer stationären Werkzeugträgereinheit, wobei innerhalb der Mehrstufenpresse mindestens ein mehrteiliges, in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbares Backenwerkzeug entweder auf dem Schlitten oder der stationären Werkzeugträgereinheit angeordnet ist. Dieses besitzt einen Formhohlraum mit mindestens einer zentralen Öffnung, in den ein hohlförmiger Rohling einlegbar ist.The there is a device suitable for carrying out the method from a multi-stage press with a movable slide and a stationary tool carrier unit, wherein within the multi-stage press at least one multi-part, in an opening and closed position movable jaw tool either on the carriage or the stationary tool carrier unit is arranged. This has a mold cavity with at least one central opening into which a hollow blank can be inserted.
  • Die den Formhohlraum begrenzende Innenwandung ist mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung ausgerüstet. Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens einen Anschlag zur Sicherung der Lage des Werkstückes und mindestens einen in das hohlförmige Werkstück einschiebbaren Aufweitdorn bzw. Stempel sowie eine Auswerfereinheit. Stempel und/oder Werkzeug bzw. die Einheiten auf denen diese montiert sind, sind mittels einer Antriebseinheit bewegbar. Das in den Formhohlraum eingelegte Werkstück wird nach erfolgter Ausbildung des Werkstückes durch die Öffnungsbewegung des Werkzeuges zum Entladen freigegeben.The The inner cavity bounding the mold cavity is one with a negative equipped threaded profiling equipped. The device further includes at least one stop to secure the situation of the workpiece and at least one in the hollow Workpiece insertable mandrel or punch as well an ejector unit. Stamp and / or tool or units on where these are mounted, are movable by means of a drive unit. The inserted in the mold cavity workpiece is after completed training of the workpiece by the opening movement of the tool released for unloading.
  • Der durch die Innenwandung der Pressbacken begrenzte Formhohlraum sollte so bemessen sein, dass im geschlossenen Zustand der Backen zwischen der Mantelfläche des einschiebbaren Werkstückes und der Innenwandung des Formhohlraumes nur ein geringes Spiel oder Berührungskontakt besteht.Of the through the inner wall of the pressing jaws limited mold cavity should be sized so that when closed the jaws between the lateral surface of the insertable workpiece and the inner wall of the mold cavity only a small amount of play or Contact exists.
  • Die Gewindeprofilierung der Backen kann durch andere Profilierungen, bei denen es sich um kein Gewinde handelt, unterbrochen sein. Auch außerhalb der Gewindeprofilierung können derartige andere Profilierungen angeordnet sein.The Thread profiling of the jaws can be achieved by other profiles, if it is not a thread, be interrupted. Also outside the thread profiling, such others Profilings be arranged.
  • Innerhalb der Mehrstufenpresse ist beispielsweise mindestens ein Anschlag zur Sicherung der Lage des Rohlings während des Aufweitvorganges vorgesehen.Within The multi-stage press is for example at least one stop to secure the position of the blank during the expansion process intended.
  • Vorzugsweise ist die als Negativ ausgebildete Gewindeprofilierung der Backen so ausgeführt, dass sich im Bereich der Randzonen der Backen der Gewindeaußendurchmesser nach beiden Seiten kontinuierlich verringert, d. h. die Profilhöhe nimmt ab. Dadurch wird das Risiko, dass während des Gewindepressvorganges Material zwischen die Backen gelangen kann, deutlich verringert.Preferably is designed as a negative thread profiling of the jaws designed so that in the area of the edge zones of the jaws the outside diameter of the thread is continuous on both sides reduced, d. H. the profile height decreases. This will the risk that during the thread pressing process material between the jaws can be significantly reduced.
  • Der durch die Innenwandung der Backen begrenzte Formhohlraum ist in seiner Größe so bemessen, dass im geschlossenen Zustand der Backen zwischen der Mantelfläche des einschiebbaren Rohlings und der Innenwandung des Formhohlraumes nur ein geringes Spiel oder Berührungskontakt besteht.Of the through the inner wall of the jaws limited mold cavity is in its size so that in the closed Condition of the jaws between the lateral surface of the insertable Blanks and the inner wall of the mold cavity only a small Game or touch contact exists.
  • Die Gewindeprofilierung der Backen kann durch andere Profilierungen unterbrochen sein oder die Backen sind außerhalb der Gewindeprofilierung mit anderen Profilierungen ausgerüstet.The thread profiling of the jaws can be interrupted by other profiles or the jaws are equipped outside the thread profiling with other profiles.
  • Über die Bewegung des Schlittens kann die Bewegung von Aufweitdorn oder Backenwerkzeug gesteuert werden sowie die Öffnungs- und Schließbewegung der Backen. Zur Bewegung der Backen kann auch ein separater Antrieb vorgesehen sein.about The movement of the carriage can be the movement of expanding mandrel or Baking tool can be controlled as well as the opening and Closing movement of the jaws. To move the cheeks can also be provided a separate drive.
  • Über die Bewegung des Schlittens wird eine Relativbewegung zwischen dem Backenwerkzeug und dem Dorn realisiert. Die Bewegung der Backen kann über ein Federpaket erfolgen, das über die Bewegung des Schlittens spannbar oder entspannbar ist, oder über einen separaten Antrieb.about the movement of the carriage will be a relative movement between the Jaw tool and the mandrel realized. The movement of the cheeks can over a spring package made that about the movement of the carriage is tensionable or relaxing, or via a separate Drive.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung kann der Aufweitdorn auch unterschiedliche Formbildungsabschnitte aufweisen, wobei der zuerst in das Werkstück einführbare Abschnitt mehreckig ausgebildet ist, und die mit dem Werkstück in Kontakt gelangenden Ecken bzw. Kanten abgerundet sind.According to one Another embodiment, the mandrel also different Form forming sections, wherein the first in the workpiece insertable section is polygonal, and the with the workpiece in contact reaching corners or edges are rounded.
  • Der Aufweitdorn kann auch aus mehreren in Längsrichtung unterteilten Abschnitten oder Segmenten bestehen, zwischen denen in radialer Richtung ein Freiraum angeordnet ist. Das Backenwerkzeug besteht aus einem ein- oder mehrteiligen äußeren Ring, in dem die Pressbacken radial verschiebbar gelagert sind, wobei die Mantelflächen der Pressbacken und die Innenfläche des Ringes kegelförmig ausgebildet sind. Der äußere Ring steht mit einem verschiebbaren ringförmigen Bauteil in Kontakt, das über den Schlitten bewegbar ist.Of the Expanding mandrel can also be divided into several longitudinally divided Sections or segments exist between which in radial Direction a free space is arranged. The baking tool exists from a single or multi-part outer ring, in which the pressing jaws are mounted radially displaceable, wherein the lateral surfaces of the pressing jaws and the inner surface of the ring are cone-shaped. The outer one Ring stands with a sliding annular component in contact, which is movable over the carriage.
  • Der Aufweitdorn kann unterschiedliche Formbildungsabschnitte aufweisen, wobei der zuerst in das Werkstück einführbare Abschnitt mehreckig ausgebildet ist. Die mit dem Werkstück in Kontakt gelangenden Ecken bzw. Kanten sind abgerundet.Of the Aufweitdorn may have different shape forming sections, the first insertable into the workpiece Section is formed polygonal. The with the workpiece in contact reaching corners or edges are rounded.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe Invention will hereinafter be an embodiment be explained in more detail. In the associated Show drawing
  • 1 ein zweiteiliges Backenwerkzeug in vereinfachter perspektivischer Darstellung als Längsschnitt, 1 a two-part jaw tool in a simplified perspective view as a longitudinal section,
  • 2 eine Pressbacke des Backenwerkzeuges gemäß 1, 2 a pressing jaw of the baking tool according to 1 .
  • 3 ein Backenwerkzeug mit drei Pressbacken im geschlossenen Zustand, in vereinfachter perspektivischer Darstellung, als Längsschnitt, 3 a jaw tool with three pressing jaws in the closed state, in a simplified perspective view, as a longitudinal section,
  • 4 das Backenwerkzeug gemäß 3 während des Aufweitvorganges, 4 the baking tool according to 3 during the expansion process,
  • 5 das Backenwerkzeug gemäß 3 im geöffneten Zustand, 5 the baking tool according to 3 in the open state,
  • 6 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 3, 6 a section along the line AA in 3 .
  • 7 eine zweite Ausführung eines Aufweitdornes in perspektivischer Darstellung, 7 a second embodiment of an expanding mandrel in a perspective view,
  • 8 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in 7, 8th a section along the line BB in 7 .
  • 9 eine dritte Ausführung eines Aufweitdornes in perspektivischer Darstellung und 9 a third embodiment of an expanding mandrel in perspective and
  • 10 einen Schnitt gemäß der Linie C-C in 9. 10 a section along the line CC in 9 ,
  • 11 die einzelnen Verfahrensstufen zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Rohrfittings innerhalb einer Mehrstufenpresse, in vereinfachter Darstellung, und 11 the individual process stages for the inventive production of a pipe fitting within a multi-stage press, in a simplified representation, and
  • 12 eine zweite Ausführung des Backenwerkzeuges als Querschnittsdarstellung. 12 a second embodiment of the baking tool as a cross-sectional view.
  • In der 11 sind die Verfahrensstufen I bis VI zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Rohrfittings 4 mit Außengewinde vereinfacht dargestellt. Die Verfahrensstufe I betrifft das Ablängen eines Abschnittes 27 aus Vollmaterial (draht- oder stangenförmiges Material), das von einer Vorratsrolle zugeführt wird, mittels eines Abscherwerkzeuges 19. Die nachfolgenden Verfahrensstufen II bis VI finden innerhalb einer Mehrstufenpresse 20 statt, die als 5-Stufenpresse ausgeführt ist. Die nicht näher dargestellte Mehrstufenpresse besitzt in an sich bekannter Bauart ein Maschinengestell mit einem verschiebbaren Schlitten 21 sowie eine stationäre Werkzeugträgereinheit 22. Die Mehrstufenpresse umfasst ein Stauchwerkzeug 23 (Verfahrensstufe II), ein erstes Rückwärts Fließpresswerkzeug 24 (Verfahrensstufe III), ein zweites Rückwärts Fließpresswerkzeug 25 (Verfahrensstufe IV), ein Lochwerkzeug 26 (Verfahrensstufe V) und ein Backenwerkzeug 1, 8 als Presswerkzeug (Verfahrensstufe VI). Zur Herstellung eines Rohrfittings 4 mit Außengewinde, aus Kupfer, wird in den Verfahrensstufen II bis V aus dem abgelängten Drahtabschnitt 27 ein Rohling 4b mit Ringbund erzeugt. Die einzelnen Werkzeuge dieser Verfahrensstufen II bis V bestehen jeweils aus zwei Matrizen, einer oberen Matrize 28a und einer unteren Matrize 28b, mit einem zentralen offenen Formhohlraum zur Aufnahme des Rohlings 4b, einem Stempel 29 und einem Auswerfer 30, der in entgegengesetzter Richtung zum Stempel 29 angeordnet ist.In the 11 are the process steps I to VI for the inventive production of a pipe fitting 4 simplified with external thread. The process step I relates to the cutting to length of a section 27 of solid material (wire or bar-shaped material) supplied from a supply roll by means of a shearing tool 19 , The following process steps II to VI find within a multi-stage press 20 instead, which is designed as a 5-stage press. The multi-stage press, not shown in a known per se, a machine frame with a sliding carriage 21 and a stationary tool carrier unit 22 , The multi-stage press includes a compression tool 23 (Process Stage II), a first backward extrusion tool 24 (Process stage III), a second reverse extrusion tool 25 (Process step IV), a punching tool 26 (Process step V) and a baking tool 1 . 8th as pressing tool (process step VI). For the production of a pipe fitting 4 with external thread, made of copper, is in the process stages II to V from the cut wire section 27 a blank 4b produced with ring collar. The individual tools of these process stages II to V each consist of two matrices, an upper die 28a and a lower die 28b , with a central open mold cavity for receiving the blank 4b , a stamp 29 and an ejector 30 in the opposite direction to the stamp 29 is arranged.
  • Die Matrizen 28a und 28b, sind jeweils auf einer der beiden Werkzeugseiten (Schlitten oder Werkzeugträger) angeordnet.The matrices 28a and 28b , are each arranged on one of the two sides of the tool (slide or tool carrier).
  • In den zentralen Hohlraum der oberen Matrize 28a wird der Pressstempel 29 eingeführt und in die gegenüberliegende, untere Matrize 28b der Auswerfer 30 bzw. die Auswerferhülse 7. Die Bewegung der Stempel 29 erfolgt über die Bewegung des Schlittens 21 der Mehrstufenpresse. Die Matrizen können, falls erforderlich, auch als mehrteilige Backenwerkzeuge ausgeführt sein. Dies ist von der Geometrie des herzustellenden Rohlings abhängig.In the central cavity of the upper die 28a becomes the press stamp 29 introduced and into the opposite, lower die 28b the ejector 30 or the ejector sleeve 7 , The movement of the stamp 29 takes place via the movement of the carriage 21 the multi-stage press. If necessary, the matrices can also be designed as multi-part jaw tools. This depends on the geometry of the blank to be produced.
  • Beim Lochen, Verfahrensstufe V, ist anstelle eines Stempels ein hülsenförmiger Anschlag 7 vorgesehen. Die ersten Matrize 28a ist Bestandteil des Schlittens 21 bzw. auf diesem montiert. Die zweite Matrize 28b gehört zur stationären Werkzeugträgereinheit 22. Eine umgekehrte Anordnung der Matrizen 28a und 28b wäre auch möglich.When punching, process step V, instead of a punch is a sleeve-shaped stop 7 intended. The first die 28a is part of the sled 21 or mounted on this. The second template 28b belongs to the stationary tool carrier unit 22 , A reverse arrangement of the matrices 28a and 28b would be possible too.
  • Nach Beendigung einer Verfahrensstufe werden die vorgefertigten Rohlinge 4b mittels Greifer oder Transportvorrichtungen in das Werkzeug der nachfolgenden Verfahrensstufe eingelegt. Analog trifft dies auch für die anderen Verfahrensstufen zu. Die Umformungen des Rohlings in den Verfahrensstufen II bis IV erfolgen vorzugsweise als Kaltfließpressvorgänge.After completion of a process stage, the prefabricated blanks 4b inserted by means of grippers or transport devices in the tool of the subsequent process step. Similarly, this also applies to the other process steps. The transformations of the blank in the process stages II to IV are preferably carried out as cold extrusion processes.
  • Wie in 11 gezeigt, wird der zugeführte und abgelängte Draht- bzw. Stangenabschnitt 4b aus Kupfer in den Verfahrensstufen II (Stauchen), III (erstes Napfen), IV (zweites Napfen) und V (Lochen) insbesondere durch Stauch- und Fließpressvorgänge zu einem Rohrfitting mit Ringbund umgeformt. Auf einem der beiden zylindrischen Abschnitte des Rohrfittings soll abschließend noch ein Außengewinde erzeugt werden. Dies erfolgt innerhalb der Mehrstufenpresse durch einen Gewindepressvorgang (Verfahrensstufe VI) mittels eines mehrteiligen Backenwerkzeuges 1 oder 8. Das jeweilige Backenwerkzeug 1, 8 ist analog wie die Werkzeuge der anderen Verfahrensstufen auf dem Schlitten 21 und der Werkzeugträgereinheit 22 montiert, wie in 11 gezeigt.As in 11 is shown, the supplied and cut wire or rod section 4b made of copper in the process stages II (upsetting), III (first cupping), IV (second cupping) and V (punching) in particular by compression and extrusion processes converted into a pipe fitting with collar. Finally, on one of the two cylindrical sections of the pipe fitting an external thread is to be generated. This is done within the multi-stage press by a threaded press process (process step VI) by means of a multi-part jaw tool 1 or 8th , The respective baking tool 1 . 8th is analogous to the tools of the other process steps on the slide 21 and the tool carrier unit 22 mounted as in 11 shown.
  • Spezielle Ausbildungen der Backenwerkzeuge zur Erzeugung eines Außengewindes sind in den 1 bis 6 und 12 gezeigt.Special training of the jaw tools for generating an external thread are in the 1 to 6 and 12 shown.
  • In den 1 und 2 ist ein zweiteiliges Backenwerkzeug 1 im Längsschnitt dargestellt, zur näheren Erläuterung der Verfahrensstufe VI. Es besteht aus zwei Pressbacken von denen nur eine Pressbacke 2 zu sehen ist. Die den Formhohlraum begrenzende Innen wandung der Pressbacken 2 ist mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung 3 versehen. Nach dem Zusammenfahren der Pressbacken 2 in die Schließstellung wird der vorgefertigte Rohrfitting bzw. Rohling 4b mit einem Ringbund in den Formhohlraum 5 eingelegt. Der hintere Abschnitt des Rohlings 4b, oberhalb des Rohrbundes, besitzt einen größeren Innendurchmesser als der rohrförmige Abschnitt, auf dem das Gewinde geformt werden soll.In the 1 and 2 is a two-piece baking tool 1 shown in longitudinal section, for a more detailed explanation of process step VI. It consists of two pressing jaws of which only one pressing jaw 2 you can see. The mold cavity bounding inner wall of the pressing jaws 2 is with a trained as a negative thread profiling 3 Mistake. After the collapse of the press jaws 2 in the closed position of the prefabricated pipe fitting or blank 4b with a collar in the mold cavity 5 inserted. The back section of the blank 4b , above the pipe collar, has a larger inner diameter than the tubular portion on which the thread is to be formed.
  • Der eingelegte Rohrfitting wird von unten durch eine in den Formhohlraum eingeschobene Auswerferhülse 7 abgestützt, die als Anschlag dient, um während des Pressvorganges eine Längenausdehnung des Rohrfittings 4b zu verhindern.The inserted pipe fitting is inserted from below through an ejector sleeve inserted into the mold cavity 7 supported, which serves as a stop to a longitudinal extension of the pipe fitting during the pressing process 4b to prevent.
  • Zur Erzeugung eines Außengewindes auf dem rohrförmigen Abschnitt des Rohrfittings 4b, der in den Formhohlraum 5 ragt, wird in die zentrale Öffnung des Rohrfittings 4b, von oben, ein Aufweitdorn 6 mit angefaster Spitze eingeschoben. Während des Einschiebens des Aufweitdornes 6 wird ein radialer Materialfluss erzeugt, wobei die Konturen der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung 3 der Innenwandung der Pressbacken 1 mit Material gefüllt werden und dadurch auf dem rohrförmigen Abschnitt des Rohrfittings 4b ein Außengewinde entsteht. Der Aufweitvorgang ist abgeschlossen, wenn der Aufweitdorn 6 bis in die Hülse 7 eingetaucht ist. Anschließend wird der Dorn 6 wieder in die Ausgangslage zurück bewegt und das Backenwerkzeug 1 geöffnet. Der fertige Rohrfitting 4 mit Außengewinde wird anschließend mittels der Auswerferhülse aus dem geöffneten Backenwerkzeug 1 entfernt.To create an external thread on the tubular portion of the pipe fitting 4b in the mold cavity 5 protrudes into the central opening of the pipe fitting 4b , from above, an expanding mandrel 6 inserted with a chamfered tip. During the insertion of the expanding mandrel 6 a radial flow of material is generated, the contours of the thread profiling designed as a negative 3 the inner wall of the pressing jaws 1 be filled with material and thereby on the tubular portion of the pipe fitting 4b an external thread is created. The expansion process is complete when the expanding mandrel 6 into the sleeve 7 is immersed. Subsequently, the thorn 6 moved back to the starting position and the baking tool 1 open. The finished pipe fitting 4 with external thread is then by means of the ejector sleeve from the open jaw tool 1 away.
  • Der hintere Abschnitt 6a des Aufweitdornes 6 ist in seinem Außendurchmesser reduziert, um die während des Einschiebens auftretende Reibung zu verringern.The rear section 6a of the expanding mandrel 6 is reduced in its outer diameter to reduce the friction occurring during insertion.
  • In den 3 bis 6 ist eine weitere Ausführungsvariante als Backenwerkzeug 8 mit drei beweglichen Backen 10, 11, 12 (6) dargestellt. Das Backenwerkzeug 8 besteht aus einem äußeren, in axialer Richtung verschiebbaren Ring 9, in dem drei Backen 10, 11, 12 radial beweglich gelagert sind, als Bestandteil der unteren Matrize. Die Außenflächen der Backen 10, 11 und 12 besitzen eine kegelförmige Mantelfläche 17 und der äußere Ring 9 eine mit dieser korrespondierende kegelförmige Innenfläche 18, derart, dass die Backen 10, 11 und 12 innerhalb des äußeren Ringes 9 in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbar sind. Die Backen 10, 11, 12 besitzen an ihrer Innenseite bzw. Innenwandung eine Gewindeprofilierung 3 als Negativ. Im geschlossenen Zustand der Backen 10, 11, 12 begrenzt die Innenwandung der Backen den nach beiden Seiten, oben und unten, offenen Formhohlraum 5.In the 3 to 6 is another embodiment variant as a jaw tool 8th with three moving jaws 10 . 11 . 12 ( 6 ). The baking tool 8th consists of an outer ring which can be displaced in the axial direction 9 in which three cheeks 10 . 11 . 12 are mounted radially movable, as part of the lower die. The outer surfaces of the jaws 10 . 11 and 12 have a conical surface 17 and the outer ring 9 a corresponding with this conical inner surface 18 , such that the cheeks 10 . 11 and 12 inside the outer ring 9 are movable in an open and closed position. The cheeks 10 . 11 . 12 have on their inner side or inner wall a thread profiling 3 as a negative. When the jaws are closed 10 . 11 . 12 Limits the inner wall of the jaws on both sides, top and bottom, open mold cavity 5 ,
  • Auf dem äußeren Ring 9 sitzt ein ringförmiges Bauteil 13 (obere Matrize), das mit dem verfahrbaren Schlitten der Mehrstufenpresse in Verbindung steht. Die Öffnungs- und Schließbewegung der Backen 10, 11, 12 wird über ein nicht näher dargestelltes Federpa ket realisiert. Mit der Zustellbewegung des Schlittens wird über die axiale Bewegung des ringförmigen Bauteils 13, das mit dem Ring 9 in Berührungskontakt steht, das Federpaket gespannt, wobei Ring 9 mit den Backen 10, 11, 12 gegen einen Anschlag 14 gefahren wird. Bei Bewegung in entgegengesetzter Richtung wird das Federpaket entspannt und dabei der Ring 9 nach oben bewegt, wobei sich die Backen öffnen. Zur Vorrichtung gehören außerdem noch der Aufweitdorn 6 und der hülsenförmige Auswerfer 7, der auch als Anschlag dient. Die axiale Bewegung des Aufweitdornes 6 wird über die Bewegung des Schlittens gesteuert. In der 3 ist das Backenwerkzeug 8 im geschlossenen, gespannten Zustand gezeigt. Der Rohling bzw. Rohrfitting 4b wurde mittels einer nicht näher gezeigten Greifereinrichtung aus dem Werkzeug der vorgelagerten Verfahrensstufe V übernommen und in den Formhohlraum 5 des Backenwerkzeuges 8 eingelegt. Das Beladen erfolgt bei geöffnetem Werkzeug. Der Rohrfitting 4b wird mittels einer von unten angreifenden, unter Federspannung stehenden Auswerferhülse 7 abgestützt.On the outer ring 9 sits an annular component 13 (upper die), which communicates with the movable slide of the multi-stage press. The opening and closing movement of the jaws 10 . 11 . 12 is realized via a not shown Federpa ket. With the feed movement of the carriage is about the axial movement of the annular member 13 that with the ring 9 in Be Rührungskontakt stands, the spring package taut, with ring 9 with the cheeks 10 . 11 . 12 against a stop 14 is driven. When moving in the opposite direction, the spring package is relaxed while the ring 9 moved upwards, with the jaws open. The device also includes the expanding mandrel 6 and the sleeve-shaped ejector 7 which also serves as a stop. The axial movement of the expanding mandrel 6 is controlled by the movement of the carriage. In the 3 is the baking tool 8th shown in the closed, tensioned state. The blank or pipe fitting 4b was taken over by means of a gripper device not shown in detail from the tool of the upstream process stage V and into the mold cavity 5 of the baking tool 8th inserted. Loading takes place with the tool open. The pipe fitting 4b is by means of an attacking from below, under spring tension ejector sleeve 7 supported.
  • Anschließend wird über die weitere Zustellbewegung des Schlittens der Aufweitdorn 6, von oben, wie in 4 gezeigt, in den zentralen Hohlraum des Werkstückes (Rohrfitting) eingeschoben. Durch den Aufweitvorgang wird, wie bereits vorstehend erläutert, auf dem rohrförmigen Abschnitt des Rohrfittings 4b ein Außengewinde erzeugt.Subsequently, on the further feed movement of the carriage of the mandrel 6 , from above, as in 4 shown inserted into the central cavity of the workpiece (pipe fitting). By the expansion process, as already explained above, on the tubular portion of the pipe fitting 4b creates an external thread.
  • Nach Beendigung des Umformprozesses werden der Aufweitdorn 6 und das ringförmige Bauteil 13 wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt. Dabei wird das Federpaket entspannt und dadurch die Pressbacken 10, 11, 12 in die Öffnungsstellung bewegt (5). Im geöffneten Zustand des Backenwerkzeuges wird die unter Vorspannung stehende Auswerferhülse 7 entriegelt. Diese übernimmt die Funktion als Auswerfer für das nunmehr fertige Formteil 4.After completion of the forming process of the mandrel 6 and the annular member 13 moved back to their original position. The spring package is relaxed and thereby the pressing jaws 10 . 11 . 12 moved to the open position ( 5 ). In the open state of the baking tool is the pre-stressed ejector sleeve 7 unlocked. This takes over the function as an ejector for the now finished molding 4 ,
  • Anstelle der Bewegung des Dornes 6 kann auch das geschlossene Backenwerkzeug über den Dorn gefahren werden. Dies ist von der konstruktiven Auslegung der Mehrstufenpresse abhängig.Instead of the movement of the thorn 6 The closed jaw tool can also be moved over the mandrel. This depends on the structural design of the multi-stage press.
  • Um zu verhindern, dass sich während des Aufweitvorganges im Bereich der Schließkanten des Backenwerkzeuges ein Längsgrat bildet, können auf dem rohrförmigen Abschnitt des Rohlings, auf dem das Gewinde erzeugt werden soll, in Längsrichtung verlaufende Ausnehmungen bzw. Einbuchtungen 4a eingeformt werden. Diese müssen radial an den Stellen angeordnet sein, wo sich die Schließkanten der Pressbacken 10, 11, 12 des Backenwerkzeuges liegen, wie in 6 gezeigt. Der Rohling muss dann entsprechend auch so in das Werkzeug eingelegt werden.In order to prevent a longitudinal ridge forming during the expansion process in the region of the closing edges of the jaw tool, longitudinally extending recesses or indentations may be formed on the tubular portion of the blank on which the thread is to be produced 4a be formed. These must be arranged radially at the points where the closing edges of the pressing jaws 10 . 11 . 12 of the baking tool, as in 6 shown. The blank must then be inserted accordingly in the tool.
  • Eine andere Alternative hierzu zeigt 12, in der das Werkzeug im geschlossenen Zustand und ohne Rohling bzw. Rohrfitting dargestellt ist. Die als Negativ ausgebildete Gewindeprofilierung 3 der einzelnen Backen 10, 11, 12 ist so gestaltet, dass sich die Pro filhöhe bzw. Gewindetiefe 3a der einzelnen Gewindegänge jeweils in Richtung Schließspalt bzw. Rand der Backen 10, 11, 12 verringert. Im unmittelbaren Bereich der Schließkanten der Backen 10, 11, 12 ist dann keine Gewindeprofilierung als Negativ mehr vorhanden.Another alternative shows 12 , in which the tool is shown in the closed state and without blank or pipe fitting. The trained as a negative thread profiling 3 the single baking 10 . 11 . 12 is designed so that the pro filhöhe or thread depth 3a the individual threads in the direction of the closing gap or edge of the jaws 10 . 11 . 12 reduced. In the immediate area of the closing edges of the jaws 10 . 11 . 12 is then no thread profiling as a negative more available.
  • Dadurch verringert sich das Risiko, dass durch den Fließpressvorgang Material in den Schließspalt gelangen kann, erheblich.Thereby reduces the risk that caused by the extrusion process Material can get into the closing gap, significantly.
  • Die beiden vorgenannten Maßnahmen können auch miteinander kombiniert werden. In den 7 bis 10 sind weitere Ausführungsvarianten zu in ihrer Geometrie unterschiedlich ausgestalteten Aufweitdornen gezeigt. Der Aufweitdorn 15 (7 und 8) besitzt zwei unterschiedliche Formbildungszonen. Der obere Abschnitt 15a, der zuerst in den Hohlraum des Werkstückes 4b eingeschoben wird, ist in seiner Querschnittsform als Dreieck 15b ausgebildet, wobei die Ecken abgerundet sind. Während des Einführens dieses Abschnittes in den Hohlraum des Werkstückes 4b erfolgt zuerst nur ein Materialfluss im Einwirkungsbereich dieser Ecken in die Konturen der Gewindeprofilierung 3. Der nachfolgende Abschnitt 15c ist in seiner Querschnittsform an den Hohlraum angepasst, z. B. besitzt dieser bei einem rohrförmigen Hohlraum eine kreisrunde Querschnittsform.The two aforementioned measures can also be combined with each other. In the 7 to 10 Further variants are shown in their geometry differently designed expansion mandrels. The expanding mandrel 15 ( 7 and 8th ) has two different forming zones. The upper section 15a , first in the cavity of the workpiece 4b is inserted in its cross-sectional shape as a triangle 15b formed, with the corners are rounded. During insertion of this section into the cavity of the workpiece 4b At first only a material flow takes place in the area of impact of these corners in the contours of the thread profiling 3 , The following section 15c is adapted in its cross-sectional shape to the cavity, for. B. this has a circular cross-sectional shape in a tubular cavity.
  • Der in den 9 und 10 gezeigte Aufweitdorn 16 kommt dann zum Einsatz, wenn der Hohlraum des Werkstückes 4b in einzelne in Längsrichtung verlaufende Kammern unterteilt ist. Der Aufweitdorn 16 besitzt in seinem oberen Abschnitt 16a, der in den unterteilten Hohlraum eingeführt wird, zwei in Längsrichtung verlaufende Dornabschnitte 16b und 16c, zwischen denen ein Spalt bzw. Freiraum 16d angeordnet ist. Über die Mantelflächen der Dornabschnitte 16b und 16c wird dann der radiale Materialfluss in die Konturen der Gewindeprofilierung bewirkt. Das so erzeugte Außengewinde ist an den gegenüberliegenden Stellen, dort wo sich der Spalt bzw. Freiraum 16d befindet, in Längsrichtung unterbrochen.The in the 9 and 10 expanding mandrel shown 16 comes into use when the cavity of the workpiece 4b is divided into individual longitudinally extending chambers. The expanding mandrel 16 owns in its upper section 16a which is inserted into the divided cavity, two longitudinally extending mandrel sections 16b and 16c , between which a gap or clearance 16d is arranged. Over the lateral surfaces of the mandrel sections 16b and 16c then the radial flow of material is effected in the contours of the thread profiling. The external thread thus produced is at the opposite points, where the gap or clearance 16d is interrupted in the longitudinal direction.
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • - DE 19536817 A1 [0004] - DE 19536817 A1 [0004]

Claims (21)

  1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Außengewindes auf hohlförmigen Werkstücken aus Metall zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen oder Fittings als stabile Verbindungs- oder Befestigungselemente, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Mehrstufenpresse (20) mit einem verschiebbaren Schlitten (21) und einer stationären Werkzeugträgereinheit (22) als Ausgangsmaterial Draht oder Stangenmaterial (27) zugeführt und stufenweise, in einer oder mehreren Umformstufen (II bis V) durch Fließpress- und Stauchvorgänge, zu einem fertigen hohlförmigen Rohling (4b) umgeformt wird und innerhalb der Mehrstufenpresse (20), in einer weiteren Stufe (VI) der vorgefertigte hohlförmige Rohling (4b) in ein mehrteiliges Backenwerkzeug (1, 8) mit einem Formhohlraum, dessen Innenwandung mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung (3) versehen ist, eingelegt und, im geschlossenen Zustand des Backenwerkzeuges (1, 8) in die zentrale Öffnung des Rohlings (4b) mindestens ein Dorn (6, 15, 16) eingeführt und dabei der Rohling (4b) mittels des Dornes (6, 15, 16) aufgeweitet wird, wobei die Konturen der Gewindeprofilierung (3, 3a) durch einen radialen Materialfluss ausgefüllt werden, und abschließend das fertige Werkstück (4) nach dem Öffnen des Backenwerkzeuges (1, 8) aus diesem entfernt wird.Method for chipless production of an external thread on hollow metal workpieces for use as hollow screws, hollow shafts, threaded sleeves or fittings as stable connecting or fastening elements, characterized in that within a multistage press ( 20 ) with a sliding carriage ( 21 ) and a stationary tool carrier unit ( 22 ) as starting material wire or rod material ( 27 ) and gradually, in one or more forming stages (II to V) by extrusion and compression processes, to a finished hollow blank ( 4b ) and within the multi-stage press ( 20 ), in a further stage (VI) the prefabricated hollow blank ( 4b ) into a multi-part jaw tool ( 1 . 8th ) with a mold cavity, the inner wall of which is designed as a negative thread profiling ( 3 ) is inserted, inserted and, in the closed state of the baking tool ( 1 . 8th ) in the central opening of the blank ( 4b ) at least one spine ( 6 . 15 . 16 ) and the blank ( 4b ) by means of the thorn ( 6 . 15 . 16 ) is widened, wherein the contours of the thread profiling ( 3 . 3a ) are filled by a radial flow of material, and finally the finished workpiece ( 4 ) after opening the baking tool ( 1 . 8th ) is removed from this.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in das Backenwerkzeug (1, 8) eingelegte Rohling während der Bewegung des Dornes (6, 15, 16) gegen eine Ausdehnung in Längsrichtung fixiert wird.A method according to claim 1, characterized in that in the baking tool ( 1 . 8th ) inserted blank during the movement of the thorn ( 6 . 15 . 16 ) is fixed against expansion in the longitudinal direction.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungs- und Schließbewegung der Backen (10, 11, 12) des Backenwerkzeuges (1, 8) sowie die Bewegung des Dorns (6, 15, 16) über die zentrale Antriebseinheit der Mehrstufenpresse (20) ausgelöst werden.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the opening and closing movement of the jaws ( 10 . 11 . 12 ) of the baking tool ( 1 . 8th ) as well as the movement of the spine ( 6 . 15 . 16 ) via the central drive unit of the multi-stage press ( 20 ) to be triggered.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Öffnung des hohlförmigen Rohlings (4b) eine kreisrunde, ovale oder trilobulare Querschnittsform besitzt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the central opening of the hollow blank ( 4b ) has a circular, oval or trilobular cross-sectional shape.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des Rohlings (4b) durch mindestens eine Trennwand in mehrere Hohl raumabschnitte unterteilt ist, und in den Hohlraum ein aus mehreren Dornabschnitten bestehender Dorn (16) eingeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cavity of the blank ( 4b ) is subdivided by at least one partition in several hollow space sections, and in the cavity of a plurality of mandrel sections existing mandrel ( 16 ) is introduced.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum des Rohlings (4b) umgebende Begrenzungswand an einer oder mehreren Stellen unterbrochen ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity of the blank ( 4b ) surrounding boundary wall is interrupted at one or more locations.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Schließkanten der Backen (10, 11, 12) die Profilhöhe (3a) der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung (3) verringert und dadurch an den Stellen des Rohlings (4b), die sich im Bereich der Schließkanten der Backen (10, 11, 12) befinden, keine oder nur eine abgeschwächte Gewindeprofilierung erzeugt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the region of the closing edges of the jaws ( 10 . 11 . 12 ) the profile height ( 3a ) formed as a negative thread profiling ( 3 ) and thereby at the points of the blank ( 4b ), which are located in the area of the closing edges of the jaws ( 10 . 11 . 12 ), no or only a weakened thread profiling is generated.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeprofilierung (3) aus mehreren in ihrer Geometrie unterschiedlichen Gewindeabschnitten besteht, wobei während des Aufweitvorganges Gewindeabschnitte mit unterschiedlicher Gewindegeometrie erzeugt werden.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the thread profiling ( 3 ) consists of several different in their geometry threaded sections, wherein during the expansion process threaded portions are produced with different thread geometry.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Gewindeprofilierungen (3) erzeugt werden, die noch andere Profilierungen enthalten oder außerhalb der Gewindeprofilierung noch andere Profilierungen erzeugt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that thread profiling ( 3 ) are generated, which contain other profiles or outside the thread profiling other profiles are produced.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausformung des Außengewindes ein Dorn (15, 16) mit unterschiedlichen Formbildungszonen eingesetzt wird, wobei der Dorn (15, 16) einen ersten Abschnitt mit einer mehreckigen Kontaktfläche mit abgerundeten Ecken besitzt und die Innenwandung des Rohlings (4b) radial nur im Einwirkungsbereich der Ecken aufgeweitet wird, und nachfolgend einen zweiten Abschnitt besitzt, der der Querschnittsform des Hohlraumes des Werkstückes angepasst ist und während des Aufweitvorganges die endgültige Ausformung des Gewindes übernimmt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that for forming the external thread a mandrel ( 15 . 16 ) is used with different forming zones, wherein the mandrel ( 15 . 16 ) has a first portion with a polygonal contact surface with rounded corners and the inner wall of the blank ( 4b ) is expanded radially only in the area of action of the corners, and subsequently has a second portion which is adapted to the cross-sectional shape of the cavity of the workpiece and takes over the final formation of the thread during the expansion process.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlförmige Rohling (4b) im Bereich, der zur Ausformung des Gewindes bestimmt ist, in Längsrichtung verlaufende schmale Einbuchtungen (4a) aufweist, die an den Stellen angeordnet sind, wo die Backen des (2, 10, 11, 12) Backenwerkzeuges (1, 8) zusammentreffen.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hollow blank ( 4b ) in the region, which is intended to form the thread, extending in the longitudinal direction narrow indentations ( 4a ) located at the locations where the jaws of the ( 2 . 10 . 11 . 12 ) Baking tool ( 1 . 8th ) meet.
  12. Vorrichtung zu Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Mehrstufenpresse (20) mit einem verfahrbaren Schlitten (21) und einer stationären Werkzeugträgereinheit (22) mindestens ein mehrteiliges, in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbares Backenwerkzeug (1, 8) entweder auf dem Schlitten (21) oder der stationären Werkzeugträgereinheit (22) angeordnet ist, das einen Formhohlraum (5) mit mindestens einer zentralen Öffnung, in den ein hohlförmiger Rohling (4b) einlegbar ist, aufweist, wobei die den Formhohlraum (5) begrenzende Innenwandung der Backen (2, 10, 11, 12) mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung (3) ausgerüstet ist, und innerhalb der Mehrstufenpresse mindestens ein in den hohlförmigen Rohling (4b) einschiebbarer Aufweitdorn (6, 15, 16) angeordnet ist, wobei Aufweitdorn (6, 15, 16) und/oder Backenwerkzeug (2, 8) mittels einer Antriebseinheit bewegbar sind.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, characterized in that within a multi-stage press ( 20 ) with a movable carriage ( 21 ) and a stationary tool carrier unit ( 22 ) at least one multi-part, movable in an open and closed position baking tool ( 1 . 8th ) either on the sledge ( 21 ) or the stationary tool carrier unit ( 22 ) is arranged, which has a mold cavity ( 5 ) with at least one central opening into which a hollow blank ( 4b ), wherein the mold cavity ( 5 ) limiting inner wall of the jaws ( 2 . 10 . 11 . 12 ) with a thread profiling designed as a negative ( 3 ) and within the multi-storey at least one into the hollow blank ( 4b ) retractable mandrel ( 6 . 15 . 16 ), wherein mandrel ( 6 . 15 . 16 ) and / or baking tool ( 2 . 8th ) are movable by means of a drive unit.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Mehrstufenpresse (20) außer dem Backenwerkzeug (1, 8) noch ein Stauchwerkzeug (23), mindestens ein Rückwärts-Fließpresswerkzeug (24, 25) und ein Lochwerkzeug (26) angeordnet sind, die Werkzeuge (23, 24, 25, 26) mit Matrizen (28a, 28b) ausgerüstet sind, wobei eine Matrize (28a) am Schlitten (21) und die gegenüberliegende andere Matrize (28b) an der Werkzeugträgereinheit (22) angeordnet sind.Apparatus according to claim 12, characterized in that within the multi-stage press ( 20 ) except the baking tool ( 1 . 8th ) nor a compression tool ( 23 ), at least one reverse extrusion tool ( 24 . 25 ) and a punching tool ( 26 ), the tools ( 23 . 24 . 25 . 26 ) with matrices ( 28a . 28b ), with a die ( 28a ) on the slide ( 21 ) and the opposite other die ( 28b ) on the tool carrier unit ( 22 ) are arranged.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlag (7) zur Sicherung der Lage des Rohlings (4b) während des Aufweitvorganges vorgesehen ist.Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that at least one stop ( 7 ) for securing the position of the blank ( 4b ) is provided during the expansion process.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierungen (3) der Backen (2, 10, 11, 12) so ausgeführt ist, dass sich im Übergangsbereich zu den Randzonen der Backen die Gewindetiefe (3a) nach beiden Seiten kontinuierlich verringert.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the formed as a negative thread profiling ( 3 ) of the cheeks ( 2 . 10 . 11 . 12 ) is designed so that in the transition region to the edge zones of the jaws, the thread depth ( 3a ) continuously reduced on both sides.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Innenwandung der Backen (2, 10, 11, 12) begrenzte Formhohlraum (5) so bemessen ist, dass im geschlossenen Zustand der Backen zwischen der Mantelfläche des einschiebbaren Rohlings (4b) und der Innenwandung des Formhohlraumes (5) nur ein geringes Spiel oder Berührungskontakt besteht.Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the through the inner wall of the jaws ( 2 . 10 . 11 . 12 ) limited mold cavity ( 5 ) is dimensioned so that in the closed state of the jaws between the lateral surface of the insertable blank ( 4b ) and the inner wall of the mold cavity ( 5 ) there is only a small amount of play or physical contact.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeprofilierung (3) der Backen (2, 10, 11, 12) durch andere Profilierungen unterbrochen ist.Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the thread profiling ( 3 ) of the cheeks ( 2 . 10 . 11 . 12 ) is interrupted by other profilings.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (2, 10, 11, 12) außerhalb der Gewindeprofilierung mit anderen Profilierungen ausgerüstet sind.Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the jaws ( 2 . 10 . 11 . 12 ) are equipped with other profiles outside the thread profiling.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung der Backen (10, 11, 12) ein separater Antrieb vorgesehen ist.Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that for movement of the jaws ( 10 . 11 . 12 ) A separate drive is provided.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitdorn (15) unterschiedliche Formbildungsabschnitte (15a, 15b, 15c) aufweist, wobei der zuerst in den Rohling (4b) einführbare Abschnitt (15a) mehreckig ausgebildet ist, und die mit dem Rohling (4b) in Kontakt gelangenden Ecken bzw. Kanten abgerundet sind.Device according to one of claims 12 to 19, characterized in that the expanding mandrel ( 15 ) different shaping sections ( 15a . 15b . 15c ), the first in the blank ( 4b ) insertable section ( 15a ) is polygonal, and with the blank ( 4b ) in contact reaching corners or edges are rounded.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitdorn (16) aus mehreren in Längsrichtung unterteilten Abschnitten oder Segmenten (16b, 16c) besteht, zwischen denen in radialer Richtung ein Freiraum (16d) angeordnet ist.Device according to one of claims 13 to 20, characterized in that the expanding mandrel ( 16 ) of a plurality of longitudinally divided sections or segments ( 16b . 16c ), between which in the radial direction a free space ( 16d ) is arranged.
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