-
Die Erfindung betrifft ganz allgemein ein Verfahren zur Metallbearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines Schmierstoffes, die Verwendung eines entsprechenden Schmierstoffes sowie einen Umformschmierstoff.
-
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Verfahren zur Metallbearbeitung eines Werkstückes bekannt, bei welchen das Werkstück vor oder während der Bearbeitung mit einem Schmierstoff auf Basis von Mineralölen in Kontakt gebracht wird. Die Mineralöle werden hierbei häufig als Basis-Schmierstoff unter Hinzugabe von Additiven verwendet, in seltenen Fällen jedoch auch pur.
-
Auch wenn die herkömmlich verwendeten Schmierstoffe grundsätzlich geeignet sind, bei einer Metallwerkstückbearbeitung für eine hinreichende Schmierung zu sorgen, so gelten diese Schmierstoffe doch noch grundsätzlich als verbesserungsfähig, beispielsweise hinsichtlich ihrer physiologischen Eigenschaften.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach grundsätzlich darin, ein in physiologischer Hinsicht, und insbesondere auch in ökonomischer Hinsicht, verbessertes Verfahren zur Metallbearbeitung bereitzustellen.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, insbesondere mit jenen des Kennzeichenteils und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Schmierstoff aus wasserlöslichem Polyethylenglycol besteht oder aus einer Mischung aus wasserlöslichem Polyethylenglycol und einem oder mehreren Zusätzen.
-
Mit anderen Worten besteht die Idee darin, bei dem Verfahren zur Metallbearbeitung einen optimierten Schmierstoff zu verwenden, wobei insbesondere gleiche Werkstücke und gleiche Werkzeuge etc. unverändert weiter benutzt werden können.
-
Der Schmierstoff enthält hierbei wasserlösliches Polyethylenglykol (kurz: PEG), welches nach umfangreichen Test- und Messserien der Anmelderin überraschende Verbesserungen der physiologischen Bewertung des Schmierstoffes und somit auch des gesamten Verfahrens ermöglicht.
-
Insbesondere wird eine bessere Hautverträglichkeit für eine das Verfahren durchführende Person erreicht. Zudem erlaubt die Verwendung von Polyethylenglykol, sofern das Polyethylenglykol nicht pur verwendet wird, den Einsatz von Additiven in geringeren Mengen im Vergleich zu den Verfahren des Standes der Technik. Hierdurch können Additive eingespart werden, was das gesamte Verfahren ökonomischer werden lässt.
-
Erfindungsgemäß besteht der Schmierstoff entweder zu 100 Prozent aus wasserlöslichem Polyethylenglycol, wobei mit anderen Worten Polyethylenglycol pur als Schmierstoff verwendet wird. Dies betrifft insbesondere PEG's mit einer Molmasse von 200, 400 oder 600 g/mol, welche üblicherweise flüssig vorliegen. Alternativ ist gemäß dem Hauptanspruch jedoch auch vorgesehen, dass wasserlösliches Polyethylenglycol als Basissubstanz verwendet wird, welchem noch ein oder mehrere Zusätze beigefügt sind. Der gängigste Zusatz ist hierbei Wasser, in welchem insbesondere feste PEG's mit einer Molmasse von mehr als 600 g/mol aufgelöst werden können.
-
Der Zusatz kann grundsätzlich eine Konzentration von weniger als einem (Gewichts-)Prozent des fertigen Schmierstoffes ausmachen (beispielsweise bei Korrosionsschutzadditiven) oder auch einen Anteil von mehr als 80 Prozent (beispielsweise sofern Wasser als Zusatz verwendet wird). Insbesondere kann die Molmasse des eingesetzten Polyethylenglycol variieren, beispielsweise zwischen 200 und 35.000 g/mol. Hierbei ist anzumerken, dass Polyethylenglykol handelsüblich mit Molmassen von beispielsweise 200, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 4000, 6000, 8000, 12000 usw. g/mol verfügbar ist. Als Basissubstanz wird im Sinne der Anmeldung Polythylenglykol einer vorgegebenen Molmasse, z. B. 1000 g/mol, verstanden.
-
Über die Molmasse des verwendeten Polyethylenglycol ist insbesondere die Viskosität des Schmierstoffes regulierbar, wobei die Viskosität des erhaltenen Schmierstoffes etwa proportional zur Molmasse des verwendeten Polyethylenglycol ist. Dies ist von Vorteil, da der Handel Schmierstoffe unterschiedlicher Viskositätsklassen fordert und je nach Nachfrage unterschiedlich viskose Schmierstoffe bereitzustellen sind.
-
Erfindungsgemäß enthält der eingesetzte Schmierstoff wasserlösliches Polyethylenglycol, was den Vorteil aufweist, dass (beispielsweise bei Umformprozessen) eine einfachere Entfettung des zu bearbeitenden Werkstücks erfolgen kann. Während beim Stand der Technik beispielsweise chlorhaltige Lösemittel zum Entfetten eingesetzt werden müssen, ist es vorliegend ausreichend, eine Entfettung mit (umweltverträglicherem) Wasser durchzuführen.
-
Im Sinne des Hauptanspruches wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Metallbearbeitung durchgeführt, also entweder zur spanenden oder zur nicht-spanenden Metallbearbeitung. Bei einer spanenden Metallbearbeitung, beispielsweise einem Fräsen, kann der Schmierstoff das Werkstück zum Beispiel umfluten oder in Bohrungen eintreten und dort schmieren und kühlen. Bei der nicht-spanenden Metallbearbeitung, insbesondere bei Umformungsprozessen, kann der Schmierstoff, einseitig oder beidseitig, auf das Werkstück aufgetragen werden. Hierzu werden insbesondere Schmierstofftropfen auf das Werkstück aufgesprüht. Das Polyethylenglycol zeigt sich für derartige Anwendungen problemlos als geeignet.
-
Wie sich dem vorigen Absatz ohne weiteres entnehmen lässt, gibt es je nach Bearbeitungsform verschiedene Möglichkeiten den Schmierstoff mit dem Werkstück in Kontakt zu bringen, wobei hierunter im Sinne des Hauptanspruches zu verstehen ist, dass der Schmierstoff das Werkstück beispielsweise umfluten kann (insbesondere bei der spanenden Bearbeitung), aber alternativ beispielsweise auch einseitig oder beidseitig auf dieses aufgetragen oder aufgebracht werden kann (bei der nicht-spanenden Bearbeitung).
-
Vorteilhafterweise wird das Verfahren bei der nicht-spanenden Metallbearbeitung, insbesondere bei Umformvorgängen angewendet. In diesen Fällen wird der verwendete Schmierstoff als Umformschmierstoff bezeichnet.
-
Je nach Metallbearbeitungsart unterscheiden sich auch die verwendeten Werkzeuge im Sinne des Anspruches 1. Hierbei kann es sich um die üblichen im Stand der Technik bekannten Werkzeuge, wie beispielsweise Fräsen, oder Werkzeuge, die zum walzen, tiefziehen oder ähnlichen Verfahren benötigt werden, handeln.
-
Als Werkstück im Sinne des Anspruches 1 kann hierbei jedes noch zu bearbeitende Metallstück verstanden werden, welches beispielsweise in eine vorgegebene Form zu bringen ist. Nach der Bearbeitung erhält man somit ein bearbeitetes Werkstück, welches dann als fertig gilt oder weiter verarbeitet wird.
-
Im Sinne des Hauptanspruches kann wasserlösliches Polyethylenglycol entweder pur als Schmierstoff eingesetzt werden oder aber als Basissubstanz, welcher ein oder mehrere Additive bzw. Zusätze zugefügt werden können.
-
Diese Zusätze oder Additive können der Basissubstanz bezüglich dem Mengenverhältnis variabel, je nach Anforderung beigefügt werden. Es kann hierbei lediglich ein Zusatz vorgesehen werden oder auch eine Kombination beliebig vieler, insbesondere auch aller, im Folgenden aufgeführten Zusätze:
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird als Zusatz wasserlösliches Polyethylenglycol mit einer anderen Molmasse verwendet als das Polyethylenglycol gemäß der Basissubstanz aufweist. In diesem Sinne kann beispielsweise das als Basisubstanz verwendete wasserlösliche Polyethylenglycol beispielsweise eine Molmasse von 1000 g/mol aufweisen, während das Additiv oder der Zusatz, welcher gleichfalls aus wasserlöslichem Polyethylenglycol besteht, beispielsweise eine Molmasse von 200 g/mol aufweist. Diesbezüglich sei angemerkt, dass das wasserlösliche Polyethylenglycol ab einer Molmasse von etwa 800 g/mol zwar fest ist, jedoch zur Herstellung des Schmierstoffes aufgeschmolzen werden kann, was typischerweise bei Temperaturen von 50 bis 70° Celsius geschieht. Diese Ausführungsform ermöglicht es, eine Basissubstanz in Form eines ersten wasserlöslichen Polyethylenglycols stets bevorratet zu halten und eine gewünschte Viskosität des fertig gestellten Schmierstoffes dadurch zu erreichen, dass die Molmasse des Zusatzes derart gewählt wird, dass der fertige Schmierstoff eine gewünschte Viskosität erreicht.
-
Vorteilhafterweise kann als Zusatz Wasser verwendet werden. Die Konzentration des Wassers in dem fertiggestellten Schmierstoff kann dabei grundsätzlich, je nach gewünschter Eigenschaft des Schmierstoffes, variieren. Vorteilhafterweise beträgt der Wasseranteil im fertiggestellten Schmierstoff jedoch zwischen 50 und 90 (Gewichts-)Prozent, weiter vorteilhafterweise zwischen 70 und 80, insbesondere etwa 75 Prozent. Diese Ausführungsform ermöglicht es, in das Verfahren bzw. den Schmierstoff eine gewisse Kühlung einzubringen, da es bei sehr hohen Temperaturen des eingesetzten Schmierstoffes während der Bearbeitung des Werkstücks insbesondere zu Verziehungen im benutzten Werkzeug kommen kann. Das Wasser ermöglicht somit eine Temperaturregulierung in Form einer Kühlung, ermöglicht aber auch eine bestimmte (insbesondere verringerte) Viskosität des Schmierstoffes. Durch Einsatz von Glycerin kann der Wasseranteil gesenkt werden.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Zusatz ein Korrosionsschutzadditiv eingesetzt. Dieser Zusatz ermöglicht einen Schutz des Werkstücks, aber auch des Werkzeuges oder des Werkzeugumfeldes (beispielsweise in Form eines Maschinenrahmens), insbesondere für den Fall, dass der Schmierstoff einen hohen Wasseranteil aufweist. Durch den hohen Wasseranteil im Schmierstoff kann beispielsweise der Rahmen der das Werkzeug tragenden Vorrichtung rosten. Diesem wird durch den Zusatz eines entsprechenden Korrosionsschutzadditives entgegengewirkt. Ein derartiges Additiv schützt beispielsweise jedoch auch vor Korrosionen durch Luftfeuchtigkeit oder auch bei der Zwischenlagerung von Halbfertigprodukten. Vorteilhafterweise weisen die Korrosionsschutzadditive in dem Schmierstoff eine Konzentration von 0,1 bis 1 (Gewichts-)Prozent des Schmierstoffes auf. Die Korrosionsschutzadditive beinhalten z. B. Polyethoxyalkylamine, Natrium 4 (oder 5)-methyl-1H-benzotriazole und/oder Poly-Oxyalkenyl-Derivat. Korrosionsschutzadditive können vorteilhafterweise, insbesondere um hinterher nahezu klar gelöst zu werden, als Vormischung mit Triethanolamin und Wasser abgemischt werden, insbesondere bevor sie dem Polyethylenglycol als Zusatz zugegeben werden.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden als Zusatz ein oder mehrere Verschleißschutz-Additive, auch Anti-Wear-Additive oder AW-Additive, verwendet, deren Konzentration in dem Schmierstoff, je nach Verwendungszweck, beliebig variieren kann. Der Zusatz eines solchen Anti-Wear-Additivs dient insbesondere einer Lebensdauerverlängerung des eingesetzten Werkzeuges. Die Anti-Wear(AW)-Additive beinhalten z. B. Additive der chem. Charakteristik wie Lubrhophos LP 700 E und/oder Polyglycerinester von Fettsäuren.
-
Weiter vorteilhafterweise können als Zusatz sogenannte Anti-Schaum-Additive, auch Entlüfter-Additive genannt, verwendet werden, vorteilhaft in einer Konzentration des Schmierstoffes zwischen 0,1 und 1,5 (Gewichts-)Prozent. Der Einsatz derartiger Additive verbessert das Verfahren insbesondere, sofern es sich um ein Umform-Verfahren handelt, bei welchem das Schmiermittel heutzutage üblicherweise mit Hilfe einer Sprühtechnik in Tropfenform auf des zu bearbeitende Werkstück aufgesprüht wird. Die Sprühtechnik ermöglicht hierbei Schmiermitteleinsparungen von bis zu 50 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Auftragshilfsmitteln, wie Pinseln, Bürsten oder Filzrollen. Bei der Sprühtechnik besteht jedoch gegebenenfalls das Problem, dass dem Schmierstoff durch den Sprühvorgang Luft beigefügt wird, so dass es zu einem Schaum in Form von Luftblasen auf dem Werkstoff kommen kann. Diese Luftblasen können zu Fehlmessungen bei der Überprüfungsmessung eines korrekten Schmiermittelauftrages führen. Eine Fehlmessung führt wiederum zu einem höheren Ausschuss der bearbeiteten Werkstücke.
-
Der Einsatz von Anti-Schaum oder von Lüfteradditiven kann dieses Problem weitestgehend unterdrücken, da durch ihren Einsatz weniger Schaum und weniger Luftblasen entstehen, insbesondere beim Aufsprühen des Schmiermittels. Die Antischaum-Additive bzw. die Entlüfter-Additive beinhalten z. B. Additive der chemischen Charakteristik wie z. B. modifizierte Polysiloxane, Additiv LP-D21651, LP-D 21065 und/oder polymeres tertiäres Amin.
-
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird als Zusatz ein oder mehrere Hochdruckadditive, auch Extreme-Pressure-Additive, oder kurz EP-Additive, in einer variablen Konzentration dem Schmierstoff beigesetzt. Der Einsatz derartiger Additive modifiziert die Eigenschaften des Schmierstoffes beispielsweise auf physikalisch oder chemische Weise, derart, dass der Schmierfilm zwischen Werkstück und Werkzeug auch bei extrem hohen Drücken nicht reisst. Beispielsweise bei Pressvorgängen oder Tiefziehvorgängen der Umformung oder ähnlichem könnte dies ohne die erfindungsgemäße Verwendung eines Hochdruckadditivs gegebenenfalls zu Problemen führen. Die Extreme Pressure(EP)-Additive enthalten z. B. Additive der chemischen Charakteristik wie Additiv EP 3056W und/oder Polyglycerinester von Fettsäuren.
-
Vorteilhafterweise wird als Zusatz ein oder mehrere Oxidationsinhibitoren eingesetzt. Besonders vorteilhafterweise liegt die Konzentration dieser im Schmierstoff bei 0,1 bis 1 (Gewichts-)Prozent. Diese auch als Anti-Oxidatoren bezeichneten Zusätze ermöglichen es, auch Werkmaterialien zu verarbeiten, die durch ihre hohe Festigkeit oder die zu erzielende Geometrie des fertigen Werkstücks sehr schnell höhere Temperaturen im Werkzeug erzeugen. Die Oxidations-Inhibitoren verhindern dann eine unerwünschte Alterung/Oxidation des Schmierstoffs. Die Oxidationsinhibitoren beinhalten z. B. phenolische Antioxidanten und/oder aminische Antioxidanten.
-
Vorteilhafterweise wird als Zusatz Trietanolamin eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine organische Verbindung ähnlich einer Lauge, insbesondere einer Kali-Lauge. Ein derartiger Zusatz ist insbesondere dazu geeignet, den Schmierstoff (leicht) ins alkalische Milieu zu stellen. Dies kann insbesondere beim Einsatz von Wasser besonders vorteilhaft sein, damit der Schmierstoff nicht zu schnell zu einem Rosten von Werkzeug, Werkzeugumfeld oder Werkstück führt.
-
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Zusatz ein oder mehrere Additive zur Veränderung der Oberflächenspannung des Schmierstoffes eingesetzt. Die Konzentration dieser Additive im Schmierstoff kann beispielsweise zwischen 0,1 und 1,5 (Gewichts-)Prozent liegen. Die den Werkstücken zugrunde liegenden Materialien sind in einigen Fällen mit einer Beschichtung versehen, beispielsweise einer Verzinkung. Diese Beschichtungen haben üblicherweise den Nachteil, dass sie die Oberflächenspannung des Werkstücks derart verändern, dass sich der aufgebrachte Schmierstoff zusammenzieht, was zur Folge hat, dass Teile des Werkstückes überhaupt nicht mehr mit Schmierstoff benetzt sind. Bei Werkstücken, welche teilweise mit bis zu 100.000 Tropfen Schmierstoff oder mehr versehen werden, kann dies zu erheblichen Problemen führen. Diese können durch den Einsatz der genannten Additive jedoch derart gelöst werden, dass die Spannung zwischen der Oberfläche des Werkstücks und dem Schmierstoff modifiziert bzw. insbesondere vermindert wird, so dass sich der Schmierstoff auf dem Werkstück nicht mehr zusammenzieht. Additive zur Veränderung der Oberflächenspannung beinhalten z. B. Substanzen auf Basis modifizierter Polysiloxane mit hydrophoben Bestandteilen, teilweise in Polyglykol, teilweise als wässrige Emulsion (grenzflächenaktiv), polymeres tertiäres Amin und/oder Polyethoxyalkylamine.
-
Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als ein oder mehrere Zusätze Fettungskomponenten, in variablen Konzentrationen des Schmierstoffes, verwendet. Die Fettungskomponenten können hier beispielsweise in Form von dreiwertigem Alkohol (z. B. Glycerin) vorliegen. Alternativ können die Fettungskomponenten auch in Form von Estern, insbesondere Fettsäure-Estern (z. B. wasserlöslicher Polymerester), welche durch Reaktion einer Fettsäure mit einem Fettalkohol hergestellt werden, vorliegen. Schließlich können die Fettungskomponenten auch in Form von Neutralisationsprodukten von Ölsäure, insbesondere in Form von Seifen, verwendet werden, wobei bei der Herstellung des Schmierstoffes insbesondere auch Vor- oder Zwischenprodukte entstehen können. Derartige Fettungskomponenten sind allgemein dazu geeignet die Schmierleistung des Schmierstoffes zu erhöhen, was insbesondere die Anti-Wear- und/oder Extrem-Pressure-Eigenschaften des Schmierstoffes erhöht bzw. untersützt.
-
Es sei diesbezüglich ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Sinne der vorliegenden Anmeldung sämtliche Kombinationen der Zusätze offenbart sein sollen. Mit anderen Worten können die Zusätze beliebig miteinander kombiniert und der Basissubstanz zugegeben werden. insbesondere können auch alle aufgeführten Zusätze zusammen der Basissubstanz zugegeben werden, aber auch nur einzelne oder mehrere der angeführten Zusätze. Die Kombination der Zusätze hängt somit immer vom Einsatzzweck ab und den gewünschten Eigenschaften des verwendeten Schmierstoffes in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung die gestellte Aufgabe durch die Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Umformschmierstoffes mit den Merkmalen des Patentanspruches 11, insbesondere mit jenen des Kennzeichenteils und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Umformschmierstoff aus wasserlöslichem Polyethylenglycol besteht oder aus einer Mischung aus wasserlöslichem Polyethylenglycol und einem oder mehreren Zusätzen.
-
In diesem Sinne wird ein neuartiger Umformschmierstoff bereitgestellt, welcher entweder aus Polyethylenglycol besteht oder Polyethylenglycol enthält, insbesondere als Basissubstanz.
-
Der erfindungsgemäße Umformschmierstoff ist insbesondere zum Einsatz in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 geeignet.
-
Dementsprechend sollen sich die dem Hauptanspruch zugeordneten Unteransprüche ihrem Sinngehalt nach auch auf den nebengeordneten Anspruch 11 beziehen, soweit übertragbar. Insbesondere kann als Zusatz eines oder mehrere der in den genannten Unteransprüchen aufgeführten Additive (welche voranstehend ausführlich gewürdigt sind) in jeglicher Kombination genutzt werden.
-
Der erfindungsgemäße Umformschmierstoff kann, soweit er nicht flüssig oder pastös genutzt wird, aus Polyethylenglykol-Schuppen, also festem Polyethylenglykol erhalten werden, wobei diese Schuppen, welche üblicherweise eine Molmasse von mehr als 1500 mol/g aufweisen, in 50 bis 70 (Gewichts-)Prozent Wasser vorgelöst werden, insbesondere bei Wassertemperaturen von 40 bis 95° Celsius. Es können dann noch weitere Additive zur Änderung der Charakteristika des Schmierstoffes oder Schmiermittels zugegeben werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt löst die vorliegende Erfindung die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruches 12 und demnach durch die Verwendung von wasserlöslichem Polyethylenglycol in purer Form als (Umform-)Schmierstoff oder als Basissubstanz eines entsprechenden Schmierstoffes, wobei der Basissubstanz zur Herstellung des fertigen Schmierstoffes Additive bzw. Zusätze beigefügt werden. Auch bezüglich des nebengeordneten Anspruches 12 sei angemerkt, dass sämtliche voranstehende Unteransprüche analog hinsichtlich einer Kombination mit dem Anspruch 12 offenbart sein sollen. Sämtliche diesbezüglichen Erläuterungen und genannten Vorteile sollen auch auf den Verwendungsanspruch übertragbar sind, wobei die Unteransprüche lediglich der Übersichtlichkeit des Anspruchssatzes halber nicht erneut angeführt und auf den Anspruch 12 rückbezogen wurden.
-
Die Verwendung von wasserlöslichem Polyethylenglycol als Schmierstoff oder Schmierstoffbestandteil ermöglicht hierbei eine vorteilhafte Metallbearbeitung aus den oben bereits angeführten Gründen.
-
Als Polyethylenglycol im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist hierbei je nach Molmasse bzw. Molekülmasse eine Flüssigkeit, ein pastöses Medium oder auch ein festes Medium zu verstehen, welches im Wesentlichen, insbesondere ausschließlich aus Polyethylenglycolen besteht. Polyethylenglycole im Sinne der vorliegenden Anmeldung haben daher Molekülmassen zwischen 200 und 35.000 mol/g, wobei die herausstechende Eigenschaft insbesondere die Wasserlöslichkeit der Polyethylenglycole bzw. des Polyethylenglycols ist. Der Vorteil ist hierbei, dass beispielsweise flüssige Polyethylenglycole bzw. flüssiges Polyethylenglycol ist in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar ist.
-
Weitere Vorteile der Erfindung sowie der gegebenenfalls nicht zitierten Patentansprüche ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Zeichnungen.
-
Hierin zeigen:
-
1 eine sehr schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter erfindungsgemäßer Verwendung eines erfindungsgemäßen Umformschmierstoffes und
-
2 einen vergrößerten Ausschnitt eines Bereiches der 1, welcher in 1 mit einem gestrichelten Kreis gemäß II gekennzeichnet ist.
-
1 zeigt einen abgebrochen dargestellten Bereich einer mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichneten Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Die 1 zeigt hierbei insbesondere ein zu bearbeitendes bzw. in Bearbeitung befindliches Werkstück 11, welches in dem dargestellten bearbeiteten Zustand im Wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Das Werkstück 11 ist insbesondere aus einem flachen Ausgangswerkstück herausgearbeitet worden, welches im Vorfeld der Bearbeitung in die Vorrichtung 10 eingelegt wurde und mit zwei Schulterbereichen 12a sowie 12b auf Halterungsflächen 13a bzw. 13b eines Maschinenrahmens aufliegt.
-
1 ist hierbei zu entnehmen, dass zur Bearbeitung des Werkstückes 11 und zur Überführung in seine dargestellte Form eine Druckbeaufschlagung des Werkstücks 11 in Pfeilrichtung P (bezüglich 1 also nach unten) erfolgt, und zwar durch ein Werkzeug 14. Das Werkzeug 14 ist hierbei als Stempel ausgebildet, welcher das Werkstück 11 tiefziehen kann.
-
Insbesondere 2 verdeutlicht, dass im Kontaktbereich von Werkzeug 14 und Werkstück 11 ein erfindungsgemäßes Schmiermittel, vorliegend ein Umform-Schmiermittel 15, angeordnet ist. Dieses Schmiermittel 15 wurde vor Beginn des Tiefziehvorganges, insbesondere beidseitig, auf das Werkstück 11 aufgetragen, beispielsweise durch Besprühen des Werkstücks mit dem Umformschmierstoff 15. In den Figuren ist der Umformschmierstoff 15 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich im Kontaktbereich zwischen Werkstück 11 und Werkzeug 14 (und hinsichtlich seiner Schichtdicke übertrieben) dargestellt. Tatsächlich wurde der Schmierstoff 15 aber beidseitig auf das Werkstück aufgetragen, so dass beispielsweise auch im Bereich zwischen den Halterungsflächen 13 und den Schulterbereichen 12 nicht dargestellter Schmierstoff angeordnet ist. Der Schmierstoff 15 bietet hierbei eine Reihe von Vorteilen bei der Bearbeitung, nämlich insbesondere eine schonendere Bearbeitung des Werkstoffs durch Schmierung. Hierbei können sowohl das Werkstück 11 als auch das Werkzeug 14 (und bei einer Anwendung des Schmierstoffs 15 in anderen, nicht dargestellten Verfahren gegebenenfalls auch das Werkzeug-Umfeld) auf grundsätzlich herkömmliche Weise geschont werden.
-
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Schmierstoff 15 insbesondere aus einer Basissubstanz aus wasserlöslichem Polyethylenglycol mit einer Molmasse von 600 g/mol, welcher zur Reduzierung der Viskosität eine zweite wasserlösliche Polyethylenglycolart mit einer Molmasse von 200 g/mol beigefügt ist.
-
In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen, welche mit Ausnahme der Zusammensetzung des Schmiermittels jedoch dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 entsprechen, können auch andere Schmierstoffe Anwendung finden, beispielsweise Schmierstoffe, welche als Basissubstanz wasserlösliches Polyethylenglycol mit einer Molmasse von 1000 g/mol aufweisen, wobei der Basissubstanz Zusätze zugesetzt sind. Beispielsweise kann es sich hierbei um Wasser handeln, in welchem zunächst schuppenartig vorliegende PEGs vorgelöst wurden, wobei dann noch ein Korrosionsschutz-Additiv, beispielsweise mit einem prozentualen Gewichtsanteil von einem Prozent des Schmierstoffes, als auch Extrem-Pressure-Additive und Fettungskomponenten zugesetzt wurden.
