DE102013005685A1 - Method and forming device for a wire shaped article and wire shaped article - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtformkörpers, bei dem ein aus mindestens einem Draht gefertigtes Vorprodukt von einer Umformeinrichtung in axialer Richtung gestaucht wird, wobei das Vorprodukt zumindest abschnittsweise radial nach außen gegen eine Negativform der Umformeinrichtung derart aufgeweitet wird, dass es seine endgültige Außenform bekommt. Erfindungsgemäß wird die Negativform während des Stauchens zumindest abschnittsweise derart mitgeführt, dass Reibungskräfte zumindest zwischen dem sich aufweitenden Abschnitt des Vorproduktes und dem sich bewegenden Abschnitt der Negativform unterbunden, die Reibungskräfte zumindest aber gegenüber der axialen Bewegung des Vorproduktes, den das Vorprodukt während des Stauchens erfährt, reduziert sind.The invention relates to a method for producing a shaped wire body, in which a precursor produced from at least one wire is compressed by a forming device in the axial direction, wherein the precursor is at least partially radially outwardly widened against a negative mold of the forming device such that it has its final outer shape gets. According to the negative mold is at least partially entrained during the upsetting so that frictional forces are prevented at least between the widening portion of the precursor and the moving portion of the negative mold, the frictional forces at least but against the axial movement of the precursor, which undergoes the precursor during compression, are reduced.
Description
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtformkörpers, bei dem ein aus mindestens einem Draht gefertigtes Vorprodukt von einer Umformeinrichtung in axialer Richtung gestaucht wird, wobei das Vorprodukt zumindest abschnittsweise radial nach außen gegen eine Negativform der Umformeinrichtung derart aufgeweitet wird, dass es seine endgültige Außenform bekommt. Ferner betrifft die Erfindung eine Umformeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie einen Drahtformkörper gemäß Anspruch 11.The invention relates according to the preamble of claim 1, a method for producing a wire shaped body in which a manufactured from at least one wire precursor is compressed by a forming device in the axial direction, wherein the precursor is at least partially expanded radially outwardly against a negative mold of the forming device that it gets its final outer shape. Furthermore, the invention relates to a forming device according to the preamble of claim 9 and a wire shaped body according to claim 11.
Die Herstellung von Drahtformkörpern ist seit langem bekannt. Üblicherweise wird ein aus Draht gefertigtes Vorprodukt, beispielsweise ein aus Draht gestrickter Schlauchabschnitt, ein aus einem Drahtgewebe oder Drahtgewirk gewickelter Drahtzylinder, oder ähnliches, als Vorprodukt bereitgestellt. Als Vorprodukt im Sinne der vorliegenden Anmeldung werden auch halbfertigte Produkte verstanden, die bereits in vorgeordneten Umformschritten plastisch verformt worden sind, um beispielsweise gezielt Materialverdichtungen auszubilden, jedoch noch nicht ihre endgültige Form aufweisen.The production of shaped wire bodies has long been known. Usually, a precursor made of wire, for example, a wire-knitted tube portion, a wire-wound or wire-wound wire-wound wire cylinder, or the like, is provided as a preliminary product. As a precursor in the context of the present application, semi-finished products are understood that have already been plastically deformed in upstream forming steps, for example, to specifically form material compaction, but not yet have their final shape.
Das Vorprodukt wird in einer entsprechend ausgebildeten Umformeinrichtung zum fertigen Drahtformkörper durch plastische Verformung umgeformt. Die Umformeinrichtung ist hierzu mit einer Negativform ausgestattet, die komplementär zur fertigen Außenform des fertigen Drahtformkörpers ausgebildet ist.The precursor is reshaped by means of plastic deformation in a correspondingly formed forming device for the finished wire shaped body. The shaping device is for this purpose equipped with a negative mold which is complementary to the finished outer shape of the finished wire shaped body.
Wie sich immer wieder zeigt, kommt es insbesondere beim Umformen von Vorprodukten mit vergleichsweise großer axialer Länge, die beim Umformen in ihrer axialen Länge gestaucht werden, beim fertigen Drahtformkörper häufig zu Unregelmäßigkeiten in der Struktur. Der Drahtformkörper variiert über seine axiale Länge betrachtet in seiner Verdichtung und damit beispielsweise in seinem Strömungswiderstand, wenn der Drahtformkörper beispielsweise als Filtereinsatz verwendet wird.As is shown time and again, in particular when forming precursors with a comparatively large axial length, which are compressed during deformation in their axial length, irregularities in the structure often occur in the finished shaped article. The shaped wire body varies in its compression over its axial length and thus, for example, in its flow resistance when the shaped wire body is used, for example, as a filter insert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Umformeinrichtung zur Herstellung eines Drahtformkörpers anzugeben, mit dem oder bei deren Verwendung ein Drahtformkörper herstellbar ist, der eine über seine Länge betrachtet zumindest annähernd gleichbleibende Verdichtung aufweist.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a method or a forming device for producing a shaped wire with which or in their use a wire molding is produced having viewed over its length at least approximately constant compression.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die Negativform während des Stauchens zumindest abschnittsweise derart mitgeführt wird, dass Reibungskräfte zumindest zwischen dem sich aufweitenden Abschnitt des Vorproduktes und dem sich bewegenden Abschnitt der Negativform unterbunden, die Reibungskräfte zumindest aber gegenüber der axialen Bewegung des Vorproduktes, den das Vorprodukt während des Stauchens erfährt, reduziert sind. Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Umformeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features according to claim 1 and in particular that the negative mold is at least partially carried along during the upsetting that frictional forces prevented at least between the widening portion of the precursor and the moving portion of the negative mold, the Frictional forces are reduced at least but compared to the axial movement of the precursor, which undergoes the precursor during compression, are reduced. Furthermore, the object is achieved by a forming device with the features of claim 9.
Durch Verwendung unterschiedlichster Stempel, Negativformen und verschiedenster Ansteuerungen der Umformvorgänge wurde versucht, die Unregelmäßigkeiten in der Verdichtung des fertigen Drahtformkörpers zu eliminieren, was jedoch nicht gelang. Bei einer detaillierten Analyse des eingangs genannten Problems zeigte sich, dass für die Unregelmäßigkeiten in der Verdichtung des fertigen Drahtformkörpers die während des Umformens zwischen den Außenflächen des Vorproduktes und den Innenflächen der Negativform entstehenden Reibungskräften ursächlich waren. So wird das Vorprodukt während des axialen Stauchens nicht nur verdichtet, sondern gleichzeitig auch radial nach außen abschnittsweise aufgeweitet. Das Aufweiten des Vorproduktes während des Umformens ist kaum kontrollierbar, sondern tritt an unterschiedlichen Stellen in Längsrichtung des Vorproduktes betrachtet auf. Infolge kommt es zwischen den aufgeweiteten Abschnitten des Vorproduktes und der Innenwand der Negativform zu einer deutlich erhöhten Reibung, die wiederum, aufgrund der den Stauchkräften entgegenwirkenden Reibungskräften, zu einer unbeabsichtigten Stützwirkung an den aufgeweiteten Abschnitten des Vorproduktes führt. Hierdurch wird das Vorprodukt an den Stellen, an denen es bereits aufgeweitet ist, zusätzlich verdichtet, während benachbarte Abschnitte des Vorproduktes, die noch nicht aufgeweitet sind, weniger verdichtet werden. Aus diesem Grund weist das fertige Endprodukt über seine axiale Länge betrachtet eine variierende Verdichtung der Drahtstruktur des Drahtformkörpers auf.By using a variety of stamps, negative molds and various controls the forming operations was trying to eliminate the irregularities in the compaction of the finished wire molding, but this was not successful. A detailed analysis of the above-mentioned problem revealed that the irregularities in the compaction of the finished shaped wire body were caused by the frictional forces arising during the forming between the outer surfaces of the precursor and the inner surfaces of the negative mold. Thus, the precursor is not only compressed during the axial compression, but at the same time expanded radially in sections. The expansion of the precursor during forming is hardly controllable, but occurs at different points in the longitudinal direction of the precursor considered. As a result, between the expanded sections of the precursor and the inner wall of the negative mold to a significantly increased friction, which in turn, due to the compressive forces counteracting frictional forces, leads to an unintended support effect on the expanded portions of the precursor. As a result, the precursor in the places where it is already expanded, additionally compressed, while adjacent portions of the precursor, which are not yet expanded, less compacted. For this reason, the final finished product, viewed over its axial length, has a varying compression of the wire structure of the wire shaped body.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Negativform während des Stauchens des Vorproduktes zumindest abschnittweise derart mitzuführen, dass Reibungskräfte zumindest zwischen dem sich aufweitenden Abschnitt des Vorproduktes unterbunden, zumindest aber vermindert sind. Dadurch, dass Reibungskräfte zwischen der Außenfläche des Vorproduktes und der Innenfläche der Negativform, gegen die das Vorprodukt ja ausgeformt wird, vermieden oder zumindest vermindert sind, treten die zuvor beschriebenen Probleme nicht mehr oder nur mehr in so geringem Maß auf, dass ein unbeabsichtigtes Abstützen durch die aufgeweiteten Abschnitte des Vorproduktes während des axialen Stauchens nicht mehr auftritt. Hierdurch wird erreicht, dass die noch nicht aufgeweiteten Abschnitte des Vorproduktes dennoch gestaucht werden können und dabei ihrerseits radial aufgeweitet werden, wobei auch diese Abschnitte aufgrund der sich mitbewegenden Negativform gleichfalls keine Stützwirkung entfalten, die dem Stauchvorgang entgegenwirkt. Im Ergebnis weist dann das fertige Endprodukt, nämlich der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Drahtformkörper eine über seine axiale Länge betrachtet gleichmäßige Verdichtung auf.According to the invention, it is now proposed to carry the negative mold at least in sections during the compression of the preliminary product in such a way that frictional forces are prevented, or at least reduced, at least between the widening section of the preliminary product. Due to the fact that frictional forces between the outer surface of the precursor and the inner surface of the negative mold, against which the precursor is indeed formed avoided or at least reduced, the problems described above no longer or only to such a small extent that unintentional support by the expanded portions of the precursor during axial upsetting no longer occurs. This ensures that the not yet expanded sections of the precursor can still be compressed and thereby are in turn radially expanded, and these sections also unfold no support effect due to the moving negative mold, which counteracts the upsetting process. As a result, then the finished end product, namely the wire shaped body produced by the method according to the invention has a uniform compression over its axial length.
Die gleichmäßige Verdichtung des Drahtformkörpers ist aus verschiedensten Gründen von großem Vorteil, da beispielsweise bei Verwendung des Drahtformkörpers als Filter für einen Massenstrom, beispielsweise eine Flüssigkeit oder einen Gasstrom, der durch den Drahtformkörper strömen soll, der Drahtformkörper einen über seine gesamte Länge und auch über seinen Querschnitt zumindest annähernd konstanten Strömungswiderstand aufweist.The uniform compression of the shaped wire body is for a variety of reasons of great advantage, since, for example, when using the wire shaped body as a filter for a mass flow, for example, a liquid or gas stream to flow through the wire shaped body, the wire shaped body over its entire length and also over his Cross section has at least approximately constant flow resistance.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen sowie der Zeichnung.Further advantages of the invention will become apparent from the following description, the dependent claims and the drawings.
So wird bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens vorgeschlagen, ein Vorprodukt zu verwenden, das eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung, vorzugsweise eine Durchgangsöffnung aufweist, in welche vor dem Stauchen ein Stützelement, beispielsweise ein Stab mit rundem oder mehreckigem Querschnitt, eingesetzt wird. Mit Hilfe dieses Stabes wird das Vorprodukt während des Stauchefs von innen her abgestützt, so dass beim fertigen Drahtformkörper im Inneren eine den Außenabmessungen des Stabes entsprechende Öffnung erhalten bleibt. Der Stab kann nach dem Stauchvorgang wieder aus dem Drahtformkörper entfernt werden.Thus, in a particularly preferred variant of the method, it is proposed to use a precursor which has an opening extending in the axial direction, preferably a through opening into which a support element, for example a rod with a round or polygonal cross section, is inserted prior to upsetting. With the help of this rod, the precursor is supported during the Stauchefs from the inside, so that in the finished wire molding body inside the outer dimensions of the rod corresponding opening is maintained. The rod can be removed from the wire shaped body again after the upsetting process.
Wird ein Vorprodukt verarbeitet, das eine vergleichsweise große axiale Erstreckung aufweist, wird vorgeschlagen, eine Negativform zu verwenden, die aus zwei abschnittsweise ineinandergreifenden Formelementen gebildet ist. Die Formelemente sind dabei so ausgebildet, dass während des Stauchvorganges zumindest eines der Formelemente mitgeführt wird und dabei mit dem anderen Formelement derart in Eingriff kommt, dass die miteinander in Eingriff stehenden Abschnitte der Formelemente eine zumindest annähernd geschlossene Stützoberfläche bilden, gegen die die während des Stauchens sich radial erweiternden Abschnitte des Vorproduktes geformt werden.If a precursor is processed which has a comparatively large axial extent, it is proposed to use a negative mold which is formed from two sectionally intermeshing form elements. The mold elements are designed so that during the upsetting process at least one of the mold elements is carried and thereby engages with the other mold element in such a way that the mutually engaging portions of the mold elements form an at least approximately closed support surface, against which during upsetting be formed radially expanding portions of the precursor.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im fertigen Drahtformkörper eine quer zur Längsrichtung verlaufende Trennscheibe vorgesehen sein, welche eine sich durch den Drahtformkörper erstreckende Durchgangsöffnung unterteilt. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, dass in die im Vorprodukt bereits vorgesehene Durchgangsöffnung die Trennscheibe eingesetzt wird, die durch das Stauchen des Vorproduktes und dem damit verbundenen Verdichten und Aufweiten des Vorproduktes sowohl nach außen als auch nach innen im fertigen Drahtformkörper eingepresst gehalten ist.In a variant of the method according to the invention, a cut-off wheel extending transversely to the longitudinal direction is intended to be provided in the finished wire shaped body, which divides a through opening extending through the wire shaped body. For this purpose, it is proposed that in the pre-product already provided through opening the cutting disc is used, which is held pressed by the compression of the precursor and the associated compression and expansion of the precursor both outwardly and inwardly in the finished wire molding.
Um dem fertigen Drahtformkörper, sofern erforderlich, zusätzlich Steifigkeit zu verleihen, wird bei einer weiteren Variante des Verfahrens vorgeschlagen, das Vorprodukt mit einem zusätzlichen Amierungsgestrick, -gewebe oder -gewirk zu versehen, welches um ein oder in ein aus einem ersten Drahtgestrick, -gewebe oder -gewirk gefertigtes Vorprodukt eingesetzt ist. Während des Umformens werden dann die beiden Materialien so miteinander verpresst, dass das fertige Endprodukt einstückig ausgebildet ist.In order to give the finished wire molded article, if necessary, additional rigidity, it is proposed in a further variant of the method to provide the precursor with an additional Amierungsgestrick, -week or -gewirk, which around or into a first knitted wire mesh fabric or -gewirk manufactured precursor is used. During the forming, the two materials are then pressed together so that the finished end product is integrally formed.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner vorgeschlagen, einen länglichen Draht zunächst in Form einer spiralförmigen Helixstruktur vorzuformen und den spiralförmig vorgeformten Draht in die Umformeinrichtung zur Bildung des Vorproduktes einzulegen und das Vorprodukt anschließend mit Hilfe der Umformeinrichtung zu dem Drahtformkörper umzuformen.In a particularly preferred variant of the method according to the invention is further proposed to preform an elongated wire initially in the form of a helical helical structure and insert the helically preformed wire in the forming device for forming the precursor and then transform the precursor by means of the forming device to form the wire molding.
Anders als bisher im Stand der Technik üblich, entfällt bei dieser Verfahrensvariante die Herstellung eines Vorproduktes, welches in einem separaten Herstellungsprozess vor dem eigentlichen Umformvorgang des Drahtformkörpers vorgefertigt werden muss. Erfindungsgemäß wird vielmehr ein herkömmlicher Draht zunächst in Form einer spiralförmigen Helixstruktur vorgeformt, wobei unter dem Begriff „spiralförmige Helixstruktur” in der vorliegenden Anmeldung eine ein- oder mehrgängige zylindrischer Spirale oder Wendel verstanden wird. Dieser spiralförmig vorgeformte Draht wird anschließend unmittelbar in die Umformeinrichtung eingelegt, wobei der vorgeformte Draht erst in der Umformeinrichtung das Vorprodukt bildet. Nach Abtrennen des Drahtes wird mit Hilfe der Umformeinrichtung schließlich der als Vorprodukt in der Umformeinrichtung eingelegte Drahtabschnitt in den Drahtformkörper umgeformt. Dabei ist zu bemerken, dass der Draht entweder während des Einlegens in die Umformeinrichtung abgetrennt wird, oder vor dem Einlegen in die Umformeinrichtung bereits abgetrennt worden ist und als Drahtabschnitt in die Umformeinrichtung eingelegt wird.Unlike in the prior art usual, this process variant eliminates the production of an intermediate product, which must be prefabricated in a separate manufacturing process prior to the actual forming process of the wire molding. According to the invention, a conventional wire is preformed initially in the form of a helical helical structure, the term "helical helical structure" in the present application being understood to mean a single or multi-start cylindrical spiral or helix. This spirally preformed wire is then inserted directly into the forming device, wherein the preformed wire forms the precursor only in the forming device. After the wire has been cut off, the wire section inserted as a precursor in the shaping device is finally shaped into the shaped wire body with the aid of the shaping device. It should be noted that the wire is either separated during insertion into the forming device, or has already been separated before insertion into the forming device and is inserted as a wire section in the forming device.
Während des Umformens werden benachbart angeordnete spiralförmige Abschnitte des Drahtes miteinander in Eingriff gebracht und so miteinander plastisch verformt, dass nach dem Umformen eine definierte aber für Flüssigkeiten und Gase durchlässige Drahtstruktur erhalten bleibt.During forming, adjacently disposed helical portions of the wire are engaged with each other and plastically deformed with each other so that after forming a defined but permeable to liquids and gases wire structure is maintained.
Durch diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen eine Vielzahl von vorgeordneten Herstellungsschritten, die bei herkömmlichen Herstellungsverfahren bisher üblich waren, so das Vorbereiten der Drähte vor dem Stricken, Weben oder Wirken, das Stricken, Weben oder Wirken der Drähte in Endloszwischenprodukte sowie das Abtrennen einzelner Abschnitte von den Endloszwischenprodukten oder das Enthäckseln und Reinigen der zuvor aus dem Endloszwischenprodukt abgetrennten Schlauch- und Mattenabschnitte. This variant of the method according to the invention eliminates a large number of upstream manufacturing steps that have hitherto been customary in conventional production methods, such as preparing the wires prior to knitting, weaving or knitting, knitting, weaving or knitting the wires into continuous intermediates and separating individual sections from the continuous intermediates or the unpacking and cleaning of the previously separated from the continuous intermediate hose and mat sections.
Besonders von Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung eines Drahtes mit mehreckigem, vorzugsweise rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Gerade durch die Tatsache, dass der Draht im vorliegenden Verfahren weder gestrickt, gewebt noch gewirkt werden muss, macht die Verwendung von Drähten mit eckigem Querschnitt erst möglich.,Particularly advantageous in the inventive method is the use of a wire with polygonal, preferably rectangular or square cross-section. The very fact that the wire need not be knitted, woven or knitted in the present process makes the use of square-section wires possible.
Die Verwendung eines Draht für den Drahtformkörper, der eine über seine Länge betrachtet gleichbleibende mehreckige Querschnittsform aufweist, anstelle einen Draht einzusetzen, dessen Querschnittsform rund ist, hat verschiedene Vorteile.The use of a wire for the wire molding having a polygonal cross-sectional shape uniform over its length instead of using a wire whose cross-sectional shape is round has various advantages.
So hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung eines im Querschnitt mehreckigen Drahtes der im Drahtformkörper aufgrund seiner zuvor erfolgten spiralförmigen Vorverformung seine räumliche Orientierung über die Länge betrachtet fortwährend ändert, im Drahtformkörper gezielt laminare und turbulente Strömungen erzeugt werden können, die das Strömungsverhalten gezielt beeinflussen. Die turbulenten Strömungen führen wiederum zu einer deutlichen Erhöhung des Strömungswiderstandes des Drahtformkörpers verglichen mit Drahtformkörpern, die aus Drähten mit runden Querschnittsformen gefertigt sind.Thus, it has been shown that by using a cross-section polygonal wire constantly changes its spatial orientation over the length seen in the wire shaped body due to its previously made spiral pre-deformation, laminar and turbulent flows can be generated in the wire shaped body targeted, which influence the flow behavior targeted. The turbulent flows in turn lead to a significant increase in the flow resistance of the wire molding as compared with wire moldings, which are made of wires with round cross-sectional shapes.
Um das gleiche Strömungsverhalten, insbesondere einen nahezu identischen Strömungswiderstand im erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper realisieren zu können, kann aufgrund des an sich ungünstigen Strömungsverhaltens der Drähte mit eckigem Querschnitt die Länge an notwendigem Draht verglichen mit herkömmlichen Drahtformkörpern aus Drähten mit rundem Querschnitt vermindert werden, während dennoch ein annähernd gleichbleibender Strömungswiderstand beibehalten werden kann.In order to realize the same flow behavior, in particular a virtually identical flow resistance in the wire shaped body according to the invention, the length of necessary wire can be reduced compared to conventional wire shaped bodies of wires with a round cross-section, while still a due to the intrinsically unfavorable flow behavior of the wires with angular cross-section can be maintained approximately constant flow resistance.
Die Tatsache, dass bei dem erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper eine kürzere Drahtlänge verwendet werden kann, führt wiederum zu einer Reduzierung des Gewichtes des erfindungsgemäßen Drahtformkörpers verglichen mit dem Gewicht eines herkömmlichen Drahtformkörpers aus Drähten mit rundem Querschnitt.The fact that a shorter wire length can be used in the wire molding according to the invention, in turn, leads to a reduction of the weight of the wire molding according to the invention compared to the weight of a conventional wire molding of wires with a round cross section.
Wird beispielsweise als Referenz ein Drahtformkörper herangezogen, der aus einem runden Draht mit einem Drahtdurchmesser von einem Millimeter und einer Länge von 1000 mm gefertigt ist, benötigt man für einen erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper bei Verwendung beispielsweise eines im Querschnitt quadratischen Drahtes mit einer Kantenlänge von jeweils 0,89 mm nur eine Länge von 678 mm, wodurch sich eine Gewichtsersparnis von annähernd 32% ergibt. Bei einem im Querschnitt quadratischen Draht mit einer Kantenlänge von jeweils 0,6 mm und einer Länge von 1000 mm ergibt sich eine Gewichtsersparnis von annähernd 55% bei annähernd gleichem Strömungswiderstand.If, for example, a wire shaped body is used as a reference, which is made of a round wire with a wire diameter of one millimeter and a length of 1000 mm, one needs for a wire shaped body according to the invention when using for example a cross-sectionally square wire with an edge length of 0 in each case. 89 mm only a length of 678 mm, resulting in a weight saving of approximately 32%. With a cross-sectionally square wire with an edge length of 0.6 mm and a length of 1000 mm results in a weight saving of approximately 55% with approximately the same flow resistance.
Bei Verwendung eines im Querschnitt mehreckigen Drahtes für die Herstellung des Drahtformkörpers ist es möglich, bei gleichbleibendem Strömungsverhalten deutlich Material einzusparen. Auch ist es möglich, durch gezielte Auswahl der Querschnittsformen und Drahtlängen das Strömungsverhalten und auch das Wärmeübertragungsverhalten gezielt zu beeinflussen und einzustellen.When using a cross-section polygonal wire for the production of the shaped wire body, it is possible to save material significantly with constant flow behavior. It is also possible to selectively influence and adjust the flow behavior and the heat transfer behavior by selective selection of the cross-sectional shapes and wire lengths.
Besonders bevorzugt wird für das erfindungsgemäße Verfahren ein Draht verwendet, der eine rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweist, da diese Querschnittsformen einfach durch Ziehen des Drahtes gefertigt werden können.Particularly preferred for the inventive method, a wire is used, which has a rectangular or square cross-sectional shape, since these cross-sectional shapes can be made easily by pulling the wire.
Damit der Drahtformkörper nach dem Stauchen seine Außenform beibehält, insbesondere wenn Vorprodukte aus sehr feinen Drähten für die Herstellung verwendet wurden, wird bei einer weiteren Verfahrensvariante vorgeschlagen, die Außenoberfläche des Drahtformkörpers abschnittsweise durch Fügen, d. h. durch Schweißen oder Löten, mit weiter innenliegenden Schichten des Drahtformkörpers fest zu verbinden.So that the wire shaped body retains its external shape after upsetting, in particular when precursors of very fine wires were used for the production, in a further variant of the method, the outer surface of the shaped wire body is partially joined by joining, i. H. by welding or soldering to firmly connect with more inner layers of the wire molding.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Umformeinrichtung zum Umformen eines aus mindestens einem Draht gefertigten Vorproduktes in einen Drahtformkörper, insbesondere unter Anwendung des eingangs genannten Verfahrens. Die Umformeinrichtung weist hierzu eine Negativform, mindestens einen zum axialen Stauchen des Vorproduktes beweglichen Umformstempel, der mit der Negativform zum Umformen des Vorproduktes in den Drahtformkörper zusammenwirkt, und ein Gehäuse für den Umformstempel und die Negativform auf. Erfindungsgemäß ist hierbei die Negativform gemeinsam mit dem Umformstempel zum Gehäuse derart beweglich, dass Reibungskräfte zumindest zwischen dem sich während des axialen Stauchens des Vorproduktes aufweitenden Abschnitt des Vorproduktes und dem sich bewegenden Abschnitt der Negativform unterbunden, die Reibungskräfte zumindest aber gegenüber der axialen Bewegung des Vorproduktes, die das Vorprodukt während des Stauchens erfährt, reduziert sind.According to a further aspect, the invention relates to a forming device for forming an intermediate product made of at least one wire in a wire shaped body, in particular using the method mentioned above. For this purpose, the shaping device has a negative mold, at least one forming punch which can be moved axially to compress the precursor and which cooperates with the negative mold for forming the intermediate product into the wire shaped body, and a housing for the forming punch and the negative mold. According to the invention, the negative mold together with the forming die to the housing is movable such that frictional forces are prevented at least between the portion of the precursor expanding during the axial compression of the precursor and the moving portion of the negative mold, but the frictional forces at least with respect to the axial movement of the Preproduct that undergoes the precursor during compression, are reduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Negativform mindestens ein während des Stauchens gemeinsam mit dem Umformstempel zum Ausformen des Drahtformkörpers zusammenwirkendes Formelement auf, das im Gehäuse verschieblich gelagert ist und gemeinsam mit dem Umformstempel verstellbar ist. Das Formelement kann dabei entweder unabhängig vom Umformstempel verstellt werden. Bei einer alternativen, besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Formelement fest mit dem Umformstempel verbunden und wird mit dem Umformstempel mitgeführt. Das Formelement kann dabei einstückig oder auch lösbar mit dem Umformstempel verbunden sein. Letzteres ist dann von Vorteil, wenn die Umformeinrichtung schnell auf unterschiedliche Drahtformkörper umgerüstet werden muss.In a preferred embodiment, the negative mold has at least one mold element which cooperates with the forming punch during forming together with the forming punch and which is displaceably mounted in the housing and is adjustable together with the forming punch. The mold element can be adjusted either independently of the forming die. In an alternative, particularly preferred embodiment, the mold element is firmly connected to the forming die and is carried along with the forming die. The mold element can be integrally or detachably connected to the forming die. The latter is advantageous if the forming device has to be quickly converted to different shaped wire bodies.
Je nach zu fertigendem Drahtformkörper wird auch vorgeschlagen, dass die Negativform zwei abschnittsweise ineinandergreifende Formelemente aufweist, welche sich beim Stauchen derart axial ineinander bewegen, dass die bereits miteinander in Eingriff stehenden Abschnitte der Formelemente eine zumindest annähernd geschlossene Stützfläche bilden, die die sich während des Ausformenes des Drahtformkörpers radial erweiternden Abschnitte des Vorproduktes abstützt. Vorzugsweise ist dabei jedem Formelement ein Umformstempel zugeordnet, welcher mit dem jeweiligen zugeordneten Formelement zum Ausformen des Drahtformkörpers zusammenwirkt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, beispielsweise nur einen Umformstempel vorzusehen, der gemeinsam mit einem der Formelemente beweglich ist, während das andere Formelement in einer vorbestimmten Position befestigt ist. Ferner ist es auch denkbar, dass beide Formelemente beweglich sind, während nur ein Umformstempel vorgesehen ist, und sich das Vorprodukt an seiner dem Umformstempel entgegengesetzten Stirnseite im Gehäuse abstützt.Depending on the wire shaped body to be produced, it is also proposed that the negative mold has two interlocking interlocking mold elements which move axially into one another during upsetting such that the already intermeshing sections of the molded elements form an at least approximately closed support surface which forms during molding the wire shaped body radially expanding portions of the precursor is supported. Preferably, each forming element is associated with a forming die, which cooperates with the respective associated forming element for forming the shaped wire body. Alternatively, however, it is also possible to provide, for example, only one forming die, which is movable together with one of the mold elements, while the other mold element is fixed in a predetermined position. Furthermore, it is also conceivable that both mold elements are movable, while only one forming die is provided, and the precursor is supported on its opposite end of the forming die in the housing.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Umformeinrichtung sind zwei Umformstempel vorgesehen, wobei von der Stirnseite jedes Umformstempels das jeweilige Formelement absteht. Die Umformstempel sind im Gehäuse entlang einer gemeinsamen Längsachse verschieblich gelagert und aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar. Die beiden Formelemente sind mit komplementär zusammenwirkenden Stützfingern versehen, welche sich beim Zusammenfahren der Umformstempel derart axial ineinander bewegen, dass die bereits miteinander in Eingriff stehenden Abschnitte der Stützfinger eine zumindest annähernd geschlossene Stützfläche für das zwischen den Umformstempeln angeordnete Vorprodukt bilden. Durch die entgegengesetzt wirkenden Formelemente werden eventuell entstehenden Reibungskräfte während des Stauchefs gegeneinander aufgehoben, so dass ein Drahtformkörper mit einer über seine Länge betrachtet besonders gleichmäßigen Verdichtung gefertigt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the forming device according to the invention, two forming punches are provided, wherein the respective form element projects from the end face of each forming punch. The forming dies are displaceably mounted in the housing along a common longitudinal axis and movable toward or away from one another. The two form elements are provided with complementary cooperating support fingers, which move axially together during the movement of the forming die, that the already engaged sections of the support fingers form an at least approximately closed support surface for the arranged between the Umformstempeln intermediate product. By oppositely acting form elements possibly resulting frictional forces are canceled during Stauchefs against each other, so that a wire shaped body with a considered over its length particularly uniform compression can be made.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen von einem Massenstrom, als einem Flüssigkeitsstrom oder einem Gasstrom, quer zu durchströmender Drahtformkörper aus mindestens einem Draht, der einen über seine durchströmte axiale Länge betrachteten vorgegebenen durchschnittlichen Strömungswiderstand aufweist, der bezogen auf den vorgegebenen durchschnittlichen Strömungswiderstand in einem Bereich von maximal ±5%, vorzugsweise in einem Bereich von maximal ±2,5% über die axiale Länge betrachtet variiert.According to a second aspect, the invention relates to a from a mass flow, as a liquid stream or a gas stream, to be traversed by wire shaped body of at least one wire having a viewed through its axial length flowed predetermined average flow resistance, based on the predetermined average flow resistance in a Range of a maximum of ± 5%, preferably in a range of not more than ± 2.5% over the axial length varies.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments with reference to the drawing. Hereby shows:
In den
Die Umformeinrichtung
Am unteren Stempel
Die Negativform
In den
Danach wird der obere Stempel
Nun wird der obere Stempel
Der obere Stempel
In
In den
Die beiden Umformstempel
Soll nun ein Vorprodukt
Anschließend werden die beiden Umformstempel
Sobald die Umformstempel
Soll ein Drahtformkörper
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Umformeinrichtungreshaping
- 1212
- Gehäusecasing
- 1414
- Grundplattebaseplate
- 1616
- unterer Stempellower stamp
- 1818
- Negativformnegative form
- 2020
- oberer Stempelupper stamp
- 2222
- Stützelementsupport element
- 2424
- Aufnahmeöffnungreceiving opening
- 2626
- Umformraumshaping space
- 2828
- Vorproduktprecursor
- 3030
- DrahtformkörperWire moldings
- 4040
- Umformeinrichtungreshaping
- 4242
- Gehäusecasing
- 4444
- Bohrungdrilling
- 4646
- Umformstempelforming die
- 4848
- Flanschflange
- 5050
- Stempelabschnittstamp section
- 5252
- Stützfingersupport fingers
- 5454
- Aussparungrecess
- 5656
- Vorproduktprecursor
- 5858
- Stützelementsupport element
- 6060
- DrahtformkörperWire moldings
- 6262
- Abstandshülsespacer
Claims (13)
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Family Applications (1)
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R003 | Refusal decision now final |