DE102013104281B4

DE102013104281B4 - Method for producing a drawing profile and pulling device for producing a drawing profile by means of a drawing process

Info

Publication number: DE102013104281B4
Application number: DE102013104281.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Eifler; Prof. Dr. Bach Friedrich Wilhelm; Jan Marten Seitz
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: DE102013104281A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses, bei dem ein umzuformendes Werkstück (1) durch ein Ziehwerkzeug (2) hindurch gezogen wird und dabei umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ziehprozesses eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück (1) und dem Ziehwerkzeug (2) in Umfangsrichtung (U) des Werkstücks (1) erzeugt wird, indem das Ziehwerkzeug (2) und/oder das Werkstück (1) um einen bestimmten Winkelhub gegeneinander hin und her gedreht wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Zugvorrichtung zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses.The invention relates to a method for producing a drawing profile by means of a drawing process in which a workpiece (1) to be formed is pulled through a drawing tool (2) and thereby formed, characterized in that during the drawing process an oscillating relative movement between the workpiece (1 ) and the drawing tool (2) in the circumferential direction (U) of the workpiece (1) is produced by the drawing tool (2) and / or the workpiece (1) is rotated back and forth by a certain angular stroke against each other. The invention further relates to a pulling device for producing a drawing profile by means of a drawing process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses, bei dem ein umzuformendes Werkstück durch Ziehwerkzeug hindurch gezogen wird und dabei umgeformt wird, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Zugvorrichtung zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses. The invention relates to a method for producing a drawing profile by means of a drawing process, in which a workpiece to be formed is pulled through the drawing tool and thereby formed, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a pulling device for producing a drawing profile by means of a drawing process.

Ein Ziehverfahren und eine Zugvorrichtung sind z. B. aus der EP 1 110 636 A1 bekannt. Dort werden die Vor- und Nachteile von schwingungsbeaufschlagten Ziehprozessen diskutiert. Um die Reibungskraft beim Ziehprozess zu reduzieren, wird dort vorgeschlagen, das Ziehwerkzeug mit einer Ultraschallschwingung zu beaufschlagen, die torsional in das Ziehwerkzeug eingeleitet wird. Unter torsional wird eine Schwingungsrichtung in Umfangsrichtung verstanden. Die Ultraschallschwingung wird durch einen am Außenumfang des Ziehwerkzeugs anliegenden Ultraschallkonverter erzeugt. A pulling method and a pulling device are z. B. from the EP 1 110 636 A1 known. There, the advantages and disadvantages of vibration-induced drawing processes are discussed. In order to reduce the frictional force in the drawing process, there is proposed to apply to the drawing tool with an ultrasonic vibration, which is torsionally introduced into the drawing tool. By torsional is meant a direction of vibration in the circumferential direction. The ultrasonic vibration is generated by a voltage applied to the outer circumference of the drawing tool ultrasonic converter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Ziehverfahren und eine verbesserte Zugvorrichtung anzugeben, die eine schnellere und zuverlässigere Produktion von Ziehprofilen erlaubt, insbesondere auch bei schwierig umzuformenden Materialien. The invention has for its object to provide a contrasting improved drawing method and an improved traction device, which allows a faster and more reliable production of drawing profiles, especially in difficult to be formed materials.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses, bei dem ein umzuformendes Werkstück durch ein Ziehwerkzeug hindurch gezogen wird und dabei umgeformt wird, wobei während des Ziehprozesses eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Ziehwerkzeug in Umfangsrichtung des Werkstücks erzeugt wird, indem das Ziehwerkzeug und/oder das Werkstück um einen bestimmten Winkelhub gegeneinander hin und her gedreht wird. Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Ziehprozess schneller durchgeführt werden kann. Die oszillierenden Relativbewegungen führen zu einer Verringerung der aufzubringenden Zugkräfte. Damit einher geht die Möglichkeit, den gesamten Ziehprozess mit weniger Ziehschritten durchzuführen, z. B. bei einer Querschnittsverminderung von 15 auf 8 mm in zwei anstatt in vier Ziehschritten. Die Ziehgeschwindigkeit kann im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert werden. Zudem können mit der Erfindung bessere Oberflächen der gezogenen Profile erzeugt werden, wobei während des Ziehprozesses noch Schmierstoffe beigegeben werden können, was zu einer weiteren Oberflächenoptimierung führt. Gegenüber dem eingangs erläuterten bekannten Ziehverfahren können oszillierende Relativbewegungen zwischen dem Werkstück und dem Ziehwerkzeug erzeugt werden, und zwar insbesondere Relativbewegungen, die definiert und reproduzierbar sind. Auch hierdurch wird die Gesamtqualität des erzeugten Ziehprofils verbessert. Die Erfindung erlaubt eine Verdrehung zwischen dem Ziehwerkzeug und dem Werkstück um einen bestimmten Winkelhub, der relativ genau vorgegeben werden kann und eingehalten wird. Dies hat wiederum den Vorteil, dass die entsprechenden Parameter der oszillierenden Relativbewegung bei einer Zugvorrichtung vorab eingestellt werden können und dabei ein optimierter Parametersatz für das jeweilige zu ziehende Material gewählt werden kann. Die dann beim Ziehprozess erzeugten oszillierenden Relativbewegungen können mit einer hohen Reproduziergenauigkeit eingestellt werden. This object is achieved according to claim 1 by a method for producing a drawing profile by means of a drawing process in which a workpiece to be formed is pulled through a drawing tool and is thereby formed, wherein during the drawing process an oscillating relative movement between the workpiece and the drawing tool in the circumferential direction of the Workpiece is produced by the drawing tool and / or the workpiece is rotated by a certain angular stroke against each other back and forth. The invention has the advantage that the drawing process can be carried out faster. The oscillating relative movements lead to a reduction in the applied tensile forces. This is accompanied by the possibility to perform the entire drawing process with fewer drawing steps, z. For example, at a cross-sectional reduction from 15 to 8 mm in two instead of four draw steps. The pulling speed can be increased in comparison with the prior art. In addition, better surfaces of the drawn profiles can be produced with the invention, wherein lubricants can be added during the drawing process, which leads to a further surface optimization. Compared with the known pulling method explained above, oscillating relative movements between the workpiece and the drawing tool can be generated, in particular relative movements that are defined and reproducible. This also improves the overall quality of the generated drawing profile. The invention allows a rotation between the drawing tool and the workpiece by a certain angular stroke, which can be relatively accurately specified and adhered to. This in turn has the advantage that the corresponding parameters of the oscillating relative movement in a pulling device can be set in advance and an optimized parameter set for the respective material to be drawn can be selected. The oscillatory relative movements then generated during the drawing process can be adjusted with a high reproducibility.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die oszillierenden Relativbewegungen nicht im Ultraschallbereich liegen, sondern bei deutlich tieferen Frequenzen, z. B. bei Frequenzen unterhalb von 10 kHz, insbesondere unterhalb von 2 kHz, insbesondere unterhalb von 500 Hz. Dies erlaubt unter Berücksichtigung der bei Zugvorrichtungen vorhandenen trägen Massen wesentlich größere Winkelhübe als bei Oszillationsbewegungen im Ultraschallbereich. Die größeren Winkelhübe haben wiederum den Vorteil, dass eine hohe Oberflächenqualität der erzeugten Ziehprofile erzeugt werden kann, und dass insbesondere schwierig umzuformende Materialien schneller und zuverlässiger in einem Ziehprozess umgeformt werden. So können mit der Erfindung ohne Weiteres Ziehprofile aus Magnesium mit fast beliebigen Querschnittsformen hergestellt werden. Another advantage of the invention is that the oscillating relative movements are not in the ultrasonic range, but at much lower frequencies, eg. B. at frequencies below 10 kHz, in particular below 2 kHz, in particular below 500 Hz. This allows taking into account the present in traction devices inertial masses substantially larger angular strokes than in oscillatory movements in the ultrasonic range. The larger angular strokes in turn have the advantage that a high surface quality of the generated drawing profiles can be generated, and that in particular difficult to be formed materials are formed faster and more reliable in a drawing process. Thus, with the invention readily drawing profiles made of magnesium can be produced with almost any cross-sectional shapes.

Da erfindungsgemäß eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Ziehwerkzeug erzeugt wird, wird dabei das Werkstück nicht entsprechend dem Winkelhub der Oszillationsbewegung torsionsverformt, sondern bleibt im Wesentlichen in Umfangsrichtung unverformt. Since, according to the invention, an oscillating relative movement is generated between the workpiece and the drawing tool, the workpiece is not torsionally deformed in accordance with the angular stroke of the oscillatory movement, but remains substantially undeformed in the circumferential direction.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Relativbewegung mit einem Winkelhub von wenigstens 5 Grad, insbesondere wenigstens 10 Grad, insbesondere wenigstens 20 Grad, bezogen auf einen 360 Grad Vollkreis. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Relativbewegung mit einem Winkelhub von mindestens 360 Grad, insbesondere höchstens 180 Grad, bezogen auf einen 360 Grad Vollkreis. Es hat sich gezeigt, dass mit den genannten Bereichen des Winkelhubs deutliche Verbesserungen gegenüber bekannten Ziehverfahren erzielt werden können. Entsprechende Vergleichsergebnisse werden nachfolgend noch anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. According to an advantageous embodiment of the invention, the relative movement takes place with an angular stroke of at least 5 degrees, in particular at least 10 degrees, in particular at least 20 degrees, based on a 360 degree full circle. According to an advantageous embodiment of the invention, the relative movement takes place with an angular stroke of at least 360 degrees, in particular at most 180 degrees, based on a 360 degree full circle. It has been found that significant improvements over known drawing methods can be achieved with the abovementioned ranges of the angular stroke. Corresponding comparison results will be explained below with reference to exemplary embodiments.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Relativbewegung durch einen schlupffreien Bewegungsübertragungsmechanismus erzeugt, der auf das Werkstück und/oder das Ziehwerkzeug einwirkt. Da erfindungsgemäß nur eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Ziehwerkzeug erforderlich ist, kann wahlweise entweder das Werkstück in Umfangsrichtung bewegt werden, oder das Ziehwerkzeug, oder es können sowohl das Werkstück als auch das Ziehwerkzeug relativ zueinander bewegt werden. Der schlupffreie Bewegungsübertragungsmechanismus hat den Vorteil, dass der erzeugt Winkelhub sowie die anderen Parameter der Oszillationsbewegung sehr definiert und reproduzierbar erzeugt werden können, so dass eine gezielte Steuerung der Zugvorrichtung möglich ist, was wiederum zu reproduzierbaren Ergebnissen des Ziehprozesses führt. Der schlupffreie Bewegungsübertragungsmechanismus kann z. B. als Zahnrad- bzw. Zahnstangengetriebe ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment of the invention, the relative movement is generated by a slip-free motion transmission mechanism which acts on the workpiece and / or the drawing tool. Since according to the invention only one Relative movement between the workpiece and the drawing tool is required, either the workpiece can be moved in the circumferential direction, or the drawing tool, or both the workpiece and the drawing tool can be moved relative to each other either. The slip-free motion transmission mechanism has the advantage that the generated angular deviation and the other parameters of the oscillatory motion can be generated in a very defined and reproducible manner, so that targeted control of the traction device is possible, which in turn leads to reproducible results of the drawing process. The slip-free motion transmission mechanism can, for. B. be designed as a gear or rack gear.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann z. B. als Kaltumformungsverfahren durchgeführt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Ziehprozess als Warmumformungsprozess durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass durch eine entsprechende Wärmebehandlung durch den Warmumformungsprozess eine gewünschte Festigkeits- und Härteoptimierung des entstehenden Ziehprofils gleich beim Ziehprozess realisiert werden kann. Eine Nachbehandlung erübrigt sich dann. Der Warmumformungsprozess kann z. B. derart durchgeführt werden, dass das Ziehwerkzeug während des Ziehprozesses beheizt wird, z. B. durch eine oder mehrere in dem Ziehwerkzeug angeordnete Heizpatronen. Es können z. B. mehrere über den Umfang um das Werkstück herum im Ziehwerkzeug angeordnete Heizpatronen vorgesehen werden. The inventive method can, for. B. be carried out as a cold forming process. According to an advantageous embodiment of the invention, the drawing process is performed as a hot forming process. This has the advantage that a desired hardness and hardness optimization of the resulting drawing profile can be realized during the drawing process by an appropriate heat treatment by the hot forming process. An aftertreatment is then unnecessary. The hot forming process can, for. B. be carried out such that the drawing tool is heated during the drawing process, for. B. by one or more arranged in the drawing tool heating cartridges. It can z. B. several over the circumference around the workpiece around arranged in the drawing tool heating cartridges are provided.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Ziehprozess ein wenigstens zweistufiges Ziehen des Werkstücks, wobei wenigstens zwei hintereinander angeordnete Ziehwerkzeuge vorhanden sind, durch die das Werkstück hindurch gezogen wird, und wobei die Ziehwerkzeuge während des Ziehprozesses in entgegengesetzte oszillierende Relativbewegungen zueinander versetzt werden. Durch die entgegengesetzten Oszillationsbewegungen können eventuelle auf das umzuformende Werkstück übertragene Tordierungen minimiert werden. Vorteilhaft können die zwei hintereinander angeordneten Ziehwerkzeuge unmittelbar hintereinander angeordnet sein, so dass eventuell verursachte Tordierungen des Werkstücks auf einen sehr kurzen Bereich beschränkt werden. Es ist vorteilhaft, hierbei die sich im Eingriff befindenden Oberflächen möglichst identisch auszubilden, so dass sich die durch die anfänglich in Folge von Reibung auftretenden Momente ausgleichen. Dies hat den Vorteil, dass anfänglich auftretende Oberflächenirritationen während des darauffolgenden Ziehprozessschritts ausgeglichen werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the drawing process comprises at least two-stage drawing of the workpiece, wherein at least two successively arranged drawing tools are present, through which the workpiece is pulled through, and wherein the drawing tools are offset during the drawing process in opposite oscillating relative movements to each other. Due to the opposite oscillatory movements, any torsions transmitted to the workpiece to be formed can be minimized. Advantageously, the two drawing tools arranged one behind the other can be arranged directly one behind the other, so that possibly caused torsions of the workpiece are limited to a very short range. It is advantageous here to design the surfaces which are in engagement as identically as possible, so that the torques which initially occur as a result of friction compensate each other. This has the advantage that initially occurring surface irritations are compensated during the subsequent drawing process step.

In einer Ausführungsform des Verfahrens können die Parameter der oszillierenden Relativbewegung, nämlich Winkelhub, Winkelgeschwindigkeit und Frequenz, konstant gehalten werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden während des Ziehprozesses einer, mehrere oder alle der folgenden Parameter des oszillierenden Relativbewegung automatisch, z. B. durch eine elektronische Steuereinrichtung, variiert: Winkelhub, Winkelgeschwindigkeit, Frequenz. Hierdurch werden weitere Verfahrensparameter bereitgestellt, durch die das Ziehverfahren weiter optimiert und auf die jeweils umzuformenden Querschnittsgeometrien und Materialien bestmöglich adaptiert werden kann. Die Variation des Parameters bzw. der Parameter kann bestimmten vordefinierten Zeitverläufen folgen, die in der elektronischen Steuereinrichtung eingespeichert sind. In one embodiment of the method, the parameters of the oscillating relative movement, namely angular travel, angular velocity and frequency, can be kept constant. According to an advantageous embodiment of the invention, during the drawing process one, several or all of the following parameters of the oscillating relative movement automatically, for. B. by an electronic control device varies: angular stroke, angular velocity, frequency. As a result, further process parameters are provided by which the drawing process can be further optimized and adapted as best as possible to the respective cross-sectional geometries and materials to be reshaped. The variation of the parameter or the parameters may follow certain predefined time profiles stored in the electronic control device.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gemäß Anspruch 7 gelöst durch eine Zugvorrichtung zur Herstellung eines Ziehprofils mittels eines Ziehprozesses, wobei die Zugvorrichtung wenigstens ein Ziehwerkzeug aufweist, durch das ein umzuformendes Werkstück während des Ziehprozesses hindurch zu ziehen ist, wobei die Zugvorrichtung wenigstens ein Bewegungserzeugungsmittel aufweist, das über wenigstens einen Bewegungsübertragungsmechanismus mit dem Werkstück und/oder dem Ziehwerkzeug gekoppelt ist und wobei die Anordnung aus dem Bewegungsübertragungsmechanismus und dem Bewegungserzeugungsmittel zur Erzeugung einer oszillierenden Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Ziehwerkzeug in Umfangsrichtung des Werkstücks während des Ziehprozesses eingerichtet ist, indem die Anordnung aus dem Bewegungsübertragungsmechanismus und dem Bewegungserzeugungsmittel das Ziehwerkzeug und/oder das Werkstück um einen bestimmten Winkelhub gegeneinander hin und her dreht. The object mentioned at the outset is further achieved by a pulling device for producing a drawing profile by means of a drawing process, wherein the pulling device has at least one drawing tool through which a workpiece to be formed is to be pulled during the drawing process, wherein the pulling device has at least one motion generating means, which is coupled to the workpiece and / or the drawing tool via at least one motion transmitting mechanism, and wherein the arrangement of the motion transmitting mechanism and the motion generating means is adapted to generate oscillatory relative movement between the workpiece and the drawing tool in the circumferential direction of the workpiece during the drawing process the motion transfer mechanism and the movement generating means, the drawing tool and / or the workpiece by a certain angular stroke rotates back and forth against each other.

Mittels der Zugvorrichtung kann das eingangs genannte erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden und die diesbezüglich beschriebenen Vorteile realisiert werden. By means of the traction device, the inventive method mentioned above can be carried out and the advantages described in this regard can be realized.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung aus dem Bewegungsübertragungsmechanismus und dem Bewegungserzeugungsmittel zur Erzeugung einer Relativbewegung mit einem Winkelhub von wenigstens 5 Grad, insbesondere wenigstens 10 Grad, insbesondere wenigstens 20 Grad eingerichtet ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung aus dem Bewegungsübertragungsmechanismus und dem Bewegungserzeugungsmittel zur Erzeugung einer Relativbewegung mit einem Winkelhub von höchstens 360 Grad, insbesondere höchstens 180 Grad eingerichtet ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bewegungsübertragungsmechanismus als schlupffreier Bewegungsübertragungsmechanismus ausgebildet ist. According to an advantageous development of the invention it is provided that the arrangement of the motion transmission mechanism and the movement generating means for generating a relative movement with an angular stroke of at least 5 degrees, in particular at least 10 degrees, in particular at least 20 degrees is established. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the arrangement of the motion transmission mechanism and the movement generating means for generating a relative movement with an angular stroke of at most 360 degrees, in particular at most 180 degrees is set up. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the Motion transmission mechanism is designed as a slip-free motion transmission mechanism.

Der Bewegungsübertragungsmechanismus kann z. B. als Koppelstange, als Getriebe oder ähnlicher Mechanismus ausgebildet sein. Das Bewegungserzeugungsmittel kann als Motor ausgebildet sein, z. B. als Elektromotor. Beispielsweise kann der Bewegungsübertragungsmechanismus ein am Ziehwerkzeug drehfest angeordnetes Zahnrad aufweisen sowie eine mit dem Zahnrad in einem Griff stehende Zahnstange, die durch einen Elektromotor über eine Pleuelanordnung hin und her bewegt wird. Hierdurch wird das Zahnrad und damit das Ziehwerkzeug in eine oszillierende Bewegung versetzt. The motion transmission mechanism may, for. B. be designed as a coupling rod, as a transmission or similar mechanism. The movement generating means may be formed as a motor, for. B. as an electric motor. For example, the motion transmission mechanism may comprise a gear rotatably mounted on the drawing tool and a toothed rack in mesh with the gear, which is reciprocated by an electric motor via a connecting rod assembly. As a result, the gear and thus the drawing tool is placed in an oscillating motion.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zugvorrichtung wenigstens zwei hintereinander angeordnete Ziehwerkzeuge aufweist, die über den wenigstens einen Bewegungsübertragungsmechanismus mit dem wenigstens einen Bewegungserzeugungsmittel gekoppelt sind, wobei die Anordnung aus dem Bewegungsübertragungsmechanismus und dem Bewegungserzeugungsmittel zur Erzeugung entgegengesetzter oszillierender Relativbewegungen der Ziehwerkzeuge eingerichtet sind. Als Bewegungserzeugungsmittel können z.B. zwei separat angesteuerte Elektromotoren eingesetzt werden, die auf jeweils eines der Ziehwerkzeuge einwirken. Der Bewegungsübertragungsmechanismus kann dabei gemeinsame oder separate Übertragungsmittel für die Übertragung der Bewegung vom jeweiligen Elektromotor auf das jeweilige Ziehwerkzeug aufweisen. Die beiden Ziehwerkzeuge können auch von einem einzigen Elektromotor über den Bewegungsübertragungsmechanismus in gegenläufige Relativbewegungen versetzt werden. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the pulling device comprises at least two successively arranged drawing tools, which are coupled via the at least one motion transmission mechanism with the at least one motion generating means, the arrangement of the motion transmitting mechanism and the motion generating means for generating opposite oscillating relative movements of the drawing tools set are. As the movement generating means, e.g. two separately controlled electric motors are used, which act on one of the drawing tools. The motion transmission mechanism may have common or separate transmission means for the transmission of the movement from the respective electric motor to the respective drawing tool. The two drawing tools can also be offset by a single electric motor via the motion transmission mechanism in opposite relative movements.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Ziehwerkzeug eine Heizanlage auf, insbesondere eine Heizanlage, die das umzuformende Werkstück während des Ziehprozesses in Umfangsrichtung umgibt. Dementsprechend kann mit der Zugvorrichtung der bereits erwähnte Warmumformungsprozess mit den damit verbundenen Vorteilen durchgeführt werden. According to an advantageous development of the invention, the drawing tool has a heating system, in particular a heating system, which surrounds the workpiece to be formed in the circumferential direction during the drawing process. Accordingly, the already mentioned hot forming process can be carried out with the advantages associated with the traction device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Zugvorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung auf, die zur Steuerung der oszillierenden Relativbewegung gemäß einem Verfahren der zuvor beschriebenen Art eingerichtet ist. Insbesondere kann über die elektronische Steuereinrichtung eine, mehrere oder alle der Parameter der oszillierenden Relativbewegung zeitinvariant oder zeitvariant gesteuert werden. According to an advantageous development of the invention, the pulling device has an electronic control device which is set up to control the oscillating relative movement according to a method of the type described above. In particular, one, several or all of the parameters of the oscillating relative movement can be controlled in a time-invariant or time-varying manner via the electronic control device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail by means of embodiments using drawings. Show it:

1 – eine Prinzipdarstellung eines Ziehprozesses und 1 - A schematic representation of a drawing process and

2 – ein Kraft-/Zeit-Diagramm eines Ziehprozesses und 2 A force / time diagram of a drawing process and

3 – Vergleichsergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verfahren gemäß dem Stand der Technik und 3 Comparative results of the method according to the invention with methods according to the prior art and

4 – eine erste Ausführungsform einer Zugvorrichtung und 4 - A first embodiment of a pulling device and

5 – eine zweite Ausführungsform einer Zugvorrichtung. 5 - A second embodiment of a pulling device.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. In the figures, like reference numerals are used for corresponding elements.

Die 1 zeigt in stark verallgemeinerter Darstellung das Umformen eines Werkstücks 1 mittels eines Ziehprozesses, indem das Werkstück 1 durch ein Ziehwerkzeug 2 hindurch gezogen wird. Das Werkstück 1 wird dabei in einer Richtung Z durch das Ziehwerkzeug 2 hindurch gezogen. Eingezeichnet ist in der 1 noch eine radiale Koordinate R, die in radialer Richtung des Werkstücks 1 verläuft. Ferner ist eine Umfangskoordinate U dargestellt, die in Umfangsrichtung des Werkstücks 1 verläuft. Erfindungsgemäß wird eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück 1 und dem Ziehwerkzeug 2 in Umfangsrichtung, d. h. in Richtung der Umfangskoordinate U, erzeugt. The 1 shows in highly generalized representation the forming of a workpiece 1 by means of a drawing process by the workpiece 1 through a drawing tool 2 is pulled through. The workpiece 1 is doing in a direction Z by the drawing tool 2 pulled through. Marked in the 1 nor a radial coordinate R, in the radial direction of the workpiece 1 runs. Furthermore, a circumferential coordinate U is shown, which in the circumferential direction of the workpiece 1 runs. According to the invention, an oscillating relative movement between the workpiece 1 and the drawing tool 2 in the circumferential direction, that is generated in the direction of the circumferential coordinate U.

Die 2 zeigt ein Kraft-/Zeit-Diagramm, das die in Koordinatenrichtung Z aufzuwendende und auf das Werkstück 1 auszuübende Ziehkraft in Kilonewton (kN) über der Zeit in Sekunden zeigt. Erkennbar ist, dass das Kraftniveau sich zunächst auf einem hohen Niveau bei etwa 0,45 Kilonewton befindet und über den Zeitverlauf im dargestellten Beispiel 6 Einbrüche aufweist, in denen der Kraftwert auf Werte zwischen 0,25 und 0,35 Kilonewton einbricht. Durch die während jedes Krafteinbruchs in 2 dargestellten Winkelangaben 90 Grad bzw. 120 Grad und die ebenfalls angegebenen Spannungswerte 0,5 Volt, 1 Volt und 1,5 Volt werden bestimmte Parameter der oszillierenden Relativbewegung, die jeweils während der Zeiten der Krafteinbrüche aktiviert waren, angegeben. Erkennbar ist in der 2, dass durch eine kontinuierliche, stetige Einbringung der oszillierenden Relativbewegung zwischen dem Werkstück 1 und dem Ziehwerkzeug 2 eine Verringerung der erforderlichen Ziehkraft hervorgerufen wird. The 2 shows a force / time diagram, the expended in the coordinate direction Z and on the workpiece 1 pulling force to be exerted in kilonewtons (kN) over time in seconds. It can be seen that the force level is initially at a high level of about 0.45 kilonewtons and has over the course of time in the example shown 6 break-ins, in which the force value drops to values between 0.25 and 0.35 kilonewtons. Through during each force intrusion in 2 90 degrees or 120 degrees and the voltage values 0.5 volts, 1 volts and 1.5 volts also indicated certain parameters of the oscillating relative motion, which were activated during the periods of force intrusions, respectively. Is recognizable in the 2 in that by a continuous, steady introduction of the oscillating relative movement between the workpiece 1 and the drawing tool 2 a reduction in the required pulling force is caused.

Die Winkelangaben beziehen sich dabei auf den Verdrehwinkel zwischen dem Werkstück 1 und dem Ziehwerkzeug 2 in Folge der oszillierenden Relativbewegungen. Die Spannungswerte geben an, mit welcher Spannung der verwendete Antriebsmotor, der die Relativbewegungen erzeugt, betrieben wurde. Die Betriebsspannung ist dabei im Wesentlichen proportional zur Drehgeschwindigkeit und beim verwendeten Aufbau auch proportional zur Winkelgeschwindigkeit der oszillierenden Relativbewegung. Der Versuch wurde bei einer konstanten Temperatur von 240 Grad Celsius, gemessen am Werkstück 1, durchgeführt. The angle specifications refer to the angle of rotation between the workpiece 1 and the drawing tool 2 in consequence of the oscillating relative movements. The voltage values indicate with which voltage the drive motor used, which generates the relative movements, was operated. The operating voltage is substantially proportional to the rotational speed and the structure used also proportional to the angular velocity of the oscillating relative motion. The experiment was carried out at a constant temperature of 240 degrees Celsius, measured on the workpiece 1 , carried out.

Anhand der 3 wird in Tabellenform der Einfluss der oszillierenden Relativbewegung auf die Performance des Ziehprozesses weiter dargelegt. In der Tabelle gibt die erste Spalte, d. h. die linke Spalte an, mit welchem Winkelhub die oszillierende Relativbewegung durchgeführt wurde. Die zweite Spalte gibt ein Maß für die Drehgeschwindigkeit an, und zwar in Form der bereits anhand der 2 erläuterten Betriebsspannung des Motors (in Volt). Die dritte Spalte mit der Überschrift „Fmax ohne“ gibt die erforderliche Zugkraft an, die aufzuwenden ist, wenn die oszillierende Relativbewegung abgeschaltet ist. Die nächste Spalte mit der Überschrift „Fmax mit“ gibt die erforderliche Zugkraft mit eingeschalteter oszillierender Relativbewegung an. Die letzte Spalte gibt die prozentuale Ersparnis an aufzuwendender Zugkraft an. Die Tabelle gemäß 3 dokumentiert die deutlichen Verbesserungen, die mit der Erfindung erzielt werden kann sowie die erreichbare hohe Performance des Ziehprozesses. Based on 3 The influence of the oscillating relative movement on the performance of the drawing process is further explained in tabular form. In the table, the first column, ie the left column, indicates with which angular stroke the oscillating relative movement was performed. The second column gives a measure of the speed of rotation, in the form of the 2 explained operating voltage of the motor (in volts). The third column headed "Fmax without" indicates the required pulling force to be applied when the oscillating relative movement is switched off. The next column titled "Fmax with" indicates the required traction with oscillatory relative motion engaged. The last column indicates the percentage saving of tensile force to be applied. The table according to 3 documents the significant improvements that can be achieved with the invention and the achievable high performance of the drawing process.

Die 4 zeigt in isometrischer Ansicht eine erste Ausführungsform einer Zugvorrichtung 10, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Erkennbar ist ein Ziehwerkzeug 2, dessen äußerer Bereich als Ziehsteinhalterung für einen Ziehstein 3 dient. Das umzuformende Werkstück wird dann durch den Ziehstein 3 hindurchgezogen. Das Ziehwerkzeug 2 ist nicht starr montiert, sondern beweglich in einer Hülse 44 angeordnet. Die Hülse 44 ist am Außenumfang mit einer umlaufenden Verzahnung, ähnlich einem Zahnrad, versehen. Die Verzahnung der Hülse 44 ist im Eingriff mit der Verzahnung einer Zahnstange 43. Die Zahnstange 43 ist über ein Gelenk 47 mit einem Pleuel 42 verbunden. Das Pleuel 42 ist wiederum über ein Gelenk 41 mit einem Abtriebshebel eines Elektromotors 5 verbunden. Der Elektromotor 5 führt im Betrieb Drehbewegungen aus, die über das Pleuel 42 in Linearbewegungen der Zahnstange 43 umgesetzt werden. Hierdurch wird die Hülse 44 in eine rotierende Hin- und Herbewegung versetzt. Die Hülse 44 überträgt die oszillierende Rotationsbewegung über Verbindungsstifte 20, 21, die in Aussparungen 45, 46 der Hülse 44 eingreifen, auf das Ziehwerkzeug 2. The 4 shows in isometric view a first embodiment of a pulling device 10 , which is suitable for carrying out the method according to the invention. Visible is a drawing tool 2 , whose outer area as a die holder for a die 3 serves. The workpiece to be formed is then passed through the die 3 pulled. The drawing tool 2 is not rigidly mounted, but movable in a sleeve 44 arranged. The sleeve 44 is provided on the outer circumference with a circumferential toothing, similar to a gear. The toothing of the sleeve 44 is engaged with the teeth of a rack 43 , The rack 43 is about a joint 47 with a connecting rod 42 connected. The connecting rod 42 is in turn about a joint 41 with an output lever of an electric motor 5 connected. The electric motor 5 In operation, performs rotational movements that pass over the connecting rod 42 in linear movements of the rack 43 be implemented. This will cause the sleeve 44 put in a rotating float. The sleeve 44 transmits the oscillating rotational movement via connecting pins 20 . 21 in recesses 45 . 46 the sleeve 44 engage, on the drawing tool 2 ,

Bei der Zugvorrichtung 10 gemäß 4 ist der Elektromotor dementsprechend ein Bewegungserzeugungsmittel. Als Bewegungsübertragungsmechanismus 4 fungieren die Gelenke 41, 47, das Pleuel 42, die Zahnstange 43 sowie die Hülse 44 und deren Verzahnungen, sowie die Stifte 20, 21. At the pulling device 10 according to 4 Accordingly, the electric motor is a movement generating means. As a motion transmission mechanism 4 act the joints 41 . 47 , the connecting rod 42 , the rack 43 as well as the sleeve 44 and their teeth, as well as the pins 20 . 21 ,

Die Hülse 44 ist über Rollen 6, 7 gegenüber der Zahnstange 43 abgestützt und darüber gelagert. The sleeve 44 is about roles 6 . 7 opposite the rack 43 supported and stored over it.

Der Elektromotor 5 wird über eine elektrische Verbindung 90 von einer elektronischen Steuereinrichtung 9 mit elektrischer Energie beaufschlagt und darüber gesteuert. The electric motor 5 is via an electrical connection 90 from an electronic control device 9 supplied with electrical energy and controlled by it.

Die 5 zeigt in seitlicher, teilweise geschnittener Ansicht eine zweite Ausführungsform einer Zugvorrichtung 10, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus 4 nicht vollständig wiedergegeben ist, im Übrigen aber der Ausführung gemäß 4 entspricht, wie nachfolgend noch erläutert wird. The 5 shows in a side, partially sectioned view a second embodiment of a pulling device 10 , wherein the motion transmission mechanism 4 is not fully reproduced, but otherwise the execution according to 4 corresponds, as will be explained below.

Bei der Ausführungsform gemäß 5 weist das Ziehwerkzeug 2 wiederum einen in einer Ziehsteinhalterung angeordneten Ziehstein 3 mit einer Feder auf. Durch den Ziehstein 3 wird das umzuformende Werkstück in der Richtung Z hindurchgezogen. In dem Ziehwerkzeug 2 sind zudem eine oder mehrere Heizpatronen 8 angeordnet, um das Ziehwerkzeug 2 während des Ziehprozesses zu beheizen. Das Ziehwerkzeug 2 ist in zwei Lagerungen 22, 24 gelagert, die z. B. als Kugellager ausgebildet sein können. Das Ziehwerkzeug 2 ist über die Lagerungen 23, 24 in Umfangsrichtung U beweglich. Am Außenumfang des Ziehwerkzeugs 2 ist ferner ein Zahnkranz 22 angeordnet, der ähnlich wie die Hülse 44 gemäß 4 mit einer Verzahnung versehen ist. Der Zahnkranz 22 ist drehfest mit dem Ziehwerkzeug 2 verbunden, so dass über die Verzahnung übertragene Bewegungen schlupffrei auf das Ziehwerkzeug 2 übertragen werden. Die Verzahnung des Zahnkranzes 22 wird mit den übrigen Elementen eines Bewegungsübertragungsmechanismus 4 sowie einem Bewegungserzeugungsmittel 5 verbunden, wie in 4 dargestellt. Das heißt, dass die Verzahnung des Zahnkranzes 22 in Eingriff gebracht wird mit der Verzahnung einer Zahnstange 43. Diese wird wiederum über ein Pleuel 42 von einem Elektromotor 5 angetrieben, der über eine Steuereinrichtung 9 gesteuert werden kann. In the embodiment according to 5 has the drawing tool 2 turn a arranged in a die holder die 3 with a spring on. Through the die 3 the workpiece to be formed is pulled in the direction Z In the drawing tool 2 are also one or more heating cartridges 8th arranged to the drawing tool 2 to heat during the drawing process. The drawing tool 2 is in two storages 22 . 24 stored, the z. B. may be formed as a ball bearing. The drawing tool 2 is about the bearings 23 . 24 in the circumferential direction U movable. On the outer circumference of the drawing tool 2 is also a sprocket 22 arranged, similar to the sleeve 44 according to 4 is provided with a toothing. The sprocket 22 is rotatable with the drawing tool 2 connected so that transmitted via the teeth movements without slipping on the drawing tool 2 be transmitted. The teeth of the sprocket 22 becomes with the remaining elements of a motion transmission mechanism 4 and a motion generating means 5 connected, as in 4 shown. That is, the teeth of the sprocket 22 is engaged with the teeth of a rack 43 , This will turn over a connecting rod 42 from an electric motor 5 powered by a control device 9 can be controlled.

Claims

Method for producing a drawing profile by means of a drawing process, in which a workpiece to be formed ( 1 ) by a pulling tool ( 2 ) is pulled through and is thereby formed, characterized in that during the drawing process, an oscillating relative movement between the workpiece ( 1 ) and the drawing tool ( 2 ) in Circumferential direction (U) of the workpiece ( 1 ) is generated by the drawing tool ( 2 ) and / or the workpiece ( 1 ) is rotated back and forth by a certain angular stroke.

A method according to claim 1, characterized in that the relative movement takes place with an angular stroke of at least 5 degrees, in particular at least 10 degrees, in particular at least 20 degrees.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relative movement takes place with an angular stroke of at most 360 degrees, in particular at most 180 degrees.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relative movement by a slip-free motion transmission mechanism ( 4 ) is generated on the workpiece ( 1 ) and / or the drawing tool ( 2 ) acts.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the drawing process comprises at least two-stage drawing of the workpiece ( 1 ), wherein at least two successively arranged drawing tools ( 2 ) are present, through which the workpiece ( 1 ) is pulled through, and wherein the drawing tools ( 2 ) are displaced during the drawing process in opposite oscillating relative movements.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the drawing process, one, several or all of the following parameters of the oscillating relative movement are automatically varied: angular stroke, angular velocity, frequency.

Pulling device ( 10 ) for producing a drawing profile by means of a drawing process, wherein the pulling device ( 10 ) at least one drawing tool ( 2 ), through which a workpiece ( 1 ) is to be pulled through during the drawing process, wherein the pulling device ( 10 ) at least one motion generating means ( 5 ), which has at least one motion transmission mechanism ( 4 ) with the workpiece ( 1 ) and / or the drawing tool ( 2 ) and wherein the arrangement of the motion transmission mechanism ( 4 ) and the motion generating means ( 5 ) for generating an oscillating relative movement between the workpiece ( 1 ) and the drawing tool ( 2 ) in the circumferential direction (U) of the workpiece ( 1 ) is established during the drawing process by the arrangement of the motion transmission mechanism ( 4 ) and the motion generating means ( 5 ) the drawing tool ( 2 ) and / or the workpiece ( 1 ) turns back and forth by a certain angular stroke.

Traction device according to claim 7, characterized in that the arrangement of the motion transmission mechanism and the motion generating means ( 5 ) is set up to produce a relative movement with an angular stroke of at least 5 degrees, in particular at least 10 degrees, in particular at least 20 degrees.

Traction device according to one of claims 7 to 8, characterized in that the arrangement of the motion transmission mechanism ( 4 ) and the motion generating means ( 5 ) is set up to produce a relative movement with an angular stroke of at most 360 degrees, in particular at most 180 degrees.

Traction device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the motion transmission mechanism ( 4 ) is designed as a slip-free motion transmission mechanism.

Pulling device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the pulling device ( 10 ) at least two successively arranged drawing tools ( 2 ) which, via the at least one motion transmission mechanism, is connected to the at least one motion-generating means ( 5 ), wherein the arrangement of the motion transmission mechanism ( 4 ) and the motion generating means ( 5 ) for generating opposite oscillating relative movements of the drawing tools ( 2 ) are set up.

Traction device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the drawing tool ( 2 ) a heating system ( 8th ), in particular a heating system ( 8th ), which the workpiece ( 1 ) during the drawing process in the circumferential direction (U) surrounds.

Traction device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the traction device ( 10 ) an electronic control device ( 9 ), which is adapted to control the oscillatory relative movement according to a method according to any one of claims 1 to 6.