DE102017114371A1 - BRIDGE TOOL FOR THE PRODUCTION OF STRING PRESSING PROFILES WITH A VARIOUS CROSS SECTION - Google Patents

BRIDGE TOOL FOR THE PRODUCTION OF STRING PRESSING PROFILES WITH A VARIOUS CROSS SECTION Download PDF

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Sören Müller
Maik Negendank
Vidal Sanabria
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Technische Universitaet Berlin
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Brückenwerkzeug für eine Vorrichtung zum direkten Strangpressen von Hohlprofilen mit variabler Wanddicke, umfassend eine Matrize und mindestens ein Dornelement mit einem der Matrizenöffnung zugewandten ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, wobei die äußere Profilkontur eines Hohlprofils durch die Geometrie der Matrizenöffnung und der innere Querschnitt eines Hohlprofils durch mindestens ein Dornelement festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Dornelement mindestens eine Aussparung aufweist, in der in axialer Richtung beweglich gelagert ein innerer Verschiebedorn angeordnet ist, wobei der innere Verschiebedorn in seinem zum ersten Ende des Dornelements zugewandten ersten Endbereich unterschiedliche Querschnitte aufweist.

Figure DE102017114371A1_0000
The present invention relates to a bridge tool for a device for direct extrusion of hollow profiles with variable wall thickness, comprising a die and at least one mandrel element with a die opening facing the first end and an opposite second end, wherein the outer profile contour of a hollow profile by the geometry of the die opening and the inner cross-section of a hollow profile is defined by at least one mandrel element, characterized in that
the at least one mandrel element has at least one recess in which an inner displacement mandrel is movably mounted in the axial direction, wherein the inner displacement mandrel has different cross sections in its first end region facing the first end of the mandrel element.
Figure DE102017114371A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brückenwerkzeug zur Erzeugung von Strangpressprofilen mit variierendem Querschnitt.The present invention relates to a bridge tool for producing extruded profiles with varying cross section.

Strangpressen ist ein Umformverfahren zum Herstellen von unterschiedlichen Geometrien, insbesondere von Stäben, Rohren und Profilen. Beim Strangpressen wird ein auf Umformtemperatur erwärmter Pressling (Block) mit einem Stempel durch eine Matrize gedrückt. Dabei wird der Block durch einen Rezipienten umschlossen. Die äußere Form des Pressstrangs wird dabei durch die Matrize bestimmt.Extrusion is a forming process for producing different geometries, in particular of bars, tubes and profiles. In extrusion molding, a compact (block) heated to forming temperature is pressed with a punch through a die. The block is enclosed by a recipient. The outer shape of the pressed strand is determined by the die.

Es wird im Stand der Technik zwischen direktem Strangpressen, indirektem Strangpressen und hydrostatischem Strangpressen unterschieden.It is distinguished in the prior art between direct extrusion, indirect extrusion and hydrostatic extrusion.

Beim direkten Strangpressen schiebt der Stempel den Block entlang der Innenoberfläche des Rezipienten in Richtung der Matrize. Beim indirekten Strangpressen ist der Rezipient an einer Seite verschlossen, und von der anderen Seite wird auf den Block die Matrize gepresst, die sich am Kopf eines Hohlstempels befindet. Der Strang tritt durch die Stempelbohrung hindurch. Deren Durchmesser begrenzt somit den umschreibenden Kreiß des Profilquerschnitts. Beim hydrostatischen Strangpressen wird die Presskraft vom Stempel nicht unmittelbar, sondern über ein Wirkmedium (Wasser oder Öl) auf den Block aufgebracht.In direct extrusion, the punch pushes the block along the inner surface of the recipient towards the die. In indirect extrusion, the recipient is closed on one side, and from the other side is pressed onto the block, the die, which is located at the head of a hollow punch. The strand passes through the punch bore. Their diameter thus limits the circumscribing circle of the profile cross-section. In hydrostatic extrusion, the pressing force is not applied directly to the block by a die, but rather by an active medium (water or oil).

Die Vorteile des Strangpressens sind dabei im Allgemeinen die geringen Werkzeugkosten und die Vielfalt der erzeugbaren Geometrien.The advantages of extrusion are generally the low tooling costs and the variety of geometries that can be generated.

Komplexe Hohlprofile aus Leichtmetall können mittels direkten Strangpressverfahren über Kammer- bzw. Brückenwerkzeuge erzeugt werden, wobei die Brückenwerkzeuge ein Matritzen- und ein Dornteil umfassen. Dabei wird die äußere Kontur, wie bereits ausgeführt, durch die Matrize und die innere Formgebung durch den Dorn bestimmt.Complex hollow profiles made of light metal can be produced by means of direct extrusion process via chamber or bridge tools, wherein the bridge tools comprise a Matrizen- and a mandrel part. Here, the outer contour, as already stated, determined by the die and the internal shaping of the mandrel.

Der Dorn selbst ist dabei nicht direkt mit der Strangpresse, sondern über Tragarme bzw. Brücken mit dem Dornteil des Werkzeugs verbunden. Dabei wird der Block selbst zunächst durch die in das Dornteil eingebrachten Einlaufkammern in Teilstränge gespalten und anschließend in der Schweißkammer der Matrize unter hohem Druck und Temperatur wieder verbunden.The mandrel itself is not directly connected to the extruder, but via support arms or bridges with the mandrel part of the tool. In this case, the block itself is first split by the introduced into the mandrel part inlet chambers in sub-strands and then re-connected in the welding chamber of the die under high pressure and temperature.

Bei Brückenwerkzeugen treten dabei extreme mechanische und thermische Beanspruchungen auf, die insbesondere an den Dorntragarmen problematisch sind. Auch kann durch Kerbspannungen an den Wurzeln des Dorns eine Rissbildung entstehen.In bridge tools, extreme mechanical and thermal stresses occur, which are particularly problematical on the mandrel support arms. Cracking stresses at the roots of the spine can also cause cracking.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Strangpressverfahren ist, dass nur Profile mit einem konstanten Profilquerschnitt erzeugt werden können. Dies führt dazu, dass die Profile an vielen Stellen überdimensioniert ausgebildet werden, da die Profile immer gemäß den Anforderungen an der Stelle der höchsten Belastung über ihre gesamte Länge ausgebildet werden müssen.A disadvantage of the extrusion process known from the prior art is that only profiles with a constant profile cross-section can be produced. As a result, the profiles are oversized in many places, since the profiles must always be formed in accordance with the requirements of the highest stress location over their entire length.

Zur Erzeugung von variierenden Querschnitten in einer Strangpresse lehrt DE 10 02 18 81 A1 eine Vorrichtung zum Strangpressen, bei dem ein Dorn in axialer Pressrichtung veränderbar ausgebildet und der in seinem Endbereich unterschiedliche Querschnitte aufweist. Je nach Anordnung der Endbereiche des dort beschriebenen Dorns relativ zu der Matrize wird ein Ringspalt mit unterschiedlichem Durchmesser zur Ausbildung verschiedener Profilquerschnitte ausgebildet.To produce varying cross sections in an extruder DE 10 02 18 81 A1 a device for extrusion molding, in which a mandrel formed variable in the axial pressing direction and having different cross sections in its end region. Depending on the arrangement of the end regions of the mandrel described there relative to the die, an annular gap with a different diameter is formed to form different profile cross sections.

Nachteilig an einer Lösung gemäß DE 10 02 18 81 A2 ist jedoch, dass zwar eine Vorrichtung umfassend ein Kammerwerkzeug offenbart ist, die einen variierenden Querschnitt des Strangpressprofils ermöglichen soll, jedoch der gesamte Dorn, der technisch bedingt eine große Länge aufweist, axial bewegt werden muss. Durch die daraus resultierenden langen Hebelarme entstehen relativ große Schwingungen des Dorns. Solche Schwingungen verhindern jedoch eine Herstellung von Profilen mit hoher Präzision und engen Toleranzanforderungen.A disadvantage of a solution according to DE 10 02 18 81 A2 is, however, that while a device comprising a chamber tool is disclosed, which should allow a varying cross section of the extruded profile, but the entire mandrel, which has a large length for technical reasons, must be moved axially. The resulting long lever arms cause relatively large vibrations of the mandrel. However, such vibrations prevent production of profiles with high precision and tight tolerance requirements.

Des weiteren ist es nachteilig, dass die Haltbarkeit eines Dorns gemäß DE 10 02 18 81 A1 reduziert ist. Ein solcher Dorn unterliegt im Einsatz hohen thermomechanischen Beanspruchungen, die insbesondere von den auftretenden Presskräften und Umformtemperaturen abhängen. Vor allem der lange Dorntragarm ist dabei wechselnden Zug- und Biegekräften ausgesetzt, denen sich lokale Wärmespannungen überlagern können.Furthermore, it is disadvantageous that the durability of a mandrel according to DE 10 02 18 81 A1 is reduced. Such a mandrel is subject in use high thermomechanical stresses, which depend in particular on the occurring pressing forces and forming temperatures. Above all, the long Dorntragarm is exposed to alternating tensile and bending forces, which can be superimposed on local thermal stresses.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindungsmeldung liegt nunmehr darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, und insbesondere eine Vorrichtung bereitzustellen, um mit hoher Präzision Profile mit einem variablen Profilquerschnitt herzustellen, da nur mit einer solch hohen Präzision eine Überdimensionierung der Profile wirksam vermieden werden kann, wobei die Vorrichtung gleichsam ausgelegt und eingerichtet ist, um den thermomechanischen Beanspruchungen optimal zu widerstehen.The object of the present invention is now to overcome the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a device to produce profiles with a variable profile cross-section with high precision, since overdimensioning of the profiles can be effectively avoided only with such a high precision The device is designed and set up to withstand the thermomechanical stresses optimally.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Brückenwerkzeug für eine Vorrichtung zum direkten Strangpressen von Hohlprofilen mit variabler Wanddicke, umfassend eine Matrize und mindestens ein Dornelement mit einem der Matrizenöffnung zugewandten ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, wobei die äußere Profilkontur eines Hohlprofils durch die Geometrie der Matrizenöffnung und der innere Querschnitt eines Hohlprofils durch mindestens ein Dornelement festgelegt ist, wobei das mindestens eine Dornelement mindestens eine Aussparung aufweist, in der in axialer Richtung beweglich gelagert ein innerer Verschiebedorn angeordnet ist, wobei der innere Verschiebedorn in seinem zum ersten Ende des Dornelements zugewandten ersten Endbereich unterschiedliche Querschnitte aufweist.This object is achieved by a bridge tool for a device for direct extrusion of hollow profiles with variable wall thickness, comprising a die and at least one mandrel element with a die opening facing the first end and a opposite second end, wherein the outer profile contour of a hollow profile is determined by the geometry of the die opening and the inner cross section of a hollow profile by at least one mandrel element, wherein the at least one mandrel element has at least one recess in which is mounted movably mounted in the axial direction, an inner displacement mandrel wherein the inner displacement mandrel has different cross sections in its first end region facing the first end of the mandrel element.

Der Erfindung liegt dabei die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine Erzeugung von Hohlprofilen mit variierendem Innendurchmesser realisiert werden kann, wenn der Dorn mehrteilig aufbaut ist, wobei ein beweglicher innerer Verschiebedorn mit unterschiedlichen Querschnitten an seinen Endbereichen umfasst ist, dessen axiale Bewegung in einer Änderung des inneren Querschnitts des Hohlprofils resultiert.The invention is based on the surprising finding that a generation of hollow profiles with varying inner diameter can be realized when the mandrel is constructed in several parts, wherein a movable inner displacement mandrel is covered with different cross sections at its end portions, the axial movement in a change of the inner Cross-section of the hollow profile results.

Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass der innere Verschiebedorn an seinem ersten Ende den geringsten Querschnitt aufweist, so dass eine axiale Verschiebung des inneren Verschiebedorns in Richtung der Matrize bzw. in die Matrize zu einer geringeren Wandstärke des Hohlprofils führt, da sich der formgebende Spalt zwischen innerem Verschiebedorn und Matrize verringert.It may be particularly advantageous that the inner displacement mandrel has the smallest cross section at its first end, so that an axial displacement of the inner displacement mandrel in the direction of the die or in the die leads to a smaller wall thickness of the hollow profile, since the forming gap reduced between inner displacement mandrel and die.

Dabei werden durch die mindestens Zweiteilung des Dorns die Nachteile des Stands der Technik überwunden. Der innere Verschiebedorn kann mittels Verbindungselementen über kurze Hebelarme mit Antriebselementen in Wirkverbindung gebracht werden, um die axiale Verschiebung desselben zu ermöglichen, so dass Schwingungen des Dorns minimiert werden. Auch kann es vorgesehen sein, dass durch spezielle Führungselemente Schwingungen des inneren Verschiebedorns nahezu vollständig verhindert werden können.The disadvantages of the prior art are overcome by the at least division of the mandrel at least. The inner displacement mandrel can be brought into operative connection by means of connecting elements via short lever arms with drive elements to allow the axial displacement of the same, so that vibrations of the mandrel are minimized. It may also be provided that vibrations of the inner displacement mandrel can be almost completely prevented by special guide elements.

Der erfindungsgemäße innere Verschiebedorn ermöglich somit eine Erzeugung von Hohlprofilen mit variierendem Querschnitt mit hoher Präzision.The inner displacement mandrel according to the invention thus makes it possible to produce hollow profiles of varying cross-section with high precision.

Bewegungen des inneren Verschiebedorns und weiterer Elemente des erfindungsgemäßen Brückenwerkzeugs werden dabei relativ zur Pressrichtung bezeichnet. Eine axiale Verschiebung beschreibt dabei grundsätzlich eine Verschiebung in Pressrichtung oder parallel zu der Pressrichtung, eine radiale Verschiebung eine radiale Verschiebung relativ zu der Pressrichtung.Movements of the inner displacement mandrel and other elements of the bridge tool according to the invention are referred to relative to the pressing direction. An axial displacement basically describes a displacement in the pressing direction or parallel to the pressing direction, a radial displacement a radial displacement relative to the pressing direction.

Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, dass das Dornelement mindestens eine zweite axiale Aussparung umfasst, die sich in axialer Richtung entlang des dem ersten Endbereich des inneren Verschiebedorns gegenüberliegenden zweiten Endbereichs des inneren Verschiebedorns erstreckt, wobei ein, insbesondere nahezu, senkrecht zu dem mindestens einen Dornelement angeordneter Querschieber umfasst ist, der in die mindestens eine zweite Aussparung mindestens abschnittsweise eingeführt ist, und wobei der Querschieber mit dem inneren Verschiebdorn in Wirkverbindung steht, insbesondere fest mit dem inneren Verschiebedorn verbunden ist.According to the invention, it can be advantageous for the mandrel element to comprise at least one second axial recess which extends in the axial direction along the second end region of the inner displacement mandrel opposite the first end region of the inner displacement mandrel, wherein one, in particular almost, is arranged perpendicular to the at least one mandrel element Cross slider is included, which is at least partially inserted into the at least one second recess, and wherein the cross slide is in operative connection with the inner displacement mandrel, in particular fixedly connected to the inner displacement mandrel.

Ein erfindungsgemäßer Querschieber kann zur Übertragung einer Kraft von einer Antriebsvorrichtung an den inneren Verschiebedorn zum Einsatz kommen, wobei dabei die Antriebsvorrichtung bevorzugt außerhalb des eigentlichen Brückenwerkzeugs, beispielsweise an der Außenwand des Aufnehmers oder des Halters des Brückenwerkzeugs, angeordnet sein kann.A transverse slide according to the invention can be used for transmitting a force from a drive device to the inner displacement mandrel, wherein the drive device can preferably be arranged outside the actual bridge tool, for example on the outer wall of the receiver or the holder of the bridge tool.

Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass der Querschieber direkt oder mittels mindestens einem Querträger mit mindestens einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung bringbar ist oder steht, wobei die Antriebsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, den Querschieber und den inneren Verschiebedorn in axialer Richtung zu bewegen.It may be particularly advantageous that the cross slide directly or by means of at least one cross member with at least one drive device is operatively connected or is, wherein the drive device is designed and arranged to move the cross slide and the inner displacement mandrel in the axial direction.

Es kann dabei ebenfalls vorteilhaft sein, wenn eine Kraftübertragung von der Antriebsvorrichtung auf den inneren Verschiebedorn nicht nur unter Zwischenschaltung des Querschiebers erfolgt, sondern wenn zusätzlich zwischen der Antriebseinrichtung und dem Querschieber ein Querträger angeordnet ist.It may also be advantageous if a power transmission from the drive device to the inner displacement mandrel not only with the interposition of the cross slide, but if in addition a cross member is arranged between the drive means and the cross slide.

Des weiteren kann es dabei bevorzugt sein, dass ein erster Querträger an einem ersten radialen Ende des Querschiebers angeordnet ist und ein zweiter Querträger an einem zweiten, dem ersten radialen Ende gegenüberliegenden, radialen Ende des Querschiebers angeordnet ist, wobei der erste Querträger mit einer ersten Antriebsvorrichtung und/oder der zweite Querträger mit einer zweiter Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung bringbar ist oder steht.Furthermore, it may be preferred that a first cross member is disposed at a first radial end of the cross slide and a second cross member at a second, the first radial end opposite radial end of the cross slide is arranged, wherein the first cross member with a first drive device and / or the second cross member is engageable with a second drive device in operative connection or is.

Durch einen Einsatz von zwei an gegenüberliegenden Ende des Querschiebers angeordneten Querträgern kann eine gleichmäßige, parallele Kraftübertragung von den Antriebsvorrichtungen auf den inneren Verschiebedorn erfolgen und gleichzeitig ein Verkanten desselben verhindert werden. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass anstelle einer zweiten Antriebsvorrichtung beide Querträger mit einer einzigen Antriebsvorrichtung verbindbar oder verbunden sind.Through the use of two arranged at the opposite end of the cross slide cross beams can be a uniform, parallel transmission of power from the drive devices to the inner displacement mandrel and at the same time tilting thereof can be prevented. Alternatively, it can also be provided that, instead of a second drive device, both cross members can be connected or connected to a single drive device.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, dass die erste und/oder die zweite Antriebsvorrichtung in Form eines Linearantriebs ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders.It has proven to be advantageous that the first and / or the second drive device is designed in the form of a linear drive, in particular in the form of a hydraulic cylinder.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere Hydraulikzylinder für eine Erzeugung einer linearen Kraft als besonders geeignet erwiesen haben, um eine axiale Verschiebung des inneren Verschiebedorns zu ermöglichen. It has been found that in particular hydraulic cylinders have proved to be particularly suitable for generating a linear force in order to enable an axial displacement of the inner displacement mandrel.

Auch kann es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft sein, dass der inneren Verschiebedorn im Bereich seines ersten Endes in axialer Richtung abschnittsweise einen trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist.It may also be advantageous according to an embodiment of the invention that the inner displacement mandrel in sections of its first end in the axial direction has a trapezoidal or triangular cross-section.

Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die beispielhaft angeführten trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitte beschränkt. Vielmehr bestimmt sich deren Querschnitt in in Abhängigkeit der Anzahl der beweglichen Verschiebeelemente.The present invention is not limited to the exemplified trapezoidal or triangular cross-sections. Instead, their cross section is determined as a function of the number of movable displacement elements.

Dabei kann es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Innenwinkel bzw. Steigungswinkel β des trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitts einen Wert im Bereich von 5 bis 25°, vorzugsweise von 8 bis 15°, besonders bevorzugt von 10°. Der optimale Winkel kann dabei, auch außerhalb der bevorzugten Bereiche, erfindungsgemäß entsprechend des Antriebs bzw. des zur Verfügung stehenden Bauraums zur Minimierung des Kraftbedarfs (kleiner Winkel, langer Verschiebeweg) oder zur Minimierung des Bauraums (großer Winkel, kurzer Verschiebeweg) angepasst/gewählt werden.It may be provided according to an embodiment that the inner angle or pitch angle β of the trapezoidal or triangular cross section has a value in the range of 5 to 25 °, preferably from 8 to 15 °, particularly preferably 10 °. The optimum angle can be adjusted / selected according to the invention according to the drive or the available space for minimizing the power requirement (small angle, long displacement) or to minimize the installation space (large angle, short displacement), even outside the preferred areas ,

Dabei kann ebenfalls vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der innere Verschiebedorn am oder im Bereich seines ersten Endes mit mindestens einem keilförmigen Element in Wirkverbindung steht oder dieses abschnittsweise in Anlage mit dem inneren Verschiebedorn gebracht ist, wobei insbesondere der weitere Steigungswinkel β der dem inneren Verschiebedorns zugewandten Seite des mindestens einen keilförmigen Elements kleiner oder gleich dem Steigungswinkel β ist, so dass eine axiale Verschiebung des inneren Verschiebedorns in eine korrespondierende radiale Verschiebung des mindestens einen keilförmigen Elements überführt ist.It can also advantageously be provided that the inner displacement mandrel is at or in the region of its first end with at least one wedge-shaped element in operative connection or this is partially brought into contact with the inner displacement mandrel, in particular the further pitch angle β of the inner sliding mandrel side facing of the at least one wedge-shaped element is smaller than or equal to the pitch angle β, so that an axial displacement of the inner displacement mandrel is converted into a corresponding radial displacement of the at least one wedge-shaped element.

Erfindungsgemäß kann zusätzlich zu dem radial beweglichen inneren Verschiebedorn zur Änderung des inneren Querschnitts eines Hohlprofils auf mindestens ein keilförmiges Element zurückgegriffen werden, dessen radiale Verschiebung relativ zum inneren Verschiebedorn die Wandstärke des Hohlprofils direkt beeinflusst.According to the invention can be used in addition to the radially movable inner displacement mandrel to change the inner cross section of a hollow profile on at least one wedge-shaped element whose radial displacement relative to the inner displacement mandrel directly affects the wall thickness of the hollow profile.

Dabei hat es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen, dass eine radiale Bewegung des inneren Verschiebedorns in Richtung oder weiter in die Matrize zu einer Spreizbewegung des mindestens einen keilförmigen Elements in radialer Richtung führt, da der kleineste Querschnitt des inneren Verschiebedorns an seinem ersten Ende angeordnet ist.It has proved to be advantageous according to the invention that a radial movement of the inner displacement mandrel in the direction or further into the die leads to a spreading movement of the at least one wedge-shaped element in the radial direction, since the smallest cross section of the inner displacement mandrel is arranged at its first end.

Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die auftretenden hohen Kräfte nicht ausschließlich vom inneren Verschiebedorn aufgenommen werden müssen, sondern auch von dem mindestens einen keilförmigen Elements.This has the particular advantage that the high forces that occur need not be absorbed exclusively by the inner displacement mandrel, but also by the at least one wedge-shaped element.

Des weiteren kann durch eine nahezu freie Gestaltbarkeit des mindestens einen keilförmigen Element auch unabhängig von der Geometrie des inneren Verschiebedorns der innere Querschnitt und die Wanddicke des Hohlprofils variiert werden.Furthermore, the inner cross section and the wall thickness of the hollow profile can be varied independently of the geometry of the inner displacement mandrel by means of a virtually free configurability of the at least one wedge-shaped element.

Das keilförmige Element kann erfindungsgemäß verschiedene Grundflächen aufweisen und der spitze Winkel des Keils kann dabei von zwei oder mehr Seiten ausgebildet werden.The wedge-shaped element according to the invention may have different base areas and the acute angle of the wedge may be formed by two or more sides.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass mindestens ein zweites keilförmiges Element spiegelsymmetrisch zu dem ersten keilförmigen Element auf der dem ersten keilförmigen Element gegenüberliegenden Seite des inneren Verschiebedorns angeordnet ist.It has proved to be advantageous that at least one second wedge-shaped element is arranged mirror-symmetrically to the first wedge-shaped element on the opposite side of the first wedge-shaped element of the inner displacement mandrel.

Ein Einsatz zweier spiegelsymmetrisch angeordneter keilförmiger Elemente ermöglicht dabei eine gleichzeitige Änderung der Wandstärke an zwei Seiten eines Hohlprofils. Es ist dabei offensichtlich, dass auch mehr als 2 keilförmige Elemente zum Einsatz kommen können, die radial um den inneren Verschiebedorn gruppiert werden können.An insert of two mirror-symmetrically arranged wedge-shaped elements makes it possible to simultaneously change the wall thickness on two sides of a hollow profile. It is obvious that more than 2 wedge-shaped elements can be used, which can be grouped radially around the inner displacement mandrel.

Auch hat es sich gezeigt, dass vorteilhaftweise das mindestens eine keilförmige Element mittels einer ersten Schwalbenschwanzführung mit dem Dornelement verbunden ist, wobei die mindestens eine erste Schwalbenschwanzführung eine Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements ausschließlich in radialer Richtung ermöglicht, wobei die Schwalbenschwanzführung insbesondere von dem Dornelement und dem mindestens einen keilförmigen Element ausgebildet ist.It has also been found that, advantageously, the at least one wedge-shaped element is connected to the mandrel element by means of a first dovetail guide, wherein the at least one first dovetail guide allows movement of the at least one wedge-shaped element exclusively in the radial direction, the dovetail guide in particular by the mandrel element and the at least one wedge-shaped element is formed.

Durch eine erfindungsgemäße erste Schwalbenschwanzführung wird ermöglicht, dass das mindestens eine keilförmige Element ausschließlich in radialer Richtung beweglich ist, nicht jedoch in axialer Richtung. Dies führt insbesondere dazu, dass eine axiale Bewegung des inneren Verschiebedorns mit seinem in axialer Richtung variierenden Querschnitt ausschließlich zu einer radialen Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements führt. Des weiteren wird ein Verkanten des keilförmigen Elements verhindert und eine Reproduzierbarkeit der Umsetzung der axialen Bewegung des inneren Verschiebedorns in die radiale Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements sichergestellt.A first dovetail guide according to the invention makes it possible for the at least one wedge-shaped element to be movable exclusively in the radial direction, but not in the axial direction. This results in particular in that an axial movement of the inner displacement mandrel with its axially varying cross-section leads exclusively to a radial movement of the at least one wedge-shaped element. Furthermore, tilting of the wedge-shaped element is prevented and a reproducibility of the conversion of the axial movement of the inner displacement mandrel into the radial movement of the at least one wedge-shaped element is ensured.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat es sich zudem als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der innere Verschiebedorn und das mindestens eine keilförmige Element mittels einer in axialer Richtung ausgebildeten zweiten Schwalbenschwanzführung verbunden sind, so dass eine axiale Bewegung des inneren Verschiebedorns in einer radiale Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements überführt ist.In addition, according to an embodiment of the present invention, it has been found to be particular proved advantageous that the inner displacement mandrel and the at least one wedge-shaped element are connected by means of a second formed in the axial direction dovetail guide, so that an axial movement of the inner displacement mandrel is converted into a radial movement of the at least one wedge-shaped element.

Die erfindungsgemäße zweite Schwalbenschwanzführung bietet insbesondere den Vorteil, dass eine sichere Verbindung zwischen dem inneren Verschiebedorn und dem mindestens einen keilförmigen Element bereitgestellt ist. Des weiteren ist die zweite Schwalbenschwanzführung besonders vorteilhaft, da durch diese nicht nur sichergestellt wird, dass bei einer Bewegung des inneren Verschiebedorns in Richtung bzw. in die Matrize eine radiale Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements nach außen erfolgt, sondern auch, dass bei einer umgekehrten Bewegung des inneren Verschiebedorns Zugkräfte auf das mindestens eine keilförmige Element wirken, um die radiale Spreizung des keilförmigen Elements zu reduzieren.The second dovetail guide according to the invention offers the particular advantage that a secure connection between the inner displacement mandrel and the at least one wedge-shaped element is provided. Furthermore, the second dovetail guide is particularly advantageous since it not only ensures that, when the inner displacement mandrel moves in the direction of or into the die, there is radial movement of the at least one wedge-shaped element towards the outside, but also that in the opposite direction Movement of the inner sliding mandrel tensile forces act on the at least one wedge-shaped element to reduce the radial spread of the wedge-shaped element.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Aussparung des Dornelements und der mindestens eine innere Verschiebedorn eine dritte Schwalbenschwanzführung in axialer Richtung ausbilden, so dass der innere Verschiebedorn und das Dornelement mittels einer Schwalbenschwanzführung miteinander verbunden sind.Furthermore, it can be provided that the first recess of the mandrel element and the at least one inner displacement mandrel form a third dovetail guide in the axial direction, so that the inner displacement mandrel and the mandrel element are connected to one another by means of a dovetail guide.

Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Verkanten des inneren Verschiebedorns selbst bei einem Anliegen hoher Kräfte verhindert wird.This has the particular advantage that tilting of the inner displacement mandrel is prevented even with a concern high forces.

Auch liefert die Erfindung eine Vorrichtung zum direkten Strangpressen umfassend ein erfindungsgemäßes Brückenwerkzeug.The invention also provides a device for direct extrusion comprising a bridge tool according to the invention.

Schließlich liefert die Erfindung eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Brückenwerkzeugs zum Herstellen von einem oder mehreren Strangpressprofilen mit in Pressrichtung veränderlichen Querschnitten in einer Vorrichtung zum direkten Strangpressen. Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine Veränderung der Profilwanddicken während des Strangpressens unter Vermeidung der Nachteile des Stands der Technik dadurch erreicht werden kann, dass ein innerer Verschiebedorn mittels eines Querschiebers, der wiederum mittels zwei gegenüberliegend Querträgern mit Linearantrieben verbunden ist, axial verschoben werden kann. Wird der Querschieber axial bewegt, wird somit gleichsam der innere Verschiebedorn in axialer Strangpressrichtung verschoben. Die mit dem inneren Verschiebedorn optional in Wirkverbindung stehenden keilförmigen Elemente lenken dabei diese axiale Bewegung, bevorzugt mittels einer zweiten Schwalbenschanzführung, in eine senkrecht zu der axialen Bewegung angeordneten radialen Bewegung um. Dies führt zu einem Aufspreizen des oder der keilförmigen Elemente und durch diese Keilbewegung wird der formgebende Spalt zwischen keilförmigen Element und Matrize verringert und folglich die Wandstärke des Hohlprofils reduziert.Finally, the invention provides a use of a bridge tool according to the invention for producing one or more extruded profiles with cross-sections which can be changed in the pressing direction in a device for direct extrusion. The invention is therefore based on the surprising finding that a change in the profile wall thicknesses during extrusion while avoiding the disadvantages of the prior art can be achieved by an axial displacement mandrel by means of a cross slide, which in turn is connected by means of two opposite cross members with linear drives, axially can be moved. If the cross slide is moved axially, the inner displacement mandrel is thus displaced, as it were, in the axial extrusion direction. The wedge-shaped elements which are optionally operatively connected to the inner displacement mandrel deflect this axial movement, preferably by means of a second dovetail guide, into a radial movement arranged perpendicular to the axial movement. This leads to a spreading of the wedge-shaped elements and this wedge movement of the forming gap between the wedge-shaped element and die is reduced and consequently reduces the wall thickness of the hollow profile.

Für eine nachträgliche Wanddickenerhöhen werden die Linearantriebe wieder in Ausgangsposition verfahren, also entgegen der Strangpressrichtung. Durch diese Bewegung werden auch die Querträger inklusive dem Querschieber zurückgezogen. In Folge dieser rückwärtigen Bewegung des inneren Verschiebedorns wird diese Verschiebung über die optionale zweite Schwalbenschwanzführung auf das oder die keilförmigen Elemente übertragen, so dass diese sich radial in Richtung des inneren Verschiebedorns bewegen. Hierdurch wird der formgebende Spalt wieder vergrößert.For a subsequent increase in wall thickness, the linear drives are moved back to the starting position, ie opposite to the extrusion direction. By this movement, the cross member including the cross slide are retracted. As a result of this rearward movement of the inner displacement mandrel, this displacement is transmitted via the optional second dovetail guide to the wedge-shaped element (s) so that they move radially in the direction of the inner displacement mandrel. As a result, the shaping gap is increased again.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert wird, ohne dadurch die Erfindung zu beschränken.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description in which embodiments of the invention with reference to schematic drawings is exemplified, without thereby limiting the invention.

Dabei zeigt:

  • 1: Eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brückenwerkzeugs;
  • 2 Eine schematische Aufsicht auf das Brückenwerkzeug gemäß 1;
  • 3 Eine schematische seitliche Schnittansicht auf das Brückenwerkzeug gemäß 1; und
  • 4 Eine perspektive Ansicht einer Ausführungsform eines Dornelements eines erfindungsgemäßes Brückenwerkzeugs.
Showing:
  • 1 : A perspective view of an embodiment of a bridge tool according to the invention;
  • 2 A schematic plan view of the bridge tool according to 1 ;
  • 3 A schematic side sectional view of the bridge tool according to 1 ; and
  • 4 A perspective view of an embodiment of a mandrel element of a bridge tool according to the invention.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brückenwerkzeugs dargestellt. Dieses umfasst einen Aufnehmer 1, an dessen Außenseiten zwei Linearantriebe 2 in Form von Hydraulikzylindern angeordnet sind. Jeder der Linearantriebe 2 ist dabei mit einem Querträger 3 verbunden, die an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Querschiebers 4 enden und mit diesem formschlüssig verbunden sind. Der Spalt zwischen eine Dornelement 5 und der Matrize 6 definiert dabei die Wandstärke der zu erzeugenden Hohlprofile. Die Matrize 6 ist dabei an einer Druckplatte 7 befestigt. Das Dornelement 5 umfasst dabei zusätzlich keilförmige Elemente 8 sowie einen inneren Verschieborn 9.In 1 is a perspective view of an embodiment of a bridge tool according to the invention shown. This includes a pickup 1 , on whose outer sides two linear drives 2 are arranged in the form of hydraulic cylinders. Each of the linear drives 2 is doing with a cross member 3 connected to two opposite sides of a cross slide 4 end and are connected with this form-fitting. The gap between a mandrel element 5 and the matrix 6 defines the wall thickness of the hollow sections to be produced. The matrix 6 is doing a pressure plate 7 attached. The mandrel element 5 additionally includes wedge-shaped elements 8th and an internal displacement 9 ,

In 2 ist das Brückenwerkzeug gemäß 1 in einer Aufsicht im Schnitt dargestellt. Gemeinsam mit der Seitenansicht im Schnitt in 3 ist das Wirkprinzip eines erfindungsgemäßen Brückenwerkzeugs gut erkennbar. Der innere Verschiebedorn 9 ist dabei in einer ersten Aussparung 10 angeordnet, die sich in axialer Richtung erstreckt und an die sich zwei zweite Aussparungen 11 für den Querschieber 4 anschließen. Eine Bewegung der Linearantriebe 2 führen zu einer Verschiebung der Querträger 3 und des Querschiebers 4 und somit des innneren Verschiebedorns 9 in radialer Richtung. Diese axiale Verschiebung des inneren Verschiebedorns 9 führt dabei zu einer radialen Bewegung der keilförmigen Elemente 9 und somit zu einer Änderung des Spalts zwischen dem Dornelement 5 und der Matrize 6. Durch diese Veränderung des Spalts ändert sich der Querschnitt des zu erzeugenden Hohlprofils.In 2 is the bridge tool according to 1 shown in section in a plan view. Together with the side view in section in 3 the operating principle of a bridge tool according to the invention is clearly visible. The inner moving pin 9 is in a first recess 10 arranged, which extends in the axial direction and to which two second recesses 11 for the cross slide 4 connect. A movement of the linear drives 2 lead to a displacement of the cross member 3 and the cross slide 4 and thus of the inner shifting mandrel 9 in the radial direction. This axial displacement of the inner displacement mandrel 9 leads to a radial movement of the wedge-shaped elements 9 and thus to a change in the gap between the mandrel element 5 and the matrix 6 , This change in the gap changes the cross section of the hollow profile to be produced.

In 4 sind zusätzlich zwei erste Schwalbenschwanzführung 13 für die keilförmigen Elemente 8 sowie zwei zweite Schwalbenschwanzführungen 14 gezeigt. Diese ersten Schwalbenschwanzführungen 13 stellen sicher, dass sich die keilförmigen Elemente 8 ausschließlich in radialer Richtung bewegen können, während die zweiten Schwalbenschwanzführungen 14 ermöglichen, dass neben radial nach außen wirkenden Druckkräften bei einer Verschiebung des inneren Verschiebedorns 9 auch Zugkräfte von dem inneren Verschiebedorn 9 auch die keilförmigen Elemente 8 übertragen werden können.In 4 are also two first dovetail guide 13 for the wedge-shaped elements 8th and two second dovetail guides 14 shown. These first dovetail guides 13 Make sure that the wedge-shaped elements 8th move only in the radial direction, while the second dovetail guides 14 allow in addition to radially outward pressure forces upon displacement of the inner displacement mandrel 9 also tensile forces from the inner displacement mandrel 9 also the wedge-shaped elements 8th can be transmitted.

Die in der voranstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the preceding description, the claims and the drawings may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (13)

Brückenwerkzeug für eine Vorrichtung zum direkten Strangpressen von Hohlprofilen mit variabler Wanddicke, umfassend eine Matrize und mindestens ein Dornelement mit einem der Matrizenöffnung zugewandten ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, wobei die äußere Profilkontur eines Hohlprofils durch die Geometrie der Matrizenöffnung und der innere Querschnitt eines Hohlprofils durch mindestens ein Dornelement festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dornelement mindestens eine Aussparung aufweist, in der in axialer Richtung beweglich gelagert ein innerer Verschiebedorn angeordnet ist, wobei der innere Verschiebedorn in seinem zum ersten Ende des Dornelements zugewandten ersten Endbereich unterschiedliche Querschnitte aufweist.A bridge tool for a device for directly extruding hollow sections of variable wall thickness, comprising a die and at least one mandrel element having a die opening facing first end and an opposite second end, the outer profile contour of a hollow profile being defined by the geometry of the die opening and the inner cross section of a hollow profile is defined by at least one mandrel element, characterized in that the at least one mandrel element has at least one recess in which is movably mounted in the axial direction, an inner displacement mandrel, wherein the inner displacement mandrel has in its first end of the mandrel element facing the first end region of different cross sections , Brückenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement mindestens eine zweite axiale Aussparung umfasst, die sich in axialer Richtung entlang des dem ersten Endbereich des inneren Verschiebedorns gegenüberliegenden zweiten Endbereichs des inneren Verschiebedorns erstreckt, wobei ein, insbesondere nahezu, senkrecht zu dem mindestens einen Dornelement angeordneter Querschieber umfasst ist, der in die mindestens eine zweite Aussparung mindestens abschnittsweise eingeführt ist, und wobei der Querschieber mit dem inneren Verschiebdorn in Wirkverbindung steht, insbesondere fest mit dem inneren Verschiebedorn verbunden ist.Bridge tool after Claim 1 , characterized in that the mandrel member comprises at least a second axial recess extending in the axial direction along the first end portion of the inner displacement mandrel opposite the second end portion of the inner displacement mandrel, wherein one, in particular almost perpendicular to the at least one mandrel element arranged transverse slide is at least partially inserted into the at least one second recess, and wherein the cross slide is in operative connection with the inner displacement mandrel, in particular fixedly connected to the inner displacement mandrel. Brückenwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschieber direkt oder mittels mindestens einem Querträger mit mindestens einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung bringbar ist oder steht, wobei die Antriebsvorrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, den Querschieber und den inneren Verschiebedorn in axialer Richtung zu bewegen.Bridge tool after Claim 2 , characterized in that the transverse slide is directly or by means of at least one cross member with at least one drive device operatively connected or is, wherein the drive device is designed and arranged to move the cross slide and the inner displacement mandrel in the axial direction. Brückenwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Querträger an einem ersten radialen Ende des Querschiebers angeordnet ist und ein zweiter Querträger an einem zweiten, dem ersten radialen Ende gegenüberliegenden, radialen Ende des Querschiebers angeordnet ist, wobei der erste Querträger mit einer ersten Antriebsvorrichtung und/oder der zweite Querträger mit einer zweiter Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung bringbar ist oder steht.Bridge tool after Claim 3 characterized in that a first cross member is disposed at a first radial end of the cross slide and a second cross member is disposed at a second, opposite the first radial end, radial end of the cross slide, wherein the first cross member with a first drive device and / or the second cross member with a second drive device can be brought into operative connection or is. Brückenwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Antriebsvorrichtung in Form eines Linearantriebs ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders.Bridge tool according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the first and / or the second drive device is designed in the form of a linear drive, in particular in the form of a hydraulic cylinder. Brückenwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der inneren Verschiebedorn im Bereich seines ersten Endes in axialer Richtung abschnittsweise einen trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist.Bridge tool according to one of the preceding claims, characterized in that the inner displacement mandrel in sections of its first end in the axial direction has a trapezoidal or triangular cross-section. Brückenwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Verschiebedorn am oder im Bereich seines ersten Endes mit mindestens einem keilförmigen Element in Wirkverbindung steht oder dieses abschnittsweise in Anlage mit dem inneren Verschiebedorn gebracht ist, wobei insbesondere der weitere Steigungswinkel β der dem inneren Verschiebedorns zugewandten Seite des mindestens einen keilförmigen Elements kleiner oder gleich dem Steigungswinkel β ist, so dass eine axiale Verschiebung des inneren Verschiebedorns in eine korrespondierende radiale Verschiebung des mindestens einen keilförmigen Elements überführt ist.Bridge tool after Claim 6 , characterized in that the inner displacement mandrel is operatively connected to at least one wedge-shaped element at or in the region of its first end or this is partially brought into contact with the inner displacement mandrel, in particular the further pitch angle β of the inner sliding mandrel side facing the at least one wedge-shaped element is less than or equal to the pitch angle β, so that an axial displacement of the inner displacement mandrel is converted into a corresponding radial displacement of the at least one wedge-shaped element. Brückenwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites keilförmiges Element spiegelsymmetrisch zu dem ersten keilförmigen Element auf der dem ersten keilförmigen Element gegenüberliegenden Seite des inneren Verschiebedorns angeordnet ist.Bridge tool after Claim 7 , characterized in that at least one second wedge-shaped element is arranged mirror-symmetrically to the first wedge-shaped element on the opposite side of the first wedge-shaped element of the inner displacement mandrel. Brückenwerkzeug nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine keilförmige Element mittels einer ersten Schwalbenschwanzführung mit dem Dornelement verbunden ist, wobei die mindestens eine Schwalbenschwanzführung eine Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements ausschließlich in radialer Richtung ermöglicht, und wobei die Schwalbenschwanzführung insbesondere von dem Dornelement und dem mindestens einen keilförmigen Element ausgebildet ist.Bridge tool after Claim 7 or Claim 8 characterized in that the at least one wedge-shaped element is connected to the mandrel element by means of a first dovetail guide, wherein the at least one dovetail guide allows movement of the at least one wedge-shaped element exclusively in the radial direction, and wherein the dovetail guide in particular of the mandrel element and the at least one wedge-shaped element is formed. Brückenwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Verschiebedorn und das mindestens eine keilförmige Element mittels einer in axialer Richtung ausgebildeten zweiten Schwalbenschwanzführung verbunden sind, so dass eine axiale Bewegung des inneren Verschiebedorns in einer radiale Bewegung des mindestens einen keilförmigen Elements überführt ist.Bridge tool according to one of Claims 7 to 9 , characterized in that the inner displacement mandrel and the at least one wedge-shaped element are connected by means of an axially formed second dovetail guide, so that an axial movement of the inner displacement mandrel is converted into a radial movement of the at least one wedge-shaped element. Brückenwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung des Dornelements und der mindestens eine innere Verschiebedorn eine dritte Schwalbenschwanzführung in axialer Richtung ausbilden, so dass der innere Verschiebedorn und das Dornelement mittels einer Schwalbenschwanzführung miteinander verbunden sind.Bridge tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first recess of the mandrel member and the at least one inner displacement mandrel form a third dovetail guide in the axial direction, so that the inner displacement mandrel and the mandrel member are connected to each other by means of a dovetail guide. Vorrichtung zum direkten Strangpressen umfassend ein Brückenwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche.Apparatus for direct extrusion comprising a bridge tool according to one of the preceding claims. Verwendung eines Brückenwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Herstellen von einem oder mehreren Strangpressprofilen mit in Pressrichtung veränderlichen Querschnitten in einer Vorrichtung zum direkten Strangpressen. Using a bridge tool according to one of Claims 1 to 11 for producing one or more extruded profiles with cross sections which can be changed in the pressing direction in a device for direct extrusion.
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