DE1929979A1 - Metallverarbeitung - Google Patents

Description

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V-6lo 13^zl-01, 27/69 ^o Juni 1969

P/Hr

THE BATTELLE DEVELOPMENT CORPORATION, Columbus/Ohio, V.St.A.

"Metallverarbeitung"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei der Metallverarbeitung und betrifft im besonderen eine neuartige Vorrichtung und ein Verfahren zur Metallverarbeitung mittels Werkzeuge.

Bei der Metallverarbeitung ist es langgeübte Praxis, Metalle wie Bänder, Rohre, Drähte, Stangen usw. dadurch herzustellen, daß man ein Ausgangsstück durch die Öffnung eines geschlossenen (mit durchgehender Wandung versehenen) Werkzeugs zwängt. Diese Öffnung weist eine geringere Abmessung als das Werkstück auf, so daß das Metall gezwungen wird, sich plastisch zu verformen und in die gewünschte Form zu fließen. Beispielsweise werden Rohre, Stangen und Drähte häufig im Durchmesser reduziert und durch den Ziehvorgang oder das Extrudieren mittels einer Matrize gelängt, welche über eine Öffnung mit einem geringerenDurchmesser verfügt als diesen das Ausgangsstück besitzt, so daß die Kraft, die erforderlich ist, um das Metall durch die Matrizenöffnung zu zwängen, die Streckfestigkeit des Metalles übersteigt, wodurch eine plastische Verformung

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eintritt. Bei anderen derartigen üblichen Metallverformungsverfahren wird ein Band oder Blech zwischen einer Patrize und einer Matrize derart verformt, daß ein tiefgezogener Behälter entsteht. So wird beim Ziehen von Drähten, Stangen und Rohren das Metall über seine Streckgrenze hinaus gedehnt, um plastisches Fließen zu erreichen und den tiefgezogenen Behälter zu bilden. Eine weitere herkömmliche Methode zur Verformung von Metallteilen ist das Extrudieren fester Metallknüppel durch die öffnung eines Werkzeugs. Bei den vorerwähnten herkömmk liehen Metallverarbeitungsverfahren wird stets die Streckfestigkeit des Werkstücks überschritten, damit ein plastisches Fließen des Metalles durch die öffnung des Werkzeugs mit den geringeren Abmessungen - verglichen mit dem Querschnitt des Werkstücks herbeigeführt wird.

Das plastische Fließen des Metalls bei jedem der vorerwähnten Metallverformungsverfahren wird durch die Anwendung eines ver-v hältnismäßlg gleichmäßigen und ständigen Drucks in einer derartigen Höhe erreicht, daß dieser zunächst die anfänglichen r hohen statischen Reibungskräfte, die zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug bestehen - zuzüglich der Streckfestigkeit des Metalls - und sodann die dynamischen Reibungskräfte zuzüglich der Streckfestigkeit des Fetalls bei der Fortsetzung der Verformung überwindet. Solche Metallverformung kann man mit

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gen gendem Erfolg bei der Verformung von verhältnismäßig weichen und duktilen Metallen anwenden, im wesentlichen bei der Verformung von unlegiertem Kupfer, Aluminium und Eisen sowie von vielen Legierungen derartiger Metalle in völlig angelassenem oder erweichtem Zustand. Jedoch unterliegen viele Meta'lle einer Kaltverfestigung, wenn sie derartigen Verformungen bei Umgebungstemperaturen (unter ihren Rekristallisationstemperaturen) unterworfen werden. Eine derartige Kaltverfestigungseigenschaft begrenzt den Umfang der Verformung ohne Bruch, da verfestigtes Material brüchig und unelastisch wird. Außerdem ist die derartigen Materialien durch die Kaltverformung mitgeteilte Eigenspannung häufig unerwünscht, da diese ein Schrumpfen und Reißen, insbesondere bei Tiefziehteilen, verursacht.

Gegen die Verfestigung beim Verarbeiten führt man üblicherweise eine Reihe von Verarbeitungsstufen während der Wärmebehandlung der Zwischenprodukte durch. Beispielsweise erhält das Werkstück bei"einem'Ziehvorgang zahlreiche leichte Züge, zwischen "denen eine oder mehr Zwischenglühungen vorgenommen werden, bevor die gewünschte Form oder Toleranzen erreicht sind. Die Nachteile derartiger häufiger Verformungsstufen, Wärme- und gleichzeitige Oberflächenbehandlungen, bezüglich Einrichtungen, Betriebskosten und Zeitaufwand sind selbstverständlich.

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Eine andere Gruppe von Metallen und Legierungen, denen das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wesentlich dienen, sind die sogenannten "Superlegierungen", die spröde oder fast spröde sind, selbst in völlig angelassenem Zustand. Häufig werden diese Materialien durch Warmverarbeitung mechanisch verformt (Verarbeitung bei erhöhten Temperaturen, üblicherweise bei oder oberhalb der Rekristallisationstemperaturen). Selbst bei den Warmverarbeitungstemperaturen sind viele dieser Legierungen sehr widerstandsfähig gegen Verformung und weisen weitgehende Oberflächen-Rissigkeit nach der Verarbeitung auf (insbesondere beim Extrudieren).

Es wurde festgestellt, daß die Nachteile der Verformung nach dem Stand der Technik zu einem großen Teil auf die verhältnismäßig gleichmäßige oder stufenweise Anwendung des Verfor-. mungsdrucks zurückzuführen sind. Das vorliegende Verfahren bezieht sich im wesentlichen auf eine, zyklische oder stoßweise Verformungskraft, die von· einer überlagerten, verhältnismäßig gleichmäßigen, nicht stoßweisen Verformungskraft begleitet ist. Durch Verwendung einer solchen Kräftekombination wurde herausgefunden, daß es möglich ist, solche Metalle leichter zu verformen, die gegen eine Kaltverarbeitung empfindlich sind, und ,zwar ohne häufige Entspannung

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durch Wärmebehanaiungen. Mit dem vorliegenden Verfahren und der Vorrichtung ist es möglich, Superlegierungen in viel größerem Umfange zu verformen und mit weit größerer Leichtigkeit, als man dies früher für möglich hielt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung haben nicht nur ihre Wirksamkeit bei der Verformung schwierig zu ve'r formender Metalle, wie die vorerwähnten, bewiesen, sondern auch ihren Nutzen bei der Verformung selbst weicher, elastischer und biegsamer Metalle mit erheblich größerer Leichtigkeit und Wirksamkeit als man dies bisher annahm.

Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine verhältnismäßig gleichmäßige Verformungskraft vorzugsweise über eine zyklische oder stoßweise Kraft überlagert, die das Metall verformt. Die zyklische oder stoßweise und die überlagerte Verformungskraft verlaufen vorzugsweise parallel« Diese kombinierten Kräfte sind von einer Größe, daß sie die Metallverformung durchzuführen in der Lage sind.

Die zyklische Kraft nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Stand der Technik bezüglich der Anwendung von Ultraschallschwingungen während der Metallverarbeitung darin, daß die vorliegend beschriebene Kraft ausgerichtet ist bzw. in der Verformungsrichtung angreift und

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weit größer als eine von einem Oltraschallerzeuger übertragene Schwingung ist. Bei der bevorzugten Ausführungsart des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zwingt die zyklische oder stoßweise Verformungskraft das Werkstück und/oder das Werkzeug oder die Werkzeuge gegeneinander, und zwar mit ausreichender Kraft, um die Metallverformung zu beschleunigen, jedoch ist die überlagerte gleichmäßige Verformungskraft ausreichend, um den Fluß des Metalles zwischen den Stößen der zyklischen Verformungskraft aufrechtzuerhalten oder fortzusetzen.

Die Frequenz der stoßweisen Verformungskraft ist nicht kritisch und kann mit Vorteil in weitem Umfang von wenigen Stößen pro Sekunde zu Ultraschallfrequenzen variiert werden, jedoch werden die besten Ergebnisse in vorliegendem Falle dann erreicht, wenn man Frequenzen von ungefähr 10 Stoßen pro Sekunde bis zur Ultraschallfrequenz verwendet. Eine solche stoßweise Kraft wird im allgemeinen gleichmäßig sein, obwohl die Gleichmäßigkeit keine Voraussetzung ist.

Weitere Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten e'er vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Abbildungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung hervor.

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Es zeigt

Fig» 1 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. I₁

Pig» 3 (unterteilt in die Fig» ^a und yo) die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer doppelt gesteuerten Ziehvorrichtung, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung wiedergibt,

Figo'4 (unterteilt in die Fig. 4a und 4b) eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den Schnitt einer Preßdüsen- und Schmiedeeinrichtung gemäß der Vorrichtung der Fig. 5 und 4, entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer drehbaren Preßdüseneinrichtung gemäß der Vorrichtung der-Fig. 3 und 4,

Fig. 7 die erläuternde Querschnittsansicht bei der Anwendung von Gegendruck während des Strangpressens,

Fig. 8 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Tiefziehvorrichtung, die Merkmale der vorliegenden Erfindung wiedergibt,

Fig. 9 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführungsart der Tiefziehvorrichtung, welche Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt, und

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Pig» 10 in perspektivischer Ansicht ein Metallrohr, das mittels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung um einen Metalldorn gebogen oder gefaltet ist.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine Ziehbank-Vorrichtung dar, die im wesentlichen aus einem Auflagetisch 10, den senkreehten Stützen 12 und den im Abstand voneinander angeordneten FUhrungsstaiigen 14 besteht, die sich zwischen letzterem befinden. An einem Ende der Bank oder des Tisches 10 ist ein Hydraulikzylinder l6 an der senkrechten Stütze 12 derart befestigt, daß sich der Kolben l8 zum Ausfahren über den Tisch 10 zwischen den Führungsstangen 14 befindet.

Γ-ie Ou er s tr eben 20, 22, 24 und 26 liegen zwischen den Führungsstangen 14 und stehen mit den mit diesen parallel liegenden Führungsstangen l4 in gleitendem Eingriff. Die Qüerstrebeη 20 und 22 sind im Abstand mit den Querstreben 24 durch narallel geführte Rahmenstreben 28 verbunden. Se toird eine Anordnung 30 in Gabelform gebildet, in der ein üblicher Preßlufthammer 32 befestigt ist.

Der Preßlufthammer 32 ist durch eine geeignete öffnung in der Querstrebe 24 geführt und zwischen den Spanngliedern .36 und

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38 in Lage gehalten, von denen eines an dem Querstreben 24 befestigt ist. Zusätzlich wird der Handgriff 40 des Preßlufthammers 32 mittels eines Armes oder eines Trägers 42 an der Querstrebe 22 festgehalten, wobei das Teil 42 ar der Querstrebe 22 befestigt ist.

Da der Preßlufthammer 32 bekannte übliche Konstruktion besitzt, sind die Einzelheiten seiner Arbeitsweise hier nicht beschrieben.

Der Kolben 18 des Hydraulikzylinders 16 ist an der Querstrebe 20 befestigt, welche wiederum an der Querstrebe 22 angefügt ist, so daß das Ausfahren des Kolbens die Gabelanordnung veranlaßt, entlang der Pührungsstangen- 14 zu'gleiten und den Preßlufthammer 32 in Richtung des Pfeiles anzutreiben.

Die Querstrebe 26 ist im Abstand mit der Querstrebe 24 der Gabelanordnung 30 mittels paralleler Stützen 44 befestigt. Ein Rohrrichter und Düsenhalter 46 ist in einer geeigneten öffnung innerhalb der Querstrebe 26 gleitend gelagert. Ein rückwärtig angeordnetes Amboßteil 48 des Rohrrichters und Cüsenhalters ist so angeordnet, daß es sich innerhalb des Hammerkopfs 50 des Preßlufthammers 32 erstreckt. In dieser Weise veranlaßt das Ausfahren des Kolbens 18 des Hydraulik-

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Zylinders ΐβ die Querstrebe 26 sowie den Rohrrichter und Düsenhalter 46 dazu, sich in Richtung des Pfeiles zusammen mit der Jabe lan Ordnung 3>0 ^und dem Hammer j52 zu bewegen.

Das Werkzeug 52 liegt in einer ausgesparten Kammer 54 (Fig· I)* die in dem vordersten Ende des Rohrrichters und Düsenhalters 46 ausgebildet ist, so daß es frei und parallel zu seiner Öffnungsachse rückwärts (gegen den Hammer 32) gleiten kann, bis es an den Schultern 56 anstößt, die durch die ausgesparte Kammer 54 des Rohrrichters und Düsenhalters 46 gebildet sine und vorwärt? /in Richtunf des Pfeils), b.' *> es an den Riegel 58 anstößt.

Der -Rohrichter und Düsenhalter 46 besteht aus zwei aneinander befestigten Teilen, nämlich dem Rohrrichter 45 und dem Düsenhalter 47.

Der Riegel 58 ist drehbar an dem Bolzen 60 befestigt, der sich von der Querstrebe 26 aus nach vorn erstreckt. Der Riegel 58 ist an seinem freien Ende (nicht gezeigt) mit einem Schlitzloch versehen, welches mit einem Bolzen 62 im Eingriff steht, der sich ebenfalls von der Querstrebe 26 aus nach vorn erstreckt. Wenn der Riegel 58 mit dem Bolzen 62 im Eingriff steht, legt er sich über das offene Ende der Kammer 54 des

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Rohrrichters und Düsenhalters 46, wodurch er verhindert, daß das Werkzeug aus der Kammer gerät» Durch diese Anordnung kann der Riegel entfernt und das Werkzeug 52 leicht wieder an seinen Platz gebracht werden.

Der Kopf 50 des Preßlufthammers 52 ist gegenüber dem Rohrrichoer und Düsenhalter 46 so unmittelbar angeordnet, daß er bei Betätigung des Preßlufthammers den Halter 46 antreibt und die Vorwärtsbewegung des Werkzeugs 52 (in Richtung des Pfeiles) innerhalb der Kammer ^k veranlaßt.-

Ein herkömmliches Getriebe-Spannfutter 66 ist an einem aufwärtsgerichteten Stützstreben angebracht; und zwar (in Richtung des Pfeiles) vor dem Rohrrichter und Düsenhalter 46. Das Spannfutter 66 hat die übliche bekannte Konstruktion und wird daher nicht in einzelnen beschrieben» Es ist mit drei Anschlägen 68 versehen, die rund um die Spannfutteröffnung (nicht gezeigt) axial angeordnet sind. Die öffnung des Spannfutters ist mit der öffn'ung'(nicht gezeigt) des aufwärtsgerichtetenStrebens 12 ausgerichtet, an dem das Spannfutter 66 befestigt ist«, Ein rohrförmig geformtes Werkstück 70 verläuft durch die öffnung in dem aufwärtsgerichteten Streben, an dem das Spannfutter 66 befestigt ist, es verläuft durch das Spannfutter selbst und in die Mündung der Düse 52« Ungeachtet seiner

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Getriebefunktion dient das Spannfutter 66 als Führung, um das. Rohr 70 darin zu zentrieren, so daß die Ansehläge 68 das Rohr nicht auf gewönnliehe Art greifen, sondern in genügend dichte Nähe mit der Oberfläche des Werkstücks gebracht werden, um ein "Snaking" bzw. Verdrillen oder Verbiegen des Rohres zu verhindern, wenn auf das Rohrende durch das Werkzeug $2 infolge der Bewegung des Stempels l6 oder Hammers 32 Druck ausgeübt wird.

Die Querstreben 72 an der Vorderseite des Spannfutters 68 (in Pfeilrichtung) tragen eine V-förmige Rinne 7^* welche das Ende des Werkstücks 70 aufnimmt, welches sich an der Vorderseite des Spannfutters befindet. Die Rinne JM- ist mit sich gegenüberliegenden Einschnitten 75 versehen, welche entlang der Rinne in periodischen Abständen angeordnet sind* Die Einschnitte 75 dienen dazu,.einen dreieckförmig ausge^ bildeten Block 76 aufzunehmen und zu halten, der als Gegenhalter für das Werkstück 70 wirkt. Sin kleinerer V-förmiger Kanal 78 ist oberhalb des Werkstücks 70 angeordnet und wird durch die Klemmen 80 in seiner Lage gehalten, die periodisch an den Seiten oder an der Rinne 7*£ befestigt sind. Die ' Punktion der Rinne 74- und der zugeordneten Teile (V-förmiger Kanal 78, Klemmen 80 etc.) dienen dazu, das Rohr zu spannen und ein Verdrillen oder Verbiegen des Werkstücks 70 zu ver*-

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hindern, welches in das Werkzeug 52 durch den Stempel 16 und den Hammer J52 gepreßt wird.

Bei dem Arbeitsgang der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 wird das Werkstück 70 durch das Werkzeug 52 gepreßt, und zwar durch den Druck, der infolge der Ausdehnung des Kolbens 18 des Stempels 16 und des Widerstands des Blocks 76 der Rinne 7^· auf das rohrförmige Werkstück 70 übertragen wird. Während ^iner- derartigen Verformung wird der Preßlufthammer 32 derart betätigt, daß eine stoßweise wirkende Verformungskraft das Werkzeug vorwärts (in Richtung des Pfeils) über das Werkstück 70 zu treiben veranlaßt. Durch den Stempel l6 · wird ein genügend großer Druck ausgeübt, und zwar vorzugsweise derart, daß der Metallfluß des Rohres 70 durch die öffnung des Werkzeugs 52 während der Stöße anhält. In dieser Weise werden überlagerte Verformungskräfte gemäß dem"Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erreicht.

Ist das Werkstück 70 ein Rohr, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wird vorzugsweise eine Führung verwendet, um das extrudierte (reduzierte) Ende des Rohres, das aus der Werkzeugöffnung austritt, zu führen. Ohne solche Führung verursachen feine Abweichungen in der Werkzeugausbildung oder der Rohrwandung das "Verdrillen" oder "Verbiegen" des Rohres aus

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der Ausrichtung mit der Achse.des Werkzeugs. Rohre oder Stangen, die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, sind besonders empfindlich gegen eine derartige Nichtausrichtung, da sich das Metall in einem superplastischen (extrem dehnbaren) Zustand befindet, wenn es "das Werkzeug verläßt. So ist der Rohrrichter und düsenhalter mit einer zylindrischen Kammer 82 versehen, die sich nach hinten (in Pfeilrichtung) von der Kammer 54 aus erstreckt. Innerhalb der Kammer 82 ist ein darin gleitender Kolben 84 angeordnet. Der Kolben 84 ist mit einer sich nach vorne erstreckenden axial ausgerichteten Rohrführungsstange 86 von solchem Durchmesser versehen, daß diese innerhalb des inneren Durchmessers des rohrförmigen Werkstücks 70 dicht sitzt. Das extrudierte Rohrende, das sich in entgegengesetzter Richtung zu dem Pfeil bewegt, tritt dann mit der Führungsstange 86 in Eingriff, steht über diese hervor und treibt den Kolben 84 vor dem extrudierten Rohr entlang der Kammer 82 an, wobei die axiale Ausrichtung des extrudierten Rohrendes 70 sichergestellt i.^e*,

Um die geeignete Lage des Kolbens 84 und die Einfügung der Führungsstange 86 in das extrudierte Ende des Werkstücks sicherzustellen, wird ein Rückdruck bezüglich des Werkzeugs (vorwärtsgerichteter Druck in Beziehung zum Pfeil) auf den

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Kolben 84 vorgesehen, und zwar mittels gegenüberliegender Bolzen 88, die am Kolben 84 befestigt sind und die sich durch in geeigneter Weise angeordnete Schlitze 90 ^im Gehäuse des Rohirichters und Düsenhalters 46 erstrecken. Die Federn 92> die in passender Weise an der Querstrebe 26 befestigt sind, wirken auf die Bolzen 88 ein, um den gewünschten Gegendruck herbeizuführen.

Es sei bemerkt, daß die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 leicht abgewandelt werden kann, um diese vielseitiger zu gestalten. Die gezeigte Vorrichtung kann zum Richten und Ziehen eines Rohres als Werkstück 70 verwendet werden. So kann beispielsweise nach dem Ausrichten eines Rohres oder Werkstücks 70 (wie gezeigt), der Preßlufthammer 32 und der Rohrrictue" 45 entfernt werden, und es können herkömmliche Rohrzangen an der Querstrebe 20 befestigt werden. Durch die Verankerungsquerstrebe 26 und den Düsenhalter 46 und das Erfassen des extrudierten Rohrendes 70 mittels Zangen, die an der Querstrebe 24 befestigt sind, kann das Rohi* durch das Werkzeug 52 in üblicher Weise gezogen werden.

Es Sei festgestellt, daß das Werkstück 70 eine massive Metallstange oder ein Knüppel sein kann, wie auch ein rohrförmiges Teil (unter Auslassung der RohrrichtrMerkmale).

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Desweiteren sei festgestellt, daß die axialen Kräfte, die das Werkzeug 52 über das Werkstück 70 treiben, relativ sind. Be ι spielsweise kann ein Hydraulikzylinder, wie der Zylinder 16, axial am anderen Ende der Bank 10 angeordnet sein, um das Werkstück 70 durch das Werkzeug zu treiben, entweder unabhängig vom Zylinder l6 oder in Kombination mit den Kräften, die durch den Zylinder l6 ausgeübt werden. Ebenso könnte ein Hammer, wie der Hammer ;52, dazu verwendet werden, um das Werkstück 70 durch das Werkzeug 52 zu schlagen, entweder unabhängig von dem vorliegenden Hammer 32 oder in Kombination mit den Kräften ctec Kamrit.^ 32. Auch können die zyklischen Kräfte eines Hammers, wie des Hammers 32 (durch die Vorrichtung gemäß den Fig. 3 und 4 weiter unten gezeigt), auf das Werkstück 70 während des Ziehens in der oben beschriebenen Weise ausgeübt werden. Es ist demnach offensichtlich, daß, wenn der Ausdruck "parallel arbeitende Kräfte" in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, ein derartiger Ausdruck parallel und in gleicher Richtung und/oder parallel und in entgegengesetzten Richtungen umfaßt.

Eine vorzugsweise. Art für die Benutzung der Apparatur nach den Fig. 1 und 2 besteht darin, das Werkstück 70 in seine Lage .3U bringen, und zwar im wesentlichen wie dort dargestellt, und dann den Kolben l8 des Zylinders 16 mit genü-

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gender Kraft auszufahren, um ohne Betätigung des Hammers 32 das Extrudieren durchzuführen. Jedoch wird der Hammer 32 dazu betätigt, um eine hämmernde Kraft von ungefähr 25 Zyklen pro 'Sekunde zu bewirken. Ohne eine derartige überlagerte parallele Hammerkraft ist das Werkstück 70 nicht in der gewünschten Weise verformbar.

Die Apparatur nach den Fig. 3 und 4 bezieht sich auf eine verlängerte Ziehbank, vgl. Fig. 3&* 3^ ^r<nd 4a, 4b. Diese Apparatur ist als doppeltgesteuerte Ziehvorrichtung mit den "Spiegelbildlich gegenüberliegenden Enden 100 und 100' zir schnellen und wirkungsvollen Reduktion längerer Werkstücke dargestellt, wie dies für eine wirtschaftliche Fertigung erforderlieh ist. Jedoch sei bemerkt, daß entweder die Einheit 100 oder 100' wirksam als einzelne Einheit in der Art der Apparatur nach den Fig. 1 und 2 verwendet werden kann. Ebenso soll in Übereinstimmung mit der folgenden Beschreibung jegliche Beschreibung einer Kompoa¹ srite oder Funktion der Vorrichtung des Endes 100 eine entsprechende Komponente oder Funktion der Vorrichtung des Endes 100' haben, ob nun eine derartige entsprechende Komponente ^'er Funktion hier festgestellt ist oder nicht.

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Die Apparatur der Pig. 3 und 4 besteht im wesentlichen aus einer Bodenplatte ill, aus parallel im Abstand voneinander angeordneten Doppel-T-Trägern 110, aus aufwärtsführenden Rahmen 112 und 112', die an jedem Ende der Bodenplatte 111 und den Trägern 110 befestigt sind und außerdem aus im Abstand voneinander angebrachten, parallelen Führungsstangen 134, die zwischen den Rahmen abgestützt sind. Hydraulische Stempel II6 und II6¹ (nur teilweise dargestellt), die duush die aufrechten Rahmen 112 bzw. 112' getragen werden, sind so angeordnet, daß sie ihre Kolben II8 bzw. 11&* zwischen den FührungsStangen Il4 gegeneinander erstrecken. Die Kolben und II8¹ sind an ihren freien Enden 120 und 120' mit Gewinde versehen und stehen nach der zeichnerischen Figurendarstellung in verschraubtem Eingriff mit den Rohr- (oder Strang-) Zangen 121. ·

Die Preßlufthammeranordnungen 122 und 122' sind abgestützt und befestigt an Querstreben 124 und 124', welche mit den Führungsstangen Il4 in gleitendem Eingriff stehen, so daß die Ausdehnung oder der Rückzug der Kolben II8 und II8' bewirkt, daß die Querstreben 124 und.124' entlang den Führungsstangen Il4 in Richtung der Pfeile oder in umgekehrter Richtung gleiten, wobei sie die Hammeranordnungen 122 und 122' in eine Lage zwischen den Führungsstangen bringen.

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Vor den Querstreben 124 und 124' (in Richtung der Pfeile)befiroüij sich zusätzlich Querstreben 128 und 128', die ebenfalls mit den Führungsstangen Il4 in gleitendem Eingriff stehen. Die Werkzeuganordnungen, wie sie allgemein bei 13O und 130' gezeigt sind.» sind zentrisch an den Querstreben 128 und 128' befestigt.

Die Werkzeuganordnungen 13O Und lj50' bestehen aus den Werkzeugen 132 und 132', die in den Werkzeughaltern 134 und 134' befestigt sind, welche mit den Querstangen 128 bzw. 128' verbolzt sind. Die Werkzeughalter 134 und 134^! sind so angeordnet, daß sie eine seitliche Werkzeugbewegung verhindern, jedoch einen bestimmten Grad der freien axialen Bewegung erlauben, die durch die Rückhalteschultern 136 und 136' begrenzt ist.

Die Werkzeuge 132 und 132' sind axial.mit öffnungen 138 und 138' ausgerichtet, die in den Querstreben 128 bzw. 128' ausgebildet sind. ·--'".

Buchsen l40 und l40' befinden sich in den öffnungen 138 und 138'..:-und. bilden Gleitflächen für die hohlen Stoßfänger 142 und 1-42V. Die hohlen Stoßfänger l42 und 142' sind derart ausgerichtet, daß sie an die Rückflächen der Werkzeuge 132

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und 132' anstoßen, sie besitzen.eine Gestaltung und einen äußeren Durchmesser* daß sie innerhalb der Werkzeughalter 134 und .134' in einem durch die Schultern 144 bzw. l44^f verringerten Abstand gleiten.

An den aufrechten Rahmen 112 und 112' sind zwei zusätzliche Hydraulikzylinder 146 bzw. 146' befestigt und erstrecken sich (in Richtung der Pfeile) nach vorn. Diese Zylinder sind

und
an jeder Seite/im Abstand von den Kolben HS und II8' der Stempel II6 bzw. II6' angeordnet. Die Kolben 148 und l48^T der Zylinder 146. und l46' erstrecken sich durch die Durchbrüche 150 und 130', die in den Querstreben 124 und. 124' ausgebildet sind, ebenso durch die Durchbrüehe 151.und 151' der Querstreben 128 bzw. 128'. Die Kolben l48 und l48' sind an diesen Querspreben mit Halteschrauben zum leichten Lösen für die weiter unten im einzelnen beschriebenen Aufgaben' befestigt. .

Ein rohrfö'rmiges Werkstück 152 ist, wie dargestellt,, axial mit beiden Werkzeugen 132 und 132' ausgerichtet und; wird zentral innerhalb eines Zangenmechanismus 154 festgehalten, . der aus einer aufwärtsgerichteten Stütze 156 besteht, die mit der Bodenplatte 111 durch Bolzen verbunden und mit einem horizontalen Flans'ch 158 versehen ist, der über

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eine Aussparung l6ö verfügt, und zwar zur Aufnahme des Werkstücks 152. Eine Kopfplatte 162, die mit einer entsprechenden, zusammenpassenden (nicht gezeigten) länglichen "Aussparung versehen ist, ist so angeordnet, daß diese Platte mit der Längsaussparung 158 beim Anpasso· und Erfassen des Werkstücks 152 zusammenarbeitet, wenn die Platte 162 am Flansch 158 (wie gezeigt) verbolzt ist.

Die Konstruktion der Preßlufthammeranordnung 122 besteht aus einer muffenförmigen Arbeitskopf I66 (Fig. 5) und einem muffenförmigen Kolbenabschnitt 168, der in horizontaler Richtung innerhalb des Gehäuses 17O befestigt ist. Das Gehäuse 170 besteht aus muffenförmigen Wänden 172, die rund um den Kopf 166 mit dem Endring 17^ geschlossen sind und auf der Rückseite durch den kreisförmigen Flansch 176 einer hohlen Buchse 178, die sich durch den muffenförmigen Kolben 168 hindurch und in eine erweiterte Fläche 18O des Kopfes 166 erstreckt. Der Kolben 168 gleitet auf der Buchse 178 innerhalb des Gehäuses 17O, und der Kopf I66 gleitet in und aus dem Gehäuse 170, und zwar an der Buchse l82, die zwischen dem Ring 1?4 und dem Kopf 166 angeordnet ist. Der Kopf 166 wird durch eine Feder 184 im Gehäuse 170 nach hinten gedrückt, wobei die Feder auf den Ring 17^ und die äußere Schulter einwirkt, die durch die erweiterte Fläche

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des Kopfes innerhalb des Gehäuses 170 gebildet ist. Der Kolben 168 wird durch eine Feder 186 rückwärts gedrückt, die die Buchse 178 umgibt und auf eine Schulter I88 wirkt., die innerhalb der erweiterten Fläche des Kopfes 166 gebildet ist. Dichtringe 190, die innerhalb geeigneter ringsum verlaufender Nuten im Kolben 168 liegen, dichten den Kolben tezüglich des Eindringens komprimierter Luft hinsichtlich des Gehäuses 170 und der Buchse 178 ab. Der Schlitz 192 dient als Einlaß für die komprimierte Luft, uid der Schlitz 194 dient zum Auslaß derselben.

Bei der Betätigung des Preßlufthammers tritt komprimierte Luft durch den Verbindungsschlauch 196 (Fig. 3) in den Einlaß 192 ein und treibt den Kolben 168 nach vorne, überwindet die Feder I86, um den Kopf 166 zu treffen, der wiederum die Feder 148 überwindet, um den Stoßfänger 142 zu treffen und das Werkzeug 132 über das Werkstück 152 zu drücken. Im Moment, wenn der Kolben I68 sich nach vorne bewegt, wird die Fläche 198 der Auslaßöffnung 194 ausgesetzt, und der Luftdruck hinter dem Kolben I68 fällt derart, daß die Feder den Kolben 168 in die in Fig. 5 gezeigte Lage zurückdrückt. Die Feder l84 führt den Kopf 166 in die dargestellte Stellung zurück. Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, als ein vorbestimmter Druck in der Leitung 196 aufrechterhalten

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wird. Die Wirkung besteht in schnellen (20-6Ö Zyklen pro Sekunde) Hammerschlägen auf das Werkzeug 132 über den Stoßfänger 142.

In dieser Weise kann das Werkzeug 132 über das Werkstück durch Ausfahren der Kolben 148 der Zylinder l46 gedrückt werden, so daß die Haiteschrauben 149 mit der Querstrebe 124 in Eingriff stehen und die Querstrebe sowie die Hammeranordnung 122 mit der Werkzeuganordnung I30 und der Querstrebe 128 in Eingriff bringen, so daß diese Teile an den Führungsstäben 114 in Richtung des Pfeiles vorrücken. Hierdurch wird das Werkstück 152 durch das Werkzeug 132 extrudiert. Wenn der Preßlufthammer 122 gleichzeitig durch Zuführung von Luftdruck zur Leitung 196 betätigt wird, wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt.

Da der Stoßfänger 142, der Kopf 166, der Kolben 168 und die Buchse 178 der Hair.rroranordnung 122 hohl sind, können das Werkzeug 132 und die Querstrebe-128 über das Rohr 152 in längerer Entfernung vorgeschoben werden.

Es ist leicht einzusehen, daß ein rohrförmigen Werkstück, wie das Werkstück 152, an jedem Ende gleichzeitig ausgerichtet werden kann, um eine Achse für Automobile durch

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Betätigung der bei dien Einheiten 1Q,<Q>, und! 10ö^fr der nach den Pig« j5 und 4

■Da die Hammer anordnung 122 holü ist* dehnt sich das dierte oder ausgerichtete Werks tuck dtere-h dem Kammer in die ro umfang aus, wie das Werkzeug voipgese-fcQben wirdi« Der Ko.lben

dann
118 des Stempels 116 kann/vo^gesetaofoeni werdien·* wm dias zierte oder- aus:gerieh,tete Ende dies; Merksitiieks mit dier Zange 119 der Zangenanordnung 121 in Eingriff zu bringen» Das IferiE-stück 152 kann dann ¥on dier Ziangena/nordinung 13h frei werden und, indem- man die Kolben l4;8 ausgestjeekt ]iäii3;t, den Kolben Il8 zurüekzient, wird> das Werksttick; :·_5^> eher ge-· zogen als durch das Werkzeug 132 extrudilert. Dies kann ein; gerade lauf iger Ziehvorgang sein oder auch dureh Betä-t-igwaag der Hammer anordnung 122 ausgeführt werden,, uirr gleichzeitig ein Werkstück durch das Werkzeug 132 zu ziehen und das, Werkzeug 132 über das Werks/tück 152 mit einer perallelen überlagerten zyklischen Kraft zu treiben.

Die Rohrzangen 121 sind von herkömmlicher Art und! besteheni aus einem ausgehöhlten Metallblock 123* der mit Beilagen und Greife ins ätzen 127 versehen is.t_ft welche so. angeordnet, sind, daß diese entlang der Oberfläche der Beilagen 125 gleiten und in der Lage sind, ein rohpförnEfiges fell zxx

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ergreifen, das sich zwischen den Einsätzen 127 befindet, und zwar durch einen vorne angeordneten Einlaßschlitz 129. Das Einziehen des rohrförmigen Teils veranlaßt die Einsätze 127* ■entlang der Oberfläche der Beilagen 125 zu gleiten und sich dicht um das Rohr zu schließen.

Es sei festgestellt, daß in der Apparatur der Fig. 3 und 4 die Querstreben 124 und 128 an den Kolben l48 durch die Justierschrauben l4°> zusammengehalten werden können. Solange wie sich das Werkzeug 132 axial innerhalb des Werkzeughalters 134 bewegen kann und der Hammerkopf 166 den Stoßfänger 142 und das Werkzeug I32 in einer begrenzten axialen Entfernung antreiben kann, kann eine solche Anordnung wirksam verwendet werden. In der Tat kann die Werkzeuganordnung 132 und der Hammer 122 leicht in eine einzige Einheit montiert werden, die an einer einzigen Querstrebe befestigt ist. Weiterhin kann ein Rohrrichter und Werkzeughalter, wie der Halter 46 der Apparatur nach Fig. 1 und 2, mit einer Hammeranordnung, wie einem Hammer 122, kombiniert werden, um eine Einheit zu bilden.

Es ist offensichtlich, daß man mit den Vorrichtungen der Fig. 3 und 4 ein Werkstück zunächst ausrichten und dann mit der Einheit 100 ziehen kann und dann dasselbe Rohr mit einer

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VJarkzeugöffnung kleineren Durchmessers mittels der Einheit IOD' au?"¹'^hten und ziehen kann, ohne das Werkzeug von der Vorrichtung zu entfernen. In dieser Weise kann jede Anzahl von höheren Reduktionen an einem einzigen rohrförmigen Werkstück schnell und wirkungsvoll vorgenommen werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, das Werkzeug von der Vorrichtung zu entfernen oder mit einer besonderen Vorrichtung auszurichten.

Noch eine weitere Ausführungsart der Vorrichtung ist in Fig. wiedergegeben. Bei dieser Ausführungsart ist das Werkzeug an einer Scheibe 220 befestigt, die drehbar an dem querliegenden Kopf 128 angebracht ist. Diese drehbare Montage besteht aus einer Kuge Hager anordnung 219, die an der Scheibe 220 befestigt und innerhalb eines ausgesparten Teils des querliegenden Kopfes 128 eingelagert ist. Eine solche Drehbewegung kann, wie dargestellt, durch eine Antriebskette 222 bewirkt werden sowie durch ein Zahnrad 224, welches drehbar auf einem HohlschafI 22^ befestigt ist, der seinerseits an der Scheibe 220 angebracht tst. So kann das Werkzeug 1^2 zur Drehung veranlaßt werden, wenn das rohrförmig ausgebildete Werkstück in .engen'Kontakt mit dem Werkzeug gebrach*- wird. Die Ausdehnung des Kolbens .118 (vorausgesetzt, daß es an der· Hammeranordnung 122 befestigt ist) bringt die Hammeranordnung 122 in Berührung mit dem Stoßdämpfer -lA2 und der Achse 226, sowie

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drei Kräfte können auf das Werkstück 152 zur Einwirkung gebracht werden. Diese sind (l) die schnelle Drehbewegung des Werkzeugs 132;· (2) die hämmernde Tätigkeit des Hammers 122;, und (;>).. ein üfeerlagerter' Druck, der durch die Stemp.e!anordnung %l6: foder die Zylinder l46) ausgeübt wird.

Eine naheliegende Abwandlung der Apparatur von Pig,. 6 besteht in einem ausgedehnten Ende zur Achse 226, welche zu einer unabhängigen. Drehung, fähig; ist, und zwar in Bezug auf die sieh drehende Achse zwecks Schaffung einer nicht drehenden Fläche zur Berührung mit dem Kopf 166 der Hammeranordnung 122.

Andere nahliegende Abwandlungen sind zu zahlreich (und überflüssig ), um sie in die Beschreibung aufzunehmen. Es sind diese (1) Befestigung von mehr als einem Werkzeug in Tandemr Ausführung an dem querliegenden Kopf 128 (die mehrfachen HammerSchläge und der überlagerte Druck erlauben, mehrfache Werkstüekreduktionen ohne .av/ischengesehaltete Glühungen durchzuführen); (2) rotierend Defestigte Mehrfach-Werkzeuge in Tandem-Ausführung an dem querliegenden Kopf 128 (und Drehung dieser in der" flauen oder in entgegengesetzten Richtungen); (3) Drehen d©s Werkstücks anstelle des Werkzeugs oder der Werkzeuge;, und (4) bezüglich des Hammers 122 Äufrechterhaltung von stationäre no (aber betätigtem); und über-

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lagertem Druck auf das Werkstück, um dieses in das Werkzeug zu treiben.

Eine Schwierigkeit, die beim Extrudieren eines längeren Teils durch ein Werkzeug, wie eines Rohrs, einer Stange oder eines Knüppels auftritt, ist die Neigung des austretenden extrudierten Materials (vom Werkzeug), an der extrudierten Oberfläche Risse zu bilden. Endrisse (Risse,» die am extrudierten Ende eines Werkstücks erscheinen) sind üblich. Obwohl eine derartige Rißbildung *bei Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weniger auftritt als bei Verwendung herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen, wurde festgestellt, cjäß die Rißbildung am Ende durch Verwendung des Rückdrucks während des Extrudierens eigentlich ausgeschaltet werden kann. ¹Hn derartiger 'Rückdruck kann irgendeine Kraft oder ein Druck sein, der der extrudierenden Kraft oder diesen Kräften entgegengesetzt ist. Die Feder 92 des Rohrrichters und Werkzeughalters 46 der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 zeigt einen solchen Rückdruck auf das extrudierende Ende des Werkstücks 70. Obwohl ein größerer Rückdruck, als durch solche Federn hervorgerufen werden kann, erforderlich ist, um aus dieser Erscheinung praktischen Nutzen zu ziehen, ergibt jeder Rückdruck oder Gegenkraft eine nützliche Wirkung bei der Verringerung der*0berflächenrisse

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oder des Einreißens der Enden der extrudierten Teile. Ein derartiger Rückdruck muß natürlich geringer sein als.die Extrusionskraft zuzüglich dem Widerstand des Metalles des •Werkstücks gegenüber der Extrusion, oder es tritt eben keine Extrusion ein.

Die Pig. 7 erläutert eine Anwendung des Rückdrucks auf ein Werkstück 310, wie dies durch ein Werkzeug 312 infolge Anwendung überlagerter Arbeitskräfte ausgedrückt ist, die durch einen Stempel 314 und den hohlen Hammer 3l6 ausgeübt werden, entsprechend der Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Der Rückdruck wird auf das extrudierte Ende 311 des Werkstücks 3IO mittels eines Hydraulikzylinders 318 ausgeübt. Der hydraulische Druck innerhalb des Zylinders J5l8 wird so reguliert, daß er durch die extrudierenden Kräfte überwunden wird, welche durch den Stempel 31^ und den Hammer 316 ausgeübt werden, so daß die Extrusion des Werkstücks fortschreiten kann. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung eines solchen Rückdrucks den Benutzer in cle Lage versetzt, Materialien bei Umgebungstemperaturen zu extrudieren, die niemals vorher in dieser Weise verarbeitet werden konnten (z.B. Wolfram und Gußeisenstäbe).

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Es sei bemerkt, daß bei der in Pig. 7 dargestellten Vorrichtung der Knüppelaufnehmer 322 so dargestellt ist, als ob er das extrudierte Ende des Knüppels 310 aufgenommen hat, nachdem es durch den hohlen Hammer J5l6 gewandert ist. Jedoch wird es vorgezogen, daß der Rückdruck sofort ausgeübt wird, wenn das extrudierte Ende des Knüppels aus der Werkzeugöffnung austritt. Demzufolge haben der hohle Hammer 316 und der Stoßfänger 317 vorzugsweise einen inneren Durchmesser genügender Größe, um sich dem Aufnehmer 322 anzupassen, so daß dieses Teil so angeordnet sein kann, um den Rückdruck sofort auszuüben, wenn das extrudierte Material aus dem Werkzeug austritt.

Der Aufnehmer 322 ist so ausgebildet, daß er das extrudierte Ende des Knüppels 310 aufnimmt und abgrenzt. Eine Ausführungsart besteht darin, daß der Aufnehmer 322 eine Größe-aufweist, die eine bestimmte Verformung des extrudierten Endes veranlaßt. Jedoch ist ein derartiges Verformen kein wesentliches Merkmal für die Verwendung des Rückdrucks, da in vielen Fällen der bloße Widerstand genügt, den eine flache Oberfläche darbietet.

Es kann in einigen Fällen wünschenswert sein, am Kolben des Zylinders 318 ein Ende vorzusehen, welches in oder durch das Werkzeug hervorsteht, um das Werkstück im voraus oder während

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des Extrudlervorgangs zu berühren. Ein derartiges Ende kann eine flache Oberfläche haben, so daß das extrudierte Ende des Knüppels nicht von einem Aufnehmer umgeben ist,.wie dies beim Aufnehmer 322 vorgesehen ist.

Eine andere vorteilhafte Verwendung des Rückdrucks ist die Anwendung auf ein Ende* welches ein Teil am extrudierten Ende des Knüppe!^Werkstücks enthält, um dies in einer Weise festzuhalten, damit das Auftreten und/oder die Ausbreitung von Rissen vermieden wird. Ein solches Verfahren ist dann vorteilhaft, wenn oder wenn keine hoher wirklicher. Rückdruck verwendet wird* Zusätzlich kann es wünschenswert sein, eine Muffe oder einen verdrehten Draht am Ende eines extrudierten Teils in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu befestigen, um eine derartige Rißbildung und eine Ausbreitung von Rissen auf ein Minimum herabzusetzen.

Die Anwendung eines derartigen Teils zum "Pesthalten des Endes" ist in Fig. 7 durch ein kappenförmiges Teil 320 dargestellt, welches in dem Aufnehmer 322 angeordnet ist, der im Ende des Kolbens des Zylinders 3l8 gebildet ist. Der Aufnehmer 322 ist-vorzugsweise dazu bestimmt, über das Ende des austretenden Knüppels 310 dicht eingepaßt zu werden, so daß das,kappenformige Teil 3?0 die Oberfläche des extrudierten

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Endes des Knüppels begrenzt. Ein etwas plastisches, metal-; lisches Fließen kann an jedem Ende des Knüppels und/oder des kappenförmigen Teils 320 nach dem Eintritt des extrudierten Endes des Knüppels JlO in den Aufnehmer 322 auftreten. Das kappenförmige Teil 320 ist vorzugsweise aus weicherem Metall hergestellt als das Werkstück 310. Beispielsweise kann man ein kappenfÖrmiges Teil aus Kupfer oder Rotguß verwenden, wenn man exotische Metalle, wie Wolfram, extrudiert.

Anstelle eines kappenförmigen Teils 320 kann man auch eine Muffe verwenden. Zusätzlich kann der Aufnehmer 322 oder das kappenförmige Teil 320 nach außen erweitert werden, um das Ende 3II des Werkstücks 3IO zu formen.

Obwohl die Verwendung eines derartigen Rückdrucks in Verbindung mit dem Verfahren und der Vorrichtung zum Extrudieren gezeigt wurde, ist festgestellt worden, daß der Gebrauch eines derartigen Rückdrucks wertvoll ist bei der herabsetzung von Oberflächen und Endrissen in irgendeinem Extrudierverfahren einschließlich Walzen, Ziehpressen oder Gesenkschmieden. Bei jedem dieser Verfahren wird ein längeres Teil durch eine Metallverarbeitungszone getrieben (gestoßen), und Endrisse sind weit verbreitet. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche sollen alle diese Verfahren in

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ORIGINAL INSPeCTIED

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dem Gattungsbegriff "Extrusion" eingeschlossen sein, wo diese in Verbindung mit Rückdruck verwendet wird.

Oberflächen- und Endrisse werden im allgemeinen den Oberflächenspannungen zugeschrieben, die durch die Begrenzung des Werkstücks im Werkzeug ausgeübt werden. Es ist die Meinung der Erfinder, daß die Verwendung des Rückdrucks dazu führt, derartigen Spannungen entgegenzuwirken und deren Wirkungku neutralisieren.

Zusätzlich zu der Verringerung des Durchmessers von Rohren und Knüppeln kann das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung rohrförmiger Schichtstrukturen verwendet werden. Beispielsweise wurden rohrförmige Schichtstrukturen auf einer Apparatur hergestellt, wie diese in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen geschildert worden ist. Hierbei wurde ein Rohr mit einem kleinen äußeren Durchmesser in ein Rohr mit einem größeren Innendurchmesser eingebracht. Durch Reduktion dieser Rohre in der oben beschriebenen Art (relativ zu dem rohrförmigen Werkstück ?0) wurde eine geschichtete oder bimetallische, rohrförmige Struktur erhalten. Desweiteren erhielt man eine rohrförmige Honigwabenstruktur durch Paketreduzierungen einer Anzahl¹ kleiner Rohre innerhalb eines großen Rohres. Es wurden derartige

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bimetallische Strukturen aus verschiedenen Materialien, wie Titan und rostbeständigem Stahl, ausgewählt.

Zusätzlich wurde aufgrund des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung gefunden, daß die Werkzeugöffnung des Werkzeugs 52 (oder 132) nicht rund zu sein braucht, sondern vierpnkip; bzw. quadratisch, rechtwinklig, hexagonal sein kann, oder sie kann in der Tat nahezu jede Ausbildungsform besitzen. Geeignet*. Werkstücke (im allgemeinen rohrförmig) können zu einer Vielzahl von Querschnittsformen gezogen (oder verformt) werden, und zwar durch Variierung der Form der Werkzeugöffnung. Desweiteren wurde festgestellt, daß es möglich ist, ein Werkstücl- mit Nähten zu versehen, indem im Werkzeug Schlitze gewählt werden, welche von der Werkzeugöffnung strahlenförmig ausgehen.

Man kann auch über einen Dorn extrudieren oder ziehen und kann ein rohrförmiges Werkstück in eine Vielzahl von Querschnittsgestaltungen bringen, wobei ein Dorn des gewünschten Querschnitts verwendet wird. Das Werkzeug kann eine ergänzende Gestalt haben oder aus welchem Metall hergestellt sein, wie Rotguß, der fähig ist, sich dem Dorn während des Extrudier- oder Ziehvorgangs anzupassen. Beispielsweise wurde das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung dazu ver-

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wendete;·- airtA^aililifcsches; Rohr über- den- mi/t- Gewinde versehenen;.-"" ^; Schacht eines Bolzens 'zu -reidüz^eren:-(;wie· £eim'Extrudieren!),; ^: / um ein Rohr mit verringertem Durchmesser und einem mit Gewinde versehenen· Innendurchmesser zur- bi.ldeni ^

Weiterhin-,wurde noch gebunden,, ^d^ß- es; zusätzlich zji den yor?- teilen, die durch ate; Anwendwig der .überlagerten, ,g.leichmäßi-' ger und stoßweisen Kräfte, :be-im Extrudieren oder Ziehen: rohr- : förmiger Werkstücice über einen JDorn vorteilhaft: ist, den Dorn axial schwingen zu lassen;. Hierdurch ist-es möglich, den Dor_Ai : von dem reduzierten Werkstück beim Abschluß- des Extrudier- ; oder Ziehvorgangs zu entfernen, ohne daß die. Notwendigkeit besteht, hierfür Kiaft aufzuwenden. ' -

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des vorliegenden Verfahrens ergibt sich dann, wenn dieses zum Extrudieren oder Ziehen eines Metallrohres über einen Dorn verwendet wird. Bei der Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung . zur Verformung von Metallen-wurde allgemein festgestellt, daß das Metall sofort nach der Verformung dehnbarer und leichter verformbar ist als vor der Verformung oder bald nach der Verformung. Dies ^c"?heint eine zeitbezogene Wirkung zu sein, so daß die weitere Verformung vorteilhaft sofort nach der Metallverformung . (.durch das vorliegende Verfahren) durchgeführt

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werden kann. Wenn ein Rohr an einem Dorn extrudiert oder gezogen wurde, war festzustellen, daß das Metall des Werkstücks weich und .dänbar bleibt, und zwar bis der Dorn bald danach "entfernt wurde. Diese Eigenschaft ist bedeutungsvoll, da sie ermöglicht, das extrudierte (oder gezogene) Rohr in einem dehnbaren Zustand (an Dornen) zu lagern, als Vorbereitung für das nachfolgende Verformen.

Die Vorrichtungen nach Fig. 8 und 9 beziehen sieh auf die Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auf das Stanzen (d.h. Prägen, Schneiden» Lochen bzw. Stoßen, Abschneiden, Biegen, Heiß- und Kaltschmieden etc.). sowie auf das Tiefziehen von Metallblech. Die dargestellte Vorrichtung ist eine Presse, jedoch ist der genaue Typ der verwendeten Vorrichtung freigestellt. Die Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung, soweit sie sich auf das Ziehen und Stanzen von ' Metallblech beziehen, können ebenso mittels einer Ziehbank wie auch einer Presse entsprechend den Fig. 8 und 9 angewandt werden.

Die Vorrichtung der Fig. 8 besteht aus einem Tisch 410 (Stützkonstruktionen nicht gezeigt), auf dem ein Werkzeughalter Η-Ϊ2 durch Bolzen angebracht ist, der mit einer

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Werkzeug aufnehmenden Aussparung 4l4 ausgebildet ist, in welcher eine Matrize 4l6 ^geordnet 2äb. Der Tisch 410 ist außerdem mit einer in geeigneter Weise angebrachten öffnung 419 versehen, durch welche ein tiefgezogenes Teil vom Werkzeug 4l6 untergebracht sein kann. Der Stanz- oder Patrizenteil 4l8 des Werkzeugs ist senkrecht von einem Stempel 420 getragen und an diesem befestigt (Stützkonstruktion nicht gezeigt). Zwischen dem Stempel 420 und der Patrize 4l8 ist eine Preßlufthammeranordnung 422 eingebaut.

Die Preßlufthammer anordnung 422 kann in einer, im wesentlichen gleichen Art wie die Preßlufthammeranordnung 122 der Vorrichtung nach den Pig. 3 und 4 aufgebaut sein, außer daß naturgemäß hier kein Stoßfänger 166 oder eine Hohlstange 1J6 erforderlich ist.

Die Einzelteile der Vorrichtung ^er Fig. 8, wie oben beschrieben, umfassen im wesentlichen die minimalen Bestandteile, um den Tiefziehvorgang durchzuführen, wenn man das Verfahren der vorliegenden Erfindung benutzt. Sieht man von den anderen freigestellten^ gegeigten Aufspannvorrichtungen ab, kann ein Werkstück 424 über dem Werkzeug 4l6 angeordnet w©rd©n-, und die Patrize 4l8 kann in Berührung mit ö©ii Werkstück durch Ausdehnung dos Kolbens 426 des Stempels 420

gebracht bzw. abgesenkt werden. Der Preßlufthammer 422 wird betätigt, um der Patrize 4l8 zyklische, abwärtsgerichtete Stöße zu erteilen. Die kombinierten Verarbeitungskräfte, bestehend aus der stoßweisen durch den Hammer 422 übertragenen Kraft und der verhältnismäßig gleichmäßigen durch den Zylinder 420 übertragenen Kraft, ziehen das Werkstück 424 durch das Werkzeug 4l6 in weit wirkungsvollerer Weise' tief, als dies bisher bekannt war. '

Eine wahlfreie, aber bevorzugte Vorrichtung, die in Verbindung mit der Vorrichtung der Pig. 8 verwendet wird, umfaßt Werkzeugniederhalter, welche aus einer Platte 428 bestehen, die an den Kolben 4^0 der vertikal angeordneten Hydraulikzylinder 4^2 aufgehängt sind. Verbunden und unabhängig von der Platte 428 ist ein Druckring 4jj4 vorhanden, der .so angeordnet ist, daß er die Obefläche des Werkstücks 424 gegenüber der Matrize 4l6 (vorzugsweise leicht außerhalb davon) berührt. Vorzugsweise ist der Druckring 4^4 von entsprechender Ausbildung wie die Matrize 4l6. Die Anwendung vorgewählten Drucks auf das Werkstück 424 mittels der Zylinder 4352 in einer Größenordnung, um das Werkstück 425 während des Ziehvorgangs in seiner Lage zu halten_a ist erforderlieh zum genauen Ausrichten des Werkstücks aufgrund des stoßweisen oder schwingenden Effekts., cfcp aw?c-h dis Hammeranordmmg 422 erzeugt ist. -

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-er
Ein zusätzlich/außen angebrachter Druckring 436 ist an der Platte 428 befestigt und gegenüber einem gleichen Druckring 438 angeordnet, der an der Platte 412 befestigt ist. Der Druckring 436 bietet dem Werkstück während des Ziehvorgangs zusätzliche Stabilität. Das Metall des Werkstücks 424 fließt zwischen den sieh gegenüberliegenden Ringen 436 und 438, "sowie dem Ring 434 und dem Werkzeug 4l6, vorausgesetzt, daß übermäßige Drücke durch die Zylinder 432 nicht ausgeübt werden. Es sei bemerkt, daß abhängig von den exakten Parametern des Ziehvorgangs (des zu ziehenden Metalls, der Lehre, der Ziehtiefe etc.) der Ring 434 allein oder die Ringe 438 und 436 genügen können.

Eine weitere mögliche, brauchbare Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 8 (nicht gezeigt) ist die Anordnung einer Preßlufthammereinrichturig, wie die Einrichtung 422 zwischen den Zylindern 432 und der Platte 428. Beim Anlegen der Schläge oder Stöße des Schwingungshammers auf die gegenüberliegenden Ringe 436 und 438 und/oder auf den Ring" 434 und das Werkzeug 4l6 wird das plastische Fließen ides Werkstücks 424 erhöht.

Noch ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung von Rüokdruck auf ein metallisches Werkstück während des Ziehens oder Extrudierens. Ein

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solcher Rückdruck bei der Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 8 wird mittels eines hydraulischen Stempels 440 ausgeführt, der vertikal unterhalb der öffnung 4l9 des Tisches 4lO mit seinem sich aufwärts erstreckenden Kolben 442 befestigt ist. Ein Amboß 444, der am Kopf des Kolbens 442 befestig* ist, ist innerhalb der öffnung des Werkzeugs 4l6 angeordnet, um den Boden des tiefgezogenen Teils zu berühren, wenn der Tiefζiehvorgang beginnt. Es wurde festgestellt, daß, wenn Rückdruck durch den Stempel 440 ausgeübt wird (in einer Größenordnung, die durch die kombinierten Kräfte des Stempels 420 und Hammers 422 Überwunden wird), das Metall.des Werkstücks 424 plastischer wird und zwischen dem Werkzeug 4l6 und der Patrize 4l8 mit größerer Leichtigkeit fließt, und eine geringere Eigenspannung nach dem Ziehvorgang besteht.

Noch ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Vorrichtung nach Fig.. 8, welches nicht gezeigt ist, legt in der Anordnung eines Preßlufthammers zwischen dem Stempel 440 und dem Amboß· 444. Der Gebrauch sowohl von stoßweisen wie auch gleichmäßigen Drücken als Rückdruck (zu überwinden durch den Stempel 420 und die Hammeranordnüng 422) erhöht noch weiterhin den plastischen Fluß des Werkstücks.

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Bei der Vorrichtung nach Fig. 9 sind der Tisch 410, der Stempel 420, die Hammeranordnung 422, die Patrize 4l8, der Stempel 440 sowie der Amboß 444 von identischer Konstruktion •bezüglich der Vorrichtung nach Fig. 8 und dementsprechend beziffert. Ta: Werkzeug 446 ist jedoch seinerseits am Tisch 410 mit Bolzen befestigt. Die Hammeranordnungen 448 sind an den Kolben der hydraulischen Zylinder 449 befestigt, welche rund um das Werkzeug 446 liegen. Die Hammerköpfe 450 sind so ausgebildet, um die Ränder des Werkstücks 452 zu berühren. Der plastische Fluß des Metalles und die wirksame Verformung wird erheblich vergrößert, falls das Ziehen mit dem Stempel 420 und dem Hammer 422 erfolgt, wenn die stoßweise wirkende! Hanunerkräfte auf den Umfang des Werkstücks mittels den Hammeranordnungen 448 ausgeübt werden. Wenn das Werkstück 452 durch die öffnung des Werkzeugs 446 fließt, werden die Hammer

448 gegen das Werkzeug vorgetrieben, und zwar durch Ausdehnung der Kolben der Zylinder 449, um zwischen den Hammerköpfen 450 und den Rändern des Werkstücks den Kontakt aufrechtzuerhalten.

Es wird vorgesogen, daß die Hammeranordnungen 448 gleich sind und einander gegenüber liegen. Auch ist es wünschenswert, daß zumindest vier solcher Hammeranordnungen zur Verwendung kommen. Es ist desweiteren erwünscht, daß die Hammerköpfe 450

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verlängert sind, um das meiste des Werkstüekrandes zu berühren. Auch ist es wünschenswert, Kontrollen für den synchronisierten Antrieb der Hammeranordnungen 448 gegen das Werkzeug 446 während des Ziehvorgangs einzubauen.

Es sei festgestellt, daß die Vorrichtungen nach den Fig. 1-9 und die in Verbindung mit derartigen Apparaturen beschriebenen Verfahren nur erläuternd sind und keineswegs die Vorrichtung oder das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf die genauen, hier beschriebenen Ausführungen beschränken. Die Verwendung von überlagerten Arbeitskräften (eine stoßweise und eine gleichmäßige Kraft) ist praktisch auf jeden Metallverarbeitungsvorgang anwendbar. Beispielsweise ist das Verfahren zum Lochen oder Bohren von Knüppeln anwendbar, wo die relative Bewegung eines verlängerten Werkzeugs axial einen erhitzten Knüppel locht, um ein Rohr herzustellen. Eine solche relative Bewegung des Werkzeugs und des Knüppels kann durch mindestens eine verhältnismäßig gleichmäßige Kraft und mindestens eine stoßweise Kraft, wie beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, bewirkt werden.

Ein anderes Beispiel, wo das Verfahren dieser Erfindung anwent hai i3t, sind Hammer- oder Schmiede-Verarbeitungsvor-

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gänge. Anstelle der üblichen Schläge des schweren Hammers bewirkt eine gleichmäßig arbeitende Kraft, die mit einer stoßweisen Arbeitskraft gekoppelt ist, (weitgehend nach Art der Stempel- und Hammerwirkung nach der Vorrichtung von Fig. 8) den Hammer- und Schmiedeprozeß in einer weit wirkungsvolleren Art, als dies bisher bekannt war. Eine ähnliche und verwandte Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung liegt beim Kalt- oder Warm-Anköpfen und Anstauchen.

Noch eine weitere Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung stellt das Gebiet des Metallschneidens dar. Scheren, die zum Schneiden großer Knüppel verwendet werden, sind weit wirkungsvoller, wenn eine stoßweise Arbeitskraft einer-verhältnismäßig gleichmäßigen Scherkraft überlagert wird.

Beispiele

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wurde verwendet, um das Rohrziehen als Vorbereitung zum Ziehen "auszurichten". Eine Ziehbank, wie die gemäß den Pig. I und 2, wurde wie folgt benutzt.

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(a) Zahlreiche durchgehärtete (Rockwell 40) (gezogen), rostbeständige Stahlrohre -vom Typ j5O4 A»1»S*I» mit 0,889 mm Wanddicke und 25,4 mm äußerem Durchmesser wurden mit Erfolg (101,6 mm ': 152,4 nwn) auf 10,21 mm äußerem Durchmesser ohne Zwischenglühung gerichtet« Die Werkzeuge waren aus ÄMPCO-Bronze, Gütestufe 25, hergestellt und besaßen annährend die in Pig» 1 gezeigte Gestaltung, Das Richten wurde durch Einbauen von Werkzeugen mit progressiv kleineren Innendurchmessern in einen Rohrriehter und Werkzeughalter durchgeführt, wie ein Rohrrichter und Werkzeughalter 46 der Vorrichtung nach den Pig, 1 und 2. Der Kolben des Stempels 16 wurde ausgefahren, um das Werkzeug über das Rohr zu stoßen, während der Hammer 32 betätigt wurde. Eine typische Folge von Reduktio-

• *

nen war das Ergebnis:

1. ' 21,49 mm äußerer Durchmesser

2. i9»76 mm äußerer Durchmesser 3· 17,02 mm äußerer Durchmesser

."4, 14,66 mm äußerer Durchmesser 5, 10,21 mm äußerer Durchmesser

' ■ ■ - 45■-■"'.

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(b) Einem im wesentlichen identischen Verfahren folgend, wie dies oben unter (a) beschrieben wurde, wurde der äußere Durchmesser eines 5*1 mm dicken Rohres. ,aus einer Titan-o^jyi-4 V-Legierung von 15*88 mm auf 11,45 mm reduziert. Es gab keine Zwischenglühungen.

(c) Die Vorrichtung, wie sie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, wurde dazu verwandt, um mit Gewinde versehene Rohre, wie in Fig. 10 der Zeich nungen erläutert, herzustellen. Kohlenstoffstahlbolzen wurden in das Ende eines rostbeständigen Stahl rohres vom Typ 304 mit 25*4 mm äußerem Durchmesser eingelassen. Unter Verwendung einer Reihe von Werkzeugen der GUtestufe AMPCO-Bronze wurden die Rohrenden über dem mit Gewinde versehenen Teil der Bolzen verschlossen. Sowohl gleichmäßige Verformungskräfte als auch solche von einem leichten Rohrformer wurden verwendet. Die Eindrücke der Bolzen-Gewindegänge· war en. an der Oberfläche des äußeren Durch-* messers des Rohres aus rostbeständigem Stahl sichtbar, Jedoch entwickelte sich kein Rückfedern in dem Rohr aus rostbeständigem Stahl.

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(d) ■ Eine Wolframstange (Rockwellhärte 40) von 6,35 mm χ 50,8 mm wurde unter Verwendung der Vorrichtung, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben, extrudiert. Werkzeuge aus Aluminium-Bronze-Legierung mit annähernd derselben Härte wie die Wolframstange (Rockwellhärte 37-40) wurden dabei verwendet. Der innere·. Durchmesser des Werkzeugs betrug 5,33 mm. Das Werkzeug wurde innerhalb der Stützen 12 in einen Werkzeugaufnehmer anstelle des Getriebespannfutters 66 mit der Werkzeugöffnung in der Querstrebe 26 eingesetzt. Das Werkstück aus der Wolframstange wurde in einem Spannfutter, ähnlich einem Halte- befestigt, und zwar gleitend in einer Querstrebe 26 anstelle des Rohrrichters und Werkzeughalters 46 angeordnet. Die Extrudierung der Wolframstange von ungefähr 6,35 mm wurde durch Ausfahren des Kolbens 18 des Zylinders 16 durchgeführt, so daß der Preßlufthammer 32 mit dem Werkzeughalter in Eingriff stand und das Werkstück in das Werkzeug trieb. Sowohl der gleichmäßige Druck des Zylinders 16 wie auch die stoßweise Kraft des Hammers 32 wurden angewendet. Außerdem wurde der Rückdruck von ungefähr I36O kg durch einen Hydraulikzylinder ausgeübt, der an den

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Querstreben auf der anderen Seite der Stützen 12 (zum Hammer 32) befestigt war.

(e) Unter Verwendung des Verfahrens wie oben in (d) beschrieben (mit der Ausnahme, daß kein RUckdruck verwendet wurde), wurden Stangen der Legierung Ti-6A1-4V von 12,12 mm Durchmesser χ 50*8 mm im Durchmesser reduziert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

_ |- Stangen- Werkzeug- Durchmesser Plächenredu- Bemerkungen nummer material material des reduzier- zierung in

ten Quer- Prozent

Schnitts

11,35 nun Aluminium- 9,91 mm 23, s Diese Stan- 0 einer Bronze 8,51 mm ^(a) ^^{e wur}^^e Stange ais 7*92 mm 51 stufen-wei-

T1-6A1-4V se reduziert

Legierung
(keine Proben erhältlich

wie oben Aluminium- 9*91 mm _t Drei 1,5

Bronze .- ' hohe Nuten

wurden an dem reduzierten Querschnitt mit einer Hand feile durch Einschneiden

(a) Reduzierung der üblichen Fläche basierte auf dem ursprünglichen Stangendurchüesser.

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192S^?f

(f) Unter Verwendung des Verfahrens wie oben in (d) beschrieben (mit der Ausnahme, daß kein Rückdruck verwendet wurde), wurde eine Stange aus TZM-Legierung mit einer Länge von 44,4-5 rom und einem Durchmesser von 9,58 mm auf ungefähr 40 % rechtwinkligen Querschnitt reduziert. Die Probe wurde sorgfälig poliert, um alle Grate zu entfernen. Die Reduzierung wurde in zwei Stufen durchgeführt. Werkzeuge aus Aluminium-Bronze kamen zur Verwendung, die ähnlich der Gestaltung waren, wie diese in den Zeichnungen erläutert wurden (52 oder 132)·

(g) Zwei konzentrisch'; Rohre aus unlegiertem Titan handelsüblicher Güte wurden gleichzeitig mittels eines Werkzeugs aus Aluminium-Bronze-Legierung im äußeren Durchmesser von 20,32 mm auf 14,73 mm reduziert, wobei, die in Verbindung mit dem obigen Abschnitt (d) beschriebene Technik verwendet wurde (mit der Ausnahme, daß kein Rückdruck angewendet wurde). Die Wanddicke jedes Rohres betrug 1,52 mm vor dem Extrudieren. ,Ein zusammengesetztes Rohr von 101,6 mm Länge wurde extrudiert. Das zusammengesetzte Rohr wurde durchgeschnitten, mit sechshunderter Körnung geschliffen und mit einem 5-fachen Hand-Vergröße-

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rungsglas geprüft. Die Grenzschicht zwischen den beiden Rohrwandungen waren nicht unterscheidbar.

(h) Ein Abschnitt eines konzentrischen Rohres aus Titan wurde über ein Stück Kohlenstoff-Silber-Stahl reduziert, wobei die oben beschriebene Technik zur Bestimmung verwendet wurde, ob,das Titan mit dem Stahl verbunden werden könnte. Die plattierte Stange wurde durchschnitten, mit sechshunderter Körnung poliert und mit dem Hand-Vergrößerungsglas geprüft. Makroskopisch erschien das Titan mit dem Silber-Stahl verbunden zu sein. Die nachfolgende metallografische Untersuchung der polierten Abschnitte zeigt, daß eine mechanische Verbindung eingetreten war,

Es sei bemerkt, daß obwohl die Vorrichtungen der Pig. 1-6 bezüglich der Ausdrücke des Extrudierens, des Ziehens und Kombinationen davon beschrieben wurden, derartige Vorrichtungen und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf das R. Lohten von längeren Teilen angewendet werden können. In vielen Metallverarbeitungsprozessen, bei denen längere Teile hergestellt werden, müssen derartige Teile vor der Verwendung gerichtet werden.

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•Beispielsweise müssen in dem Fachwerk- bzw. Gerüstbau der Industrie extrudierte Aluminiumkonstruktionselemente wiederholt gezogen werden, um ein einigermaßen gerades Erzeugnis zu erhalten. Ein derartiges Richtziehen kann eine solche geringe Reduzierung bezüglich der Querschnittsfläche mit sich bringen, daß dies nicht meßbar ist. Jedoch soll für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche ein derartiger Richtvorgang innerhalb des Umfangs der Ansprüche liegen, insbesondere der auf die Zeichnungen gerichteten Ansprüche.

Zur Erläuterung sei darauf hingewiesen, daß man das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf das Richten eines "verzogenen" bzw. "verworfenen" oder leicht gebogenen, längeren Teils anwenden kann, das durch das Werkzeug 132 der Vorrichtung nach Fig. 4 in ein Kaliber eingeführt und von den Greifern 123 erfaßt wird. Beim Ausfahren der Kolben 148 der Zylinder 146 und Betätigung des Hammers 122 kann der Ziehvorgang oder das Richten des Werkstücks durchgeführt werden. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in gleicher Weise anwendbar auf das Richten wie auch auf das Ziehen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ι 1 .J Verfahren zum Treiben eines Werkzeuges gegen einen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in bestimmten Richtungen ausgeübte und im wesentlichen parallel überlagerte Kräfte vorhanden sind, die zumindest Teile des Werkzeugs und des Widerstands gegeneinander treiben und zumindest einen Teil dieses Widerstandes überwinden, wobei von diesen Kräften wenigstens eine als verhältnismäßig gleichmäßige und mindestens eine als relativ stoßweise oder intermittierende Kraft ausgeübt werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug auf die Oberfläche eines Gegenstandes aus Metall einen Druck ausübt, der das plastische Fließen des Metalles · bewirkt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus einer Matrize und der Gegenstand aus einem längeren Teil mit gegenüber der öffnung der Matrize größeren seitlichen Querschriittsabmessungen bestehen, wobei die Kräfte den Gegenstand axial durch die öffnung der Matrize drücken.

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   Si

   4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Rohr aus Metall ie>t, das beim Pressen in axialer Richtung durch die Werkzeugöffnung über einem Dorn zusammengedrückt wird.

   5· Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Metallrohr ist, das über einen oder mehrere röhrenförmige Teile innerhalb des Rohrs zusammengedrückt wird, wenn es axial durch die Werkzeugöffnung gepreßt wird, um birne tallische, laminierte oder honigwabenförmige Strukturen auszubilden.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5.» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Werkzeugs mit einem oder mehreren radialen

   Schlitzen versehen ist, und das Metall von den Wänden des längeren Teiles in diese Schlitze fließt, wenn es durch die Werkzeugöffnung gepreßt wird, um eine oder mehrere radiale Grate oder Rippen zu bilden.

   7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn axial bzl. des Rohres in Schwingung versetzt wird, wenn das Rohr auf der Oberfläche des Dorns zusammengedrückt wird.

   — "5 —

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   8. Verfahren nach Anspruch 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus einer Matrize und der Gegenstand aus einem Metall-Knüppel, -Blech oder -Band bestehen, wobei durch die Kräfte dieser Gegenstand gestanzt oder tiefgezogen wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kräfte das längere Teil durch das Werkzeug hindurch extrudieren.

   10. Verfahren nach Anspruch 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß das längere Teil mittels der Kräfte durch das Werkzeug hindurch teilweise extrudiert und das extrudierfc« Ende sodann gezogen wird, wobei der verbleibende Abschnitt des Teils durch.das Werkzeug gepreßt wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 1-10, dadurch ..gekennzeichnet, daß ein gegenüber den Metallverformungskräften kleinerer Druck auf das extrudierte Ende des Gegenstandes ausgeübt wird, wenn dieser aus dem Werkzeug austritt, wobei der Druck im wesentliche diesen Verformungskräften entgegengerichtet ist.

   12. Verfahren nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Gegenstandes, das zunächst durch das Werkzeug gepreßt

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   wird, zwecks Vermeidung einer Rißbildung in ein Metallfutter eingebettet wird, wenn dieses aus dem Werkzeug austritt.

   IJi. Verfahren nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Druckes stoßweise ausgeübt wird.

   14. Verfahren nach Anspruch 1-13* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück eine relative
   Drehung erzeugt wird, während die Kräfte den Gegenstand
   durch die öffnung des Werkzeuges drücken.

   15· Verfahren nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zumindest zwei Werkzeugen in Tandemausführung vorhanden ist und die Kräfte den Gegenstand durch die vielfachen öffnungen der Werkzeuge treiben.

   l6. Verfahren nach Anspruch 1-15* dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber den Verformungskräften kleinere Kraft auf
   das Ende des Gegenstandes ausgeübt wird, wenn dieser aus dem Werkzeug austritt, wobei diese Kraft im wesentlichen den
   Verformungskräften entgegengerichtet ist.

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   17. Verfahren nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Querschnittsabmessungen von Gegenständen aus Metall, wie von Drähten, Rohren, Stangen oder Knüppeln,

   a) ein Werkzeug mit einer Öffnung vorhanden ist, deren Abmessungen gegenüber den Querschnittsabmessungen verschieden sind, und daß

   b) der Gegenstand axial durch die Öffnung des Werkzeugs mittels im wesentlichen parallel überlagerter und gerichteter Metallverformungskräfte gedrückt wird, von denen zumindest eine intermittierend oder stoßweise und wenigstens eine relativ gleichmäßig ausgeübt werden..

   18. Verfahren nach Anspruch 1-17* dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der relativ gleichmäßigen Kräfte ausreichend ist, um das plastische Fließen des Gegenstands durch die Öffnung zwischen den intermittierenden oder stoßweisen Kräften der intermittierenden oder stoßweisen Verformungskräfte zu bewirken.

   19. Verfahren nach Anspruch I-18, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierenden oder stoßweisen Kräfte innerhalb des Bereichs von etwa 2 Zyklen pro Sekunde bis zu Ultraschallfrequenzen liegen.

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   20. Verfahren nach Anspruch 1-19* dadurch gekennzeichnet, daß zum Stanzen oder Tiefziehen eines Bleches oder Bandes aus Metall

   a) die Öffnung einer Düse mit dem Blech oder Band bedeekt wird, und

   b) das Blech oder Band durch das Werkzeug mit einer Patrize mittels im wesentlichen paralleler, überlagert ausge-

   'richteter Metallverformungskräfte gedrückt wird, von denen zumindest eine intermittierend oder stoßweise und mindestens eine relativ gleichmäßig ausgeübt werden.

   21. Verfahren nach Anspruch 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der relativ gleichmäßigen Kräfte ausreichend ist, um ein plastisches Fließen des Bandes oder Bleches durch die Öffnung zwischen den intermittierenden oder stoßweisen Kräften der intermittierenden oder stoßweisen Verformungskräften zu bewirken.

   22. Verfahren nach Anspruch 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierenden oder stoßweisen Kräfte innerhalb des Bereiches von etwa 2 Zyklen pro Sekunde bis zu Ultraschallfrequenzen liegen.

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   2J). Verfahren nach Anspruch 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Metallverformungskräften kleinere Drücke auf das aus dem Werkzeug austretende Blech oder Band ausgeübt . werden, wobei diese Drücke im wesentlichen den Verformungskräften entgegenwirken.

   24. Verfahren nach Anspruch 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von überlagerten gerichteten Metallverformungskräften, von denen zumindest eine intermittierend oder stoßweise und wenigstens eine relativ gleichmäßig ist, radial auf die Kanten des Bleches oder Bandes ausgeübt werden, wobei diese Kräfte das Blech gegen die Öffnung des Werkzeugs drücken, während dieses durch das Werkzeug gepreßt wird.

   25. Verfahren nach Anspruch 1-24, dadurch gekennzeichnet, daß Niederhaltkräfte auf gegenüberliegende Flächen des Bleches oder Bandes ausgeübt werden, während dieses durch das Werkzeug gepreßt wiEd, wobei zumindest ein Teil der Niederhaltkräfte stoßweise oder zyklisch ausgeübt wird.

   26. Verfahren nach Anspruch 1-25, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Druckes stoßweise ausgeübt wird.

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   27. Verfahren nach Anspruch 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Querschnittsabmessungen eines längeren Gegenstandes aus Metall ein Werkzeug mit gegenüber den Querschnitt sabmessungen des längeren Teils geringerer Öffnung axial über den Gegenstand getrieben wird, wobei die treibende Kraft aus im wesentlichen parallel überlagerten, gerichteten Drücken besteht, von denen zumindest einer intermittierend oder stoßweise und zumindest ' einer relativ gleichmäßig ausgeübt werden.

   28. Verfahren nach Anspruch 1-27* dadurch gekennzeichnet, daß eine treibende Kraft zur Erzeugung eines intermittierenden oder stoßweisen Drucks durch einen hohlen Preßlufthammer aufgebracht wird, der das Werkzeug über den Gegenstand treibt, wobei der Gegenstand bei seinem Austreten aus der Öffnung des Werkzeugs durch die hohlen Teile des Hammers hindurch geführt wird.

   29· Verfahren nach Anspruch 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß relativ gleichmäßige Drücke ausreichen, um das plastische Fließen des Gegenstandes durch die Öffnung zwischen den intermittierenden oder stoßweisen Drücken zu bewirken.

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   30. Verfahren nach Anspruch 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Rißbildung während des Extrudierens von festen Gegenständen aus Metall Kompressionskräfte zumindest, auf einen Teil der Oberfläche des extrudierten Materials ausgeübt werden, wenn dieses aus dem Werkzeug austritt.

   ■31. Verfahren nach Anspruch.1-30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskräfte mittels eines kappenförmigen Aufnehmers ausgeübt werden, der das extrudierte Ende aufnimmt und abgrenzt.

   32. "Verfahren nach Anspruch 1-31, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskräfte mittels eines muffenförmigen Teiles ausgeübt werden^ das die Umfangsflache des extrudierten Endes aufnimmt und abgrenzt.

   33· Verfahren nach Anspruch 1-3.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskräfte mittels eines kappenförmigen Aufnehmers ausgeübt werden, der das extrudierte Ende aufnimmt, wobei ein kleinerer Druck verglichen mit den Extrudierkräften auf den Aufnehmer entgegen den Extrudierkräften ausgeübt wird.

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   3^. Verfahren nach Anspruch 1-33* dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallkappe aus weicherem Metall verglichen mit dem extrudierten Material innerhalb des Aufnehmers angeordnet ist und das extrudierte Ende aufnimmt sowie abgrenzt.

   35« Verfahren nach Anspruch 1-3^* dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallmuffe aus weicherem Metall verglichen mit dem extrudierten Material innerhalb des Aufnehmers angeordnet ist und das extrudierte Ende aufnimmt und abgrenzt.

   36. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-35* dadurch gekennzeichnet, daß zum Treiben eines längeren Gegenstandes durch ein Werkzeug

   a) Stützen für das Werkzeug sowie

   b) Einrichtungen zum Ausüben von zumindest einer stoßweisen Kraft auf das Werkzeug oder den Gegenstand vorhanden sind, durch die der Gegenstand axial durch die öffnung des Werkzeuges hindurch gedrückt wird, und daß desweiteren

   c) Einrichtungen zur Ausübung von zumindest einer relativ gleichmäßigen Kraft auf das Werkzeug oder den Gegenstand vorgesehen sind, durch die der Gegenstand axial durch die öffnung des Werkzeugs hindurch getrieben wird, wobei

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   die gleichmäßigen und stoßweisen Kräfte beim Hindurchpressen des Gegenstands durch das Werkzeug überlagert sein können.

   '37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Einrichtungen b) und c) das längere Teil durch das Werkzeug hindurch extrudiert wird.

   38. Vorrichtung nach Anspruch 36 oder 37* dadurch gekennzeichnet,

   mit daß die Stützen aus einer Kammer mit axia]/der Öffnung des Werkzeuges ausgerichteten Öffnungen bestehen, sowie daß die Kammer eine größere axiale Länge als das Werkzeug aufweist und das Werkzeug über eine begrenzte Strecke axial innerhfIb der Kammer gleitet, wobei das Werkstück durch die Kräfte axiari durch die Öffnungen der Kammer und des Werkzeugs hindurch getrieben wird und zumindest eine dieser Kräfte das Werkzeug über den Gegenstand" drückt.

   39· Vorrichtung nach Anspruch 36-38, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Ausübung einer stoßweisen Kraft durch einer hohlen Preßlufthammer aufgebracht werden, der das Werkzeug Über den Gegenstand drückt, wobei das extrudierte Teil des Gegenstandes durch den hohlen Teil des Preßlufthammers hindurch geführt werden kann.

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   40. Vorrichtung nach Anspruch 36-39* dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Drehung der Werkzeuge vorgesehen sind.

   41. Vorrichtung nach Anspruch 36-40, dadurch gekennzeichnet, dö'. Einrichtungen zur Ausübung des Druckes auf das extrudierte Material vorhanden sind, wenn dieses aus dem Werkzeug austritt, wobei dieser Druck geringer ist als die Extrudierkraft in einer zu der Extrudierkraft entgegengesetzten Richtung.

   42. Vorrichtung nach Anspruch 36-4l, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dieser Einrichtungen b) und c) das längere Teil durch das Werkzeug hindurch zieht und die Stützen des Werkzeugs aus einer Kammer mit öffnungen bestehen, die mit der Öffnung des Werkzeugs axial ausgerichtet sind, und daß die Kammer eine größere axiale Länge als das Werkzeug aufweist, welches axial über eine begrenzte Strecke innerhalb der Kammer gleiten kann, wobei zumindest eine Einrichtung zur Ausübung einer gleichmäßigen Kraft das längere Teil durch das Werkzeug zieht und wenigstens eine Einrichtung zum Ausüben einer stoßweisen Kraft das Werkzeug über das längere Teil drückt.

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   43· Vorrichtung nach Anspruch 36-42, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Extrudieren eines längeren Gegenstandes durch ein Werkzeug hindurch

   a) ein Werkzeug innerhalb einer Kammer aufweist, die über öffnungen verfügt, welche mit der öffnung des Werkzeugs axial ausgerichtet sind, wobei" die Kammer langer als das Werkzeug in axialer Richtung ist und das Werkzeug eine begrenzte Strecke axial innerhalb der Kammer zu gleiten vermag, sowie daß

   b) Einrichtungen zur Ausübung eines gleichmäßigen Druckesvorgesehen sind, der eine relative Bewegung des Gegenstandes und des Werkzeugs bewirkt und den Gegenstand axial durch das Werkzeug drückt, und daß desweiteren

   c) Einrichtungen zur Ausübung einer stoßweisen Kraft vorhanden sind, die das Werkzeug über den Gegenstand zu treiben vermag,

   44. Vorrichtung nach Anspruch 36-43, dadurch gekennzeichnet,daß diese bei Verwendung eines Rohres sowie eines Rohrrichters a) über eine langgestreckt'e Kammer verfügt, die in axialer Ausrichtung zu dem Austrittsende des Werkzeugs befestigt ist und eine öffnung aufweist, die das extrudierte Material bei dessen Austritt aus dsm Werkzeug aufnimmt, und daß

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   if

   b) ein Kolben innerhalb der Kammer gleitend befestigt ist., die einen Ansatz mit einem Querschnitt besitzt, der innerhalb des Innendurchmessers des extrudierten Materials mit einem vorbestimmten Abstand vorragt, wobei der Ansatz mit der Achse der Kammer und des Werkzeugs ausgerichtet ist und sich in Richtung der Öffnung erstreckt, so daß das extrudierte Rohr Über den Ansatz hinausragt und den Kolben über das extrudierte Rohr hinaustreibt und dadurch axial geführt ist.

   45. Vorrichtung nach Anspruch 36-44, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stanzen oder Tiefziehen eines Bleches oder Bandes

   a) Einrichtungen zum Haltern einer Düse und

   b) eine axial zu und im Abstand von der Düse angeordnete Patrize vorhanden ist, sowie daß diese

   c) Einrichtungen _t zum Treiben der Patrize durch die Düse hindurch aufweist, um dazwischen ein Blech oder Band zu verformen, wobei ferner Einrichtungen zur Ausübung einer relativ gleichmäßigen treibenden Kraft und einer überlagerten stoßweisen Kraft auf die Patrize vorgesehen sind.

   46. Vorrichtung nach Anspruch J56-45, dadurch gekennzeichnet, daß

   diese Einrichtungen zur Ausübung eines Druckes auf As Blech

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   oder Band aufweist, wenn dieses aus dem Werkzeug austritt, wobei der Druck den treibenden Kräften entgeger.gerictvtet ist.

   .47· Vorrichtung nach Anspruch 36-46, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen zur Ausübung des Druckes zumindest einen Teil dieses Druckes in Form eines stoßweisen Druckes ausüben.

   48. Vorrichtung nach Anspruch 36-47 dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Führen eines extrudierten Materials bei dessen Austritt aus dem Extrudierwerkzeug

   a) eine langgestreckte Kammer zum Befestigen in axialer Ausrichtung zu dem Austrittsende eines Werkzeugs aufweist, welche eine öffnung zum Aufnehmen des extrudierten Materials bei dessen Austritt aus dem Werkzeug besitzt, und daß

   b) ein Kolben,der sich gleitend innerhalb der Kammer befindet, sowie desweiteren

   c) Einrichtungen vorhanden sind, die an diesem Kolben befestigt das Ende des extrudierten Materials aufnehmen, so daß dieses den Kolben über das extrudierte Material hinaustreibt und dadurch axial geführt wird.

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   49. Vorrichtung nach Anspruch 36-48, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Richten und Ziehen eines längeren Gegenstandes durch ein Werkzeug hindurch

   a) zwecks Aufnahme des Werkzeugs über eine Kammer mit entgegengesetzten Öffnungen verfügt, die axial ausgerichtet sind und mit der Achse der Öffnung des Werkzeugs zusammenfallen, wobei die Kammer länger als das Werkzeug in axialer Richtung ist und das Werkzeug eine begrenzte Strecke axial innerhalb der Kammer gleiten kann, und daß

   b) Einrichtungen zur Ausübung' einer gleichmäßigen Kraft vorgesehen sind, um eine relative Bewegung des Gegenstandes und des Werkzeugs zu bewirken und den Gegenstand axial durch das Werkzeug zu drücken, sowie daß diese

   e) Einrichtungen zum Greifen und Ziehen dieses Gegenstandes axial durch die Kammer und das Werkzeug hindurch aufweist, sowie daß ferner

   d) Einrichtungen zur Ausübung einer stoßweisen Kraft vorhanden sind, die das Werkzeug über den Gegenstand treibt.

   50. Vorrichtung nach Anspruch 36-49, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Richten eines längeren Gegenstandes

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   a) Einrichtungen zum Haltern des längeren Gegenstandes in einer festen Lage sowie

   - b) gegenüberliegende an beiden Enden der Stützen angeordnete · · K-ammern aufweist, von denen jede ein Werkzeug aufnimmt und mit gegenüberliegenden Öffnungen versehen ist, die mit den*Achsen der Öffnungen der entsprechenden Werkzeuge sowie mit den Achsen eines von diesen Stützen gehalterten Gegenstandes zusammenfallen, wobei diese K-ammern länger als die entsprechenden Werkzeuge in axialer Richtung sind uno die Werkzeuge eine begrenzte Strecke axial innerhalb der Kammern gleiten können, und daß desweiteren

   c) selbständige Einrichtungen zur Ausübung einer gleichmäßigen Kraft, die die Kammern und entsprechenden· Werkzeuge axial über den Gegenstand drückt, sowie

   d) selbständige Einrichtungen zur Ausübung einer stoßweisen Kraft vorhanden sind, die die entsprechenden Werkzeuge axial über den Gegenstand drückt, wobei der Gegenstand getrennt oder gleichzeitig an beiden Enden gerichtet werden kann.

   51. Vorrichtung nach Anspruch 26-50, dadurch gekennzeichnet, daß Zieheinrichtungen an beiden Enden eines Gegenstandes angeordnet sind und ein einzelner Gegenstand wiederholt gerichtet und gezogen werden kann, ohne ihn aus der Vorrichtung herauszunehmen.

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   L e e r s e i t e