DE19725300A1 - Werkzeug zum Warmkalibrieren und Warmlochen von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Warm­ kalibrieren und Warmlochen von Werkstücken, wobei das Werkstück ein Bodenteil und von diesem gleich­ gerichtet axial abragende Wandungsteile aufweist, die mit Querlochungen zu versehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug gattungs­ gemäßer Art zur Verfügung zu stellen, mittels dessen Hilfe Werkstücke in einfacher Weise kalibriert und gelocht werden können.

Die Werkstücke können dabei beispielsweise Kolben mit gabelartigen Aufnahmen für den Kolbenbolzen sein, die beispielsweise aus Aluminiumdruckguß gefertigt sein können, oder die vorzugsweise aus Stahl oder anderem Metall geschmiedet sind. Der Kalibrier- und Lochvorgang soll dabei vorzugsweise in der Schmiedehitze von ca. 1050° bis 1100° Celsius erfolgen. Ziel der Erfindung ist es, ein solches Werkzeug zur Verfügung zu stellen, welches das Kalibrieren und Lochen kostengünstig und schnell realisierbar macht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Werkzeug aus zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Teilwerkzeugen besteht, nämlich einem Aufnahmewerkzeug, auf welches das Werkstück mit dem Boden und von der Aufnahme abragenden Wandungsteilen aufgelegt ist, und einem Kalibrierwerkzeug, welches in Richtung auf das Aufnahmewerkzeug und von diesem weg verstellbar ist und ein in Schließlage die Wandungsteile des Werkstückes außen umgreifendes erstes Teil sowie ein zwischen die Wandungsteile eingreifendes zweites Teil aufweist, daß das erste Teil zwei koaxial verstellbare Locher aufweist, mittels derer alternativ eines der Wandungsteile in Schließlage lochbar ist, wobei das zweite Teil eine Ausnehmung zur Aufnahme eines ausgestoßenen Lochbutzens aufweist, daß das zweite Teil bei in Schließlage befindlichem Kalibrierwerkzeug relativ zum ersten Teil in eine Öffnungslage verfahrbar ist, in welcher die den Lochbutzen aufnehmende Ausnehmung in der Öffnungslage in Flucht zu einem am ersten Teil querverstellbar gehalterten Ausstoßer ausgerichtet ist, und neben dem zweiten Teil im ersten Teil ein Freiraum mit nach außen wegführender Auswurföffnung ausgebildet ist, in den der Lochbutzen durch den Ausstoßer verschiebbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist es schnell und einfach möglich, entsprechende Werkstücke zu kalibrieren und zu lochen. Dazu wird das Werkstück zunächst lagerichtig auf das Aufnahmewerkzeug auf­ gelegt, beispielsweise ein Kolben mit dem Kolbenboden und nach oben-zu dem anderen Werkzeugteil abragenden Wandungsteilen, die gelocht werden sollen, beispiels­ weise gabelartigen Vorsprüngen. Aufgrund des geringen Abstandes dieser Wandungsteile voneinander, beziehungsweise der gabelartigen Vorsprünge voneinander, ist es nicht möglich, die Lochungen in der Weise vorzunehmen, daß der ausgestoßene Butzen nach innen gestoßen wird, da der Aufnahmeraum zwischen den Wandungsteilen beziehungsweise Gabeln sehr eng ist, so daß ein in diesem Raum ausgestoßener Lochbutzen oder dergleichen verklemmen kann und das Ausstoßen von zwei Lochbutzen gleichzeitig in diesen Innenraum nicht möglich ist.

Für den Kalibriervorgang wird das Kalibrierwerkzeug in Richtung auf das Aufnahmewerkzeug bewegt und gegen dieses angepreßt, wobei durch die Wandungsteile, die das Werkzeug außen umgreifen, sowie das Teil, welches zwischen die Wandungsteile greift, die Warm­ kalibrierung erfolgt. Die Kalibrierung erfolgt dabei nicht auf Fertigmaß, sondern die entsprechenden Werkstücke werden nachträglich mechanisch bearbeitet und auf Fertigmaß fertiggestellt.

Sobald der Kalibriervorgang beendet ist, werden die quer zur Verstellrichtung des Kalibrierwerkzeuges verstellbaren Locher alternativ verschoben, so daß zunächst das eine Wandungsteil des Werkstückes gelocht wird, und der ausgestoßene Lochbutzen in die Ausnehmung des zweiten Teiles des Kalibrierwerkzeuges hineingestoßen wird. Nachfolgend wird dann das zweite Teil bei in Schließlage befindlichem Kalibrierwerkzeug relativ zum ersten Teil des Kalibrierwerkzeuges in eine Öffnungslage verfahren, in welcher die den Loch­ butzen aufnehmende Ausnehmung in Flucht zu einer am ersten Teil querverstellbar gehalterten Ausstoßer aus­ gerichtet ist. Neben dem zweiten Teil ist im ersten Teil ein Freiraum mit nach außen wegführender Auswurf­ öffnung ausgebildet. Der Lochbutzen wird durch den Ausstoßer in diesen Freiraum überführt und kann dann bei geeigneter Ausbildung des Freiraumes nach außen abrollen oder herausrutschen. Das zweite Teil führt dann wieder in das erste Teil ein und in die Schließlage überführt. Anschließend wird mit dem zweiten Locher im zweiten Wandungsteil der entsprechende Lochvorgang durchgeführt und der Lochbutzen in die Ausnehmung des zweiten Teils ausgestoßen. Durch Zurückziehen des zweiten Teiles wird dann der zweite Teil mit dem ausgestoßenen Lochbutzen in das Niveau des Ausstoßers überführt, mittels dessen dann der Lochbutzen aus dem zweiten Teil ausgestoßen werden kann. Der Lochbutzen rollt oder gleitet dann aus der Auswurföffnung heraus.

Nachfolgend kann das Kalibrierwerkzeug insgesamt in die Öffnungslage überführt werden. Das Werkstück kann dann entnommen werden und ein neues Werkstück zur Warmkalibrierung und Warmlochung eingelegt werden.

Im Stand der Technik sind Lochwerkzeuge in vertikaler und horizontaler Ausführung bekannt, wobei aber der Lochbutzen frei abgeführt werden muß. Beim Lochen von gabelförmigen Teilen muß der Gegendruck der Schnittkräfte beim Lochvorgang durch einen Lochadapter, beziehungsweise durch eine Aufnahme zum Lochen aufgenommen werden. Um den Lochbutzen abzuführen, werden die Lochaufnahmen üblicherweise hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum größer als die Abmessungen des Lochbutzens sein muß, damit der Lochbutzen problemlos aus dem Lochadapter herausfällt. Der Lochadapter muß dabei fertigungsbedingt immer im Unterteil angeordnet werden, damit der Lochbutzen durch die hohle Öffnung herausfallen kann. Diese bekannten Verfahren sind problematisch, wenn die Innenform zwischen den Gabeln gleich oder nur geringfügig größer als die zu lochende Wandstärke ist. Eine Hohlraumausführung ist dann nicht mehr möglich, da der Lochadapter aufgrund zu geringer Wandstärken die Gegenkraft zum Lochen nicht mehr auf­ nehmen kann. Ein Lochen unter solchen Bedingungen ist dann nicht mehr möglich. Hinzu kommt durch die fertigungsbedingte Verweildauer des Werkstückes auf dem Lochadapter eine thermisch hohe Belastung derselben. Das führt insbesondere bei zu dünnen Wand­ stärken zum Festigkeitsverlust des Lochadapters und infolge zu Deformierungen beziehungsweise Maß­ veränderungen. Ein Kalibrieren der Gabelinnenform ist somit nicht möglich.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, wobei durch das zweite Teil ein formstabiles Element zum Erzeugen des Gegendruckes zur Verfügung gestellt ist, so daß die oben geschilderten Nachteile überwunden werden und ein präzises Werkstück erzielt wird.

Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, daß zwei koaxial ausgerichtete und einander gegenüber angeordnete Aus­ stoßer angeordnet sind, mittels derer alternativ der ausgestoßene Lochbutzen in eine von zwei Aus­ wurföffnungen einschiebbar ist, die beidseits neben dem zweiten Teil angeordnet sind.

Zudem kann vorgesehen sein, daß das erste und zweite Teil durch ineinander liegende, koaxial ausgerichtete Hydraulikzylinder verstellbar ist.

Auch kann vorgesehen sein, daß die Locher und die Ausstoßer mit Hydraulikzylindern als Stellorganen gekoppelt sind.

Bevorzugt ist zudem, daß am Aufnahmewerkzeug die dem Werkstück entsprechend geformte Aufnahme lösbar gehaltert ist.

Zudem ist bevorzugt, daß das erste und/oder zweite Teil des Kalibrierwerkzeuges ein dem Werkstück entsprechendes auswechselbar gehaltertes Formteil aufweist.

Durch die Erfindung wird ein Werkzeug zum Warm­ kalibrieren und zum Warmlochen zur Verfügung gestellt, bei dem das Schmiedeteil in einer entsprechenden Gegenform allseitig gehalten wird. Der Lochadapter (das zweite Teil des Kalibrierwerkzeuges) kann gleichzeitig mit dem Schließen der Gegenform oder nach dem Schließen der Gegenform in die entsprechende Loch- und Kalibrieraufnahme einfahren. Der Lochbutzen bleibt nach dem Lochvorgang in dem Lochadapter (zweites Teil der Kalibriervorrichtung) und selbst durch die Veränderung der Position des Lochadapters und Betätigung des Ausstoßers aus dem Lochadapter ausgestoßen. Es ist damit möglich, gabelförmige Teile zu lochen, deren zu lochende Wandstärke gleich oder nur geringfügig kleiner als das Gabelinnenmaß zwischen den Gabeln ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Öffnungsposition;

Fig. 2 desgleichen in der Schließlage;

Fig. 3 desgleichen in einer ersten Lochungsposition;

Fig. 4 desgleichen in der Auswurfposition;

Fig. 5 die Ausbildung gemäß Fig. 4 in Seitenansicht.

Sämtliche Zeichnungsfiguren sind im Schnitt gezeigt.

In Fig. 1 ist ein Werkzeug zum Warmlochen und Warm­ kalibrieren gezeigt. Das Werkstück 1 ist beispiels­ weise ein Pendelschaftkolben mit einem in geeigneter Weise geformten Kolbenboden und gabelförmigen Teilen, die gelocht werden müssen, um den Kolbenbolzen zu haltern. Das Werkzeug besteht aus zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Teilwerkzeugen, nämlich einem Aufnahmewerkzeug 2, auf welches das Werkstück 1 mit dem Boden und den von der Aufnahme ab ragenden Wandungsteilen (Gabeln) aufgelegt ist und einem Kalibrierwerkzeug, welches in Richtung auf das Aufnahmewerkzeug 2 und von diesem weg verstellbar ist. Letzteres weist ein in Schließlage die Wandungsteile des Werkstückes 1 außen umgreifendes erstes Teil 4 und ein zwischen die Wandungsteile eingreifendes zweites Teil 3 auf. Das Teil 3 stellt quasi den Loch- und Kalibrieradapter dar, während das Teil 4 die Loch- und Kalibrieraufnahme ist. Die Teile 3, 4 sind in einem Grundhalter 5 des Kalibrierwerkzeuges angeordnet.

Das erste Teil 4, 5 weist zwei koaxial zueinander verstellbare Locher 6 auf, mittels derer alternativ eines der Wandungsteile des Werkstückes 1 in Schließ­ lage lochbar ist. Die Teile 4 und 5 weisen dazu entsprechende Durchgriffe für das Lochwerkzeug des Lochers 6 auf. Das zweite Teil 3 weist eine Ausnehmung zur Aufnahme eines ausgestoßenen Lochbutzens 10 auf. Die Locher 6 sind in der Zeichnung links und rechts mit Hydraulikzylindern gekoppelt. Das zweite Teil 3 ist bei in Schließlage befindlichen Kalibrierwerkzeug relativ zum ersten Teil in eine Öffnungslage verfahrbar, in welcher die den Lochbutzen 10 aufnehmende Ausnehmung in der Öffnungslage in Flucht zu einem am ersten Teil 4 beziehungsweise 5 gehalterten Ausstoßer 7 ausgerichtet ist. Dabei ist neben dem zweiten Teil 3 im ersten Teil 4 beziehungs­ weise 5 ein Freiraum 11 mit nach außen wegführender Auswurföffnung ausgebildet, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist. In diesen Bereich ist der Loch­ butzen 10 durch den Ausstoßer 7 verschiebbar. Die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen beiden Ausstoßer 7 sind jeweils wieder mittels Hydraulikzylindern betätigbar. Das Kalibrierwerkzeug ist mittels Hydraulikzylindern 8 und 9 in Zeichnungsfigur 1 von oben nach unten beziehungsweise von unten nach oben verschiebbar, wobei der Hydraulikzylinder 8 von dem Hydraulik­ zylinder 8 zentral durchgriffen ist. Mit dem äußeren hydraulischen Zylinder wird das Teil 5, 4 verschoben, während mit dem inneren Hydraulikzylinder 9 das zweite Teil 3 relativ zum ersten Teil verschiebbar ist.

Die Fig. 1 zeigt das Werkzeug in auseinander­ gefahrenen Zustand. Dem gegenüber zeigt die Fig. 2 das Werkzeug im zusammengefahrenen Zustand, wobei durch den hydraulischen Zylinder 8 der Grundhalter 5 mit dem Werkzeugteil 4 auf die Aufnahme 2 auffährt. Gleichzeitig wird durch den inneren hydraulischen Zylinder 9 das zweite Teil 3 (Loch- und Kalibrier­ adapter) in die Gabelform des Werkstückes 1 einge­ fahren.

In Fig. 3 ist das Werkzeug in zusammengefahrenen Zustand gezeigt, wobei der äußere und innere hydraulische- Zylinder 8, 9 mit Druck beaufschlagt ist und mit dem linken hydraulischen Druckzylinder und dem damit gekoppelten Locher 6 das Werkstück gelocht wird. Der Lochbutzen 10 wird in das innere des zweiten Werk­ zeugteiles 3 verschoben und verbleibt dort.

In Fig. 4 ist das Werkzeug in zusammengefahrenen Zustand gezeigt, wobei der äußere hydraulische Zylinder 8 mit Druck beaufschlagt ist und der innere Zylinder 9 soweit zurückgefahren ist, daß einer der Ausstoßer 7 den Lochbutzen 10 aus dem Freiraum des Teiles 3 herausdrücken kann. Der Lochbutzen fällt dann, wie insbesondere in Fig. 5 gezeigt, durch die Ausnehmung 11 nach außen.

Der Ablauf wird fortgeführt, indem das Teil 3 wiederum in das geschlossene Werkzeug einführt, der andere Locher 6 die zweite Seite des Werkstückes 1 auslocht, der Lochadapter (Teil 3) in die Positionen des Ausstoßes zurückfährt und der zweite Lochbutzen 10 aus dem Lochadapter (Teil 3) herausgedrückt wird. Der Ablauf ist dann beendet, wenn der äußere Druckzylinder 8 ebenfalls in die Ausgangsposition gemäß Fig. 1 zurückfährt.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (6)

1. Werkzeug zum Warmkalibrieren und Warmlochen von Werkstücken, wobei das Werkstück ein Bodenteil und von diesem gleichgerichtet axial abragende Wandungsteile aufweist, die mit Querlochungen zu versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Teilwerkzeugen besteht, nämlich einem Aufnahmewerkzeug (2), auf welches das Werkstück (1) mit dem Boden und von der Aufnahme abragenden Wandungsteilen aufgelegt ist, und einem Kalibrierwerkzeug, welches in Richtung auf das Aufnahmewerkzeug (2) und von diesem weg verstellbar ist und ein in Schließlage die Wandungsteile des Werkstückes (1) außen umgreifendes erstes Teil (4) sowie ein zwischen die Wandungsteile eingreifendes zweites Teil (3) aufweist,
daß das erste Teil (4) zwei koaxial verstellbare Locher (6) aufweist, mittels derer alternativ eines der Wandungsteile in Schließlage lochbar ist, wobei das zweite Teil (3) eine Ausnehmung zur Aufnahme eines ausgestoßenen Lochbutzens (10) aufweist, daß das zweite Teil (3) bei in Schließlage befind­ lichem Kalibrierwerkzeug relativ zum ersten Teil (4) in eine Öffnungslage verfahrbar ist, in welcher die den Lochbutzen (10) aufnehmende Ausnehmung in der Öffnungslage in Flucht zu einem am ersten Teil querverstellbar gehalterten Ausstoßer (7) ausgerichtet ist und neben dem zweiten Teil (3) im ersten Teil (4) ein Freiraum mit nach außen wegführender Auswurföffnung (11) ausgebildet ist, in den der Lochbutzen (10) durch den Ausstoßer (7) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei koaxial ausgerichtete und einander gegenüber angeordnete Ausstoßer (7) angeordnet sind, mittels derer alternativ der ausgestoßene Lochbutzen (10) in eine von zwei Auswurföffnungen (11) einschiebbar ist, die beidseits neben dem zweiten Teil (3) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Teil (4, 3) durch ineinander liegende, koaxial ausgerichtete Hydraulikzylinder (8, 9) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Locher (6) und die Ausstoßer (7) mit Hydraulikzylindern als Stellorganen gekoppelt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmewerkzeug (2) die dem Werkstück (1) entsprechend geformte Aufnahme lösbar gehaltert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Teil (4, 3) des Kalibrierwerkzeuges ein dem Werkstück (1) entsprechendes auswechselbar gehaltertes Formteil aufweist.