DE2253351B2

DE2253351B2 - Device for the magnetic deformation of tubular, metallic workpieces

Info

Publication number: DE2253351B2
Application number: DE2253351A
Authority: DE
Inventors: Christian Faramans Queyroix (Frankreich)
Original assignee: Aluminium Suisse S.A., Chippis (Schweiz)
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-10-17
Also published as: NL7214853A; DE2253351C3; CA1004728A; DK137169B; GB1383605A; BE790566A; JPS4857703A; DE2253351A1; NO136701C; FI57222C; DK137169C; FR2158293B1; NO136701B; SE398716B; IT969989B; FI57222B; FR2158293A1; US3810372A; CH544594A; NL149094B

Description

»5»5 und taub«.and deaf «.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetisehen Verformung von rohrförmigen, metallischen Werkstücken, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben istThe invention relates to a device for magnetically deforming tubular, metallic Workpieces as described in the preamble of claim 1

den (vgl· DT-AS 1 122 188). Diese iwairutcn haben je doch den Nachteil daß die Fugen in der Verbindungs ebene der beiden Formschalen der geschlossenen Matrize Spuren auf dem verformten Wertstück zurücklas sen, die auch bei einer sorgfältigen Ausführung der Ma trize nicht vollständig vermieden werden können. Wei terhin kann auch die Herausnahme des bearbeitete!· Werkstücks durch ein einfaches Aufklappen der beider· halbzylindrischen Formschalen sehr schwierig, wen: nicht sogar unmöglich werden, wenn die Matrize Ei: Pressungen oder Prägungen aufweist, die sich bis in dn-Nähe der Verbndungsebene zwischen den beider Schalen erstrecken. Es ist dann notwendig, die Matn zenschalen mehrteilig auszubilden, um sie radial vor dem verformten Werkstück abheben zu können. Eint solche Ausbildung erschwert naturgemäß die Herstei lung und Handhabung einer solchen mehrteiligen Ma trize erheblich und hinterläßt außerdem ebenfalls Spu ren an den Trennfugen der Matrizenteile. the (cf. DT-AS 1 122 188). These iwairutcn have the disadvantage, however, that the joints in the connecting plane of the two molded shells of the closed die leave traces on the deformed piece of value which cannot be completely avoided even with careful execution of the die. Furthermore, the removal of the machined workpiece can also be very difficult, if not impossible, by simply opening the two semi-cylindrical mold shells, if the die has impressions or embossings that extend as far as the connection plane between the two shells extend. It is then necessary to form the Matn zenschalen in several parts in order to be able to lift them off radially in front of the deformed workpiece. Such a training naturally complicates the manufacture and handling of such a multi-part Ma trize considerably and also leaves traces on the parting lines of the die parts.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der vor stehend erwähnten Nachteile und die Schaffung einer Möglichkeit, ein rohrförmiges, metallisches Werkstück durch magnetische Verformung zu bearbeiten, ohm daß irgendwelche Spuren oder Grate auf der Außenflä ehe des Werkstücks auftreten.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned before and to create one Possibility to machine a tubular, metallic workpiece by magnetic deformation, ohm that any traces or burrs occur on the outer surface before the workpiece.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gekennzeich net durch Merkmale, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführt sind.The solution to this problem is characterized according to the invention by a device of the type mentioned at the beginning net by features as listed in the characterizing part of claim 1.

Die elastisch verformbare Hülse ist einteilig ausgebildet und hinterläßt keine Nahtspuren. Sie zentriert das eingeführte Werkstück selbsttätig während des Formvorganges und gestattet durch die Möglichkeit einer Kühlung eine erheblich höhere Arbeitsgeschwindigkeit. Auf dem Gebiet der Magnetverformung ist zwar die Verwendung gummielastischer Werkstoffe als druckübertragende Kopplungsmittel (DT-AS 1 283 187) oder elastiche Treiber (DT-AS 1452 661) bekannt, welche für wiederholte Arbeitsgänge benutzt werden können und danach jeweils wieder unverformt in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren. Eine hydraulisch abgestützte, formgebende, d.h. mit Profilierungen zur Werkstückseite hin versehene, gummielastische Hülse nach der Erfindung kann jedoch hiervon nicht abgeleitet werden. The elastically deformable sleeve is made in one piece and leaves no seam marks. It centers the inserted workpiece automatically during the molding process and, thanks to the possibility of cooling, enables a considerably higher working speed. In the field of magnet deformation, the use of rubber-elastic materials as pressure-transmitting coupling means (DT-AS 1 283 187) or elastic drivers (DT-AS 1452 661) is known, which can be used for repeated operations and then returned to their original position without being deformed to return. A hydraulically supported, shaping, ie rubber-elastic sleeve according to the invention, that is provided with profiles on the workpiece side, cannot, however, be derived from this.

Zur Verstärkung der Hülse kann diese aus einem Fertigungsmaterial bestehen, welches durch Einbettungen versteift istTo reinforce the sleeve, it can consist of a manufacturing material that is stiffened by embedding

Die Hülse kann aber auch mit mehreren, an ihrer Außenwand anliegenden Verstärkungen versehen sein,The sleeve can also be provided with several reinforcements resting on its outer wall,

welche gleichmäßig um ihren Außenumfang verteilt sind und von herumgewickelten Schraubenfedern gehalten werden.which are evenly distributed around their outer circumference and are held in place by coiled coil springs.

Eine weitere Verst&rkungsmögljchkeit besteht darin, die Hülse mit einem längsgeschlitzten Stahlrohr zu umgeben.Another possibility for reinforcement is to to surround the sleeve with a longitudinally slotted steel tube.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Matrize dargestellt, wobei zeigtThe drawing shows, for example, embodiments of a die designed according to the invention shown, where shows

F i g. t einen Axtalschnitt, ,0F i g. t an ax cut,, 0

F i g. 2 einen Radtalschnitt einer ersten Ausführungsform undF i g. 2 shows a wheel valley section of a first embodiment and

F i g. 3 und 4 in gleicher Darstellung andere Ausführungsmöglichkeiten.F i g. 3 and 4 other design options in the same representation.

Nach der Darstellung in Fig.l besteht die erfindungsgemäB ausgebildete Matrize aus einem starren, zylindrischen Hohlkörper 1, welcher aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid, bestehen kann. Dieser Hohlkörper weist zwei kreisförmige öffnungen 2 und 3 auf, weiche gegenüberliegend angeordnet sind und in denen die Enden einer rohrförmigen Hülse 4 sitzen. Diese Hülse 4 besteht aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise einem Kautschuk mit einer SHORE-Härte A von 75 bis 80°. An ihrem Innenumfang ist diese Hülse mit dem zu übertragenden Formmuster 5 versehen, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispie! aus Ringnuten besteht. Die feste Verankerung der beiden Hülsenenden in dem Hohlkörper 1 erfolgt mittels zweier Ringe 6 und 7, welche mechanisch oder durch Magnetverformung aufgeweitet sind. Auf diese Weise erhält man einen festen und dichten Abschluß zwischen der Hülse 4 und dem Hohlkörper 1. According to the representation in Fig.l, the die designed according to the invention consists of a rigid, cylindrical hollow body 1, which can consist of metal or a suitable plastic, for example a polyamide. This hollow body has two circular openings 2 and 3, which are arranged opposite one another and in which the ends of a tubular sleeve 4 sit. This sleeve 4 consists of an elastically deformable material, for example a rubber with a SHORE hardness A of 75 to 80 °. On its inner circumference, this sleeve is provided with the shape pattern to be transferred 5, which in the illustrated Ausführungsbeispie! consists of annular grooves. The two sleeve ends are firmly anchored in the hollow body 1 by means of two rings 6 and 7, which are widened mechanically or by magnet deformation. In this way, a firm and tight seal is obtained between the sleeve 4 and the hollow body 1.

Durch diese Anordnung begrenzen die Hülse 4 und der zylindrische Mantel des Hohlkörpers 1 eine Ringkammer 8, welche hermetisch nach außen abgeschlossen ist. In diese Ringkammer 8 mündet ein Anschlußstutzen 9 zum Zuführen und Abziehen des hydraulischen Druckmittels, beispielsweise von Drucköl.As a result of this arrangement, the sleeve 4 and the cylindrical jacket of the hollow body 1 delimit an annular chamber 8, which is hermetically sealed to the outside. A connecting piece opens into this annular chamber 8 9 for supplying and withdrawing the hydraulic pressure medium, for example pressure oil.

Koaxial zu dem zylindrischen Hohlkörper 1 und der Hülse 4 ist eine Spule 10 zur Magnetverformung angeordnet, in welche sich nicht dargestellte Kondensatoren entladen.A coil 10 for magnet deformation is arranged coaxially to the cylindrical hollow body 1 and the sleeve 4, in which capacitors, not shown, discharge.

Das zu verformende Werkstück besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem rohrförmigen Metallbehälter 11, welcher axial in die Matrize zwischen die Spule 10 und die Hülse 4 eingeführt wird, wie es durch den Pfeil Fangedeutet ist.In the illustrated embodiment, the workpiece to be deformed consists of a tubular one Metal container 11 which is inserted axially into the die between the coil 10 and the sleeve 4, such as it is indicated by the arrow F.

Wenn sich der Behälter 11 in der Formmatrize befindet, wird Drucköl in die Ringkammer 8 eingeführt, wodurch sich die Hülse 4 mit ihrem Innenumfang gegen den Außenumfang des Behälters 11 anlegt, wie es mit 4' angedeutet ist. Hierauf wird der Entladungsstrom durch die Spule 11 geschickt, und der Behälter 11 verformt sich durch radiale Ausdehnung, indem er sich an das Reliefmuster 5 der Matrize anschmiegt. Sobald hierauf der Druck des Öls in der Ringkammer 8 herabgesetzt wird, nimmt die Hülse 4 wegen der Elastizität ihres Fertigungsmaterials wieder ihre ursprüngliche Ausgangsform an. Diese Ausdehnung der Hülse 4 hat zur Folge, daß ohne weiteres eine Trennung zwischen dem verformten Behälter und dem Reliefmuster der Matrize eintritt, so daß das verformte Werkstück leicht axial in Richtung des Pfeiles F' aus der Matrize gezogen werden kann. When the container 11 is in the mold, pressurized oil is introduced into the annular chamber 8, whereby the inner circumference of the sleeve 4 rests against the outer circumference of the container 11, as indicated by 4 '. The discharge current is then sent through the coil 11, and the container 11 is deformed by radial expansion in that it clings to the relief pattern 5 of the die. As soon as the pressure of the oil in the annular chamber 8 is then reduced, the sleeve 4 assumes its original shape again because of the elasticity of its manufacturing material. This expansion of the sleeve 4 has the consequence that a separation easily occurs between the deformed container and the relief pattern of the die, so that the deformed workpiece can easily be pulled axially out of the die in the direction of the arrow F '.

Im Falle von tiefen und sehr ausgeprägten Reliefmustern kann es vorkommen, daß ein Nachlassen des Druckes in dem R./igraum 8 nicht ausreicht, um dieIn the case of deep and very pronounced relief patterns, the Pressure in the R./igraum 8 is not sufficient to the MQUe 4 vollständig von dem verformten Werkstück zu lösen. Dann genügt es, in der Ringkammer 8 einen Unterdruck zu erzeugen, um die Hülse in eine leicht expandierte Form zu bringen, wie sie mit 4" angedeutet Ist Hierdurch erfolgt mit Sicherheit eine Lösung der Hülse von dem verformten Werkstück 11.MQUe 4 completely from the deformed workpiece to solve. Then it is sufficient to generate a negative pressure in the annular chamber 8 in order to bring the sleeve into a slightly expanded shape, as indicated by 4 " This will certainly provide a solution to the Sleeve from the deformed workpiece 11.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Matrize bietet gegenüber bekannten Ausführungen verschiedene Vorteile, die sich ohne weiteres aus der Zeichnung ergeben. So weist die Matrize keine Verbindungsnähte auf, die unvermeidlich Spuren auf dem bearbeiteten Werkstück hinterlassen würden. Die rasche und automatische Trennung zwischen der das Formmuster aufweisenden Hülse und dem bearbeiteten Werkstück erleichtert das Herausziehen des Werkstücks aus der Matrize beträchtlich. Während der Kompression der Matrizenhülse erfolgt automatisch eine Zentrierung des Werkstücks in bezug auf die Matrizenachse und die Spule, so daß eine vollständige und selbsttätige Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks in der Matrize eintritt Ferner ist die Handhabung der Matrize äußerst einfach, die Arbeitsgänge des Einsetzen·;, der Verformung und der Herausnahme des Werkstacks können leicht wenigstens teilweise automatisiert werden, und die Matrize läßt sich aus üblichen Bauteilen öhre besondere Maßnahmen herstellen. The die designed according to the invention offers various advantages over known designs, which are readily apparent from the drawing. In this way, the die has no connection seams that would inevitably leave traces on the machined workpiece. The rapid and automatic separation between the sleeve having the shape pattern and the machined workpiece makes it considerably easier to pull the workpiece out of the die. During the compression of the die sleeve, the workpiece is automatically centered in relation to the die axis and the coil, so that the workpiece to be machined is fully and automatically aligned in the die. , the deformation and the removal of the work stack can easily be at least partially automated, and the die can be produced from conventional components or special measures.

Weiterhin besteht der Vorteil, daß die Matrize mit dem Druckmittel gekühlt werden kann, so daß dadurch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erzielbar ist, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung der Matrize oder der Induktionsspule in Kauf genommen wirdFurthermore, there is the advantage that the die can be cooled with the pressure medium, so that thereby a higher operating speed can be achieved without the risk of destroying the die or the Induction coil is accepted

Während der plötzlichen starken Erregung der Spule 10 unterliegt die Hülse 4 einem heftigen mechanischen Stoß. Es kann daher zweckmäßig sein, die Hülse in geeigneter Weise zu verstärken, damit sie widerstandsfähiger gegen diese Stoßeinwirkungen ist Die F i g. 2, 3 und 4 zeigen Möglichkeiten für eine derartige Verstärkung oder Versteifung der Hülse.During the sudden strong excitation of the coil 10, the sleeve 4 is subject to a violent mechanical Push. It can therefore be useful to reinforce the sleeve in a suitable manner so that it is more resistant against these impacts is the Fig. 2, 3 and 4 show possibilities for such reinforcement or stiffening of the sleeve.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Hülse 4 von einer rohrförmigen Hülle aus Stahl 12 umgeben, welche längsgeschlhzt ist und eine gewisse radiale Elastizität aufweist.In the embodiment according to FIG. 2, the sleeve 4 is surrounded by a tubular casing made of steel 12, which is longitudinally cut and a certain radial elasticity having.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind vier längsgeteilte zylindrische Verstärkungselemente 14, 15, 16 und 17 vorgesehen, welche getrennt voneinander gleichmäßig um den Außenumfang der Hülse 4 verteilt sind. Gehalten werden diese Verstärkungselemente 14 bis 17 durch eine oder mehrere Schraubenfedern 18, welche um die Hülse gewickelt sind.In the embodiment according to FIG. 3 are four longitudinally divided cylindrical reinforcing elements 14, 15, 16 and 17 are provided, which are distributed uniformly around the outer circumference of the sleeve 4 separately from one another are. These reinforcement elements 14 to 17 are held by one or more helical springs 18, which are wrapped around the sleeve.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 besteht die Hülse 4 aus einem Fertigungsmaterial, welches durch eingebettete Metallfäden 19 verstärkt ist Diese Metallfäden können achsparallel oder auch schraubenförmig in der Wandung der Hülse 4 verlaufen.In the embodiment according to FIG. 4, the sleeve 4 consists of a manufacturing material which is reinforced by embedded metal threads 19. These metal threads can run parallel to the axis or else helically in the wall of the sleeve 4.

Bei einer Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 1 kann die Hülse 4 auch in ihre/ Ruhestellung die mit 4' eingezeichnete Lage einnehmen, d. h. ihre nach innen gewf'.bte Form haben. Um die Matrize zu öffnen, d. h. in die mit 4 oder 4" bezeichnete Form zu bringen, wird ein Unterdruck in der Ringkammer 8 erzeugt. In a modification of the embodiment according to FIG. 1, the sleeve 4 can also assume the position indicated by 4 'in its / rest position, ie it can have its inwardly curved shape. In order to open the die, that is to say to bring it into the shape marked 4 or 4 ″, a negative pressure is generated in the annular chamber 8.

Da die Matrize einen kompakten Körper ohne ange lenkte Teile bildet und sich die resultierenden Expansionskräfte im Prinzip aufheben, so daß keine nach außen wirkenden Kräfte auftreten, braucht die Matrize nicht notwendigerweise sehr fest auf ihrer Unterlage, d. h. am Maschinengestell, verankert zu werden, sondern sie kann auf einem beweglichen Arm montiert sein. Sie wird dann zusammen mit dem zu formenden Since the die forms a compact body without any articulated parts and the resulting expansion forces cancel each other out in principle, so that no outward forces occur, the die does not necessarily need to be anchored very firmly on its base, ie on the machine frame, but it can be mounted on a movable arm. It will then be molded along with the one to be molded

Werkstück über die Spule geschoben. Ir diesem Fall ist es auch möglich, auf die Hohlkörperöffnung 2 zu verzichten und nur die eine Hohlkörperöffnung 3 zum Einführen des Werkstücks und der Induktionsspule vorzusehen.Workpiece pushed over the bobbin. In this case it is It is also possible to dispense with the hollow body opening 2 and to provide only the one hollow body opening 3 for inserting the workpiece and the induction coil.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

reliefartiger Muster auf rohrförmigen.relief-like pattern on tubular.

Patentansprüche:Patent claims:

t. Device for the magnetic deformation of tubular, metallic workpieces consisting of a cylindrical form with an insertion opening for the cylindrical expansion coil and the workpiece to be arranged between the coil and the form, characterized by a rigid hollow body (1) with at least one opening (2,3) and an elastically deformable sleeve (4) in its interior, which carries on its inner circumference the shape pattern (5) to be transferred, formed by depressions and / or elevations, and both ends of which are firmly connected to the hollow body by either inserting an open end of the sleeve firmly into the introduction opening sits or both open sleeve ends each sit in an insertion opening of the hollow body, as well as with a hermetically sealed annular space (8) between tween the sleeve outer wall and the hollow body inner wall with a connecting piece (9) for introducing or discharging a pressure medium into or out of the Annular space (8) and / or for generating a Unterdru cks in this annulus.

2. Device according to claim 1, characterized in that that in the material of the sleeve (4) reinforcing elements (19), in particular metallic Wires that are embedded.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the metallic wires (19) are parallel run to the sleeve axis.

4. Vorriclu jng according to claim 2, characterized in that that the metallic wires run helically.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that distributed on the outer circumference of the sleeve (4) a plurality of reinforcing elements (14 to 17) bear against the at least one surrounding them Helical spring (18) are held.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the reinforcing elements (14 to 17) represent longitudinally divided cylinder sections.

7. The device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4), of one with one Longitudinal slot (13) provided steel tube (12) is surrounded.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow body (1) made of metal

9. Device according to one of claims 1 to, characterized in that the hollow body (1) made of plastic, in particular a polyamide.

10. Device according to one of claims t to 9, characterized in that the sleeve (4) from Made of rubber

11. The device according to claim 10, characterized in that the rubber has a SHORE hardness A of 75 to 80 ° .

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