DE3025747C2

DE3025747C2 - Cooling device for the die of a hot flow pressing tool

Info

Publication number: DE3025747C2
Application number: DE19803025747
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ing.(grad.) 8630 Coburg Herrmann
Original assignee: Langenstein & Schemann 8630 Coburg GmbH; Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1985-11-14
Also published as: DE3025747A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Errichtung zum Kühlen der Matrize eines WarmftießpreBwerkzeuges mit einem zur Matrizenachse fluchtenden, a':s dem Matrizenboden in Führungsbüchsen hochschiebbarem Auswerfer samt Kopf und mit einem im Bereich des Auswerferkopfes angeordneten Kranz von Düsenbohrungen, die radial gerichtet und bezogen auf die Matrizenachse geneigt sind, wobei das Kühlmittel über eine Zuführbohrung den Düsenbohrungen zuführbar ist und über am Umfang des Auswerfers vorgesehene Austrittskanäle ableitbar ist.The invention relates to a device for cooling the die of a hot-stamping die with a a ': s aligned with the die axis to the die base Ejector including head that can be pushed up in guide bushes and one in the area of the ejector head arranged ring of nozzle bores, which are directed radially and inclined relative to the die axis are, wherein the coolant can be supplied to the nozzle bores via a supply bore and via am Circumference of the ejector provided outlet channels can be derived.

Werkzeuge für das Warmfließpressen unterliegen, bedingt dur^h die langen Druckberührzeiten, einer extrem hohen thermischen Belastung. Um dieser entgegenzuwirken, ist es bekannt (DE-OS 27 00 475), eine direkte Kühlung der eingangsgenannten Art anzuwenden, bei der die Zuführbohrung in der Matrize vorgesehen ist, die geneigten Düsenbohrungen in Ausstoßrichtung des Auswerfers geneigt in der Matrize vorgesehen sind, die Düsenöffnungen von Nuten am Kopf des Auswerfers gebildet sind und die Austrittskanäle im Mantel des Kopfes des Auswerfers vorgesehen sind. Diese Kühleinrichtung kann nur wirken, wenn der Auswerfer nach oben gefahren ist. Das Kühlmittel kann über die Austrittskanäle nur abfließen, wenn der Auswerfer zurückgefahren ist.Tools for hot extrusion are subject to extreme conditions due to the long pressure contact times high thermal load. To counteract this, it is known (DE-OS 27 00 475), a direct one Use cooling of the type mentioned above, in which the feed bore is provided in the die the inclined nozzle bores are inclined in the ejection direction of the ejector in the die, the nozzle openings are formed by grooves on the head of the ejector and the outlet channels in the jacket of the Head of the ejector are provided. This cooling device can only work if the ejector is after went upstairs. The coolant can only flow out through the outlet channels when the ejector is retracted is.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die direkte Kühlung der Matrize kurzfristig nach Abschluß des Umformvorganges und nicht erst nach Abschluß des Aushebevorganges einsetzen kann. Die Erfindung sieht, diese Aufgabe lösend, eine Kühleinrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zuführbohrung im Auswerfer vorgesehen ist, daß die Düsenöffnungen bildenden Düsenbohrungen im Kopf entgegen der Auswerferrichtung des Auswerfers gerichtet sind und daß die Austrittskanäle in der Wandung der FührungsbüchThe object of the invention is therefore to provide a cooling device of the type mentioned, in which the Direct cooling of the die shortly after the end of the forming process and not just after it has been completed of the lifting process can begin. In order to achieve this object, the invention provides a cooling device, which is characterized in that the feed bore is provided in the ejector, that the nozzle openings forming nozzle bores in the head are directed against the ejector direction of the ejector and that the outlet channels in the wall of the guide book

sen des Auswerfers vorgesehen sind.sen of the ejector are provided.

Bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung ist die Zuführung des Kühlmittels zu den Düsenöffnungen während des Aushebens möglich und unabhängig von einer bestimmten Position des Auswerfers relativ zu der Matrize, da die Zuführbohrung im Auswerfer und die geneigten Düsenbohrungen im Auswerfer-Kopf vorgesehen sind. Da die Düsenbohrungen entgegen der Auswerfrichtung gerichtet sind, ist dafür gesorgt, daß das Kühlmittel während des Aushebens möglichst wenig das Werkstück kühlt Das Kühlmittel kann während des Aushebevorganges und auch danach über die Austrittskanäle in der Wandung der Führungsbüchsen abfließen, so daß es sich nicht zwischen Auswerfer und Matrize unterhalb des Werkstückes stauen kann und die Gefahr besteht, daß das Werkstück nach oben von dem Kühlmittel herausgedrückt wird.In the case of the cooling device according to the invention, the coolant is supplied to the nozzle openings possible during excavation and regardless of a specific position of the ejector relative to the Die, as the feed hole is provided in the ejector and the inclined nozzle holes are provided in the ejector head are. Since the nozzle bores are directed against the ejection direction, it is ensured that the Coolant cools the workpiece as little as possible during excavation During the lifting process and also afterwards through the outlet channels in the wall of the guide bushes, so that it cannot jam between the ejector and die underneath the workpiece and the danger consists in that the workpiece is pushed upward by the coolant.

Durch die schräge Anordnung der Düsenbohrungen ist die Abfuhr des aus den Düsenöffnungen austretenden Kühlmittels verbessert Die Abfuhr des Kühlmittels erioigt besonders einfach zum unteren Ende des Auswerfers hin entlang der Wandung der Führungsbüchse. Die rings um den Kopf verteilten Düsenöffnungen gestalten eine gleichmäßige Verteilung des zugeführten Kühlmittels auf die zu kühlende Wandung der Matrize.The inclined arrangement of the nozzle bores is used to remove any that emerges from the nozzle openings Improved coolant The coolant can be easily removed to the lower end of the ejector along the wall of the guide bush. Make the nozzle openings distributed around the head an even distribution of the supplied coolant on the die wall to be cooled.

Die Erfindung ist hier anhand eines Warmfließpreßwerkzeuges beschrieben, da sie an diesem bevorzugt anwendbar ist Aus diesem Werkzeug muß nämlich ein langes Werkstück langsam ausgehoben werden. Die damit verbundene lange Aushubzeit und lange Druckberührzeit machen eine rasche Kühlung besonders wichtig. Die Erfindung erfaßt aber auch alle Warmumformungswerkzeuge, die mit einem Auswerfer versehen sind und der Kühlung bedürfen. So läßt sich die Erfindung z. B. auch an Gesenken zum Schmieden anwenden.The invention is described here with reference to a hot extrusion tool, since it is preferred on this is applicable A long workpiece must be slowly excavated from this tool. The one with it The associated long excavation time and long pressure contact time make rapid cooling particularly important. However, the invention also covers all hot forming tools which are provided with an ejector and require cooling. So the invention z. B. can also be used on dies for forging.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wennIt is particularly useful and advantageous if

der Kopf des Auswerfers sich in dem von der Matrize abgewandten Bereich durch einen Absatz verjüngt undthe head of the ejector tapers in the area facing away from the die by a shoulder and

die Düsenöffnungen im Bereich des Absatzes vorgesehen sind. Diese Ausbildung gestattet eine besonders günstige Versprühung des Kühlmittels, Wirkung des Kühlmittels an der Matrize und Ableitung des versprühten Kühlmittels.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigtthe nozzle openings are provided in the area of the paragraph. This design allows a particularly favorable spraying of the coolant, effect of the coolant on the die and discharge of the sprayed coolant.
In the drawing, a preferred embodiment of the invention is shown and shows

F i g. 1 schematisch eine Ansicht mit Aufbrüchen einer Kühleinrichtung der Matrize eines Warmfließpreßwerkzeuges,
F i g. 2 in einem gegenüber F i g. 1 vergrößertenF i g. 1 schematically shows a view with openings of a cooling device of the die of a hot extrusion tool,
F i g. 2 in one opposite FIG. 1 enlarged

so Maßstab einen Schnitt durch einen oberen Teil der Kühleinrichtung gemäß F i g. 1 undso scale a section through an upper part of the cooling device according to FIG. 1 and

F i g. 3 in einem gegenüber F i g. 1 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch einen unteren Teil der Kühleinrichtung gemäß F i g. 1.F i g. 3 in one opposite FIG. 1 enlarged scale a section through a lower part of the Cooling device according to FIG. 1.

Gemäß F i g. 1 umfaßt eine Umformmaschine ein Pressengestell 1, in dem oben ein Stößel 2 auf und abbewegbar ist, der einen Fließpreßstempel 3 trägt. Unten ist in das Pressengestell 1 eine Werkzeughalteplatte 4 eingebaut, die eine Matrize 5 trägt. Unten in der Matrize 5 befindet sich ein Kopf 6 eines stabartigen Auswerfers 7, der nach unten durch die Werkzeughalteplatte 4 hindurch in eine Höhlung 8 ragt und dort über eine Mitnehmerplatte 9 an einer Auswerferplatte 10 befestigt ist. Die Auswerferplatte 10 ist in der Höhlung 8 geführt auf und abbewegbar und zwar mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung, von der nur eine an der Auswerferplatte angreifende Kolbenstange 11 gezeigt ist.
Ein Anschluß 12 für Kühlwasser und ein Anschluß 13According to FIG. 1, a forming machine comprises a press frame 1 in which a ram 2, which carries an extrusion ram 3, can be moved up and down at the top. At the bottom of the press frame 1, a tool holding plate 4 is installed, which carries a die 5. At the bottom of the die 5 there is a head 6 of a rod-like ejector 7, which protrudes downward through the tool holding plate 4 into a cavity 8 and is fastened there to an ejector plate 10 via a driver plate 9. The ejector plate 10 is guided up and down in the cavity 8 by means of a piston-cylinder device, of which only one piston rod 11 engaging the ejector plate is shown.
A connection 12 for cooling water and a connection 13

für Druckluft sind je über ein Elektromagnetventil 14 mit einem Mischventil 15 verbunden, das an der Auswerferplatte 10 befestigt ist Die Verbindung erfolgt über flexible Schlauchleitungen 16, damit sich das Mischventil mit der Auswerferplatte 10 auf und abbewegen kann. Gemäß F i g. 3 verläuft eine bohrungsartige Leitung 17 in der Auswerferplatte 10 von dem Mischventil unter den Auswerfer 7. Dort schließt sich eine im Auswerfer 7 axial verlaufende Zuführbohrung 18 an.for compressed air are each connected via a solenoid valve 14 to a mixing valve 15 on the ejector plate 10 is attached The connection is made via flexible hose lines 16 so that the Mixing valve with the ejector plate 10 can move up and down. According to FIG. 3 runs a bore-like Line 17 in the ejector plate 10 from the mixing valve under the ejector 7. There closes an im Ejector 7 axially extending feed bore 18 on.

Gemäß F i g. 2 ist der Auswerfer 7 mit der axialen ;o Zuführbohrung 18 in der Werkzeughalteplatte 4 in einer Fükrungsbüchse 19 und unter der Matrize 5 in einer Führungsbüchse 20 gleitbar gelagert. Ein Werkzeug 21, das die Matrize 5 aufnimmt, nimmt auch die obere Führungsbüchse 20 auf und ist über Laschen 22 an die Werkzeughalteplatte 4 geschraubt In der Matrize 5 befindet sich gemäß F i g. 2 ein fertig fließgepreßtes Werkstück 23, unter dem sich der Auswerfer-Kopf 6 befindet. Der Kopf 6 ist im Durchmesser merklich größer als der übrige stabförmige Auswerfer 7 und verjüngt sich zu dem übrigen Auswerfer hin über einen schräg einspringenden Absatz 23, der auf der Führungsb';chse 20 aufsitzt. Der Absatz 23 geht nach unten hin in eine umlaufende Kehle 24 über, an die sich eine kurze Verdickung anschließt die in der Führungsbüchse 20 geführt ist An die Verdickung schließt sich eine, in Achsrichtung gesehen, breite Rinne an, an die sich eine längliche Verdikkung anschließt die in der unteren Führungsbüchse 19 geführt ist und, wenn der Auswerfer 7 hochfährt, auch in der oberen Führungsbüchse 20 geführt istAccording to FIG. 2 is the ejector 7 with the axial; o Feed hole 18 in the tool holding plate 4 in a Fükrungsbüchse 19 and under the die 5 in a Guide bush 20 slidably mounted. A tool 21 that receives the die 5 also takes the upper guide sleeve 20 and is screwed to the tool holding plate 4 via tabs 22. Located in the die 5 according to FIG. 2 a finished extruded workpiece 23, under which the ejector head 6 is located. The head 6 is noticeably larger in diameter than the rest of the rod-shaped ejector 7 and tapers the rest of the ejector via an obliquely re-entrant Paragraph 23, which rests on the guide bush 20. The paragraph 23 goes down into a circumferential Throat 24, which is followed by a short thickening that is guided in the guide sleeve 20 the thickening is followed by a broad channel, seen in the axial direction, to which an elongated thickening is formed which is guided in the lower guide bushing 19 and, when the ejector 7 starts up, also in the upper guide bush 20 is guided

Die Zuführbohrung 18 führt hoch bis in den Kopf 6 und endet beachtlich oberhalb des Absatzes 23. Dort gehen von der Bohrung strahlenartig gerade Düsenbohrungen 25 schräg abwärts, die am Abschnitt 23 kurz vor der Kehle 24 Düsenöffnungen 26 bilden. Beide Führungsbüchsen 19. 20 sind mit je einem in Achsrichtung verlaufenden Austrittskanal 27 versehen. Somit kann das Kühlmittel, das aus den Düsenöffnungen 26 austritt, durch die Austrittskanäle 27 in den Bereich unter die Werkzeufehalteplatte 4 strömen, von wo es in nicht näher gezeigter Weise weitergeleitet wird.The feed bore 18 leads up into the head 6 and ends considerably above the shoulder 23 there straight jet bores 25 go obliquely downward from the bore, which are just before section 23 of the throat 24 form nozzle openings 26. Both guide bushes 19. 20 are each with one in the axial direction extending outlet channel 27 is provided. Thus, the coolant that emerges from the nozzle openings 26, flow through the outlet channels 27 into the area under the tool holding plate 4, from where it is no closer is forwarded as shown.

Wie F i g. 3 zeigt, mündet die Leitung 17 in einer Höhlung 28, die von der Mitnehmerplatte 9 gebildet ist, die gegenüber der Auswerferplatte 10 und dem Auswerfer 7 mittels Dichtring abgedichtet ist Das in der Höhlung 28 liegende Ende des Auswerfe/s 7 trägt einen im Durchmesser vergrößerten Mitnehmer 29. Somit besteht ein gepufferter Übergang der Kühlmittel-Leitung von der Auswerferplatte 10 zum Auswerfer 7. Dieser gepufferte, mit Spiel versehene Übergang ist wichtig, weil der Kopf 6 bei zurückgezogenem Auswerfer 7 im Werkzeug ein Widerlager findetLike F i g. 3 shows, the line 17 opens into a cavity 28 which is formed by the driver plate 9, the is sealed in relation to the ejector plate 10 and the ejector 7 by means of a sealing ring in the cavity 28 lying end of the ejector 7 carries a driver 29 with an enlarged diameter a buffered transition of the coolant line from the ejector plate 10 to the ejector 7. This Buffered transition with clearance is important because the head 6 is in the retracted ejector 7 Tool finds an abutment

Nach dem Preßvorgang hebt der stabförmige Auswerfer mit dem als Sprühdüse ausgebildeten Kopf das Schmiedestück in der Matrize bzw. Form hoch und kühlt direkt die Matrizenwandung. Es wird also ohne Verzögerung die Temperaturspitze an der Matrizenwandung abgebaut und unmittelbar nach Abschluß des Preßvorganges direkt gekühlt Gegenüber einer verzögerten nachträglichen direkten Kühlung werden mit der vorliegenden Kühlung die Standzeiten der Matrizen auf das Drei- bis Vierfache erhöht. Die Matrizen müssen dabei auch nicht so stark vorgespannt bzw. eingeschrumpft werden wie bei einer indirekten Kühlung, da bei der direkten Kühlung Wärmespannungsrisse nicht auftreten.After the pressing process, the rod-shaped ejector with the head designed as a spray nozzle lifts the The forging rises up in the die or mold and directly cools the die wall. So it will be without Delay the temperature peak on the die wall and reduced immediately after the completion of the Direct cooling of the pressing process Compared to delayed subsequent direct cooling, the cooling, the service life of the dies is three to four times longer. The matrices must are not pretensioned or shrunk as much as in the case of indirect cooling, because thermal stress cracks do not occur during direct cooling.

Da der Auswerfer uje'r die Länge mit einer als Leitung für das Kühlfluidum dienenden Bohrung versehen ist entfällt eine gesonderte seitliche Zuleitung zu der Sprühdüse bzw. dem Auswerferkopf, die wegen der Beweglichkeit des Kopfes schwierig zu gestalten ist. Es ist denkbar, als Kühlfluidum Luft zu verwenden. Wird nur Wasser als Kühlflüssigkeit verwendet, dann ergibt sich ein relativ geringer Kühleffekt. Eine besonders wirksame Kühlung ergibt sich, weil mit Luft vermischtes Kühlwasser verwendet wird. Die Kühlung, d. h. das Versprühen des Kühlmittels wird in Abhängigkeit von der Pressen- und Auswerferbewegung gesteuert Da an dem der Sprühdüse fernen Ende der Leitung ein Mischventil für Luft und Wasser vorgesehen ist, wird das Kühlwasser in dem Mischventil durch Druckluft vernebelt und wird die Nebelmischung von Luft und Wasser durch die Leitung dem Sprühdüsen-Auswerf er- Kopf zugef üh rt.Since the ejector uj'r the length with a line a separate lateral feed line to the is provided for the cooling fluid serving hole Spray nozzle or the ejector head, which is difficult to design because of the mobility of the head. It is conceivable to use air as the cooling fluid. If only water is used as the cooling liquid, then this results a relatively small cooling effect. A particularly effective cooling results because cooling water mixed with air is used. The cooling, d. H. the spraying of the coolant is dependent on the press and ejector movement controlled. At the end of the line remote from the spray nozzle, there is a mixing valve for Air and water are provided, the cooling water in the mixing valve is atomized by compressed air and becomes the Mist mixture of air and water fed through the pipe to the spray nozzle ejector head.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for cooling the die of a hot extrusion tool with one facing the die axis aligned ejector that can be pushed up from the bottom of the die in guide bushes Head and with a ring of nozzle bores arranged in the area of the ejector head, the are directed radially and inclined in relation to the die axis, the cooling center! via a feed hole can be fed to the nozzle bores and via outlet channels provided on the circumference of the ejector can be derived, characterized in that that the feed bore (18) is provided in the ejector (7) that the nozzle openings (26) forming nozzle bores (5) in the head (6) directed against the ejection direction of the ejector (7) are and that the outlet channels (27) in the wall cer guide bushes (19, 20) of the ejector (7) are provided.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that that the head (6) of the ejector (7) is in the area facing away from the die tapered by a shoulder (23) and the nozzle openings (26) are provided in the region of the shoulder (23) are.