DE3133150C2 - Elektrische Stauchvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die elektrische Stauchvorrichtung, insbesondere für zylindrische Werkstücke, weist eine erste Elektrode (Amboß-Elektrode), die an eine Endfläche des zu bearbeitenden Ausgangsmaterials stößt, eine zweite Elektrode, die mit einem anderen Teil des zu bearbeitenden Ausgangsmaterials in Kontakt steht, einen zwischen der Amboß-Elektrode und der zweiten Elektrode angeordneten Formstempel und eine wärmebeständige, die innere Oberfläche des Formstempels bedeckende elektrisch isolierende Schicht auf. Die Grundfläche des Formstempels wird durch die Amboß-Elektrode ausgebildet. Es wird ein Strom über die beiden Elektroden geführt und der gesamte zu bearbeitende Teil des Ausgangsmaterials durch Widerstandsheizung hinreichend erweicht, um das Formen eines Werkstücks zu ermöglichen. Das Endstück des geformten Werkstücks kann vollständig massiv ausgebildet sein. Als wärmebeständige Isolierschicht wird vorzugsweise Keramik verwendet.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die innere Oberfläche des Formstempels (3) mit einer wärmebeständigen elektrischen Isolierschicht (5) bedeckt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmebeständige elektrische Isolierschicht (5) aus Keramik besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Formstempels (3) konisch ist.

4. Verfahren zum Herstellen von Rohren mit massiven Endstücken durch elektrisches Stauchen eines zylindrischen Ausgangsmaterials mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Ausgangsmaterial (P) in den Formstempel (3) eingeführt wird, bis es mit der ersten Elektrode (1) in stumpfem Kontakt steht,

b) daß das Ausgangsmaterial (P) mit der zweiten Elektrode (2) in Kontakt gebracht und ein elektrischer Strom zwischen den beiden Elektroden (1) und (2) über das Ausgangsmaterial (P) geführt wird, das sich durch Widerstandsheizung erwärmt und erweicht wird, und

c) daß das erweichte Ausgangsmaterial (P) unter Druck verformt wird, bis es vollständig mit der Endfläche der ersten Elektrode (1) und der auf der inneren Oberfläche des Formstempels (3) aufgebrachten elektrischen Isolierschicht (5) in Kontakt steht und die Form eines Rohres mit massivem Endstück aufweist.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Stauchvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In elektrischen Stauchvorrichtungen ist üblicherweise ein Stempel oder Zieheisen vorgesehen, um das erweichte bzw. weichgeglühte Ausgangsmaterial in eine vorher bestimmte Form zu bringen. Da die innere Oberfläche des Stempels auf hohe Temperaturen erhitzt und ebenfalls einem hohen Formdruck ausgesetzt wird, muß der Stempel, wärme- und druckbeständig aufgebaut sein.

Bei Verwendung eines wärme- und druckbeständigen Ausgangsmaterials für die Stauchverformung muß beispielsweise eine wärmebeständige Büchse aus einer korrosionsverhütenden Nickel-Legierung vorgesehen sein. Dabei treten Probleme und Unannehmlichkeiten auf, wenn das Endstück des Ausgangsmaterials, insbesondere eines Rohres, nach dem Formen massiv ausgebildet sein solL

Aus der DE-OS 22 54 425 ist eine elektrische Stauchvorrichtung mit Ohm'scher Widerstandserwärmung des Werkstückes bekannt, die aus Amboß mit Amboßelektrode, Gesenkhalter mit in einer Aufnahmebüchse gehaltener Gesenkbüchse und Preßstempel besteht, wobei Amboß und Amboßelektrode fest miteinander verbunden und relativ zum Gesenkhalter bewegbar sind. Das zu stauchende Werkstück wird einerseits über die Amboßelektrode und andererseits über eine Klemmelektrode in den Stromkreis einer Beheizungseinrichtung eingeschaltet, der über Amboßelektrode, Amboß, Werkstück und Klemmelektrode ohne Beaufschlagung des Gesenkhalters geschlossen ist

Aus der DE-AS 10 39 342 ist eine elektrische Stauchvorrichtung bekannt deren metallische Gesenkbüchse gegenüber den beiden Elektroden elektrisch isoliert aber selbst kein Isolator ist Bei dieser Stauchvorrichtung fließt deshalb ein Teil des Stroms über die Gesenkbüchse, wobei die von der Gesenkbüchse aufgenommene Wärme durch ein Kühlmittel abgeleitet werden soll. Das Stauchgut wird gemäß der DE-AS 10 39 342 nach Erzeugung des Stauchprofils bei rückläufig bewegter Amboßelektrode nicht durch die Gesenkbüchse umfaßt, um eine rasche Abkühlung des Stauchgutes zu verhindem. Dadurch ergeben sich jedoch gewisse Toleranzen des Stauchgutes, und es lassen sich beispielsweise keine Rohre mit massiven Endstücken durch Stauchung herstellen.
Wenn ein in der vorstehend erläuterten Weise gestauchtes Rohr beispielsweise als Welle für die Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird und ein Verbindungsstück, beispielsweise über eine Keilwellenverbindung, auf sein äußeres Endstück aufgepaßt wird, kann die Kraftübertragungswelle einer auf sie ausgeübten Belastung nicht standhalten, weil die Welle innerhalb ihres Endstückes einen Hohlraum enthält und deshalb nicht die erforderliche mechanische Stabilität aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Stauchvorrichtung zu schaffen, mit der eine vollständige Verformung des zu bearbeitenden Ausgangsmaterials ermöglicht wird und insbesondere Rohre mit massiven Endstücken herstellbar sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer herkömmlichen elektrischen Stauchvorrichtung im Längsschnitt,

F i g. 2 ebenfalls eine Seitenansicht der Stauchvorrichtung im Längsschnitt während der Stauchung,

F i g. 3 eine weitere Seitenansicht der Stauchvorrichtung im Längsschnitt bei Beendigung der Formgebung, F i g. 4 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Stauchvorrichtung im Längsschnitt,

F i g. 5 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Stauchvorrichtung im Längsschnitt während der Formgebung,

F i g. 6 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Stauchvorrichtung im Längsschnitt bei Beendigung der Formgebung, und
F i g. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausfüh-

mngsform der erfindungsgemäßen Stauchvorrichtung im Längsschnitt bei Beendigung der Formgebung.

Fig. 1 zeigt eine elektrische Stauchvorrichtung mit einer ersten Elektrode (Amboß-Elektrode) 1, die stumpf gegen eine Endfläche eines zu bearbeitenden Rohres P stößt Eine zweite Elektrode 2 steht über eine Klammer, Schelle oder dergleichen mit einem Teil des Rohres Pin Kontakt und ein zwischen der Amboß-Elektrode 1 und der Kontakt-Elektrode 2 angeordneter Formstempel 3 führt die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Amboß-Elektrode 1. Die Endfläche der in die innerste Stellung zurückgezogenen Amboß-Elektrode bildet während des Stauchens die Grundfläche des Formstempels 3. Eine wärmebeständige Metallbüchse 4 ist fest auf die innere Oberfläche des Formstempels 3 aufgebracht Der innere Durchmesser der Büchse 4 ist etwas größer als der äußere Durchmesser des zu bearbeitenden Rohres P.

Zunächst wird die Endfläche der Amboß-Elektrode 1 zum Eintritt des Formstempels 3 geführt und die Endfläehe des Rohres P, auf das die Kontakt-Elektrode 2 festgeklemmt ist, wird stoßend gegen die Amboß-Elektrode 1 geführt Danach wird elektrischer Strom über die beiden Elektroden 1 und 2 geführt, und das Rohr P wird in die wärmebeständige Metallbüchse 4 gestoßen, während die Amboß-Elektrode 1 allmählich (schrittweise) nach hinten bewegt wird. Dadurch wird der zwischen den Elektroden 1 und 2 angeordnete Teil P'des Rohres P durch Widerstandsheizung (Ohm'sche Heizung) erweicht und baucht sich, wie in F i g. 2 dargestellt

Sobald sich der äußere Durchmesser des Rohrteiles P' vergrößert und mit der wärmebeständigen Metallbüchse 4 in Kontakt kommt, beginnt der bisher über die Elektroden 1 und 2 geleitete elektrische Strom auch durch die Büchse 4 zu fließen. Wenn der elektrische Widerstand der Büchse 4 kleiner ist als derjenige des Rohres P, fließt der Strom in Richtung des Pfeiles A durch die Büchse 4.

Als Folge davon wird die Temperatur desjenigen Teiles des Rohres P, das sich am weitesten innen im Formstempel 3 befindet und nicht mit der Büchse 4 in Kontakt steht, nicht mehr erhöht. Es verbleibt ein Hohlraum B im Rohr P, ohne daß dessen Endstück vollständig gestaucht wird, wie in F i g. 3 dargestellt

In F i g. 4 ist das zu bearbeitende Rohr Pin den Formstempel 3 eingeführt und stößt mit einer Endfläche stumpf an die erste Elektrode (Amboß-Elektrode) 1. Danach wird die zweite Elektrode 2 mit dem Rohr P in Kontakt gebracht und elektrischer Strom über die beiden Elektroden 1 und 2 geführt, wodurch der Teil P'des Rohres P zwischen den Elektroden 1 und 2 aufgrund der Wärmeerzeugung erweicht wird. Wenn das Rohr P in Pfeilrichtung gestoßen wird, baucht sich in diesem Zustand der Teil P'des Rohres P, wie in F i g. 5 gezeigt, und kommt mit der inneren Oberfläche des Formstempels 3 in Kontakt. Da die innere Oberfläche des Formstempels 3 mit einer Isolierschicht 5 bedeckt ist, fließt der elektrische Strom immer nur über den Teil P'des Rohres P. Ein geeignetes Material für die Isolierschicht ist beispielsweise Keramik. Auf diese Weise wird das Endstück des Rohres P durch die Wärmeerzeugung (Widerstandsheizung) hinreichend erweicht, wird während des Hineinstoßens durch Druck verformt, baucht sich, wie in F i g. 6 dargestellt, und wird an seinem Ende vollständig massiv.

Wenn die Amboß-Elektrode 1 in beiden Längsrichtungen beweglich ist, kann sie als Auswurfvorrichtung verwendet werden, um das geformte Werkstück nach Beendigung der Stauchung herauszunehmen. Wenn die innere Oberfläche des Formstempels 3, wie in Fig.7 gezeigt, konisch ist, kann das Endstück des Rohres eine massive Kegelform P" einnehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrische Stauchvorrichtung, insbesondere für zylindrische Werkstücke, mit

a) einer ersten Elektrode, die mit einer Endfläche eines zu bearbeitenden Ausgangsmaterials in Kontakt steht,

b) einer zweiten Elektrode, die mit einem anderen Teil des Ausgangsmaterials in Kontakt steht, und

c) einem zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordneten Formstempel, dessen -Grundfläche von der ersten Elektrode ausgebildet wird,