DE3521670A1 - METHOD AND DEVICE FOR PUMPING STEEL - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR PUMPING STEELInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anstauchen von stangenförmigem Material sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung.The invention relates to a method for upsetting rod-shaped material and a device for the same Execution.
Das Umformen von stangenförmigem Material durch Anstauchen ist beispielsweise aus der DIN 989 0 bekannt. Am bekanntesten sind das Anstauchen mit Waagerecht-Stauchmaschinen, Pressen und das Elektrostauchen. Die beiden erstgenannten Verfahren haben den Nachteil, daß bei einem Stauchverhältnis Länge:Dicke des stangenförmigen Materials größer als 3 in mehreren Kegeloperationen gestaucht werden muß, um ein Knicken zu vermeiden» Außerdem ist die zu verstauchende Länge durch die im Werkzeugraum unterzubringenden Werkzeuge begrenzt und, sofern nicht mit einer aufwendigen Transferautomatik gearbeitet wird, sehr zeitaufwendig.The reshaping of rod-shaped material by upsetting is known from DIN 989 0, for example. The best known are upsetting with horizontal upsetting machines, presses and electric diving. The first two procedures have the disadvantage that with a length: thickness compression ratio of the rod-shaped material greater than 3 in several cone operations must be compressed in order to avoid kinking Length limited by the tools to be accommodated in the tool room and, if not with an expensive one Automatic transfer is working, very time-consuming.
Das Elektrostauchen läßt eine zu verstauchende Länge, die ein Vielfaches des Durchmessers beträgt, zu. Der Nachteil liegt aber, insbesondere bei mittleren und großen Durchmessern, in langen Stauchzeiten. Das liegt darin begründet, daß Erwärmungs- und Stauchmaschine eine Einheit bilden und die Stauchgeschwindigkeit nicht größer als die Erwärmungsgeschwindigkeit sein darf. Um zu annehmbaren Taktzeiten zu kommen, werden darum mehrere Elektrostaucheinheiten zusammengefaßt, was natürlich mit sehr hohen Investitionen verbunden ist.Electro-upsetting allows a length to be upset that is a multiple of the diameter. The disadvantage however, especially in the case of medium and large diameters, it involves long upsetting times. That is because that the heating and upsetting machine form a unit and the upsetting speed must not be greater than the heating speed. In order to achieve acceptable cycle times come, therefore several electro-upsetting units are combined, which of course involves very high investments.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren zum Anstauchen von stangenförmigem Material dahingehend weiterzuentwickeln, daß das Anstauchen von stabförmigem Material, insbesondere von Stabstahl, dahingehend verbessert wird, daß die zu verstauchende Länge größer als etwa das Dreifache des Stabdurchmessers sein kann, ohne die Nach-It is therefore an object of the invention to relate the known methods for upsetting rod-shaped material to further develop that the upsetting of rod-shaped material, in particular of bar steel, improved to the effect that the length to be sprained can be greater than about three times the rod diameter without the
teile der vorgenannten Verfahren, wie z.B. mehrere Stauchoperationen, lange Stauchzeiten, hohe Investitionen.parts of the aforementioned procedures, such as several upsetting operations, long compression times, high investments.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem das stangenförmige Material gegen eine bewegbare Stauchbahn gestaucht wird. Dabei sind Erwärmungs- und Stauchprozeß getrennt, aber es ist ein Stauchverhältnis wie beim Elektrostauchen in einer Operation möglich. Es können daher vorhandene Erwärmungseinrichtungen eingesetzt werden. Das bevorzugt partiell erwärmte Stangenmaterial wird in einem Halter aufgenommen und von einem Stempel gegen eine Stauchbahn gepreßt, die im Abstand von etwa dem doppelten Stangendurchmesser vom Halter angeordnet ist und mit regelbarer Geschwindigkeit zurückweichen kann, um Raum für das nachgeschobene Material zu schaffen.According to the invention, the object is achieved by a generic Method solved in which the rod-shaped material is compressed against a movable upsetting path. Here are warming and upsetting process separately, but it is an upsetting ratio as in electro upsetting in one operation possible. Existing heating devices can therefore be used. The preferred partially heated bar material is received in a holder and pressed by a punch against an upsetting path that is spaced apart by is arranged about twice the rod diameter of the holder and withdraw at a controllable speed to create space for the material that is pushed in.
Bei partieller Erwärmung des Materials liegt ein besondderer Vorteil des Verfahrens darin, daß die Stauchkraft am kalten Stangenende eingeleitet und die Bildung eines Büchsengrats vermieden wird.In the case of partial heating of the material, a particular advantage of the method is that the upsetting force on the cold rod end is initiated and the formation of a ridge burr is avoided.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch in vorteilhafter Weise mit kaltem Material durchgeführt werden.The method according to the invention can, however, also be carried out advantageously with cold material.
Dadurch, daß im Gegensatz zu bekannten Verfahren eine Trennung von Erwärmung und Stauchoperation und eine bewegbare Stauchbahn vorgesehen ist, die entsprechend den Matter ialerfordernissen zurückweichen kann, ist es möglich, in einer Stauchoperation beispielsweise bei Stabstahl eine Materiallänge ähnlich wie beim Elektrostauchen, anzustauchen. The fact that, in contrast to known methods, a separation of heating and upsetting operation and a movable one Upsetting track is provided, which can recede according to the material requirements, it is possible in an upsetting operation, for example with steel bars, to upset a material length similar to electro upsetting.
Die Erhitzung des Materials kann, je nach Einsatzart, durch elektrische Widerstandsheizung, Strahlungsheizung oder dergleichen erfolgen.The material can be heated, depending on the type of use, by electrical resistance heating, radiant heating or the like take place.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Stauchbahn über eine Steuereinheit geregelt, welche die Stauchbahn entsprechend einem vorher bestimmten Bewegungsmuster steuert oder aber es können Meßwerte, wie die Temperatur des erwärmten Materials, die Materialart, der bestehende Umformwiderstand des Materials oder die Dicke des angestauchten Materials zu bestimmten Zeiten des Anstauchens in an sich bekannter Weise durch Meßfühler oder ähnliches abgenommen werden, wobei die Meßwerte ständig in der Steuereinheit mit Sollwerten verglichen werden und dementsprechend die Stauchbahngeschwindigkeit bzw. die Stauchstempelgeschindigkeit geregelt wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, the speed of movement of the upsetting path is over controlled by a control unit which controls the upsetting path in accordance with a previously determined movement pattern or there can be measured values such as the temperature of the heated material, the type of material, the existing deformation resistance of the material or the thickness of the upset material at certain times of upset in per se known way are taken by sensors or the like, the measured values constantly in the control unit Setpoint values are compared and accordingly the upsetting path speed or the upsetting punch speed is regulated.
Bei der bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines bewegbaren Stauchstempels stangenförmiges Material durch eine Halteeinrichtung gegen eine bewegbare Stauchbahn geschoben, wobei zusätzlich eine Materialerwärmungsvorrichtung vorgesehen sein kann. Das Anstauchen des Materials erfolgt dann zwischen Halter und Stauchbahn.In the preferred device for carrying out the invention In the process, rod-shaped material is held in place by means of a movable upsetting punch pushed against a movable upsetting path, a material heating device being additionally provided can be. The upsetting of the material then takes place between the holder and the upsetting track.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Haltevorrichtung weist diese zwei Haltebuchsen, die den Außenkonturen des zu verarbeiteten Materials entsprechen, auf, wobei die Haltebuchsen derart um eine zur Werkstücks-Fortbewegungsrichtung parallele Mittelachse drehbar ist, daß die Haltebuchse, welche vor dem Stauchstempel liegt, durch eine andere Haltebuchse, welche ein neues Werkstück aufnimmt, ersetzt wird. Bevorzugt ist mindestens ein Ausstoßer, der in Materialförderrichtung bewegbar ist, in der Nähe der Halteeinrichtung derart angeordnet, daß bei Drehung des Halters um seine Mittelachse die Halteöffnung, welche ein ausgeformtes Teil enthält, vor den Ausstoßer gebracht wird.In a particularly preferred embodiment of the holding device, this has two holding sockets which the Outer contours of the material to be processed correspond to, with the retaining bushes in such a way around a direction of movement of the workpiece to the workpiece parallel central axis is rotatable that the holding sleeve, which is located in front of the upsetting punch, through another holding sleeve, which receives a new workpiece, is replaced. At least one ejector is preferred, which is movable in the material conveying direction, arranged in the vicinity of the holding device in such a way that upon rotation of the Holder around its central axis, the holding opening, which contains a molded part, is brought in front of the ejector.
In einer Ausführungsform, bei welcher die Halteeinrichtung zwei Halteöffnungen aufweist, kann der Vorschub von Ausstoßer und Stauchstempel so gekoppelt sein, daß beim Anstauchen gleichzeitig der Ausstoßer das fertige Materialstück in einer anderen Halteöffnung der Haltereinrichtung ausstößt.In one embodiment in which the holding device has two holding openings, the advance of Ejector and upsetting ram be coupled so that when upsetting the ejector at the same time the finished Ejects piece of material in another holding opening of the holding device.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Meßeinrichtungen zur Messung von Zustandsgrößen des zu formenden Materialabschnitts vorgesehen sein, welche Temperatur, Materialanstauchung bzw. Umformwiderstand des Materialstücks messen. Es kann sich dabei auch um berührlose Meßeinrichtungen, wie beispielsweie IR-Analysatoren für die Temperatur, bzw. optische Einrichtungen zur Abtastung der Dicke angestauchten Materials, oder auch um Leistungsmeßgeräte für Vorwärtsbewegung des Stauchstempels notwendige Leistung, um den Umformwiderstand abzuleiten, handeln. Bei Anstauchen des Materials können diese Werte ständig über einen Steuerrechner ausgewertet werden und die Geschwindigkeit der Stauchbahn entsprechend gesteuert werden.Measuring devices can also be used in the device according to the invention be provided for measuring state variables of the material section to be formed, which temperature, material upsetting or measure the deformation resistance of the piece of material. It can also be a non-contact measuring device, such as IR analyzers for temperature, or optical devices for scanning the thickness of upset material, or power meters for Forward movement of the upsetting punch necessary power to derive the deformation resistance, act. When upsetting the Materials, these values can be continuously evaluated via a control computer and the speed of the upsetting path controlled accordingly.
Im folgenden werden nun weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:In the following, further advantages and features of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Stauch stempel und der Ausstoßer sich in zurückgezogener Stellung befinden;Fig. 1 is a schematic representation of the essential parts of a device according to the invention, wherein the Upsetting punch and the ejector are in the retracted position;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in der Anstauch-Ausstoßstellung; undFIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in the upset ejection position; FIG. and
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Halters für eine erfindungsgemäße Vor- Fig. 3 shows a cross section through a preferred embodiment of a holder for a front according to the invention
- 09 richtung. - 09 direction.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein längliches stangenförmiges Materialstück (3) in seinem in Bewegungsrichtung gesehen vorderen Abschnitt erhitzt (schraffiert dargestellt) und mittels eines Stauchstempels (2) in die Halteöffnung (6) eines Halteblocks geschoben. Gleichzeitig bewegt sich ein Ausstoßer (5) in eine zweite Halteöffnung (61) der Halteeinrichtung (1), in welcher bereits ein fertig ausgeformtes angestauchtes Werkstück liegt. Vor dem Ausstoßende der Halteöffnung (6) befindet sich die Stauchbahn (4), welche gesteuert bewegbar ist. (Die Steuerung ist nicht dargestellt).As shown schematically in Fig. 1, when the method according to the invention is carried out, an elongated rod-shaped piece of material (3) is heated in its front section as seen in the direction of movement (shown hatched) and pushed into the holding opening (6) of a holding block by means of an upsetting punch (2) . At the same time, an ejector (5) moves into a second holding opening (6 1 ) of the holding device (1), in which a fully formed, upset workpiece is already located. In front of the ejection end of the holding opening (6) there is the upsetting path (4), which can be moved in a controlled manner. (The control is not shown).
Die Halteeinrichtung (1) ist um ihre Mittelachse, wie durch den Drehpfeil angedeutet, drehbar.The holding device (1) can be rotated about its central axis, as indicated by the rotating arrow.
In Fig. 2 wird der Anstauchvorgang mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Der Stauchstempel (2) schiebt das stangenförmige Werkstück (3) mit seinem erhitzten Ende gegen die Stauchbahn (4), welche sich mit einer kleineren Geschwindigkeit als der Stauchstempel (2) in gleicher Richtung wie dieser, bewegt. Durch diese Bewegung wird der Materialfluß, welcher sich beim Stauchen in Symmetrielinienien abspielt, abhängig vom Material aufgrund ermittelter Meßwerte oder eines vorherbestimmten Geschwindigkeitsregelungsprogramms derart gesteuert, daß ein Abknicken der Materialstange auch bei größeren Stangenlängen, als bisher verarbeitet werden konnten, vermieden wird. Es hat sich dabei als günstig erwiesen, wenn der Abstand der Stauchbahn (4) zum Halter (1) bei Beginn des Stauchvorgangs etwa das zweifache des Stabdurchmessers beträgt, da erfahrungsgemäß bei einem derartigen Abstand der Stab, noch nicht geknickt. Während der Stauchstempel (2) den Stab (3)In Fig. 2, the upsetting process is shown by means of the device according to the invention. The upsetting punch (2) pushes the rod-shaped workpiece (3) with its heated end against the upsetting path (4), which is with a lower speed than the upsetting punch (2) in the same direction as this one, moves. Through this movement becomes the material flow, which is in lines of symmetry when upsetting plays, depending on the material based on measured values or a predetermined speed control program controlled in such a way that a kinking of the material bar even with longer bar lengths, than could previously be processed, is avoided. It has proven to be beneficial if the distance between the Upsetting path (4) to the holder (1) at the beginning of the upsetting process is approximately twice the rod diameter, since Experience has shown that at such a distance the rod is not yet kinked. While the upsetting punch (2) moves the rod (3)
durch den Halter (1) schiebt, staucht sich der erwärmte Teil des Werkstücks (3) zwischen Stauchbahn (4) und Halter (1). Durch das geregelte Zurückfahren der Stauchbahn (4) können im gestauchten Teil Schmiedefalten vermieden werden.pushes through the holder (1), the heated part of the workpiece (3) compresses between the upsetting path (4) and the holder (1). The controlled retraction of the upsetting path (4) can prevent forging folds in the upset part.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie in Fig. 3 dargestellt, besitzt ein in etwa zylindrischer Halter - wobei auch jegliche andere Halterform gewählt werden kann, zwei gegenüberliegende Halteöffnungen (6, 61) wobei deren Position durch Drehen des Halters um 180 ausgetauscht werden können.In a preferred embodiment, as shown in FIG. 3, an approximately cylindrical holder - although any other holder shape can also be selected - has two opposing holding openings (6, 6 1 ), the position of which can be exchanged by turning the holder by 180.
Bei Vorsehen eines derartigen drehbaren Halters können Ausstoßen und Anstauchen gleichzeitig mittels des gleichen Antriebs erfolgen.With the provision of such a rotatable holder, ejection and upsetting can be carried out simultaneously by means of the same Drive done.
Das erfindungsgemäße Verfahren, welches sich von herkömmlichen Verfahren durch die gesteuerte Bewegung der Stauchbahnen, die Trennung von Erwärmung und Stauchoperation und bei partieller Erwärmung durch die Einleitung der Kraft am kalten Stangenende unterscheidet, läßt sich insbesondere für die Herstellung von Ventilen einsetzen, welche bisher über Elektrostauchverfahren hergestellt wurden. Es kann dadurch erstmals rohgewalztes, billiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden, anstelle des bisher verwendeten, bereits teilweise bearbeiteten Materials, so daß zusätzlich zum Vorteil des Anstauchens längerer stangenförmiger Stücke, als bisher durch Elektrostauchen in einem Arbeitsgang sich noch der Vorteil des Einsatzes eines billigeren Ausgangsmaterials ergibt.The method according to the invention, which differs from conventional methods through the controlled movement of the compression tracks, the separation of heating and upsetting operation and, in the case of partial heating, by the introduction of the force on cold rod end differs, can be used in particular for the production of valves, which so far over Electro-upsetting processes were produced. It can through it raw-rolled, cheap raw material are used for the first time, instead of the previously used, already partially machined material, so that in addition to the advantage of upsetting longer rod-shaped pieces than before Electro-upsetting in one operation still has the advantage of using a cheaper starting material results.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und begleitenden Zeichnung, auf welche zur Erläuterung der Erfindung ausdrücklich Bezug genommen wird.Further features and advantages of the invention emerge from the claims and accompanying drawings, to which for Explanation of the invention is expressly incorporated by reference.
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit
der Stauchbahn entsprechend einem vorherbestimmten Muster und/oder gemäß Meßsignalen, wie Temperatursignalen, Umformwiderstandssignalen, Dicke des angestauchten Materials oder dergleichen gesteuert wird.3. The method according to any one of the preceding claims,
characterized in that the speed of movement
the upsetting path is controlled in accordance with a predetermined pattern and / or in accordance with measurement signals, such as temperature signals, deformation resistance signals, thickness of the upset material or the like.
stangenförmigen Materials gegen eine Stauchbahn, wobei sich der erwärmte Teil des stangenförmigen Materials zwischen Stauchbahn und einem Halter staucht; Zurückfahren der Stauchbahn während des Stauchvorganges mit regelbarer Geschwindigkeit; Zurückziehen des Stauchstempels und Ausstoßen des gestauchten Materials aus dem Halter.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by upsetting a partially heated
rod-shaped material against an upsetting path, wherein the heated part of the rod-shaped material is upset between the upsetting path and a holder; Retraction of the upsetting path during the upsetting process at a controllable speed; Withdrawal of the upsetting ram and ejection of the upset material from the holder.
mit mindestens einem bewegbaren Stauchstempel, einer Stauchbahn und einer Halteeinrichtung zwischen Stauchstempel und Stauchbahn sowie gegebenenfalls einer Materialerwärmungseinrichtung, 5. Device for upsetting rod-shaped material
with at least one movable upsetting die, an upsetting path and a holding device between the upsetting die and the upsetting path and, if necessary, a material heating device,
ihre zur Werkstückstauchringung parallele Mittelachse drehbar ist und mindestens zwei Halteöffnungen (6, 61) characterized in that the holding device (1) to
its central axis parallel to the workpiece compression ring is rotatable and at least two retaining openings (6, 6 1 )
dadurch gekennzeichnet, daß ein in Stauchrichtung bewegbarer Ausstoßer (5) derart in der Nähe der Halteeinrichtung (1) angeordnet ist, daß durch Drehen des Halters um die Mittelachse eine Halteöffnung (6, 61) vor den Ausstoßer (5) und eine Halteöffnung (6, 6') vor den Stauchstempel (2) bewegbar ist.7. Device according to either of claims 5 or 6,
characterized in that an ejector (5) which can be moved in the upsetting direction is arranged in the vicinity of the holding device (1) in such a way that, by rotating the holder about the central axis, a holding opening (6, 6 1 ) in front of the ejector (5) and a holding opening ( 6, 6 ') can be moved in front of the upsetting punch (2).
Haltebuchsen (6, 61) aufweist, und daß Ausstoßer (5) und Stauchstempel (2) derart miteinander verbunden sind, daß bei der Anstauchbewegung des Stauchstempels (2) gleichzeitig der Ausstoßer (5) in Ausstoßrichtung bewegt wird, wobei Stauchstempel und Ausstoßer jeweils vor einer Halteöffnung angeordnet sind. characterized in that the holding device (1) has two
Has holding bushes (6, 6 1 ), and that the ejector (5) and the upsetting punch (2) are connected to one another in such a way that the ejector (5) is simultaneously moved in the ejection direction during the upsetting movement of the upsetting punch (2), the upsetting punch and ejector in each case are arranged in front of a holding opening.
gekennzeichnet durch eine Steuerung, beispielsweise einen Rechner, der den Vortrieb der Stauchbahn (4) entsprechend vorherbestimmter Werte und/oder Meßsignale steuert.9. Device according to one of claims 6 to 8,
characterized by a controller, for example a computer, which controls the advance of the upsetting path (4) in accordance with predetermined values and / or measurement signals.
dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchbahn (4) eine Gesenkform aufweist.11. Device according to any one of claims 5 to 10,
characterized in that the upsetting path (4) has a die shape.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |