DE3521670C2

DE3521670C2 -

Info

Publication number: DE3521670C2
Application number: DE19853521670
Authority: DE
Inventors: Eberhard 7080 Aalen De Gruendel
Original assignee: Gesenkschmiede Schneider 7080 Aalen De GmbH
Current assignee: Gesenkschmiede Schneider 7080 Aalen De GmbH
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1985-06-18
Publication date: 1987-07-02
Also published as: EP0206235A3; EP0206235A2; DE3521670A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmanstauchen von stangenförmigem Material, wie Stabstahl entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Anstauchen von stangenförmigem, ggf. partiell oder ganz erwärmtem Material mit mindestens einem bewegbaren Stauchstempel, einer mit regelbarer Geschwin digkeit bewegbaren Stauchbahn und einer Halteeinrichtung zwischen Stauchstempel und Stauchbahn.The invention relates to a method for hot upsetting of rod-shaped material, such as steel bars accordingly the preamble of claim 1 and a Device for upsetting rod-shaped, possibly partially or completely heated material with at least one movable upset, one with adjustable speed Movable compression path and a holding device between upsetting stamp and upsetting track.

Das Umformen von stangenförmigem Material durch Elektroanstauchen ist beispielsweise aus der DE- Z: "Werkstattstechnik und Maschinenbau", 42. Jahrgang, 1952, Seiten 193-195, insbesondere Seite 193, bekannt geworden. Hierbei wird das durch Konduktion erwärmte Werkstück gegen eine bewegbare Stauchbahn gestaucht.Forming rod-shaped material through Electric upsetting is for example from DE Z: "Workshop technology and mechanical engineering", 42nd year, 1952, pages 193-195, in particular page 193 become. This is what is heated by conduction Workpiece compressed against a movable upsetting path.

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.The electro upsetting leaves a length to be sprained, the is a multiple of the diameter. The disadvantage lies, however, especially in medium and large Diameters, in long upsetting times. That is in it justifies that heating and upsetting machine one unit form and the compression speed is not greater than that Heating rate may be. To be acceptable That is why there are several cycle times to come Electric upsetting units summarized, which of course with very high investments.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren des Elektrostauchens von stangenförmigem Material, insbesondere von Stabstahl, dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Stauchgeschwindigkeit vergrößert wird.It is therefore an object of the invention, the known method the electric upsetting of rod-shaped material, especially of steel bars in this regard further develop that upsetting speed is enlarged.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Kennzeichen des in Patentanspruch 3 aufgeführten Merkmalen.The object is achieved by a generic Procedure with the characteristics of the license plate of the Claim 1 solved. The invention also relates to an apparatus for performing this method with the characteristics of that listed in claim 3 Characteristics.

Weiterhin ist das Anstauchen mit Waagrechtstauchmaschinen und Pressen bei vorheriger Erwärmung des Materials bekannt, vgl. die DD-PS 4 646. Dabei ist nachteilig, daß bei einem Stauchverhältnis Länge: Dicke des stangenför migen Materials größer als 3 in mehreren Kegeloperationen gestaucht werden muß, um ein Knicken zu vermeiden. Außer dem ist die zu verstauchende Länge durch die im Werkzeug raum unterzubringenden Werkzeuge begrenzt und, sofern nicht mit einer aufwendigen Transferautomatik gearbeitet wird, sehr langwierig. Furthermore, upsetting with horizontal upsetting machines and pressing with pre-heating of the material known, cf. the DD-PS 4 646th It is disadvantageous that with a compression ratio length: thickness of the bar material larger than 3 in several cone operations must be compressed in order to avoid kinking. Except that is the length to be sprained by that in the tool tools to be accommodated are limited and, if not worked with a complex automatic transfer becomes very tedious.

Bei der Erfindung sind zwar Erwärmungs- und Stauchprozeß ebenso 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.In the invention there are heating and upsetting processes separated as well, but it's a compression ratio like in the Electric upsetting possible in one operation. It can therefore existing heating devices are used will. The preferred partially heated rod material is received in a holder and by a stamp pressed against an upsetting path at a distance of about the double rod diameter is arranged by the holder and can retreat at a controllable speed To create space for the material added.

Bei partieller Erwärmung des Materials liegt ein besonderer Vorteil des Verfahrens darin, daß die Stauchkraft am kalten Stangenende eingeleitet und die Bildung eines Büchsengrats vermieden wird. If the material is partially heated, there is a special one Advantage of the method in that the compression force on cold rod end initiated and the formation of a Ridges are avoided.

Die Erhitzung des Materials kann, je nach Einsatzart, durch elektrische Widerstandsheizung, Strahlungsheizung oder dergleichen erfolgen.The heating of the material can, depending on the type of use, through electrical resistance heating, radiant heating or the like.

Das erfindungsgemäße Verfahren 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 can be used in particular for use the manufacture of valves that were previously used Electric upsetting processes were produced. It can raw rolled, cheap raw material for the first time be used instead of the previously used already partially processed material, so that in addition to the benefit of upsetting longer rod-shaped pieces than previously by electro upsetting the advantage of using it in one operation a cheaper starting material.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Stauchbahn über eine Steuereinheit geregelt, welche die Stauchbahn ent sprechend einem vorher bestimmten Bewegungsmuster steuert oder aber es können Meßwerte, wie die Temperatur des er wärmten Materials, die Materialart, der bestehende Umform widerstand 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 Stauchstempelgeschwindig keit geregelt wird.In a particularly preferred embodiment of the invention The speed of movement of the upsetting path is determined by a control unit regulates the ent compression path controls a previously determined movement pattern or it can be measured values, such as the temperature of the er warmed material, the type of material, the existing forming resistance of the material or the thickness of the upset Material at certain times of upsetting in itself known way removed by sensors or the like the measured values are constantly in the control unit Setpoints are compared and, accordingly, the Compression path speed or the compression stamp speed speed is regulated.

Bei der bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines bewegbaren Stauchstempels stangenförmiges, erwärmtes Material durch eine Halteein richtung gegen eine bewegbare Stauchbahn geschoben. Das Anstauchen des Materials erfolgt dann zwi schen Halter und Stauchbahn.In the preferred device for performing it inventive method is by means of a movable Upsetting stamp rod-shaped, heated material by a holding pushed against a movable upsetting path. The material is then compressed between holder and upsetting track.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Haltevorrichtung weist diese zwei Haltebuchsen, die den Außenkonturen des zu verarbeitenden 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 auf nimmt, 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 has these two holding bushes that the Correspond to the outer contours of the material to be processed, on, with the retaining bushes being one to the workpiece Direction of travel parallel central axis is rotatable that the holding bush, which lies in front of the compression punch, through another holding bush, which a new workpiece on takes, is replaced. At least one ejector is preferred, which is movable in the material conveying direction, near the Holding device arranged such that when the Holder around its central axis, the holding opening, which a molded part before the ejector is brought.

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 Halteeinrichtung ausstößt.In one embodiment, in which the holding device has two holding openings, the feed of Ejector and upsetting stamp must be coupled so that the At the same time, the ejector upsets the finished one Piece of material in another holding opening Holding device ejects.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Meßeinrich tungen zur Messung von Zustandsgrößen des zu formenden Materialabschnitts vorgesehen sein, welche Temperatur, Ma terialanstauchung bzw. Umformwiderstand des Materialstücks messen. Es kann sich dabei auch um berührlose Meßeinrich tungen, wie beispielsweise IR-Analysatoren für die Tempera tur, 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 Steuerrech ner ausgewertet werden und die Geschwindigkeit der Stauch bahn entsprechend gesteuert werden.In the device according to the invention, measuring devices can also be used for the measurement of state variables of the part to be molded Material section are provided, which temperature, Ma material compression or resistance to deformation of the material measure up. It can also be a non-contact measuring device tions, such as IR analyzers for tempera structure, or optical devices for scanning the thickness upset material, or even power meters for Forward movement of the compression die necessary power to derive the deformation resistance, act. When the Materials can have these values constantly through a tax law ner be evaluated and the speed of the upsetting track can be controlled accordingly.

Im folgenden werden nun weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe following are further advantages and features of Invention explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Stauchstempel und der Ausstoßer sich in zurückgezo gener Stellung befinden; Figure 1 is a schematic representation of the essential parts of a device according to the invention, wherein the compression die and the ejector are in the retracted position.

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in der Anstauch-Aus stoßstellung; und FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in the push-up position; and

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungs form eines Halters für eine erfindungsgemäße Vor richtung. Fig. 3 shows a cross section through a preferred embodiment form of a holder for a device according to the invention.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, wird bei der Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein längliches stangenförmiges Materialstück (3) in seinem in Bewegungs richtung 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 (6′) 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 Steue rung ist nicht dargestellt.)As shown schematically in Fig. 1, in the implementation of the method according to the invention an elongated rod-shaped piece of material ( 3 ) in its front section viewed in the direction of movement is heated (shown hatched) and by means of a compression punch ( 2 ) in the holding opening ( 6 ) Holding blocks pushed. At the same time, an ejector ( 5 ) moves into a second holding opening ( 6 ' ) of the holding device ( 1 ), in which there is already a molded molded workpiece. In front of the discharge 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 erfindungs gemäßen Vorrichtung dargestellt. Der Stauchstempel (2) schiebt das stangenförmige Werkstück (3) mit seinem er hitzten 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 Symme trielinien abspielt, abhängig vom Material aufgrund ermittelter Meßwerte oder eines vorherbestimmten Geschwin digkeitsregelungsprogramms derart gesteuert, daß ein Ab knicken der Materialstange auch bei größeren Stangenlängen vermieden wird. Es hat sich dabei als günstig erwiesen, wenn der Abstand der Stauchbahn (4) zum Halter (1) bei Beginn des Stauch vorgangs etwa das zweifache des Stabdurchmessers beträgt, da erfahrungsgemäß bei einem derartigen Abstand der Stab noch nicht knickt. Während der Stauchstempel (2) den Stab (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.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 moves at a lower speed than the upsetting punch ( 2 ) in the same direction as this. By this movement, the material flow, which takes place during upsetting in symmetry lines, is controlled depending on the material based on measured values or a predetermined speed regulation program in such a way that a buckling of the material rod is avoided even with larger rod lengths. It has proven to be advantageous if the distance of 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 the rod does not kink at such a distance. While the compression stamp ( 2 ) pushes the rod ( 3 ) through the holder ( 1 ), the heated part of the workpiece ( 3 ) compresses between the compression 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 darge stellt, besitzt ein in etwa zylindrischer Halter - wobei auch jegliche andere Halterform gewählt werden kann, zwei gegenüberliegende Halteöffnungen (6, 6′) wobei deren Po sition durch Drehen des Halters um 180° ausgetauscht werden können.In a preferred embodiment, as shown in Fig. 3 Darge, has an approximately cylindrical holder - although any other holder shape can be selected, two opposite holding openings ( 6, 6 ' ) whose position is exchanged by rotating the holder by 180 ° can be.

Bei Vorsehen eines derartigen drehbaren Halters können Aus stoßen und Anstauchen gleichzeitig mittels des gleichen Antriebs erfolgen.If such a rotatable holder is provided, off pushing and upsetting at the same time by means of the same Drive.

Claims

1. A method for hot upsetting of rod-shaped material, such as steel bars in a compression device provided with a movable compression path, characterized in that the rod-shaped material prior to introduction into the compression device and the upsetting in a manner known per se, for example by electrical resistance heating, radiant heating, or the like is at least partially heated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the movement speed of the upsetting path accordingly a predetermined pattern and / or according to measurement signals, such as temperature signals, deformation resistance signals, thickness of the upset material or the like controlled becomes.

3. Device for upsetting rod-shaped, possibly partially or completely heated material with at least one movable compression die, a compression track movable at a controllable speed and a holding device between the compression die and compression track, characterized in that the holding device ( 1 ) about its central axis parallel to the workpiece compression direction is rotatable and has at least two holding openings ( 6, 6 ' ).

4. The device according to claim 3, characterized in that a movable in the compression direction ejector ( 5 ) is arranged in the vicinity of the holding device ( 1 ) that by rotating the holder about the central axis, a Haltöff opening ( 6, 6 ' ) in front of the Ejector ( 5 ) and a holding opening ( 6, 6 ' ) in front of the compression ram ( 2 ) is movable.

5. The device according to claim 4, characterized in that the holding device ( 1 ) has two holding bushes ( 6, 6 ' ), and that ejector ( 5 ) and compression ram ( 2 ) are connected to one another such that during the upsetting movement of the compression ram ( 2 ) the ejector ( 5 ) is simultaneously moved in the ejection direction.