DE4416472C2

DE4416472C2 - Elektrostauchmaschine zum Gesenkstauchen

Info

Publication number: DE4416472C2
Application number: DE19944416472
Authority: DE
Inventors: Franz Suttan
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2014-05-11
Also published as: DE4416472A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrostauchmaschine gemäß Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Bei einer bekannten (US-PS 28 90 325) Elektrostauchmaschine dieser Art ist pa rallel zu bzw. neben der Amboßeinrichtung eine zweite Elektrode des Stromkreises vorgesehen und ist der Amboßstempel zum Stauchen zunächst außerhalb des Ge senkes wirksam und nur am Ende des Stauchvorganges in dem Gesenk angeordnet und ist das Gesenk rundum ein einheitliches Gebilde. Dies hat zur Folge, daß der sich bildende Stauchkopf sich am Anfang des Stauchvorganges nicht an die Innen fläche des Endstückes des Gesenkes anlegt. Der Stauchkopf wird erst gegen Ende des Stauchvorganges an die Innenfläche des Endstücks des Gesenkes angelegt. Die beim Stauchen zunächst freie bzw. ungeführte Anordnung der Stauchlänge des Rohstabes hat auch zur Folge, daß diese Stauchlänge maximal das 3-fache des Stab durchmessers D sein darf, wenn man fehlerfrei stauchen will.

Dieser Ablauf des Entstehens des Stauchkopfes setzt besondere Maßnahmen bezüg lich der Erhitzung des Rohstabmaterials voraus. Es sind nämlich bei der bekannten Elektrostauchmaschine die zweite Elektrode des Stromkreises und die Amboßein richtung gesondert voneinander vorgesehen. Auch wird mit einer speziellen Folge von Stromdurchgängen und Stromdurchgangspausen erreicht, daß die im Rohstabma terial erzeugte Wärme sich im Material gleichmäßig verteilt. Erst wenn das umzuformende Material an der gesonderten Elektrode durch und durch an allen Stellen gleich erhitzt ist, wird es der Amboßeinrichtung zum Stauchen zugeführt. Mit der bekannten Elektrostauchmaschine wird zwar für Stauchlängen bis zu 3 × D eine in den Außenabmessungen genau definierte Gestaltung des Übergangsbereichs des Stauchkopfs erzeugt, jedoch mit einem erheblichen Aufwand an Stauchma schinen-Vorrichtung, Stromdurchgangs-Steuerung und Zeit.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Elektrostauchmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, welche für die Erzeugung der genau definierten Gestaltung des Stauchkopf-Übergangsbereichs mit weniger Aufwand auskommt. Eine Elektrostauchmaschine gemäß dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1 ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Amboßeinrichtung als Elektrode des Stromkreises vorgese hen ist und der Amboßstempel beim Stauchen ständig in das Gesenk ragt derart, daß der sich bildende Stauchkopf sich vom Anfang des Stauchvorganges an in An lage an der Innenfläche des Endstückes des Gesenks befindet, und daß das Gesenk entlang einer Mittellinie geteilt ist.

Das Gesenk ist beim Übergangsbereich des Stauchkopfes geschlossen und läßt somit die Erzeugung genau definierter Übergangsbereiche zu, die sich vorab zeichnungsmäßig festlegen lassen. Damit der Übergangs bereich im geschlossenen Gesenk ordnungsgemäß erzeugt wird, erfolgt die stauchende Bewegung von der Amboßeinrichtung her. Das zum Rohstab hin geschlossene Endstück des Gesenks ist nur im Zusammen hang mit der stauchenden Bewegung des Amboßstempels sowie dem Stillstand des Stauchwiderlagers brauchbar. Das Stauchwiderlager ist z. B. eine den Rohstab fest bzw. axial unverschiebbar haltende Halte klemme. Das in sich geteilte Ge senk wird auseinanderbewegt, wenn der erzeugte Stauchkopf aus dem Gesenk entfernt werden soll.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn jedes der bei den Teile des Gesenks mit einem der beiden Klemmbacken der Elektro denklemme starr gekoppelt ist. Es werden also die Einrichtungen, die zur Bewegung der Klemmbacken der Elektrodenklemme vorgesehen sind, auch zum Bewegen und Festlegen der Gesenkteile vorgesehen.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform der Er findung liegt vor, wenn eine Amboßhülse in dem Gesenk eingepaßt hin- und herverschiebbar ist und den Amboßstempel aufnimmt. Diese Am boßhülse ist zu Beginn des Stauchvorganges vorgeschoben und macht während des vom Amboßstempel bewirkten Stauchvorganges eine Ausweichbewegung, um Platz für das Wachsen des Stauchkopfes zu machen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das ge teilte Gesenk eine äußere Gesenkbuchse und eine innere Beschichtung aus einer Oxidkeramik bildet, jeweils ein Gesenkbuchsenteil mit einer der beiden Klemmbacken elektrisch leitend einstückig ist und das Gesenk gegenüber der Amboßeinrichtung elektrisch isoliert ist. Dies ist eine Bauweise, bei der die starre Kupplung und gemeinsame Betätigung von je einem Gesenkteil und einer Klemmbacke baulich einfach verwirk licht sind, der elektrische Stromkreis durch den Rohstab bzw. Stauch kopf verbessert geführt ist und die dazu erforderliche elektrische Isolie rung vorgesehen ist. Die Beschichtung ist mantelartig und z. B. eine rela tiv dünne, z. B. 2/10 mm dicke Schicht, die nach dem Verfahren der Plasmabeschichtung aufgetragen ist.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Elektro denklemme an die Gesenkeinrichtung lückenfrei anschließt. Der Rohstab ist also nicht nur unmittelbar anschließend an den Stauchkopf von dem Gesenk-Endstück begrenzend geführt, sondern auch anschließend an das Gesenk begrenzend geführt, so daß zwischen dem Gesenk und der Elektrodenklemme ein ungeführtes Stück des Rohstabs nicht gegeben ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird nicht das gesamte in dem Gesenk befindliche Stück des Rohstabs durch Stauchen in Stauchkopf umgewandelt. Es bleibt vielmehr am Stauchkopf ein Endstück des Roh stabs übrig, das dem Amboß zugewendet ist und in der Amboßbuchse aufgenommen und geführt ist. Bei einer anderen Ausführungsform bildet das Gesenk anschließend an das sich schließende Endstück einen radial kleineren Gesenkraum, der in Richtung zum Amboß über eine Stufe in einen radial größeren Gesenkraum übergeht. Mit anderen Worten: Der hergestellte Stauchkopf weist anschließend an den Amboß einen relativ großen Durchmesser auf und geht dann in Achsrichtung gesehen, stufenartig in einen relativ kleinen Durchmesser über.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 einen Schnitt eines Teiles einer Elektrostauchmaschine zum Ge senkstauchen, mit einem fertig erzeugten Stauchkopf,

Fig. 2 schematisch ein Vorstadium der Erzeugung des Stauchkopfes,

Fig. 3 schematisch ein erstes Zwischenstadium der Erzeugung des Stauchkopfes und

Fig. 4 schematisch ein zweites Zwischenstadium der Erzeugung des Stauchkopfes.

Eine Elektrostauchmaschine gemäß Zeichnung umfaßt eine Amboßein richtung 1 mit einer Amboßplatte 2, in der eine Amboßhülse 3 mittels einer nicht gezeigten Kolben-Zylinder-Einrichtung gemäß einem Doppel pfeil 4 hin- und herbewegbar ist. In die Amboßhülse 3 ist ein Amboß stempel 5 passend eingefügt, der einerends einen Amboß 6 aus Wolf ramcarbid bildet und anderenends mittels einer nicht gezeigten Kolben- Zylinder-Einrichtung gemäß einem Doppelpfeil 7 hin- und herbewegbar ist. An der Amboßplatte 2 ist ein erster elektrischer Anschluß 8 vorge sehen und neben der Amboßplatte ist ein Gesenk 9 einer Gesenkeinrich tung angeordnet, daß von der Amboßplatte durch eine elektrische Iso lierschicht 10 getrennt ist. Das Gesenk umfaßt eine äußere Gesenk buchse 11 aus Stahl, in der innen eine Beschichtung 12 aus einer Oxidkeramik vorgesehen ist, die relativ dick ist und als Einsatz ausgebil det ist. Das Gesenk 9 ist entlang einer zur Zeichenebene rechtwinkeli gen Mittelebene geteilt und jeweils ein Teil der Gesenkbuchse 11 ist einstückig mit einer Klemmbacke 13 einer Elektrodenklemme 14, wobei jede Klemmbacke 13 mit einem Backeneinsatz 15 versehen ist. An der Elektrodenklemme 14 ist ein zweiter elektrischer Anschluß 23 vorgese hen. Jede Klemmbacke 13 wird samt damit verbundenem Teil des Gesenkes 14 mittels einer nicht gezeigten Kolben-Zylinder-Einrichtung gemäß einem Doppelpfeil 16 hin- und herbewegt. Mit axialem Abstand von der Gesenkeinrichtung 14 ist ein ortsfestes Stauchwiderlager 17 vorgesehen.

Es wird ein Rohstab 18 gestaucht, dessen eines Ende an dem Stauchwiderlager 17 unbeweglich abgestützt ist und der in der Elektrodenklemme 14 axial unverschiebbar gehalten ist. Der Rohstab ragt in das Gesenk 9 und bildet dort nach Durchführung eines Stauchvorgangs einen Stauchkopf 19, der einen Übergangsbereich 20 hin zum umverformten Rohstab 18 umfaßt. Der vom Gesenk 9 gebildete Hohlraum ist über den wesentlichen Teil der axialen Länge des Gesenkes zylindrisch und geht dann, in Richtung zur Elektrodenklemme 14, in einen sich verjüngenden Bereich über, der von einem Endstück 21 des Gesenks 9 gebildet ist. Das Endstück 21 verjüngt den Hohlraum des Gesenks 9 bis auf den Außendurchmesser des Rohstabs 18 und schließt unmittelbar an die Elektrodenklemme 14 an. Das Gesenk 9 liegt mit sei ner Innenfläche 22 an dem Stauchkopf 19 über dessen gesamte axiale Länge, also auch am Übergangsbereich 20 an.

Bei der vorliegenden Elektrostauchmaschine läuft ein Stauchvorgang in folgender Weise ab: Gemäß Fig. 2 ist die Amboßhülse 3 bei eingelegtem Rohstab 18 maximal vorgeschoben und der Amboßstempel 5 maximal zurückgeschoben. Das noch unverformte Endstück des Rohstabs 18 wird in das Gesenk 9 gebracht, das samt der Elektrodenklemme 14 geschlossen wird. Der Rohstab 18 ragt durch das Gesenk 9 hindurch und aus diesem zum Amboßstempel 5 hinaus. Das freie Ende der Amboßhülse 3 befindet sich kurz vor dem Endstück 21 des Gesenks. Es wird nun der Amboßstempel 5 stauchend vorwärtsbewegt und die Amboßhülse 3 zurückweichend zurückgezogen, was in Fig. 4 und 5 für zwei Zwischenstadien gezeigt ist. Der sich bildende Stauchkopf befindet sich vom Anfang des Stauchvorganges an in Anlage an der Innenfläche 22 des Endstückes 21 des Gesenks 9.

Claims

1. Elektrostauchmaschine zum Gesenkstauchen,
bei der ein Amboßstempel einer Amboßeinrichtung einer Seite eines Gesenkes einer Gesenkeinrichtung zugeordnet ist, von dessen anderer Seite in das Ge senk ein Rohstab ragt,
bei der der Rohstab im Gesenk einen Stauchkopf bildet, der einen Übergangs bereich zum restlichen Rohstab aufweist,
bei der auf der anderen Seite des Gesenks eine den Rohstab haltende Elek trodenklemme und ein Stauchwiderlager vorgesehen sind,
bei der ein elektrischer Stromkreis über den Rohstab zur Elektrodenklemme führt und das Gesenk eine Innenfläche bildet, die am fertigen Stauchkopf die sen formend anliegt,
bei der das Gesenk ein sich bis zum Rohstab-Durchmesser schließendes End stück bildet, das einen am Stauchkopf-Übergangsbereich formend anliegenden Innenflächenbereich bildet, und
bei der der Amboßstempel bei ortsfestem Stauchwiderlager eine stauchende Bewegung in Richtung gegen den Übergangsbereich-Innenflächenbereich macht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Amboßeinrichtung (1) als Elektrode des Stromkreises vorgesehen ist und der Amboßstempel (5) beim Stauchen ständig in das Gesenk (9) ragt derart, daß der sich bildende Stauchkopf (19) sich vom Anfang des Stauchvorganges an in Anlage an der Innenfläche (22) des Endstückes (21) des Gesenks (9) befindet, und daß das Gesenk (9) entlang einer Mittellinie geteilt ist.

2. Elektrostauchmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Teile des Gesenks (9) mit einer der beiden Klemmbacken (13) der Elektrodenklemme (14) starr gekoppelt ist.

3. Elektrostauchmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Amboßhülse (3) in dem Gesenk (9) eingepaßt hin- und herverschiebbar ist und den Amboßstempel (5) aufnimmt.

4. Elektrostauchmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geteilte Gesenk (9) eine äußere Gesenkbuchse (11) aus Stahl und eine innere Beschichtung (12) aus einer Oxidkeramik bildet, jeweils ein Gesenkbuchsenteil mit einer der beiden Klemmbacken (13) elektrisch leitend einstückig ist und das Gesenk (9) gegenüber der Amboßeinrichtung (1) elektrisch isoliert (10) ist.

5. Elektrostauchmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenklemme (14) an die Gesenkeinrichtung lückenfrei anschließt.