DE60109519T2

DE60109519T2 - Method for pressure-controlled, hydraulic pressure extrusion

Info

Publication number: DE60109519T2
Application number: DE60109519T
Authority: DE
Inventors: Hisanobu Sagamihara-shi Kanamaru; Kazuto Sagamihara-shi Kobayashi
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2021-06-02
Also published as: JP2001347336A; CA2343685C; EP1162014A2; EP1162014B1; EP1162014A3; CA2343685A1; DE60109519D1; US20010049955A1; JP3707768B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum druckgesteuerten, hydraulischen Druckstrangpressen. Die Bezeichnung „Verfahren zum hydraulischen Druckstangenpressen" definiert ein Verfahren, bei dem das Strangpressen unter dem Mechanismus des hydraulischen Drucks ausgeführt wird. Drucksteuerung beschreibt die Regulierung dieses hydraulischen Druckes zum Durchführen einer geeigneten Extrusion. Diese Extrusionen können zum Herstellen von Automobilteilen, wie Schneckengetrieben und ähnlichem, benutzt werden.The The present invention relates to a method of pressure-controlled, hydraulic pressure extruders. The term "method for hydraulic pressure rod presses "defines a process in which the Extrusion is carried out under the mechanism of hydraulic pressure. Pressure control describes the regulation of this hydraulic pressure to perform a suitable extrusion. These extrusions can be used to make automotive parts, like worm gears and the like, to be used.

Beispiele des Stands der Technik beinhalten Vorwärts-Fließpressverfahren, wie in 1 der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-254082 und 3 der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-308729 gezeigt wird.Examples of the prior art include forward extrusion processes as in 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-254082 and U.S. Pat 3 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-308729.

In den 3(A)–3(D) werden die Verfahrensschritte nach diesem Stand der Technik schematisch gezeigt, um sie mit der vorliegenden Erfindung zu vergleichen. Ein Materialrohling 11 durchläuft die Schritte 3(A), 3(B), 3(C) und 3(D) um das zu erzeugende Produkt 15 herzustellen. Das Beispiel zeigt, dass das hergestellte Produkt 15 eine Durchgangsbohrung besitzt. Der Materialrohling enthält außerdem eine Durchgangsbohrung zum Aufnehmen eines Spanndorns in der metallenen Hohlform.In the 3 (A) - 3 (D) For example, the process steps of this prior art are shown schematically to compare with the present invention. A material blank 11 go through the steps 3 (A) . 3 (B) . 3 (C) and 3 (D) around the product to be produced 15 manufacture. The example shows that the product produced 15 has a through hole. The material blank also includes a through bore for receiving a mandrel in the metal mold.

In der 3(A) hat der Außendurchmesser des Materialrohlings 11 annähernd die gleiche Größe wie der Innendurchmesser des Behälterteils 12b einer Form 12. Gemäß 3(C), wird wenn der Materialrohling in die Form (12) stranggepresst wird und mit einem Stempel 13 geformt wird, eine große Reibungskraft zwischen dem Außendurchmesser des Materialrohlings und dem Behälter erzeugt. Außerdem rotiert das Produkt 15 beim Vorrücken entlang der Form beim Pressen eines Schneckengetriebeteils 15a des zu erzeugenden Produktes 15 mit einem Schneckengetriebeteil 12a der Form 12. Diese Rotation erzeugt eine große zusätzliche Reibungskraft in der Richtung der Rotation als auch die oben beschriebene Reibungskraft in Axialrichtung. Als ein Ergebnis nehmen die Arbeitslasten zu und es gibt negative Effekte bei der Präzision des Produktes und der Lebensdauer der Form. Bei diesem Verfahren muss der Außendurchmesserbereich des Material rohlings gerade sein. Ist der Außendurchmesser gestuft, enthält der Materialrohling einen oder mehrere verschiedene Durchmesserbereiche, könnte der schmalere Durchmesserbereich deformiert werden und sich während des Pressens ausdehnen, so dass ein spezifisches Pressen nicht erreichbar ist.In the 3 (A) has the outer diameter of the material blank 11 approximately the same size as the inner diameter of the container part 12b a form 12 , According to 3 (C) , when the material blank in the form ( 12 ) is extruded and stamped 13 is formed, generates a large frictional force between the outer diameter of the material blank and the container. In addition, the product rotates 15 when advancing along the mold when pressing a worm gear part 15a of the product to be produced 15 with a worm gear part 12a the form 12 , This rotation generates a large additional friction force in the direction of rotation as well as the above-described friction force in the axial direction. As a result, the workloads increase and there are negative effects on the precision of the product and the life of the mold. In this method, the outer diameter portion of the blank material must be straight. If the outer diameter is stepped, the material blank contains one or more different diameter ranges, the narrower diameter portion could be deformed and expand during pressing, so that specific pressing is unreachable.

Im US Patent 3,382,691 wird ein hydraulisches Druckstrangverfahren beschrieben, wobei der Kolben mit einem Durchgang versehen ist, durch das es einer Flüssigkeit erlaubt ist in kontrollierter Form aus der Bohrung einer Druckstrangkammer während des Druckstrangprozesses auszulaufen.in the US Patent 3,382,691 is a hydraulic compression molding process described, wherein the piston is provided with a passage, through it's a liquid is allowed in controlled form from the bore of a pressure column chamber during the To run out of compression process.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum druckgesteuerten Fließpressen bestehend aus:
Einlegen eines Materialformlings, der geformt werden soll, in eine Form;
Einschließen eines Fluids in einem Bereich zwischen der Form und einem Ende des Materialformlings mittels einer ersten Dichtung, die durch den Kontakt zwischen dem Materialformling und der Form gebildet wird und Bilden einer zweiten Dichtung durch den Kontakt zwischen der Form und einem Stempel, wobei die erste Dichtung eine vollständige Dichtung ist, die jeden Durchtritt des Fluids hinter sich verhindert und die zweite Dichtung eine unvollständige Dichtung ist mit einem Spiel zwischen der Form und dem Stempel, das das Durchtreten der Flüssigkeit hinter sich zulässt, um den Druck des Fluids zu steuern;
Anlegen eines hydraulischen Drucks an eine äußere Umfangsfläche des Materialformlings; und
Stoßen des Materialformlings zum Formen unmittelbar durch den Stempel in die Form, wodurch der Materialformling zu einer gewünschten Form geformt wird.The present invention relates to a method for pressure controlled extrusion consisting of:
Inserting a material molding to be molded into a mold;
Trapping a fluid in a region between the mold and an end of the material molding by means of a first seal formed by the contact between the material molding and the mold and forming a second seal by the contact between the mold and a stamp, the first seal a full seal that prevents any passage of the fluid behind it and the second seal is an incomplete seal with a clearance between the mold and the punch that allows the passage of liquid therethrough to control the pressure of the fluid;
Applying a hydraulic pressure to an outer peripheral surface of the material molding; and
Pushing the material molding into the mold directly through the stamp, thereby forming the material molding into a desired shape.

Ein geeigneter hydraulischer Druck wirkt auf die Außenumfangoberfläche eines Materials und das Material wird von einem Stempel direkt in die Form zum Pressen geschoben, wobei das Material in eine gewünschte Form gepresst wird.One suitable hydraulic pressure acts on the outer peripheral surface of a Material and the material is from a stamp directly into the Pushed mold for pressing, with the material in a desired shape is pressed.

Vorzugsweise ist die Flüssigkeit durch das Material, die Form und den Stempel geeignet abgedichtet. Die Bewegung der Form und des Stempels setzt die Flüs sigkeit unter Druck. Der hydraulische Druck wirkt auf das Material um das Produkt zu formen.Preferably is the liquid sealed by the material, the mold and the stamp suitable. The movement of the mold and the stamp sets the liquid vacuum. The hydraulic pressure acts on the material around the Mold product.

Bei bevorzugten Ausführungen wird der hydraulische Druck durch einen Zwischenraum zwischen Form und Stempel reguliert.at preferred embodiments The hydraulic pressure is due to a gap between form and stamp regulated.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen mit Verweisen auf die begleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, dabei zeigen:in the The invention will now be described by way of example with references on the accompanying drawings described in more detail, showing:

1(A) bis 1(D) schematische Darstellungen der Schritte in einem Verfahren entsprechend einer Anordnung der Erfindung; 1 (A) to 1 (D) schematic representations of the steps in a method according to an arrangement of the invention;

2 eine vergrößerte Ansicht des hauptsächlichen Teiles der 1(B); und 2 an enlarged view of the main part of the 1 (B) ; and

3(A) bis 3(D) schematische Darstellungen, die das Verfahren des Stands der Technik erläutert. 3 (A) to 3 (D) schematic representations illustrating the method of the prior art.

Anhand der 1(A) bis 1(D) wird der Prozess des Pressens eines Materialrohlings 1 zu einem geformten Produkt 5 gezeigt. Eine Metallform 100 ist aus einer Form 2, einem Stempel 3 und einem Dorn 4 aufgebaut. Die Metallform 100 wird in eine konventionelle Presse (nicht dargestellt) eingesetzt. Die Metallform 100 wird von ansteigenden und absteigenden Bewegungen eines Schlittens der Presse angetrieben.Based on 1 (A) to 1 (D) becomes the process of pressing a material blank 1 to a molded product 5 shown. A metal mold 100 is from a mold 2 , a stamp 3 and a thorn 4 built up. The metal mold 100 is used in a conventional press (not shown). The metal mold 100 is driven by ascending and descending movements of a carriage of the press.

Gemäß 1(A) besitzt die Form 2 eine Ausnehmung 10, die die Form des gewünschten Pressprodukts besitzt. Bei der dargestellten Anordnung ist das Pressprodukt ein Schrägstirnrad. An dem unteren Teil der Ausnehmung 10, d.h. zu dem Boden der Form 100 in den Zeichnungen der 1(A) bis 1(D), sind Zähne 2a angeformt. Die Zähne 5a des gepressten Produkts 5 werden durch die Zähne 2a geformt.According to 1 (A) owns the shape 2 a recess 10 which has the shape of the desired compressed product. In the illustrated arrangement, the press product is a helical gear. At the lower part of the recess 10 ie to the bottom of the mold 100 in the drawings of 1 (A) to 1 (D) , are teeth 2a formed. The teeth 5a of the pressed product 5 be through the teeth 2a shaped.

Wie in den 1(B) und 2 gezeigt, wird der Materialrohling 1 in die Form 2 eingeführt. Der Materialrohling 1 wird von einer Transportvorrichtung (nicht gezeigt) zu der Form 2 gebracht und wird in einen Hohlraum 10 der Form eingesetzt. Nach dem Einsetzen des Materialrohlings 1 in den Hohlraum 10 wird der Dorn 4 in eine mittige Durchgangsbohrung des Materialrohlings 1 eingesetzt. Ei ne Flüssigkeit wird in den Hohlraum 10 eingeführt. Bei der vorliegenden Ausführung wird Öl als Flüssigkeit benutzt.As in the 1 (B) and 2 shown, the material blank 1 into the mold 2 introduced. The material blank 1 is transferred from a transport device (not shown) to the mold 2 brought and gets into a cavity 10 the form used. After inserting the material blank 1 in the cavity 10 becomes the thorn 4 in a central through hole of the material blank 1 used. A liquid will enter the cavity 10 introduced. In the present embodiment, oil is used as a liquid.

Als nächstes wird der Stempel 3 in den Hohlraum 10 abgesenkt. Die Unterseite des Stempels 3 berührt die Oberseite des Materialrohlings 1. Sowie der Stempel 3 sich weiter senkt wird eine Hydaulikdruckkammer 6 definiert und zwischen Stempel 3 und der Unterseite des Materialrohlings 1 abgedichtet. Bei weiterem Absinken des Stempels 3 wird die Flüssigkeit in dem Hohlraum 10 unter Druck gesetzt. Mit anderen Worten wird die Flüssigkeit von einer ersten Dichtung 7, an der Kontaktfläche von Material 1 und Stempel 3, einer zweiten Dichtung 8 an der Einführungsfläche zwischen Form 2 und Stempel 3 und einer dritten Dichtung 9 an der Einführungsfläche zwischen Form 2 und unterem Ende des Materialrohlings 1 abgedichtet.Next is the stamp 3 in the cavity 10 lowered. The bottom of the stamp 3 touches the top of the material blank 1 , As well as the stamp 3 continues to lower a hydraulic pressure chamber 6 defined and between stamps 3 and the bottom of the material blank 1 sealed. Upon further lowering of the punch 3 the liquid is in the cavity 10 put under pressure. In other words, the liquid is from a first seal 7 , at the contact surface of material 1 and stamp 3 , a second seal 8th at the introduction area between form 2 and stamp 3 and a third seal 9 at the introduction area between form 2 and bottom end of the material blank 1 sealed.

Die Dichtung 9 muss komplett abgedichtet sein, um das Auslaufen von Flüssigkeit aus der Hydraulikdruckkammer 6 in das Teil der Form 2, das die Zähne 2a enthält, zu verhindern. Wenn die unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Hydraulikdruckkammer 6 in die Zähne 2a eindringt, könnte die Anwesenheit des Materials 1 teilweise Einfallsstellen der Zähnen 5a des gepressten Produkts 5 hervorrufen. Dies würde verhindern, die gewünschte Form zustande zu bringen.The seal 9 must be completely sealed to prevent leakage of fluid from the hydraulic pressure chamber 6 in the part of the form 2 that the teeth 2a contains, to prevent. When the pressurized fluid from the hydraulic pressure chamber 6 in the teeth 2a penetrates, could the presence of the material 1 partial incidence of teeth 5a of the pressed product 5 cause. This would prevent the desired shape from being achieved.

Die Dichtung 7 kann einige Leckstellen besitzen, ohne irgendwelche Probleme hervorzurufen. In der vorliegenden Anordnung, dreht sich während des Pressens das Material 1 gegenüber dem Stempel 3, da die Zähne 2a Schneckengetriebe sind. Wenn der Stempel 3 vorrückt, dringt eine dünne Schicht der Flüssigkeit zwischen die Zähne 2a und die Zähne 5a, die geformt werden. Das resultierende Schmieren reduziert die rotationsbegleitenden Reibungskräfte.The seal 7 can have some leaks without causing any problems. In the present arrangement, the material rotates during pressing 1 opposite the stamp 3 because the teeth 2a Worm gears are. If the stamp 3 advances, a thin layer of liquid penetrates between the teeth 2a and the teeth 5a that are shaped. The resulting lubrication reduces the rotation-accompanying frictional forces.

Mit der Dichtung 8 muss die unter Druck stehende Flüssigkeit aktiv freigesetzt werden. Wenn der hydraulische Druck in der Hydraulikdruckkammer 6 ohne Grenzen ansteigt, können Probleme, wie der Bruch von Bestandteilen, wie z.B. die Form 2, und ähnliches auftreten. Wenn jedoch eine größere Menge an Flüs sigkeit in der Hydraulikdruckkammer 6 aus der Dichtung 8 austritt, dehnt sich das Material 1 radial aus. Dies kann zu Problemen wie einem unvollständigen Pressvorgang des Materials 1 führen. Betrachtet man diese Punkte ist es erforderlich, das Spiel bei der Beschränkung der Dichtung 8 zu regeln. Auf diese Weise wirkt die Dichtung 8 als Druckentlastungsventil.With the seal 8th the pressurized fluid must be actively released. When the hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber 6 Without limits, problems, such as the breakage of components, such as the shape 2 , and similar things occur. However, if a larger amount of liq fluid in the hydraulic pressure chamber 6 from the seal 8th exits, the material expands 1 radially out. This can lead to problems such as incomplete pressing of the material 1 to lead. Looking at these points, it is necessary to play the game in restricting the seal 8th to regulate. This is how the seal works 8th as a pressure relief valve.

Wie oben beschrieben, wird das Spiel der Dichtung 8 geregelt, so dass eine optimale Menge an hydraulischem Druck in der Hydraulikdruckkammer 6 erzielt wird.As described above, the game of the seal 8th regulated, so that an optimum amount of hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber 6 is achieved.

Wie in der 1(C) dargestellt, wird, während der hydraulische Druck aus der Hydraulikdruckkammer 6 an dem Materialrohling 1 angelegt wird, der Materialrohling 1 vom Stempel 3 gepresst, um zu dem gepressten Produkt 5 gepresst zu werden. Da die Flüssigkeit in der Hydraulikdruckkammer 6 zwischen der Form 2 und dem Materialrohling 1 angeordnet ist, werden in dieser Situation keine Reibungskräfte zwischen der Form und dem Materialrohling erzeugt. Deshalb wird der Materialrohling 1 nur mit dem Pressdruck gepresst der fürs Pressen nötig ist. In der vorliegenden Anordnung wird, da die Zähne 2a der Form 2 ein Schneckengetriebe formen, der Materialrohling 1 gedreht, während er in die Form 2 gedrückt wird. Jedoch wird, verursacht durch die Wirkung der oben genannten Flüssigkeit, der mit der Rotation verbundene Reibungswiderstand nicht erzeugtLike in the 1 (C) is shown, while the hydraulic pressure from the hydraulic pressure chamber 6 on the material blank 1 is created, the material blank 1 from the stamp 3 pressed to the pressed product 5 to be pressed. Because the liquid in the hydraulic pressure chamber 6 between the form 2 and the material blank 1 In this situation, no frictional forces are generated between the mold and the material blank. Therefore, the material blank becomes 1 pressed only with the pressure required for pressing. In the present arrangement, since the teeth 2a the form 2 form a worm gear, the material blank 1 turned while in the form 2 is pressed. However, caused by the action of the above-mentioned liquid, the frictional resistance associated with the rotation is not generated

Wie in 1(D) dargestellt, wird das gepresste Produkt 5 in der Form 2 von unten von einer Ausstoßvorrichtung (nicht gezeigt) herausgedrückt und oberhalb der Form 2 weggenommen. Mit anderen Worten wird das gepresste Produkt 5 von einem rotierbaren Hebeteil (nicht gezeigt) zum Oberteil der Form 2 gehoben.As in 1 (D) is shown, the pressed product 5 in the shape 2 pushed from below by an ejector (not shown) and above the mold 2 taken away. In other words, the pressed product becomes 5 from a rotatable lifting member (not shown) to the top of the mold 2 lifted.

Bei der vorliegenden Anordnung wird ein gestufter Materialrohling benutzt, aber die vorliegende Erfindung kann auch für einen glatten oder konstanten Durchmesser des Materialrohlings genutzt werden. Obwohl in der Mitte des gepressten Produktes ein Bohrloch vorhanden ist, erfordert die vorliegende Erfindung kein Bohrloch als Voraussetzung. Bei der vorliegenden Anordnung ist das gepresste Pro dukt ein Schneckengewinde, aber die vorliegende Erfindung kann auch für gepresste Teile mit Steiggetriebe oder ohne Getriebe genutzt werden.In the present arrangement, a stepped material blank is used, but the present invention can also be used for a smooth or constant diameter of the material blank. Although there is a hole in the middle of the pressed product, the present one requires Invention no hole as a prerequisite. In the present arrangement, the pressed product is a worm thread, but the present invention can also be used for pressed parts with a climbing gear or without a gear.

Nach der vorliegenden Erfindung ist die zum Pressen benötigte Kraft reduziert, da es keine verbindende Reibungskraft gibt, Als ein Ergebnis ist der Druck auf die Form reduziert und die Produktgenauigkeit ist verbessert. Es ergeben sich Vorteile, wie eine langlebige Form und das Sparen von Energie. Außerdem gibt es, selbst wenn zwischen Form und Materialrohling ein Spalt besteht, keine Verformung des Materialrohlings und das Strangpressen gestufter Materialrohlinge wird möglich. Als ein Ergebnis ist die Querschnittsreduzierungsquote für die Strangpressung klein und die Presskraft ist weiter reduziert.To The present invention is the force required for pressing As a result, there is no connecting frictional force The pressure on the mold is reduced and the product accuracy is improved. There are advantages, such as a long-lasting shape and saving energy. Furthermore There is even a gap between form and material blank There is no deformation of the material blank and extrusion stepped material blanks becomes possible. As a result, the Cross-sectional reduction rate for the extrusion is small and the pressing force is further reduced.

Der hydraulische Druck in der Hydraulikdruckkammer 6 wird von dem Spiel der Dichtung 8 gesteuert. Als ein Ergebnis ist die Steuerung leicht und stabil. In dieser Hinsicht erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren das Pressen von Teilen, die als schwierig zu bearbeiten betrachtet wurden.The hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber 6 is from the game of poetry 8th controlled. As a result, the control is easy and stable. In this regard, the method of the invention allows the pressing of parts that have been considered difficult to machine.

Nach der Beschreibung der bevorzugten Anordnung der Erfindung mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung sich nicht ausschließlich auf solche präzisen Anordnungen bezieht, und dass verschiedenste Änderungen und Modifikationen dabei von einem Fachmann ohne Abweichung von dem Umfang der Erfindung ausgeführt werden können, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.To the description of the preferred arrangement of the invention with reference It should be noted in the accompanying drawings that the invention not exclusive on such precise Orders, and that various changes and modifications doing so by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention accomplished can be as defined in the following claims.

Claims

Method for pressure-controlled extruding consisting of: inserting a material molding ( 1 ) to be formed into a mold ( 2 ); Trapping a fluid in an area between the mold ( 2 ) and one end of the material molding ( 1 ) by means of a first seal ( 9 ) caused by the contact between the material molding and the mold ( 2 ) and forming a second seal ( 8th ) through the contact between the mold ( 2 ) and a stamp ( 3 ), the first seal ( 9 ) is a complete seal that prevents any passage of the fluid behind it and the second seal ( 8th ) an incomplete seal is with a game between the form ( 2 ) and the stamp ( 3 ) permitting the passage of the liquid behind it to control the pressure of the fluid; Applying a hydraulic pressure to an outer peripheral surface of the material molding ( 1 ); and pushing the material molding ( 1 ) for molding directly through the stamp ( 3 ) in the form ( 2 ), whereby the material molding ( 1 ) is formed into a desired shape.

A method of pressure-controlled extrusion according to claim 1, wherein the step of applying hydraulic pressure comprises pressing and pressurizing the fluid by interaction of the mold ( 2 ) and the stamp ( 3 ).

Method for pressure controlled extrusion after Claim 2, wherein the step of applying hydraulic pressure includes the setting of the game to the passage of Fluid to control the fluid pressure.