DE60302154T2

DE60302154T2 - Verfahren zum kaltextrudieren von metallelementen mit sack- oder durchgangslöchern und anlage zur durchführung der verfahren

Info

Publication number: DE60302154T2
Application number: DE60302154T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Vescovini
Original assignee: Amafa Service SRL
Current assignee: Amafa Service SRL
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: AU2003215906A1; US7347075B2; RU2323061C2; ATE308396T1; EP1507611B1; US20050145004A1; WO2004043626A1; DE60302154D1; JP2006505412A; ITVR20020118A1; MXPA04006746A; KR20050058994A; CA2472817C; EP1507611A1; CA2472817A1; RU2004121678A; CN1646244A; DK1507611T3; TW200413119A; CN1329141C

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Kaltextrudieren an hydraulischen Pressen von Elementen aus Metall.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kaltextrudieren für die Produktion von Metallelementen, wie etwa Buchsen, Muttern oder andere Elemente mit Sackbohrungen oder Durchgangsbohrungen, Schrauben, standard- und spezialformextrudierte oder -gepresste Produkte, usw.
Diese Kaltextrudierungsverfahren können in einer Anlage ausgeführt werden, die eine Reihe von hydraulischen Pressen aufweist, die untereinander mittels eines automatischen Transportsystems verbunden sind, sowie die fertigen Produkte im allgemeinen aus Buchsen, Muttern oder anderen Elementen mit einer Sackbohrung oder einer Durchgangsöffnung, Schrauben, standard- und spezialgeformten extrudierten oder gepressten Produkten, usw. bestehen, die aus Stahl hergestellt sind, unabhängig vom Typ und der Festigkeitsklasse des Stahls oder die aus einem anderen Metallmaterial (Aluminium, Kupfer, Messing) hergestellt sind, und einen Außendurchmesser von größer als 30 mm aufweisen.
Die vorliegende Erfindung kann ebenso in der mechanischen Industrie eingesetzt werden, und zwar zur Herstellung von mittelgroßen bis großen Kleinserien.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass die Produktion von rohrförmigen Metallelementen, wie etwa Buchsen, im wesentlichen mit den vier möglichen Verfahren stattfindet:

– Kaltpressen mittels horizontal wirkender mechanischer Pressen;
– Kalt- oder Warmpressen mittels vertikaler mechanischer Pressen und anschließender Bearbeitung mittels Drehbank;
– Abdrehen einer vorher gerollten Röhre; und
– Spanende Fertigung aus einem Werkstück.

Kaltpressen mittels mehreren horizontal wirkenden Pressen benötigt die Absorption einer bemerkenswert hohen Druckkraft, um ein Gewicht von etwa 1200 Tonnen zu erreichen, welches erforderlich ist, um die Bearbeitung auszuführen. Diese Horizontalpressen verursachen sehr hohe Investitionskosten, um ein hohes Maß an Produktivität zu erreichen, welche etwa 40 Stück pro Minute beträgt.
Die große Geschwindigkeit der Bearbeitung, die im wesentlichen aus einem Extrusionsschritt besteht, verursacht eine Erhöhung der Temperatur des Werkstücks, wobei diese Temperatur über 700° ansteigen kann. Diese Temperatur übersteigt die Anlass-Temperatur der unterschiedlichen Stahlsorten, die zum Aufbau der Extrusionswerkzeuge und der Stanzen benutzt werden, so daß offensichtlich Probleme verursacht werden im Hinblick auf eine kurze Lebensdauer dieser Geräte. Die Erfahrung hat gezeigt, dass dieses Problem insbesondere beim Pressen von Werkstücken mit einem Durchmesser von größer als 30 mm besonders häufig auftritt.
Ein weiterer Nachteil ist durch die Tatsache gegeben, dass die Toleranzen relativ zu der Längsabmessung der Werkstücke extrem hoch sind, zumindest bezüglich der Teile, die eine bestimmte Präzision erfordern, wie etwa Buchsen, die eingesetzt werden, um Stangen zu verbinden, die eine Toleranz von etwa 0,3 mm erfordern.
Soweit Einzelstationvertikalpressen betroffen sind, passiert während des Produktionsablaufes von rohrförmigen Elementen das Pressen in aufeinanderfolgenden, jedoch nicht sequentiellen Phasen, um die unterschiedlichen Verformungsstadien des Werkstückes zu erreichen.
Zwischen einem Stadium und dem Nächsten, infolge der aufwändigen Arbeiten zum Härten der Fasern des grobgeformten Materials, ist es notwendig, mehrere Wärmebehandlungsschritte auszuführen, die im wesentlichen aus Glühvorgängen bestehen.
Ein Nachteil wird durch die Tatsache herausgestellt, dass diese Reihenfolge der Behandlungen einen beachtlichen Effekt auf die Werkstücke hat und es wird auch erforderlich, während jeder Stufe eine Schmierung der Werkstücke vorzusehen (Phosphatbeschichtung), was dazu beiträgt, dass die gesamte Zeit, die erforderlich ist, um das Werkstück zu fertigen, verlängert wird.
Ein weiterer Nachteil wird durch die Tatsache belegt, dass es in diesem Fall auch extrem schwierig ist, die Toleranzen einzuhalten und die Lebensdauer der Werkzeuge ist wiederum vollständig unzufriedenstellend, da die Geschwindigkeit der Bearbeitung so hoch ist.
Diese Bearbeitung mittels Einzelstationvertikalpressen erfordert auch das abschließende Abdrehen, wodurch die Kosten weiter erhöht werden.
Soweit das Warm- bzw. Heißpressen betroffen ist, erzeugt die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen und der Werkzeug-Verschleiss sogar noch größere Probleme als die beim oben beschriebenen Bearbeitungsverfahren zu erwartenden Probleme, so dass diese Prozedur nicht wettbewerbsfähig ist, auch wegen der Endphase auf einer Werkzeugmaschine.
Soweit das Rollen von Rohren und das Abdrehen betroffen ist, ist das die am meisten eingesetzte Prozedur zur Herstellung von Buchsen mit einem Außendurchmesser von weniger oder gleich 50 mm. Das Rohr wird im Stahlwerk als 3–5 Meter lange Stangen gerollt, wird in passende Stücke geschnitten und zu einem Bearbeitungszentrum transportiert, welches in spanender Bearbeitung die äußeren Radien und die beiden Eingänge ausformt.
Ein Nachteil wird durch die Tatsache belegt, das Rohmaterial, welches die Rohre bildet, etwa 60–70% mehr kostet als der "volle" Stahl, welcher in den anderen beschriebenen Verfahren eingesetzt werden kann.
Das Drehen aus dem vollen Material heraus wird bei Buchsen mit einem Außendurchmesser von größer als 50 mm eingesetzt, da gerollte Rohre mit diesen Abmessungen auf dem Markt nicht erhältlich sind.
Dieses Verfahren erfordert den Einsatz von automatischen Drehbänken, die Werkstücke mit einer guten Frequenz von etwa 1 Stück alle 30 Sekunden erzeugen.
Ein Nachteil wird durch die Tatsache belegt, dass es einen hohen Anteil an Abfallmaterial gibt: etwa 50–55% des ursprünglichen Werkstücks.
Ein weiteres Verfahren zum Erhalten von rohrförmigen Elementen ist das Ziehen, welches mit einem flachen Werkstück beginnt, welches dann verformt und abschließend auf einer Werkzeugmaschine fertigt bearbeitet wird.
In diesem Fall werden die Fasern des Materials einer Härtung unterzogen, mit beträchtlichem Aufwand, wodurch die mechanischen Eigenschaften des fertigen Produktes verändert und verschlechtert werden.
Es gibt auch eine sehr hohe Rate an Ausschuß, so dass die Kosten für das fertige Produkt erheblich ansteigen.
Das Patent US-A-6098436 (Girardello) beschreibt ein Verfahren zur Bearbeitung von Metallen, um Rohre mit unterschiedlichen Abmessungen und für unterschiedliche Einsatzzwecke zu erhalten, die aus Stahl gefertigt werden, mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,10% bis 0,50%, mit sehr engen Toleranzen.
Bei diesem Verfahren wird als Ausgangsmaterial eine runde Stange heißgewalzter Stahl eingesetzt, die dann abgeschnitten wird, um zumindest einen Block zu erhalten, der dann gebohrt wird und einer chemischen Behandlung unterzogen wird. Der Block wird dann gepresst und, falls erforderlich, einer abschließenden Dreh-Bearbeitung und einer Wärmebehandlung unterzogen, um ein Fertigprodukt zu erhalten, wie etwa einen hydraulischen oder ölpneumatischen Zylinder oder einen Behälter für Hoch druckfilter oder ein Rohr für Hochdruck, oder eine Lagerung, wobei eine begrenzte Menge an Stahl benutzt wird.
Das Dokument US-A-3759080 offenbart ein Kaltschmiedeverfahren zur Herstellung von Anschlußklemmen aus einem zylindrischen Material, die derart ausgelegt sind, dass sie in die Gehäuse oder Isolierplatten von Mikroschaltern oder anderen Schalteinrichtungen aus Kunststoff oder ähnlichem eingesetzt werden können. Dieses Verfahren wird mittels einer Mehrfachpresse ausgeführt.
Das Dokument US 2002/0005078 A1 offenbart ein Verfahren zur Ausbildung eines Spiralgetriebezahnrads für eine Zahnstangenlenkungseinrichtung, wobei ebenso ein mehrfaches Kaltschmiedeverfahren eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein erstes Verfahren zum Herstellen von Elementen aus Metall, wie etwa Buchsen, Muttern oder andere Produkte mit Sackbohrungen oder Durchgangsöffnungen etc. vor, die einen Durchmesser von größer als 30 mm aufweisen, wobei die oben beschriebenen Nachteile eliminiert oder deutlich reduziert werden können.
Die vorliegende Erfindung schlägt auch ein zweites Verfahren vor, um Elemente aus Metall zu erhalten, wie etwa Schrauben, standard- oder spezialgeformte extrudierte oder gepresste Produkte, etc., die einen Durchmesser von größer als 30 mm aufweisen, wobei diese Produkte einfach gefertigt werden können, um wirtschaftlich vorteilhaft zu sein.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Elemente aus Metall, wie zum Beispiel Buchsen, Muttern oder anderen Produkten mit Sackbohrungen oder Durchgangsöffnungen, etc., die einen Durchmesser von größer als 30 mm aufweisen, das:

– Anordnen und Vorbereiten eines Rohlings aus Rollen oder Stangen eines Vollmaterials aus Metall;
– Strecken und Abschneiden des Metallmaterials in Werkstücke mit einer bestimmten Länge, falls es sich um einen Rohling in Form einer Rolle handelt;
– Sequentielle Pressen, indem diese Werkstücke nacheinander durch eine Mehrzahl von hydraulischen Pressen geführt werden, um ein Rohlingselement mit einer Sackbohrung oder um ein Rohlingselement mit zwei in Längsrichtung gegenüberliegenden Sackbohrungen zu erhalten, die durch einen mittigen quer verlaufenden Abschnitt getrennt sind; und
– in einigen Fällen, für Produkte mit Durchgangsöffnungen, das Durchbohren des mittig und quer verlaufenden Abschnitts, welches durch die Wirkung einer mechanischen Presse erreicht werden kann.

Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung der Elemente aus Metall, wie zum Beispiel Schrauben, standard- oder spezialgeformte extrudierte oder gepresste Produkte, etc., die einen Durchmesser von größer als 30 mm aufweisen, das:

– Anordnen und Vorbereiten eines Rohlings aus Rollen oder Stangen eines Vollmaterials aus Metall;
– Strecken und Abschneiden des Metallmaterials in Werkstücke mit einer bestimmten Länge, falls es sich um einen Rohling in Form einer Rolle handelt;
– Sequentielle Pressen, indem diese Werkstücke nacheinander durch eine Mehrzahl von hydraulischen Pressanlage geführt werden, um eine Reihe von Produkten zu erhalten; und
– falls erforderlich, das Scheren, welches zum Beispiel für sechseckige Köpfe von Schrauben mittels des Einsatzes einer mechanischen Presse erreicht werden kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung umfassen beide Verfahren sequentielle Kaltpressschritte an einer Anzahl von hydraulischen Pressen, um Stahlabschnitte oder andere Materialen zu bearbeiten, um Werkstücke mit verschiedenen Formen und Größen zu erhalten, wobei der Durchmesser größer als 30 mm ist.
Vorteilhafterweise ist die Vorbereitung und die Anordnung der Rohlinge entsprechend dem eingesetzten Material unterschiedlich.
Die benutzte Anlage besteht vorteilhafterweise aus einer Anzahl von hydraulischen Pressen, die mittels einer Transporteinheit verbunden sind, die derart wirkt, dass die Werkstücke, die zu bearbeiten sind, entsprechend transportiert werden. Die Transporteinheit umfasst eine Reihe von Robotergreifeinheiten, die durch eine hydraulische, mechanische oder pneumatische Energiequelle angetrieben werden, je nach Anforderung.
Das Bohren oder Scheren wird vorteilhafterweise durch den Einsatz einer bestimmten Bohreinheit oder Schereinheit ausgeführt, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, und die aus einer mechanischen Vertikalpresse bestehen können.
Der Einsatz dieser Anlage bestehend aus mehreren hydraulischen Pressen gemeinsam mit der schnellen Bohr- oder Schereinheit erlaubt ein hohes Ausmaß der Produktivität.
Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Studium der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlich, welches jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel ist und wobei die zugehörigen Zeichnungen zu Hilfe zu nehmen sind. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Streckeinheit, die eingesetzt wird, sofern Rollen benutzt werden, und ein Beispiel für eine Abschneideeinheit, um einen Schritt des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung auszuführen;
2 eine Frontansicht, teilweise im Querschnitt, einer hydraulischen Pressen, die gemeinsam mit anderen identischen oder ähnlichen hydraulischen und/oder mechanischen Pressen ein Bearbeitungszentrum ausbilden, um die Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auszuführen;
3 eine Draufsicht, in der der Fortschritt beim Pressen einer Buchse dargestellt ist;
4 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, einer Anlage nach der vorliegenden Erfindung, die eine Mehrzahl von Pressen aufweist; und
5 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage nach der vorliegenden Erfindung, die eine Mehrzal von Pressen umfasst.
Beschreibung einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung
Die Verfahren zum Fertigen der Elemente aus Metall nach der vorliegenden Erfindung umfasst sowohl das Anordnen als auch die Vorbereitung eines Rohlings aus Rollen oder Stangen eines Vollmaterials aus Metall unterschiedlicher Formen, wie zum Beispiel rund, quadratisch, rechteckig, etc., sowie das Strecken im Falle von Rollen und das Abschneiden des Metallmaterials in Werkstücke einer bestimmten Länge.
Das Verfahren zum Erhalten der gebohrten Elemente, wie etwa Buchsen, Muttern oder anderen Elementen mit Sackbohrungen oder Durchgangsöffnungen etc. sieht dann das sequentielle Pressen vor, indem diese Werkstücke sequentiell durch eine Anzahl von hydraulischen Pressen geführt werden, um eine Reihe von Rohlingen zu erhalten, von denen jeder eine oder zwei Sackbohrungen aufweisen kann, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen und die durch einen mittigen quer verlaufenden Abschnitt getrennt sind; in einigen Fällen, bei Produkten mit Durchgangsöffnungen, kann das Durchbohren des mittigen querverlaufenden Abschnitts mittels der Bearbeitung durch eine mechanische Presse erfolgen.
In Übereinstimmung mit der der vorliegenden Erfindung wird das Material, welches anfänglich in Rollen oder Stangen vorliegt, auf unterschiedliche Art und Weise vorbereitet, nämlich in Abhängigkeit von der ursprünglichen chemischen Zusammensetzung des Materials.
Insbesondere können die Vorbereitungsschritte in Abhängigkeit davon abweichen, ob das Material ein rostfreier Stahl (oder Stahl, der einen hohen Prozentanteil an Chrom und Nickel aufweist) oder ein niedriglegierter Stahl ist, der typischeweise gehärtet oder gehärtet und angelassen ist, oder einem anderen spezifischen Schritt unterworfen wird, in Abhängigkeit von dem Rohmaterial, welches ganz spezifisch vom Kunden angefordert worden ist.
Im ersteren Fall wird das Material vorzugsweise mittels Lösungsglühen und Einlegen in eine bezogen auf die Komponenten stöchiometrisch aufeinander abgestimmte Lö sung aus Schefelsäure, Flußsäure, Kaliumpermanganat und Wasserstoffperoxid behandelt.
Das Material wird dann wiederholt gewaschen, und zwar durch Eintauchen in einen Salztank, um das Pressen zu erleichtern.
Sofern ein niedriglegierter Stahl eingesetzt wird, wird das Material in Schwefelsäure für 10 bis 15 Minuten abgebeizt und nachfolgend in einem Phosphorbehälter durch Eintauchen gewaschen, wobei in einer chemischen Reaktion auf der Oberfläche des Werkstücks eine Schicht aus Zinkphosphat ausgebildet wird.
Im Anschluß daran wird das Material in einen Natriumstearatbehälter eingetaucht und gewaschen, wobei wiederum durch eine chemische Reaktion auf der Oberfläche der vorherigen Schicht aus Zinkphosphat eine dünne Schicht aus Zinkstearat ausgebildet wird.
Andere spezifische Zyklen bzw. Schritte können ausgeführt werden, je nach dem Rohmaterial, welches der Kunde spezifiziert hat, wobei diese Schritte an das neue Verfahren nach der vorliegenden Erfindung angepaßt werden.
Sofern eine Rolle eingesetzt wird, wird das vorher gewaschene Material aus Metall gestreckt, indem es in eine Drahtstreckeinheit eingelegt wird, die den Strang entrollt. Das freie Ende der Rolle wird durch einen ersten Satz von Walzen gezogen und dann durch ein System von gegenüberliegenden Walzen, die den Draht strecken und ausrichten und zu einer Abschneideeinrichtung transportieren.
Das Material wird dann in Stücke mit einer vorbestimmten Länge abgeschnitten, und zwar mittels einer Anzahl von möglichen Prozeduren, wie etwa einem oder mehreren beweglichen Schneiden, oder auf herkömmliche Art und Weise, mittels einer Kreissäge, die in Synchronisation mit der oben beschriebenen Drahtstreckeinheit für den Fall von Rollen arbeitet.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 bilden die Werkstücke aus dem zu bearbeitenden Material die Rohlinge, die zu einer Presseinheit zu transportieren sind, die aus einem Bearbeitungszentrum 30 besteht, welches eine Reihe von hydraulischen Pressen 31, 32, 33, 34 und 35 umfasst.
Jede einzelne Presse kann mit der Leistung versorgt werden, die garantiert, dass die Kraft anliegt, die notwendig für die Kaltextrudierung der Rohlinge ist, sowie das System für die Aufwärtsbewegung und das Stanzen eine extrem hohe Geschwindigkeit zur Verfügung hat, um die Produktivität des Bearbeitungszentrums zu erhöhen.
Um die Werkstücke von einer Presse zur Nächsten zu transportieren, sieht das Verfahren eine Transporteinheit vor, die aus einer Reihe von Robotergreifeinheiten 41, 42, 43, 44 und 45 besteht, die Stahlgreifer 50 aufweisen, die miteinander verbunden sind und die durch eine hydraulische, mechanische oder druckluftbetriebene Einrichtung mit Energie versorgt werden, je nach Anforderung.
Die einzelnen Greifer 50 können jeden Rohling bzw. jedes Werkstück von einer Presse zu einer anderen Presse transportieren und, falls durch den Pressenzyklus erforderlich, den Rohling in verschiedene Winkellagen während des Transports verdrehen.
Die einzelnen Stationen der Anlage bestehen aus einer Mehrzahl von Pressen 30 und können im unteren Teil in der Nähe der Grundplatte und in der Nähe des Presszylinders mit Extraktionseinheiten ausgerüstet sein. Diese Extraktionseinheiten können aus kleinen hydraulischen Linearaktoren oder anderen mechanischen oder pneumatischen Systemen bestehen, je nach Anforderung.
Das Funktionieren und die Synchronisation der einzelnen Pressen and der Transporteinheiten werden vorzugsweise durch eine PLC oder einen Mikroprozessor kontrolliert, je nach Anforderung.
Es ist auch möglich die Anlage mit einer mechanischen Bohr- oder Schereinheit 60 auszurüsten, bestehend aus zum Beispiel einer mechanischen Vertikalpresse, die vom Boden aus nach oben oder umgekehrt arbeitet, je nach Anforderung.
Für den Fall des Bohrens der Produkte wird der Schlag dieser Presse entsprechend genutzt, um den quer verlaufenden Abschnitt oder den Stopfen des Rohlings auszuwerfen, der bei dem vorhergehenden Pressen und Extrudieren zurück gelassen worden ist, wobei diese vorhergehenden Schritte auf dem Bearbeitungszentrum durch die verschiedenen hydraulischen Pressen ausgeführt worden sind.
Im Falle von zu scherenden Produkten ist die Scherform dieser Presse derart ausgebildet, dass sie das überschüssige Material von dem Rohling ausstößt, welches durch die vorhergehenden Press- und Extrudierschritte zurückgelassen worden ist, wobei diese vorhergehenden Schritte auf dem Bearbeitungszentrum ausgeführt worden sind.
Vorzugsweise können die Bohr- oder Schereinheiten 60 mit Rädern ausgerüstet sein, so dass diese bewegt werden können und unabhängig an jeder Pressstation eingesetzt werden können, bei denen der hydraulische Extraktionszylinder einfach entfernt werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 1, die sich auf Ausgangsmaterial in Form von Rollenform bezieht, ist anzumerken, dass der Rohling 10 aus einer vollen Stange besteht, und, sobald er vom Strang abgerollt (nicht dargestellt in den Zeichnungen) ist, durch eine Mehrzahl von sich gegenüberliegenden Walzen 11 gezogen wird, die ausgebildet sind, um das Material auszurichten.
Die Vollmaterialstange 10 nach diesem Beispiel wird dann zu einer Abschneideeinheit gezogen, zum Beispiel bestehend aus einer Kreissäge 12, die Abschnitte erzeugt, die im folgenden im Bearbeitungszentrum bearbeitet werden, welches aus einer Anzahl von hydraulischen Pressen besteht.
Wie es in der 2 zu erkennen ist, besteht eine Station 31 des Bearbeitungszentrums aus einem Block 14, der einen hydraulischen Kolben 15 aufnimmt, der das Pressen ausführt. Im Inneren des hydraulischen Kolbens 15 befindet sich ein Extraktionskolben 16, der der Werkzeuggrundplatte 17 gegenüberliegt.
Der untere Abschnitt der Werkzeuggrundplatte 17 ist mit einer Extraktionseinheit 18 versehen, die die Rohlinge bewegen kann.
Unter Bezugnahme auf die 3 ist dort gezeigt, dass der zu bearbeitende Rohling 10 graduell verformt wird (in der Figur von links nach rechts dargestellt), um zwei in Längsrichtung sich gegenüberliegende Sacköffnungen 19 auszubilden, die durch einen mittigen und quer verlaufenden Abschnitt oder Stopfen 20 voneinander getrennt sind, der anschließend durch eine Bohreinheit (in den Zeichnungen nicht dargestellt) entfernt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, und zwar zum Pressen von rohrförmigen Elementen aus Metall, wie etwa Buchsen, Muttern oder andere Elemente mit Sackbohrungen oder Durchgangsöffnungen oder ähnliches.
Es ist jedoch nichtsdestotrotz für den Fachmann klar, dass die Anlage, wie oben beschrieben, einfach angepaßt werden kann, um volle Werkstücke, wie etwa Schrauben oder spezialgeformte extrudierte oder gepresste Produkte zu erhalten, und um jedes standardgeformte extrudierte oder gepresste Produkt zu erhalten, egal ob gebohrt oder geschert, und zwar in Übereinstimmung mit den erforderlichen Bearbeitungsschritten, welche den Konstruktionsspezifikationen folgen, die durch die verschiedenen internationalen Standards für Befestigungsmittel oder Fixiersysteme vorgegeben sind, wie zum Beispiel der DIN, ISO, ASTM, ANSI/ASME, JIS und SAE, etc. und diese Anlage kann ganz allgemein für jedes mechanische Element benutzt werden, welches Kaltgepresst oder -extrudiert werden kann, auf der Grundlage einer Zeichnung, die der Kunde zur Verfügung stellt und mit einem Durchmesser, der größer als 30 mm ist.

Claims

Verfahren zum Kaltverformen von rohrförmigen Metallelementen oder anderen Elementen mit Sackbohrungen oder Durchgangsbohrungen, wie Muttern oder ähnliches, mit einem Durchmesser von größer als 30 mm, wobei die folgenden Bearbeitungsschritte ausgeführt werden: – Anordnen und Vorbereiten eines Rohlings (10) aus Rollen oder Stangen eines Vollmaterials aus Metall; – Strecken und Abschneiden des Metallmaterials (10) in Werkstücke mit einer bestimmten Länge, falls es sich um einen Rohling in Form einer Rolle handelt; – Sequentielles Pressen, indem diese Werkstücke nacheinander durch eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen (31) eines Bearbeitungszentrums geführt werden, welches mehrere hydraulische Pressen umfasst, um ein Rohlingselement mit einer Sackbohrung oder um ein Rohlingselement mit zwei in Längsrichtung gegenüberliegenden Sackbohrungen (19) zu erhalten, die durch einen mittigen quer verlaufenden Abschnitt (20) getrennt sind; – Durchbohren des Rohlings und Entfernen des mittig und quer verlaufenden Abschnitts (20), falls das Rohlingselement die beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Sackbohrungen aufweist.
Verfahren zum Kaltverformen von Metallelementen, wie Standard- und Spezialformschrauben etc., die extrudiert oder gepresst sind, mit einem Durchmesser von größer als 30 mm, mit den folgenden Bearbeitungsschritten: – Anordnen und Vorbereiten eines Rohlings (10) aus Rollen oder Stangen eines Vollmaterials aus Metall; – Strecken und Abschneiden des Metallmaterials (10) in Werkstücke mit einer bestimmten Länge, falls es sich um einen Rohling in Form einer Rolle handelt; – Sequentielles Pressen, indem diese Werkstücke nacheinander durch eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen (31) einer Multi-Hydraulischen-Pressanlage geführt werden, um ein Fertigprodukt (20) zu erhalten, mit oder ohne Späne oder Abfall.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei sich das Anordnen und Vorbereiten des Voll-Rohlings (10) entsprechend dem verwendeten Metallmaterial unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 3, ausgeführt mit einem Material bestehend aus rostfreiem Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der rostfreie Stahl zu Anfangs mittels Lösungsglühen und Einlegen in eine bezogen auf die Komponenten stöchiometrisch aufeinander abgestimmte Lösuag aus Schwefelsäure, Flußsäure, Kaliumpermanganat und Wasserstoffperoxid behandelt wird, sowie anschließend wiederholt gewaschen wird, durch Eintauchen in einen Salztank, um das Pressen zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 3, ausgeführt mit einem Material bestehend aus einem niedriglegierten Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material in Schwefelsäure abgebeizt wird und nachfolgend in einem Phosphorbehälter gewaschen wird, wobei in einer chemischen Reaktion auf der Oberfläche des Werkstücks eine Schicht aus Zinkphosphat ausgebildet wird, im Anschluß daran das Material in einen Natriumstearatbehälter eingetaucht wird, wobei wiederum durch eine chemische Reaktion auf der Oberfläche der vorherigen Schicht aus Zinkphosphat eine dünne Schicht aus Zinkstearat ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte einer Scherung unterworfen werden, zum Beispiel für sechseckige Schraubenköpfe, wobei die Bearbeitung durch eine mechanische Presse erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ausgeführt mit einem Ausgangsmaterial in der Form von Rollen, wobei das zuvor gewaschene Metallmaterial auf einer Drahtstreckmaschine gestreckt wird, die den Strang ausrollt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ausgeführt mit einem Ausgangsmaterial in der Form von Stangen, wobei diese Stangen in Bündeln in eine Stangenzerlegemaschine eingelegt werden und wobei die Stangen synchronisiert an der Zerle gestation ankommen, entsprechend den Anforderungen des Bearbeitungszentrums, welches aus den hydraulischen Pressen besteht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das freie Ende der Rolle durch einen ersten Satz von Walzen und dann durch ein System von gegenüberliegenden Walzen gezogen wird, so dass der Draht gestreckt wird und zu einer Schneideeinrichtung transportiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Material in Werkstücke mit einer bestimmten Länge geschnitten wird, vorteilhafterweise durch unterschiedliche Verfahren, wie etwa mechanische oder hydraulische Verfahren, mittels eines oder mittels beweglicher Messer oder mittels einer Kreissäge.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage oder das Bearbeitungszentrum (30) aus einer Reihe von hydraulischen Pressen unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher Leistungsstufen (31 34) besteht, die mittels einer Transporteinheit verbunden sind, die vorgesehen ist, um die Werkstücke (10) zu transportieren, die bearbeitet werden sollen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit aus einer Reihe von Greifeinheiten (40–44) besteht, die durch eine geeignete Energiequelle angetrieben sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohren oder Scheren durch eine Spezialeinheit ausgeführt wird, die eine Vertikalpresse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalpresse eine mechanische Presse umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen und die Synchronisation der individuellen Pressen und der Transporteinheit durch eine SPS-Steuerung (PLC) oder einen Mikroprozessor gesteuert werden.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Reihe von hydraulischen Pressen aufweist, die benachbart zueinander angeordnet sind, und die angeordnet sind, um aufeinanderfolgende Pressschritte an Werkstücken, die zu bearbeiten sind, auszuführen, wobei die Werkstücke von einer Presse zur nächsten Presse transportiert werden, indem geeignete automatische Manipulatoren eingesetzt werden.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese auch eine Bohrstation oder eine Scherstation umfasst.
Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bohrstation oder Scherstation eine mechanische Vertikalpresse aufweist.