DE960946C - Verfahren und Vorrichtung zum Elektrostauchen von Werkstueckkoepfen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Elektrostauchen von Werkstückköpfen vorbestimmter Form, insbesondere auf solche Verfahren, bei dienen während des Stauchens der selbsttätig zu verstellende Abstand einer AmboßelektrO'de von einer Führungselektrode in Abhängigkeit von der zu erzeugenden Stauchkopfform veränderlich gehalten wird. Derartige Verfahren sind an sich bekannt. Man benutzt sie, um

ίο das gewünschte Aufstauchverhältnis des Querschnittes an der Stauchstelle zum Ausgangsquerschnitt der Werkstoffmasse herzustellen. Das Verfahren wird mit Hilfe eines Drosselventils durchgeführt, welches Druckmittel mehr oder weniger durchläßt, das auf einer Einflußfläche der Amboßelektrode wirkt. Durch diesen mehr oder weniger ,gedrosselten Ablauf des Druckmittels kommt es zu einer Vergrößerung des Abstandes der Amboßelektrode von der Führungselektrode, so daß der Stauchdruck nachläßt; umgekehrt wird der Stauchdruck vergrößert, wenn die Drosselung des ablaufenden Druckmittels verstärkt wird, so daß auf diese Weise die gewünschte Beeinflussung zustande kommt. Das Verfahren verlangt demgemäß eine erhebliche Geschicklichkeit der Bedienung, um zu dem gewünschten Ergebnis zu führen. Im allgemeinen kommt dazu, daß der Drucikmitteiablauf nidht dem· jeweils zur Erzielung einer bestimmten Stauöhform benötigten Wert entspricht. Es kommt dadurch zu einer Wanderung der auf Stauichtempe-

ratur erhitzten Teile der Werkstoffmasse, so daß sich der für ein gleichmäßiges Staueben konstant zu haltende Erwärmungsweg der Werkstoffmasse zwischen Führungselektrode und auf Stauchtempe-5ratur erhitzten Teilen der Werkstoffmasse ändert. Es entsteht nicht ein zylindrischer Stauchkopf, sondern eine Zwiehelform mit unerwünschten Nebenerscheinungen, insbesondere Faltenbildungen und Überlappungen. Diese nachteiligen Erscheinungen ίο treten verstärkt auf, wenn sich die Teile der Werkstoffmasse, die auf Stauchtemperatur erhitzt sind, zu weit zur Führungselektrode zu erstrecken. Ein schneller Verschleiß der Führungselektrode ist die Folge dieser Vorgänge. Das von Hand eingestellte Drosselventil kann auch nicht auf Stromänderungen ansprechbar ausgebildet werden. Aus diesem Grunde war es bisher nicht möglich, mittels der zur Durchführung des Verfahrens bestimmten Stauchmaschinen die gewünschten Stauchkopfformen zu erzielen, sondem man mußte Gesenke benutzen, deren Herstellung bekanntlich kostspielig ist. Bei dem Gesenkstauchen tritt außerdem die Schwierigkeit auf, daß es nicht möglich ist, die auf Stauchtemperatur erhitzte Werkstoffmasse genau auf das Masseaufnahmevermögen des Gesenkes einzustellen.

Es ist weiter bekanntgeworden, auf die Amboßelektrode ein Druckmittel wirken zu lassen, dessen Ablauf selbsttätig in Abhängigkeit von der gewünschten Formgebung des anzustauchenden Kopfes gesteuert wird; dabei wird das abfließende Druckmittel in einstellbare Höbe gedrosselt. Aber auch in diesem Falle erfolgt die Steuerung der Stauchung von Hand.

Damit ergibt sich die Aufgabe, die dargestellten Verhältnisse grundsätzlich zu verbessern. Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene Verfahren zum Elektrostauchen von Werkstückköpfen vorbestimmter Form zwischen Amboßelektrode und Führungselektrode durch selbsttätiges Verstellen des Abstandes der Elektroden abhängig von der zu erzeugenden Stauchkopfform kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Abstandsänderung durch Vergleich der erzeugten mit der zu erzeugenden Stauchkopfform gesteuert wird. Vorzugsweise wird also der genannte Abstand in Abhängigkeit von wachsenden Stauchkopfquerschnitten zu vergrößern sein, so daß der Stauchdruck und damit die Stauchkopfquerschnitte kleiner werden. Durch verschieden große Drosselungen des zu- und abfließenden Druckmittels hat man es dabei in der Hand, eine zu schnelle bzw. zu sprunghafte Bewegung der Amboßelektrode zu verhindern. Zu dem gleichen Zweck könnten auch Ölkatarakte, künstliche Bewegungswiderstände, Schikanen oder andere bekannte Mittel dieser Art vorgesehen sein. Die gewünschte Abhängigkeit kann in jeder beliebigen Weise hergestellt werden, -eispielsweise mechanisch, hydraulisch, pneumatiscu, elektrisch, insbesondere elektronisch, magnetisch oder durch beliebige Kopplungen dieser Möglichkeiten. Da sich in den Werkzeugmaschinenbau besonders die hydraulische Verwirklichungsmöglichkeit derartiger Abhängigkeiten eingeführt hat, ist zweckmäßig, ausgehend von einer Elektrostauchmaschine mit einer selbsttätig wirksamen Steuereinrichtung für die Bewegung der Amboßelektrode, ein entsprechend der zu erzeugenden Stauchkopfform verstellbarer Fühler vorgesehen, der bei der Berührung durch den angestauchten Kopf die Steuerimpulse auslöst.

Die Übertragung kann auf den bereits erwähnten mechanischen, optischen, hydraulischen, pneumatischen, elektrischen und/oder magnetischen Wegen erfolgen. In jedem Falle ist es vorteilhaft, eine mit der Amboßelektrode bewegliche linealartige Führungsschablone für den Fühler vorzusehen, wobei der Führungska.ntenverlauf der Mantellinie des zu erzeugenden Stauchkopfes entspricht, so daß in Verbindung mit der Steuerung der Amboßelektrode eine bestimmte Formgebung des Stauchkopfes entsteht. Sollen dabei elektrische mit hydraulischen Maßnahmen vereinigt werden, so kann hierzu die Vorrichtung mit einem durch die Steuereinrichtung beeinflußten Druckmittelventil ausgerüstet sein, welches zum Vermindern des Gegendruckes der Amboßelektrode in Ablauf stellung und zur Erhöhung des Gegendruckes in Absperrstellung bewegbar ist, und dieser Antrieb mit dem Fühler und dem angestauchten Kopf in einem bei Berührung zwischen Stauchkopf und Fühler geschlossenen Stromkreis angeordnet sein, so daß bei Eintritt einer Berührung zwischen Stauchkopf und Fühler die elektrische Steuereinrichtung anspricht, die das Ventil in eine Abflußstellung für das Druckmittel verlegt, womit sich der Einfluß des Druckmittels auf die Amboßelektrode verringert. Diese weicht also unter dem Einfluß des Stauchdruckes aus, so daß" sich der Querschnitt des Stauchkopfes vermindert. Dadurch wird die Berührung zwischen Fühler und Werkstoffmasse wieder aufgehoben, so daß der Stromkreis unterbrochen wird. Der Ablauf des Druckmittels wird gesperrt, womit sich der Stauchdruck vergrößert. Unter dem Einfluß dieser Verstärkung vergrößert sich wieder der Stauchkopfquerscbnitt, und ■ es kommt zu einer erneuten Berührung zwischen Stauchkopf und Fühler, womit sich das Spiel wiederholt. Durch entsprechende Einstellung des Drosselventils kann erreicht werden, daß die geschilderten Impulse in sehr kurzer Zeitfolge auftreten, womit die Maschine den Stauchkopf nach Art eines Vibrationsvorganges aufbaut. -

Der besondere Fortschritt vorliegender Erfindung besteht somit darin, daß die Stauchmaschine nach Art einer Kopierdrehbank mit dem Unterschied arbeitet, daß der einstellbare elektrische Kontakt der Stauchmaschine an die Stelle der Werkzeugschneide tritt. Durch die Linealschablone kann dabei jede beliebige Kopfform innerhalb kürzester Zeit falten- und überlappungslos erzeugt werden.

Die Zeichnung gibt eine beispielsweise Ausführung der Erfindung in schematischer Darstellung wieder.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den Stauchkopf, den der Stauchkolben 3 durch die Führungselektrode ^hindurch gegen die als Widerlager dienende Amboßelektrode 5 drückt. Amboßelektrode 5 besitzt

einen Stempel 4, mittels dessen sie mit dem Kolben 16 verbunden ist. Kolben 16 gleitet in dem Zylinder 17. Bei 18 ist der Zylinder an die Druckmittelleitung 19 angeschlossen, wobei mit 7 ein in der gleichen Leitung liegendes Wechseldruckventil bezeichnet ist. Das Wechseldruckventil 7 schließt selbsttätig, so daß das Druckmittel unter dem Druck des Kolbens 16 während des Stauchens nur über das Steuerventil 8 und durch das einstellbare Drosselventil 9 ablaufen kann. -, Entsprechend dem erforderlichen. Erwärmungsweg ist an der Führungselektrode 2 eine Führung ι ο für die Schiene 11 angeordnet, die bei 14 den Fühler für den Stauchkopf in Form einer elektrischen Kontaktrolle trägt.

Die Schiene 11 ist durchsetzt von dem Steuerbolzen 12, so daß sie bei der dargestellten Anordnungunter ihrem Eigengewicht ständig an der Schablone

13 anliegt, die auswechselbar ist. Im Aueführungsbeispiel hat die-Schablone 13 die Form eines rechteckigen Lineals, so daß zylindrische Stauchköpfe erzielt werden. Will man kegelige Stauchköpfe herstellen, so nimmt das Lineal 13 die Form einesi Trapezes an, dessen untere Begrenzungskante wieder horizontal verlaufen kann. Wird auf die Ausnutzung der Schwerkraft als Rückführkraft verzichtet, so können entsprechende Federanordnungen vorgesehen sein, um den Steuerbolzen an die Steuerkante 20 der Linealschablone 13 angedrückt zu erhalten. Zwischen der Führungselektrode 2 und der Amboßelektrode 5 liegt der Heiztransformator 6. Ebenso liegt in dem Stromkreis 21, dem der Kontaktknopf

14 und das Solenoid 22 angehören, die Stromquelle ι S- Der Kern 23 des Solenoids 22 trägt das bereits erwähnte Steuerventil.

Die Wirkungsweise der geschilderten Einrichtung ist folgende: Sobald der zwischen den Elektroden 2, 5 erhitzte Stauchkopf eine gewisse Größe) erreicht hat, kommt er mit der Kontaktrolle 14 zur Berührung, so daß sich der Stromkreis 21 schließt.

Der Kern 23 des Solenoids 22 wird angezogen und bringt das Steuerventil 8 in 'die Stellung, in der dem Druckmittel der Ablauf über, Leitung 19 und Drossel 9 ermöglicht ist. Dadurch vermindert sich der Stauchdruck, und die Stauchkopfbildung geht zurück. Es wird der Stromkreis 21 unterbrochen, Kern 23 fällt ab und Steuerventil 8 unterbricht den Druckmittelablauf. Der Stauchdruck erhöht sich demgemäß wieder, und das dargestellte Spiel beginnt von neuem. Durch Bemessung und Einstellung des Drosselventils 19, der Rückführungskräfte für die Schiene 11 und durch Bemessung und Einstellung der weiteren am geschilderten Vorgang beteiligten Elemente ist zu erreichen, daß diese Vorgänge mit beliebiger Frequenz aufeinanderfolgen, so daß sich ein aus einer Vielzahl von Impulsen zusammengesetzter Aufbau des Stauchkopfes vollzieht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Elektrostauchen von Werkstückköpfen vorbestimmter Form zwischen Amboßelektrode und Führungselektrode durch selbsttätiges Verstellen des Abstandes der Elektroden abhängig von der zu erzeugenden Stauchkopfform, dadurch' gekennzeichnet, daß die Abstandsänderung durch Vergleich der erzeugten mit der zu erzeugenden Stauchkopfform gesteuert wird.

2. Elektrostauchmaschine zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer selbsttätig wirksamen Steuereinrichtung für die Bewegung der Amboßelektrode, gekennzeichnet durch einen entsprechend der zu erzeugenden Stauchkopfform verstellbaren Fühler (14), weleher bei Berührung· durch den angestauchten Kopf (1) die Steuerimpulse auslöst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Amboßelektrode bewegliche linealartige Führungsschablone (13) für den Fühler (14) vorgesehen ist, deren Führunigskantenverlauf der Mantellinie des zu erzeugenden Stauchkopfes (1) entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit einem durch die Steuereinrichtung beeinflußten Druckmittelventil, welches zum Vermindern des Gegendruckes der Amboßelektrode in Ablaufstellung und zum Erhöhen des Gegendruckes in Absperr stellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittelventil (8) elektrisch in Ablauf stellung bewegbar und dieser Antrieb (22) mit dem Fühler (14) und dem angestauchten Kopf (1) in einem bei Berührung zwischen Stauchkopf (1) und Fühler (14) geschlossenen Stromkreis angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 475 573.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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