EP0099874A1 - Ziehwerkzeug - Google Patents

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EP0099874A1
EP0099874A1 EP83890111A EP83890111A EP0099874A1 EP 0099874 A1 EP0099874 A1 EP 0099874A1 EP 83890111 A EP83890111 A EP 83890111A EP 83890111 A EP83890111 A EP 83890111A EP 0099874 A1 EP0099874 A1 EP 0099874A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner frame
core
sectors
essentially
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83890111A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0099874B1 (de
Inventor
Horst Dietl
Karl Putz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vereinigte Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Vereinigte Edelstahlwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vereinigte Edelstahlwerke AG filed Critical Vereinigte Edelstahlwerke AG
Publication of EP0099874A1 publication Critical patent/EP0099874A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0099874B1 publication Critical patent/EP0099874B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/12—Die holders; Rotating dies

Definitions

  • the present invention relates to a drawing tool, the drawing die or drawing core can be removed in a simple manner from the holder carrying it and used to absorb the forces occurring during the drawing process or inserted into it b . It can be reinserted, however, in the ready-to-use state and during Drawing process an absolutely firm and stable position of the drawing core is guaranteed in the socket without separate attachment.
  • the jacket which is permanently attached to the drawing die, protects the core against the forces that occur during drawing. After repeated drilling or after a break in the core, the socket is usually damaged and must be removed will. A frame that can be used several times can only be achieved by mechanical separation of the core and the core frame.
  • a non-releasable connection of the drawing core and its socket is particularly disruptive when a core provided with a wear-resistant coating is to be regenerated by renewed coating after wear.
  • the socket would suffer irreversible damage at the high temperatures during the application of the hard material layer. For some time now there has been an effort to make the drawing die and frame separable.
  • a drawing tool is known with a core releasably inserted in a socket, which is formed from an inner core part made of hard metal and a casing.
  • the core consists of several individually interchangeable parts, and these parts are held in a version corresponding to their existing external dimensions by means of a pressure ring.
  • the casing is shrink-fitted onto the drawing die so that it must be replaced after it has worn out.
  • the drawing tool described in AT-PS 354 391 with a one-piece drawing core and a multi-part, preferably two-part, holder holding this version represents a certain advance.
  • the drawing core is clamped between two disk-shaped socket parts which are clamped together with screws in the direction of drawing under a given clamping force .
  • the drawing core can, together with its version in - be pivoted an outdoor version.
  • This drawing tool with a detachable connection between the drawing core and the socket makes it possible to remove the core after wear, to replace it with a new one or to reuse the used core after regeneration.
  • Disadvantages are the relatively complex manipulations when changing and the latent risk of uneven clamping of the core between the two disc parts of the frame.
  • AT-PS 206 390 describes a one-piece clamping sleeve, which has only one continuous longitudinal gap and is intended for holding a cylindrical drawing core and which in turn is held with a conical wall in a conical recess of a holder by the action of the drawing forces.
  • a drawing block which is similar in principle DE-OS 29 51 056 has become known with a concretely only one gap passing through the clamping sleeve body and circumferentially a plurality of longitudinally extending, groove-like gaps, which is arranged braced by means of a pressure screw in a conical recess of an outer holder.
  • a multi-part adapter sleeve for the drawing core is realized in the drawing tool according to US Pat. No. 2,028,652.
  • the sleeve which is divided into several sectors by the column parallel to the axis of the tool, forms a cylindrical recess for the drawing core in the installed state and has a projection or projections in the direction of drawing for supporting the core.
  • the sleeve parts have conical outer surfaces and are in turn inserted in a correspondingly designed conical recess in an outer socket.
  • the sleeve parts are held in the outer frame by means of screws.
  • All of the versions for the drawing die mentioned have cylindrical recesses whose radius is precisely matched to the radius of the drawing die. If, for example, the drawing die is coated after wear, the layer which increases the radius and is applied to its jacket must be worked off.
  • the invention has for its object to provide a drawing tool with a releasably inserted in its socket core, in which the manipulations required when removing or inserting the core are reduced and without pressing the inner socket into the recess of the outer socket, for example by a screw ring or ...,
  • the seat of the drawing core is optimally seated in the holder holding it directly, and this core holder is in turn guaranteed in an outer holder serving to stabilize the entire drawing tool.
  • the tool should be as little sensitive to fluctuations in the dimension of the drawing core.
  • the invention therefore relates to a drawing tool with a preferably one-piece drawing tool Drawing core, which in a preferably multi-axis symmetrical, essentially limited by tool axis parallel generators and in the drawing direction having a shoulder-like projection, in at least two sectors separated from one another essentially by columns running in the direction of the axis, with an essentially conical outer surface is used, the multi-part inner frame in turn being arranged in a correspondingly conical recess of an outer frame, which is characterized in that the drawing core has an essentially cylindrical or multi-surface prismatic outer shell, the radius of the shell or the distances of the prism surfaces from its central axis, preferably by at least 3 ⁇ m, are greater than the radius or the corresponding distances of the prism surfaces from the central axis of the essentially cylindrical or r multi-surface prismatic inner walls of the inner frame sectors, preferably detachably connected to one another by position holding elements, which essentially have conical or pyramid-shaped outer surfaces, are arranged in a substantially
  • the recess of the outer frame which ensures the stable fit of the multi-part inner frame, cannot be purely conical but also truncated pyramid-shaped. Ellipsoidal or spheroidal formation of the inner wall of the outer frame is also possible. In any case, the recess should be designed so that its cross section is reduced in the direction of drawing.
  • the outer surface of the inner frame which houses the drawing die and is arranged in the recess of the outer frame, can be designed in accordance with the shape of the inner surface of the recess of the outer frame that has just been discussed.
  • a substantially frusto-conical shape that is to say a fit in the conical recess of the outer socket, is preferred for the outer shell of the divided inner socket.
  • the sectors of the inner frame are not clamped into the recess of the outer frame by means of a pressure screw in order to hold the drawing core and absorb the pulling forces acting on it, rather the difference in radius or distance between the drawing core and the “too small” dimensioned multi-part inner frame allows the No element for clamping. This is done by the forces from the drawing process and, as was found, ensures an excellent fit of the drawing core and its optimal strength and durability during operation.
  • a preferred number of the segments forming the inner frame is two, so that the effect is achieved with little effort.
  • the aforementioned position holding elements e.g. Interlocking interlocking projections and matching recesses are provided on the opposing end faces delimiting the gaps between the individual sectors.
  • each of the inner frame sectors ends in the direction of drawing with an annular shoulder-like projection which advantageously extends from one end face directed towards the gap between the sectors to the other, similar end face and serves for the stable support of the drawing core during the drawing process.
  • the support of this shoulder is advantageously flat, but it can also be, for example, flat-tapered if the drawing core is designed accordingly.
  • the construction according to the invention is unexpectedly less sensitive to changes in the difference between the two radii or the corresponding distances from the central axis of the core outer jacket and inner frame inner surfaces.
  • This has the advantage that cores, without their outer sheath having to be covered or subsequently reworked, can be repeatedly subjected to a re-coating of the drawing hole which is robbed due to wear of its hard material coating, and which occurs as a result of the respective co-coating of the outer sheath which is not subject to wear additive enlargement of its radius or distance of the prism surfaces from the central axis has no adverse effects on the preload and fit of the drawing core in the socket.
  • an afterbe Layering a drawing core causes a fraction of the cost of a new drawing core
  • the drawing tool according to the invention provides an economic advantage that should not be underestimated.
  • the drawing core itself usually consists of a hard material or a hard metal, for example only carbidic, nitridic and / or oxidic hard materials, or a high-speed steel.
  • the stone, and in particular the drawing hole, is preferably provided with a hard material coating, for example based on titanium or hafnium nitride or carbonitride, in order to increase the wear resistance and thus the service life.
  • the drawing core can have a multi-surface prismatic outer jacket. It can be provided that a cylindrical core is inserted into such a multi-surface prismatic recess of the divided inner frame or vice versa, the criterion of the difference between the distance between the surfaces and the radius or vice versa must always be met.
  • a particularly uniform clamping of the drawing die in the socket is, as was shown, achieved when the essentially cylindrical or multi-surface prismatic outer jacket of the drawing core has a radius or spacing of the prism surfaces from the central axis, which is around 4 to 40 ⁇ m , preferably by 5-20 ⁇ m, is or are greater than the radius or the corresponding distances of the prism surfaces from the central axis of the essentially cylindrical or multi-surface prismatic inner walls of the inner frame sectors.
  • the intensity of the drawing of the drawing core is clamped in a stable manner, essentially controlled by the forces involved.
  • a particularly simple exchange of the drawing core can take place in one embodiment of the tool, in which the position holding elements releasably connecting the inner socket sectors to one another through the end faces of the inner socket facing the columns of the inner socket.
  • Sectors are formed essentially vertically projecting dowel pins which engage in a form-fitting manner in recesses arranged in the respective opposite end face of an adjacent sector.
  • the drawing tool in the area of the cutting lines or edges between the inner frame inner wall and the end face of the columns of the multi-part inner frame facing each of the inner frame sectors, and at least essentially in the direction of the lines or edges mentioned tending to arrange recesses, grooves, bevels, roundings or the like.
  • the resulting elimination of the originally described edges has the advantage that no extreme values of the clamping forces act on the drawing core, even in the area of the gaps between the individual sectors of the inner frame, so that a particularly uniform prestressing of the drawing die along its entire circumference and thus a particularly uniform absorption of the drawing forces is achieved by the sockets.
  • recesses having an essentially rectangular or square cross section are most advantageously provided.
  • the sector 20 of the inner frame 2 which has a correspondingly shaped, conical counter surface 22, is arranged in the recess 18 of the outer frame 1 which is delimited by a conical inner surface 11.
  • the sector 20 has a cylindrical inner wall 21 which, together with a second sector, not shown, forms a recess 28 for receiving the drawing core 4 with drawing hole 48, which has a cylindrical outer jacket 42.
  • the common axis is designated 27.
  • the cylindrical recess 28 in the inner mount 2 is narrowed in the direction of drawing by an annular shoulder-like projection 23, on the flat support surface of which the drawing core 4 rests in the embodiment shown.
  • an annular shoulder-like projection 23 on the flat support surface of which the drawing core 4 rests in the embodiment shown.
  • a recess In the area of the intersection of the mentioned contact surface of the projection 23 and the cylindrical inner wall 21 of the inner frame sector 20 there is a recess.
  • With 26 is a recessed recess at the location of the transition from the end faces 31 and 32 to the inner wall 21 of the sector 20.
  • the two end surfaces 31 and 32 delimiting the gaps between the inner frame sectors are directed towards the viewer, position pins 24 projecting perpendicularly from the end surface 31, which engage in corresponding recesses in one of the end surfaces of the inner frame sector, not shown, and in the end face 32 position-holding recesses 25 are arranged, into which corresponding position-holding pins arranged on the other of the end faces of the inner frame sector, not shown, engage.
  • the drawing die 4 whose outer shell radius by an amount, for example in the order of some until it is a few tens of micrometers larger than the radius of the cylindrical inner walls of the sectors of the inner frame 2 is surrounded by them in a cheek-like manner and, due to the difference in radius, is additionally clamped in under the effect of a preload (approximately 6%).
  • the ratio of the cone height to the cone base radius advantageously from about 8: 1 to about 12: 1, preferably about 10: 1 , is.
  • a typical value for the opening angle of the cone is about 5.5 °.
  • the stable seat of the inner frame 2 and thus of the drawing core 4 is particularly supported by the tapering forces, ie the forces acting in the direction of drawing, during the drawing process.
  • FIG. 2 shows a top view of how in the outer frame 1 the inner frame 2, which in the embodiment shown is divided into two identical inner frame sectors 20 and 20a, forming columns 29, 30, is arranged centrally, and how between the two over the in the position holding pins 24 engaging the position holder recesses 25 interconnected, along these pins displaceable inner frame sectors 20, 20a of the drawing core 4, which has a somewhat larger shell radius, as is clamped by baking.
  • the drawing device according to the invention is not only due to its simple and safe type of operation when changing the drawing core - the individual parts are simply "to be plugged into one another" - but also because of its simple and robust design even with rough treatment, as described in Pulling operation is frequent, shows practically no susceptibility to faults.
  • the drawing core can be recoated a number of times without having to process the dimensions which change as a result of the coating on the outer core jacket, which, in addition to the savings due to repeated usability of the drawing core, that is to say a substantial increase in the service life , incidentally coupled with the practically unlimited usability of its version, brings further economic advantages.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ziehwerkzeug mit Ziehhol (48) und Ziehkern (4), welcher in einer, einen schulterartigen Vorsprung (23) aufweisenden, in zumindest zwei durch Spalte (29, 30) voneinander getrennte Sektoren (20, 20a) geteilten Innenfassung (2) mit konusartigen Außenflächen (22) lösbar eingesetzt ist, wobei die Innenfassung (2) ihrerseits in einer konusartigen Ausnehmung (18) einer Außen- fassung (1) angeordnet ist. Um einen hinsichtlich Lagestabilität und mechanischer Beanspruchung optimalen Sitz des Ziehkernes im Werkzeug zu erzielen, ist vorgesehen, daß der Ziehkern (4) einen im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Außenmantel (42) aufweist, wobei der Radius des Mantels (42) bzw. die Abstände der Prismenflächen von dessen Mittelachse (27), vorzugsweise um mindestens 3 µm, größer ist bzw. sind als der Radius bzw. die entsprechenden Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse (27) der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Innenwandungen (21) der, miteinander verbundenen, Innenfassungs-Sektoren (20, 20a), welche im wesentlichen kegel- oder pyramiden- stumpfförmig ausgebildete Außenflächen (22) aufweisend, in einer eine im wesentlichen kegel- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildete Innenwandung (11) aufweisenden Ausnehmung (18) einer Außenfassung (1) angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ziehwerkzeug, dessen Ziehstein bzw. Ziehkern auf einfache Weise der ihn tragenden und zur Aufnahme der beim Ziehvorgang auftretenden Kräfte dienenden Fassung entnommen oder in diese eingesetzt bzw. wieder eingesetzt werden kann, bei dem jedoch im betriebsfertigen Zustand und während des Ziehvorganges ein absolut fester und lagestabiler Sitz des Ziehkerns in der Fassung ohne gesonderte Befestigung gewährleistet ist.
  • Mit derartigen Ziehwerkzeugen werden, beispielsweise durch Walzen erhaltene, Vormaterialien zu Stangen, Rohren, Profilen, Drähten, Feindrähten u. dgl. gezogen und."reduziert".
  • Anwendungsbereiche und Dimensionen von Ziehwerkzeugen und ihre Kenngrößen und Kennbezeichnungen sind beispielsweise der Ö-Norm N 4450, Teile 1 und 2 zu entnehmen. Es existieren u.a. auch ISO-Empfehlungen für Ziehwerkzeuge und die Hersteller bringen den Normen und Empfehlungen entsprechende Werkzeuge auf den Markt.
  • Es sei kurz erwähnt, daß zur Formung von Draht seit langem Ziehwerkzeuge bekannt sind, die einen Ziehkern aus Hartmetall oder Diamant besitzen, der mit Stahl oder Messing, beispielsweise durch Warmaufziehen oder Fließpressen in eine Fassung unlösbar eingesetzt wird. Dieses Fassen des Ziehkernes erfordert hohe Präzision.
  • Der mit dem Ziehstein unlösbar verbundene Mantel schützt den Kern gegen die beim Ziehen auftretenden Kräfte. Nach mehrmaligem Aufbohren oder nach einem Bruch des Kerns ist in der Regel auch die Fassung beschädigt und muß entfernt werden. Eine mehrmals verwendbare Fassung läßt sich nur durch mechanische Trennung von Kern und Kernfassung erreichen.
  • Besonders störend ist eine nicht lösbare Verbindung von Ziehkern und dessen Fassung dann, wenn ein mit einer verschleißfesten Beschichtung versehener Kern nach Verschleiß durch neuerliches Beschichten regeneriert werden soll. Die Fassung würde bei den hohen Temperaturen während der Aufbringung der Hartstoff-Schicht irreversible Schäden davontragen. Es bestand also seit geraumer Zeit das Bestreben, Ziehstein und Fassung voneinander trennbar zu gestalten.
  • Es existiert eine Anzahl von Vorschlägen, diese Trennbarkeit zu erreichen. So wurde z.B. vorgeschlagen, den Hartmetallkern in eine mit einem nutartigen Längsschlitz versehene Spannhülse mit konischer Außenwand einzusetzen, die in eine innen konische Haltefassung eingespannt wird. Weiters wurde vorgeschlagen, dem Kern selbst einen konischen Außenmantel zu geben und ihn ohne Zwischenring in eine Fassung mit entsprechendem Innenkonus einzusetzen, wobei jeweils der axial gerichtete Ziehdruck den Kern in der Fassung festhalten soll. Eine derartige Ausführungsform verlangt exakt gearbeitete, also aufwendige Teile, jedoch reicht der Ziehdruck nach Erreichen der Fließgrenze nicht aus, dem Hartmetallkern die für Dauerbeanspruchung notwendige Vorspannung zu geben, um ein Arbeiten und Dehnen des Kernes zu verhindern.
  • Aus der AT-PS 329 007 ist ein Ziehwerkzeug mit einem in einer Fassung lösbar eingesetzten Kern bekannt, der aus einem aus Hartmetall gebildeten inneren Kernteil und einer Ummantelung gebildet ist. Der Kern besteht aus mehreren einzeln austauschbaren Teilen, und diese Teile sind in einer in ihren Außendimensionen bestehenden Normen entsprechenden Fassung mittels Druckring festgehalten. Im speziellen ist gemäß dieser PS vorgesehen, daß die Ummantelung auf den Ziehstein unlösbar aufgeschrumpft ist, also'nach Verschleiß mit diesem ausgewechselt werden muß.
  • Einen gewissen Fortschritt stellt das in der AT-PS 354 391 beschriebene Ziehwerkzeug mit einteiligem Ziehkern und mehrteiliger, vorzugsweise zweiteiliger, diesen halternder Fassung dar. Dort ist der Ziehkern zwischen zwei scheibenförmigen Fassungs-Teilen eingeklemmt, die mit Schrauben in Ziehrichtung unter vorgegebener Spannkraft aneinandergeklemmt sind. Der Ziehkern kann samt seiner Fassung in - einer Außen-Fassung schwenkbar gelagert sein. Dieses Ziehwerkzeug'mit lösbarer Verbindung von Ziehkern und Fassung ermöglicht es, den Kern nach Verschleiß zu entnehmen, ihn durch einen neuen zu ersetzen oder den verbrauchten Kern nach Regeneration wieder einzusetzen. Von Nachteil sind die relativ aufwendigen Manipulationen beim Wechseln und die latente Gefahr eines ungleichmäßigen Einspannens des Kernes zwischen den beiden Scheiben-Teilen der Fassung. Eine einteilige, nur einen durchgehenden Längsspalt aufweisende, zur Halterung eines zylindrischen Ziehkernes vorgesehene Spannhülse, die ihrerseits mit konischer Wandung in einer konischen Ausnehmung eines Halters durch Einwirkung der Ziehkräfte gehalten ist, beschreibt die AT-PS 206 390. Eine im Prinzip ähnliche Halterung des Ziehsteines mit einer konkret nur einen, den Spannhülsenkörper durchsetzenden Spalt und umfänglich mehrere längsverlaufende, nutartige Spalte aufweisenden Spannhülse, die mittels einer Druckschraube in einer konischen Ausnehmung eines äußeren Halters verspannt angeordnet ist, ist aus der DE-OS 29 51 056 bekannt geworden.
  • Eine mehrteilige Spannhülse für den Ziehkern ist beim Ziehwerkzeug gemäß US-PS 2 028 652 verwirklicht. Die durch zur Achse des Werkzeuges parallele Spalte in mehrere Sektoren geteilte Hülse bildet im eingebauten Zustand eine zylindrische Ausnehmung für den Ziehkern und weist in Ziehrichtung einen Vorsprung bzw. Vorsprünge zur Abstützung des Kernes auf. Die Hülsen-Teile haben konische Außenflächen und sind ihrerseits in einer entsprechend ausgebildeten konischen Ausnehmung einer äußeren Fassung eingesetzt. Die Hülsenteile sind mittels Schraubung in der Außenfassung gehalten. Alle genannten Fassungen für den Ziehstein haben zylindrische Ausnehmungen, deren Radius auf den Radius des Ziehsteines präzise abgestimmt ist. Wird beispielsweise der Ziehstein nach Verschleiß nachbeschichtet,so muß die auf seinem Mantel aufgebrachte, dessen Radius steigernde Schicht abgearbeitet werden.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ziehwerkzeug mit einem in seiner Fassung lösbar eingesetzten Ziehkern zu schaffen, bei welchem die beim Entfernen oder Einsetzen des Kernes nötigen Manipulationen reduziert sind und ohne Pressung der Innenfassung in die Ausnehmung der Außenfassung, beispielsweise durch einen Schraubring od. dgl., ein hinsichtlich Lage-Stabilität und auch mechanischer Beanspruchbarkeit optimaler Sitz des Ziehkernes in der ihn unmittelbar haltenden Fassung, und dieser Kernfassung ihrerseits in einer der Stabilität des Gesamt-Ziehwerkzeuges dienenden Außenfassung gewährleistet ist. Darüber hinaus soll das Werkzeug gegen Schwankungen in der Dimension des Ziehkernes möglichst wenig empfindlich sein.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein Ziehwerkzeug mit einem aas Ziehhol aufweisenden, vorzugsweise einteiligen, Ziehkern, welcher in einer, vorzugsweise mehrachsig symmetrischen, im wesentlichen durch werkzeugachs-parallele Erzeugende begrenzten und in Ziehrichtung einen schulterartigen Vorsprung aufweisenden, in zumindest zwei durch im wesentlichen in Richtung der Achse verlaufende Spalte voneinander getrennte Sektoren geteilten Innenfassung mit im wesentlichen konisch ausgebildeten Außenflächen lösbar eingesetzt ist, wobei die mehrteilige Innenfassung ihrerseits in einer entsprechend ihren Außenflächen im wesentlichen konisch ausgebildeten Ausnehmung einer Außen- fassung angeordnet ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ziehkern einen im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Außenmantel aufweist, wobei der Radius des Mantels bzw. die Abstände der Prismenflächen von dessen Mittelachse, vorzugsweise um mindestens 3 µm, größer ist bzw. sind als der Radius bzw. die entsprechenden Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Innenwandungen der, vorzugsweise durch Lagehalteelemente miteinander lösbar verbundenen Innenfassungs-Sektoren, welche im wesentlichen kegel- oder pyramiden-stumpfförmig ausgebildete Außenflächen aufweisend, in einer im wesentlichen kegel-oder pyramiden-stumpfförmig ausgebildete Innenwandung aufweisenden Ausnehmung einer Außenfassung angeordnet sind.
  • Es sei gesondert angemerkt, daß die Ausnehmung der Außenfassung, welche den stabilen Sitz der mehrteiligen Innenfassung gewährleistet, nicht rein kegel- sondern auch pyramidenstumpfförmig sein kann. Auch ellipsoide oder sphäroide Ausbildung der Innenwandung der Außenfassung ist möglich. Jedenfalls soll die Ausnehmung so gestaltet sein, daß sich deren Querschnitt in Ziehrichtung verringert. Die Außenfläche der in der Ausnehmung der Außenfassung angeordneten, den Ziehstein beherbergenden Innenfassung kann entsprechend der soeben erörterten Gestalt der Innenfläche der Ausnehmung der Außenfassung ausgebildet sein. Bevorzugt ist eine im wesentlichen kegelstumpfförmige, also in die konische Ausnehmung der Außenfassung passende, konische Form des Außenmantels der geteilten Innenfassung.
  • Es hat sich beim erfindungsgemäßen Werkzeug gezeigt, daß ein optimales Zusammenwirken von Außen- und Innenfassung sowie Ziehkern dann erreichbar ist, wenn die Erzeugenden der kegelstumpfförmigen Außenfläche bzw. wenn die Flächen der pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Außenfläche der Innenfassung und jene der entsprechend ausgebildeten kegel-oder pyramidenstumpfförmigen Innenwandung der Außenfassung mit der Achse der beiden Fassungen einen Winkel einschließen, dessen Tangens 0,08 - 0,125, vorzugsweise etwa 0,1, beträgt.
  • Die Sektoren der Innenfassung sind nicht mittels Druckschraube in die Ausnehmung der Außenfassung eingespannt, um den Ziehkern festzuhalten und die auf ihn wirkenden Ziehkräfte aufzunehmen, vielmehr ermöglicht die erfindungsgemäß vorgesehene Radius- bzw. Abstands-Differenz zwischen Ziehkern und "zu klein" dimensionierter mehrteiliger Innenfassung den Verzicht auf ein Element für das Einspannen. Dies erfolgt durch die Kräfte vom Ziehvorgang und gewährleistet, wie gefunden wurde, einen ausgezeichneten Sitz des Ziehkernes und dessen optimale Festigkeit und Beanspruchbarkeit im Betrieb. Eine bevorzugte Anzahl der die Innenfassung bildenden Segmente ist zwei, womit der Effekt wenig aufwendig erreicht wird.
  • Zur präzisen Lageeinstellung der Innenfassungs-Sektoren zueinander sind bevorzugt die vorher erwähnten Lagehalte-Elemente, z.B. formschlüssig ineinandergreifende Vorsprünge und dazupassende Ausnehmungen,an den die Spalte zwischen den einzelnen Sektoren begrenzenden, einander gegenüberliegenden Stirnflächen vorgesehen.
  • Die Innenwandung jedes der Innenfassungs-Sektoren endet in Ziehrichtung bei einem sich vorteilhafterweise von der einen gegen den Spalt zwischen den Sektoren gerichteten Stirnfläche bis zur anderen, gleichartigen Stirnfläche hin erstreckenden,ringschulterartigen Vorsprung,der zur stabilen Auflage des Ziehkernes beim Ziehvorgang dient. Die Auflage dieser Schulter ist vorteilhaft eben, sie kann aber bei entsprechender Gestaltung des Ziehkernes, auch beispielsweise flachkegelig sein.
  • Das beim erfindungsgemäßen Ziehwerkzeug wesentliche Einhalten einer Differenz zwischen den Radien bzw. Abständen der Prismenflächen von der Mittelachse von Ziehkern und Innenwandung der Innenfassungs-Sektoren in der Weise, daß der Radius der Außenfläche bzw. die Abstände der Prismenflächen des Ziehkernes von dessen Mittelachse im wesentlichen an allen Stellen der Fläche(n) um einen kleinen Betrag größer bemessen sein muß bzw. sein müssen, als der Radius bzw. die Abstände von der Mittelachse der Innenfassungs-Sektoren an den jeweils entsprechenden Stellen gewährleistet, wie sich überraschend gezeigt hat, im Verein mit den übrigen Konstruktions-Merkmalen des erfindungsgemäßen Ziehwerkzeuges einerseits ein optimales Vorspannen des Kernes, und zwar gleichmäßig über den von den Sektoren umfaßten Bereich von dessen Umfang, und andererseits einen äußerst lagestabilen Sitz des Kernes in der Fassung, ohne daß eine Druckschraube zum Einspannen der Innenfassung samt Kern in der Außenfassung vorzusehen ist.
  • Diese Vorteile des Werkzeuges im zusammengebauten bzw. Betriebszustand werden durch die weiteren Vorzüge einer einfachen Handhabung bei Entnahme des Ziehkernes aus der Fassung, sei es zur Nacharbeitung nach Verschleiß oder beispielsweise zur Nachbeschichtung von Kern und Ziehhol und beim Einsetzen bzw. Wiedereinsetzen des Kernes ergänzt.
  • Die erfindungsgemäße Konstruktion ist unerwarteterweise gegenüber Änderungen in der Differenz der beiden Radien bzw. der einander entsprechenden Abstände von der Mittelachse von Kern-Außenmantel und Innenfassungs-Innenflächen wenig empfindlich. Dies hat den Vorteil, daß Kerne, ohne daß ihr Außenmantel abgedeckt oder nachträglich nachgearbeitet werden müßte, mehrmals einer Nachbeschichtung des infolge Verschleißes seiner Hartstoffbeschichtung beraubten Ziehhols unterworfen werden können,und die dabei infolge der jeweiligen Mit-Beschichtung des dem Verschleiß nicht unterliegenden Außenmantels jeweils eintretende additive Vergrößerung von dessen Radius bzw. Abstand der Prismenflächen von der Mittelachse keine nachteiligen Auswirkungen auf Vorspannung und Sitz des Ziehkernes in der Fassung hat. Es bleibt also trotz der bei mehrfacher Wiederbeschichtung eintretenden Zunahme des Radius des Außenmantels bzw. der Abstände der Prismenflächen beim mehrmals verwendeten Ziehkern der aufgrund des erfindungsgemäß von vornherein einzuhaltenden Unterschiedes der beiden Radien bzw. der entsprechenden Abstände erzielte Effekt des wirkungsvollen Einspannens des Kerns mit den Sektoren der Innenfassung voll erhalten. Der hier zu beobachtende Ausgleich in den Differenzen wird vermutlich durch den selbstklemmenden Sitz der Innenfassung in der sich in Ziehrichtung verjüngenden Ausnehmung der Außenfassung unterstützt. Da einerseits ein Nachbeschichten eines Ziehkernes einen Bruchteil der Kosten eines neuen Ziehkernes verursacht, anderseits ein Nachbearbeiten des Kernes an seiner Außenfläche zur Einstellung der ursprünglichen Radius-Dimension entfallen kann, erbringt das erfindungsgemäße Ziehwerkzeug einen nicht zu unterschätzenden wirtschaftlichen Vorteil.
  • Der Ziehkern selbst besteht üblicherweise aus einem Hartstoff bzw. einem Hartmetall, es seien nur beispielsweise karbidische, nitridische und/oder oxidische Hartstoffe genannt, oder aus einem Schnell-Stahl.
  • Bevorzugt ist der Stein, und insbesondere das Ziehhol, zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und damit der Standzeit mit einer Hartstoffbeschichtung, beispielsweise auf Basis Titan- oder Hafnium-Nitrid oder -Karbonitrid, versehen.
  • Wie schon ausgeführt, kann der Ziehkern einen mehrflächig prismatischen Außenmantel aufweisen. Es kann vorgesehen sein, daß ein zylindrischer Kern in eine derart mehrflächig prismatische Ausnehmung der geteilten Innenfassung eingesetzt ist oder umgekehrt, immer muß das Kriterium der Differenz zwischen Abstand der Flächen und Radius oder vice versa erfüllt sein.
  • Beim erfindungsgemäßen Werkzeug ist es im allgemeinen zweckmäßig, einen ungeteilten Ziehkern vorzusehen, allerdings können, wenn z.B. eine Zweiteilung des Ziehvorganges erwünscht ist, beispielsweise zwei Ziehkerne, von denen einer einen ersten Ziehhol-Teil und der zweite dessen Ergänzungs-Teil aufweist, in unmittelbar hintereinandergeschalteten erfindungsgemäßen Ziehwerkzeugen angeordnet sein.
  • Ein besonders gleichmäßiges Einspannen des Ziehsteines in die Fassung wird, wie sich zeigte, erreicht, wenn der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildete Außenmantel des Ziehkernes einen Radius bzw. Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse aufweist, der bzw. die um 4 - 40 ym, vorzugsweise um 5-20 µm, größer ist bzw. sind als der Radius oder die entsprechenden Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Innenwandungen der Innenfassungs-Sektoren.
  • Je nach Dicke der bei einer Nachbeschichtung eines Kernes aufgebrachten Schicht können ohne jegliche Änderung an den Fassungen und ohne deren Austausch bis zu etwa zehn Nachbeschichtungsvorgänge vorgenommen werden.
  • Zusätzliche Vorteile bringt die unkomplizierte Manipulation des einfachen Zusammensteckens der Innenfassungs-Sektoren mit den in ihren, den Spalten zugekehrten Stirnflächen angeordneten Lagehalteelementen zur Fixierung des Ziehkernes und das ebenfalls einfache Einsetzen der Innenfassung in die konische oder pyramidale Ausnehmung der Außenfassung. Beim Auswechseln des Kernes ist weder ein Schraubvorgang noch ein vorsichtiges, lagegerechtes Einspannen des Kernes zwischen die Teile der Fassung nötig.
  • Beim Ziehvorgang selbst erfolgt - in seiner Intensität im wesentlichen gesteuert von den dabei auftretenden Kräften - ein lagestabiles Einspannen des Ziehkernes. Ein besonders einfaches Auswechseln des Ziehkernes kann bei einer Ausführungsform des Werkzeuges erfolgen, bei welcher die die Innenfassungs-Sektoren miteinander lösbar verbindenden Lagehalteelemente durch die den Spalten der Innenfassung zugekehrten Stirnflächen der Innenfassungs-Sektoren im wesentlichen senkrecht überragende Paßstifte gebildet sind, welche in in der jeweils gegenüberliegenden Stirnfläche eines benachbarten Sektors angeordnete Ausnehmungen formschlüssig eingreifen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ziehwerkzeuges ist vorgesehen, im Bereich der Schnittlinien bzw. -kanten zwischen Innenfassungs-Innenwandung und den den Spalten der mehrteiligen Innenfassung zugekehrten Stirnfläche jedes der Innenfassungs-Sektoren, und zumindest im wesentlichen in Richtung der genannten Linien bzw. Kanten verlaufend, Ausnehmungen, Nuten, Abschrägungen, Abrundungen od. dgl. anzuordnen.
  • Der dabei bewirkte Fortfall der beschriebenen, ursprünglich vorhandenen Kanten hat den Vorteil, daß auf den Ziehkern auch im Bereich der Spalte zwischen den einzelnen Sektoren der Innenfassung keine Extremwerte der Einspannkräfte einwirken, sodaß dadurch eine besonders gleichmäßige Vorspannung des Ziehsteines entlang dessen gesamtem Umfang und damit eine besonders gleichmäßige Aufnahme der Ziehkräfte durch die Fassungen erreicht wird.
  • Anstelle der erwähnten Schnittkanten werden am vorteilhaftesten im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisende Ausnehmungen vorgesehen.
  • Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Ziehwerkzeug näher erläutert:
    • Fig. 1 ist eine Schnitt-Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, das entlang der in der von Fig. 2 dargestellten Draufsicht des erfindungsgemäßen Ziehwerkzeuges gezeigten Ebene I-I geschnitten ist.
  • Fig. 1 zeigt, wie in der durch eine kegelförmige Innenfläche 11 begrenzten Ausnehmung 18 der Außenfassung 1 der eine entsprechend geformte, kegelförmige Gegenfläche 22 aufweisende Sektor 20 der Innenfassung 2 angeordnet ist. Nach innen hin weist der Sektor 20 eine zylindrische Innenwandung 21 auf, welche zusammen mit einem zweiten, nicht gezeigten Sektor eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme des dort eingesetzten, einen zylindrischen Außenmantel 42 aufweisenden Ziehkernes 4 mit Ziehhol 48 bildet. Die gemeinsame Achse ist mit 27 bezeichnet.
  • Die zylindrische Ausnehmung 28 in der Innenfassung 2 ist in Ziehrichtung durch einen ringschulterartigen Vorsprung 23 verengt, auf dessen bei der gezeigten Ausführung ebener Auflagefläche der Ziehkern 4 aufliegt. Im Bereich des Schnittes der genannten Auflagefläche des Vorsprunges 23 und der zylindrischen Innenwandung 21 des Innenfassungs-Sektors 20 ist ein Einstich vorhanden. Mit 26 ist jeweils eine zurückspringende Ausnehmung an der Stelle des Überganges vcn den Stirnflächen 31 und 32 zu der Innenwandung 21 des Sektors 20 bezeichnet.
  • Die beiden die Spalte zwischen den Innenfassungs-Sektoren begrenzenden Stirnflächen 31 und 32 sind zum Betrachter hin gerichtet, wobei aus der Stirnfläche 31 senkrecht Lagehalte-Stifte 24 ragen, welche in entsprechende Ausnehmungen in einer der Stirnflächen des nicht gezeigten Innenfassungs-Sektors formschlüssig eingreifen, und in der Stirnfläche 32 Lagehalte-Ausnehmungen 25 angeordnet sind, in welche entsprechende, auf der anderen der Stirnflächen des nicht gezeigten Innenfassungs-Sektors angeordnete Lagehalte-Stifte eingreifen.
  • Der Ziehstein 4, dessen Außenmantel-Radius um einen Betrag, der beispielsweise in der Größenordnung von einigen bis einige zehn Mikrometer liegt, größer ist als der Radius der zylindrischen Innenwandungen der Sektoren der Innenfassung 2 wird von diesen backenartig umschlossen und infolge der Radius-Differenz außerdem zusätzlich unter Bewirkung einer Vorspannung (etwa 6 %o) eingeklemmt.
  • Der feste Sitz der Innenfassung 2 in der Ausnehmung 18 der Außenfassung 1 ist durch die konische Ausbildung beider Teile gewährleistet, wobei das Verhältnis der Konus-Höhe zum Konusbasis-Radius vorteilhaft von etwa 8:1 bis etwa 12:1, vorzugsweise etwa 10:1, beträgt.
  • Ein typischer Wert für den Öffnungswinkel des Konus ist etwa 5,5°.
  • Der stabile Sitz der Innenfassung 2 und damit des Ziehkernes 4 wird insbesondere durch die in Richtung der Konus-Verjüngung, also der in Ziehrichtung wirksamen Kräfte während des Ziehvorganges wesentlich unterstützt.
  • Die Fig. 2 zeigt in Draufsicht, wie in der Außenfassung 1 die in der gezeigten Ausführungsform in zwei gleichgestaltete Innenfassungs-Sektoren 20 und 20a geteilte Innenfassung 2, die Spalte 29, 30 bildend, zentrisch angeordnet ist, und wie zwischen den beiden über die in die Lagehalterungs-Ausnehmungen 25 eingreifenden Lagehalte-Stifte 24 miteinander verbundenen, entlang dieser Stifte verschieblichen Innenfassungs-Sektoren 20, 20a der einen etwas größeren Mantelradius aufweisende Ziehkern 4 wie durch Backen eingeklemmt ist.
  • Im Bereich der beiden Schnitte der Innenwandung 21 des Sektors 20 mit den Stirnflächen 31 und 32 sind etwa rechteckige,in Richtung der nicht gezeigten Schnitt-Kanten verlaufende Ausnehmungen 26 angeordnet. Ebensolche Ausnehmungen Neist der Sektor 20a auf. Sie ermöglichen eine Art "Aus- Neichen" des im Vergleich zur Ausnehmung der Innenfassung etwas größeren Radius aufweisenden Kernes 4, wenn dieser im betriebsbereiten Zustand zwischen den beiden backenartigen Innenfassungs-Sektoren 20 und 20a eingeklemmt und von diesen infolge ihres durch die Ziehkräfte verstärkten Sitzes in der konischen Ausnehmung der Außenfassung 1 vorgespannt wird.
  • Im übrigen sind in der Fig. 2 gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. l.
  • Zusammenfassend sei erwähnt, daß das erfindungsgemäße Ziehgerät nicht nur infolge seiner einfachen und sicheren Art der Bedienung beim Wechsel des Ziehkernes - die Einzelteile sind auf einfachste Weise bloß "ineinanderzustecken"- sondern auch infolge seiner einfachen und robusten Bauart selbst bei rauher Behandlung, wie sie im Ziehbetrieb häufig ist, praktisch keine Störungsanfälligkeit zeigt. Schließlich sei nochmals erwähnt, daß ein mehrmaliges Wiederbeschichten des Ziehkernes vorgenommen werden kann, ohne daß ein Abarbeiten der als Folge der Beschichtung am Kern-Außenmantel sich verändernden Dimensionen notwendig ist, was neben den Einsparungen infolge einer mehrmaligen Gebrauchsfähigkeit des Ziehkernes, also wesentlicher Erhöhung der Standzeit, übrigens gepaart mit der praktisch unbegrenzten Gebrauchsfähigkeit von dessen Fassung,weitere wirtschaftliche Vorteile bringt.

Claims (6)

1. Ziehwerkzeug mit einem das Ziehhol (48) aufweisenden, vorzugsweise einteiligen, Ziehkern (4), welcher in einer, vorzugsweise mehrachsig symmetrischen, im wesentlichen durch werkzeugachs-parallele Erzeugende begrenzten und in Ziehrichtung einen schulterartigen Vorsprung (23) aufweisenden, in zumindest zwei durch im wesentlichen in Richtung der Achse verlaufende Spalte (29, 30) voneinander getrennte Sektoren (20, 20a) geteilten Innenfassung (2) mit im wesentlichen konisch ausgebildeten Außenflächen (22) lösbar eingesetzt ist, wobei die mehrteilige Innenfassung (2) ihrerseits in einer entsprechend ihren Außenflächen (22) im wesentlichen konisch ausgebildeten Ausnehmung (18) einer Außenfassung (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehkern (4) einen im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Außenmantel (42) aufweist, wobei der Radius des Mantels (42) bzw. die Abstände der Prismenflächen von dessen Mittelachse (27), vorzugsweise um mindestens 3 N m, größer ist bzw. sind als der Radius bzw. die entsprechenden Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse (27) der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Innenwandungen (21) der, vorzugsweise durch Lagehalteelemente (24, 25) miteinander verbundenen, Innenfassungs-Sektoren (20, 20a), welche im wesentlichen kegel- oder pyramiden- stumpfförmig ausgebildete Außenflächen (22) aufweisend, in einer eine im wesentlichen kegel- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildete Innenwandung (11) aufweisenden Ausnehmung (18) einer Außenfassung (1) angeordnet sind.
2. Ziehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildete Außenmantel (42) des Ziehkernes (4) einen Radius bzw. Abstände der Flächen von der Mittelachse aufweist, der bzw. die um 4 - 40 pm, vorzugsweise um 5 - 20 µm, größer ist bzw. sind als der Radius oder die entsprechenden Abstände der Prismenflächen von der Mittelachse der im wesentlichen zylindrisch oder mehrflächig prismatisch ausgebildeten Innenwandungen (21) der Innenfassungs-Sektoren (20, 20a).
3. Ziehwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schnittkanten von Innen- - fassungs-Innenwandung (21) und den den Spalten (29, 30) der mehrteiligen Innenfassung (2) zugekehrten Stirnflächen (31, 32) jedes der Innenfassungs-Sektoren (20, 20a), und zumindest im wesentlichen in Richtung der genannten Kanten verlaufend, Ausnehmungen (26), Nuten, Abschrägungen, Abrundungen od. dgl. angeordnet sind.
4. Ziehwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (26) im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
5. Ziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Innenfassungs-Sektoren (20, 20a) miteinander lösbar verbindenden Lagehalteelemente (24, 25) durch die den Spalten (29, 30) der Innenfassung (2) zugekehrten Stirnflächen (31, 32) der Innenfassungs-Sektoren (20, 20a) im wesentlichen senkrecht überragende Paßstifte (24) gebildet sind, welche in in der jeweils gegenüberliegenden Stirnfläche eines benachbarten Sektors angeordnete Ausnehmungen (25) formschlüssig eingreifen.
5. Ziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugenden der kegelstumpf-oder pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Außenflächen (22) der Sektoren (20, 20a) der Innenfassung (2) und dementsprechend jene der kegel- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Innenwandung (11) der Außenfassung (1) mit der Achse (27) der beiden Fassungen (1, 2) einen Winkel einschließen, dessen Tangens 0,08 - 0,125, vorzugsweise etwa 0,1, beträgt.
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