EP1025925B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen Download PDF

Info

Publication number
EP1025925B1
EP1025925B1 EP99810499A EP99810499A EP1025925B1 EP 1025925 B1 EP1025925 B1 EP 1025925B1 EP 99810499 A EP99810499 A EP 99810499A EP 99810499 A EP99810499 A EP 99810499A EP 1025925 B1 EP1025925 B1 EP 1025925B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressive deformation
metal piece
hammer
space
pressure
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99810499A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1025925A1 (de
Inventor
Walter Zeller
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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
Priority to AT99810499T priority Critical patent/ATE215855T1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to ES99810499T priority patent/ES2178366T3/es
Priority to PT99810499T priority patent/PT1025925E/pt
Priority to DE59901178T priority patent/DE59901178D1/de
Priority to EP99810499A priority patent/EP1025925B1/de
Priority to CA002361521A priority patent/CA2361521A1/en
Priority to JP2000597080A priority patent/JP2002536182A/ja
Priority to PL00349096A priority patent/PL349096A1/xx
Priority to KR1020017009700A priority patent/KR20010101918A/ko
Priority to MXPA01007798A priority patent/MXPA01007798A/es
Priority to CZ20012614A priority patent/CZ20012614A3/cs
Priority to HU0105356A priority patent/HUP0105356A3/hu
Priority to AU20900/00A priority patent/AU754548B2/en
Priority to CN00803335A priority patent/CN1338978A/zh
Priority to BR0007963-4A priority patent/BR0007963A/pt
Priority to PCT/CH2000/000052 priority patent/WO2000045976A1/de
Publication of EP1025925A1 publication Critical patent/EP1025925A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1025925B1 publication Critical patent/EP1025925B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08Upsetting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
    • B21K21/12Shaping end portions of hollow articles

Definitions

  • the present invention relates to a Process for processing a metal part by upsetting as well as an upsetting device.
  • thickenings are usually performed in such a way that a pipe or a metal profile with the greatest wall thickness and the thickness by targeted forging or hammering out at the desired points is reduced.
  • This forging out or hammering out starting from the thickest profiles is a complex process, especially when the percentage of thickening is only small compared to the rest of the tube or profile.
  • Various Attempts to thicken profiles by direct upsetting failed so far failed. Attempts to thicken pipes or rods often caused the Spread or fold profiles sideways in the initial phase of upsetting, where there are throws and thrusts. In the further becomes a non-homogeneous, crystalline structure of the formed material achieved what is undesirable in terms of stability. Thereby arise in Profile also wrinkles like an elephant's trunk.
  • the present invention accordingly relates to the upsetting method as defined in claim 1 and the upsetting device as defined in claim 10.
  • the method according to the invention is referred to as "stutter upsetting". It is important that the acting thrust is initiated in this way that they only come into play in the stowage area and only serve to transport materials.
  • the material to be reshaped Before the actual upsetting process, the material to be reshaped must be pre-tensioned with the appropriate hydraulic pressure so that the stuttering pulses are properly applied.
  • the prestress is preferably located in an area just before the transition to the plastic area. The material is therefore still in the elastic phase in the prestressed state.
  • the pretension is maintained throughout the upsetting process, ie the metal part to be processed remains under pretension between the individual pulses.
  • the tensioned material in particular in the case of larger profiles, is advantageously preheated to just before the flow state.
  • the energy to be supplied and the frequency are determined according to Brillouin (first Brillouin zone). Preheating is preferably carried out locally in the stuffer box by means of microwaves.
  • the pressure pulse can now be applied to the pre-tensioned and preheated material, whereby the tensioned material is made to flow. Because the material becomes soft, the pressure piston can move forward and the pressure decreases; the material can recrystallize. The bias of the material is maintained between the individual pressure pulses. This can be done by using a hydraulic system for the application of force that includes two hydraulic pumps, namely a preload pump for the preload pressure, for example at 40 bar (4 • 10 6 Pa) and a smaller pulse pump for a pressure up to 700 bar (7 • 10 7 Pa).
  • the pipes of these pumps to the piston must be provided with a check valve.
  • a hydraulic system is preferably used to exert a pressure pulse on the compression hammer.
  • the impulse is transmitted from the hydraulic or stuttering piston to the compression hammer.
  • the stuttering piston is moved with oil to the material to be compressed, then the pressure increases in such a way that the tensioned oil in the workpiece causes the desired preload.
  • the lines between pumps and stuttering pistons are inelastic and designed to be reflection-free for the pulse frequency.
  • the pressure pulses are modulated onto the preloaded oil, for example with a frequency-controlled piston control, so that an undamped transmission of the pulse from the hydraulic piston to the compression hammer can take place (compressibility of the hydraulic oil approx. 10 -6 ).
  • the time of upsetting is determined according to Hooke's law, this defines the first half period of the stuttering frequency. For the second half is only to check whether the time available for recrystallization enough. With this method, the stuttering frequency is always on that Material matched. After the last relaxation of the material in the compression area the material is still in the Hooke range, i.e. pre-tensioned. It care must be taken to ensure that the material is removed by pulling the compression hammer away can relax in the compression area, otherwise unwanted thickening next to the upsetting area.
  • FIG. 1 shows a stutter upsetting device 1, which is intended to compress a pipe 2 at one end, forming a larger one Wall thickness.
  • a mandrel 3 Inserted into the tube 2 is a mandrel 3, which serves the Keep the profile of the pipe by preventing material from entering the profile can dodge.
  • the tube is held by the clamping device 4, which exerts a counter pressure on the mandrel 3.
  • the clamping device exercises pressure all around the pipe. This will avoid material can evade in an uncontrolled manner.
  • the pipe 2 to be compressed protrudes further into the Die 5 into it, which is provided with a cooling coil 6, which by a Cooling medium 14 is fed. This causes the high pressures emerging temperatures, if necessary, dissipated.
  • the cathedral 3 protrudes partly into the die 5 through the pipe 2 to be compressed.
  • a bore 9 is provided, which serves as a guide for the extension 8 of the upsetting hammer 7.
  • This Extension defines, together with the die, the compression space 13, in which the material of the pipe can spread during the upsetting process.
  • the Pressure or the required impulses on the compression hammer 7 are by the stuttering piston 10 exercised. This is operated hydraulically, 11 of which Hydraulic line represents and 12 the chamber for the expanding hydraulic oil.
  • the upsetting hammer 7 is on the end face of the die 5 Pipe attached. Then the pipe to be compressed is prestressed so far that the material is still in the elastic range (Hooke's range) located.
  • the hydraulic oil also has an elastic lower pressure range has the advantage here that not only the one to be machined Metal part, but also the hydraulic oil is preloaded. While the upsetting process is therefore in an area in which it has practically no elasticity.
  • FIG. 2 shows the same stutter upsetting device as in FIG. 1, however after the upsetting process.
  • the reference numerals have the same Meaning as in Figure 1.
  • the stuttering piston 10 has moved to the right compared to Figure 1. This made the Stuttering piston 10 is driven into the die 5, the compression hammer facing part of the pipe to be compressed and the The compression space according to FIG. 1 now through the entire compressed part 15 of the to be compressed tube 2 is filled.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a stutter upsetting device to carry out the method according to the present invention.
  • the Device 20 is a head upsetting device.
  • the device serves a metal rod or to pinch metal wire at one end to form a head.
  • Metal wire (not shown) is inserted into the bore 21 of the clamping device 22 inserted until one end into the hemispherical recess 23 of the Stauchhammer 24 protrudes until it stops.
  • the upsetting hammer 24 can exert a pressure on the workpiece through the piston 25, whereby at Compression process, which takes place in the same way as described above, that Material in the die 26 and the hemispherical recess 23 in the compression hammer 24 can dodge.
  • the piston 25 is actuated hydraulically. details the clamping device and also the hydraulic system are on this Figure not shown, since they are obvious to a person skilled in the art.
  • FIG. 4 shows a typical arrangement of hydraulic pumps 31, 32 on the piston 10 ( Figures 1 and 2) or 25 ( Figure 3), the pressure on one Compression hammer (not shown) exercises.
  • the larger hydraulic pump 32 serves to maintain a permanent preload pressure during the Upsetting process, e.g. 40 bar.
  • the smaller pump 31 is used to exercise periodic pulse pressure, with a higher pressure, e.g. of 700 bar, the sufficient for the transition from Hookeschen to plastic Area is.
  • the lines 34, 35 from the pumps 31, 32 to the piston are provided with check valves 36, 37.
  • check valves 36, 37 For better clarity are small diagrams 38, 39 with a schematic above the pump symbols Indication of the pressure curve shown.
  • FIG. 5 shows a pressure / displacement diagram a for an upsetting process according to the present invention.
  • h represents Hooke's range and A the leader point.
  • FIG. 6 shows a pressure / time diagram b for a compression process of Steel according to the present invention.
  • the pulsating one is clearly visible Pressure curve during the impulses.
  • area h the material is hooked Prestressed area until prestressing point A.
  • a first impulse is exerted on the material to be formed, whereby the first peak of the curve arises.
  • the piston can move further to the front and the pressure subsides until the preload, whereby the material can recrystallize.
  • the recrystallization phase is represented by the area r.
  • FIG. 7 shows important details of an upsetting device which are similar is constructed, like the upsetting device according to FIG. 1, in one opposite Figure 1 enlarged scale.
  • the same parts are the same in FIG Provide reference numerals, as in Figure 1.
  • the generally designated 4 Clamping device consists of several hydraulic cylinders on clamping jaws 16 act.
  • Figures 1 and 7 only two in the longitudinal direction of the Rohres 2 adjacent sets, distributed around the circumference of the jaws represented by hydraulic cylinders. In practice, however, there are preferably three or more sets of hydraulic cylinders are provided. It has been shown that good forming results are achieved when the clamping force in the Near the end of the tube 2 to be formed is high and towards opposite end of the tube 2 down and then increases again.
  • the upsetting device is immediately before the upsetting process shown.
  • the compression space 13 is in this embodiment by the Contact surface 17 of the upsetting hammer, the extension 8 of the upsetting hammer 7, the end face 29 of the mandrel 3 and of course the die 5 are limited.
  • the Compression hammer 7 lies with its contact surface 17 on the end face of the to be formed Tube 2. Put simply, the cross hatched End region of the tube 2 through the forming process in the direction of the arrows 18 moved into the stowage space 13. So that the from the hammer 7 on the Tube transmitted force is actually directed against the compression space 13,
  • the contact surface 17 of the upsetting hammer does not run at right angles to the longitudinal axis of the tube 2, but is plate-like slightly towards the tube 2 inclined. If it is important that the finished tube 2 is one of the Shape of the contact surface 17 has a different end face, for example is exactly right-angled, this is done in a further operation by means of a further upsetting hammer brought into its final form.
  • FIG. 8 shows an embodiment of the upsetting device according to the invention shown for upsetting a tube 2 in an area between the ends of which are formed.
  • the left half of the device according to the figure 8 essentially corresponds to the right half of FIG. 7.
  • a bottom 27 is additionally visible, on which the tube 2 is in contact.
  • the upsetting hammer 7 is graduated in two stages here. The first stage is formed by a contact surface 17, which to Start of the forming process the compression force on the pipe 2 to be formed transfers.
  • both the upsetting hammer 7 and the mandrel 3 and / or its bore 9 is formed almost arbitrarily, for example several times graded, can be to give the compression space 13 a desired shape. It is only necessary to ensure that the hammer 7 and mandrel 3 are so are designed in such a way that they move apart again after shaping can be damaged without damaging the molded workpiece.
  • the stutter upsetting device the parts to be formed are rotationally symmetrical. But it is within the scope of the present invention easily possible, not rotationally symmetrical Form profiles or tubes or on rotationally symmetrical ones Profiles or pipes to form non-rotationally symmetrical areas. Two Examples of this are shown in FIGS. 10 and 11.
  • Figure 10 shows a device similar to Figure 7 to produce a non-rotationally symmetrical thickening at the end of a Tube 2.
  • the limit of the compression space 13 on the side of the mandrel 3 Surface 29 ' is not perpendicular to the longitudinal axis of the in this embodiment Tube 2 aligned.
  • the jaws 16 and the die 5 are asymmetrical.
  • Figure 11 shows a device similar to Figure 8 to produce a non-rotationally symmetrical thickening between the Ends of a pipe.
  • it is the compression space 13 on the side of the upsetting hammer 7 delimiting surface 28 'which is not rectangular is aligned with the longitudinal axis of the tube 2.
  • the jaws 16 of the further clamping device 4 and the die 5 asymmetrical.
  • the frequency with which the compression hammer pulsates is for everyone To determine the workpiece empirically. It is believed that the best results can be achieved if in the area of the tube 2 to be formed between the contact surface 17 of the upsetting hammer 7 and a virtual reflection wall a standing wave arises in the area of paragraph 19. It is therefore advantageous if the pulse frequency is adjustable and preferably even is changeable during the forming process.
  • the aforementioned pulse pump 31 can be a conventional piston pump his. However, a rotating pulse generator is more effective.
  • Figure 12 shows a schematic cross section through a possible embodiment of a of such pulse generator 40.
  • a central rotor 41 has one in its center Longitudinal bore 42, which has a rotary seal with a high pressure of For example, 700 bar can be applied.
  • the rotor is on its cylindrical surface for the purpose of minimizing wear with a layer 43 of, for example Ceramic coated and surrounded by a stator 44.
  • radial Channels 45 in the rotor conduct the high pressure outwards from the longitudinal bore 42.
  • Radial channels 46 are also provided in the stator 44, which during the Briefly communicate rotation of the rotor with its channels 45.
  • each channel 46 of the stator 44 has a check valve 47 on.
  • the check valve 47 from a ball with a cylindrical extension, the is guided in the bore of a radial connecting line 48.
  • the ball and the extension is pierced to the flow of the pressure medium through the connecting line 48 in an outer annular chamber 49, in which the prestressing pressure is 40 bar, for example.
  • This leader pressure it is also which the ball of the check valve 47 against its seat presses as long as channels 45 and 46 are not connected.
  • All check valves 47 are held in a valve ring 50.
  • other known check valves can also be used, whose valve body is, for example, a cone and, for example, by a Spring is pressed against its seat.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Revetment (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Metallteiles durch Stauchen sowie eine Stauchvorrichtung.
Gemäss dem Stand der Technik werden Verdickungen in der Regel in solcher Weise durchgeführt, dass ein Rohr oder ein Metallprofil mit der grössten Wandstärke vorgelegt wird und die Dicke durch gezieltes Ausschmieden oder Aushämmern an den gewünschten Stellen reduziert wird. Dieses Ausschmieden oder Aushämmern, ausgehend von den dicksten Profilen, stellt ein aufwendiges Verfahren dar, insbesondere dann, wenn der Anteil der Verdikkung im Vergleich zum übrigen Anteil des Rohres bzw. Profils nur klein ist. Verschiedene Versuche, Profile durch direktes Stauchen zu verdicken, schlugen bisher fehl. Versuche, Rohre oder Stangen zu verdicken, bewirkten oft, dass die Profile schon in der Anfangsphase des Stauchens seitlich ausbreiten oder knikken, wobei es zu Überwerfungen und Überschiebungen kommt. Im Weiteren wird dadurch eine nichthomogene, kristalline Struktur des umgeformten Materials erreicht, was bezüglich der Stabilität unerwünscht ist. Dabei entstehen im Profil auch Runzeln wie bei einem Elefantenrüssel.
Es wurde versucht, das Phänomen der Faltenbildung zu lösen, indem verschiedene Gesenkstufen mit unterschiedlicher Gestalt eingelegt wurden, was ein recht aufwendiges Verfahren darstellt.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallbearbeitungsverfahren zur Verfügung zu stellen, durch welches Verdickungen in Rohren, Stangen oder anderen Profilen schnell und wirtschaftlich hergestellt werden können.
Es wurde nun gefunden, dass gezielt gewünschte Stellen in Rohren, Stangen oder anderen Profilen durch Stauchen verdickt werden können, wenn das zu stauchende Werkstück im Hookeschen Bereich vorgespannt und das Werkstück mit einem Stauchhammer pulsierend bearbeitet wird. Durch den Impuls des Stauchhammers wird das Material des Werkstückes vom Hookeschen Bereich während kurzer Zeit in den plastischen Bereich übergeführt. Der Impuls bewirkt, dass das Material in der Stauchzone zum Fliessen gebracht wird, dadurch wird der Stauchraum ein wenig ausgefüllt, der Stauchhammer folgt der Bewegung, der Druck fällt, wodurch das Werkstück wiederum in den kristallinen Zustand zurückkehrt, jedoch noch immer unter Vorspannung steht. Anschliessend werden weitere periodische Stauchimpulse auf das Werkstück abgegeben, wobei jeweils wiederum ein Übergang in den plastischen Bereich und eine Rekristallisation stattfindet. Durch diese Vorgehensweise konnte ein homogenes, verdicktes Profil mit homogener Struktur erhalten werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demzufolge das Stauchverfahren gemäss der Definition im Patentanspruch 1 und die Stauchvorrichtung gemäss der Definition im Patentanspruch 10.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird als "Stotterstauchen" bezeichnet. Dabei ist es wichtig, dass die wirkenden Schubkräfte so eingeleitet werden, dass sie ausschliesslich im Stauchraum zum Tragen kommen und ausschliesslich dem Materialtransport dienen.
Hierzu ist es erforderlich, dass das zu stauchende Profil im Stauchraum frei ist und das restliche Profil so gehalten wird, dass die Stauchkräfte ausserhalb des Stauchraumes egalisiert oder unwirksam gegen die Wände neutralisiert werden. Durch die herrschenden Druckverhältnisse wird das Material erhöhten Temperaturen ausgesetzt. Die dabei eingebrachte Energie muss im Raum des Klemmens deshalb entsprechend abgeführt werden, damit die Übergangszone nicht mitfliesst und sich das Material nicht unkontrolliert ausweiten kann.
Vor dem eigentlichen Stauchvorgang muss das umzuformende Material mit entsprechendem hydraulischen Druck vorgespannt werden, damit die Stotterpulse richtig zum Tragen kommen. Die Vorspannung befindet sich vorzugsweise in einem Bereich, der sich knapp vor dem Übergang in den plastischen Bereich befindet. Das Material befindet sich somit im vorgespannten Zustand immer noch in der elastischen Phase. Durch geeignete Massnahmen wird die Vorspannung während dem gesamten Stauchvorgang aufrechterhalten, d.h., der zu bearbeitende Metallteil bleibt zwischen den einzelnen Impulsen unter Vorspannung. Vorteilhafterweise wird das gespannte Material, insbesondere bei grösseren Profilen, bis knapp vor den Fliesszustand vorgewärmt. Die zuzuführende Energie und die Frequenz werden nach Brillouin (erste Brillouinzone) bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Vorwärmung lokal im Stauchraum durch Mikrowellen. Bei dünnen Profilen kann auf das Vorwärmen verzichtet werden. Der Druckpuls kann nun auf das vorgespannte und vorgewärmte Material angewandt werden, wobei das gespannte Material zum Fliessen gebracht wird. Dadurch, dass das Material weich wird, kann der Druckkolben nach vorne weichen und der Druck lässt nach; das Material kann rekristallisieren. Die Vorspannung des Materials wird zwischen den einzelnen Druckimpulsen aufrechterhalten. Dies kann dadurch geschehen, indem für die Krafteinwirkung ein Hydrauliksystem zum Einsatz gelangt, das zwei hydraulische Pumpen umfasst, nämlich eine Vorspannpumpe für den Vorspann-Druck beispielsweise bei 40 bar (4•106 Pa) und eine kleinere Impulspumpe für einen Druck bis 700 bar (7• 107 Pa). Die Rohrleitungen dieser Pumpen zum Kolben ("Stotterkolben") müssen mit einem Rückschlagventil versehen sein.
Für die Ausübung eines Druckimpulses auf den Stauchhammer wird vorzugsweise ein hydraulisches System verwendet. Dabei wird der Impuls vom Hydraulik- oder Stotterkolben auf den Stauchhammer übertragen. Der Stotterkolben wird mit Öl bis an das zu stauchende Material bewegt, dann erhöht sich der Druck derart, dass das gespannte Öl im Werkstück die gewollte Vorspannung hervorruft. Die Leitungen zwischen Pumpen und Stotterkolben sind unelastisch und für die Pulsfrequenz reflexionsfrei auszulegen. Auf das vorgespannte Öl werden die Druckimpulse beispielsweise mit einer frequenzgesteuerten Kolbensteuerung aufmoduliert, damit eine ungedämpfte Übertragung des Pulses vom Hydraulikkolben auf den Stauchhammer stattfinden kann (Kompressibiliät des Hydrauliköls ca. 10-6).
Die Zeit des Stauchens wird nach dem Hookeschen Gesetz bestimmt, damit ist die erste Halbperiode der Stotterfrequenz festgelegt. Für die zweite Halbzeit ist lediglich zu kontrollieren, ob die vorhandene Zeit für die Rekristallisation reicht. Mit dieser Methode ist die Stotterfrequenz immer auf das Material abgestimmt. Nach dem letzten Entspannen des Materials im Stauchbereich ist das Material immer noch im Hookeschen Bereich, also vorgespannt. Es ist darauf zu achten, dass sich das Material durch Wegziehen des Stauchhammers im Stauchbereich entspannen kann, da sonst ungewollte Verdickungen neben dem Stauchbereich auftreten können.
Anschliessend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1
eine Schnittzeichnung einer Stauchvorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens: Zustand vor dem Stauchvorgang,
Figur 2
die gleiche Stauchvorrichtung wie in Figur 1, jedoch nach dem Stauchvorgang,
Figur 3
eine alternative Ausführungsform einer Stauchvorrichtung, nämlich eines Kopfstauchgerätes für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, angewandt auf ein anderes Material bzw. Produkt,
Figur 4
eine Anordnung von Hydraulikpumpen am Stotterkolben,
Figur 5
ein Druck/Weg-Diagramm des Stauchvorgangs,
Figur 6
ein Druck/Zeit-Diagramm des erfindungsgemässen Verfahrens,
Figur 7
einen vergrösserten Ausschnitt einer Stauchvorrichtung ähnlich Figur 1,
Figur 8
eine andere Ausführungsart einer Stauchvorrichtung, die zum Stauchen eines Hohlprofiles in einem Bereich zwischen dessen Enden ausgebildet ist,
Figur 9
die Einzelheit D der Figuren 7 und 8 in einem vergrösserten Massstab,
Figur 10
in einer Darstellung ähnlich Figur 7 eine Vorrichtung zum Herstellen einer nicht rotationssymmetrischen Verdickung am Ende eines Rohres,
Figur 11
in einer Darstellung ähnlich Figur 8 eine Vorrichtung zum Herstellen einer nicht rotationssymmetrischen Verdickung zwischen den Enden eines Rohres und
Figur 12
einen schematischen Querschnitt durch einen Pulserzeuger.
Figur 1 zeigt eine Stotterstauchvorrichtung 1, welche bestimmt ist, um ein Rohr 2 am einen Ende zu stauchen, unter Bildung einer grösseren Wandstärke. Eingefügt in das Rohr 2 ist ein Dorn 3, welcher dazu dient, das Profil des Rohres zu halten, indem verhindert wird, dass Material ins Profilinnere ausweichen kann. Das Rohr wird durch die Klemmvorrichtung 4 gehalten, welche einen Gegendruck auf den Dorn 3 ausübt. Die Klemmvorrichtung übt allseitig um das Rohr einen Druck aus. Dadurch wird vermieden, dass Material unkontrolliert ausweichen kann. Weiter ragt das zu stauchende Rohr 2 in das Gesenk 5 hinein, welches mit einer Kühlwendel 6 versehen ist, die durch ein Kühlmedium 14 gespiesen wird. Dadurch werden die durch die hohen Drücke entstehenden Temperaturen, soweit erforderlich, abgeführt. Der Dom 3 ragt durch das zu stauchende Rohr 2 teilweise in das Gesenk 5 hinein. An dem in das Gesenk hineindringenden Ende des Doms 3 ist eine Bohrung 9 vorgesehen, welche als Führung für den Fortsatz 8 des Stauchhammers 7 dient. Dieser Fortsatz definiert, zusammen mit dem Gesenk, den Stauchraum 13, in welchen sich das Material des Rohrs während dem Stauchvorgang ausbreiten kann. Der Druck bzw. die erforderlichen Impulse auf den Stauchhammer 7 werden durch den Stotterkolben 10 ausgeübt. Dieser wird hydraulisch betrieben, wobei 11 die Hydraulikleitung darstellt und 12 die Kammer für das sich ausdehnende Hydrauliköl. Bevor der Stauchvorgang beginnen kann, wird das zu stauchende Rohr mit dem eingesetzten Dom 3 in die gewünschte Position in die Klemmvorrichtung 4 gebracht und die Klemmvorrichtung wird soweit erforderlich angezogen. Der Stauchhammer 7 wird auf die Stirnseite des sich im Gesenk 5 befindlichen Rohrs angesetzt. Alsdann wird das zu stauchende Rohr soweit vorgespannt, dass sich das Material noch im elastischen Bereich (Hookeschen Bereich) befindet.
Da das Hydrauliköl ebenfalls einen elastischen unteren Druckbereich aufweist, besitzt die Vorspannung hier den Vorteil, dass nicht nur der zu bearbeitende Metallteil, sondern auch das Hydrauliköl vorgespannt wird. Während dem Stauchvorgang befindet es sich somit in einem Bereich, in welchem es praktisch keine Elastizität aufweist.
Figur 2 zeigt dieselbe Stotterstauchvorrichtung wie in Figur 1, jedoch nach abgeschlossenem Stauchvorgang. Die Bezugszeichen haben dieselbe Bedeutung wie in Figur 1. In dieser Figur ist ersichtlich, dass sich der Stotterkolben 10 im Vergleich zu Figur 1 nach rechts bewegt hat. Dadurch wurde der Stotterkolben 10 in das Gesenk 5 hineingetrieben, wobei der dem Stauchhammer zugewandte Teil des zu stauchenden Rohres gestaucht ist und der Stauchraum gemäss Figur 1 nun durch den gesamten gestauchten Teil 15 des zu stauchenden Rohrs 2 ausgefüllt ist.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Stotterstauchgerätes zur Durchführung des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung. Das Gerät 20 ist ein Kopfstauchgerät. Die Vorrichtung dient dazu, einen Metallstab oder Metalldraht an einem Ende unter Bildung eines Kopfes zu stauchen. Ein Metalldraht (nicht dargestellt) wird in die Bohrung 21 der Klemmvorrichtung 22 eingeführt, bis das eine Ende in die halbkugelförmige Vertiefung 23 des Stauchhammers 24 bis zum Anschlag hineinragt. Der Stauchhammer 24 kann durch den Kolben 25 einen Druck auf das Werkstück ausüben, wobei beim Stauchvorgang, der in gleicher Weise wie oben beschrieben stattfindet, das Material in das Gesenk 26 und die halbkugelförmige Vertiefung 23 im Stauchhammer 24 ausweichen kann. Der Kolben 25 wird hydraulisch betätigt. Einzelheiten der Klemmvorrichtung und auch des Hydrauliksystems sind auf dieser Figur nicht abgebildet, da sie für den Fachmann offensichtlich sind.
Figur 4 zeigt eine typische Anordnung von Hydraulikpumpen 31, 32 an den Kolben 10 (Figur 1 und 2) bzw. 25 (Figur 3), der Druck auf einen Stauchhammer (nicht dargestellt) ausübt. Die grössere Hydraulikpumpe 32 dient zur Aufrechterhaltung eines permanenten Vorspanndruckes während des Stauchvorganges, z.B. 40 bar. Die kleinere Pumpe 31 dient der Ausübung von periodischen Impulsdrucken, mit einem höheren Druck, z.B. von 700 bar, der ausreichend für den Übergang des Materials vom Hookeschen in den plastischen Bereich ist. Die Leitungen 34, 35 von den Pumpen 31, 32 zum Kolben sind mit Rückschlagventilen 36, 37 versehen. Zur besseren Anschaulichkeit sind oberhalb der Pumpensymbole kleine Diagramme 38, 39 mit einer schematischen Angabe des Druckverlaufes dargestellt.
Figur 5 zeigt ein Druck/Weg-Diagramm a für einen Stauchprozess gemäss der vorliegenden Erfindung. h stellt den Hookeschen Bereich und A den Vorspannpunkt dar.
Figur 6 zeigt ein Druck/Zeit-Diagramm b für einen Stauchprozess von Stahl gemäss der vorliegenden Erfindung. Deutlich sichtbar ist der pulsierende Druckverlauf während der Impulse. Im Bereich h wird das Material im Hookeschen Bereich vorgespannt, bis zum Vorspannpunkt A. Sobald dieser Punkt erreicht wird, wird ein erster Impuls auf das umzuformende Material ausgeübt, wobei der erste Peak der Kurve entsteht. Während diesem Impuls geht das umzuformende Material vom elastischen Bereich in den fliessenden Bereich f über, in welchem eine Umformung stattfindet, da das Material zum. Fliessen gebracht wird. Der Kolben kann dabei weiter nach vome weichen und der Druck lässt nach bis zum Vorspanndruck, wobei das Material rekristallisieren kann. Die Rekristallisationsphase wird durch den Bereich r dargestellt. Anschliessend wird erneut ein Impuls auf das umzuformende Material abgegeben, bis zur Spitze des zweiten Peaks. Dabei passiert das gleiche wie beim ersten Peak: Der Druckkolben kann weiter nach vome weichen, wobei das Material in den plastischen Bereich übergeht, was eine Umformung zulässt. Anschliessend lässt der Druck wieder nach, wobei eine erneute Rekristallisation des Materials ermöglicht wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die gewünschte Umformung erzielt ist. Auf dem Diagramm ist weiter der Druckunterschied Δ Druck angegeben, dies ist eine materialabhängige Konstante, die berechnet oder anderweitig ermittelt werden muss.
Figur 7 zeigt wichtige Einzelheiten einer Stauchvorrichtung, die ähnlich aufgebaut ist, wie die Stauchvorrichtung gemäss Figur 1, in einem gegenüber Figur 1 vergrösserten Massstab. Gleiche Teile sind in Figur 7 mit gleichen Bezugszahlen versehen, wie in Figur 1. Die allgemein mit 4 bezeichnete Klemmvorrichtung besteht aus mehreren Hydraulikzylindern, die auf Klemmbacken 16 einwirken. In den Figuren 1 und 7 sind nur zwei in Längsrichtung des Rohres 2 nebeneinander liegende, am Umfang der Klemmbacken verteilte Sätze von Hydraulikzylindern dargestellt. In der Praxis sind aber vorzugsweise drei oder mehr Sätze von Hydraulikzylindern vorgesehen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass gute Umformresultate erreicht werden, wenn die Klemmkraft in der Nähe des umzuformenden Endes des Rohres 2 hoch ist und in Richtung zum entgegengesetzten Ende des Rohres 2 hin ab- und dann wieder zunimmt. Durch einen solchen Klemmkraftverlauf wird ungewolltes Fliessen des Werkstoffes des Rohres 2 im Klemmbereich vermieden. Deshalb weisen die in Längsrichtung des umzuformenden Rohres hintereinander liegenden Hydraulikzylinder der Ausführungsart nach Figur 7, im Gegensatz zur Ausführungsart gemäss Figur 1, separate Zuleitungen für das Druckmedium auf. Diese Zuleitungen sind in Figur 7 nicht dargestellt. Durch diese separaten Zuleitungen ist es möglich, benachbarte Hydraulikzylinder mit unterschiedlichem Druck zu versorgen, um den oben beschriebenen Klemmkraftverlauf zu erreichen. Um die durch die Klemmvorrichtung 4 auf das Rohr 2 ausgeübte Haltekraft weiter zu verbessern, sind die mit dem Rohr 2 in Kontakt tretenden Flächen der Klemmbacken 16 mit einer reibungserhöhenden Beschichtung, insbesondere aus Wolframkarbid, versehen und mindestens die mit den Klemmbacken 16 in Kontakt tretenden Flächenbereiche des Rohres 2 sind aufgerauht.
Eine weitere Massnahme zur Erhöhung der der Umformkraft in Längsrichtung des Werkstückes entgegengerichteten Haltekraft besteht in einem kleinen, umlaufenden Absatz 19, der zwischen dem Gesenk 5 und den Klemmbacken 16 vorgesehen ist. Der Absatz 19 ist in Figur 9 gezeigt, welche in einem vergrösserten Massstab den in den Figuren 7 und 8 mit D bezeichneten Ausschnitt darstellt. An diesem Absatz 19 bildet sich während des Umformvorganges eine kleine Aufstauchung des Werkstoffes des Rohres 2, wodurch das Rohr 2 in Längsrichtung auch formschlüssig gehalten ist.
In Figur 7 ist die Stauchvorrichtung unmittelbar vor dem Stauchvorgang dargestellt. Der Stauchraum 13 ist bei dieser Ausführungsart durch die Kontaktfläche 17 des Stauchhammers, den Fortsatz 8 des Stauchhammers 7, die Stirnfläche 29 des Dornes 3 und natürlich das Gesenk 5 begrenzt. Der Stauchhammer 7 liegt mit seiner Kontaktfläche 17 an der Stirnfläche des umzuformenden Rohres 2 an. Vereinfacht gesagt wird der kreuzweise schraffierte Endbereich des Rohres 2 durch den Umformvorgang in Richtung der Pfeile 18 in den Stauchraum 13 verschoben. Damit die vom Stauchhammer 7 auf das Rohr übertragene Kraft tatsächlich gegen den Stauchraum 13 gerichtet wird, verläuft die Kontaktfläche 17 des Stauchhammers nicht rechtwinklig zur Längsachse des Rohres 2, sondern ist tellerartig leicht in Richtung zum Rohr 2 hin geneigt. Falls es wichtig ist, dass das fertig umgeformte Rohr 2 eine von der Gestalt der Kontaktfläche 17 abweichende Stirnfläche hat, die beispielsweise genau rechtwinklig ist, wird diese in einem weiteren Arbeitsgang mittels eines weiteren Stauchhammers in ihre endgültige Form gebracht.
In Figur 8 ist eine Ausführungsart der erfindungsgemässen Stauchvorrichtung dargestellt, die zum Stauchen eines Rohres 2 in einem Bereich zwischen dessen Enden ausgebildet ist. Die linke Hälfte der Vorrichtung nach Figur 8 entspricht im wesentlichen der rechten Hälfte der Figur 7. Ganz links in Figur 8 ist zusätzlich noch ein Boden 27 sichtbar, an dem das Rohr 2 ansteht. Auf der rechten Seite des Gesenkes 5 ist eine weitere Klemmvorrichtung 4 vorhanden, die das Ende des Rohres 2 festhält. Der Stauchhammer 7 ist hier zweifach abgestuft. Die erste Stufe wird durch eine Kontaktfläche 17 gebildet, welche zu Beginn des Umformvorganges die Stauchkraft auf das umzuformende Rohr 2 überträgt. Da die Stauchkraft innerhalb der rechten Klemmvorrichtung 4 durch das Rohr 2 bis zum Stauchraum 13 übertragen werden muss und das Rohr sich in dieser Klemmvorrichtung entsprechend dem Grad der Umformung nach links gegen den Stauchraum 13 hin verschieben muss, ist es wichtig, dass die Klemmkraft der rechten Klemmvorrichtung 4 einstellbar ist. Die zweite Stufe, gebildet durch die leicht geneigte Fläche 28, begrenzt zusammen mit dem Fortsatz 8, der Stirnfläche 29 des Domes 3 und dem Gesenk 5 den Stauchraum 13. Sobald sich der Werkstoff an der Fläche 28 aufzustauchen beginnt, überträgt auch diese einen Teil der Stauchkraft auf das Rohr 2. Selbstverständlich ist es vorteilhaft, wenn auch die Flächen 28 und 29 so geneigt sind, dass ihre Normalen zum Stauchraum 13 hin gerichtet sind, wie dies weiter oben für die Kontaktfläche 17 beschrieben wurde.
Es ist klar, dass sowohl der Stauchhammer 7 als auch der Dorn 3 und/oder dessen Bohrung 9 fast beliebig ausgebildet, beispielsweise mehrfach abgestuft, sein können, um dem Stauchraum 13 eine gewünschte Form zu geben. Es ist lediglich darauf zu achten, dass Stauchhammer 7 und Dorn 3 so gestaltet sind, dass sie nach der Formgebung auch wieder auseinander gefahren werden können, ohne dass dabei das geformte Werkstück beschädigt wird. Ferner sind in allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Stotterstauchvorrichtung die umzuformenden Teile rotationssymmetrisch. Es ist aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung ohne weiteres möglich, nicht rotationssymmetrische Profile oder Rohre umzuformen oder an rotationssymmetrischen Profilen oder Rohren nicht rotationssymmetrische Bereiche zu formen. Zwei Beispiele dafür sind in den Figuren 10 und 11 dargestellt.
Figur 10 zeigt in einer Darstellung ähnlich Figur 7 eine Vorrichtung zum Herstellen einer nicht rotationssymmetrischen Verdickung am Ende eines Rohres 2. Die den Stauchraum 13 auf der Seite des Dornes 3 begrenzende Fläche 29' ist bei dieser Ausführungsart nicht rechtwinklig zur Längsachse des Rohres 2 ausgerichtet. Wie man auf der Zeichnung deutlich erkennt, sind dementsprechend auch die Klemmbacken 16 und das Gesenk 5 asymmetrisch ausgebildet.
Figur 11 zeigt in einer Darstellung ähnlich Figur 8 eine Vorrichtung zum Herstellen einer nicht rotationssymmetrischen Verdickung zwischen den Enden eines Rohres. Bei dieser Ausführungsart ist es die den Stauchraum 13 auf der Seite des Stauchhammers 7 begrenzende Fläche 28', die nicht rechtwinklig zur Längsachse des Rohres 2 ausgerichtet ist. Dementsprechend sind die Klemmbacken 16 der weiteren Klemmvorrichtung 4 und das Gesenk 5 asymmetrisch ausgebildet.
Die Frequenz, mit welcher der Stauchhammer pulsiert, ist für jedes Werkstück empirisch zu ermitteln. Es wird vermutet, dass die besten Resultate dann erreicht werden, wenn im umzuformenden Bereich des Rohres 2 zwischen der Kontaktfläche 17 des Stauchhammers 7 und einer virtuellen Reflexionswand im Bereich des Absatzes 19 eine stehende Welle entsteht. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Pulsfrequenz einstellbar und vorzugsweise sogar während des Umformvorganges veränderbar ist.
Die erwähnte Impulspumpe 31 kann eine herkömmliche Kolbenpumpe sein. Wirkungsvoller ist aber ein rotierender Pulserzeuger. Figur 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsart eines solchen Pulserzeugers 40. Ein zentraler Rotor 41 weist in seiner Mitte eine Längsbohrung 42 auf, die über eine Drehdichtung mit einem hohen Druck von beispielsweise 700 bar beaufschlagbar ist. Der Rotor ist an seiner Zylindermantelfläche zwecks Minimierung von Verschleiss mit einer Schicht 43 aus beispielsweise Keramik überzogen und von einem Stator 44 umgeben. Radiale Kanäle 45 im Rotor leiten den hohen Druck von der Längsbohrung 42 nach aussen. Auch im Stator 44 sind radiale Kanäle 46 vorgesehen, die während der Drehung des Rotors jeweils kurzzeitig mit dessen Kanälen 45 kommunizieren. An seinem radial äusseren Ende weist jeder Kanal 46 des Stators 44 ein Rückschlagventil 47 auf. Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Rückschlagventil 47 aus einer Kugel mit einem zylindrischen Fortsatz, der in der Bohrung einer radialen Verbindungsleitung 48 geführt ist. Die Kugel und der Fortsatz sind durchbohrt, um den Fluss des Druckmittels durch die Verbindungsleitung 48 in eine äussere Ringkammer 49 zu gewährleisten, in welcher der Vorspann-Druck von beispielsweise bei 40 bar herrscht. Dieser Vorspann-Druck ist es auch, welcher die Kugel des Rückschlagventils 47 gegen ihren Sitz drückt, solange die Kanäle 45 und 46 nicht miteinander in Verbindung stehen. Alle Rückschlagventile 47 sind in einem Ventilring 50 gehalten. Selbstverständlich können aber auch andere, bekannte Rückschlagventile eingesetzt werden, deren Ventilkörper beispielsweise ein Kegel ist und beispielsweise durch eine Feder gegen seinen Sitz gepresst wird. Jedesmal, wenn eine Strömungsverbindung zwischen einem Rotorkanal 45 und einem Statorkanal 46 zustande kommt, entsteht im letzteren ein Druckimpuls. Diese Druckimpulse erreichen besonders steile Flanken, wenn die Kanäle im Übergangsbereich zwischen Rotor und Stator einen durch gerade Linien begrenzten Querschnitt aufweisen, also beispielsweise rechteckig sind. Im gezeigten Beispiel kommen alle vier Rotorkanäle gleichzeitig mit den vier Statorkanälen in Verbindung. Dadurch ist eine symmetrische Belastung gewährleistet und die durch die Kanäle fliessenden Druckmittelmengen summieren sich. Es sind aber auch Ausführungsarten denkbar, bei denen die Anzahl und Anordnung der Kanäle so getroffen ist, dass die Verbindungen nacheinander zustande kommen. Mit einer solchen Anordnung lassen sich bereits bei niedrigen Drehzahlen des Rotors hohe Pulsfrequenzen erzielen.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Bearbeitung eines Metallteiles durch Stauchen in einer Stauchvorrichtung, enthaltend eine Klemmvorrichtung (4), ein Gesenk (5) und einen Stauchhammer (7), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    a) Einspannen des Metallteiles (2) in der Klemmvorrichtung (4) unter Bildung eines Stauchraumes (13) im Gesenk (5), wobei ausserhalb des Stauchraumes (13) der Teil (2) so eingespannt ist, dass die Stauchkräfte direkt von der umliegenden Umgebung aufgenommen werden,
    b) Ansetzen eines Stauchhammers (7) auf den Metallteil (2), derart, dass wenn eine Kraft auf ihn angesetzt wird, das Material des Metallteils (2) in den Stauchraum (13) eindringen kann,
    c) Vorspannen des eingespannten Metallteils (2) durch Ausüben eines Druckes auf den Stauchhammer (7), derart, dass sich die mechanische Spannung innerhalb des elastischen (Hookeschen) Bereichs befindet,
    d) Ausüben eines Impulses mittels des Stauchhammers (7) auf den Metallteil (2), wobei das Material des Metallteils (2) vom elastischen Bereich in den fliessenden Bereich übergeht, wodurch Material in den Stauchraum (13) ausweichen kann, der Stauchhammer (7) sich vorwärts bewegen kann und der Druck auf das Material bis zur Vorspannung nachlässt, und es wiederum in den elastischen Bereich zurückkehren kann, und
    e) periodisches Wiederholen der Schritte c) und d) bis der Stauchvorgang abgeschlossen ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallteil (2) ein Rohr, ein Profil oder eine Stange ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil (2) aus Eisen, Kupfer oder Aluminium oder aus Legierungen davon besteht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchhammer durch ein Hydrauliksystem betrieben wird, wobei die Impulse durch eine Kolbenpumpe (31) erzeugt werden und über einen Hydraulikkolben (10) auf den Stauchhammer (7) übertragen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliköl im Hydrauliksystem vorgespannt ist, damit die Vorspannkraft im Werkstück erreicht und eine Dämpfung des Impulses vermieden wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallteil (2) durch Mikrowellen lokal im Stauchraum (13) erwärmt wird, bevor er in den Fliesszustand übergeht, damit die Rekristallisation sichergestellt ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Druckerzeugung erzeugte überschüssige Wärmeenergie durch Abkühlen abgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallteil (2) ein Rohr oder ein Hohlprofil ist, wobei ein Dorn (3) oder ein passgenauer Einsatz dort in den Hohlraum eingesetzt wird wo keine Stauchung stattfinden soll.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Oberfläche des Metallteils (2) vor dem Einspannen in die Stauchvorrichtung aufgerauht wird.
  10. Stauchvorrichtung zur Bearbeitung eines Metallteiles, enthaltend eine Klemmvorrichtung (4) und ein Gesenk (5), die den Metallteil (2) unter Bildung eines Stauchraumes (13) aufnehmen, einen Stauchhammer (7) und Mittel (10, 25) zum Ausüben einer Vorschubkraft auf den Stauchhammer (7), gekennzeichnet durch Pulsiermittel (31, 40), mit denen der Vorschubkraft periodisch gleich gerichtete Kraftimpulse überlagerbar sind.
  11. Stauchvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) mehrere in Längsrichtung des Werkstückes hintereinander angeordnete Kraftquellen aufweist, deren auf den Metallteil ausgeübte Klemmkraft individuell einstellbar ist.
  12. Stauchvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) Klemmbacken (16) aufweist, deren mit dem Werkstück in Kontakt tretende Flächen mit einer reibungserhöhenden Beschichtung, insbesondere aus Wolframkarbid, versehen sind.
  13. Stauchvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (16) auf der Seite des Stauchhammers (7) geringfügig weiter nach innen ragen als das benachbarte Gesenk (5), so dass ein umlaufender Absatz gebildet ist, an dem das Werkstück beim Umformen aufgestaucht wird, damit die durch Klemmwirkung bewirkte, der Umformkraft in Längsrichtung des Werkstückes entgegen gerichtete Haltekraft durch Formschluss verstärkt wird.
  14. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitige Kontaktfläche (17) des Stauchhammers, welche die Umformkraft auf den umzuformenden Metallteil (2) überträgt, derart geneigt ist, dass deren Normale (18) gegen den Stauchraum (13) gerichtet ist, in welchen der Werkstoff zu verdrängen ist.
  15. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zum Bearbeiten eines Metallteils zwischen dessen Enden, gekennzeichnet durch eine weitere Klemmvorrichtung (4), die auf der der ersten Klemmvorrichtung (4) gegenüberliegenden Seite des Stauchraumes (13) angeordnet ist.
  16. Stauchvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchhammer (7) mindestens zwei Stufen aufweist, wobei eine erste Stufe durch eine Kontaktfläche (17) gebildet ist, mit welcher mindestens ein Teil der Umformkraft auf eine Stimseite des Metallteils (2) übertragen wird und eine zweite Stufe durch eine den Stauchraum (13) begrenzende Fläche (28) gebildet ist.
  17. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchraum (13) nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  18. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ausüben einer Vorschubkraft auf den Stauchhammer (7) aus einem mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Kolben (10, 25) bestehen.
  19. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsiermittel Schaltmittel (45, 46) enthalten, die periodisch ein Druckfluid von einer Druckquelle mit höherem Druck zu dem den Vorschub bewirkenden Druckfluid zuschalten.
  20. Stauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsiermittel einen Rotor (41) mit einem durch ein Druckfluid mit einem ersten Druck beaufschlagbaren Raum (42) aufweisen, dass mit dem Raum (42) mindestens ein radialer Kanal (45) verbunden ist, dass der Rotor von einem Stator (44) umgeben ist, in welchem mindestens ein radialer Kanal (46) vorgesehen ist, der mit einem durch ein Druckfluid mit einem zweiten Druck beaufschlagbaren Raum (49) verbunden ist und dass die Kanäle (45, 46) so angeordnet sind, dass sie während der Drehung des Rotors periodisch miteinander kommunizieren.
EP99810499A 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen Expired - Lifetime EP1025925B1 (de)

Priority Applications (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES99810499T ES2178366T3 (es) 1999-02-02 1999-06-07 Procedimiento y dispositivo para formar metales.
PT99810499T PT1025925E (pt) 1999-02-02 1999-06-07 Metodo e dispositivo para transformacao de metais
DE59901178T DE59901178D1 (de) 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen
EP99810499A EP1025925B1 (de) 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen
AT99810499T ATE215855T1 (de) 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und vorrichtung zur umformung von metallen
PCT/CH2000/000052 WO2000045976A1 (de) 1999-02-02 2000-02-01 Verfahren und vorrichtung zur umformung von metallen
PL00349096A PL349096A1 (en) 1999-02-02 2000-02-01 Method and device for forming metals
KR1020017009700A KR20010101918A (ko) 1999-02-02 2000-02-01 금속 성형 방법 및 장치
CA002361521A CA2361521A1 (en) 1999-02-02 2000-02-01 Method and device for forming metals
CZ20012614A CZ20012614A3 (cs) 1999-02-02 2000-02-01 Způsob a zařízení k přetváření kovů
HU0105356A HUP0105356A3 (en) 1999-02-02 2000-02-01 Method and device for forming metals
AU20900/00A AU754548B2 (en) 1999-02-02 2000-02-01 Method and device for forming metals
CN00803335A CN1338978A (zh) 1999-02-02 2000-02-01 金属成型方法及装置
BR0007963-4A BR0007963A (pt) 1999-02-02 2000-02-01 Método e dispositivo para transformação de metais
JP2000597080A JP2002536182A (ja) 1999-02-02 2000-02-01 金属の変形方法および装置
MXPA01007798A MXPA01007798A (es) 1999-02-02 2000-02-01 Metodo y dispositivo para formar metales.

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99810086 1999-02-02
EP99810086 1999-02-02
EP99810464 1999-05-27
EP99810464 1999-05-27
EP99810499A EP1025925B1 (de) 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1025925A1 EP1025925A1 (de) 2000-08-09
EP1025925B1 true EP1025925B1 (de) 2002-04-10

Family

ID=27240244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99810499A Expired - Lifetime EP1025925B1 (de) 1999-02-02 1999-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP1025925B1 (de)
JP (1) JP2002536182A (de)
KR (1) KR20010101918A (de)
CN (1) CN1338978A (de)
AT (1) ATE215855T1 (de)
AU (1) AU754548B2 (de)
BR (1) BR0007963A (de)
CA (1) CA2361521A1 (de)
CZ (1) CZ20012614A3 (de)
DE (1) DE59901178D1 (de)
ES (1) ES2178366T3 (de)
HU (1) HUP0105356A3 (de)
MX (1) MXPA01007798A (de)
PL (1) PL349096A1 (de)
PT (1) PT1025925E (de)
WO (1) WO2000045976A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4536962B2 (ja) * 2001-07-13 2010-09-01 アイシン精機株式会社 ワークのボス部の増肉方法及びこれに使用する増肉装置
FR2882282B1 (fr) * 2005-02-21 2008-10-17 Snecma Moteurs Sa Procede pour le corroyage d'un lopin metallique, chemise pour la mise en oeuvre du procede et ensemble d'une chemise et d'un couvercle pour la mise en oeuvre du procede
CH703639B1 (de) * 2010-08-24 2014-04-15 Hatebur Umformmaschinen Ag Verfahren zur Umformung eines vorlaufenden Endabschnitts eines Stangenmaterials.
CN103272981B (zh) * 2013-06-17 2015-03-25 南通普蒙盛机械制造有限公司 管端加厚设备成型模具双向分型连锻系统
CN103537596B (zh) * 2013-08-23 2015-08-19 遵义市飞宇电子有限公司 一种杆状零件局部墩粗装置
EP3059028A1 (de) 2015-02-20 2016-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Gussteil mit einem metallischen Funktionsbereich
CN107520397A (zh) * 2017-10-17 2017-12-29 广州小出钢管有限公司 一种汽车底盘超薄壁管锻压成型的工艺
CN114733991A (zh) * 2022-04-01 2022-07-12 苏州富力诚精密部件有限公司 一种冷镦薄壁套管类零件高度整形调整夹具
CN117380882B (zh) * 2023-12-04 2024-03-19 山西瑞德机械制造股份有限公司 大直径管板锻造工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4072034A (en) * 1972-05-09 1978-02-07 National Research Development Corporation Method and apparatus for forming material by forcing through a die orifice
US4045254A (en) * 1974-12-30 1977-08-30 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for toughening treatment of metallic material
DE4437395A1 (de) * 1994-10-19 1996-05-02 Werdau Fahrzeugwerk Verfahren zum Anstauchen von Rohrenden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19701021A1 (de) * 1996-01-30 1998-07-16 Microtechnica Gmbh Vorrichtung zum Zerlegen eines Strangpreßwerkzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0105356A3 (en) 2002-05-28
CA2361521A1 (en) 2000-08-10
JP2002536182A (ja) 2002-10-29
PT1025925E (pt) 2002-09-30
ATE215855T1 (de) 2002-04-15
HUP0105356A2 (hu) 2002-04-29
CZ20012614A3 (cs) 2002-03-13
KR20010101918A (ko) 2001-11-15
DE59901178D1 (de) 2002-05-16
AU2090000A (en) 2000-08-25
CN1338978A (zh) 2002-03-06
PL349096A1 (en) 2002-07-01
ES2178366T3 (es) 2002-12-16
AU754548B2 (en) 2002-11-21
MXPA01007798A (es) 2003-06-04
WO2000045976A1 (de) 2000-08-10
EP1025925A1 (de) 2000-08-09
BR0007963A (pt) 2001-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0787047B1 (de) Verfahren zum anstauchen von rohrenden und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE69817947T2 (de) Vorrichtung zum Hydroformen eines Rohres aus Metall
DE10031989B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Pressfittings aus Stahl, insbesondere Edelstahl
AT141108B (de) Verfahren zur Herstellung von Behältern für komprimierte Gase in Kugelstabform.
EP1025925B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Metallen
DE19735486C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Kaltverformen von Werkstücken
DE202008001100U1 (de) Rohraufweitvorrichtung
DE2818671C3 (de)
EP1320433A1 (de) Verfahren zum herstellen einer hohlwelle, insbesondere nockenwelle, und danach hergestellte hohlwelle
DE102005036419B4 (de) Vorrichtung zur Herstellung ausgebauchter Hohlprofile, insbesondere von Gasgeneratorgehäusen für Airbageinrichtungen
EP1024913B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer welle aus einem rohrstück
WO2009043530A2 (de) Verfahren zur herstellung von rohr-in-rohr-systemen
DE2225035A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Rohren
DE19751413C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Wandreibung beim Innenhochdruck-Umformungsprozess
EP0922510A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung eines Rohres in einem Rohrboden
DE102006035082A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung
EP3737514B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlen, innengekühlten ventilen
DE102017110096B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs
DE2932055A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum positionieren und aufweiten von rohren
DE102008062850A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Tiefziehteils sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Tiefziehvorrichtung und eine Tiefziehvorrichtung
DE10313812B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle
DE932787C (de) Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Rohres mit kreisfoermigem innerem Querschnitt und veraenderlicher Wandstaerke
DE10049048C1 (de) Verfahren zum Herstellen von Enden für Hohlwellen
EP0892689B1 (de) Verfahren zum erhöhen der wandungsstärke bei hohlprofilen
DE4317091A1 (de) Verfahren zur Festigkeitserhöhung einer Kurbelwelle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20010206

AKX Designation fees paid

Free format text: AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AXX Extension fees paid

Free format text: SI PAYMENT 20010206

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010828

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: SI PAYMENT 20010206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020410

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20020410

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020410

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020410

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020410

REF Corresponds to:

Ref document number: 215855

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20020415

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 59901178

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20020516

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020607

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020607

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020607

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020607

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020630

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020710

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20020710

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20020822

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20020710

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2178366

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

BERE Be: lapsed

Owner name: *ZELLER WALTER

Effective date: 20020630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030101

EN Fr: translation not filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20030113

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030607

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031231

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20030607

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20031231

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20030711

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20040517

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050630

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050630

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020607