EP1169146A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gekrümmten strangpressprofilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gekrümmten strangpressprofilen

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EP1169146A1
EP1169146A1 EP01907516A EP01907516A EP1169146A1 EP 1169146 A1 EP1169146 A1 EP 1169146A1 EP 01907516 A EP01907516 A EP 01907516A EP 01907516 A EP01907516 A EP 01907516A EP 1169146 A1 EP1169146 A1 EP 1169146A1
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die
extrusion
strand
mandrel
tool holder
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Dieter Arendes
Alexander Klaus
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WKW Erbsloeh Automotive GmbH
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    • 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
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B21C23/12—Extruding bent tubes or rods
    • 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
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/02—Dies

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing curved workpieces, the workpiece being formed in the die of an extrusion press and leaving it in the extrusion direction.
  • Curved aluminum profiles are used in a wide variety of areas of technology, especially in rail, road and aircraft construction. Conventionally, these workpieces are manufactured by straight extrusion followed by stretch bending.
  • ERSATZBLAH (RULE 26)
  • the object of the present invention is to enable narrower radii when bending extruded products with as little effort as possible and thus to expand the range of products to be manufactured.
  • This object is achieved according to a method according to the invention in that the extruded profile is deflected when it exits the die before bending in such a way that the strand exit direction (A) runs obliquely forward against the later curvature of the workpiece.
  • the strand which initially emerges obliquely from the pressing tool is oriented in such a way that it can experience a considerably greater curvature as a result of a subsequent bend to the other side.
  • an extrusion device for the production of curved workpieces with a tool holder, in the receiving opening of which a press tool package consisting of a die with or without a mandrel and a cover part is arranged, it is provided that the guide surfaces of the die and / or mandrel which produce the emerging strand are corresponding to the The strand exit direction is formed or arranged obliquely, and that the strand exit direction runs at an angle of attack to the central axis of the die against the later curvature of the workpiece.
  • REPLACEMENT BLADE (RULE 26) Installation of a conventional pressing tool in a modified tool holder and / or by installing an obliquely flattened pressing tool in a conventional tool holder.
  • FIG. 1 A conventional press tool package is described below (FIG. 1) and the invention is explained in more detail using several exemplary embodiments.
  • Figures 2-4 each show sections of different alternative solutions for the production of curved extruded profiles:
  • Figure 2 designed according to the invention pressing device with inclined guide surfaces and obliquely arranged mandrel.
  • Fig. 3 designed according to the invention pressing device with oblique pressing tool in a conventional tool holder;
  • Fig. 4 designed according to the invention Preßvorricihtung with inclined tool holder and conventional press tool.
  • the conventional press tool package consists of a die 1, a mandrel part 2 with mandrel 4 and guide surfaces 3 on both sides between the mandrel 4 and the die 1.
  • the arrow A denotes the exit direction of the extruded profile, which in the conventional extrusion press (FIG. 1) the central axis M of the die 1 coincides.
  • Curvature of the workpiece to incline an angle of incidence S with respect to the center line M can be achieved in various ways.
  • the guide surfaces 3 of die 1 and mandrel 4 lie obliquely with respect to the central axis M of die 1.
  • the arrow A in FIG. 2 therefore indicates the desired oblique strand exit direction, which punctured against the later curvature of the workpiece W ( Line in Fig. 3).
  • the oblique guide surface 3 can be realized on the mandrel side by appropriate machining of the mandrel 4 or by its inclined position.
  • FIG. 3 shows a further alternative solution for the production of curved extruded profiles according to the present invention.
  • a modified pressing tool consisting of a die 1 and a mandrel part 2 is shown.
  • the modification consists in that the pressing tool has oblique flats on the circumferential side corresponding to the angle of attack S, so that it can be inserted obliquely into the receiving opening 9 of the tool holder 6 in connection with a wedge-shaped backing 7
  • a correspondingly bevelled cover part 8 is inserted into the receiving opening 9 for supporting the mandrel part 2, so that the forces acting on the pressing tool can be absorbed in the tool holder 6.
  • FIG. 4 shows a pressing device with a receiving opening 9 which is machined obliquely in the tool holder 6 and in which a conventional one Press tool is used. This is held by a conventional cover part 8, which presses the die 1 and the mandrel part 2 against the front end of the receiving opening 9, which runs obliquely in the tool holder 6.
  • a conventional cover part 8 which presses the die 1 and the mandrel part 2 against the front end of the receiving opening 9, which runs obliquely in the tool holder 6.
  • combinations of the alternatives explained above can also be selected, for example inclined guide surfaces 3 can be combined with a pressing tool inserted obliquely by the setting angle S or slanted peripheral sides of the die 1 or the mandrel part 2 with an inclined receiving opening 9.
  • the strand exit direction A runs opposite to the later curvature of the workpiece.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Strangpreßprofilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken, wobei das Werkstück in der Matrize einer Strangpresse geformt wird und diese in Strangaustrittsrichtung verläßt .
Gekrümmte Aluminiumprofile werden in unterschiedlichsten Bereichen der Technik eingesetzt, insbesondere im Schienen- , Straßen- und Luftfahrzeugbau. Konventionell werden diese Werkstücke durch gerades Strangpressen mit anschließendem Streckbiegen gefertigt.
Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens sieht vor, die gewünschte Endkontur durch Biegen praktisch gleichzeitig mit dem Strangpressen zu erzeugen (sh. EP 0706843 AI) . Dabei wird mit herkömmlichen Strangpressen gearbeitet, wobei üblicherweise ein Querhaupt als Gegenhalter mit kleiner Öffnung zur Abstützung der Matrize verwendet wird.
Soll das Strangpreßprofil beim Biegen nahe dem Preßwerkzeug gerundet werden, so beschränkt die Geometrie des Pressenauslaufes den minimal zu erzeugenden Radius. Sonst käme es zu einer Kollision des Strangs mit der Presse. Hierdurch wird die mögliche Produktvielfalt stark eingeschränkt.
ERSATZBLAH (REGEL 26) Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit möglichst geringem Aufwand auch engere Radien beim Krümmen von Strangpreßerzeugnissen zu ermöglichen und damit das zu fertigende Produktspektrum zu erweitern.
Diese Aufgabe wird nach einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das Strangpreßprofil beim Austritt aus der Matrize vor dem Biegen derart abgelenkt wird, daß die Strangaustrittsrichtung (A) schräg nach vorne entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft . Der zunächst schräg aus dem Preßwerkzeug austretender Strang ist dabei so ausgerichtet, daß er durch eine nachfolgende Biegung zur anderen Seite hin eine wesentlich stärkere Krümmung erfahren kann.
Bei einer erfindungsgemäßen Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von gekrümmte Werkstücken mit einem Werkzeughalter, in dessen Aufnahmeöffnung ein Preßwerkzeugpaket bestehend aus einer Matrize mit oder ohne Dorn und einem Abdeckteil angeordnet ist, ist vorgesehen, daß die den austretenden Strang erzeugenden Führungsflächen von Matrize und/oder Dorn entsprechend der Strangaustrittsrichtung schräg ausgebildet bzw. angeordnet sind, und daß die Strangaustrittsrichtung in einem Anstellwinkel zur Mittelachse der Matrize entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft .
Die Veränderung der Strangaustrittsrichtung wird alternativ erreicht durch
Schrägstellung der Führungsflächen der Matrize und ggf. des Dorns,
ERSATZBLÄIT (REGEL 26) Einbau eines konventionellen Preßwerkzeuges in einem modifizierten Werkzeughalter und/oder durch Einbau eines schräg abgeflachten Preßwerkzeuges in einen konventionellen Werkzeughalter.
Im folgenden wird ein konventionelles Preßwerkzeugpaket beschrieben (Fig. 1) und die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren 2 - 4 zeigen jeweils Ausschnitte verschiedener alternativen Lösungsmöglichkeiten zur Herstellung gekrümmter Strangpreßprofile :
Fig. 1 Konventionelles Preßwerkzeug nach dem Stand der
Technik; Fig. 2 erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorrichtung mit schrägen Führungsflächen und schräg angeordnetem Dorn; Fig. 3 erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorrichtung mit schrägem Preßwerkzeug in einem konventionellen Werkzeughalter; Fig. 4 erfindungsgemäß ausgebildete Preßvorricihtung mit schräg ausgebildetem Werkzeughalter und konventionellem Preßwerkzeug.
Das konventionelle Preßwerkzeugpaket besteht aus einer Matrize 1, einem Dornteil 2 mit Dorn 4 und beidseitigen Führungsflächen 3 zwischen dem Dorn 4 und der Matrize 1. Mit dem Pfeil A ist die Austrittsrichtung des Strangpreßprofils bezeichnet, die bei der konventionellen Strangpresse (Fig. 1) mit der Mittelachse M der Matrize 1 zusammenfällt.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung, nämlich die Strangaustrittsrichtung A entgegengesetzt zur späteren
ERSATZBLÄTT (REGEL 26) Krümmung des Werkstücks um einen Anstellwinkel S gegenüber der Mittellinie M schräg anzustellen, kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Im Querschnitt nach Figur 2 liegen die Führungsflächen 3 von Matrize 1 und Dorn 4 schräg in bezug auf die Mittelachse M der Matrize 1. Der Pfeil A gibt also in Figur 2 die gewünscht schräge Strangaustrittsrichtung an, die entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks W (punktierte Linie in Fig. 3) verläuft. Die schräge Führungsfläche 3 läßt sich dornseitig durch entsprechende Bearbeitung des Dorns 4 oder durch dessen Schrägstellung verwirklichen.
Eine weitere alternative Lösungsmöglichkeit zur Herstellung gekrümmter Strangpreßprofile gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt Figur 3. Hier ist in einem konventionellen Werkzeughalter 6 ein modifiziertes Preßwerkzeug, bestehend aus einer Matrize 1 und einem Dornteil 2, dargestellt. Die Modifizierung besteht darin, daß das Preßwerkzeug umfangsseitig entsprechend dem Anstellwinkel S schräge Abflachungen aufweist, so daß es in Verbindung mit einer keilförmigen Hinterlage 7 schräg in die Aufnahmeöffnung 9 des Werkzeughalters 6 eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist auch ein entsprechend abgeschrägtes Abdeckteil 8 in die Aufnahmeöffnung 9 zur Abstützung des Dornteiles 2 eingesetzt, so daß die auf das Preßwerkzeug einwirkenden Kräfte im Werkzeughalter 6 aufgenommen werden können.
Die in Figur 4 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Grundidee zeigt eine Preßvorrichtung mit einer im Werkzeughalter 6 schräg eingearbeiteten Aufnahmeöffnung 9, in der ein konventionelles Preßwerkzeug eingesetzt ist. Dieses wird über ein konventionelles Abdeckteil 8 gehalten, das die Matrize 1 und das Dornteil 2 gegen das Stirnende der schräg im Werkzeughalter 6 verlaufenden Aufnahmeöffnung 9 drückt . Falls es zweckmäßig ist, können auch Kombinationen der vorstehend erläuterten Alternativen gewählt werden, wobei beispielsweise schräge Führungsflächen 3 mit einem um den Anstellwinkel S schräg eingesetzten Preßwerkzeug oder abgeschrägte Umfangsseiten der Matrize 1 bzw. des Dornteiles 2 mit einer schräg verlaufenden Aufnahmeöffnung 9 kombiniert werden können. Dabei ist stets zu beachten, daß die Strangaustrittsrichtung A entgegengesetzt schräg zur späteren Krümmung des Werkstückes verläuft .

Claims

GAnsprüche
1. Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken, wobei ein Strangpreßprofil die Matrize
(1) einer Strangpresse in Strangaustrittsrichtung verläßt und danach durch Einwirken äußerer Kräfte in eine Krümmung gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangpreßprofil beim Austritt aus der Matrize (1) vor dem Biegen derart abgelenkt wird, daß die Strangaustrittsrichtung (A) schräg nach vorne entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft .
2. Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Werkstücken mit einem Werkzeughalter (6) , in dessen Aufnahmeöffnung ein Preßwerkzeugpaket bestehend aus einer Matrize (1) mit oder ohne Dorn (4) und einem Abdeckteil (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den austretenden Strang erzeugenden Führungsflächen (3) von Matrize (1) und/oder Dorn (4) entsprechend der Strangaustrittsrichtung (A) schräg ausgebildet bzw. angeordnet sind und daß die Strangaustrittsrichtung in einem Anstellwinkel (5) zur Mittelachse (M) der Matrize (1) entgegen der späteren Krümmung des Werkstücks verläuft.
3. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeugpaket entsprechend der Strangaustrittsrichtung schräg in einem konventionellen Werkzeughalter (6) eingebaut ist. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (6) eine entsprechend der
Strangaustrittsrichtung (A) schräge Aufnahmeöffnung
(9) aufweist, in welche ein konventionell ausgebildetes Preßwerkzeug eingesetzt ist.
Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmeöffnung (9) des Werkzeughalters (6) eine keilförmige Hinterlage (7) eingesetzt ist und das Preßwerkzeugpaket umfangsseitig entsprechend der Strangaustrittsrichtung (A) abgeschrägt ist.
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