EP1250199B1

EP1250199B1 - Method and forming tool for the production of cylindrical tubes by extrusion

Info

Publication number: EP1250199B1
Application number: EP01909499A
Authority: EP
Inventors: Günther FRIEDHELM
Original assignee: Schmittersysco GmbH
Current assignee: Schmittersysco GmbH
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: EP1250199A1; AU2001237229A1; DE50100414D1; DE10190194D2; WO2001054839A1; ATE245499T1

Abstract

The invention relates to a method for producing cylindrical tubes by plastically deforming a hollow-cylindrical slug (3) by extrusion to a cylindrical tube. According to the inventive method, the slug is introduced into a substantially cylindrical drawing die (2) up to a stop (4). A drawing mandrel (6) that has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the slug is moved in the drawing die through the hollow space of the slug. Due to the flowing of the slug material pressed by the drawing mandrel, the length of the slug increases while the cross-section of the wall of the slug is reduced. The inner diameter of the drawing die and the outer diameter of the slug are chosen such that there is a radial play between the drawing die and the slug. When the drawing mandrel is drawn through the drawing die, the wall of the slug is radially pressed against the die, thereby expanding the outer diameter of the slug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylinderrohrherstellung unter plastischer Umformung eines hohlzylindrischen Rohlings durch Fließpressen, wobei das Zylinderrohr entsteht. Dazu wird der Rohling in eine im wesentlichen zylindrische Ziehmatrize bis zu einem Anschlag eingebracht. Nachfolgend wird in der Ziehmatrize ein Ziehdorn mit größerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohlings durch den Hohlraum des Rohlings durchbewegt. Dabei findet aufgrund Fließens von vom Ziehdorn gepreßtem Rohlingsmaterial ein Längenzuwachs des rohrartigen Rohlings statt, und die Wandung des Rohlings wird im Querschnitt reduziert. Ferner betrifft die Erfindung ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Umformwerkzeug mit der hohlzylindrischen Matrize zur Aufnahme des Rohr-Rohlings und dem Ziehdorn, der mittels einer Dornstange in den Rohling einführbar ist. Der Ziehdorn ist mit einem konischen Außenwandungsabschnitt zur Realisierung eines Ziehwinkels zwischen der Innenwandung des Rohlings und dem Ziehdorn versehen.The invention relates to a method for the production of cylindrical tube under plastic Forming a hollow cylindrical blank by extrusion, the Cylinder tube is created. For this purpose, the blank is made into a substantially cylindrical one Drawing die inserted up to a stop. Below is in the Drawing die a drawing mandrel with a larger outer diameter than that Inner diameter of the blank moved through the cavity of the blank. This occurs due to the flow of blank material pressed by the mandrel Length increase of the tubular blank instead, and the wall of the blank is reduced in cross section. The invention further relates to an implementation of the process suitable forming tool with the hollow cylindrical die for receiving the pipe blank and the mandrel, which is by means of a mandrel bar is insertable into the blank. The mandrel is conical Outer wall section for realizing a drawing angle between the Provide the inner wall of the blank and the mandrel.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Zylinderrohren mit einer engen Hülltoleranz sich einer Ziehvorrichtung zu bedienen, mittels welcher die Rohre im kalten Zustand auf das gewünschte Toleranzmaß gezogen werden. Bestimmend für die Toleranzmaße sind dabei Ziehring bzw. Ziehmatrize und Ziehdorn der Ziehvorrichtung. Ein Rohr mehrerer Meter Länge wird dabei durch diese toleranzmaßbestimmenden Elemente der Ziehvorrichtung gezogen, wobei die Oberfläche des Rohres mit geringer Tiefenwirkung nach Art des Fließpressens umgeformt wird, um die gewünschten Toleranzmaße zu erhalten. Nach dem Ziehen eines solchen Rohres wird es je nach Einsatzfall in entsprechend kürzere Stücke abgelängt. Mit bekannten Fließpress-Verfahren dieser Art ist jedoch der Nachteil verbunden, dass Maßhaltigkeit und Prozeßzuverlässigkeit nicht im erwünschten Maß erreichbar sind. Maßunterschiede entstehen insbesondere durch ein Verwinden des Rohres über die zu ziehende Länge. Weiterhin verursachen vorbekannte Ziehverfahren einen erheblichen Aufwand bezüglich der Einrichtung und Umrüstung von Ziehvorrichtungen, was zu einer Verlängerung der Prozeß- und Herstellungszeit führt.It is known to manufacture cylinder tubes with a tight envelope tolerance to use a pulling device, by means of which the pipes in the cold Condition to the desired tolerance. Determining for that Tolerance dimensions are drawing ring or drawing die and drawing mandrel Puller. A pipe of several meters in length is thereby through this elements of the pulling device determining tolerance dimensions, the Surface of the pipe with little depth effect according to the type of extrusion is reshaped to obtain the desired tolerance dimensions. After this Pulling such a tube will be shorter depending on the application Pieces cut to length. With known extrusion processes of this type, however Disadvantage associated that dimensional accuracy and process reliability are not in the desired dimensions are achievable. Dimensional differences arise in particular by twisting the pipe over the length to be drawn. Farther known drawing methods cause a considerable effort in terms of Establishment and retrofitting of pulling devices, resulting in an extension of the Process and manufacturing time leads.

Aus DE 195 32 253 A1 sind Verfahren zur Herstellung dünner Rohre sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärts-Fließpressen bekannt. Dazu wird ein Pressstempel eingesetzt, dessen umformwirksame Außenmantelflächen achsparallel herlaufen. Zum Auswerfen eines im Rückwärts-Fließpressen gebildeten Rohlings wird ein bodenseitig in einer Matrize angeordneter Auswerfer vorgeschlagen, der während des Fließprozesses als axiale Abstützung für einen anfänglich massiv-zylindrischen Rohlingsklotz (ohne Hohlraum) dient.DE 195 32 253 A1 describes processes for the production of thin tubes both in Forward and reverse extrusion known. For this, a Press stamp used, its reshaping outer surface Run axially parallel. To eject one in reverse extrusion formed blank is an ejector arranged on the bottom in a die proposed that during the flow process as an axial support for one initially solid cylindrical blank block (without cavity) is used.

Aus DE-PS 466434 ist ein Verfahren zum genauen Innenziehen von Hohlkörpern etwa der eingangs genannten Art bekannt. Ein bereits vorgeformtes Rohrstück wird zur Nachbearbeitung in eine Matrize eingeführt und über seinen oberen, ausgestülpten Rand zwischen einem Oberteil und einem Unterteil der Matrize eingeklemmt und gehalten. Eine Ziehstange, welche etwa konisch bzw. keilartig vorstehende Ziehringe aufweist, wird durch das Rohrstück in der Matrize hindurchgedrückt, wobei sich der Werkstoff der Innenwandung des Rohrstücks so verteilt, dass nicht nur der gewünschte genaue lichte Durchmesser für das Rohrstück erreicht wird, sondern auch eine Konzentrizität des Innen- und Außendurchmessers, also ein Ausgleichen verschieden großer Wandstärken. From DE-PS 466434 is a method for the precise internal drawing of hollow bodies known about the type mentioned. An already preformed piece of pipe is inserted into a die for post-processing and over its upper, flipped edge between an upper part and a lower part of the die pinched and held. A pull rod, which is approximately conical or wedge-like protruding pull rings, is through the pipe section in the die pushed through, the material of the inner wall of the pipe piece so distributed that not only the desired exact clear diameter for the Pipe piece is reached, but also a concentricity of the interior and Outside diameter, so a compensation of different wall thicknesses.

Gattungsgemäße Zylinderrohr-Herstellungsverfahren ergeben sich aus GB-A-922 266 und FR-A-1 528 079. Die GB-Veröffentlichung offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Rohren mit sehr dünnen, nahtlosen Wänden aus einem kürzeren, dickwandigen Rohrstück. Dieses wird einem Kaltumformprozeß unterworfen. Dazu wird es in die zylindrische Öffnung eines Werkzeugs eingebracht. Der Öffnungsdurchmesser entspricht im wesentlichen dem gewünschten Außendurchmesser des zu fertigenden Rohres. Ein Ende des zu bearbeitenden Rohrstücks ist mit einer nach radial außen gerichteten Ausstülpung versehen. Eine an einem Schaft befestigte Kugel wird durch das Rohrstück mittels mechanischer oder hydraulischer Mittel gefahren. Dabei kommt es zu einer Verminderung der Wandstärke des Rohrstücks. Der Außendurchmesser des Rohrstücks wird dabei so vergrößert, dass er im wesentlichen dem Innendurchmesser des Werkzeugs bzw. der Matrize gleicht. In ähnlicher Weise wird nach der FR-Fundstelle die Innen- und Außenfläche eines hohlzylindrischen Rohlings zu einem Gehäuse für einen Elektromotor weiter verarbeitet. Generic cylinder tube manufacturing processes result from GB-A-922 266 and FR-A-1 528 079. The GB publication discloses a method for Manufacture of tubes with very thin, seamless walls from a shorter, thick-walled pipe section. This is subjected to a cold forming process. To it is inserted into the cylindrical opening of a tool. The The opening diameter essentially corresponds to the desired one Outside diameter of the pipe to be manufactured. An end to the one to be processed Pipe piece is provided with a radially outward protuberance. A ball attached to a shaft is inserted through the pipe section driven by mechanical or hydraulic means. There is one Reduction of the wall thickness of the pipe section. The outside diameter of the Pipe piece is enlarged so that it is essentially the The inside diameter of the tool or die is the same. In a similar way the inside and outside surface of a hollow cylindrical Blank processed into a housing for an electric motor.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Fließpressverfahren eine zeitsparende Fertigung von Rohren mit engen Toleranzmaßen und erhöhter Zuverlässigkeit zu ermöglichen.In contrast, the invention is based, with such an object Extrusion process a time-saving production of pipes with tight To allow tolerance dimensions and increased reliability.

Zur Lösung wird das im Anspruch 1 angegebene Fließpressverfahren vorgeschlagen, wobei der Innendurchmesser der Ziehmatrize und der Außendurchmesser des Rohlings jeweils so gewählt werden, dass sich radiales Spiel zwischen der Ziehmatrize und dem Rohling ergibt, und beim Durchbewegen des Ziehdorns die Wandung des Rohlings in radialer Richtung gegen die Ziehmatrize gedrückt wird, wobei der Rohling (auch) mit seinem Außendurchmesser aufgeweitet wird.The solution is the extrusion method specified in claim 1 proposed, the inner diameter of the Drawing die and the outer diameter of the blank can each be selected so that there is radial play between the drawing die and the blank, and when moving the mandrel, the wall of the blank in radial Direction is pressed against the drawing die, the blank (also) with its outer diameter is expanded.

Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass zur Zylinderrohrherstellung die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden: Zunächst wird ein Rohr in eine im wesentlichen zylindrische Ziehmatrize eines Werkzeuggehäuses bis an einen Anschlag (anfangs- oder bodenseitig) und mit radialem. Spiel gegenüber der Innenwandung der Ziehmatrize eingeschoben. Dann wird ein Ziehdorn mit größerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohr-Rohlings von der Öffnungsseite der Ziehmatrize her in das Rohr eingefahren. Während des Durchfahrens des Ziehdorns wird durch dessen Außendurchmesser der Durchmesser des Rohres sowohl innen als auch außen derart aufgeweitet, dass das Rohlingsmaterial sich radial an die Innenwandung der Ziehmatrize anlegt und sich die querschnittliche Dicke des Rohr-Rohlings dabei reduziert. Daraus resultiert ein Rohlings-Längenzuwachs entweder entgegen oder in Richtung der Dornvorschubrichtung, je nach dem ob ein Vorwärts- oder Rückwärts-Fließpressen herbeigeführt wird.The invention includes the procedural teaching that for The following process steps are carried out: First, a tube is inserted into an essentially cylindrical drawing die Tool housing up to a stop (on the start or bottom side) and with radial. Inserted play against the inner wall of the drawing die. Then a mandrel with a larger outer diameter than that Inner diameter of the tube blank from the opening side of the drawing die retracted into the tube. While driving the mandrel through whose outer diameter is the diameter of the tube both inside and widened outside in such a way that the blank material radially adjoins the Creates inner wall of the drawing die and the cross-sectional thickness of the Pipe blanks are reduced. This results in a blank length increase either counter to or in the direction of the mandrel feed direction, depending on whether forward or backward extrusion is effected.

Im Zusammenhang mit der axialen Urnformkraft des Ziehdorns werden die Verfahrensgrenzen durch die Fließgrenze des Rohlings an seiner stirnseitigen Auflage oder dem Anschlag bestimmt. Die maximale, zulässige Reduzierung der Querschnittsfläche des Rohlings muß derart gewählt werden, dass es beim Durchfahren des Ziehdorns nicht zu einem Fließen des Werkstoffs am bodenseitigen Anschlag oder der stirnseitigen Auflagefläche kommt, insbesondere wenn ein Rückwärts-Fließpressen realisiert wird.In connection with the axial forming force of the mandrel, the Process limits due to the flow limit of the blank on its face Edition or the stop determined. The maximum allowable reduction in Cross-sectional area of the blank must be chosen so that it is Passing through the mandrel does not cause the material to flow on bottom stop or the front bearing surface comes, in particular when reverse extrusion is realized.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Vorteil einer zeitsparenden Zylinderrohrherstellung in nur einem Arbeitshub erzielt. Um eine höhere Reduzierung der Rohrwandstärke zu ermöglichen, ist es nach einer vorteilhaften Erfindungsausbildung vorgesehen, das Verfahren auch stufenweise unter Einsatz von mehreren Ziehdornen mit unterschiedlichen Außendurchmessern und entsprechend angepaßten Ziehmatrizen durchzuführen. Wegen der Verfahrensgrenzen ist das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig hauptsächlich für die Fertigung von Zylinderrohren relativ kleiner Länge. Ein Ablängen - wie im Fall des eingangs diskutierten Ziehens von Rohren - ist nicht notwendig, so dass eine Verkürzung der Fertigungszeit möglich ist. Versuche haben ergeben, dass die so hergestellten Zylinderrohre eine Hüllmaßtoleranz hoher Qualität - besser als H9 - aufweisen.With the method according to the invention, the advantage of a time-saving Cylinder tube production achieved in just one working stroke. To a higher one To enable reduction of the tube wall thickness, it is advantageous Invention training provided, the method also gradually using of several mandrels with different outside diameters and to carry out appropriately adapted drawing dies. Because of the The process according to the invention is expedient for process limits mainly for the production of cylinder tubes of relatively short length. On Cutting to length - as in the case of pulling pipes discussed above - is not necessary so that the manufacturing time can be reduced. tries have shown that the cylinder tubes manufactured in this way have an envelope tolerance high quality - better than H9.

Zur Vereinfachung der Halterung des Rohr-Rohlings gegenüber den vom Ziehdorn ausgeübten Axialkräften ist nach einer Erfindungsausbildung vorgesehen, einen Rohling mit einem vorab im Querschnitt erweiterten Endabschnitt zu verwenden. Dieser kann dann mit einem Anschlag oder auch nur einer Endkante der Ziehmatrize zwecks axialer Halterung des Rohlings zusammenwirken. In weiterer Konkretisierung dieses Erfindungsgedankens wird vor dem Einbringen in die Ziehmatrize der Rohling zu seiner Querschnittserweiterung im Endbereich einfach gebördelt.To simplify the mounting of the tube blank compared to that of Drawing mandrel is applied after an invention training provided a blank with a previously enlarged cross-section End section to use. This can then be done with a stop or just an end edge of the drawing die for the purpose of axially holding the blank interact. In further concretization of this inventive concept before inserting the blank into the drawing die Cross-section expansion simply flared in the end area.

Ist die Querschnittserweiterung an dem Ende des Rohlings erzeugt, welches im Umformprozeß einem etwa vorhandenen Auswerforgan in der Matrize am nächsten liegt, läßt sich das Auswerforgan in vorteilhafter Weise gleichzeitig zur axialen Abstützung des Rohlings während des Fließpressens und Abziehens verwenden. Diese zusätzliche, funktionelle Ausnutzung des Auswerforgans zur Abstützung im bodenseitigen Endbereich der Matrize ergibt ein Rückwärts-Fließpressen und - damit verbunden - einen entsprechenden Längenzuwachs. Andererseits kann die querschnittliche Erweiterung an dem Rohlingsende gebildet werden, das in der Bewegungsrichtung in die Ziehmatrize gesehen hinten liegt. Dann läßt sich die Querschnittserweiterung als Halteelement im Anfangs- bzw. Eingangsbereich der Ziehmatrize verwenden, indem der Rohling dort an der Ziehmatrize über die Querschnittserweiterung aufgehangen und abgestützt wird. In dieser Konfiguration läßt sich der Längenzuwachs über ein Vorwärts-Fließpressen innerhalb der Ziehmatrize erreichen.Is the cross-sectional expansion created at the end of the blank, which is in the Forming process an existing ejector in the die on next lies, the Auswerforgan can advantageously at the same time axial support of the blank during extrusion and stripping use. This additional, functional utilization of the ejection organ for Support in the bottom end area of the die results in backward extrusion and - associated with it - a corresponding one Increase in length. On the other hand, the cross-sectional expansion on the Blank end are formed in the direction of movement in the drawing die seen lying behind. Then the cross-sectional expansion can be used as a holding element Use in the beginning or entrance area of the drawing die by the blank hung on the drawing die over the cross-sectional extension and is supported. In this configuration, the increase in length can be over Reach forward extrusion within the die.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Schnelligkeit bei der Rohrherstellung ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, dass bei einem etwaigen Zurückfahren des Ziehdorns mit darauf aufgepreßtem, umgeformten Rohling bzw. Zylinderrohr dieses vom Ziehdorn abgestriffen wird. Zu diesem Gesichtspunkt wird im Rahmen der allgemeinen erfinderischen Idee bei einem Umformwerkzeug mit den eingangs genannten Merkmalen im oder vor dem Eingangsbereich der Ziehmatrize ein Abstreiforgan zum Lösen des fertig umgeformten Zylinderrohres vom Ziehdorn bei dessen Herausbewegung aus der Ziehmatrize angeordnet. Damit läßt sich beim Zurückfahren des Ziehdorns eine Mitnahme des fertig geformten Rohres über den an der Öffnungsseite der Ziehmatrize angeordneten Abstreifer verhindern. So kann nach erfolgter Umformung der Ziehdorn aus dem Rohr leicht herausgezogen werden, wobei der weitere Vorteil eines nochmaligen Glättens der Rohrinnenwandung erzielt wird.To increase reliability, safety and speed at the Pipe production is according to the invention Process proposed that if the mandrel retracts with pressed on, formed blank or cylinder tube this from Drawing mandrel is stripped. On this point of view, the general inventive idea for a forming tool with the input mentioned features in or in front of the entrance area of the drawing die Scraper for releasing the finished formed cylinder tube from the mandrel its movement out of the drawing die arranged. This can be used for Retracting the mandrel takes the finished tube over the Prevent wipers located on the opening side of the die. So can be easily pulled out of the tube after forming be, with the further advantage of smoothing again Inner tube wall is achieved.

Um eine leichte Entnahme des Rohres nach erfolgter Umformung aus der Ziehmatrize zu gewährleisten, ist nach einer Erfindungsausbildung ein zweckmäßig parallel zum Bewegungshub des Ziehdorns oder der Dornstange bewegbares Auswerforgan für das (fertig umgeformte) Zylinderrohr in das Umformwerkzeug integriert. Das Auswerforgan läßt sich - ebenso wie sonstige Komponenten des Umformwerkzeugs wie z. B. Ziehdorn - zweckmäßig mittels Hydraulikzylinder linear antreiben, wodurch eine Integration in das Gesamtwerkzeug gut praktikabel ist. Im Sinne der Erfindung ist das Auswerforgan in Koordination mit der jeweiligen Stellung des Abstreiforgans am Eingang der Ziehmatrize anzusteuern bzw. zu betreiben. Insbesondere ist eine Gesamtsteuerung derart zweckmäßig, dass erst nach Betätigung des Abstreiforgans der Ansatz des Auswerforgans auf das (fertig geformte) Zylinderrohr erfolgt.To make it easy to remove the tube from the Ensuring the drawing die is an inventive step expediently parallel to the movement stroke of the drawing mandrel or the mandrel rod movable ejector for the (completely formed) cylinder tube into the Forming tool integrated. The ejector can be - just like others Components of the forming tool such. B. mandrel - conveniently by means of Drive the hydraulic cylinder linearly, thereby integrating into the Overall tool is well practicable. In the sense of the invention, the ejection organ in coordination with the respective position of the scraper at the entrance to the To control or operate the drawing die. One is in particular Overall control so useful that only after pressing the Scraper the approach of the ejector to the (fully formed) Cylinder tube is done.

Nach einer das erfindungsgemäße Umformwerkzeug verbessernden Maßnahme sind im Bodenbereich der Ziehmatrize vor allem axial wirkende Anschlagmittel für den Rohr-Rohling vorgesehen, um vor allem ein Rückwärts-Fließpressen zu ermöglichen. Mit Vorteil sind die Anschlagmittel derart beweglich gelagert, dass kurz vor dem vollständigen Durchfahren des Ziehdorns durch den Rohling diese Anschlagmittel sich durch ein Anstoßen oder sonstiges Einwirkung des Ziehdorns radial nach außen drücken lassen. Damit wird ein vollständiges Passieren des Ziehdorns ermöglicht, so dass in vorteilhafter Weise eine Nachbearbeitung des (fertigen) Zylinderrohres vermieden ist. Gleichzeitig ist. die Beibehaltung der Stützwirkung mittels der Anschlagmittel gewährleistet, indem diese trotz radialer Querverschiebung immer noch soweit in den Randbereich bzw. bodenseitigen Öffnungsbereich der Ziehmatrize ragen können, dass sie deckungsgleich mit der gegenüberliegenden bzw. bodenseitigen Stirnseite des Rohlings liegen und diesen dort erfassen und axial halten können. Analog kann auch das genannte Auswerforgan von der umgekehrten Richtung aus die Anschlagmittel nach radial außen drücken, wenn dieses Auswerforgan das (fertige) Zylinderrohr auf seiner Stirnseite aus der Ziehmatrize drückt und dabei die Anschlagmittel streift und dabei radiale Verschiebekräfte auf diese ausübt.After a measure improving the forming tool according to the invention are mainly axially acting slings in the bottom area of the drawing die the tube blank is provided primarily to reverse extrusion enable. Advantageously, the sling means are mounted such that they can move shortly before the drawing mandrel is completely passed through the blank Lifting equipment due to a knocking or other action of the drawing mandrel Have it pressed radially outwards. This will completely pass the Drawing mandrel allows, so that post-processing of the (Finished) cylinder tube is avoided. At the same time. maintaining the Supporting effect ensured by the sling, by this despite radial Transverse displacement still as far into the edge area or on the bottom Opening area of the drawing die can protrude that they are congruent with the opposite or bottom end face of the blank and capture it there and hold it axially. The same can also be done analogously Ejection device radially from the opposite direction Press outside when this ejector element has the (finished) cylinder tube on it Presses the end face out of the drawing die, brushing the sling gear and thereby exerting radial displacement forces on them.

Zur Förderung des Rückwärts-Fließpressens ist eine Erfindungsausbildung zweckmäßig, nach der die Ziehmatrize eine sich in Richtung zum bodenseitigen Ende verjüngende Gestalt aufweist. Besonders günstig hat sich eine Verjüngung von der Öffnungs- zur Bodenseite hin um einen Betrag von 0,01 bis 0,05 mm pro 100 mm Länge erwiesen. Zwar wirkt sich diese leichte Konizität über die Wanddicke aus, aber durch den Ziehvorgang ist eine Parallelität oder Zylindrizität der Innenwandung gewährleistet, so dass lediglich die Außenwandung im 100stel Bereich konisch ausgebildet ist. Durch die leicht konisch ausgestaltete Ziehmatrize fließt das Material beim Umformvorgang um so leichter entgegen der Dornrichtung in optimaler Weise in die Länge. Mit anderen Worten, der an der Schnittebene erzeugte Außendurchmesser wandert stetig zu Schnittebenen mit größerem Matrizenmaß, so dass eine geringfügige Lose entsteht.To promote backward extrusion is an invention education expedient, after which the drawing die is directed towards the bottom End tapered shape. A taper has been particularly beneficial from the opening to the bottom side by an amount of 0.01 to 0.05 mm each 100 mm in length. This slight taper affects the Wall thickness, but the pulling process creates a parallelism or cylindricity the inner wall ensures that only the outer wall in 100th Area is conical. Due to the slightly conical design Drawing die flows the material in the forming process against the easier Pin direction in the optimal way in length. In other words, the one at the Cutting plane generated outer diameter constantly migrates to cutting planes larger die size, so that there is a slight loose.

Mit Vorteil ist die Ziehmatrize mit einer arbeits- bzw. preßwirksamen Länge von 10 bis 500 mm gestaltet. Bei dieser Länge gestattet der mittlere Durchmesser der (leicht konischen) Ziehmatrize in Abstimmung mit dem Außendurchmesser des Ziehdornes ein Umformen von Rohren von 2 bis 4 mm Wanddicke als günstige Verfahrensparameter. Es können auch andere Verfahrensparameter bei Berücksichtigung individueller Einflußgrößen oder Randbedingungen realisiert werden. The drawing die with a working or pressing length of 10 is advantageous designed up to 500 mm. With this length, the average diameter of the (slightly conical) drawing die in coordination with the outside diameter of the Drawing mandrel for forming pipes from 2 to 4 mm wall thickness as cheap Process parameters. Other process parameters can also be used Consideration of individual influencing factors or boundary conditions realized become.

Zweckmäßig wird der Ziehwinkel in einer Größenordnung von 6 bis 8° gebildet, um nicht nur den Materialfluß an der Innenwandung des Rohlings zu bewirken, sondern auch bei Vorhandensein radial nach außen verschiebbarer Anschlagmittel eine dafür optimale radiale Querkraft über diesen Stützwinkel erzeugen zu können. Andererseits darf die Stützwirkung der Anschlagmittel nicht unterbunden werden, wenn ein Fließen von Rohlingswerkstoff im stirnseitigen Bereich vermieden werden soll. Als besonders günstig hat sich in der Praxis ein Ziehwinkel von 7° erwiesen.The drawing angle is expediently formed on the order of 6 to 8 °, in order not only to effect the material flow on the inner wall of the blank, but also in the presence of radially displaceable outwards An optimal radial transverse force over this support bracket to be able to generate. On the other hand, the supporting effect of the lifting gear must not be prevented if a flow of blank material in the front Area to be avoided. Has proven to be particularly cheap in practice Drawing angle of 7 ° proved.

Im Rahmen der Erfindung liegt eine weitere Gestaltungsmöglichkeit für das herzustellende Zylinderrohr: Nach dem Durchfahren des Ziehdorns durch den Rohling bzw. das Zylinderrohr wird der rückwärtige Endbereich an der Öffnungsseite der Ziehmatrize durch einen nachfolgenden Aufweitdorn im Durchmesser aufgeweitet. Zu diesem Zweck befindet sich der Aufweitdorn axial beabstandet hinter bzw. nach dem Ziehdorn, der am Ende der Dornstange befestigt ist. Zweckmäßig ist eine komplementäre Ausformung im Innenbereich der Öffnungsseite der Ziehmatrize, womit der Aufweitdorn zusammenwirken kann.Within the scope of the invention there is a further design option for the Cylinder tube to be produced: After passing the mandrel through the Blank or the cylinder tube is the rear end area on the Opening side of the drawing die by a subsequent expanding mandrel in the Diameter expanded. For this purpose, the expanding mandrel is located axially spaced behind or after the mandrel that is at the end of the mandrel bar is attached. A complementary shape is expedient in the interior the opening side of the drawing die, with which the expanding mandrel can interact.

Um Zylinderrohre unter größerer Querschnittsreduzierung und auch im oberen Längenbereich (Größe 150 mm bis zu 400 mm) herstellen zu können, ist nach einer vorteilhaften Ausbildung beim erfindungsgemäßen Umformwerkzeug vorgesehen, dass nicht nur der Ziehdorn, sondern auch die Ziehmatrize entsprechend axial hin- und herbewegbar geführt oder angetrieben ist. So läßt sich in Verbindung mit einem feststehenden, stationären Klemmbereich am hinteren (nachfolgenden) Ende des Rohr-Rohlings dessen anderes, in Arbeitshub-Richtung vorderes Ende zwischen dem Ziehdorn und der mitgeführten Ziehmatrize besonders weit auseinanderziehen. In diesem Zusammenhang ist die Anordnung einer dem eingangsseitigen Öffnungsbereich der Ziehmatrize benachbarten Halteeinrichtung von Vorteil. In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist diese Halteeinrichtung feststehend und komplementär bezüglich eines Endabschnitts des Rohlings ausgebildet, so dass ein kraft- und/oder formschlüssiger Eingriff zwischen dem zugeordneten Rohlingsende und der Halteeinrichtung möglich ist. Around cylinder tubes with a larger reduction in cross-section and also in the upper one To be able to produce length range (size 150 mm up to 400 mm) is according to an advantageous embodiment of the forming tool according to the invention provided that not only the mandrel, but also the die is guided or driven correspondingly axially back and forth. So lets in connection with a fixed, stationary clamping area rear (subsequent) end of the tube blank the other, in the working stroke direction front end between the mandrel and the carried Pull the drawing die apart particularly far. In this context, the Arrangement of the opening area of the drawing die on the input side neighboring holding device is advantageous. In another more expedient This holding device is fixed and complementary in design an end portion of the blank, so that a force and / or positive engagement between the associated blank end and the Holding device is possible.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und den Zeichnungen. Diese zeigen in:

Figur 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs im Teil-Längsschnitt, wobei der Ziehdorn auf den Rohling einwirkt,
Figur 2: eine Schnittdarstellung gemäß Linie A-A in Figur 1,
Figur 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs im Teil-Längsschnitt analog zur Figur 1, allerdings mit zusätzlichern Aufweitdorn,
Figur 4 - Figur 7: Jeweils im analogen Teil-Längsschnitt weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Umformwerkzeuge,
Figur 8: eine Schnittdarstellung gemäß Linie B-B in Figur 7.

Further details, features, advantages and effects based on the invention result from the dependent claims and from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention and the drawings. These show in:

Figure 1: 1 shows an embodiment of a forming tool according to the invention in partial longitudinal section, the drawing mandrel acting on the blank,
Figure 2: 2 shows a sectional illustration along line AA in FIG. 1,
Figure 3: another embodiment of a forming tool according to the invention in partial longitudinal section analogous to Figure 1, but with additional expanding mandrel,
Figure 4 - Figure 7: In each case in the analog partial longitudinal section, further exemplary embodiments of forming tools according to the invention,
Figure 8: 7 shows a sectional illustration along line BB in FIG. 7.

Gemäß Figur 1 besteht das Umformwerkzeug zur Zylinderrohrherstellung aus einem Werkzeuggehäuse aus Stahl, in dem eine im wesentlichen zylindrische Ziehmatrize 1 integriert ist. Diese nimmt einen rohrartigen Rohling 3 als umzuformendes Werkstück auf. Vor dem Umformvorgang wird der Rohling 3 in die zylindrische Ziehmatrize 1 eingeschoben, wobei deren Durchmesser bzw. der Rohlingsdurchmesser so gewählt ist, dass zwischen Rohling 3 und Innenwandung der Ziehmatrize 1 ein radiales Spiel RS verbleibt. Beim Einschieben wird der Rohling 3 in Anlage an mehrere bodenseitige Anschlagkörper 4 gebracht. Diese sind zwischen der Ziehmatrize 1 bzw. einem zugeordneten Ziehdorn 6 einerseits und einem bodenseitigen Auswerforgan 8 angeordnet (vgl. auch Figur 2). Im gezeichneten Beispiel sind vier in je einem Quadranten des Werkzeugumfangs plazierte Anschlagkörper 4a bis 4d vorgesehen. Sie sind radial in Ausnehmungen im Werkzeuggehäuse in Querrichtung verschiebbar und über (nicht gezeichnete) Federmittel in der radial nach innen ausgefahrenen Grundposition gehalten.According to Figure 1, the forming tool for cylinder tube production consists of a steel tool housing in which a substantially cylindrical Drawing die 1 is integrated. This takes a tubular blank 3 as workpiece to be formed. Before the forming process, the blank 3 in the cylindrical drawing die 1 inserted, the diameter or Blank diameter is selected so that between blank 3 and the inner wall the drawing die 1 remains a radial play RS. When inserting the Blank 3 brought into contact with several bottom-side stop body 4. This are on the one hand between the drawing die 1 or an assigned drawing mandrel 6 and a bottom-side ejector 8 (see also FIG. 2). in the The examples shown are four in one quadrant of the tool circumference placed stop body 4a to 4d provided. They are radial in recesses Slidable in the tool housing in the transverse direction and over (not Drawn) spring means in the radially inwardly extended basic position held.

Gemäß Figur 1 ist am Ende einer Dornstange 5 der Ziehdorn 6 befestigt. Er ist mit einer rotationssymmetrischen, auch in Richtung zum bodenseitigen Auswerforgan 8 konisch verjüngten Form gestaltet. Dabei beträgt der Konizitätswinkel, der den oben genannten Ziehwinkel α bildet, 7° bezüglich der Werkzeug-Mittelachse 1a bzw. der Innenwandung des Rohlings 3. Die Dornstange 5 ist zu ihrem linearen Antrieb beispielsweise über hydraulische Zylinder in ein Oberteil einer hier nicht vollständig dargestellten Presse eingespannt. Das Werkzeuggehäuse ist auf einem (nicht gezeichneten) Pressentisch befestigt.According to Figure 1, the mandrel 6 is attached to the end of a mandrel rod 5. He is with a rotationally symmetrical, also towards the bottom ejector 8 tapered shape. The conicity angle is the above-mentioned drawing angle α forms 7 ° with respect to the tool central axis 1a or the inner wall of the blank 3. The mandrel rod 5 is linear to it Drive, for example, via hydraulic cylinders in an upper part of one not here fully illustrated press clamped. The tool housing is open attached to a press table (not shown).

Der Ziehdorn 6 weist einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohlings 3 auf und wird von der Öffnungsseite der Ziehmatrize 2 her in den Rohling 3 eingefahren. Dabei wird - wie aus Figur 1 ersichtlich - während des Durchfahrens des Ziehdornes 6 der Durchmesser des Rohlings 3 von innen her aufgeweitet. Gleichzeitig wird die Rohlingswandung in ihrer querschnittlichen Dicke reduziert. Aufgrund des Ziehdorns 6 kommt es zu einem radialen Anlegen von Material der Rohlingswandung an die Innenwandung 2 der Ziehmatrize 1. Das oben genannte radiale Spiel wird durch die Preßwirkung des Ziehdornes überwunden. Gleichzeitig kommt es zu einem Längenzuwachs des Rohlings entgegen des zum Anschlag 4 gerichteten Vorschubs des Ziehdorns 6 (Rückwärts-Fließpressen), wozu die axiale Abstützung mittels der Anschlagkörper 4a-4d (Fig 2) des Anschlags 4 beiträgt.The mandrel 6 has a larger outer diameter than that Inner diameter of the blank 3 and is from the opening side of the Drawing die 2 inserted into blank 3. Here, as in FIG. 1 can be seen - while driving the mandrel 6, the diameter of the Blank 3 expanded from the inside. At the same time, the blank wall is in reduced their cross-sectional thickness. Due to the mandrel 6 it happens radial application of material of the blank wall to the inner wall 2 the drawing die 1. The above radial play is due to the pressing action of the mandrel overcome. At the same time there is an increase in length of the blank against the feed of the drawing mandrel directed to the stop 4 6 (backward extrusion), for which the axial support by means of Stop body 4a-4d (Fig 2) of the stop 4 contributes.

Aufgrund des Ziehwinkels α = 7° läßt sich durch den Ziehdorn 6 kurz vor seinem vollständigen Durchfahren des Rohlings 3 der bodenseitige, radial bewegbare Anschlag 4 nur soweit nach außen drucken, dass dessen Anschlagkörper 4a - 4d noch ausreichend in den bodenseitigen Endbereich der Ziehmatrize 1 vorstehen und so ihre axiale Stützwirkung beibehalten können. Sie ragen immer noch soweit in den bodenseitigen Öffnungsbereich der Ziehmatrize 2 ein, dass der Rohling 3 bzw. das entsprechende Zylinderrohr sich stirnseitig darauf aufstützen kann. Gleichzeitig ist ein vollständiges Durchfahren bzw. Passieren des Ziehdornes 6 durch die Ziehmatrize 2 und den Rohling 3 gewährleistet. Wird nach erfolgter Umformung des Rohlings 3 bzw. Bildung des entsprechenden Zylinderrohres der Ziehdorn 6 wieder zurückgefahren, wird das auf dem Ziehdorn 6 gepreßte (fertige) Zylinderrohr mit zurückgenommen. Über ein im Eingangs- bzw. Öffnungsbereich der Ziehmatrize 2 angeordnetes Abstreiforgan 7 wird jedoch die Mitnahme des umgeformten Zylinderrohres verhindert. Das Abstreiforgan 7 kann beispielsweise mittels mehrerer, konzentrisch zur Mittelachse 1a des Werkzeugs angeordneter Blockierkörper realisiert sein, die zueinander gleichartig wie die Anschlagkörper 4a-4d gemäß Figur 2 gruppiert sind. Zweckmäßig werden die einzelnen Blockierkörper des Abstreiforgans 7 durch einen Linearantrieb auf der Basis von Druckmitteln (nicht gezeichnet) zur Betätigung nach radial innen verschoben, so dass das (fertige) Zylinderrohr mit seiner rückwärtigen Stirnseite an den Blockierkörpern des Abstreiforgans 7 anstoßen und hängen bleiben kann. Zur Entnahme des Zylinderrohres wird dann der bodenseitig angeordnete Auswerfer 8 aktiv, indem dieser unter Wegdrücken des bodenseitigen Anschlags 4 das Zylinderrohr an seiner gegenüberliegenden, dem Ziehwinkel benachbarten Stirnseite aus der Ziehmatrize 2 hinausschiebt. Zum leichteren Verschieben des Anschlags 4 nach radial außen weist dieser bzw. dessen einzelne Anschlagkörper 4a-4d eine jeweilige Abschrägung auf, die in Relation zum bodenseitigen Auswerfer 8 so angeordnet ist, dass letzterer bei Betätigung durch Zufahren auf die bodensettige Ziehmatrizenöffnung auf die Abschrägung 4f stößt. Dabei entsteht eine radiale Kraftkomponente, mittels welcher der oder die Anschlagkörper 4a-4d gegen Federdruck aus ihrer radial innen liegenden Ausgangsposition nach radial außen verschoben werden können.Due to the drawing angle α = 7 ° can be pulled through the mandrel 6 just before his complete passage of the blank 3 of the bottom, radially movable Only print stop 4 to the extent that its stop body 4a - 4d protrude sufficiently into the bottom end area of the drawing die 1 and so can maintain their axial support. They still protrude so far into the bottom opening area of the drawing die 2 so that the blank 3 or the corresponding cylinder tube can be supported on the end face. At the same time, the mandrel 6 is completely passed through or passed guaranteed by the drawing die 2 and the blank 3. Will after Forming the blank 3 or forming the corresponding cylinder tube Mandrel 6 is moved back again, the (finished) pressed on the mandrel 6 Cylinder tube taken back. Via a in the entrance or opening area the drawing die 2 arranged scraper 7, however, the entrainment of deformed cylinder tube prevented. The scraper 7 can for example by means of several concentric to the central axis 1a of the tool Blocking body can be realized, the same to each other as the stop body 4a-4d are grouped according to FIG. 2. The individual will be useful Blocking body of the scraper 7 by a linear drive based on Pressure media (not shown) shifted radially inwards for actuation, see above that the (finished) cylinder tube with its rear face to the Bumpers of the stripping element 7 can hit and get caught. to The ejector 8 arranged at the bottom is then removed from the cylinder tube active by pushing the bottom stop 4 away Cylinder tube on its opposite, adjacent to the drawing angle Pushes the end face out of the drawing die 2. To move the Stop 4 radially outwards has this or its individual stop body 4a-4d a respective bevel, which is in relation to the bottom Ejector 8 is arranged so that the latter upon actuation by closing the bottom-set die opening hits the bevel 4f. there creates a radial force component, by means of which the or Stop body 4a-4d against spring pressure from their radially inner Starting position can be moved radially outwards.

Gemäß Figur 3 unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel vom ersten gemäß Figuren 1 und 2 durch einen Aufweitdorn 9, welcher auf der Dornstange 5 zusätzlich dem Ziehdorn 6 mit axialem Abstand nachgeordnet ist. Der axiale Abstand entspricht etwa der Länge des Rohlings bzw. (fertigen) Zylinderrohres 3. Der Arbeitshub für die Dornstange 5 ist so eingestellt, dass der Aufweitdorn 9 im oberen bzw. ersten Öffnungsbereich der Ziehmatrize 2 auf den Rohling 3 einwirkt, wobei dessen (hinteres) Ende aufgeweitet wird, jedoch erst nachdem der Ziehvorgang mittels des vorgeschalteten Ziehdornes 6 abgeschlossen ist.According to Figure 3, the second embodiment differs from the first 1 and 2 by an expanding mandrel 9, which on the mandrel rod 5th is additionally arranged downstream of the mandrel 6 with an axial distance. The axial Distance corresponds approximately to the length of the blank or (finished) cylinder tube 3. The working stroke for the mandrel rod 5 is set so that the expanding mandrel 9 in the upper or first opening area of the drawing die 2 onto the blank 3 acts, the (rear) end of which is widened, but only after the Drawing process by means of the upstream drawing mandrel 6 is completed.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von denen nach Figuren 1-3 im wesentlichen dadurch, dass Anschlagmittel im bodenseitigen Öffnungsbereich der Ziehmatrize nicht angeordnet sind bzw. nicht notwendig sind. Dies geht auf eine geänderte Gestaltung des Rohlings 3 an seinem dem bodenseitigen Öffnungsbereich der Ziehmatrize 2 gegenüberliegendem Ende zurück. Dieses ist querschnittlich "aufgetulpt", das heißt mit einer querschnittlichen Erweiterung bzw. Ausstülpung 11 versehen. Durch diese wird die Stirnseite des Rohlings 3 vorab nach radial außen verlagert, so dass das Auswerforgan 8 zusätzlich die Funktion eines Gegenhalters entgegen der Vorschubrichtung des Ziehdornes 6 während des Fließprozesses ausüben kann. Das "Auftulpen" bzw. Ausstülpen des Rohres wird zweckmäßig vor Einführung in die Ziehmatrize 2 durchgeführt. Damit wird der Vorteil erzielt, dass zusätzliche Baukomponenten wie die oben erwähnten Anschlagkörper nicht mehr notwendig sind.The embodiment of Figure 4 differs from that of Figures 1-3 essentially in that lifting means in the bottom Opening area of the drawing die are not arranged or are not necessary. This is due to a modified design of the blank 3 on its bottom opening area of the drawing die 2 opposite end back. This is "sculpted" in cross-section, that is, with a cross-section Extension or protuberance 11 provided. Through this the face of the Blank 3 is displaced radially outward beforehand, so that the ejection element 8 additionally the function of a counter holder against the feed direction of the Drawing mandrel 6 can exercise during the flow process. The "tulip" or Putting out the tube is advisable before insertion into the drawing die 2 carried out. This has the advantage that additional components such as the abutment bodies mentioned above are no longer necessary.

Das in Figur 5 dargestellte Umformwerkzeug stimmt im wesentlichen mit dem gemäß Figur 4 überein. Jedoch weicht im Rahmen der Erfindung die Verfahrensweise von der nach Figuren 1-4 ab: Gemäß Figur 5 ist (im Vergleich zu Figur 4) die Ausstülpung 11 am entgegengesetzten, in Vorschubrichtung gesehen hinteren Ende des Rohlings 3 ausgebildet. Die Ausstülpung 11, die ebenfalls in einem vorausgegangenen Herstellungsschritt außerhalb des Umformwerkzeugs erzeugt sein kann, wird als Hängeeinrichtung ebenfalls zur Aufnahme der axialen Umformkraft eingesetzt, welche durch den Ziehdorn 6 während seines Arbeitshubs erzeugt wird. Dazu wird mit der Ausstülpung 11 die Eingangskante der Ziehmatrize 2 umfaßt. Das Auswerforgan 8 braucht dabei nicht mehr, wie nach Figur 4, als Gegenhalter oder Stütze zur Gewährleistung eines Rückwärts-Fließpressens zu fungieren, sondern es wird allein für die eigentliche Auswurffunktion eingesetzt. The forming tool shown in Figure 5 is essentially the same according to Figure 4. However, within the scope of the invention Procedure from that according to Figures 1-4: According to Figure 5 is (compared to Figure 4) the protuberance 11 seen on the opposite, in the feed direction rear end of the blank 3 formed. The protuberance 11, which is also in a previous manufacturing step outside the forming tool can be generated, is also used as a hanging device for receiving the axial Forming force used by the mandrel 6 during its Working strokes is generated. For this purpose, with the protuberance 11, the entrance edge the drawing die 2 comprises. The Auswerforgan 8 no longer needs how according to Figure 4, as a counter-holder or support to ensure a backward extrusion to act but it will be solely for the actual Ejection function used.

Auch die Ausführung des Umformwerkzeugs nach Figur 6 ist auf die Verwendung eines Rohr-Rohlings 3 mit der Ausstülpung 11 am hinteren Ende zum "Aufhängen" im Öffnungs- bzw. Eingangsbereich der Ziehmatrize 2 zwecks Aufnahme der Axialkräfte des Ziehdorns 6 abgestellt. Zum "Aufhängen" ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ein Haltering 12 vorgesehen, der in der in Figur 6 gezeigten Stellung am inneren Rand auf der Oberseite der Ziehmatrize 2 anliegt und radial außen mit einer Kopfplatte 13 verbunden ist. Der Haltering 12 und Kopfplatte 13 sind miteinander starr verbunden, und dieser Verbund ist im Rahmen des Umformwerkzeugs stationär bzw. feststehend angeordnet. Davon kann im weiteren Arbeitshub des Ziehdorns 6 die Ziehmatrize 2 gelöst und nach unten verfahren werden, im Sinne einer Mitnahme durch den Ziehdorn 6. Dazu ist die Ziehmatrize 2 an ihrem Außenmantel von einem Spannring 14 umfaßt, der mit einem Führungskolben 15 auf dessen oberer bzw. hinterer Seite fest verbunden ist. Auf der vorderen bzw. unteren, entgegengesetzten Seite ist eine Druckplatte 16 starr befestigt, welche einen nach radial innen vorspringenden Abschnitt besitzt. Mit diesem liegt die Druckplatte 16 auf der Stirnseite eines Druckstößels 17 auf, welcher die Funktion eines Druckkissens ausübt (siehe unten). Mit der dem Druckstößel abgewandten bzw. entgegengesetzten Seite des radial nach innen vorspringenden Abschnitts der Druckplatte 16 steht ein Stößelbolzen 18 in Kontakt, dessen Stirnseite der gegenüberliegenden Stirnseite des Ziehdorns 6 entgegengesetzt ist. Der Ziehdorn wird über die Dornstange 5 von einem Pressenstößel 19 angetrieben bzw. bewegt. Dieser kann mit einem (nicht gezeichneten) druckmittelbetätigten Arbeitszylinder oder sonstigen Linearantrieb verbunden sein. Der Verbund aus Ziehmatrize 2, Spannring 14 und Druckplatte 16 ist innerhalb einer Führungsbuchse 20 linear entsprechend dem Arbeitshub des Ziehdorns 6 hin- und herbewegbar geführt.The design of the forming tool according to FIG. 6 is also based on the use of a tube blank 3 with the protuberance 11 at the rear end "Hang up" in the opening or entrance area of the drawing die 2 for the purpose Absorption of the axial forces of the mandrel 6 turned off. To "hang up" is with Embodiment according to Figure 6, a retaining ring 12 is provided, which in the in Figure 6 shown position abuts the inner edge on the top of the drawing die 2 and is connected radially outside to a head plate 13. The retaining ring 12 and Head plate 13 are rigidly connected to each other, and this composite is in Frame of the forming tool arranged stationary or fixed. From that can in the further working stroke of the mandrel 6, the drawing die 2 released and after be moved below, in the sense of being carried along by the mandrel 6 the drawing die 2 comprises on its outer jacket by a clamping ring 14 which with a guide piston 15 firmly connected on its upper or rear side is. On the front or lower, opposite side is a pressure plate 16 rigidly attached, which has a radially inwardly projecting section has. With this, the pressure plate 16 lies on the end face of a pressure tappet 17, which performs the function of a pressure pad (see below). With the the plunger facing away or opposite side of the radially inside the projecting section of the pressure plate 16 is a tappet pin 18 in Contact, the end face of the opposite end face of the mandrel 6 is opposite. The mandrel is over the mandrel rod 5 by one Press ram 19 driven or moved. This can be done with a (not drawn) pressure-operated cylinder or other linear drive be connected. The combination of drawing die 2, clamping ring 14 and pressure plate 16 is linear within a guide bushing 20 corresponding to the working stroke of the Drawing mandrel 6 guided back and forth.

Die Wirkungsweise der Umformanordnung gemäß Figur 6 wird anhand nachfolgend beschriebener Verfahrensweise deutlich:The mode of operation of the forming arrangement according to FIG. 6 will be explained with reference to procedure described below clearly:

Zunächst wird in einem externen Arbeitsschritt der Rohr-Rohling 3 "angetulpt", das heißt beispielsweise durch Anbordeln mit der Ausstülpung 11 versehen. Damit wird der Rohling 3 in die noch an der Unterseite des Klemmrings 12 anliegende Ziehmatrize 2 eingeführt und über die Ausstülpung 11 an der nach radial innen weisenden Schräge des Klemmrings 12 gehaltert. Mit Beginn des Arbeitshubs treibt der Pressenstößel 19 die Dornstange 5 und den Ziehdorn 6 am Dornstangenende in den Hohlraum des Rohlings 3 ein. Aufgrund seines größeren Durchmessers weitet der Ziehdorn 6 den Rohling 3 von innen auf, so dass das bisher vorherrschende radiale Spiel RS zwischen der Außenwandung des Rohlings 3 und der Innenwandung der Ziehmatrize 2 beseitigt wird. Die Wandstärke des Rohlings 3 wird gleichsam abgestreckt. Dabei entstehende Axialkräfte werden über den radial nach innen vorspringenden Abschnitt der Druckplatte 16 vom Druckstößel 17 aufgenommen. Im Zuge des weiteren Arbeitshubs stößt der Ziehdorn 6 auf den Stößelbolzen 18, wobei das Mitführen des Verbunds aus Spannring 14, Führungskolben 15, dazwischen eingeklemmter Ziehmatrize 2 und Druckplatte 16 gestartet wird. Der Druckstößel 17 ist zur Reaktion auf eine voreingestellte Druckschwelle ausgebildet und gibt wie ein Druckkissen nach, wenn diese Druckschwelle überschritten wird. Durch ein in einer Steuerung erzeugtes Signal wird im weiteren Verlauf des Arbeitshubs schließlich das vollständige Zurückfahren des Druckstößels 17 veranlaßt. Denn eine Gegenhalterung durch den Druckstößel 17 ist mit fortschreitendem Arbeitshub nicht mehr erforderlich. Mit weiterem gleichförmigen Fortgang des Arbeitshubs werden der Ziehdorn 6 und die Ziehmatrize 2 zeitgleich bzw. synchron zueinander entsprechend dem Arbeitshub bewegt, wobei die Umformung bzw. das Fließpressen des Rohlings 3 stattfindet. Es kommt am Ende des Arbeitshubs zum Überfahren des vorderen Endes des Rohlings 3. Der Längenzuwachs im Sinne eines Vorwärts-Fließpressens ergibt sich entsprechend der Reduzierung der Wanddicke bzw. des Querschnitts des Rohlings. Beim Zurückfahren kann der Ziehdorn 6 das aus dem Rohling 3 geformte Zylinderrohr ohne weiteres mitnehmen, da ein Abheben vom Haltering 12 aufgrund von dessen konischem Innenmantel 12a leicht möglich ist. Um das Zylinderrohr vom Ziehdorn 6 zu entfernen, wird der Blockierkörper des Abstreiforgans 7 nach radial innen bewegt, so dass die hintere Stirnseite des Zylinderrohres auf dem Blockierkörper stößt, und das Zylinderrohr vom Ziehdorn 6 mit fortschreitendem Rückhub abgestriffen wird. Ist das Zylinderrohr völlig vom Ziehdorn 6 gelöst, kann es entnommen werden, und je nach Anforderung die Ausstülpung 11 wieder beseitigt werden. Der Druckstößel 17 kann nun in die in Figur 6 gezeichnete Ausgangsposition zurückbewegt werden, wobei auch der Verbund aus Ziehmatrize 2, Spannring 14 und Druckplatte 16 mit in die Ausgangsposition gemäß Figur 6 zurückbewegt werden. Nun kann ein neuer Arbeitszyklus beginnen.First, the tube blank 3 is "sculpted" in an external work step means, for example, provided with the protuberance 11 by binding. In order to the blank 3 is in contact with the underside of the clamping ring 12 Drawing die 2 inserted and over the protuberance 11 on the radially inward pointing bevel of the clamping ring 12 held. At the beginning of the work stroke the press ram 19 drives the mandrel rod 5 and the mandrel 6 on End of the mandrel rod into the cavity of the blank 3. Because of its larger size The mandrel 6 widens the blank 3 from the inside, so that prevailing radial play RS between the outer wall of the Blank 3 and the inner wall of the drawing die 2 is eliminated. The Wall thickness of the blank 3 is quenched as it were. This creates Axial forces are applied over the radially inwardly projecting section of the Pressure plate 16 taken up by the plunger 17. In the course of the further Working strokes of the mandrel 6 on the tappet pin 18, the entrainment the composite of clamping ring 14, guide piston 15, clamped in between Drawing die 2 and pressure plate 16 is started. The plunger 17 is for Responded to a preset pressure threshold and entered like Pressure cushion if this pressure threshold is exceeded. By an in A signal generated by a controller is used in the further course of the working stroke finally causes the plunger 17 to completely retract. Because a counter support by the pressure ram 17 is progressing Working stroke no longer required. With further uniform progress of the Working strokes are the mandrel 6 and the die 2 at the same time or moved synchronously with each other according to the working stroke, the Forming or extrusion of the blank 3 takes place. It comes in the end of the working stroke to drive over the front end of the blank 3. The Length increase in the sense of a forward extrusion results accordingly the reduction of the wall thickness or the cross section of the blank. At the The mandrel 6 can retract the cylinder tube formed from the blank 3 take it with you, as lifting off the retaining ring 12 due to whose conical inner jacket 12a is easily possible. To the cylinder tube from To remove the mandrel 6, the blocking body of the stripper 7 is radial moved inside so that the rear end of the cylinder barrel on the Blocking body bumps, and the cylinder tube from the mandrel 6 with progressive Return stroke is stripped. Is the cylinder tube completely detached from the mandrel 6, can it can be removed and, depending on the requirement, the protuberance 11 again be eliminated. The pressure tappet 17 can now be drawn into that shown in FIG Starting position can be moved back, the composite also Drawing die 2, clamping ring 14 and pressure plate 16 with in the starting position be moved back according to Figure 6. Now you can start a new cycle kick off.

Das Ausführungsbeispiel eines Umformwerkzeugs nach Figuren 7 und 8 stimmt weitgehend mit dem nach Figur 6 überein. Die in Figur 7 im axialen Teilschnitt wiedergegebenen beiden Stellungen (eingefahren-ausgefahren) können analog auf das Umformwerkzeug gemäß Figur 6 übertragen werden.The embodiment of a forming tool according to Figures 7 and 8 is correct largely with that of Figure 6. The axial partial section in FIG reproduced two positions (retracted-extended) can be analog are transferred to the forming tool according to FIG. 6.

Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 besitzt das Umformwerkzeug gemäß Figur 7 und 8 folgende Unterschiede: Der Stößelbolzen 18 ist direkt am Pressenstößel 19 befestigt und wird von diesem linear und achsparallel entsprechend dem Arbeitshub bewegt. Der Stößelbolzen 18 durchsetzt die Kopfplatte 13 und drückt dabei auf die Ziehmatrize 2 zu deren linearer Verschiebung. Dabei wird der Führungskolben 15 nebst fest damit verbundenen Spannring 14 sowie der Druckplatte 16 an der Unterseite mitbewegt. Um die bei höherer Querschnittsabnahme entstehende Hattekraft besser und sicherer auffangen zu können, ist noch zusätzlich eine Anordnung aus einem Klemmring 21 und einer Druckfeder 22 vorgesehen. Der Klemmring umgibt die Dornstange 5 konzentrisch und liegt auf den querschnittlich bzw. konisch erweiterten Ziehdorn 6 in axialer Richtung auf. Der Klemmring weist auf seinem Außenmantel eine Konizität 23 auf, mit welcher eine Gegen-Konizität 24 am Innenmantel des Halterings 13 komplementär korrespondiert. Dadurch wird ein schräg zur Werkzeug-Mittelachse 1a verlaufender Aufnahmeringspalt für die Ausstülpung 11 des Rohlings 3 gebildet. Die Druckfeder 22 umwindet die Dornstange 5 und ist einerseits gegen die Unterseite des Pressenstößels 19 abgestützt. Am entgegengesetzten Ende tritt die Feder 22 in eine stirnseitige Vertiefung des Klemmrings 21, wodurch dieser achsparallel auf den Ziehdorn 6 gedrückt wird. Gleichzeitig entsteht aufgrund der Konizität 23 eine radial gerichtete Kraftkomponente auf die Ausstülpung 11 des Rohlings 3, wodurch dieser mit einer stärkeren Klemmkraft gehalten wird. Mit zunehmendem Arbeitshub (vgl. rechte Hälfte der Figur 7) wird diese Klemmkraft stärker, weil der Pressenstößel 19 die Druckfeder 22 zusammendrückt und damit die Federspannung erhöht.Compared to the embodiment of Figure 6, the forming tool 7 and 8, the following differences: The plunger pin 18 is directly on Press ram 19 attached and this is linear and axially parallel moved according to the working stroke. The tappet pin 18 passes through the Head plate 13 and presses on the drawing die 2 to its linear Shift. The guide piston 15 is firmly connected to it Clamping ring 14 and the pressure plate 16 also moved on the underside. To the at higher cross-sectional decrease, the resulting force was better and safer To be able to catch, is also an arrangement of a clamping ring 21 and a compression spring 22 are provided. The clamping ring surrounds the mandrel rod 5 concentric and lies on the cross-sectional or conically expanded mandrel 6 in the axial direction. The clamping ring has one on its outer jacket Taper 23 with which a counter-taper 24 on the inner surface of the Retaining rings 13 correspond complementarily. This will make an oblique Tool center axis 1a extending receiving ring gap for the protuberance 11 of the blank 3 formed. The compression spring 22 winds around the mandrel rod 5 and is supported on the one hand against the underside of the press ram 19. At the opposite end, the spring 22 enters an end recess of the Clamping ring 21, whereby this is pressed axially parallel to the mandrel 6. At the same time, due to the taper 23, a radially directed is created Force component on the protuberance 11 of the blank 3, whereby this with a stronger clamping force is held. With increasing working stroke (see right Half of Figure 7) this clamping force is stronger because the press ram 19 Compression spring 22 compresses and thus increases the spring tension.

Zweckmäßig wird der Klemmring 21 zum Beispiel 0,05 mm kleiner ausgelegt als der Ziehdorn 6, so dass der Klemmring 21 durch die Druckfeder 22 sicher aufgedrückt wird. Bei Mitnahme der Ziehmatrize 2 durch den Stößelbolzen 18 erfolgt, wie bereits oben beschrieben, ein Anstieg der Haltekraft aufgrund verstärkten Drucks der Feder 22 auf den Klemmring 21.The clamping ring 21 is expediently designed to be, for example, 0.05 mm smaller than the mandrel 6, so that the clamping ring 21 by the compression spring 22 securely is pushed open. When the drawing die 2 is taken along by the tappet pin 18 As already described above, the holding force increases due to increased pressure of the spring 22 on the clamping ring 21st

Das Abstreifen des (fertig geformten) Zylinderrohres findet wie nach Figur 6 beschrieben statt. Etwaige Deformationen, die an den Endbereichen des Rohlings stattgefunden haben, können durch den Ziehdorn 6 geglättet werden.The stripping of the (fully formed) cylinder tube takes place as in FIG. 6 described instead. Any deformations at the end areas of the blank have taken place can be smoothed by the mandrel 6.

Mit bekannten Bearbeitungsverfahren für Rohrenden kann man das gemäß Figur 7 erzeugte Zylinderrohr auf die gewollte Länge und Endenform bringen. Die hauptsächlich für Haltezwecke vorab angebrachte Ausstülpung 11 ("Tulpe") wird in den meisten Fällen wieder entfernt.With known processing methods for pipe ends, this can be done according to the figure Bring 7 generated cylinder tube to the desired length and shape. The protuberance 11 ("tulip") pre-attached mainly for holding purposes removed in most cases.

Aus Figur 8 ist erkennbar, dass das Abstreiforgan 7 mit zwei bezüglich der Mittelachse 1a diametral gegenüberliegenden Blockierkörpern 7a, 7b gebildet ist, die radial hin- und herbewegbar bzw. antreibbar sind. Ferner ist in der Schnittdarstellung der Figur 8 erkennbar, dass insgesamt vier Stößelbolzen 18a-18d in gleichmäßigen Winkelabständen von jeweils 90° angeordnet sind. From Figure 8 it can be seen that the scraper 7 with two with respect to Center axis 1a diametrically opposite blocking bodies 7a, 7b is formed, which are radially reciprocable or drivable. Furthermore, in the 8 shows that a total of four tappet bolts 18a-18d are arranged at equal angular intervals of 90 °.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Ziehmatrizedrawing die
1a1a: Mittelachsecentral axis
22: Ziehmatrize-InnenwandungDrawing die inner wall
33: Rohlingblank
44: Anschlagattack
RSRS: radiales Spielradial play
4a, 4b, 4c, 4d4a, 4b, 4c, 4d: Anschlagkörperstop body
55: Dornstangemandrel
66: Ziehdornmandrel
77: Abstreiforganwringing
7a, 7b7a, 7b: Blockierkörperblocking body
88th: Auswerferejector
αα: Ziehwinkeldraw angle
99: Aufweitdornmandrel
1111: Ausstülpungprotuberance
1212: Halteringretaining ring
12a12a: konischer Innenmantelconical inner jacket
1313: Kopfplatteheadstock
1414: Spannringclamping ring
1515: Führungskolbenguide piston
1616: Druckplatteprinting plate
1717: Druckstößelpushrod
18, 18a, 18b, 18c, 18d18, 18a, 18b, 18c, 18d: Stößelbolzenplunger pin
1919: Pressenstößelpress ram
2020: Führungsbuchseguide bush
2121: Klemmringclamping ring
2222: Druckfedercompression spring
2323: Konizitättaper
2424: Gegen-KonizitätCounter-taper

Claims

Method for producing cylindrical tubes, with plastic deformation of a hollow cylindrical tube blank (3) by extrusion to create the cylindrical tube, for which purpose the blank (3) is inserted in an essentially cylindrical drawing die (1) up to a stop (4), after which a drawing mandrel (6) with a larger outside diameter than the inside diameter of the blank (3) is moved through the cavity of the blank (3) in the drawing die (2), wherein the blank (3) increases in length due to the flow of blank material which is pressed by the drawing mandrel (6), and the wall of the blank (3) is reduced in cross section, wherein the inside diameter of the drawing die (1) and the outside diameter of the blank (3) are in each case selected so as to produce radial clearance (RS) between the drawing die (1) and the blank (3), and the wall of the blank (3) is pushed in the radial direction against the drawing die (1) when the drawing mandrel (6) moves through, wherein the blank (3) is expanded by way of its outside diameter, characterised in that the drawing mandrel (6) is moved back in the direction opposite to the through-movement at the end of the forming operation, and the cylindrical tube which is entrained on the drawing mandrel (6) upon the return movement thereof is stripped off the drawing mandrel (6).
Method according to Claim 1, characterised in that the end of the blank (3) which is associated with the drawing mandrel (6) as entry is expanded by a second, additional mandrel (9) during or after pressing by means of the drawing mandrel (6).
Method according to either of the preceding Claims, characterised by several repetitions of the aforementioned sequence of method steps, in each case with drawing dies (1) and drawing mandrels (6) of a greater diameter.
Method according to any one of the preceding Claims, using a blank (3) with an end portion (11) previously expanded in cross section for co-operating with or being retained at the stop (4) or an end edge of the drawing die (2), wherein the blank (3) is suspended from or supported against the stop (4) or the end edge by means of the expanded end portion (11), characterised in that the cross-sectional expansion is produced by means of flanging before insertion in the drawing die (2).
Method according to Claim 4, characterised in that the end portion (11) expanded in cross section is preformed at the end of the blank (3) lying at the back in the through-movement direction, and the blank (3) is retained by means of this cross-sectional expansion (11) in the initial or entry region of the drawing die (1) against the through-movement direction, and forward extrusion for the blank material is produced by means of the drawing mandrel (6) passing through.
Method according to either of Claims 4 and 5, characterised in that the expansion (11) in the end portion is removed after moving out the drawing mandrel (6).
Forming tool for carrying out the cylindrical tube production method according to any one of the preceding Claims, with an essentially hollow cylindrical die (1) for receiving a tube blank (3) and a drawing mandrel (6) which can be introduced into the latter by means of a mandrel rod (5) and moved out and which comprises a conical outer wall portion for obtaining a drawing angle (α) between the inner wall of the blank (3) and the drawing mandrel (6), characterised in that a stripping member (7) is disposed in or before the entry region of the drawing die (1) to release the finish-formed cylindrical tube from the drawing mandrel (6) when the latter moves out of the drawing die (1).
Forming tool according to Claim 7, characterised in that the stripping member (7) is obtained by means of one or more blocking bodies (7a, 7b) which can travel from a starting position radially or transversely to the direction of movement of the drawing mandrel (6) into or over the entry opening of the drawing die (1) to an extent such that an edge region of the entry opening which is congruent with the wall thickness of the cylindrical tube can be covered in the process.
Forming tool according to Claim 7 or 8, characterised in that an ejection member (8), which can move parallel to or according to the movement stroke of the drawing mandrel (6) or the mandrel rod, for the cylindrical tube is disposed in a bottom region of the drawing die (1), and the ejection member (8) can be activated in co-ordination with or dependent upon the stripping member (7) or blocking body (7a, 7b) such that it is not operated until after the stripping member (7).
Forming tool according to Claim 9, characterised by one or more stop body/bodies (4a-4d) which project(s) radially or transversely to the direction of movement of the drawing mandrel (6) into at least the edge of the bottom region of the drawing die (1) in order to support the blank (3) at the frontal side against an axial force exerted by the drawing mandrel (1) to cause blank material to undergo backward extrusion.
Forming tool according to Claim 10, characterised in that the stop body or bodies (4a-4d) is/are disposed between the drawing mandrel (6) and the ejection member (8) arid are mounted so as to be displaceable from their extended normal position against spring pressure through the drawing mandrel (6) or the ejection member (8) transversely to the directions of movement thereof or radially outwards.
Forming tool according to Claim 10 or 11, characterised in that the radially inner frontal side of the stop body or bodies (4a-4d) has a taper or conicity which faces or is associated with the ejection member (8).
Forming tool according to any one of Claims 9 to 12, characterised in that the cavity of the drawing die (1) tapers in diameter from the entry or opening region towards the bottom region adjacent to the ejection member (8).
Forming tool according to Claim 13, characterised by a conical taper, in particular by 0.01 to 0.05 mm per 100 mm unit of length.
Forming tool according to any one of Claims 9 to 14, characterised by a drawing angle (α) of 6° to 8°, preferably 7°.
Forming tool according to any one of the preceding Claims, characterised by an expanding mandrel (9) which is disposed axially downstream of the drawing mandrel (6) at the mandrel rod (5) and the spacing (10) of which from the drawing mandrel (6) corresponds at least approximately to the length of the tube blank (3) which is to be worked.
Forming tool according to any one of the preceding Claims, characterised in that the length of the drawing die (2) which is effective for working the blank (3) is 10 mm to 500 mm.
Forming tool according to Claim 9, characterised in that the ejection member (8) is configured and disposed such that it projects into the drawing die (2) or into the bottom opening region thereof in order to axially or paraxiaily support the blank (3) at its frontal side.
Forming tool according to any one of the preceding Claims, characterised in that the drawing die (1) is guided or driven axially or paraxially backward-and-forward and coupled to or synchronised in driving terms with the axial movement or the working stroke of the drawing mandrel (6).
Forming tool according to Claim 19, characterised in that the coupling or synchronisation is obtained by means of an axially or paraxially driven thrust ram or press ram (19), to which both the drawing mandrel (6) is connected via the mandrel rod (5) and the drawing die (1) is connected via one or more paraxial ram bolts (18, 18a-18d).
Forming tool according to Claim 19 or 20 and any one of Claims 7, 8, 9 and 10, characterised by the arrangement of a retaining device (12) which is adjacent to the opening region of the drawing die (1) on the entry side and which is formed so as to be stationary and complementary to an end portion of the blank (3) for the purpose of non-positive and/or positive engagement with the latter.
Forming tool according to Claim 21, characterised in that the retaining device (12) is configured as a retaining ring which adjoins an opening edge of the drawing die (1) and has an inner circumferential wall (12a, 24) which extends obliquely with respect to the die centre axis (1a) and so as to be complementary to a preformed expansion or protuberance (11) of a rear blank end.
Forming tool according to Claim 21 or 22, characterised in that the mandrel rod (5) or the drawing mandrel (6) which is secured thereto is surrounded by a clamping ring (21) which lies opposite the retaining device (12) or optionally the retaining ring and forms with the latter an annular gap for receiving and retaining the blank (3) at its rear end.
Forming tool according to Claim 23, characterised in that the outer circumferential wall (23) of the clamping ring (21) and the inner circumferential wall (24) of the retaining ring (12) lie parallel to one another.
Forming tool according to Claim 23 or 24, characterised in that the mandrel rod (5) is connected at its end which is remote from the drawing mandrel (6) to a thrust ram or press ram (19) which can be driven axially or paraxially and at which a compression spring (22) is supported by way of one end, the other end of which lies against a rear frontal side of the clamping ring (21) with a bias which can be adjusted according to the movement stroke of the thrust or press ram (19).