WO2000061309A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines halbzeugs - Google Patents

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WO2000061309A1
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Johann Bechtel
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Cdp Aluminiumtechnik Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a semifinished product by upsetting a profile blank from an extruded profile and a device for carrying out this method.
  • the semi-finished products made from a profile blank can later be further processed by forging, pressing, rolling or also machining.
  • drop forgings are made from profile sections by forming in the die.
  • the metal is reshaped by impact or pressure in a die that surrounds the material on all sides except for a ridge joint until the mold cavity is completely filled.
  • the invention is based on the object of proposing a method and a device for producing a semifinished product, with which upsetting in several planes is made possible and, in addition, higher upsetting ratios can be achieved.
  • the invention is based on the idea that compression in several planes is possible by using a profile blank, the geometry of which, in cooperation with the die, causes the profile blank to be fixed. Care must therefore be taken to fix the profile blank in the tool so that it causes a kind of clamping of the blank at one or more points when the die is closed before the upsetting process.
  • the profile blank has at least one cross-sectional constriction or widening, seen in cross section, which in cooperation with a correspondingly shaped bulge or depression in the shaping engraving of the die, the profile blank is fixed.
  • the profile blank consists of a wrought aluminum alloy. Wrought aluminum alloys can be rolled, drawn, pressed, forged and welded.
  • important groups of wrought aluminum alloys such as Al-Cu-Mg alloy have particularly high strength, good machinability, but low corrosion resistance. Due to the high corrosion resistance, Al-Mg-Si alloys are preferred in vehicle construction.
  • the profile blank has the cross section of the number eight.
  • This geometry is of course only one of many possibilities for designing the cross-section of the extruded profile, but this geometry in the form of the number eight has the advantage that the extruded profiles can be obtained inexpensively and, moreover, these profiles have advantages in terms of demoldability.
  • the profile blank is subjected to a heat treatment, preferably at temperatures between 400 ° C. and 500 ° C., before the upsetting process. This allows the degree of deformation to be increased.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a die with a profile blank, which is positively inserted therein and is to be compressed, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a view corresponding to the representation in FIG. 1, which shows an alternative embodiment of the shaping of a profile blank and of a shaping engraving;
  • FIG. 3 shows a view corresponding to the representation in FIG. 1, which shows a further alternative embodiment of the shaping of a profile blank and of a shaping engraving;
  • FIG. 4 shows a view corresponding to the representation in FIG. 1, which shows a further alternative embodiment of the shaping of a profile blank and of a shaping engraving;
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device for producing a semi-finished product from a profile blank, the view showing a section through a die 10, which consists of a lower tool 12 and an upper tool 14.
  • the basic geometry and function of the lower tool and upper tool correspond to the dies known in the prior art.
  • a profile blank 16 that has not yet been compressed is inserted into the die.
  • the profile blank preferably consists of a wrought aluminum alloy, such as an Al-Cu-Mg alloy, Al-Mg-Si alloy, Al-Mg alloy, Al-Mg-Mn alloy or else Al-Mn alloy. Wrought aluminum alloys can be rolled, drawn, pressed, forged and welded and, depending on the alloy selected, have a high level Strength, good machinability, but low corrosion resistance. This material is therefore very suitable for the production of a semi-finished product, which is later to be further processed by forging, pressing, rolling or by machining.
  • compression should take place in two directions A and B in order to fill the expansion spaces 18a and 18b with the formed profile blank during compression.
  • the upsetting process itself is carried out by pressing sliders against the profile blank, the upsetting movement carried out on both sides by the sliders taking place in opposite directions and perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 1 to 4.
  • the profile blank is inserted between the lower tool 12 and upper tool 14 in such a way that after the die 10 is closed, a positive connection is created between the profile blank 16 and the geometry of the engraving of the die.
  • the profile blank is provided with a cross section that corresponds to the cross section of the number eight, i.e. consists of two circles arranged in an overlapping manner.
  • the profile blank 16 has cross-sectional reductions 20, each of which has a groove along the profile blank, i.e. perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 1 to 3.
  • the lower tool 12 and the upper tool 14 are each provided with a correspondingly shaped bulge 22, which is designed in such a way that it comes into positive contact with the reduction in cross section 20 of the profile blank.
  • a reduction in the cross section of the profile blank which interacts with a correspondingly shaped bulge in the tools of the die.
  • the profile blank can also have one or more cross-sectional extensions which interact with one or more corresponding recesses in the shaping engraving.
  • each of the examples shown shows a very large form-fit area between the profile blank and the tools of the die.
  • the geometric relationship between the profile blank and the tools of the die only has to be designed in such a way that a secure clawing or hooking of the profile blank in the tool and thus fixing the position of the profile blank is achieved. Therefore, if the profile blank in the die with a small play, i.e. 1 with little mobility in the arrow directions A and B, this is harmless, since the material flow during the upsetting does not have to take place in a completely symmetrical manner.
  • This can also be seen from the illustration in FIG. 1, in which a greater material flow takes place in the expansion space 18a in the direction of arrow A than in the expansion space 18b in the direction of arrow B.
  • an extruded profile with the geometry shown in FIG. 1 is less expensive than an extruded profile with a rectangular cross section, which is preferably used in technology.
  • very high compression ratios of up to 1: 5 can be achieved, so that a large overall width of the compression blank can be achieved.
  • the geometry of the profile blank shown in FIG. 1 also has the advantage that there is good demoldability.
  • a profile with a rectangular cross-section, which has a very slight draft of maximum 1 °, cannot be removed from the mold without the application of force.
  • the profile shown in FIG. 1, on the other hand, does not require any bevel, since this consists only of radii and shrinking of the upset blank on the lower tool of the upset engraving is almost impossible.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment which differs from the embodiment shown in FIG. 1 only with regard to the selected geometries of the profile blank 16b and the geometry of the expansion spaces.
  • the example shown in FIG. 2 is rotationally symmetrical, so that there are no mass displacements via the axis of symmetry 24 during the upsetting process.
  • FIG. 2 there is a positive contact between the bulges 22 in the upper tool 14 and lower tool 12 and the profile blank.
  • the difference from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 is that, in addition to the compression directions A and B, further direction components C and D can be implemented which are perpendicular to the compression directions A and B. Thus, compression takes place in four directions.
  • FIG. 3 A further alternative is shown in FIG. 3, in which there is a positive contact between the profile blank 16 and the die tools not only in the area of the cross-sectional reduction 20 and the correspondingly shaped bulge 22 in the upper tool 14 as well as the lower tool 12, but also over this area out. In the example shown in FIG.
  • a material flow occurs in several directions during upsetting, this taking place in the expansion space 18a in a unidirectional manner (direction B) and in the expansion space 18b in three directions.
  • direction B unidirectional manner
  • the essential point of view is that the shape of the die 10 in cooperation with the profile blank 16 fixes the position of the profile blank before the actual upsetting process, and thus upsetting can take place simultaneously in several directions.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment in which four different expansion spaces 18a, 18b, 18c and 18d are provided.
  • the profile blank is formed from an extruded profile which, in the present example, has the geometry of three circular cylinders, the longitudinal axes of which lie on a straight line at the same distance from one another and which are arranged in an overlapping manner with one another.
  • the resulting cross section which can be seen in FIG. 4, has four
  • Cross-sectional reductions 20a, 20b which come into positive contact with bulges 22a, 22b of the lower tool 12 as well as the upper tool 14 of the die.
  • a material flow takes place in four completely different directions, depending on the geometry of the desired, finished workpiece a pre-metering of the material adapted in the best possible way can take place.
  • the method according to the invention and the device used are characterized in that very high compression ratios of at least 1: 4 can be achieved without problems and without the use of side shifters. With special geometry variants, as shown for example in FIG. 4, compression ratios of up to 1: 5 are possible.
  • the entire upsetting process can be accelerated if, after the die has been closed, there is already a positive connection between the profile blank to be machined and the die.
  • the profile blank is filled into the upset engraving, a centering of the profile blank already occurs within the upset engraving, so that no upstream step is required for precise positioning of the profile blank within the engraving.
  • the actual upsetting process can take place immediately, so that, in addition to the advantages mentioned above with regard to optimized metering of primary materials, a particularly rapid processing sequence can also be realized.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs durch das Stauchen eines Profilrohlings (16) aus einem Strangpressprofil, wobei der Profilrohling im Querschnitt gesehen mindestens eine Querschnittsverringerung (20) oder -erweiterung aufweist, die im Zusammenwirken mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung (22) oder Vertiefung in der formgebenden Gravur (10) den Profilrohling fixiert, umfasst das Stauchen mit einem oder mehreren Längsschiebern, das mindestens in zwei Richtungen erfolgt. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Gravur mit einem Unterwerkzeug (12) und Oberwerkzeug (14), sowie eine Führung für Längsschieber. Das Unterwerkzeug (12) und/oder das Oberwerkzeug (14) besitzt mindestens eine Ausbuchtung (22) oder Vertiefung zum formschlüssigen Einlegen eines Profilrohlings.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs durch das Stauchen eines Profilrohlings aus einem Strangpreßprofil sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die aus einem Profilrohling hergestellten Halbzeuge können später durch Schmieden, Pressen, Walzen oder aber auch spanend weiter bearbeitet werden. Bei der Herstellung von Schmiedehalbzeug werden Gesenkschmiedestücke durch das Umformen im Gesenk aus Profilabschnitten hergestellt. Hierbei wird das Metall durch Schlag oder Druck in einem den Werkstoff bis auf eine Gratfuge allseitig umschließenden Gesenk solange umgeformt, bis der Formhohlraum vollständig ausgefüllt ist.
Stand der Technik
In der Technik werden zunehmend Halbzeugteile mit großen Massenunterschieden über dem Halbzeugquerschnitt gesehen benötigt. Hierbei kommt es wesentlich auf eine wirtschaftliche Vordosierung des Rohlings an, d.h. man ist bestrebt, daß beim eigentlichen Fertigbearbeiten des erzeugten Halbzeuges das Verhältnis von Materialeinsatz zur Ausbringungsmenge verbessert wird.
Bei herzustellenden Fertigteilen mit extremen Massenverteilungen kommt somit denjenigen Verfahren und Vorrichtungen wesentliche Bedeutung zu, mit denen sich eine möglichst hohe Querschnittsvergrößerung erzielen läßt.
Es ist in der Technik bekannt, den Profilrohling in der geteilten Gesenkform zu stützen und dann den Stauchvorgang unter Formänderung des Profilrohlings bis zur vollständigen Formfüllung durchzuführen. Da die Abstützung an den Kopfenden des Profilrohlings erfolgt, ist allerdings nur ein exzentrisches, einseitiges Stauchen möglich. Hierdurch ist sowohl in bezug auf die erzeugbaren Geometrien wie auch das technisch mögliche Stauchverhältnis entsprechend einer Querschnittsvergrößerung um den Faktor 2 bis 2,5 eine Grenze gesetzt .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs vorzuschlagen, mit denen ein Stauchen in mehreren Ebenen ermöglicht wird und zudem höhere Stauchverhältnisse erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet .
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß ein Stauchen in mehreren Ebenen möglich ist, indem ein Profilrohling eingesetzt wird, dessen Geometrie im Zusammenwirken mit dem Gesenk eine Fixierung des Profilrohlings bewirkt . Es muß somit darauf geachtet werden, daß zur Fixierung des Profilrohlings im Werkzeug dieses so ausgelegt wird, daß es an einer oder mehreren Stellen beim Schließen des Gesenks eine Art Klemmung des Rohlings vor dem Stauchprozeß bewirkt . Hierzu besitzt der Profilrohling im Querschnitt gesehen mindestens eine Querschnittsverengung oder -erweiterung, die im Zusammenwirken mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung oder Vertiefung in der formgebenden Gravur des Gesenks die Fixierung des Profilrohlings bewirkt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet .
So besteht nach einer bevorzugten Ausführungsform der Profilrohling aus einer Aluminium-Knetlegierung. Aluminium- Knetlegierungen können gewalzt, gezogen, gepreßt, geschmiedet und geschweißt werden. Darüber hinaus weisen wichtige Gruppen von Aluminium-Knetlegierungen wie Al-Cu-Mg-Legierung eine besonders hohe Festigkeit, gute Zerspanbarkeit, aber einen geringen Korrosionswiderstand auf. Al-Mg-Si-Legierungen werden aufgrund des hohen Korrosionswiderstandes bevorzugt im Fahrzeugbau eingesetzt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Profilrohling den Querschnitt der Zahl Acht. Diese Geometrie stellt selbstverständlich nur eine von vielen Möglichkeiten zur Ausgestaltung des Querschnitts des Strangpreßprofiles dar, doch besitzt diese Geometrie in Form der Zahl Acht den Vorteil, daß die Strangpreßprofile günstig bezogen werden können und darüber hinaus diese Profile Vorteile in bezug auf die Entformbarkeit besitzen.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante wird der Profilrohling vor dem Stauchverfahren einer Wärmebehandlung, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 400° C und 500° C, unterworfen. Hierdurch läßt sich der Umformgrad erhöhen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Gesenks mit einem darin formschlüssig eingelegten, zu stauchenden Profilrohling gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht entsprechend der Darstellung in Fig. 1 zeigt, die eine alternative Ausgestaltung der Formgebung eines Profilrohlings sowie einer formgebenden Gravur darstellt;
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend der Darstellung in Fig. 1 zeigt, die eine weitere alternative Ausgestaltung der Formgebung eines Profilrohlings sowie einer formgebenden Gravur darstellt; und
Fig. 4 eine Ansicht entsprechend der Darstellung in Fig. 1 zeigt, die eine weitere alternative Ausgestaltung der Formgebung eines Profilrohlings sowie einer formgebenden Gravur darstellt;
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs aus einem Profilrohling, wobei die Ansicht einen Schnitt durch ein Gesenk 10 zeigt, das aus einem Unterwerkzeug 12 sowie Oberwerkzeug 14 besteht. Die grundlegende Geometrie und Funktion des Unterwerkzeugs wie Oberwerkzeugs entsprechen den im Stand der Technik bekannten Gesenken.
In dem Gesenk ist ein noch nicht gestauchter Profilrohling 16 eingelegt. Der Profilrohling besteht vorzugsweise aus einer Aluminium-Knetlegierung, wie z.B. einer Al-Cu-Mg-Legierung, Al-Mg-Si-Legierung, AI-Mg-Legierung, Al-Mg-Mn-Legierung oder aber Al-Mn-Legierung. Aluminium-Knetlegierungen können gewalzt, gezogen, gepreßt, geschmiedet und geschweißt werden und besitzen, je nach gewählter Legierung, eine hohe Festigkeit, gute Zerspanbarkeit , aber einen geringen Korrosionswiderstand. Somit eignet sich dieses Material sehr gut zur Herstellung eines Halbzeuges, das später durch Schmieden, Pressen, Walzen oder aber durch eine spanende Fertigung weiter bearbeitet werden soll.
Wie sich aus der Anordnung der Expansionsräume 18a und 18b ergibt, soll im vorliegenden Fall ein Stauchen in zwei Richtungen A und B erfolgen, um die Expansionsräume 18a und 18b beim Stauchen mit dem umgeformten Profilrohling zu füllen.
Der Stauchvorgang selbst erfolgt durch das Pressen von Schiebern gegen den Profilrohling, wobei die von den Schiebern durchgeführte beidseitige Stauchbewegung in entgegengesetzten Richtungen und senkrecht zu der Zeichenebene in den Fig. 1 bis 4 erfolgt.
Damit ein Stauchen in zwei unterschiedlichen Richtungen A und B möglich ist, wird der Profilrohling so zwischen das Unterwerkzeug 12 sowie Oberwerkzeug 14 eingelegt, daß nach dem Schließen des Gesenks 10 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Profilrohling 16 und der Geometrie der Gravur des Gesenks entsteht. Hierzu ist der Profilrohling mit einem Querschnitt versehen, der dem Querschnitt der Zahl Acht entspricht, d.h. aus zwei Kreisen besteht, die in einer zueinander überlappenden Weise angeordnet sind. Der Profilrohling 16 weist Querschnittsverringerungen 20 auf, die jeweils eine Rinne entlang des Profilrohlings, d.h. senkrecht zur Zeichenebene in den Fig. 1 bis 3, bilden.
Das Unterwerkzeug 12 und das Oberwerkzeug 14 sind jeweils mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung 22 versehen, die jeweils so ausgebildet ist, daß sie mit der Querschnittsverringerung 20 des Profilrohlings in formschlüssigen Kontakt tritt. In den nachfolgend dargestellten, schematischen Beispielen liegt jeweils eine Querschnittsverringerung des Profilrohlings vor, die mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung in den Werkzeugen des Gesenks zusammenwirkt . In gleicher Weise kann aber der Profilrohling auch eine oder mehrere Querschnittserweiterungen aufweisen, die mit einer oder mehreren entsprechenden Vertiefungen in der formgebenden Gravur zusammenwirken.
In gleicher Weise ist in den dargestellten Beispielen jeweils eine sehr große Formschlußfläche zwischen dem Profilrohling und den Werkzeugen des Gesenks dargestellt. Es sollte jedoch deutlich sein, daß die geometrische Beziehung zwischen dem Profilrohling und den Werkzeugen des Gesenks lediglich so ausgebildet sein muß, daß ein sicheres Verkrallen bzw. Festhaken des Profilrohlings im Werkzeug und somit eine Lagefixierung des Profilrohlings erreicht wird. Sollte daher der Profilrohling im Gesenk mit einem geringen Spiel, d.h. bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 mit einer geringen Bewegungsfähigkeit in den Pfeilrichtungen A und B versehen sein, so ist dies unschädlich, da der Materialfluß während des Stauchens nicht in einer vollständig symmetrischen Weise zu erfolgen hat. Dies wird auch aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlich, bei der ein größerer Materialfluß während des Stauchens in Pfeilrichtung A in den Expansionsraum 18a erfolgt als in Pfeilrichtung B in den Expansionsraum 18b.
Somit tritt durch die Form des Strangpreßprofils und der hieraus gebildeten Profilrohlinge wie auch der Werkzeuggeometrie eine Verkrallung zwischen dem Werkzeug und dem Profilrohling auf, die ohne die Verwendung eines in der Technik bekannten Seitenschiebers bewirkt werden kann. Darüber hinaus ist ein Strangpreßprofil mit der in Fig. 1 dargestellten Geometrie kostengünstiger als ein Strangpreßprofil mit Rechteckquerschnitt, das in der Technik vorzugsweise eingesetzt wird. Durch das Vorsehen eines beidseitigen Stauchens lassen sich sehr hohe Stauchverhältnisse von bis zu 1:5 realisieren, so daß eine große Gesamtbreite des Stauchrohlings erzielt werden kann. Dies macht das im dargestellten Stauchverfahren erzeugte Halbzeug für komplexe Schmiedeteile einsetzbar, wobei ein zusätzlicher Materialquerfluß im Vor- und Fertiggesenk vermieden wird.
Schließlich besitzt die in Fig. 1 dargestellte Geometrie des Profilrohlings auch den Vorteil, daß eine gute Entformbarkeit gegeben ist. Ein Profil mit einem Rechteckquerschnitt, das eine sehr geringe Formschräge von maximal 1° besitzt, läßt sich im Werkzeug nicht ohne das Aufbringen von Kraft entformen. Das in Fig. 1 dargestellte Profil bedarf hingegen keiner Formschräge, da dieses nur aus Radien besteht und daher ein Aufschrumpfen des Stauchrohlings auf dem Unterwerkzeug der Stauchgravur nahezu unmöglich ist.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, die sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform lediglich im Hinblick auf die gewählten Geometrien des Profilrohlings 16b und der Geometrie der Expansionsräume unterscheidet. Das in Fig. 2 dargestellte Beispiel ist rotationssymmetrisch, so daß beim Stauchvorgang keine Massenverschiebungen über die Symmetrieachse 24 erfolgen.
Auch bei den in Fig. 2 dargestellten Geometrien kommt es zu einem formschlüssigen Kontakt zwischen den Ausbuchtungen 22 im Oberwerkzeug 14 sowie Unterwerkzeug 12 und dem Profilrohling. Der Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt darin, daß zusätzlich zu den Stauchrichtungen A und B noch weitere Richtungskomponenten C und D realisiert werden können, die senkrecht zu den Stauchrichtungen A und B liegen. Somit findet ein Stauchen in vier Richtungen statt. Eine weitere Alternative ist in Fig. 3 gezeigt, bei der nicht nur im Bereich der Querschnittsverringerung 20 und der korrespondierend hierzu geformten Ausbuchtung 22 im Oberwerkzeug 14 wie auch Unterwerkzeug 12 ein formschlüssiger Kontakt zwischen dem Profilrohling 16 und den Gesenkwerkzeugen vorliegt, sondern auch über diesen Bereich hinaus. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel erfolgt beim Stauchen ein Materialfluß in mehreren Richtungen, wobei diese in den Expansionsraum 18a in einer unidirektionalen Weise (Richtung B) erfolgt und in den Expansionsraum 18b in drei Richtungen erfolgt. Auch bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch der wesentliche Gesichtspunkt der, daß durch die Formgebung des Gesenks 10 im Zusammenwirken mit dem Profilrohling 16 eine Lagefixierung des Profilrohlings vor dem eigentlichen Stauchvorgang stattfindet und somit ein Stauchen in mehreren Richtungen gleichzeitig erfolgen kann.
Um die mögliche Vielfalt von Geometrien aufzuzeigen, die sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der zur Verwendung gelangenden Vorrichtung realisieren lassen, zeigt Fig. 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem vier unterschiedliche Expansionsräume 18a, 18b, 18c und 18d vorgesehen sind. Der Profilrohling ist wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aus einem Strangpreßprofil gebildet, das im vorliegenden Beispiel die Geometrie von drei Kreiszylindern besitzt, deren Längsachsen in gleichem Abstand zueinander jeweils auf einer Geraden liegen und die miteinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind. Der resultierende Querschnitt, der aus Fig. 4 ersichtlich ist, besitzt vier
Querschnittsverringerungen 20a, 20b, die mit Ausbuchtungen 22a, 22b des Unterwerkzeugs 12 wie auch Oberwerkzeugs 14 des Gesenks in einen formschlüssigen Kontakt treten. Bei dem Stauchvorgang findet ein Materialfluß in vier völlig unterschiedlichen Richtungen statt, wodurch je nach der Geometrie des gewünschten, fertig bearbeiteten Werkstücks eine in bestmöglicher Weise angepaßte Vordosierung des Materials erfolgen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zur Verwendung gelangende Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, daß sehr hohe Stauchverhältnisse von mindestens 1:4 ohne Probleme und ohne den vorgeschalteten Einsatz von Seitenschiebern realisiert werden können. Bei speziellen Geometrievarianten, wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, sind Stauchverhältnisse bis 1:5 möglich.
Das gesamte Stauchverfahren läßt sich beschleunigen, indem nach dem Schließen des Gesenks bereits eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zu bearbeitenden Profilrohling und dem Gesenk vorliegt. Beim Füllen des Profilrohlings in die Stauchgravur tritt bereits eine Zentrierung des Profilrohlings innerhalb der Stauchgravur auf, so daß kein vorgeschalteter Schritt zur genauen Positionierung des Profilrohlings innerhalb der Gravur erforderlich ist. Nach dem Füllen der Stauchgravur kann somit sofort das eigentliche Stauchverfahren stattfinden, so daß neben den oben erwähnten Vorteilen in bezug auf eine optimierte Vormaterialdosierung auch eine besonders schnelle Bearbeitungsabfolge realisiert werden kann.
Durch die prinzipielle Möglichkeit, in mehreren Richtungen zu stauchen, wobei die in Fig. 4 dargestellte Variante mit vier Richtungen nicht die maximal mögliche Anzahl von Stauchrichtungen darstellt, läßt sich im Hinblick auf die Anforderungen an immer komplexere Geometrien von Werkstücken ein Halbzeug schaffen, dessen Weiterbearbeitung sich möglichst einfach und somit schnell gestaltet, da eine optimierte Vormaterialdosierung ermöglicht wurde.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs durch das Stauchen eines Profilrohlings (16) aus einem Strangpreßprofil, wobei der Profilrohling (16) im Querschnitt gesehen mindestens eine Querschnittsverringerung (20; 20a, 20b) oder -erweiterung aufweist, die im Zusammenwirken mit einer korrespondierend geformten Ausbuchtung (22; 22a, 22b) oder Vertiefung in der formgebenden Gravur (12, 14) den Profilrohling (16) fixiert; und das Stauchen mit einem oder mehreren Langsschiebem mindestens in zwei Richtungen (A, B, C, D) erfolgt.
2. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Profilrohling (16) aus einer Aluminium-Knetlegierung besteht .
3. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Profilrohling (16) den Querschnitt der Zahl Acht besitzt .
4. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Profilrohling (16) vor dem Stauchen einer Wärmebehandlung, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 400° C und 500° C, unterworfen wird. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: ein Gesenk (10) mit Unterwerkzeug (12) und
Oberwerkzeug (14) ; und eine Führung für Längsschieber; wobei das Unterwerkzeug (12) oder Oberwerkzeug (24) mindestens eine Ausbuchtung (22) oder Vertiefung zum formschlussigen Einlegen eines Profilrohlings besitzt .
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DE102011105244A1 (de) * 2011-02-04 2012-08-09 Sms Meer Gmbh Verwendung eines Warmstauchverfahrens, Verwendung eines Umformwerkzeuges, Verfahren zum Erzeugen einer Schmiedevorform und Umformvorrichtung oder Warmstauchvorrichtung

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