WO2016091453A1 - Werkzeug mit einer aufnahme für eine austauschbare werkzeugkomponente und verfahren zum austauschen einer werkzeugkomponente in einem werkzeug - Google Patents

Werkzeug mit einer aufnahme für eine austauschbare werkzeugkomponente und verfahren zum austauschen einer werkzeugkomponente in einem werkzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2016091453A1
WO2016091453A1 PCT/EP2015/075145 EP2015075145W WO2016091453A1 WO 2016091453 A1 WO2016091453 A1 WO 2016091453A1 EP 2015075145 W EP2015075145 W EP 2015075145W WO 2016091453 A1 WO2016091453 A1 WO 2016091453A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
fixed state
tool component
receptacle
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/075145
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sascha Sikora
Stéphane GRAFF
Janko Banik
Original Assignee
Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Steel Europe Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Publication of WO2016091453A1 publication Critical patent/WO2016091453A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/01—Selection of materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/02—Die constructions enabling assembly of the die parts in different ways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/306—Exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds, mould inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0012—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular thermal properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • F16B4/006—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts being at different temperature

Definitions

  • the opening is arranged on the tool such that the tool component in the non-fixed state leaves the receptacle independently or with comparatively little effort, wherein the movement of the tool component out of the receptacle is preferably at least supported by gravity. Furthermore, it is provided that the tool component and the receptacle terminate substantially flush in the fixed state.
  • the receptacle comprises a first material and the tool component comprises a second material, wherein a thermal expansion coefficient of the first material differs from a coefficient of thermal expansion of the second material, preferably differs such that the tool component during heating of the Tool is transferred to the operating temperature of the non-fixed state in the fixed state.
  • the different thermal expansion properties for pressing or clamping the tool component in the recess can be used in an advantageous manner.
  • the tool component is from the fixed state to the unfixed state convertible when the tool component cools, in particular to the ambient or room temperature cools.
  • the temperature in the fixed state is greater than the temperature in the non-fixed state.
  • the thermal expansion coefficient of the second material is greater than the thermal expansion coefficient of the first material.
  • the coefficient of thermal expansion of the first material and / or the coefficient of thermal expansion of the second material is selected so that when passing from the non-fixed state to the fixed state, a gap between the tool component and the Recording is closed.
  • the thermal expansion coefficients are adapted to the intended operating temperature in such a way that when the tool is heated to the operating temperature, the fixed state is immediate is taken before reaching the operating temperature.
  • the thermal expansion coefficients are selected such that the gap is as large as possible in the non-fixed state, so that the tool component can be removed from the receptacle as simply as possible.
  • the second change in shape for example a contraction
  • the first change in shape for example an expansion
  • Another object of the present invention is a system of a tool component and a tool according to the invention.
  • FIG. 1 shows a tool according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a tool 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the tool 1 is a forming tool which is used for forming a workpiece (not shown here) at least in regions to an operating temperature.
  • temperature of more than 150 ° C, in particular of more than 200 ° C, preferably of more than 250 ° C, more preferably of more than 300 ° C is heated.
  • a heating system for example in the form of a heating cartridge, is preferably provided as a tool component 7, wherein the heating system can be arranged in the tool 1 such that it can be exchanged.
  • the tool 1 has a receptacle 8, for example in the form of a recessed into the tool 1 recess, in particular a bore, or a recessed into the tool 1 cavity on.
  • the tool component 7 is arranged inside the receptacle and is in the non-fixed state, while in the middle illustration of FIG. 1 the tool component 7 is illustrated in the fixed state.
  • the rotationally symmetrical tool component 7 is formed by a composite of a sheath element 2 and a core element 3, wherein the core element 3 is the immersion heater.
  • the tool component 7 is arranged in the recess in the tool 1 such that the sheathing element 2 is arranged between the core element 3 and the receptacle 8.
  • the sheathing element 2 and the core element 3 are designed such that they are pressed together or that they are present in an interference fit.
  • the immersion heater is embedded in a H7 bore in the sheath element 2.
  • the sheath element 2 has a half-shell 6, as shown in the right-hand illustration in Figure 1.
  • composite half-shells 6 completely surround the core element 3, at least on the sides facing the receptacle 8.
  • the tool component 7 and the receptacle 8 are designed or dimensioned such that a transition fit or even a clearance fit is realized, d. H. a gap is formed at least in regions between the receptacle and the tool component 7 when the tool component 7 is arranged in the receptacle 8. Furthermore, it is preferably provided that the receptacle 8 has a first material and the tool component 7, in particular the casing element 2, has a second material, wherein a thermal expansion coefficient of the first material differs from a thermal expansion coefficient of the second material.
  • FIG. 2 shows a tool 1 in a second exemplary embodiment according to the present invention.
  • the tool component 7 is illustrated on the left in a non-fixed state and in the center in a fixed state.
  • FIG. 2 is completed on its right side by a perspective view of the half-shell 6 which fits the second exemplary embodiment.
  • the second embodiment additionally comprises a fixing element 5, with which the fixation of the tool component 7 in the fixed state is at least supported.
  • it is a hook-shaped component, which is arranged or mounted on the tool 1 in the region of the receptacle 8.
  • the fixing element 5 is adjustably arranged on the tool and can be adjusted, for example, between a blocking position and a release position.
  • the fixing element In the blocking position, the fixing element interacts positively with the tool component 7 and thus prevents, for example, the tool component leaving the recess, while in a release position the fixing element 5 of the tool component releases a path over which the tool component 7 can leave the receptacle 8.
  • the fixing element 5 is arranged displaceably, pivotably or detachably on the tool 1 in the region of the receptacle 8.
  • the second embodiment of the first embodiment differs from the first embodiment by the conical shape of the receptacle 8 and the tool component 7, in particular of the sheath element 2.
  • the tool component 7 mechanically, for example by the conical shape and the fixing element, in the receptacle 8 is held.
  • the tool component 7 can be removed from the receptacle 8 in an advantageous manner, without the tool 1 must be cooled, which ultimately leads to the fact that in the machining of the workpiece with the tool 1 time is saved advantageously.
  • the heating power required for re-heating the tool 1 to operating temperature can be reduced.
  • steel materials for example, light metal materials made of aluminum or magnesium can be formed with the inventive tool. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Werkzeug mit einer Aufnahme für eine austauschbare Werkzeugkomponente vor, wobei das Werkzeug im Bereich der Aufnahme in einem Betriebszustand eine Betriebstemperatur von mehr als 150°C aufweist, wobei in einem im Betriebszustand eingenommenen fixierten Zustand ein Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme realisiert ist und in einem nicht-fixierten Zustand der Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme aufgehoben ist, wobei eine durch eine Temperaturänderung veranlasste Formänderung die Werkzeugkomponente zwischen dem fixierten Zustand und dem nicht-fixierten Zustand reversibel überführt.

Description

BESCHREIBUNG
Titel Werkzeug mit einer Aufnahme für eine austauschbare Werkzeugkomponente und Verfahren zum Austauschen einer Werkzeugkomponente in einem Werkzeug
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug mit einer Aufnahme für eine austauschbare Werkzeugkomponente und ein Verfahren zum Austauschen einer Werkzeugkomponente in einem Werkzeug .
Aus dem Stand der Technik sind hinlänglich Werkzeuge bekannt, die für ihre Nutzung auf vergleichs- weise hohe Temperaturen erhitzt werden. Ein typisches Beispiel für ein solches Werkzeug ist ein Um- formwerkzeug, mit dem ein Werkstück, beispielsweise durch Warmumformen, umgeformt wird . In der Regel wird das Werkzeug dabei mit einem Heizsystem, beispielsweise bestehend aus Heizpatronen, auf Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius erwärmt, um die Wärme beim Umformen des Werkstücks zu nutzen. Durch die vergleichsweise hohen Temperaturen treten regelmäßig Verschwei- ßungen in den Bereichen auf, in denen das Heizsystem, insbesondere die Heizpatrone, in das Werkzeug eingelassen ist. Möchte man die Heizpatronen wiederholt auswechseln, um beispielsweise defekte Heizpatronen zu ersetzen oder die Heizleistung durch eine andere Heizpatrone anzupassen, ist das Auswechseln aufgrund der Verschweißung, die durch die Hitzeentwicklung im Werkzeug entsteht, erschwert.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem das Wechseln von Werkzeugkomponenten gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht wird, wenn das Werkzeug zumindest bereichsweise in seinem Betriebszustand eine Betriebstemperatur von mehr als 150°C aufweist.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch ein Werkzeug mit einer Aufnahme für eine aus- tauschbare Werkzeugkomponente, wobei das Werkzeug im Bereich der Aufnahme in einem Betriebszustand eine Betriebstemperatur von mehr als 150°C, insbesondere von mehr als 200°C, vorzugsweise von mehr als 250°C, besonders bevorzugt von mehr als 300°C aufweist, wobei in einem im Betriebszustand eingenommenen fixierten Zustand ein Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werk- zeugkomponente und der Aufnahme realisiert ist und in einem nicht-fixierten Zustand der Formund/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme aufgehoben ist, wobei eine durch eine Temperaturänderung veranlasste
Formänderung, insbesondere der Werkzeugkomponente und/oder der Aufnahme, die Werkzeugkom- ponente zwischen dem fixierten Zustand und dem nicht-fixierten Zustand reversibel überführt.
Gegenüber dem Stand der Technik wird die Werkzeugkomponente durch den Form- und/oder Reibschluss zwischen der Aufnahme und der Werkzeugkomponente im fixierten Zustand festgehalten . Dadurch wird in vorteilhafter Weise darauf verzichtet, die Werkzeugkomponente in das Werkzeug derart einzulassen, dass die Gefahr eine Verschweißung gegeben ist. Das führt schließlich in vorteilhafter Weise zu einer vereinfachten Wartung und einem reduzierten Aufwand beim Wechseln der Werkzeugkomponenten.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Werkzeug um ein Umformwerkzeug, das beispielsweise für das Warmumformen eines Werkstücks vorgesehen ist. Insbesondere handelt es sich bei der die Formänderung veranlassenden Temperaturänderung um ein Aufheizen des Werkzeugs auf Betriebstemperatur oder das Abkühlen des Werkzeugs auf Raumtemperatur. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Aufnahme eine Aussparung bzw. einen zu einer Seite hin offenen Hohlraum umfasst, in die bzw. in den die Werkzeugkomponente eingeführt wird, wenn sie am Werkzeug montiert werden soll. Weiterhin umfasst die Aufnahme vorzugsweise eine Öffnung, durch die die Werkzeugkomponente beim Austauschen geführt wird . Es ist dabei vorstellbar, dass die Aufnahme nach unten offen ist. Insbesondere ist die Öffnung derart am Werkzeug angeordnet, dass die Werkzeugkomponente im nicht-fixierten Zustand selbstständig oder mit einem vergleichsweise geringen Aufwand die Aufnahme verlässt, wobei die Bewegung der Werkzeugkomponente aus der Aufnahme bevorzugt von der Schwerkraft zumindest unterstützt wird. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente und die Aufnahme im fixierten Zustand im Wesentlichen bündig abschließen .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahme ein erstes Material und die Werkzeugkomponente ein zweites Material umfasst, wobei sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des zweiten Materials unterscheidet, vorzugsweise derart unterscheidet, dass die Werkzeugkomponente beim Erwärmen des Werkzeugs auf die Betriebstemperatur vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand überführt wird . Dabei lassen sich in vorteilhafter Weise die unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften zum Verpressen bzw. Einklemmen der Werkzeugkomponente in der Aussparung nutzen. Weiterhin ist die Werkzeugkomponente vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand überführbar, wenn die Werkzeugkomponente abkühlt, insbesondere auf die Umgebungs- bzw. Raumtemperatur abkühlt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Temperatur im fixierten Zustand größer ist als die Temperatur im nicht-fixierten Zustand . Vorzugsweise ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des zweiten Materials größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente einen Verbund aus einem Ummantelungselement und einem Kernelement aufweist. Dabei ist das Ummantelungselement vorzugsweise komplementär zur Aussparung ausgestaltet. Insbesondere ist das Ummantelungselement aus dem zweiten Material gefertigt und sorgt durch sein Ausdehnen beim Erwärmen des Werkzeugs auf Betriebstemperatur für den Übergang in den fixierten Zustand . Zum Anordnen des Kernelements wird der Verbund aus Ummantelungselement und Kernelement innerhalb der Aussparung angeordnet und anschließend vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand überführt. Beispielsweise ist das Kernelement in einer Bohrung im Ummantelungselement eingelassen oder das Ummantelungselement umfasst Halbschalen, die im zusammengesetz- ten Zustand, das Kernelement umschließen . Bei der Verwendung von Halbschalen lässt sich die Werkzeugkomponente ohne großen Aufwand, beispielsweise zeitlich nach der Entnahme aus der Aufnahme, wieder in das Kernelement und Halbschalen zerlegen. Ein weiterer Vorteil des Ummantelungsele- ments ist, dass das, vorzugsweise funktionelle, Kernelement geschützt wird von dem Ummantelungselement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente im nicht-fixierten Zustand gegenüber der Aussparung eine Spielpassung oder eine Übergangspassung aufweist. Dadurch lässt sich im nicht-fixierten Zustand, insbesondere im abgekühlten Zustand, sicherstellen, dass die Werkzeugkomponente und Aufnahme nicht bündig sind und ohne großen Aufwand die Werkzeugkomponente aus der Aufnahme entfernbar ist. Insbesondere ist eine Spiel- oder Übergangspassung zwischen der Aufnahme und der Werkzeugkomponente vorgesehen, wenn das Werkzeug eine Temperatur unterhalb der Betriebstemperatur annimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Werk- zeugkomponente, vorzugsweise das Kernelement, eine Heizpatrone, eine Messeinheit, eine Kühlleitung und/oder eine Heizspirale umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials und/oder der Wärmeausdehnungskoeffizient des zwei- ten Materials derart gewählt ist, dass beim Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand ein Spalt zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme geschlossen wird . Insbesondere sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten derart an die vorgesehene Betriebstemperatur ange- passt, dass beim Erwärmen des Werkzeugs auf die Betriebstemperatur der fixierte Zustand unmittelbar vor Erreichen der Betriebstemperatur eingenommen wird . Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten derart ausgewählt werden, dass der Spalt im nicht-fixierten Zustand möglichst groß ist, damit sich die Werkzeugkomponente möglichst einfach aus der Aufnahme entnehmen lässt.
Eine weitere Ausführungsform oder ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeug, wobei das Werkzeug im Bereich der Aufnahme in einem Betriebszustand eine Betriebstemperatur von mehr als 150 °C, insbesondere von mehr als 200°C, vorzugsweise von mehr als 250°C, besonders bevorzugt von mehr als 300°C aufweist, wobei in einem im Betriebszustand eingenommenen fixierten Zustand ein Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme realisiert ist und in einem nicht-fixierten Zustand der Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente und der Aufnahme aufgehoben ist, wobei die Aufnahme und/oder die Werkzeugkomponente ein Fixierelement aufweist, wobei das Fixierelement im fixierten Zustand eine Sperrstellung und im nicht-fixierten Zustand eine Freigabestellung einnimmt.
Gegenüber dem Stand der Technik wird das Fixierelement lösbar in der Aufnahme gehalten und kann bei Bedarf ohne großen Aufwand aus der Aufnahme entfernt werden. Insbesondere wirkt das Fixierelement dabei entlang einer von einem Boden zur Öffnung der Aufnahme gerichteten Richtung mit der Werkzeugkomponente formschlüssig in der Sperrstellung zusammen und verhindert dadurch, dass die Werkzeugkomponente im fixierten Zustand die Aufnahme verlässt. Dabei wird vorzugsweise auf ein Abkühlen beim Überführen der Werkzeugkomponente vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand verzichtet, was schließlich zu einer effektiven Beschleunigung beim Austauschen der Werkzeugkomponente führt. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass durch eine geeignet gewählte geometrische Form die Zugänglichkeit zur Werkzeugkomponente verbessert wird . Beispielsweise ist die Werkzeug- komponente konisch geformt. Dadurch lässt sich die Werkzeugkomponente auch austauschen, ohne dass das Werkzeug wesentlich abkühlt. Damit werden die Zeit und die Heizleistung, die für das erneute Aufheizen auf Betriebstemperatur benötigt werden würde, gespart.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Austauschen einer Werk- zeugkomponente in einem Werkzeug, insbesondere einem erfindungsgemäßen Werkzeug, wobei das Werkzeug in einem Betriebszustand im Bereich einer Aufnahme auf eine Betriebstemperatur von mehr als 150°C, insbesondere von mehr als 200°C, vorzugsweise von mehr als 250°C, besonders bevorzugt von mehr als 300°C aufgewärmt wird, wobei die Werkzeugkomponente zum Herauslösen aus der Aufnahme, vorzugsweise durch eine erste Formänderung, von einem fixierten Zustand in einen nicht- fixierten Zustand und zum Fixieren in der Aufnahme, vorzugsweise durch eine zweite Formänderung, von einem nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand überführt wird . Gegenüber dem Stand der Technik wird in vorteilhafter Weise darauf verzichtet, dass die Werkzeugkomponente in das Werkzeug eingelassen wird und dadurch die Wahrscheinlichkeit für die Bildung einer Verschweißung zwischen der Werkzeugkomponente und dem Werkzeug reduziert. Dabei macht die zweite Formänderung, beispielsweise ein Zusammenziehen, beim Übergang vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand vorzugsweise die erste Formänderung, beispielsweise ein Ausdehnen, beim Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand rückgängig .
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente und/oder die Aufnahme für einen Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand erwärmt wird und für einen Übergang vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand abgekühlt wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System aus einer Werkzeugkomponente und einem erfindungsgemäßen Werkzeug .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt ein Werkzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Die Figur 2 zeigt ein Werkzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist schematisch ein Werkzeug 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Vorzugsweise ist das Werkzeug 1 ein Umformwerkzeug, das zum Umformen eines Werkstücks (hier nicht dargestellt) zumindest bereichsweise auf eine Betriebstempe- ratur von mehr als 150°C, insbesondere von mehr als 200°C, vorzugsweise von mehr als 250°C, besonders bevorzugt von mehr als 300°C erwärmt wird. Zum Erreichen der Betriebstemperatur ist vorzugsweise als Werkzeugkomponente 7 ein Heizsystem, beispielsweise in Form einer Heizpatrone, vorgesehen, wobei das Heizsystem in das Werkzeug 1 derart anordbar ist, dass es austauschbar ist. Da- für weist das Werkzeug 1 eine Aufnahme 8, beispielsweise in Gestalt einer in das Werkzeug 1 eingelassenen Aussparung, insbesondere einer Bohrung, oder eines in das Werkzeug 1 eingelassenen Hohlraums, auf. In der linken Abbildung der Figur 1 ist die Werkzeugkomponente 7 innerhalb der Aufnahme angeordnet und befindet sich im nicht-fixierten Zustand, während in der mittleren Abbildung der Figur 1 die Werkzeugkomponente 7 im fixierten Zustand illustriert ist. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird die rotationssymmetrische Werkzeugkomponente 7 durch einen Verbund aus einem Ummantelungselement 2 und einem Kernelement 3 gebildet, wobei das Kernelement 3 die Heizpatrone ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente 7 derart in die Aussparung im Werkzeug 1 angeordnet wird, dass das Ummantelungselement 2 zwischen dem Kernelement 3 und der Aufnahme 8 angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Ummantelungselement 2 und das Kernelement 3 derart ausgestaltet sind, dass sie miteinander verpresst sind bzw. dass sie in einer Übermaßpassung vorliegen. Beispielsweise ist die Heizpatrone dabei in eine H7-Bohrung im Ummantelungselement 2 eingelassen . Es ist aber auch vorstellbar, dass das Ummantelungselement 2 eine Halbschale 6 aufweist, wie sie in der rechten Abbildung in Figur 1 dargestellt ist. Insbesondere ist es hierbei vorgesehen, dass zusammengesetzte Halbschalen 6 das Kernelement 3 zumindest auf den zur Aufnahme 8 zeigenden Seiten das Kernelement 3 vollständig umgeben. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente 7 und die Aufnahme 8 derart ausgestaltet bzw. dimensioniert sind, dass eine Übergangspassung oder sogar eine Spielpassung realisiert ist, d . h. dass zwischen der Aufnahme und der Werkzeugkomponente 7 zumindest bereichsweise ein Spalt gebildet wird, wenn die Werkzeugkomponente 7 in der Aufnahme 8 angeordnet wird. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorge- sehen, dass die Aufnahme 8 ein erstes Material aufweist und die Werkzeug komponente 7, insbesondere das Ummantelungselement 2, ein zweites Material aufweist, wobei sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des zweiten Materials unterscheidet. Insbesondere sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten derart ausgewählt, dass beim Erwärmen des Werkzeugs auf die Betriebstemperatur die Werkzeugkomponente von einem nicht- fixierten Zustand in einen fixierten Zustand überführt wird, indem der Spalt 4 zwischen Werkzeugkomponente 7 und der Aufnahme 8 geschlossen wird, die Werkzeugkomponente 7 und die Aufnahme 8 reibschlüssig zusammenwirken und so dafür gesorgt wird, dass die Werkzeugkomponente 7 in der Aufnahme 8 fixiert wird, insbesondere in der Aufnahme 8 verpresst wird . Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten derart ausgewählt sind , dass die Werkzeugkomponen- te 7 bei einem Abkühlen des Werkzeugs 1 vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand überführt wird . Durch die Nutzung der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten lässt sich das Austauschen von Werkzeugkomponenten 7, insbesondere auf Betriebstemperatur erhitzten Werkzeugkomponenten 7, realisieren, ohne dass die Werkzeugkomponente 7 aufwendig aus der Aufnahme 8 herausgelöst werden muss. Vorzugsweise weist die Aufnahme 8 dabei eine im Gravitationsfeld der Erde nach unten offene Öffnung auf, wodurch die Werkzeugkomponente 7 selbstständig beim Abkühlen aus der Aufnahme 8 herausrutschen kann oder sich beispielsweise durch Hammerschläge aus der Aufnahme 8 ohne großen Aufwand herauslösen lässt.
In Figur 2 ist ein Werkzeug 1 in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in Figur 1 ist links die Werkzeugkomponente 7 in einem nicht-fixierten Zustand und in der Mitte in einem fixierten Zustand illustriert. Die Figur 2 wird auf ihrer rechten Seite durch eine perspektivische Darstellung der zur zweiten beispielhaften Ausführungsform passenden Halbschale 6 komplettiert. Die zweite Ausführungsform umfasst zusätzlich ein Fixierelement 5, mit dem die Fixierung der Werkzeugkomponente 7 im fixierten Zustand zumindest unterstützt wird. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein hakenförmiges Bauteil, das am Werkzeug 1 im Bereich der Aufnahme 8 angeordnet bzw. montiert ist. Es ist dabei vorstellbar, dass das Fixierelement 5 verstellbar an dem Werkzeug angeordnet ist und sich beispielsweise zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verstellen lässt. Dabei wirkt in der Sperrstellung das Fixierelement formschlüssig mit der Werkzeugkomponente 7 zusammen und verhindert so beispielsweise, dass die Werkzeugkomponente die Aussparung verlässt, während in einer Freigabestellung das Fixierelement 5 der Werkzeugkomponente einen Weg, über den die Werkzeugkomponente 7 die Aufnahme 8 verlassen kann, freigibt. Vorstellbar ist dabei, dass das Fixierelement 5 verschiebbar, verschwenkbar oder lösbar an dem Werkzeug 1 im Bereich der Aufnahme 8 angeordnet ist. Weiterhin unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform durch die konische Form der Aufnahme 8 und der Werkzeugkomponente 7, insbesondere des Ummantelungselements 2. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Werkzeugkomponente 7 mechanisch, beispielsweise durch die konische Form und das Fixierelement, in der Aufnahme 8 gehalten wird . Dadurch lässt sich die Werkzeug komponente 7 in vorteilhafter Weise aus der Aufnahme 8 entfernen, ohne dass das Werkzeug 1 abgekühlt werden muss, was schließlich dazu führt, dass in vorteilhafter Weise bei der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug 1 Zeit gespart wird . Außerdem lässt sich die Heizleistung, die für das erneute Erhitzen des Werkzeugs 1 auf Betriebstemperatur erforderlich ist, reduzieren . Neben Stahlwerkstoffen können beispielsweise auch Leichtmetallwerkstoffe aus Aluminium oder Magnesium mit dem erfindungsge- mäßen Werkzeug umgeformt werden. Bezugszeichenliste
1 Werkzeug
2 Ummantelungselement
3 Kernelement
4 Spalt
5 Fixierelement
6 Halbschale
7 Werkzeugkomponente
8 Aufnahme

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Werkzeug (1) mit einer Aufnahme (8) für eine austauschbare Werkzeugkomponente (7), wobei das Werkzeug (1) im Bereich der Aufnahme (8) in einem Betriebszustand eine Betriebstemperatur von mehr als 150°C aufweist, wobei in einem im Betriebszustand eingenommenen fixierten Zustand ein Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente (7) und der Aufnahme (8) realisiert ist und in einem nicht-fixierten Zustand der Form- und/oder Reibschluss zwischen der Werkzeugkomponente (7) und der Aufnahme (8) aufgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Temperaturänderung veranlasste Formänderung die Werkzeugkomponente zwischen dem fixierten Zustand und dem nicht-fixierten Zustand reversibel überführt.
2. Werkzeug (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Aufnahme (8) ein erstes Material und die Werkzeugkomponente (7) ein zweites Material umfasst, wobei sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des zweiten Materials unterscheidet.
3. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugkomponente (7) einen Verbund aus einem Ummantelungselement (2) und einem Kernelement (3) aufweist.
4. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugkomponente (7) im nicht-fixierten Zustand gegenüber der Aufnahme (8) eine Spielpassung oder eine Übergangspassung aufweist.
5. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugkomponente (7), vorzugsweise das Kernelement (3), eine Heizpatrone, eine Messeinheit, eine Kühlleitung und/oder eine Heizspirale umfasst.
6. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials und/oder des zweiten Materials derart gewählt ist, dass beim Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den nicht fixierten Zustand ein Spalt (4) zwischen der Werkzeugkomponente (7) und der Ausnahme (8) geschlossen wird .
7. Werkzeug (1) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme (8) und/oder die Werkzeugkomponente (7) ein Fixierelement (5) aufweist, wobei das Fixierelement (5) im fixierten Zustand eine Sperrstellung und im nicht-fixierten Zustand eine Freigabestellung einnimmt.
8. Verfahren zum Austauschen einer Werkzeugkomponente (7) in einem Werkzeug (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug in einem Betriebszustand im Bereiche einer Aufnahme auf eine Betriebstemperatur von mehr als 150 °C aufgewärmt wird, wobei die Werkzeugkomponente (7) zum Herauslösen aus der Aufnahme (8) von einem fixierten Zustand in einen nicht-fixierten Zustand und zum Fixieren in der Aufnahme (8) von einem nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand überführt wird .
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Werkzeugkomponente (7) und/oder die Aufnahme (8) für einen Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand erwärmt wird und für einen Übergang vom fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand abgekühlt wird .
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei ein Fixierelement (5) für den Übergang zwischen dem fixierten Zustand in den nicht-fixierten Zustand in eine Freigabestellung überführt wird und für den Übergang vom nicht-fixierten Zustand in den fixierten Zustand in eine Sperrstellung überführt wird .
11. System aus einer Werkzeugkomponente (7) und einem Werkzeug (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
PCT/EP2015/075145 2014-12-11 2015-10-29 Werkzeug mit einer aufnahme für eine austauschbare werkzeugkomponente und verfahren zum austauschen einer werkzeugkomponente in einem werkzeug WO2016091453A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014118411.4A DE102014118411A1 (de) 2014-12-11 2014-12-11 Werkzeug mit einer Aufnahme für eine austauschbare Werkzeugkomponente und Verfahren zum Austauschen einer Werkzeugkomponente in einem Werkzeug
DE102014118411.4 2014-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016091453A1 true WO2016091453A1 (de) 2016-06-16

Family

ID=54396857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/075145 WO2016091453A1 (de) 2014-12-11 2015-10-29 Werkzeug mit einer aufnahme für eine austauschbare werkzeugkomponente und verfahren zum austauschen einer werkzeugkomponente in einem werkzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014118411A1 (de)
WO (1) WO2016091453A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1518071A1 (ru) * 1987-11-11 1989-10-30 Предприятие П/Я Х-5827 Инструмент дл гор чего деформировани в нагреваемом штампе
EP1886743A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-13 Leistritz Aktiengesellschaft Gesenk zum Hochtemperaturschmieden
EP1990109A1 (de) * 2006-03-02 2008-11-12 Nippon Steel Corporation Heissformwerkzeug, pressformgerät und heisspressformverfahren
KR20140072928A (ko) * 2012-11-15 2014-06-16 주식회사 성우하이텍 핫 스탬핑 금형용 온도센서유닛

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10065383B4 (de) * 2000-12-27 2015-03-12 Franz Haimer Maschinenbau Kg Werkzeughalter für ein um eine Drehachse drehbares Werkzeug
DE102011051591A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Gühring Ohg Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur eines Schrumpffutters für Werkzeuge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1518071A1 (ru) * 1987-11-11 1989-10-30 Предприятие П/Я Х-5827 Инструмент дл гор чего деформировани в нагреваемом штампе
EP1990109A1 (de) * 2006-03-02 2008-11-12 Nippon Steel Corporation Heissformwerkzeug, pressformgerät und heisspressformverfahren
EP1886743A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-13 Leistritz Aktiengesellschaft Gesenk zum Hochtemperaturschmieden
KR20140072928A (ko) * 2012-11-15 2014-06-16 주식회사 성우하이텍 핫 스탬핑 금형용 온도센서유닛

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199033, Derwent World Patents Index; AN 1990-252200 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014118411A1 (de) 2016-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2014777B1 (de) Verfahren sowie Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Metallblech
WO2013152751A1 (de) Mehrfach-spulenanordnung für eine vorrichtung zur generativen herstellung von bauteilen und entsprechendes herstellungsverfahren
WO2014166567A1 (de) Temperaturregelung für eine vorrichtung zur generativen herstellung von bauteilen und entsprechendes herstellungsverfahren
DE102007050312A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils
DE102014206827A1 (de) Verfahren zum Fügen und Gasturbinenkomponente
WO2014000900A1 (de) Gekühltes werkzeug zum warmumformen und/oder presshärten eines blechmaterials sowie verfahren zur herstellung einer kühleinrichtung für dieses werkzeug
AT513467A1 (de) Verfahren zum Biegen eines Werkstücks
DE102016225616A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen
DE102007017690A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gussteils
DE2208692C3 (de) Verfahren zur Herstellung aluminothermischerSchienenverbindungssch weißungen
WO2019101374A1 (de) Innengekühltes ventil mit ventilboden und verfahren zu dessen herstellung
WO2016091453A1 (de) Werkzeug mit einer aufnahme für eine austauschbare werkzeugkomponente und verfahren zum austauschen einer werkzeugkomponente in einem werkzeug
WO2011157266A2 (de) Temperiertes werkzeug
DE102013001213A1 (de) Strahlschweißverfahren zum Fügen von Blechen
WO2023118298A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erwärmung eines fahrzeugrads
DE102004062896B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum formschlüssigen Verbinden von Werkstücken
DE102011100222A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus faserverstärktem Kunststoffmaterial
EP1849584B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Siegelwerkzeugen sowie eine Siegelstation mit nach diesem Verfahren hergestellten Siegelwerkzeugen
DE102016123495A1 (de) Werkzeug zum Gießen und/oder Umformen eines Bauteils, Gießvorrichtung, Presse und Verfahren zur Spaltkompensation
WO2020052818A1 (de) Verfahren zur herstellung eines geschweisstes hohlraumventil
EP2248615A1 (de) Temperierbares Werkzeug und Verfahren zur Herstellung desselben, Werkzeugträgerrahmen zur Aufnahme desselben
DE102019129175A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines rohrförmigen metallischen Bauteils
DE2124868A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Rohren durch Löten, Verschweißen oder Kleben
DE102008031222B4 (de) Trennvorrichtung und Trennverfahren
DE102013108014A1 (de) Anordnung von konturbezogenen Temperiersystemen für 3D-Freiformflächen und Werkzeugkomponenten

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15790075

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15790075

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1