WO2023126033A1 - Verfahren zur herstellung eines radialpresswerkzeuges sowie radialpresswerkzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines radialpresswerkzeuges sowie radialpresswerkzeug Download PDF

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WO2023126033A1
WO2023126033A1 PCT/DE2022/000125 DE2022000125W WO2023126033A1 WO 2023126033 A1 WO2023126033 A1 WO 2023126033A1 DE 2022000125 W DE2022000125 W DE 2022000125W WO 2023126033 A1 WO2023126033 A1 WO 2023126033A1
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blank
die
tool
radial pressing
axis
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PCT/DE2022/000125
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Soner TEKIN
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Rothenberger Ag
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/006—Cavity sinking
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    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte

Definitions

  • the present disclosure includes a method for producing a radial pressing tool and such a radial pressing tool.
  • Conventional radial pressing tools in particular the radial pressing tools referred to as pressing tongs, pressing rings and pressing slings, are set up to deform a tubular workpiece from an original oversize shape into a predetermined final shape by exerting forces acting radially to the tube axis.
  • This deformation brought about by the radial pressing tools is used, for example, to assemble a pipe end piece and a connection piece, such as a fitting, in such a way that a non-detachable, fluid-tight connection is produced.
  • the change in shape associated with the reshaping can include a radial and/or axial deformation of the assembly or individual parts thereof. Alternately or cumulatively, the change in shape may include a displacement of parts of the assembly relative to one another.
  • the radial pressing tools often grip the workpiece over more than 180° of the circumference. They must therefore be set up to be able to form a passage gap that is necessary for attaching and removing the radial pressing tool on or from the workpiece. In some cases, this is achieved structurally by means of a multi-part, coherent design of the radial pressing tool.
  • the mobility of the individual members relative to one another is dimensioned in such a way that the passage gap required for the stated purposes is present in at least one setting.
  • the radial swage tools are two-link swage rings having only one joint and two links connected therein.
  • the radial pressing tools usually have a die for forming the workpiece.
  • the matrix can be formed by a plurality of matrix elements which are arranged on the links.
  • the die elements form a die bore, for example.
  • the die elements usually each have a peripheral section of the entire circumference of the die bore.
  • the radial pressing tools are three-part pressing tongs, in which two levers equipped with matrix elements are connected to one another via a shackle.
  • the pressing tools are press chains or press slings with three or more links.
  • An object can therefore be seen as optimizing the production of a radial pressing tool, in particular a radial pressing tool of the type described above, in terms of costs.
  • a method for producing a radial pressing tool that is preferably designed to be movable in several parts, in particular the radial pressing tool described at the outset.
  • the radial press tool comprises a plurality of die elements and is set up to group the die elements in a ring shape into a die bore in a closed setting.
  • the radial pressing tool is set up to form a variable passage gap for a workpiece in open settings between two of the die elements.
  • die bore is to be understood in particular as meaning a passage which is set up to exert a die function in the radial and/or axial direction. This passage is at least brought to its final dimension by drilling.
  • drilling is in the present description, in particular, generally to be understood as a removal of material.
  • the proposed method comprises successive steps in the order given below: i) providing a blank for a matrix element, the blank being electrically conductive and having a surface area which forms or has a bulge running inwards around an axis, ii) electrochemical removal of the Surface area to the finished size of a peripheral portion of the die bore.
  • Electrochemical removal is to be understood as meaning a removing manufacturing process which makes use of electrolysis
  • Electrochemical removal is also referred to as ECM (Electro Chemical Machining) in specialist circles.
  • ECM Electro Chemical Machining
  • the surface area is brought to the finished size of the peripheral section of the die bore by the electrochemical removal without the surface area being directly touched by a tool for this purpose.
  • the tool can be used for any length of time. This saves costs in the production of the radial pressing tool, for example compared to a directly contacting surface treatment, such as milling, in which the service life of the milling cutters used is limited due to wear.
  • the electrochemical removal can take place by means of a tool cathode and in particular an electrolyte solution.
  • a tool cathode and in particular an electrolyte solution can take place by means of a tool cathode and in particular an electrolyte solution.
  • step ii it is possible, for example, that the blank and the tool cathode are brought into an initial position relative to one another, in which the tool cathode is spaced apart from the surface area of the blank by a joint gap, and in particular the electrolyte solution is located in the joint gap and in particular an electric current is applied, for example the tool cathode is charged with electric current.
  • the surface area can be effectively removed to the desired finished size.
  • the blank is used as an anode.
  • the tool cathode is, for example, a molding tool that serves as a cathode.
  • the electrolyte solution is, for example, a liquid that serves as an electrolyte.
  • the electrolytic solution can be an aqueous solution of sodium chloride or sodium nitrate.
  • the function of the electrolyte solution is to create an electrically conductive connection between the tool cathode and the blank serving as the anode.
  • the material removed from the blank can be transported away via the electrolyte solution.
  • the electrolyte solution also enables the electrochemical process to be cooled.
  • the electrolyte solution can be supplied to the joint gap in different ways.
  • the electrolyte solution can be fed to the joint gap axially with respect to the axis, ie in the direction of the axis.
  • the electrolytic solution can be supplied to the joint gap transversely to the axis, for example orthogonally to the axis. In this case it is possible, for example, that the electrolyte solution is tangential to the joint gap to the bulge is supplied.
  • the electrolytic solution can be supplied to the joint gap radially with respect to the axis.
  • the above supply options can also be used in the same way to discharge the electrolyte solution from the joint gap.
  • the electrolyte solution can also flow through the joint gap in different ways. For example, it can be provided that when step ii) is carried out, the electrolyte solution flows through the joint gap along the bulge of the blank running around the axis. Alternatively, it can be provided that when step ii) is carried out, the electrolyte solution flows through the joint gap transversely to the bulge of the blank running around the axis, for example flows through in the direction of the axis.
  • step ii) the tool cathode and/or the blank carry out a feed motion.
  • the tool cathode and the surface area of the blank to be present or kept at a desired distance from one another via the joint gap. This promotes the fact that the surface area of the blank is actually removed down to the desired finished size, in particular is removed with exact dimensions.
  • a possible embodiment consists in that during step ii) the joint gap is alternately larger and smaller and in particular the current application, for example the current application, by means of a vibration movement of the tool cathode and/or the blank the tool cathode, pulsates.
  • the desired finished size can be achieved with greater accuracy. This in particular because in this way the joint gap between the tool cathode and the blank can be kept extremely small, for example in the micrometer range. Overall, in this way greater precision can be achieved when machining the surface area.
  • the vibratory movement can take place with different orientations.
  • the vibrating movement can be carried out axially with respect to the axis, for example.
  • the vibrating movement can be carried out transversely and/or radially to the axis. It is advisable for the vibration movement to take place along a spatial axis, in the direction of which the tool cathode and/or the blank execute a feed movement or the feed movement described above. This favors a technically simple implementation, since the vibration movement and the feed movement use the same spatial axis.
  • the blank before step ii) the blank is attached to a workpiece carrier.
  • a movement of the blank to be carried out in step ii) is brought about by a movement of the workpiece carrier.
  • the workpiece carrier has at least one supply channel for the electrolyte solution.
  • the electrolyte solution can be fed to the joint gap via the feed channel in the workpiece carrier.
  • the workpiece carrier can have at least one discharge channel for electrolyte solution.
  • the Electrolyte solution can be discharged from the joint gap via the discharge channel in the workpiece carrier.
  • a targeted supply of the electrolyte solution in the joint gap is favored by the supply channel.
  • a targeted removal of the electrolyte solution from the joint gap is favored by the discharge channel.
  • the tool cathode performs a feed movement and/or vibration movement guided, in particular forcibly guided, on the workpiece carrier.
  • the feed movement can be the feed movement described above.
  • the vibratory movement can be the vibratory movement described above.
  • the workpiece carrier also has a function, in particular a guiding function, in relation to the tool cathode.
  • the workpiece carrier can have a guide surface for the tool cathode.
  • the workpiece carrier has a receptacle for the tool cathode, for example in order to movably accommodate the tool cathode therein.
  • the guide surface is a wall surface of the receptacle.
  • the tool cathode is movably, in particular displaceably, accommodated in the receptacle of the workpiece carrier.
  • the tool cathode therefore preferably has an active surface which maps the peripheral section of the die bore to be shaped by the electrochemical removal.
  • the active surface can have a counter-profiling that corresponds to a profiling of the peripheral section of the die bore. This profiling of the peripheral section forms, for example, together with profiling of the peripheral sections of the further die elements of the radial pressing tool, a profiling of the die bore.
  • the counter-profiling can have an elevation running in the circumferential direction in order to form an arc section of a preferably circular groove of the die bore.
  • the counter-profiling can also have surface sections that run convexly on the circumferential side on both sides of the elevation, in order to form an arc section of cylindrical bore sections of the die bore that are present on both sides of the groove.
  • the counter-profiling on both sides of the convex surface sections can have circumferentially straight surface sections in order to form a segment of a polygon, which is provided between the bore sections and the outlet openings of the die bore.
  • step ii) can be followed by hardening of the blank, for example in order to produce a hardened layer close to the surface.
  • Hardening improves the mechanical resistance of the matrix element.
  • the blank is hardened in the area of the peripheral section of the die bore that has been brought to the finished size. This area is particularly mechanically stressed during a pressing process of the radial pressing tool.
  • hardening is particularly effective on an electrochemically machined surface, such as a PCM machined surface. It was also found that the electrochemically processed surface, in particular the PCM-processed surface, is particularly suitable for laser hardening.
  • the following step can be carried out, for example: iii) applying, in particular local heating, to a selected area of the peripheral section of the die bore using a laser beam to form a hardened layer close to the surface in this area.
  • the selected area can be hardened locally.
  • a demarcation particularly a sharp demarcation, can be achieved between the hardened area and any unhardened areas. This is caused by the fact that only the selected area is locally warmed or heated by the action of the laser beam. Outside the selected area, the blank or the die element remains largely or completely unaffected by the heating by the laser beam, so that heat is transported to this cooler area outside. This promotes the rapid cooling of the locally heated area, which is necessary for hardening.
  • a quenching medium can be saved or at least used to a lesser extent.
  • the selected area can be in a transition between the peripheral section of the die bore and a subsequent or adjoining closing surface.
  • This closing surface forms a closing point in the closed setting of the radial pressing tool together with a closing surface of an adjacent die element.
  • the transition affected here rubs along the outer circumference of the pipe section to be pressed and is therefore subject to a relatively high mechanical load. Forming the hardened layer prevents premature wear at the transition.
  • the selected area may be adjacent to or spaced apart from an outside edge, particularly a marginal edge, as seen in the axial direction with respect to the axis.
  • the edge itself remains unhardened or at least largely unhardened, so that the edge still has a certain ability to absorb pressure.
  • the edge can still have a ductile structure, whereas the hardened layer is then formed in the subsequent transition.
  • the selected area lies between two opposite, outside edges, as viewed in the axial direction with respect to the axis. In this case, the two edges remain unhardened or at least largely unhardened.
  • the selected area may extend into or beyond the edge.
  • the edge is also covered by the hardened layer, so that premature edge wear is counteracted. This also applies if the selected area extends into the two opposite edges or beyond these edges.
  • edge is to be understood as meaning a linear extension or the area of a linear extension in which two surfaces or sides of the matrix element arranged at an angle to one another adjoin or lie against one another.
  • the edge can be at an angle to one another through the intersection of two arranged surfaces or sides of the matrix element.
  • the edge forms a common edge of the two surfaces or sides of the matrix element lying at an angle to one another.
  • the edge is preferably rounded or bevelled.
  • the blank comprises or consists of a hardenable material.
  • the blank has or consists of a metallic alloy.
  • the blank is a forging blank.
  • the blank can also be a cast blank, in particular an investment cast blank.
  • step i) several or a large number of Blanks are provided and in step ii) the electronic removal takes place with a package processing of the blanks.
  • package processing is to be understood in particular as meaning that the blanks are arranged in a predetermined position in relation to one another and are or can be processed at the same time or in a specific order. Package processing shortens the running time of a machine that carries out the electrochemical removal favored.
  • a method for producing a multi-part, movably constructed radial pressing tool comprises the steps: a) Production of at least two die elements by carrying out the method described above at least twice or by carrying out the method described above once in the configuration as stack processing b) Connecting the at least two die elements to the radial pressing tool by means of an intermediate member.
  • a radial pressing tool in particular a radial pressing tool with a multi-part movably constructed structure.
  • the radial pressing tool comprises a plurality of die elements and is set up, in a closed setting, to group the die elements in a ring shape to form a die bore. At least one of the die elements is made by the method described above. Further details and features result from the following description of several exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
  • FIG. 1 shows a side view of an exemplary embodiment of a radial pressing tool in a closed setting
  • FIG. 2 shows an enlarged section of FIG. 1 in the area of a die bore of the radial pressing tool
  • FIG. 3 shows a sectional view through the radial pressing tool of FIG. 1 along the section line A-A shown there as a partial section in the area of a die element
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a blank for a die element of the radial pressing tool according to FIG. 1 in a perspective view
  • 5 to 8 shows a perspective side view of the blank of FIG. 4 in an arrangement with a tool cathode for carrying out electrochemical machining of a specific surface area of the blank with different directions of movement of a feed movement, a vibration movement and a direction of flow of an electrolyte solution drawn in by way of example, and
  • FIGS. 9 shows an exemplary embodiment of a workpiece carrier for package processing in a perspective representation.
  • Figures 1 to 3 show - in a schematic representation - the structure of an exemplary embodiment of a radial pressing tool 1.
  • the exemplary radial pressing tool 1 comprises a plurality, for example two matrix elements 2, 2 '.
  • the die elements 2, 2' are preferably designed in such a way that they join together to form a profiled die bore 3 when the radial pressing tool 1 is in a closed position, for example as shown in FIG.
  • the die bore 3 is preferably defined over the entire planar circumferential angle, with the exception of any rounded edges that may be present.
  • the die bore 3 can have three different profile sections in the axial direction.
  • a first profile section which is arranged, for example, in the middle of the die bore 3, can define a rounded groove 4.
  • the groove 4 is essentially circular.
  • the groove 4 is followed on both sides by second profile sections, for example of the same type, which essentially define cylindrical bore sections 5 , 6 .
  • the cylindrical bore sections 5, 6 are preferably designed to be relatively short.
  • third profile sections are provided on both sides, which define multiple edges 9, 10.
  • the multiple edges 9, 10 are two multiple edges of the same size and/or of the same orientation.
  • the polygons 9, 10 are designed as hexagons.
  • the die bore 3 is divided into peripheral sections 11, 11' by the die elements 2, 2'.
  • closing surfaces Adjacent to the peripheral sections 11, 11', in particular directly adjacent to the peripheral sections 11, 11', closing surfaces adjoin the peripheral side on both sides.
  • the closing surfaces preferably extend over the entire axial extent of the die bore 3 .
  • the closing surfaces of adjacent die elements 2, 2' which border on one side of the peripheral sections 11, 11', face each other and define a closing point 12, 13, respectively.
  • the two die elements 2, 2' provided there each form a half die of the die bore 3.
  • the die bore 3 is divided into a flat surface, with four closing surfaces facing one another when the radial pressing tool 1 is in the closed position.
  • the closing surfaces 14, 15 associated with the lower matrix element 1 are indicated in FIG.
  • the exemplary radial pressing tool 1 is shown as an example in a configuration which is generically referred to as pressing tongs 20 in technical circles and in the present case.
  • a pressing pliers 20 comprises two two-armed levers 21, 22 which are connected to one another via an intermediate member 23.
  • the intermediate member 23 is designed as a double-layer strap.
  • the pressing tongs 20 have two connection points 24, 25 for a drive device (not shown in FIGS. 1 to 3) on the arms of the two-armed levers 21, 22 protruding from the intermediate member 23 on the one hand.
  • the energy required for forming a workpiece can be introduced into the pressing tongs 20 via these connection points 24 , 25 .
  • connection points 24, 25 are preferably set up for an attack by rollers and designed, for example, as a rolling surface.
  • a drive device compatible therewith could comprise a roller tappet, the rollers of which act against the connection points 24, 25 in order to actuate the pressing tongs 20.
  • the pressing tongs 20 have one of the matrix elements 2, 2' on the arms of the two-armed levers 21, 22 that protrude from the intermediate member 23 on the other side.
  • the matrix elements 2, 2' are preferably formed integrally on the respectively associated arm of the two-armed lever 21, 22.
  • the pressing tongs 20 can be viewed as a three-part radial pressing tool, since the intermediate member 23 forms a section of the force-conducting structure of the pressing tongs 20 .
  • only the two-armed levers 21, 22 and thus only two members of the force-conducting structure are equipped with matrix elements 2, 2'.
  • the two-armed levers 21, 22 for pivoting the die elements 2, 2' apart from the closed setting shown are preferably attached in an articulated manner to the intermediate member 23 by two bolts 26, 27.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a blank 30 for a die element of a radial pressing tool.
  • the exemplary blank 30 can do this be used to produce the die element 2 described above or the die element 2' described above.
  • the following explanations refer to the production of the die element 2 as an example.
  • the exemplary blank 30 is, for example, a forging-formed metal tube ring, referred to in the art as a forging blank.
  • the exemplary blank 30 has a surface area 31 which is designed to be brought to the finished size of the peripheral section 11 by removing material, ie to the finished size of the part of the die bore 3 defined by the die element 2 .
  • the surface area 31 of the exemplary blank 30 can already have a specific configuration.
  • the surface area 31 has a bulge 33 running inwards about an axis 32 or forms such a bulge 33 .
  • the bulge 33 is defined over the entire flat circumferential angle.
  • the bulge 33 is designed to be round, in particular circular or essentially circular.
  • the bulge 33 is flat in the axial direction with respect to the axis 32 or already has at least a rudimentary profiling from which the profiling of the peripheral section 11 of the matrix element 2 can be formed by removing material.
  • the exemplary blank 30 for the matrix element 2 can be an integral part of a lever blank 40, which can be used to produce one of the two-armed levers 21, 22 described above. An embodiment of such a lever blank 40 is shown in FIG. 4 by way of example.
  • the lever blank preferably has an elongate extent in order to be able to form the elongate lever 21 or 22 .
  • the axis 32 around which the bulge 33 runs preferably extends transversely, in particular orthogonally, thereto.
  • the exemplary blank 30 includes or consists of an electrically conductive material.
  • This enables electrochemical machining and the surface area 31 can be brought to the finished size of the peripheral section 11 of the matrix element 2 by electrochemical removal.
  • This can be done in such a way that the exemplary blank 30 and a tool cathode 50 are brought into an initial position relative to one another, in which the tool cathode 50 is spaced apart from the surface region 31 of the exemplary blank 30 by a joint gap 60, with the joint gap 60 there is an electrolyte solution.
  • Figures 5 to 8 show an example and in a schematic representation of the tool cathode 50 and the exemplary blank 30, shown as an example as an integral part of the lever blank 40, in this starting position in a possible arrangement variant.
  • the exemplary blank 30 is arranged under or below the tool cathode 50 and has its bulge 33 in the direction of an active surface 51 of the tool cathode 50.
  • the joint gap 60 is at least indicated there.
  • An electrical voltage source which can be external, for example, generates an electrical current flow, with the tool cathode 50 being polarized as the cathode and the exemplary blank 30 being polarized as the anode.
  • the electron current generated in this way releases metal ions from the surface area 31 of the exemplary blank 30. These metal ions can be transported away by the electrolyte solution.
  • the joint gap 60 should therefore be flowed through by the electrolyte solution during the electrochemical removal. This can be done, for example, by the electrolyte solution flowing through the joint gap 60 around the axis 32 along the bulge 33 . In FIGS. 5 and 6, this flow is indicated by arrows A as an example.
  • the electrolyte solution can also flow through the joint gap 60 transversely to the bulge 33 running around the axis 32 , in particular in the axial direction with respect to the axis 32 . This variant of the through-flow is indicated in FIGS. 7 and 8 by way of example using the arrow A'.
  • the tool cathode 50 and/or the exemplary blank 30 should perform a feed movement during the electrochemical machining.
  • a feed movement is, for example, a linear movement, preferably transverse, in particular orthogonal, to an imaginary chord spanning the bulge 33 and preferably in the direction of the exemplary blank 30.
  • the peripheral section 11 of the die bore 3 is produced by the electrochemical removal of the surface area 31 of the exemplary blank 30 without the molding tool, ie the tool cathode 50, coming into direct contact with the surface area 31. As a result, there is no contact-related wear of the molding tool.
  • the effective surface 51 of the tool cathode 50 is designed in such a way that it forms the peripheral section 11 of the die bore 3 to be shaped.
  • the joint gap 60 should be minimized. This can be achieved in that the tool cathode 50 and/or the exemplary blank 30 executes a vibratory movement and in this way the joint gap 60 alternately becomes larger and smaller.
  • the application of current is preferably carried out in a pulsating manner.
  • this vibrational movement is carried out only by a movement of the tool cathode 50 and is indicated by arrow C as an example.
  • the vibrating movement is, for example, a linear movement.
  • the vibrational motion can be along the spatial axis take place, in the direction of which the tool cathode 50 carries out its feed movement, as indicated by way of example in FIGS.
  • the vibration movement can take place transversely, in particular orthogonally, to the feed movement, for example in the axial direction with respect to the axis A or transversely, in particular orthogonally thereto.
  • a vibrating movement of the tool cathode 50 is indicated as an example orthogonally to the feed movement (arrow B) and orthogonally to the axis 32 by means of the arrow C'.
  • the active surface 51 of the tool cathode 50 should have a corresponding counter-profiling.
  • a counter-profiling of the tool cathode 50 is at least indicated in FIGS.
  • the counter-profiling 52 has an elevation 53 running around the axis 32 or in the circumferential direction, through which the arcuate section of the groove 4 of the die bore 3 associated with the die element 2 is produced.
  • the counter-profiling 52 on both sides of the elevation 53 has adjoining circumferentially convex surface sections, through which the arched section of the cylindrical bore sections 5, 6 of the matrix bore 3 present on both sides of the groove 4 are generated.
  • the counter-profiling 52 can also have surface sections running in a straight line on the circumferential side on both sides of the convex surface sections have, through which the section of the multi-edge 9, 10 of the die hole 3 associated with the die element 2 is generated.
  • the exemplary blank 30 is preferably arranged on a workpiece carrier, in particular held thereon, for example clamped thereon.
  • the exemplary blank 30 is arranged on the workpiece carrier in the position shown in FIGS.
  • the workpiece carrier can be set up to accommodate several or a large number of blanks. This, for example, to save set-up time. Any movements of the exemplary blank 30 during its electrochemical processing can thereby be carried out by the workpiece carrier, with the blank 30 being able to be immovable relative to the workpiece carrier.
  • FIG. 9 shows an example of an embodiment of such a workpiece carrier 70.
  • the workpiece carrier 70 can have a large number of receptacles 71 for receiving blanks, for example blanks of the same type or size.
  • the workpiece carrier 70 is preferably designed in such a way that the blanks are present on it in the same orientation to one another.
  • a single blank is preferably assigned to each of the receptacles 71 , it also being possible, in principle, for a plurality of blanks to be assigned to one receptacle 71 .
  • the blank 30 or lever blank 40 described above is assigned to the receptacles 71 and accommodated therein.
  • the workpiece carrier is designed in such a way that the tool cathode required for electrochemical machining can be guided and moved on it.
  • the workpiece carrier has a tool holder for this purpose, which is set up for the electrochemical machining of an associated blank.
  • a plurality of tool holders 72 for a plurality of tool cathodes are provided, for example, which are designed there, for example, in the manner of the tool cathode 50 in FIGS.
  • the tool holders 72 are each assigned to one of the holders 71 for the blanks 30 or lever blanks 40 .
  • the workpiece carrier preferably has a feed channel and/or discharge channel for electrolyte solution.
  • a plurality of feed channels 73 are provided for the electrolyte solution.
  • the feed channels 73 are each assigned to one of the tool holders 72 and/or one of the blank holders 71 .
  • the inlet opening of the feed channels 73 is arranged on the front side of the workpiece carrier 70 .
  • at least one discharge channel 74 is arranged laterally thereto on the workpiece carrier 70 .
  • the exemplary blank 30 is hardened in the area of the circumferential section 11 of the die bore 3 that has been brought to the finished size.
  • This area is particularly mechanically stressed during a pressing process of the radial pressing tool 1 .
  • a selected area of this peripheral section 11 is preferably acted upon by a laser beam, in particular locally heated. The local heating promotes rapid cooling over the subsequent area of the blank 30 that has still remained cold.
  • the selected area can be in a transition between the peripheral section 11 and the adjoining closing surface 14 or 15, which is described above for FIGS.
  • the selected area may be adjacent to or spaced from an outside edge 16 ( Figure 3) as viewed axially with respect to the axis 32 of the exemplary blank 30 .
  • This edge 16 then remains unhardened or at least largely unhardened.
  • the proposed method can also be used to produce other radial pressing tools.
  • the proposed method can also be used to produce a radial pressing tool, referred to in technical circles as a pressing ring, or a radial pressing tool, referred to in technical circles as a pressing collar. reference sign list

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines Radialpresswerkzeuges (1) vor, wobei das Radialpresswerkzeug (1) mehrere Matrizenelemente (2, 2') umfasst und eingerichtet ist, in einer geschlossenen Einstellung die Matrizenelemente (2, 2') ringförmig zu einer Matrizenbohrung (3) zu gruppieren. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst in der angegebenen Reihenfolge aufeinanderfolgende Schritte: iii) Bereitstellen eines Rohlings (30) für ein Matrizenelement (2), wobei der Rohling (30) elektrisch leitfähig ist und einen Oberflächenbereich (31) hat, welcher eine nach innen um eine Achse (32) umlaufende Auswölbung (33) ausbildet; iv) elektrochemisches Abtragen des Oberflächenbereichs (31) auf das Fertigmaß eines Umfangsabschnitts (11) der Matrizenbohrung (3). Die vorliegende Offenbarung schlägt ferner ein Radialpresswerkzeug (1) vor, welches mittels dieses Verfahrens hergestellt ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Radialpresswerkzeuges sowie Radialpre sswerkzeug
Die vorliegende Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Radialpresswerkzeuges und ein solches Radialpresswerkzeug .
Gebräuchliche Radialpresswerkzeuge, insbesondere die als Presszange, Pressring und Pressschlinge bezeichneten Radialpresswerkzeuge, sind eingerichtet, ein rohrförmiges Werkstück durch Ausübung von radial zur Rohrachse wirkenden Kräften aus einer ursprünglichen Übermaßgestalt in eine vorgegebene Endgestalt umzuformen. Diese durch die Radialpresswerkzeuge bewirkte Umformung wird beispielsweise genutzt, um einen Zusammenbau aus einem Rohrendstück und einem Anschlussstück, wie einem Fitting, derart zu realisieren, dass eine unlösbare fluiddichte Verbindung hergestellt ist. Dabei kann die mit der Umformung einhergehende Gestaltänderung eine radiale und/oder axiale Verformung des Zusammenbaus oder einzelner Teile davon umfassen. Die Gestaltänderung kann alternativ oder kumulativ eine Verlagerung von Teilen des Zusammenbaus relativ zueinander umfassen.
Weitere Einzelheiten diesbezüglich offenbaren die Druckschriften DE 10144 100 CI und DE 102008 010 083 Al, auf die hier zum Zwecke der Ergänzung der vorliegenden Offenbarung mit dem Hinweis verwiesen wird, dass die zitierten Druckschriften etwaigen gleichlautenden Begriffen eventuell eine Bedeutung beilegen, die von der Bedeutung in der vorliegenden Offenbarung abweicht. Die Radialpresswerkzeuge greifen häufig auf mehr als 180° des Umfangs am Werkstück an. Sie müssen daher eingerichtet sein, einen zum Ansetzen und Abnehmen des Radialpresswerkzeugs am bzw. vom Werkstück erforderlichen Durchtrittspalt ausbilden zu können. Dies wird in einigen Fällen konstruktiv durch einen mehrgliedrig zusammenhängenden Aufbau des Radialpresswerkzeugs erreicht. In diesen Fällen ist die Beweglichkeit der einzelnen Glieder zueinander so bemessen, dass in wenigstens einer Einstellung der für die genannten Zwecke erforderliche Durchtrittspalt vorliegt. In einigen Ausführungen sind die Radialpresswerkzeuge zweigliedrige Pressringringe mit lediglich einem Gelenk und zwei darin zusammenhängenden Gliedern .
Zur Umformung des Werkstücks weisen die Radialpresswerkzeuge üblicherweise eine Matrize auf. Die Matrize kann durch mehrere Matrizenelemente gebildet sein, die an den Gliedern angeordnet sind. In einer Einstellung der Glieder bilden die Matrizenelemente beispielsweise eine Matrizenbohrung aus. Dazu weisen die Matrizenelemente üblicherweise jeweils einen Umfangsabschnitt des Gesamtumfangs der Matrizenbohrung auf. In einer oder mehreren anderen Einstellungen der Glieder liegt wenigstens zwischen zwei Matrizenelementen ein ausreichender Durchtrittspalt für das Werkstück vor. In schlichten Ausführungen sind nur zwei Matrizenelemente vorgesehen, die in besonderen Ausführungen direkt in den Gliedern integral ausgebildet sind. In anderen Ausführungen sind die Radialpresswerkzeuge dreigliedrige Presszangen, bei denen zwei mit Matrizenelementen ausgerüstete Hebel über eine Lasche miteinander verbunden sind. In wiederum anderen Ausführungen sind die Presswerkzeuge Pressketten oder Pressschlingen mit drei oder mehr Gliedern.
Die Art und Weise der Herstellung eines solchen Radialpresswerkzeuges kann in manchen Situationen zu erhöhten Kosten führen. Zur maßgenauen Ausformung der Matrizenbohrung werden üblicherweise konventionelle Fräsverfahren genutzt, wobei beispielsweise Rundfräser eingesetzt werden. Je nach Abmessung der Matrizenbohrung ist es häufig erforderlich, auf relativ kleine Rundfräser zurückzugreifen, welche jedoch früher verschleißen. Dies bereits trägt dazu bei, dass die Fertigung des Radialpresswerkzeuges aufwändiger und teurer wird .
Eine Aufgabe kann daher darin gesehen werden, die Herstellung eines Radialpresswerkzeuges, insbesondere eines Radialpresswerkzeuges der vorstehend beschriebenen Art, kostenmäßig zu optimieren.
Die Aufgabe wird mit einem Herstellungsverfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Radialpresswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 23 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren .
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise mehrgliedrig beweglich aufgebauten Radialpresswerkzeuges, insbesondere des eingangs beschriebenen Radialpresswerkzeuges vorgeschlagen. Das Radialpresswerkzeug umfasst mehrere Matrizenelemente und ist eingerichtet, in einer geschlossenen Einstellung die Matrizenelemente ringförmig zu einer Matrizenbohrung zu gruppieren.
Insbesondere ist das Radialpresswerkzeug eingerichtet, in geöffneten Einstellungen zwischen zwei der Matrizenelemente einen veränderlichen Durchtrittspalt für ein Werkstück auszubilden .
Unter dem Begriff „Matrizenbohrung" ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere ein Durchgang zu verstehen, welcher eingerichtet ist, in radialer und/oder axialer Richtung eine Matrizenfunktion auszuüben. Dieser Durchgang ist durch Bohren zumindest auf sein Endmaß gebracht. Unter dem Begriff „Bohren" ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere allgemein ein Abtragen von Material zu verstehen.
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst in der nachfolgend angegebenen Reihenfolge aufeinanderfolgende Schritte: i) Bereitstellen eines Rohlings für ein Matrizenelement, wobei der Rohling elektrisch leitfähig ist und einen Oberflächenbereich hat, welcher eine nach innen um eine Achse umlaufende Auswölbung ausbildet oder aufweist, ii) elektrochemisches Abtragen des Oberflächenbereichs auf das Fertigmaß eines Umfangsabschnitts der Matrizenbohrung .
Unter dem Begriff „elektrochemisches Abtragen" ist in der vorliegenden Beschreibung ein abtragendes Fertigungsverfahren zu verstehen, welches sich die Elektrolyse zunutze macht. Das elektrochemische Abtragen wird in Fachkreisen auch als ECM (Electro Chemical Machining) bezeichnet. Durch das elektrochemische Abtragen wird der Oberflächenbereich auf das Fertigmaß des Umfangsabschnitts der Matrizenbohrung gebracht, ohne dass der Oberflächenbereich dazu von einem Werkzeug direkt berührt wird. Dadurch bleibt ein kontaktbedingter Verschleiß des Werkzeuges aus. Das Werkzeug kann im Grunde zeitlich beliebig lange eingesetzt werden. Dies spart Kosten bei der Herstellung des Radialpresswerkzeuges beispielsweise im Vergleich zu einer direkt kontaktierenden Oberflächenbearbeitung, wie beispielsweise dem Fräsen, bei dem die Lebensdauer der eingesetzten Fräser verschleißbedingt eingeschränkt ist.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass durch das elektrochemische Abtragen eine Kaltverfestigung des Oberflächenbereichs wirkungsvoll verhindert ist. Es konnte beobachtet werden, dass durch das elektrochemische Abtragen eine die Kaltverfestigung bewirkende Änderung in der Gefügestruktur des Oberflächenbereiches ausbleibt. Eine solche Kaltverfestigung tritt üblicherweise bei einer direkt kontaktierenden Oberflächenbearbeitung, wie beispielsweise dem Fräsen, verstärkt auf und ist im Oberflächenbereich eigentlich unerwünscht. Um die Kaltverfestigung wieder abzubauen, können zusätzliche Verfahrensschritte notwendig werden, welche die Herstellungskosten erhöhen.
Das elektrochemische Abtragen kann mittels einer Werkzeugkathode und insbesondere einer Elektrolytlösung erfolgen. Zum Ausführen des Schrittes ii) bietet sich beispielsweise an, dass der Rohling und die Werkzeugkathode relativ zueinander in eine Ausgangsposition gebracht werden, in welcher die Werkzeugkathode durch einen Fugenspalt von dem Oberflächenbereich des Rohlings beabstandet vorliegt, und insbesondere die Elektrolytlösung sich in dem Fugenspalt befindet und insbesondere eine Beaufschlagung mit elektrischem Strom erfolgt, beispielweise die Werkzeugkathode mit elektrischem Strom beaufschlagt wird. Dadurch ist das Abtragen des Oberflächenbereiches auf das gewünschte Fertigmaß effektiv zu erreichen. Der Rohling ist dabei als Anode genutzt.
Bei der Werkzeugkathode handelt es sich beispielsweise um ein Abformwerkzeug, welches als Kathode dient. Bei der Elektrolytlösung handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, welche als Elektrolyt dient. Die Elektrolytlösung kann eine wässrige Lösung von Natriumchlorid oder Natriumnitrat sein. Die Elektrolytlösung hat die Funktion, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Werkzeugkathode und dem als Anode dienenden Rohling herzustellen. Darüber hinaus kann über die Elektrolytlösung das von dem Rohling abgetragene Material abtransportiert werden. Auch ermöglicht die Elektrolytlösung eine Kühlung des elektrochemischen Prozesses.
Die Elektrolytlösung kann dem Fugenspalt in unterschiedlicher Art und Weise zugeführt werden. Beispielsweise kann die Elektrolytlösung dem Fugenspalt axial bezüglich der Achse, also in Richtung der Achse, zugeführt werden. Alternativ kann die Elektrolytlösung dem Fugenspalt quer zur Achse, beispielsweise orthogonal zur Achse, zugeführt werden. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, dass die Elektrolytlösung dem Fugenspalt tangential zur Auswölbung zugeführt wird. Auch kann die Elektrolytlösung dem Fugenspalt radial bezüglich der Achse zugeführt werden. Die vorstehenden Möglichkeiten der Zuführung können in gleicher Weise auch dazu genutzt sein, um die Elektrolytlösung aus dem Fugenspalt abzuführen .
Die Elektrolytlösung kann ferner den Fugenspalt in unterschiedlicher Art und Weise durchströmen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass beim Ausführen des Schrittes ii) die Elektrolytlösung den Fugenspalt entlang der um die Achse verlaufenden Auswölbung des Rohlings durchströmt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass beim Ausführen des Schrittes ii) die Elektrolytlösung den Fugenspalt quer zu der um die Achse verlaufenden Auswölbung des Rohlings durchströmt, beispielsweise in Richtung der Achse durchströmt.
Es bietet sich an, dass während des Schrittes ii) die Werkzeugkathode und/oder der Rohling eine Vorschubbewegung ausführen bzw. ausführt. Dies ermöglicht beispielsweise, dass die Werkzeugkathode und den Oberflächenbereich des Rohlings über den Fugenspalt in einem gewünschten Abstand zueinander vorliegen bzw. gehalten werden. Damit ist begünstigt, dass der Oberflächenbereich des Rohlings auch tatsächlich bis auf das angestrebte Fertigmaß abgetragen wird, insbesondere maßgenau abgetragen wird.
Eine mögliche Ausgestaltung besteht darin, dass während des Schrittes ii) mittels einer Vibrationsbewegung der Werkzeugkathode und/oder des Rohlings der Fugenspalt abwechselnd größer und kleiner wird und insbesondere die Strombeaufschlagung, beispielsweise die Strombeaufschlagung der Werkzeugkathode, pulsiert. Dadurch kann das angestrebte Fertigmaß mit höherer Genauigkeit erreicht werden. Dies insbesondere dadurch, dass auf diese Weise der Fugenspalt zwischen der Werkzeugkathode und dem Rohling extrem klein, beispielsweise im Mikrometerbereich, gehalten werden kann. Insgesamt kann auf diese Weise eine höhere Präzision bei der Bearbeitung des Oberflächenbereichs erreicht werden.
Die Vibrationsbewegung kann mit unterschiedlicher Ausrichtung erfolgen. Die Vibrationsbewegung kann beispielsweise axial bezüglich der Achse ausgeführt werden. Alternativ kann die Vibrationsbewegung quer und/oder radial zur Achse ausgeführt werden. Es bietet sich an, dass die Vibrationsbewegung entlang einer Raumachse erfolgt, in dessen Richtung die Werkzeugkathode und/oder der Rohling eine Vorschubbewegung bzw. die vorstehend beschriebene Vorschubbewegung ausführen. Dadurch ist eine technisch einfache Realisierung begünstigt, da die Vibrationsbewegung und die Vorschubbewegung die gleiche Raumachse nutzen.
Bei einer möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass vor dem Schritt ii) der Rohling an einem Werkstückträger angebracht wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine in dem Schritt ii) auszuführende Bewegung des Rohlings durch eine Bewegung des Werkstückträgers bewirkt wird. Beispielsweise weist der Werkstückträger wenigstens einen Zuführkanal für Elektrolytlösung auf. In diesem Fall kann die Elektrolytlösung dem Fugenspalt über den Zuführkanal im Werkstückträger zugeführt werden. Ergänzend oder alternativ kann der Werkstückträger wenigstens einen Abführkanal für Elektrolytlösung aufweisen. In diesem Fall kann die Elektrolytlösung aus dem Fugenspalt über den Abführkanal im Werkstückträger abgeführt werden. Durch den Zuführkanal ist eine gezielte Zufuhr der Elektrolytlösung in dem Fugenspalt begünstigt. Durch den Abführkanal ist eine gezielte Abfuhr der Elektrolytlösung aus dem Fugenspalt begünstigt.
Es kann vorgesehen sein, dass während des Schrittes ii) die Werkzeugkathode eine an dem Werkstückträger geführte, insbesondere zwangsgeführte Vorschubbewegung und/oder Vibrationsbewegung ausführt. Bei der Vorschubbewegung kann es sich um die vorstehend beschriebene Vorschubbewegung handeln. Bei der Vibrationsbewegung kann es sich um die vorstehend beschriebene Vibrationsbewegung handeln. Dadurch kommt dem Werkstückträger neben seiner Funktion als Träger für den Rohling zusätzlich eine Funktion, insbesondere Führungsfunktion, in Bezug auf die Werkzeugkathode zu.
Dazu kann der Werkstückträger eine Führungsfläche für die Werkzeugkathode aufweisen. Insbesondere weist der Werkstückträger eine Aufnahme für die Werkzeugkathode auf, beispielsweise um darin die Werkzeugkathode beweglich aufzunehmen. Beispielsweise ist die Führungsfläche eine Wandungsfläche der Aufnahme. Beispielsweise ist die Werkzeugkathode in der Aufnahme des Werkstückträgers bewegbar, insbesondere verschiebbar, aufgenommen.
Das elektrochemische Abtragen wird in Fachkreisen den abbildenden Verfahren zugeordnet. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren weist die Werkzeugkathode daher bevorzugt eine Wirkfläche auf, welche den durch das elektrochemische Abtragen zu formenden Umfangsabschnitt der Matrizenbohrung abbildet. Die Wirkfläche kann eine mit einer Profilierung des Umfangsabschnitts der Matrizenbohrung korrespondierende Gegenprofilierung aufweisen. Diese Profilierung des Umfangsabschnittes bildet beispielsweise mit Profilierungen der Umfangsabschnitte der weiteren Matrizenelemente des Radialpresswerkzeuges gemeinsam eine Profilierung der Matrizenbohrung aus.
Die Gegenprofilierung kann eine in Umfangsrichtung verlaufende Erhöhung aufweisen, um einen Bogenabschnitt einer vorzugsweise kreisförmigen Rille der Matrizenbohrung auszubilden. Die Gegenprofilierung kann ferner beidseits der Erhöhung sich anschließende umfangsseitig konvex verlaufende Flächenabschnitte aufweisen, um einen Bogenabschnitt von beidseits der Rille vorliegenden zylindrischen Bohrungsabschnitten der Matrizenbohrung auszubilden. Darüber hinaus kann die Gegenprofilierung beidseits der konvexen Flächenabschnitte umfangsseitig geradlinig verlaufende Flächenabschnitte aufweisen, um einen Streckenabschnitt eines Mehrkants auszubilden, welcher zwischen den Bohrungsabschnitten und den Austrittsöffnungen der Matrizenbohrung vorgesehenen ist.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann nach dem Schritt ii) ein Härten des Rohlings vorgesehen sein, beispielsweise um eine oberflächennahe Härteschicht zu erzeugen. Durch das Härten ist eine verbesserte mechanische Widerstandsfähigkeit des Matrizenelementes zu erreichen. Beispielsweise wird der Rohling im Bereich des auf Fertigmaß gebrachten Umfangsabschnitts der Matrizenbohrung gehärtet. Dieser Bereich ist bei einem Pressvorgang des Radialpresswerkzeuges in besonderem Maße mechanisch beansprucht.
Es wurde festgestellt, dass bei einer elektrochemisch bearbeiteten Oberfläche, beispielsweise einer PCM-bearbeiteten Oberfläche, das Härten besonders effektiv ist. Es wurde ferner festgestellt, dass die elektrochemisch bearbeitete Oberfläche, insbesondere die PCM-bearbeitete Oberfläche, für ein Laserhärten besonders geeignet ist. Zum Ausfuhren einer Laserhärtung kann beispielsweise der folgende Schritt ausgeführt werden: iii) Beaufschlagen, insbesondere lokales Erwärmen eines ausgewählten Bereiches des Umfangsabschnitts der Matrizenbohrung mittels eines Laserstrahles zur Ausbildung einer oberflächennahen Härteschicht in diesem Bereich.
Durch Nutzung des Laserstrahles lässt sich gezielt der ausgewählte Bereich lokal härten. Es kann eine Abgrenzung, insbesondere scharfe Abgrenzung zwischen dem gehärteten Bereich und etwaigen nicht gehärteten Bereichen erreicht werden. Dies ist dadurch bewirkt, dass durch das Einwirken des Laserstrahles nur der ausgewählte Bereich lokal erwärmt bzw. erhitzt wird. Außerhalb des ausgewählten Bereiches bleibt der Rohling bzw. das Matrizenelement weitgehend oder vollständig unbeeinflusst von der Erwärmung durch den Laserstrahl, so dass es zu einem Wärmetransport in diesen außerhalb liegenden kühleren Bereich kommt. Dies begünstigt die zum Härten notwendige schnelle Abkühlung des lokal erhitzten Bereiches. Ein Abschreckmedium kann eingespart werden oder ist zumindest in geringerem Maße einzusetzen.
Der ausgewählte Bereich kann in einem Übergang zwischen dem Umfangsabschnitt der Matrizenbohrung und einer sich daran anschließenden bzw. angrenzenden Schließfläche liegen. Diese Schließfläche bildet beispielsweise in der geschlossenen Einstellung des Radialpresswerkzeuges zusammen mit einer Schließfläche eines benachbarten Matrizenelementes eine Schließstelle aus. Der hier betroffene Übergang schrubbt im Zuge einer Schließbewegung der benachbarten Matrizenelemente an dem Außenumfang des zu verpressenden Rohrstückes entlang und unterliegt dadurch einer relativ hohen mechanischen Belastung. Durch Ausbilden der Härteschicht ist verhindert, dass es zu einem frühzeitigen Verschleiß an dem Übergang kommt.
Der ausgewählte Bereich kann, in axialer Richtung bezüglich der Achse gesehen, angrenzend an oder beabstandet zu einer außenseitigen Kante, insbesondere Randkante, liegen. Dadurch verbleibt die Kante selbst ungehärtet oder zumindest weitgehend ungehärtet, so dass der Kante noch eine gewisse Druckaufnahmefähigkeit zukommt. Die Kante kann noch ein duktiles Gefüge aufweisen, wohingegen in dem anschließenden Übergang dann die Härteschicht ausgebildet ist. Beispielsweise liegt der ausgewählte Bereich, in axialer Richtung bezüglich der Achse gesehen, zwischen zwei einander gegenüberliegenden, außenseitigen Kanten. In diesem Fall verbleiben die beiden Kanten ungehärtet oder zumindest weitgehend ungehärtet. Alternativ kann der ausgewählte Bereich sich bis in die Kante oder bis über die Kante hinaus erstrecken. Dadurch ist die Kante von der Härteschicht mitumfasst, so dass einem verfrühten Kantenverschleiß entgegengewirkt ist. Das betrifft auch den Fall, dass der ausgewählte Bereich sich bis in die beiden einander gegenüberliegenden Kanten oder bis über diese Kanten hinaus erstreckt.
Unter dem Begriff „Kante" ist in der vorliegenden Beschreibung eine linienförmige Erstreckung oder der Bereich einer linienförmigen Erstreckung zu verstehen, in welcher zwei winkelig zueinander angeordnete Flächen bzw. Seiten des Matrizenelementes aneinandergrenzen bzw. aneinander liegen. Die Kante kann durch die Schnittlinie zweier winkelig zueinander angeordneter Flächen bzw. Seiten des Matrizenelementes gebildet sein. Insbesondere bildet die Kante einen gemeinsamen Rand der beiden winkelig zueinander liegenden Flächen bzw. Seiten des Matrizenelementes. Um vor Verletzungen zu schützen, ist die Kante bevorzugt abgerundet ausgebildet oder angeschrägt.
Um das vorstehend beschriebene Härten auszuführen, weist der Rohling ein härtbares Material auf oder besteht daraus. Beispielsweise weist der Rohling eine metallische Legierung auf oder besteht daraus. Beispielsweise handelt es sich bei dem Rohling um einen Schmiederohling. Grundsätzlich kann der Rohling auch ein Gussrohling, insbesondere Feingussrohling sein.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass in dem Schritt i) mehrere oder eine Vielzahl von Rohlingen bereitgestellt werden und in dem Schritt ii) das elektronische Abtragen mit einer Paketbearbeitung der Rohlinge erfolgt. Unter dem Begriff „Paketbearbeitung" ist insbesondere zu verstehen, dass die Rohlinge in einer vorgegebenen Lage zueinander angeordnet vorliegen und zeitgleich oder zeitlich in einer bestimmten Reihenfolge bearbeitet werden bzw. werden können. Durch die Paketbearbeitung ist eine Verkürzung der Laufzeit einer das elektrochemische Abtragen ausführenden Maschine begünstigt.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines mehrgliedrig beweglich aufgebauten Radialpresswerkzeuges vorgeschlagen, welches die Schritte umfasst: a) Herstellung wenigstens zweier Matrizenelemente durch wenigstens zweimaliges Ausführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens oder durch einmaliges Ausführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens in der Ausgestaltung als Paketbearbeitung b) Verbinden der wenigstens zwei Matrizenelemente mittels eines Zwischengliedes zu dem Radialpresswerkzeug.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Radialpresswerkzeug, insbesondere ein mehrgliedrig beweglich aufgebautes Radialpresswerkzeug, vorgeschlagen. Das Radialpresswerkzeug umfasst mehrere Matrizenelemente und ist eingerichtet, in einer geschlossenen Einstellung die Matrizenelemente ringförmig zu einer Matrizenbohrung zu gruppieren. Wenigstens eines der Matrizenelemente ist durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt. Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine exemplarische Ausführungsform eines Radialpresswerkzeuges in einer geschlossenen Einstellung,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 1 im Bereich einer Matrizenbohrung des Radialpresswerkzeuges,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch das Radialpresswerkzeug der Figur 1 entlang der dort gezeigten Schnittlinie A-A als Teilschnitt im Bereich eines Matrizenelementes,
Fig. 4 eine exemplarische Ausführungsform eines Rohlings für ein Matrizenelement des Radialpresswerkzeuges gemäß der Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 5 bis 8 eine perspektivische Seitenansicht des Rohlings der Figur 4 in einer Anordnung mit einer Werkzeugkathode zum Ausführen einer elektrochemischen Bearbeitung eines bestimmten Oberflächenbereiches des Rohlings mit beispielshaft eingezeichneten unterschiedlichen Bewegungsrichtungen einer Vorschubbewegung, einer Vibrationsbewegung und einer Durchströmungsrichtung einer Elektrolytlösung, und
Fig. 9 eine exemplarische Ausführungsform eines Werkstückträgers für eine Paketbearbeitung ins perspektivischer Darstellung. Figuren 1 bis 3 zeigen - in schematischer Darstellung - den Aufbau einer exemplarischen Ausführungsform eines Radialpresswerkzeuges 1. Das exemplarische Radialpresswerkzeug 1 umfasst mehrere, beispielsweise zwei Matrizenelemente 2, 2'. Die Matrizenelemente 2, 2' sind bevorzugt so ausgeführt, dass sie sich in einer geschlossenen Einstellung des Radialpresswerkzeuges 1, beispielsweise entsprechend der Figur 1, zu einer profilierten Matrizenbohrung 3 zusammenfügen. Bevorzugt ist die Matrizenbohrung 3 in der geschlossenen Einstellung bis auf gegebenenfalls vorhandene abgerundete Kanten über den gesamten ebenen Umfangswinkel definiert. Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, kann die Matrizenbohrung 3 in axialer Richtung drei unterschiedliche Profilabschnitte aufweisen.
Ein erster Profilabschnitt, welcher beispielsweise in der Mitte der Matrizenbohrung 3 angeordnet ist, kann eine ausgerundete Rille 4 definieren. Beispielsweise verläuft die Rille 4 im Wesentlichen kreisförmig. An die Rille 4 schließen sich beidseits zweite, beispielsweise gleichartige Profilabschnitte an, welche im Wesentlichen zylindrische Bohrungsabschnitte 5, 6 definieren. Bevorzugt sind die zylindrischen Bohrungsabschnitte 5, 6 relativ kurz ausgebildet. Zwischen diesen Bohrungsabschnitten 5, 6 und den Austrittsöffnungen 7, 8 der Matrizenbohrung 3 aus dem Radialpresswerkzeug 1 sind beidseitig dritte Profilabschnitte vorgesehen, welche Mehrkante 9, 10 definieren. Beispielsweise handelt es sich bei den Mehrkanten 9, 10 um zwei gleichgroße und/oder gleichorientierte Mehrkante. Beispielsweise sind die Mehrkante 9, 10 als Sechskant ausgebildet. Die Matrizenbohrung 3 ist durch die Matrizenelemente 2, 2' in Umfangsabschnitte 11, 11' geteilt. Angrenzend an die Umfangsabschnitte 11, 11', insbesondere direkt angrenzend an die Umfangsabschnitte 11, 11', schließen sich jeweils beidseitig Schließflächen umfangsseitig an. Bevorzugt erstrecken sich die Schließflächen über die gesamte axiale Ausdehnung der Matrizenbohrung 3 hinweg. In der geschlossenen Einstellung liegen die an einer Seite der Umfangsabschnitte 11, 11' angrenzenden Schließflächen benachbarter Matrizenelemente 2, 2' einander gegenüber und definieren eine Schließstelle 12 bzw. 13.
Bei der exemplarischen Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 bilden die dort vorgesehenen zwei Matrizenelemente 2, 2' jeweils eine Halbmatrize der Matrizenbohrung 3 aus. In diesem Fall ist die Matrizenbohrung 3 in ebener Fläche geteilt, wobei sich in der geschlossenen Einstellung des Radialpresswerkzeuges 1 vier Schließflächen einander gegenüberliegen. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich in der Figur 3 die dem unteren Matrizenelement 1 zugehörigen Schließflächen 14, 15 bezeichnet.
Das exemplarische Radialpresswerkzeug 1 ist beispielhaft in einer Ausgestaltung gezeigt, welche in Fachkreisen und vorliegend gattungsgemäß als Presszange 20 bezeichnet ist. Eine solche Presszange 20 umfasst zwei zweiarmige Hebel 21, 22, welche über ein Zwischenglied 23 miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist das Zwischenglied 23 als doppellagige Lasche ausgebildet. Die Presszange 20 weist an den vom Zwischenglied 23 einerseits abstehenden Armen der zweiarmigen Hebel 21, 22 zwei Anschlussstellen 24, 25 für eine (in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung auf. Über diese Anschlussstellen 24, 25 kann die zum Umformen eines Werkstückes erforderliche Energie in die Presszange 20 eingeleitet werden. Bevorzugt sind die Anschlussstellen 24, 25 für einen Angriff von Rollen eingerichtet und beispielsweise als Abrollfläche ausgestaltet. Eine damit kompatible Antriebsvorrichtung könnte einen Rollenstößel umfassen, dessen Rollen zum Betätigen der Presszange 20 gegen die Anschlussstellen 24, 25 wirken.
Die Presszange 20 weist an dem vom Zwischenglied 23 andererseits abstehenden Armen der zweiarmigen Hebel 21, 22 jeweils eines der Matrizenelemente 2, 2' auf. Bevorzugt sind die Matrizenelemente 2, 2' an dem jeweils zugehörigen Arm der zweiarmigen Hebel 21, 22 integral ausgebildet. Die Presszange 20 kann als dreigliedriges Radialpresswerkzeug angesehen werden, da das Zwischenglied 23 einen Abschnitt der kraftleitenden Struktur der Presszange 20 bildet. Allerdings sind in nur die zweiarmigen Hebel 21, 22 und damit nur zwei Glieder der kraftleitenden Struktur mit Matrizenelementen 2, 2' ausgerüstet. Bevorzugt sind die zweiarmigen Hebel 21, 22 zum Auseinanderschwenken der Matrizenelemente 2, 2' aus der dargestellten geschlossenen Einstellung durch zwei Bolzen 26, 27 gelenkig an dem Zwischenglied 23 angehängt.
Figur 4 zeigt eine exemplarische Ausführungsform eines Rohlings 30 für ein Matrizenelement eines Radialpresswerkzeuges. Der exemplarische Rohling 30 kann dazu genutzt werden, um daraus das vorstehend beschriebene Matrizenelement 2 oder das vorstehend beschriebene Matrizenelement 2' herstellen. Der Übersichtlichkeit halber sind die nachfolgenden Ausführungen exemplarisch auf die Herstellung des Matrizenelementes 2 bezogen.
Der exemplarische Rohling 30 ist beispielsweise ein durch Schmieden geformter Metallrohring, welcher in Fachkreisen als Schmiederohling bezeichnet wird. Der exemplarische Rohling 30 weist einen Oberflächenbereich 31 auf, welcher eingerichtet ist, durch Materialabtrag auf das Fertigmaß des Umfangsabschnitts 11 gebracht zu werden, also auf das Fertigmaß des von dem Matrizenelement 2 definierten Teiles der Matrizenbohrung 3 gebracht zu werden. Dazu kann der Oberflächenbereich 31 des exemplarischen Rohlings 30 bereits eine bestimmte Ausgestaltung aufweisen.
Beispielsweise hat der Oberflächenbereich 31 eine nach innen um eine Achse 32 verlaufende Auswölbung 33 oder bildet eine solche Auswölbung 33 aus. Beispielsweise ist die Auswölbung 33 über den gesamten ebenen Umfangswinkel definiert. Beispielsweise ist die Auswölbung 33 rund, insbesondere kreisrund oder im Wesentlichen kreisrund ausgestaltet. Beispielsweise ist die Auswölbung 33 in axialer Richtung bezüglich der Achse 32 eben ausgestaltet oder weist zumindest ansatzweise bereits eine Profilierung auf, aus welcher durch Materialabtrag die Profilierung des Umfangsabschnitts 11 des Matrizenelementes 2 geformt werden kann. Der exemplarische Rohling 30 für das das Matrizenelement 2 kann integraler Bestandteil eines Hebelrohlings 40 sein, welcher dazu genutzt werden kann, daraus einen der vorstehend beschriebenen zweiarmigen Hebel 21, 22 herzustellen. Eine Ausgestaltung eines solchen Hebelrohlings 40 ist in der Figur 4 beispielhaft gezeigt. Der Hebelrohling hat bevorzugt eine längliche Erstreckung, um den länglichen Hebel 21 bzw. 22 ausbilden zu können. Bevorzugt erstreckt sich quer, insbesondere orthogonal dazu die Achse 32, um welche die Auswölbung 33 verläuft.
Bevorzugt weist der exemplarische Rohling 30 ein elektrisch leitfähiges Material auf oder besteht daraus. Dadurch ist eine elektrochemische Bearbeitung ermöglicht und der Oberflächenbereich 31 kann durch elektrochemisches Abtragen auf das Fertigmaß des Umfangsabschnitts 11 des Matrizenelementes 2 gebracht werden. Dies kann in der Weise erfolgen, dass der exemplarische Rohling 30 und eine Werkzeugkathode 50 relativ zueinander in eine Ausgangsposition gebracht werden, in welcher die Werkzeugkathode 50 durch einen Fugenspalt 60 von dem Oberflächenbereich 31 des exemplarischen Rohlings 30 beabstandet vorliegt, wobei sich in dem Fugenspalt 60 eine Elektrolytlösung befindet.
Figuren 5 bis 8 zeigen exemplarisch und in schematisierter Darstellung die Werkzeugkathode 50 und den exemplarischen Rohling 30, beispielhaft dargestellt als integraler Bestandteil des Hebelrohlings 40, in dieser Ausgangsposition in einer möglichen Anordnungsvariante. Bei dieser Variante ist der exemplarische Rohling 30 unter bzw. unterhalb der Werkzeugkathode 50 angeordnet, und weist mit seiner Auswölbung 33 in Richtung zu einer Wirkfläche 51 der Werkzeugkathode 50. Der Fugenspalt 60 ist dort zumindest angedeutet.
Durch eine elektrische Spannungsquelle, welche beispielsweise extern sein kann, wird ein elektrischer Stromfluss erzeugt, wobei die Werkzeugkathode 50 als Kathode und der exemplarische Rohling 30 als Anode polarisiert werden. Der auf diese Weise erzeugte Elektronenstrom löst Metallionen aus dem Oberflächenbereich 31 des exemplarischen Rohlings 30. Durch die Elektrolytlösung können diese Metallionen abtransportiert werden.
Während des elektrochemischen Abtragens sollte daher der Fugenspalt 60 von der Elektrolytlösung durchströmt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Elektrolytlösung den Fugenspalt 60 um die Achse 32 entlang der Auswölbung 33 durchströmt. In den Figuren 5 und 6 ist diese Durchströmung beispielhaft anhand der Pfeile A angedeutet. Alternativ kann die Elektrolytlösung den Fugenspalt 60 auch quer zu der um die Achse 32 verlaufenden Auswölbung 33, insbesondere in axialer Richtung bezüglich der Achse 32, durchströmen. Diese Variante der Durchströmung ist in den Figuren 7 und 8 beispielhaft anhand des Pfeiles A' angedeutet.
Um die Werkzeugkathode 50 und den Oberflächenbereich 31 des exemplarischen Rohlings 30 über den Fugenspalt 60 in einem gewünschten Abstand zueinander vorliegen zu haben, sollte bzw. sollten die Werkzeugkathode 50 und/oder der exemplarische Rohling 30 eine Vorschubbewegung während der elektrochemischen Bearbeitung ausführen. In den Figuren 5 bis 8 ist exemplarisch diese Vorschubbewegung nur durch eine Bewegung der Werkzeugkathode 50 in Richtung zu dem exemplarischen Rohling 30 ausgeführt und beispielhaft anhand des Pfeiles B angedeutet. Die Vorschubbewegung ist beispielsweise eine geradlinige Bewegung, vorzugsweise quer, insbesondere orthogonal, zu einer die Auswölbung 33 überspannenden, gedachten Sehne und vorzugsweise in Richtung zu dem exemplarischen Rohling 30.
Durch das elektrochemische Abtragen des Oberflächenbereichs 31 des exemplarischen Rohlings 30 wird der Umfangsabschnitt 11 der Matrizenbohrung 3 erzeugt, ohne dass es dabei zu einem direkten Kontakt des Abformwerkzeuges, also der Werkzeugkathode 50, an dem Oberflächenbereich 31 kommt. Dadurch bleibt ein kontaktbedingter Verschleiß des Abformwerkzeugs aus. Bei dem elektrochemischen Abtragen ist die Wirkfläche 51 der Werkzeugkathode 50 derart ausgestaltet, dass sie den zu formenden Umfangsabschnitt 11 der Matrizenbohrung 3 abbildet. Um die Genauigkeit dieser Abbildung zu verbessern, ist der Fugenspalt 60 auf ein Mindestmaß zu bringen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Werkzeugkathode 50 und/oder der exemplarische Rohling 30 einer Vibrationsbewegung ausführt bzw. ausführen und auf diese Weise der Fugenspalt 60 abwechselnd größer und kleiner wird. Bevorzugt wird ferner die Strombeaufschlagung pulsierend ausgeführt .
In den Figuren 5 und 7 ist diese Vibrationsbewegung nur durch eine Bewegung der Werkzeugkathode 50 ausgeführt und beispielhaft anhand des Pfeiles C angedeutet. Die Vibrationsbewegung ist beispielsweise eine geradlinige Bewegung. Die Vibrationsbewegung kann entlang der Raumachse erfolgen, in dessen Richtung die Werkzeugkatode 50 ihre Vorschubbewegung ausführt, wie beispielhaft in den Figuren 5 und 7 angedeutet ist. Alternativ kann die Vibrationsbewegung quer, insbesondere orthogonal, zu der Vorschubbewegung erfolgen, beispielsweise in axialer Richtung bezüglich der Achse A oder quer, insbesondere orthogonal dazu. In den Figuren 6 und 8 ist beispielhaft eine Vibrationsbewegung der Werkzeugkatode 50 orthogonal zu der Vorschubbewegung (Pfeil B) und orthogonal zu der Achse 32 anhand des Pfeiles C' angedeutet.
Um die Profilierung des Umfangsabschnittes 11 erreichen zu können, welche beispielsweise im Zusammenhang mit der Figur 3 vorstehend beschrieben ist, sollte die Wirkfläche 51 der Werkzeugkathode 50 eine entsprechende Gegenprofilierung aufweisen. Eine solche Gegenprofilierung der Werkzeugkathode 50 ist in den Figuren 5 bis zumindest angedeutet und ist der Einfachheit halber nur in der Figur 7 mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet. Beispielsweise weist die Gegenprofilierung 52 eine um die Achse 32 bzw. in Umfangsrichtung verlaufende Erhöhung 53 auf, durch welche der dem Matrizenelement 2 zugehörige Bogenabschnitt der Rille 4 der Matrizenbohrung 3 erzeugt wird.
Beispielsweise weist die Gegenprofilierung 52 beidseits der Erhöhung 53 sich anschließende umfangsseitig konvex verlaufende Flächenabschnitte auf, durch welche der dem Matrizenelement 2 zugehörige Bogenabschnitt der beidseits der Rille 4 vorliegenden zylindrischen Bohrungsabschnitten 5, 6 der Matrizenbohrung 3 erzeugt werden. Die Gegenprofilierung 52 kann ferner beidseits der konvexen Flächenabschnitte umfangsseitig geradlinig verlaufende Flächenabschnitte aufweisen, durch welche der dem Matrizenelement 2 zugehörige Streckenabschnitt der Mehrkante 9, 10 der Matrizenbohrung 3 erzeugt werden.
Für die elektrochemische Bearbeitung ist der exemplarische Rohling 30 bevorzugt an einem Werkstückträger angeordnet, insbesondere daran gehalten, beispielsweise daran eingespannt. Beispielsweise ist der exemplarische Rohling 30 an dem Werkstückträger in der Position gemäß der Figuren 5 bis 8 angeordnet. Der Werkstückträger kann dazu eingerichtet sein, mehrere oder eine Vielzahl von Rohlingen aufzunehmen. Dies beispielsweise, um Rüstzeit einzusparen. Etwaige Bewegungen des exemplarischen Rohlings 30 bei seiner elektrochemischen Bearbeitung können dadurch von dem Werkstückträger ausgeführt werden, wobei der Rohling 30 gegenüber dem Werkstückträger unbeweglich vorliegen kann.
Figur 9 zeigt exemplarisch eine Ausführungsform eines solchen Werkstückträgers 70. Der Werkstückträger 70 kann eine Vielzahl von Aufnahmen 71 zur Aufnahme für Rohlinge, beispielsweise gleichartiger bzw. gleichgroßer Rohlinge, aufweisen. Bevorzugt ist der Werkstückträger 70 so ausgeführt, dass daran die Rohlinge in gleicher Orientierung zueinander vorliegen. Bevorzugt ist den Aufnahmen 71 jeweils ein einziger Rohling zugeordnet, wobei grundsätzlich auch mehrere Rohlinge einer Aufnahme 71 zugeordnet sein können. Beispielhaft ist in der Figur 9 den Aufnahmen 71 jeweils der vorstehend beschriebene Rohling 30 bzw. Hebelrohling 40 zugeordnet und darin aufgenommen. Beispielsweise ist der Werkstückträger so ausgeführt, dass die zur elektrochemischen Bearbeitung erforderliche Werkzeugkathode daran geführt bewegt werden kann. Beispielsweise weist dazu der Werkstückträger eine Werkzeugaufnahme auf, welche zur elektrochemischen Bearbeitung eines zugehörigen Rohlings eingerichtet ist. Bei dem Werkstückträger 70 der Figur 9 sind beispielhaft mehrere Werkzeugaufnahmen 72 für mehrere Werkzeugkathoden vorgesehen, welche dort exemplarisch in Art der Werkzeugkathode 50 der Figuren 5 bis 8 ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Werkzeugaufnahmen 72 jeweils einer der Aufnahmen 71 für die Rohlinge 30 bzw. Hebelrohlinge 40 zugeordnet.
Bevorzugt weist der Werkstückträger einen Zuführkanal und/oder Abführkanal für Elektrolytlösung auf. Bei dem Werkstückträger 70 der Figur 9 sind beispielsweise mehrere Zuführkanäle 73 für die Elektrolytlösung vorgesehen. Beispielsweise sind die Zuführkanäle 73 jeweils einer der Werkzeugaufnahmen 72 und/oder einer der Rohlingsaufnahmen 71 zugeordnet. Beispielsweise ist die Eingangsöffnung der Zuführkanäle 73 an der Vorderseite des Werkstückträgers 70 angeordnet ist. Beispielsweise ist wenigstens ein Abführkanal 74 seitlich dazu an dem Werkstückträger 70 angeordnet.
Im Anschluss an das elektrochemische Abtragen kann ein Härten des exemplarischen Rohlings 30 vorgesehen sein, beispielsweise um eine oberflächennahe Härteschicht zu erzeugen. Diesbezüglich wird zum Zwecke der Vervollständigung und Ergänzung der vorliegenden Offenbarung auf die amtliche Druckschrift EP 2832 868 A2 mit dem Hinweis Bezug genommen, dass diese Druckschrift etwaigen gleichlautenden Begriffen eventuell eine Bedeutung beilegt, die von der Bedeutung in der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Beispielsweise wird der exemplarischen Rohling 30 im Bereich des auf Fertigmaß gebrachten Umfangsabschnitts 11 der Matrizenbohrung 3 gehärtet. Dieser Bereich ist bei einem Pressvorgang des Radialpresswerkzeuges 1 in besonderem Maße mechanisch beansprucht. Bevorzugt wird dazu ein ausgewählter Bereich dieses Umfangsabschnittes 11 mittels eines Laserstrahles beaufschlagt, insbesondere lokal erwärmt. Durch die lokale Erwärmung ist ein schnelles Abkühlen über den sich anschließenden noch kalt gebliebenen Bereich des Rohlings 30 begünstigt. Der ausgewählte Bereich kann in einem Übergang zwischen dem Umfangsabschnitt 11 und der sich daran anschließenden Schließfläche 14 bzw. 15 liegen, welcher vorstehend zu den Figuren 2 und 3 beschrieben ist.
Der ausgewählte Bereich kann, in axialer Richtung bezüglich der Achse 32 des exemplarischen Rohlings 30 gesehen, angrenzend an oder beabstandet zu einer außenseitigen Kante 16 (Figur 3) bzw. Randkante, liegen. Diese Kante 16 bleibt dann ungehärtet oder zumindest weitgehend ungehärtet.
Anstelle der vorliegend beispielhaft beschriebenen Presszange 20 kann das vorgeschlagene Verfahren auch zur Herstellung von anderen Radialpresswerkzeugen genutzt werden. Beispielsweise kann das vorgeschlagene Verfahren auch zur Herstellung eines in Fachkreisen als Pressring bezeichneten Radialpresswerkzeuges oder eines in Fachkreisen als Pressschlinge bezeichneten Radialpresswerkzeuges eingesetzt werden. B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Radialpresswerkzeug
2 Matrizenelement
2 ' Matrizenelement
3 Matrizenbohrung
4 Rille
5 Bohrungsabschnitt
6 Bohrungsabschnitt
7 Austrittsöffnung
8 Austrittsöffnung
9 Mehrkant
10 Mehrkant
11 Umfangsabschnitt
11' Umfangsabschnitt
12 Schließstelle
13 Schließstelle
14 Schließfläche
15 Schließfläche
16 Kante
20 Presszange
21 Hebel
22 Hebel
23 Zwischenglied
24 Anschlussstelle
25 Anschlussstelle
26 Bolzen
27 Bolzen
30 Rohling 31 Oberflächenbereich
32 Achse
33 Auswölbung
40 Hebelrohling
50 Fugenspalt
51 Wirkfläche
52 Gegenprofilierung
53 Erhöhung
60 Fugenspalt
70 Werkstückträger
71 Aufnahme
72 Werkzeugaufnahme
73 Zuführkanal
74 Abführkanal
A Pfeil
A' Pfeil
B Pfeil
C Pfeil
C' Pfeil

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Radialpresswerkzeuges (1), wobei das Radialpresswerkzeug (1) mehrere Matrizenelemente (2,
2') umfasst und eingerichtet ist, in einer geschlossenen Einstellung die Matrizenelemente (2, 2') ringförmig zu einer Matrizenbohrung (3) zu gruppieren, wobei das Verfahren in der angegebenen Reihenfolge aufeinanderfolgende Schritte umfasst: i) Bereitstellen eines Rohlings (30) für ein Matrizenelement (2), wobei der Rohling (30) elektrisch leitfähig ist und einen Oberflächenbereich (31) hat, welcher eine nach innen um eine Achse (32) umlaufende Auswölbung (33) ausbildet; ii) elektrochemisches Abtragen des Oberflächenbereichs (31) auf das Fertigmaß eines Umfangsabschnitts (11) der Matrizenbohrung (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Ausführen des Schrittes (ii) der Rohling (30) und eine Werkzeugkathode (50) relativ zueinander in eine Ausgangsposition gebracht werden, in welcher die Werkzeugkathode (50) durch einen Fugenspalt (60) von dem Oberflächenbereich (31) des Rohlings (30) beabstandet vorliegt, sich in dem Fugenspalt (60) eine Elektrolytlösung befindet und die Werkzeugkathode (50) mit elektrischem Strom beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Elektrolytlösung dem Fugenspalt (60) axial bezüglich der Achse (32) zugeführt wird.
29
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Elektrolytlösung dem Fugenspalt (60) quer zur Achse (32), insbesondere radial bezüglich der Achse (32) oder tangential bezüglich der Auswölbung (33), zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei beim Ausführen des Schrittes (ii) die Elektrolytlösung den Fugenspalt (60) entlang der um die Achse (32) verlaufenden Auswölbung (33) des Rohlings (30) durchströmt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei beim Ausführen des Schrittes (ii) die Elektrolytlösung den Fugenspalt (60) quer zu der um die Achse (32) verlaufenden Auswölbung (33) des Rohlings (30) durchströmt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei während des Schrittes (ii) die Werkzeugkathode (50) und/oder der Rohling (30) eine Vorschubbewegung ausführen, um die Werkzeugkathode (50) und den Oberflächenbereich (31) des Rohlings (30) über den Fugenspalt (60) in einem gewünschten Abstand zueinander vorliegen zu haben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei während des Schrittes (ii)mittels einer Vibrationsbewegung der Werkzeugkathode (50) und/oder des Rohlings (30) der Fugenspalt (60) abwechselnd größer und kleiner wird und die Strombeaufschlagung pulsiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Vibrationsbewegung axial bezüglich der Achse (32) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Vibrationsbewegung guer und/oder radial zur Achse (32) erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Vibrationsbewegung entlang einer Raumachse erfolgt, in dessen Richtung die Werkzeugkathode (50) und/oder der Rohling (30) eine Vorschubbewegung ausführen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei vor dem Schritt (ii) der Rohling (30) an einem Werkstückträger (70) angebracht wird und eine in dem Schritt ii) auszuführende Bewegung des Rohlings (30) durch eine Bewegung des Werkstückträgers (70) bewirkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Ausführen des Schrittes (ii) die Elektrolytlösung dem Fugenspalt (60) über einen Zuführkanal (73) im Werkstückträger (70) zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei während des Schrittes (ii) die Werkzeugkathode (50) eine an dem Werkstückträger (70) geführte Vorschubbewegung und/oder Vibrationsbewegung ausführt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei die Werkzeugkathode (50) eine Wirkfläche (51) aufweist, welche den durch das elektrochemische Abtragen zu formenden Umfangsabschnitt (11) der Matrizenbohrung (3) abbildet und eine mit einer Profilierung des Umfangsabschnitts (11) korrespondierende Gegenprofilierung (52) hat.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Gegenprofilierung (52) eine in Umfangsrichtung verlaufende Erhöhung (53) aufweist, um einen Bogenabschnitt einer vorzugsweise kreisförmigen Rille (4) der Matrizenbohrung (3) auszubilden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Gegenprofilierung
(51) beidseits der Erhöhung (53) sich anschließende umfangsseitig konvex verlaufende Flächenabschnitte aufweist, um einen Bogenabschnitt von beidseits der Rille (4) vorliegenden zylindrischen Bohrungsabschnitten (5, 6) der Matrizenbohrung (3) auszubilden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Gegenprofilierung
(52) beidseits der konvexen Flächenabschnitte umfangsseitig geradlinig verlaufende Flächenabschnitte aufweist, um einen Streckenabschnitt eines Mehrkants (9; 10) auszubilden, welcher zwischen den Bohrungsabschnitten (5, 6) und den Austrittsöffnungen (7, 8) der Matrizenbohrung (3) durch das Radialpresswerkzeug (1) vorgesehenen ist.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohling (20) ein härtbares Material aufweist und nach dem Schritt ii) folgender Schritt ausgeführt wird: iii) Beaufschlagen eines ausgewählten Bereiches des Umfangsabschnitts (11) der Matrizenbohrung (3) mittels eines Laserstrahles zur Ausbildung einer oberflächennahen Härteschicht in diesem Bereich.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der ausgewählte Bereich in einem Übergang zwischen dem Umfangsabschnitt (11) und einer sich daran anschließenden Schließfläche (14; 15) liegt, welche in der geschlossenen Einstellung zusammen mit einer Schließfläche eines benachbarten Matrizenelementes (2') eine Schließstelle (12; 13) ausbildet.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Schritt i) mehrere oder eine Vielzahl von Rohlingen (40) bereitgestellt werden und in dem Schritt ii) das elektrochemische Abtragen mit einer Paketbearbeitung der Rohlinge (40) erfolgt.
22. Verfahren zur Herstellung eines mehrgliedrig beweglich aufgebauten Radialpresswerkzeuges (1) mit den Schritten: a) Herstellen wenigstens zweier Matrizenelemente (2, 2') durch wenigstes zweimaliges Ausfuhren des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder durch einmaliges Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 21; b) Verbinden der wenigstens zwei Matrizenelemente (2, 2') mittels eines Zwischengliedes (23) zu dem Radialpresswerkzeug (1).
23. Radialpresswerkzeug (1), umfassend mehrere Matrizenelemente (2, 2') und eingerichtet, in einer geschlossenen Einstellung die Matrizenelemente (2, 2') ringförmig zu einer Matrizenbohrung (3) zu gruppieren, wobei wenigstens eines der Matrizenelemente (2, 2') durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
33
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