DE102015100801A1 - Compression device and method each for the electrical dipping of workpieces - Google Patents
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Abstract
Stauchvorrichtung und Verfahren zum Elektrostauchen von Werkstücken, umfassend eine Staucheinheit zum Aufbringen einer Stauchkraft auf ein Werkstück zwischen einer ersten Stützfläche und einer von dieser abgewandten zweiten Stützfläche des Werkstücks und eine erste und eine zweite Elektrodeneinheit zum elektrischen Aufheizen eines zwischen ihnen liegenden Formänderungsbereichs des Werkstückes auf eine Umformtemperatur während des Stauchvorganges, wobei die Staucheinheit einen in einer Vorschubrichtung axial bewegbaren Stauchkörper mit einer ersten Abstützfläche für die erste Stützfläche am Werkstück und einen in der Vorschubrichtung bewegbaren Ausweichkörper mit einer zweiten Abstützfläche für die zweite Stützfläche am Werkstück sowie eine Stelleinrichtung, die mit dem Stauchkörper und dem Ausweichkörper in Wirkverbindung bringbar ist, zum Stellen eines axialen Abstandes in Vorschubrichtung zwischen den Abstützflächen von Stauchkörper und Ausweichkörper, aufweist, wobei die erste Elektrodeneinheit von der zweiten Abstützfläche um einen während des Stauchvorganges konstanten axialen Abstand axial entgegengesetzt zur Vorschubrichtung beabstandet angeordnet ist und mit dem Ausweichkörper der Staucheinheit mitbewegbar ist, wobei die zweite Elektrodeneinheit zwischen der ersten Elektrodeneinheit und der ersten Abstützfläche am Stauchkörper angeordnet ist und während des Stauchvorganges an einer festen axialen Position angeordnet ist.An upsetting apparatus and method for electro-upsetting workpieces, comprising an upsetting unit for applying an upsetting force to a workpiece between a first support surface and a second support surface of the workpiece facing away therefrom, and first and second electrode units for electrically heating an area of deformation of the workpiece therebetween to one Forming temperature during the upsetting process, wherein the upsetting unit in a feed direction axially movable compression body having a first support surface for the first support surface on the workpiece and a movable in the feed direction escape body with a second support surface for the second support surface on the workpiece and an adjusting device with the compression body and the escape body can be brought into operative connection, for setting an axial distance in the feed direction between the support surfaces of compression body and escape body, a ufweist, wherein the first electrode unit of the second support surface is arranged axially spaced axially opposite to the feed direction by a constant axial distance and mitbewegbar with the escape body of the compression unit, wherein the second electrode unit between the first electrode unit and the first support surface is arranged on the compression body and is disposed at a fixed axial position during the upsetting operation.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stauchvorrichtung und ein Verfahren jeweils zum Elektrostauchen von Werkstücken.The invention relates to a compression device and a method in each case for the electrical dewing of workpieces.
In der
Man unterscheidet zwischen Freistauchen, bei dem die Volumenänderung des an der Ambosselektrode anliegenden Endbereichs des Werkstücks durch Regelung der Vergrößerung des Abstandes der Elektroden erfolgt, und Formstauchen, bei dem die Volumenänderung in ein Gesenk oder eine Form erfolgt, die somit die äußere Gestalt des Stauchbereichs vorgibt, sowie Matrizenstauchen, das eine Mischung aus Freistauchen und Formstauchen ist.A distinction is made between free diving, in which the change in volume of the adjacent to the anvil electrode end portion of the workpiece is done by controlling the increase in the distance of the electrodes, and form upsetting, in which the volume change takes place in a die or a mold, which thus dictates the outer shape of the swaged portion , as well as die diving, which is a mixture of free diving and diving.
Vorteile dieses Elektrostauchens sind im Vergleich zu anderen Schmiedevefahren wie Hammerschmieden oder Schmiedepressen oder Schmiedewalzen eine genaue Volumeneinhaltung und hohe Umformqualität, ohne Grate und in dem Faserverlauf des Werkstücks, ein geringer spezifischer Energieverbrauch und keine Materialverschwendung, da nur der umzuformende Bereich erwärmt wird und keine anderen Bereiche beschädigt oder entfernt werden, kaum Zunderanfall und keine Belastung von Mensch und Umwelt durch transportierte heiße Schmiedeteile und deren Strahlungswärme, durch mechanische Erschütterungen oder Lärm.Advantages of this electro-upsetting, as compared to other forging processes such as hammer forging or forging or forging rolls, are accurate volume retention and high forming quality, with no burrs and in the grain of the workpiece, low specific energy consumption and waste of material, since only the area to be reshaped is heated and no other areas be damaged or removed, hardly any tinder accumulation and no burden on people and the environment by transported hot forgings and their radiant heat, by mechanical shocks or noise.
Die
Ferner beschreibt die
Aus
Die bekannten Elektrostauchvorrichtungen und -verfahren sind entweder nur zum Endstauchen von Endbereichen der Werkstücke geeignet und nicht für Elektrostauchen in Mittenbereichen oder inneren Bereichen, also Werkstückbereichen, die beabstandet von den Enden des Werkstücks sind, oder sie sind nur unter Verwendung von Gesenken für das Elektrostauchen in Mittenbereichen von Werkstücken einsetzbar.The known electro-upsetting devices and methods are suitable either only for end-dipping of end portions of the workpieces and not for electric diving in central areas or inner areas, ie workpiece areas, which are spaced from the ends of the workpiece, or they are only using dies for electric diving in Can be used in the middle areas of workpieces.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche für das Freistauchen in inneren Bereichen oder Mittenbereichen von Werkstücken, insbesondere zumindest vor dem Stauchen in einer Längsrichtung oder entlang einer Werkstückachse bevorzugt ausgedehnten (oder: länglichen, langgestreckten), insbesondere stangenförmigen, Werkstücken, vorteilhaft verwendet werden können.The present invention is based on the object of specifying an apparatus and a method which are preferably expanded (or elongated, elongated) for free diving in inner regions or central regions of workpieces, in particular at least prior to upsetting in a longitudinal direction or along a workpiece axis. in particular rod-shaped, workpieces, can be used advantageously.
Zur Lösung dieser Aufgabe geeignete Ausführungsformen und Gegenstände gemäß der Erfindung sind insbesondere in den Patentansprüchen angegeben, die insbesondere auf eine Stauchvorrichtung zum Elektrostauchen von Werkstücken, insbesondere mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und ein Verfahren zum Elektrostauchen von Werkstücken, insbesondere mit den Merkmalen des Anspruchs 7, gerichtet sind.To achieve this object suitable embodiments and objects according to the invention are specified in particular in the claims, in particular to a compression device for electrical dewing of workpieces, in particular with the features of claim 1, and a method for electrical dewing of workpieces, in particular with the features of the
Die beanspruchbaren Merkmalskombinationen und Gegenstände gemäß der Erfindung sind nicht auf die gewählte Fassung und die gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche beschränkt. Vielmehr kann jedes Merkmal einer Anspruchskategorie, beispielsweise einer Vorrichtung, kann auch in einer anderen Anspruchskategorie, beispielsweise einem Verfahren beansprucht werden. Ferner kann jedes Merkmal in den Patentansprüchen, auch unabhängig von deren Rückbeziehungen, in einer beliebigen Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmal(en) in den Patentansprüchen beansprucht werden. Außerdem kann jedes Merkmal, das in der Beschreibung oder Zeichnung beschrieben oder offenbart ist, für sich, unabhängig oder losgelöst von dem Zusammenhang, in dem es steht, allein oder in jeglicher Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen, das oder die in den Patentansprüchen oder in der Beschreibung oder Zeichnung beschrieben oder offenbart ist oder sind, beansprucht werden.The claimable feature combinations and articles according to the invention are not limited to the selected version and the chosen back-links of the claims. Rather, each feature of a claim category, such as a device, may also be claimed in another claim category, such as a method. Furthermore, each feature in the claims, even independently of their relationships, may be claimed in any combination with one or more other feature (s) in the claims. In addition, any feature that is described in the description or drawing or is claimed, per se, independently or detached from the context in which it is claimed, alone or in any combination with one or more other features as described or disclosed in the claims or in the description or drawing become.
Die Stauchvorrichtung gemäß Anspruch 1 ist zum Elektrostauchen von, vorzugsweise länglichen oder stangenförmigen, Werkstücken geeignet und bestimmt und umfasst eine Staucheinheit zum Aufbringen einer Stauchkraft auf ein Werkstück zwischen einer ersten Stützfläche und einer von der ersten Stützfläche abgewandten zweiten Stützfläche des Werkstücks während eines Stauchvorgangs und eine erste Elektrodeneinheit und eine zweite Elektrodeneinheit zum elektrischen Aufheizen eines zwischen ihnen liegenden Formänderungsbereichs des Werkstückes auf wenigstens eine Umformtemperatur während des Stauchvorganges.The compression device according to claim 1 is suitable and intended for electric upsetting of preferably elongate or rod-shaped workpieces and comprises an upsetting unit for applying an upsetting force to a workpiece between a first support surface and a second support surface of the workpiece facing away from the first support surface during an upsetting operation and one first electrode unit and a second electrode unit for electrically heating a deformation region of the workpiece lying between them to at least one forming temperature during the upsetting process.
Die Staucheinheit weist einen in zumindest einer Vorschubrichtung axial bewegbaren oder bewegten Stauchkörper mit wenigstens einer ersten Abstützfläche für die erste Stützfläche am Werkstück und einen wenigstens in der Vorschubrichtung bewegbaren oder bewegten Ausweichkörper mit wenigstens einer zweiten Abstützfläche für die zweite Stützfläche am Werkstück sowie eine Stelleinrichtung (oder: Kontrolleinrichtung, Steuer- oder Regeleinrichtung), die mit dem Stauchkörper und dem Ausweichkörper in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, zum Stellen (oder: Steuern, Regeln) eines axialen Abstandes in Vorschubrichtung zwischen den Abstützflächen von Stauchkörper und Ausweichkörper, auf.The compression unit has an upsetting body which is axially movable or moved in at least one feed direction and has at least one first support surface for the first support surface on the workpiece and an evasive body movable or moved at least in the feed direction with at least one second support surface for the second support surface on the workpiece and an adjustment device : Control device, control or regulating device), which is in operative connection with the compression body and the escape body, for setting (or: controlling, controlling) an axial distance in the feed direction between the support surfaces of compression body and escape body, on.
Die erste Elektrodeneinheit ist von der zweiten Abstützfläche um einen zumindest während des Stauchvorganges konstanten axialen Abstand axial entgegengesetzt zur Vorschubrichtung beabstandet angeordnet und mit dem Ausweichkörper der Staucheinheit mitbewegbar.The first electrode unit is arranged so as to be axially spaced from the second support surface by an axial distance, which is constant at least during the upsetting operation, and can be moved along with the escape body of the compression unit.
Die zweite Elektrodeneinheit ist zwischen der ersten Elektrodeneinheit und der ersten Abstützfläche am Stauchkörper angeordnet ist und zumindest während des Stauchvorganges an einer festen axialen Position angeordnet.The second electrode unit is arranged between the first electrode unit and the first support surface on the compression body and arranged at a fixed axial position at least during the upsetting process.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung zum Elektrostauchen von, vorzugsweise länglichen oder stangenförmigen, Werkstücken, ist in Anspruch 7 angegeben.A method according to the invention for the electrical dipping of, preferably elongated or rod-shaped, workpieces is specified in
Bei diesem Verfahren wird während eines Stauchvorganges ein Werkstück zwischen einer ersten Stützfläche und einer von der ersten Stützfläche abgewandten zweiten Stützfläche mit einer Stauchkraft beaufschlagt und ein zwischen den beiden Stützflächen liegender und von beiden Stützflächen beabstandeter Formänderungsbereich des Werkstückes mittels eines durch den Formänderungsbereich fließenden elektrischen Heizstromes auf wenigstens eine Umformtemperatur erwärmt wird und durch die gleichzeitige Beaufschlagung mit der Stauchkraft in einem Freiformprozess, d. h. ohne Gesenk, gestaucht wird und durch Nachfließen oder Nachführen von Material des Werkstückes in seiner Form oder seinem Volumen oder seinem Querschnitt vergrößert wird. Der Heizstrom wird insbesondere mittels einer ersten Elektrodeneinheit und einer zweiten Elektrodeneinheit, die an jeweiligen von den Stützflächen beabstandeten Kontaktflächen des Werkstücks in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Werkstück gebracht sind, eingebracht.In this method, a workpiece is subjected to an upsetting force between a first support surface and a second support surface facing away from the first support surface and a deformation region of the workpiece spaced between the two support surfaces and spaced from both support surfaces by means of an electrical heating current flowing through the deformation region at least one forming temperature is heated and by the simultaneous application of the compressive force in a free-forming process, d. H. without die, is compressed and is increased by re-flow or tracking of material of the workpiece in its shape or its volume or its cross-section. The heating current is introduced in particular by means of a first electrode unit and a second electrode unit which are brought into electrical contact with the workpiece at respective contact surfaces of the workpiece spaced from the support surfaces.
Durch Abstimmung der Bewegungsgeschwindigkeiten oder der Relativgeschwindigkeit, beispielsweise als kontinuierliche Bewegungsgeschwindigkeit der Staucheinheit und als variable Bewegungsgeschwindigkeit der ersten Klemmelektrodeneinheit oder vice versa, und des Heizstromes können bestimmte Geometrien an dem Formänderungsbereich des Werkstücks erzeugt werden. Insbesondere kann durch geeignete Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeiten der Staucheinheit und der ersten Klemmelektrodeneinheit die Umformgeschwindigkeit und/oder Einstellung der aus der anfänglichen Stauchkraft und der Relativbewegung oder auch der Kraftregelung sich ergebenden Stauchkraft in dem Formänderungsbereich eingestellt werden. Insbesondere ist mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Elektro-Freistauchen in einem inneren Bereich oder Mittenbereich, also einem von einem Ende beabstandeten Bereich, eines Werkstücks geschaffen, das man als Mittenfreistauchen bezeichnen könnte und bei dem kein Gesenk verwendet werden muss, also keine räumliche Begrenzung durch ein Gesenk für das Werkstück zwischen den Elektrodeneinheiten vorgesehen ist, sondern vielmehr das Werkstück frei formbar oder frei in seinem Volumen änderbar ist. Die eingangs erwähnten Vorteile des Elektrostauchens gelten auch für das Elektrostauchen gemäß der Erfindung.By matching the movement speeds or the relative speed, for example as a continuous movement speed of the compression unit and as a variable movement speed of the first clamping electrode unit or vice versa, and the heating current certain geometries can be generated at the deformation range of the workpiece. In particular, by suitably setting the movement speeds of the upsetting unit and the first clamping electrode unit, the forming speed and / or adjustment of the upset force resulting from the initial upsetting force and the relative movement or also the force regulation can be adjusted in the shape change area. In particular, with the apparatus and method according to the invention, there is provided an electric free-diving in an inner region, ie an end-spaced region, of a workpiece which could be termed center-line diving and where no die needs to be used, ie no spatial limitation is provided by a die for the workpiece between the electrode units, but rather the workpiece is freely malleable or free in its volume can be changed. The above-mentioned advantages of electric upsetting also apply to the electric diving according to the invention.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erste Elektrodeneinheit wenigstens zwei Klemmelektroden zum Klemmen an ersten, vorzugsweise zwei einander diametral und/oder vertikal gegenüberliegenden, Kontaktflächen des Werkstücks in elektrisch leitendem Kontakt und die zweite Elektrodeneinheit wenigstens zwei Klemmelektroden zum Klemmen an zweiten, vorzugsweise zwei einander diametral und/oder horizontal gegenüberliegenden, Kontaktflächen des Werkstücks in elektrisch leitendem Kontakt und ferner vorzugsweise eine elektrische Versorgungseinheit zum Anlegen eines elektrischen Heizstromes zwischen den Klemmelektroden der beiden Elektrodeneinheiten, welcher Heizstrom über die Kontaktflächen durch den Formänderungsbereich des Werkstücks fließt und diesen resistiv auf die Umformtemperatur erwärmt. Vorzugsweise stellt die Stelleinrichtung zum Freiformen des Werkstücks im Formänderungsbereich den axialen Abstand zwischen den Abstützflächen von Stauchkörper und Ausweichkörper in Abhängigkeit vom Heizstrom.In an advantageous embodiment, the first electrode unit comprises at least two clamping electrodes for clamping on first, preferably two diametrically and / or vertically opposite, contact surfaces of the workpiece in electrically conductive contact and the second electrode unit at least two clamping electrodes for clamping to second, preferably two diametrically and / or horizontally opposite, contact surfaces of the workpiece in electrically conductive contact and further preferably an electrical supply unit for applying a electric heating current between the clamping electrodes of the two electrode units, which heating current flows through the contact surfaces through the deformation area of the workpiece and this heated to the forming temperature resistive. Preferably, the adjusting device for free-forming the workpiece in the deformation range, the axial distance between the support surfaces of compression body and escape body in dependence on the heating current.
Die erste Elektrodeneinheit kann nun in einer vorteilhaften Ausgestaltung für die erste Klemmelektrode und für die zweite Klemmelektrode, insbesondere für den Klemmelektroden zugeordnete Trägerschlitten, jeweils zugeordnete, insbesondere als Hydraulikkolbenantriebe ausgebildete, Aktuatoren zur lateral oder radial zur Vorschubrichtung gerichteten Bewegung der Klemmelektroden und zum Einstellen des über deren Klemmflächen auf das Werkstück ausgeübten Klemmdruckes umfassen, wobei wenigstens einem Aktuator, insbesondere einem Aktuator für eine obere Klemmelektrode, eine mechanische Arretiereinheit zugeordnet ist zum Arretieren des Aktuators und damit der zugehörigen Klemmelektrode in seiner bzw. ihrer radialen Lage.The first electrode unit can now in an advantageous embodiment for the first clamping electrode and for the second clamping electrode, in particular for the clamping electrodes associated carrier carriage, respectively assigned, designed in particular as hydraulic piston actuators, actuators for laterally or radially to the feed direction directed movement of the clamping electrodes and for adjusting the over their clamping surfaces on the workpiece exerted clamping pressure, wherein at least one actuator, in particular an actuator for an upper clamping electrode, a mechanical locking unit is assigned for locking the actuator and thus the associated clamping electrode in his or her radial position.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zweiten Elektrodeneinheit eine Zentrierspanneinheit zugeordnet oder von dieser umfasst, die zwei Zentrierspannelemente aufweist, die über eine Gleichlaufeinrichtung symmetrisch bezüglich einer Zentrierachse, die insbesondere während des Stauchvorgangs durch das Werkstück verläuft, aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar sind und vorzugsweise linear gegeneinander geführt und/oder über druckbeaufschlagte Kolben angetrieben sind, wobei auf oder an einem ersten der beiden Zentrierspannelemente eine Klemmelektrode der zweiten Elektrodeneinheit und auf oder an einem zweiten der beiden Zentrierspannelemente die oder eine andere Klemmelektrode der zweiten Elektrodeneinheit befestigt oder gehalten ist.In a further advantageous embodiment, the second electrode unit is associated with or comprises a centering clamping unit which has two Zentrierspannelemente which are symmetrical about a synchronization device with respect to a centering axis, which extends in particular during the upsetting process by the workpiece, toward or away from each other, and preferably linearly guided against each other and / or driven by pressurized pistons, wherein on or on a first of the two Zentrierspannelemente a clamping electrode of the second electrode unit and on or on a second of the two Zentrierspannelemente or another clamping electrode of the second electrode unit is attached or held.
Zweckmäßigerweise weist der Ausweichkörper ein Distanzstück auf, an dem die wenigstens eine zweite Abstützfläche ausgebildet ist, wobei über die Wahl der axialen Länge des Distanzstückes oder den Einsatz von Distanzstücken unterschiedlicher axialer Länge der während des Stauchvorganges konstante axiale Abstand der ersten Elektrodeneinheit von der zweiten Abstützfläche einstellbar ist.Conveniently, the escape body on a spacer on which the at least one second support surface is formed, being adjustable over the choice of the axial length of the spacer or the use of spacers of different axial length during the upsetting constant axial distance of the first electrode unit of the second support surface is.
Vorzugsweise sind oder ist der Ausweichkörper und/oder das Distanzstück zumindest teilweise elektrisch isolierend ausgebildet und dadurch bei anliegendem Heizstrom von keinem nennenswerten elektrischen Strom durchflossen.Preferably, the escape body and / or the spacer are or at least partially formed electrically insulating and thereby flows through with adjacent heating current from any appreciable electric current.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird bevorzugt eine Stauchvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet.In the method according to the invention, a compression device according to the invention is preferably used.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein oder der Stauchkörper einer oder der Staucheinheit mit seiner wenigstens einen ersten Abstützfläche in Anschlag oder Kontakt zur ersten Stützfläche am Werkstück gebracht und ein oder der Ausweichkörper mit seiner wenigstens einen zweiten Abstützfläche in Anschlag oder Kontakt zur zweiten Stützfläche am Werkstück gebracht. Mittels einer oder der Stelleinrichtung wird der axiale Abstand in Vorschubrichtung zwischen den Abstützflächen von Stauchkörper und dem Ausweichkörper während des Stauchvorganges verkleinert, insbesondere indem der Stauchkörper in der Vorschubrichtung mit einer größeren Geschwindigkeit bewegt wird als der Ausweichkörper, wodurch die Stauchkraft generiert oder aufrechterhalten wird. Dabei wird oder ist die erste Elektrodeneinheit von der zweiten Abstützfläche um einen vorgegebenen während des Stauchvorganges konstanten axialen Abstand axial entgegengesetzt zur Vorschubrichtung beabstandet gehalten und mit dem Ausweichkörper mitbewegt. Die zweite Elektrodeneinheit wird dagegen zwischen der ersten Elektrodeneinheit und der ersten Abstützfläche am Stauchkörper angeordnet und zumindest während des Stauchvorganges an einer festen axialen Position angeordnet oder gehalten, wobei das Werkstück beim Stauchvorgang durch die zweite Elektrodeneinheit, insbesondere deren Klemmelektroden, über einen bestimmten axialen Bereich durchrutscht oder durchgleitet unter Beaufschlagung mit einer bestimmten Rutsch- oder Gleit- und/oder Haftreibung.In one embodiment of the method, one or the upsetting body of one or the upsetting unit is brought with its at least one first support surface in abutment or contact with the first support surface on the workpiece and one or the escape body with its at least one second support surface in abutment or contact with the second support surface on the workpiece brought. By means of one or the adjusting device, the axial distance in the feed direction between the support surfaces of compression body and the escape body during the upsetting process is reduced, in particular by the compression body is moved in the feed direction at a greater speed than the escape body, whereby the compression force is generated or maintained. In this case, the first electrode unit is held or spaced from the second support surface by a predetermined axial distance, which is constant during the upsetting process, axially opposite to the feed direction and moved along with the escape body. By contrast, the second electrode unit is arranged between the first electrode unit and the first support surface on the upsetting body and arranged or held at a fixed axial position at least during the upsetting process, the workpiece slipping over a specific axial region during the upsetting process by the second electrode unit, in particular its clamping electrodes or slides under the action of a certain slip or sliding and / or static friction.
Insbesondere wird die Gestalt des Formänderungsbereiches durch die Umformtemperatur oder durch den Heizstrom zwischen den Elektrodeneinheiten durch den Formänderungsbereich einerseits und durch die zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe der Geschwindigkeiten von Stauchkörper und Ausweichkörper andererseits gesteuert.In particular, the shape of the deformation range is controlled by the deformation temperature or by the heating current between the electrode units by the deformation range on the one hand and by the temporal velocity curves of the speeds of compression body and escape body on the other.
In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens werden drei spezielle Verfahrensschritte bei der Inbetriebnahme oder dem Rüsten und Kontaktieren des Werkstückes zu Beginn des Stauchvorganges durchgeführt.In a particular embodiment of the method, three special process steps during commissioning or setting up and contacting the workpiece at the beginning of the upsetting process are performed.
In einem ersten Verfahrensschritt zu Beginn eines Stauchvorgangs wird das Werkstück eingelegt oder auch zwischen die Abstützflächen eingespannt, wobei die beiden Elektrodeneinheiten noch nicht in vollständigem Kontakt mit dem Werkstück sind.In a first method step at the beginning of an upsetting process, the workpiece is inserted or clamped between the support surfaces, wherein the two electrode units are not yet in complete contact with the workpiece.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird die zweite Elektrodeneinheit mittels der Zentriereinheit mit dem Werkstück in Kontakt gebracht, wobei sich wenigstens zwei Klemmelektroden jeder Elektrodeneinheit, insbesondere mittels zugeordneter Zentrierspannelemente, symmetrisch bezüglich einer Zentrierachse oder eines Zentrierpunktes auf das Werkstück zu bewegen und an den Kontaktflächen in leitendem Kontakt mit einer vorgegebenen Klemmkraft einklemmen.In a second method step, the second electrode unit is brought into contact with the workpiece by means of the centering unit, wherein at least two clamping electrodes each Electrode unit, in particular by means of associated Zentrierspannelemente to move symmetrically with respect to a centering axis or a centering point on the workpiece and clamped to the contact surfaces in conductive contact with a predetermined clamping force.
Bei asymmetrischem Verschleiß der Klemmelektroden, insbesondere aufgrund des Abriebs oder der Abrasion durch durchrutschende Werkstücke in zuvor erfolgten Stauchvorgängen, wird dabei eine, insbesondere parallel oder axial zur Vorschubrichtung verlaufende oder angeordnete, Werkstückachse des Werkstücks zur Zentrierachse um einen von dem Verschleiß abhängigen Betrag verschoben.In asymmetric wear of the clamping electrodes, in particular due to abrasion or abrasion by slipping workpieces in previous compression processes, while a, in particular parallel or axially to the feed direction extending or arranged workpiece axis of the workpiece is moved to the centering axis by an amount dependent on the amount of wear.
In einem dritten Verfahrensschritt wird die erste Elektrodeneinheit in Kontakt mit dem Werkstück gebracht.In a third method step, the first electrode unit is brought into contact with the workpiece.
Vorzugsweise wird im dritten Verfahrensschritt zunächst nur eine oder die erste Klemmelektrode der ersten Elektrodeneinheit, insbesondere mittels eines oder des, vorzugsweise hydraulischen, Aktuators und/oder insbesondere radial zur Werkstückachse, gegen eine Kontaktfläche des Werkstücks gefahren und unter einem geringen Anlagedruck angelegt, so dass das Werkstück im Wesentlichen nicht radial verschoben oder verbogen wird, sondern im Wesentlichen in der im zweiten Verfahrensschritt zentrierten Lage seiner Werkstückachse verbleibt, und dann in dieser Position arretiert, insbesondere mittels einer oder der Arretiereinheit des Aktuators.Preferably, in the third method step, initially only one or the first clamping electrode of the first electrode unit, in particular by means of one or, preferably hydraulic, actuator and / or in particular radially to the workpiece axis, moved against a contact surface of the workpiece and applied under a low contact pressure, so that the Workpiece is not substantially radially displaced or bent, but essentially remains in the centered in the second step of its workpiece axis position, and then locked in this position, in particular by means of one or the locking unit of the actuator.
Danach wird in dem dritten Verfahrensschritt eine oder die zweite Klemmelektrode der ersten Elektrodeneinheit, insbesondere mittels eines oder des zugehörigen, vorzugsweise hydraulischen, Aktuators, gegen eine oder die zugehörige Kontaktfläche des Werkstücks gefahren, und dann wird das Werkstück mit einem höheren Klemmdruck, insbesondere deutlich höher als der Anlagedruck, zwischen den beiden Klemmelektroden festgeklemmt.Thereafter, in the third method step, one or the second clamping electrode of the first electrode unit, in particular by means of one or the associated, preferably hydraulic, actuator, is moved against one or the associated contact surface of the workpiece, and then the workpiece with a higher clamping pressure, in particular significantly higher as the system pressure, clamped between the two clamping electrodes.
Auf diese Weise ist eine hydraulisch entkoppelte Halterung für das Werkstück geschaffen, welche das Werkstück mit einer ausreichenden Druckkraft festlegt, wobei keine durch hydraulische Verbindungen zwischen den Klemmelektroden erzeugte Ausweichbewegungen der Klemmelektroden entstehen können. Die Konzentrizität der Achsen rechts und links des Staubereichs kann dadurch auch nach dem Stauchvorgang gewährleistet werden.In this way, a hydraulically decoupled holder for the workpiece is created, which defines the workpiece with a sufficient pressure force, whereby no evasive movements of the clamping electrodes produced by hydraulic connections between the clamping electrodes can occur. The concentricity of the axes right and left of the storage area can be ensured even after the upsetting process.
Gemäß der Erfindung können vorteilhaft auch Werkstücke, die bereits vorausgegangenen Umformschritten, insbesondere an einem Ende durch Endstauchen, unterzogen wurden, bearbeitet werden. Der umzuformende Bereich an dem Werkstück wird durch die Platzierung der Elektrodeneinheiten festgelegt und kann beliebig gewählt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass eine Freiform-Stauchung ermöglicht ist, wobei auf ein Gesenk verzichtet wird. Eine Freiform-Stauchung wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Elektrodeneinheiten erfindungsgemäß eine Ausweichbewegung ausführen, um die Volumenänderung zu ermöglichen und zu beeinflussen.According to the invention, workpieces that have already undergone previous forming steps, in particular at one end by end upsetting, can also be processed advantageously. The area to be formed on the workpiece is determined by the placement of the electrode units and can be arbitrarily selected. A further advantage of the invention is that a free-form compression is made possible, wherein a die is dispensed with. A free-form compression is made possible in particular by the fact that the electrode units according to the invention execute an evasive movement in order to enable and to influence the change in volume.
In einer Weiterbildung gemäß der Erfindung ist wenigstens eine Klemmelektrode oder eine Klemmbacke derselben gekühlte, insbesondere wassergekühlt, ausgebildet und/oder aus einem gut stromleitenden Material, insbesondere einem eine Kupfer-Legierung enthaltenden oder umfassenden Material, gebildet.In a development according to the invention, at least one clamping electrode or a clamping jaw thereof is cooled, in particular water-cooled, formed and / or formed from a material which conducts electricity well, in particular a material containing or comprising a copper alloy.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in derenThe invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. Reference is also made to the drawings, in whose
jeweils schematisch gezeigt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den
are each shown schematically. Corresponding parts and sizes are in the
Die Stauchvorrichtung
Ferner umfasst die Stauchvorrichtung
Die erste Elektrodeneinheit mit den Klemmelektroden
Der Ausweichkörper
Es wird nun ein elektrischer Heizstrom I, vorzugsweise ein elektrischer niederfrequenter Wechselstrom, von den Klemmelektroden
Es wird nun ein Stauchvorgang eingeleitet, indem bei gleichzeitiger Beaufschlagung des Werkstücks
Die Gestalt des Formänderungsbereiches
Die
Die Stauchvorrichtung
Der Ausweichkörper
An der Trägerplatte
Die gegenüberliegende Stützfläche
Die Abstützfläche
Es können Distanzstücke
Der Ausweichkörper
Das Distanzstück
Die erste Elektrodeneinheit ist vorzugsweise wie folgt ausgebildet und angeordnet:
An Trägerflächen
On support surfaces
Es ist ferner wenigstens dem Aktuator
Axial zur Längsachse A oder in Vorschubrichtung V ist das erste Klemmelektrodenpaar
Die zweite Elektrodeneinheit mit den Klemmelektroden
Ein Trägerelement
A
An dem Trägerelement
Bei dem Stauchvorgang rutscht nun aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Stauchkörper
Die Zentriereinheit
Um die Koaxialität auch bei asymmetrischem Verschleiß der Klemmbacken
Zu Beginn eines Stauchvorgangs wird das Werkstück
In einem nun folgenden Verfahrensschritt wird zunächst die zweite Elektrodeneinheit mittels der Zentriereinheit mit dem Werkstück
Um im Formänderungsbereich
Es wird zunächst nur eine Klemmelektrode, deren Aktuator mit einer Arretiereinheit versehen ist, beispielsweise die erste Klemmelektrode
Initially, only a clamping electrode, the actuator of which is provided with a locking unit, for example the
Nun wird mittels des zugehörigen, vorzugsweise hydraulischen, Aktuators
Durch diese vorteilhafte Abfolge von Schritten wird die Lage der Längsachse A des Werkstücks
Bei den beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung wird der Formänderungsbereich
Es sind auch vielfältige Abwandlungen zu den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen möglich.There are also various modifications to the shown and described embodiments possible.
Die Stauchvorrichtung
Der freitragende Bereich der Werkstücke
Die Klemmelektroden
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stauchvorrichtungclincher
- 22
- Werkstückworkpiece
- 2a2a
- erste Stützfläche am Werkstückfirst support surface on the workpiece
- 2b 2 B
- zweite Stützfläche am Werkstücksecond support surface on the workpiece
- 2c2c
- erste Kontaktfläche am Werkstückfirst contact surface on the workpiece
- 2d2d
- zweite Kontaktfläche am Werkstücksecond contact surface on the workpiece
- 33
- Gestellframe
- 3a, 3b3a, 3b
- Gestellsäulenframe columns
- 4a, 4b4a, 4b
- Trägerplattencarrier plates
- 55
- erste Klemmelektrodefirst clamping electrode
- 66
- zweite Klemmelektrodesecond clamping electrode
- 77
- dritte Klemmelektrodethird clamping electrode
- 88th
- vierte Klemmelektrodefourth clamping electrode
- 9a9a
- erstes Zentrierspannelementfirst centering clamping element
- 9b9b
- zweites Zentrierspannelementsecond centering clamping element
- 1010
- Trägerelementsupport element
- 1111
- Ausweichkörperevasive body
- 1212
- Ausweichzylinderdodge cylinder
- 1313
- Ausweichkolbenbypass piston
- 1414
- Distanzstückspacer
- 1515
- erste Klemmbackefirst jaw
- 1616
- zweite Klemmbackesecond jaw
- 1717
- dritte Klemmbackethird jaw
- 1818
- vierte Klemmbackefourth jaw
- 1919
- Stauchkörpercompression body
- 2020
- Antriebszylinderdrive cylinder
- 2121
- Antriebskolbendrive piston
- 2222
- erster Endabschnittfirst end section
- 23, 2423, 24
- Trägerflächesupport surface
- 2525
- Aktuatoractuator
- 2626
- Trägerschlittencarriage
- 2727
- zweiter Endabschnittsecond end section
- 2828
- FormänderungsbereichDeformation field
- 2929
- Aktuatoractuator
- 3030
- Führungselementeguide elements
- 4040
- Stelleinrichtungsetting device
- 110110
- Abstützflächesupporting
- 111111
- Freiraumfree space
- 125125
- Arretiereinheitlocking unit
- 140140
- Abstützflächesupporting
- 190190
- Abstützflächesupporting
- AA
- WerkstückachseWorkpiece axis
- II
- Heizstromheating
- VV
- Vorschubrichtungfeed direction
- L(t0), L(t1)L (t0), L (t1)
- Abstand bzw. Länge des WerkstücksDistance or length of the workpiece
- a(t0), a(t1)a (t0), a (t1)
- axialer Abstand der Elektrodenaxial distance of the electrodes
- aconst a const
- konstanter, axialer Abstandconstant, axial distance
- b0, b1 b 0 , b 1
- erste, zweite radiale Breitefirst, second radial width
- ΔL1, ΔL2ΔL1, ΔL2
- Vorschubwegfeed path
- v1, v2v1, v2
- Geschwindigkeitspeed
- F5, F6, F7, F8 F 5 , F 6 , F 7 , F 8
- Klemmkraftclamping force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 916721 [0006] DE 916721 [0006]
- DE 1240369 [0007] DE 1240369 [0007]
- DE 19845576 C2 [0071] DE 19845576 C2 [0071]
- DE 202004004636 U1 [0071] DE 202004004636 U1 [0071]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Produktinformationsschrift „Elektro-Stauchmaschinen” der Fa. Lasco Umformtechnik GmbH, veröffentlicht im Oktober 2012 [0002] Product information brochure "Electro-upsetting machines" from Lasco Umformtechnik GmbH, published in October 2012 [0002]
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| DE102015100801.7A DE102015100801B4 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Compression device and method each for the electrical dipping of workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE102015100801.7A DE102015100801B4 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Compression device and method each for the electrical dipping of workpieces |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |