DE19922660B4

DE19922660B4 - Locking device, preferably for cross extrusion

Info

Publication number: DE19922660B4
Application number: DE1999122660
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Kretz; Klaus Prof. Dr.-Ing. Siegert
Original assignee: Forschungsgesellschaft Umformtechnik mbH
Current assignee: INSTITUT FUER UMFORMTECHNIK UNIVERSITAET STUTT, DE
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: DE19922660A1

Abstract

Schließvorrichtung, vorzugsweise zum Querfließpressen von Werkstücken, mit mindestens einem ersten bewegbaren Preßstempel (20) und bedarfsweise einem zweiten Preßstempel (10), wobei beide Preßstempel (10, 20) relativ aufeinander zubewegbar sind, und mindestens einer, relativ zu den Preßstempeln (10, 20) bewegbaren Matrize, die aus zwei Matrizenhälften (14, 24) bestehen kann, wobei sich die Matrize oder die erste Matrizenhälfte (24) an einer ersten Tragplatte (18) und bedarfsweise die zweite Matrizenhälfte (14) an einer den zweiten Stempel (10) aufnehmenden bewegbaren zweiten Tragplatte (6) federnd abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Matrizenhälfte (24) und der ersten Tragplatte (18) eine zur Stempelachse koaxiale erste Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder (22) und/oder daß zwischen der zweiten Matrizenhälfte (14) und der zweiten Tragplatte (6) eine zur Stempelachse koaxiale zweite Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder (12) angeordnet ist.Closing device, preferably for cross extrusion of workpieces, with at least a first movable punch (20) and as needed a second punch (10), both punches (10, 20) are movable relative to each other, and at least one, relative to the punches (10, 20) movable die, which consists of two die halves (14, 24), wherein the die or the first die half (24) on a first support plate (18) and, if necessary, the second die half (14) on a second punch (10) receiving the movable second Support plate (6) resiliently supported, characterized in that between the first die half (24) and the first support plate (18) coaxial with the punch axis first annular piston nitrogen gas pressure spring (22) and / or that between the second die half (14) and the second support plate (6) a coaxial to the punch axis second annular piston nitrogen gas pressure spring (12) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung, vorzugsweise zum Querfließpressen von Werkstücken, mit mindestens einem ersten bewegbaren Preßstempel und bedarfsweise einem zweiten Preßstempel, wobei beide Preßstempel relativ aufeinander zubewegbar sind, und mindestens einer, relativ zu den Preßstempeln bewegbaren Matrize, die aus zwei Matrizenhälften bestehen kann, wobei sich die Matrize oder die erste Matrizenhälfte an einer ersten Tragplatte und bedarfsweise die zweite Matrizenhälfte an einer den zweiten Stempel aufnehmenden bewegbaren zweiten Tragplatte federnd abstützt.The Invention relates to a locking device, preferably for cross extrusion of workpieces, with at least a first movable punch and, if necessary, a second punch, with both punches relatively movable to each other, and at least one, relative to the punches movable die, which may consist of two die halves, wherein the die or the first die half on a first support plate and, if necessary, the second die half at a second die receiving movable second support plate resiliently supported.

Beim Querfließpressen wird ein Werkstück zwischen zwei Stempeln derart verpreßt, daß ein Teil des Werkstoffes – quer zur Preßrichtung – in von Matrizenhälften gebildete Hohlräume ausweicht. Vierfach wirkende Pressen halten die Matrizenhälften durch separate Schließstößel geschlossen. Gattungsgemäße einfach wirkende Pressen erzeugen die Schließkraft durch Federsysteme.At the Lateral extrusion is a workpiece between pressed two stamps in such a way the existence Part of the material - transverse to pressing direction - in from die halves formed cavities dodging. Quadruple-acting presses hold the die halves through separate closing plunger closed. Generic easy acting presses produce the closing force by spring systems.

Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstückes durch Fließpressen ( DE 28 19 167 A1 ) weist zwei schwimmend gelagerte Matrizenhälften und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den Matrizenhälften bewegbare Preßstempel auf. Zwischen einer den unteren Preßstempel aufnehmenden unteren Tragplatte und der unteren Matrizenhälfte ist eine zur Stempelachse koaxiale erste Tellerfeder angeordnet, während sich zwischen der den oberen Preßstempel aufnehmenden bewegbaren oberen Tragplatte und der oberen Matrizenhälfte eine zur Stempelachse koaxiale zweite Tellerfeder befindet, so daß die unter dem Einfluß eines Pressenstößels nach unten fahrende obere Tragplatte zum einen beide Matrizenhälften gegen die Kraft der Tellerfedern verspannen und zum anderen den oberen Stempel gegen ein auf dem unteren Stempel aufgebrachtes Werkstück verpressen kann. Von Nachteil sind neben der großen Bauweise die damit erzielbaren geringen Schließwege.A known device for producing a workpiece by extrusion ( DE 28 19 167 A1 ) has two floating die halves and two dies movable at equal velocities relative to the die halves. Between a lower die ram receiving lower support plate and the lower Matrizenhälfte a coaxial to the punch axis first disc spring is arranged, while located between the upper die ram receiving movable upper support plate and the upper die half a coaxial with the punch axis second plate spring, so that under the influence a press ram downwardly moving upper support plate on the one hand clamp both female halves against the force of the disc springs and on the other hand can press the upper punch against an applied on the lower punch workpiece. Disadvantages are in addition to the large construction, the achievable low closing paths.

Es ist auch bekannt, die koaxial zur Stempelachse angeordneten Tellerfedern durch mehrere um die Stempelachse angeordnete Stickstofffederelemente zu ersetzen (Siegert: Neuere Entwicklungen in der Massivumformung, Frankfurt 1997). Obwohl hiermit eine kompaktere Bauweise erzielbar ist, läßt auch diese Anordnung bei gleicher Schließkraft nur kleine Schließwege zu. Darüber hinaus ist ein großer Aufwand erforderlich, um die einzelnen Stickstofffederelemente im Interesse einer gleichmäßigen Krafteinleitung über eine Ringleitung zu verbinden.It is also known, the coaxial with the punch axis arranged disc springs by a plurality of nitrogen spring elements arranged around the punch axis (Siegert: Recent Developments in Solid Forming, Frankfurt 1997). Although this achieves a more compact design is, lets these too Arrangement with the same closing force only small closing ways to. About that There is a big one out there too Effort required to the individual nitrogen spring elements in the Interest in a uniform introduction of force over one Ring line to connect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schließvorrichtung, vorzugsweise zum Querfließpressen von Werkstücken zu schaffen, die einen einfachen und kompakten Aufbau mit großen Schließwegen verbindet.Of the Invention is based on the object, a generic locking device, preferably for cross extrusion of workpieces to create a simple and compact structure with large closing distances.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches gelöst. Die Schließvorrichtung, vorzugsweise zum Querfließpressen von Werkstücken, weist mindestens einen ersten bewegbaren Preßstempel und bedarfsweise einen zweiten Preßstempel auf, wobei beide Preßstempel relativ aufeinander zubewegbar sind, und mindestens eine, relativ zu den Preßstempeln bewegbare Matrize, die aus zwei Matrizenhälften bestehen kann, wobei sich die Matrize oder die erste Matrizenhälfte an einer ersten Tragplatte und bedarfsweise die zweite Matrizenhälfte an einer den zweiten Stempel aufnehmenden bewegbaren zweiten Tragplatte federnd abstützt. Erfindungsgemäß ist zwischen der ersten Matrizenhälfte und der ersten Tragplatte eine zur Stempelachse koaxiale erste Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder und/oder zwischen der zweiten Matrizenhälfte und der zweiten Tragplatte eine zur Stempelachse koaxiale zweite Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder angeordnet.According to the invention this Problem solved by the features of the claim. The locking device, preferably for transverse extrusion of Workpieces, has at least a first movable ram and, if necessary, a second ram on, with both rams relative be moved towards each other, and at least one, relative to the press dies movable die, which may consist of two die halves, wherein the die or the first die half on a first support plate and, if necessary, the second die half at a second die receiving movable second support plate resiliently supported. According to the invention is between the first die half and the first support plate a coaxial with the stamp axis first annular piston nitrogen gas spring and / or between the second die half and the second support plate coaxial with the punch axis second Ring piston nitrogen gas spring arranged.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. It demonstrate:

1: Werkzeug zum Querfließpressen mit zwei Stempeln und zwei Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfedern 1 : Tool for cross extrusion with two punches and two annular piston nitrogen gas springs

2: Werkzeug z.B. zum Schmieden mit einem Stempel und einer Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder Die zugehörige schematische Zeichnung gem. 1 zeigt zwei aufeinanderliegende Werkzeughälften 2 und 4. 2 : Tool eg for forging with a punch and an annular piston nitrogen gas spring The associated schematic drawing acc. 1 shows two superimposed tool halves 2 and 4 ,

Die obere Werkzeughälfte 2 weist eine waagerechte Tragplatte 6 auf, an deren Oberseite ein vertikal bewegbarer Pressenstößel 8 und an deren Unterseite ein senkrecht nach unten weisender zweiter Stempel 10 und eine den zweiten Stempel 10 umgebende zweite Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder 12 sitzt, an deren Unterseite über eine zweite Zwischenplatte Z2 die auf dem Stempel 8 verschiebbare zweite Matrizenhälfte 14 befestigt ist.The upper tool half 2 has a horizontal support plate 6 on, at the top of a vertically movable press ram 8th and at the bottom thereof a vertically downward pointing second punch 10 and a second stamp 10 surrounding second annular piston nitrogen gas spring 12 sits on the underside of a second intermediate plate Z2 on the stamp 8th movable second die half 14 is attached.

Die untere Werkzeughälfte 4 besitzt eine auf einem Tisch 16 ruhende waagerechte Tragplatte 18, an deren Oberseite ein senkrecht nach oben weisender erster Stempel 20 und eine den ersten Stempel 20 umgebende erste Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder 22 sitzt. Auf der Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder 22 ist eine erste Zwischenplatte Z1 befestigt, auf welcher die auf dem Stempel 20 verschiebbare Matrizenhälfte 24 angeordnet ist.The lower half of the mold 4 has one on a table 16 resting horizontal support plate 18 , on whose upper side a vertically upwardly pointing first stamp 20 and the first stamp 20 surrounding first annular piston nitrogen gas spring 22 sitting. On the ring piston stick material gas spring 22 a first intermediate plate Z1 is fixed, on which the on the stamp 20 movable die half 24 is arranged.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Nach dem Einlegen eines Werkstückes 26 zwischen die Stempel 10 und 20 fährt der Pressenstößel 8 die obere Tragplatte 6 nach unten, so daß sich auch der obere zweite Stempel 10 und die beiden Matrizenhälften 14 und 24 unter Spannung der beiden Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfedern 12 und 22 nach unten bewegen. Diese müssen zum einen derart aufeinander abgestimmt sein, daß sich der auf die Matrizenhälften 14 und 24 wirkende Schließdruck aufbaut, bevor die beiden Stempel 10 und 20 das Werkstück 26 axial stauchen und radial in den durch die Matrizenhälften 14 und 24 gebildeten Hohlraum 28 verdrängen. Zum anderen muß sichergestellt sein, daß sich die schwimmend gelagerten Matrizenhälften 14 und 24 im Interesse einer symmetrischen Umformung gegenüber den Stempeln 10 und 20 mit gleichen Geschwindigkeiten bewegen.The mode of action is the following:
After inserting a workpiece 26 between the stamps 10 and 20 drives the press ram 8th the upper support plate 6 down, so that the upper second punch 10 and the two die halves 14 and 24 under tension of the two annular piston nitrogen gas springs 12 and 22 move down. These must first be matched to one another so that the on the die halves 14 and 24 acting closing pressure builds up before the two punches 10 and 20 the workpiece 26 axially compress and radially in through the die halves 14 and 24 formed cavity 28 displace. On the other hand, it must be ensured that the floating-mounted die halves 14 and 24 in the interest of a symmetrical deformation in relation to the punches 10 and 20 move at the same speeds.

Eine Variante mit nur einer Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder 22 und einem ersten Stempel 20 in der unteren Werkzeughälfte 4 wird in 2 in eingefedertem Zustand gezeigt. Die untere Werkzeughälfte 4 ist dabei identisch mit der Ausführung gem. 1 ausgebildet. In der oberen Werkzeughälfte 2 ist die zweite Matrizenhälfte 14 an der zweiten Zwischenplatte Z2 und diese direkt an der Tragplatte 6 befestigt. Der Werkstoff des Werkstücks 26 wurde durch den Stempel 20 axial gestaucht und radial in den durch die Matrizenhälften 14 und 24 gebildeten Hohlraum 28 verdrängt.A variant with only one annular piston nitrogen gas spring 22 and a first stamp 20 in the lower half of the mold 4 is in 2 shown in a compressed state. The lower half of the mold 4 is identical to the execution acc. 1 educated. In the upper half of the mold 2 is the second die half 14 at the second intermediate plate Z2 and this directly to the support plate 6 attached. The material of the workpiece 26 was by the stamp 20 axially compressed and radially in through the die halves 14 and 24 formed cavity 28 repressed.

Diese Schließvorrichtung kann auch um 180° gedreht werden und ist beispielsweise zum Schmieden oder Thixoforming einsetzbar.These closing device can also be rotated 180 ° are and can be used for example for forging or thixoforming.

Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ermöglicht bei einem einfachen und kompakten Aufbau wesentlich größere Schließwege als bei Anwendung herkömmlicher Tellerfedern. Es sind bei Anwendung nur einer Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder Umformwege möglich, die bisher mit Tellerfedern oder hydraulischen Federn nicht erreichbar waren. Es sind problemlos Umformwege in der Größenordnung von 200 mm und mehr möglich.The Locking device according to the invention allows at a simple and compact construction much larger closing distances than when using conventional Disc springs. When using only one annular piston nitrogen gas spring, forming paths are used possible, previously unavailable with disc springs or hydraulic springs were. It is easily forming paths in the order of 200 mm and more possible.

Sicherheitstechnisch ist die Lösung wesentlich günstiger als bei Verwendung hydraulischer Schließsysteme. Aufwendige Rohrleitungen und Ausgleichssysteme werden vermieden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß unterschiedlich große Schließkräfte ohne großen Aufwand realisiert werden können.safety-related is the solution much cheaper than when using hydraulic locking systems. Elaborate piping and compensation systems are avoided. Another advantage of Invention is that different size Closing forces without huge Effort can be realized.

Das Einstellen der Schließkraft kann dabei durch die Wahl entsprechender Volumenverhältnisse erfolgen. Die Anwendung einer einzigen zentral angeordneten Ringkolben-Stickstoff-Gasdruckfeder im jeweiligen Werkzeugoberteil oder Werkzeugunterteil ist bisher nicht bekannt.The Setting the closing force can be done by choosing appropriate volume ratios. The application of a single centrally located annular piston nitrogen gas spring in each Tool upper part or lower tool part is not yet known.

Claims

Locking device, preferably for the transverse extrusion of workpieces, with at least one first movable punch ( 20 ) and, if necessary, a second ram ( 10 ), whereby both press punches ( 10 . 20 ) are movable relative to each other, and at least one, relative to the press punches ( 10 . 20 ) movable die consisting of two die halves ( 14 . 24 ), wherein the die or the first die half ( 24 ) on a first support plate ( 18 ) and, if necessary, the second die half ( 14 ) on one of the second punches ( 10 ) receiving the movable second support plate ( 6 ) resiliently supported, characterized in that between the first die half ( 24 ) and the first support plate ( 18 ) a coaxial with the stamp axis first annular piston nitrogen gas spring ( 22 ) and / or that between the second die half ( 14 ) and the second support plate ( 6 ) a coaxial to the stamp axis second annular piston nitrogen gas spring ( 12 ) is arranged.