Stangenmaterials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines vorlaufenden

Endabschnitts eines Stangenmaterials gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist z.B. aus der WO 2010/040238 AI bekannt. Dabei werden serienmässig ringförmige Metallformteile hergestellt, indem ein metallisches

Stangenmaterial durch eine Bodenmatrize hindurch in eine Umformmatrize vorgeschoben wird, der vorlaufende Endabschnitt des Stangenmaterials axial gestaucht und dadurch in der Umformmatrize zu einer Scheibe umgeformt wird und die Scheibe anschliessend mittels eines Stempels durchstossen und schliesslich vom Stangenmaterial abgetrennt wird. Während des Umformvorgangs wird das

Stangenmaterial mittels einer Klemmvorrichtung axial ortsfest gehalten, so dass das Stangenmaterial keine Ausweichbewegung in axialer Richtung durchführen kann. Die Klemmvorrichtung besteht in einer Ausführungsform aus zwei oder mehreren Klemmbacken, die am Umfang des Stangenmaterials angreifen. Sie ist axial hin und her beweglich angetrieben und wird gleichzeitig auch zum Vorschub des

Stangenmaterials eingesetzt.

Um die Masshaltigkeit des herzustellenden Formteils, also des in der Umformmatrize umgeformten Endabschnitts des Stangenmaterials, zu gewährleisten, ist es ausschlaggebend, dass die Bodenmatrize bzw. deren Führungsöffhung reproduzierbar gefüllt wird, so dass nach dem Vorschub des Stangenmaterials in der Umformmatrize eine immer gleich bleibende Materialmenge vorliegt. Da in der Praxis

Dickenschwankungen des Stangenmaterials nicht ganz auszuschliessen sind, ist nach den herkömmlichen Verfahren die reproduzierbare Füllung der Bodenmatrize nicht immer gewährleistet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, dass eine definierte und reproduzierbare Füllung der Bodenmatnze erreicht wird. Gleichzeitig soll durch das

erfindungsgemässe Verfahren vermieden werden, dass in der Klemmvorrichtung Stangenmaterial in die Trennfugen zwischen den Klemmbacken ausgetrieben wird.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, wie es im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht in Folgendem: Bei einem Verfahren zur

Umformung eines vorlaufenden Endabschnitts eines Stangenmaterials wird das Stangenmaterial in Richtung seiner Längsachse um eine definierte Länge durch eine stationäre, eine durchgehende Führungsöffnung aufweisende Bodenmatrize hindurch in eine Umformmatrize vorgeschoben und der Endabschnitt mit einer axialen Druckkraft beaufschlagt und in die Umformmatrize hinein verformt. Dabei wird das Stangenmaterial durch eine Klemmvorrichtung geführt, welche mindestens zwei Klemmbacken aufweist. Die Klemmbacken grenzen in geschlossenem Zustand der Klemmvorrichtung in Trennebenen aneinander und sind zum Öffnen der

Klemmvorrichtung im Wesentlichen radial zur Längsachse des Stangenmaterials auseinander bewegbar und zum Schliessen der Klemmvorrichtung im Wesentlichen radial gegen einander pressbar. Das Stangenmaterial wird während der Umformung des Endabschnitts mittels der an seinem Umfang angreifenden Klemmvorrichtung axial festgehalten. Es wird ein Stangenmaterial verwendet, dessen Querschnittsform gegenüber der Querschnittsform der Führungsöffnung der Bodenmatrize

Abflachungen und/oder Einbuchtungen und zwischen den Abflachungen und/oder Einbuchtungen einen grösseren Durchmesser aufweist als die Querschnittsform der Führungsöffnung der Bodenmatrize. Die innere Querschnittsform der

Klemmvorrichtung entspricht in geschlossenem Zustand an ihrem der Bodenmatrize zugewandten Ende der Querschnittsform der Führungsöffnung der Bodenmatrize oder ist leicht enger. Das Stangenmaterial wird so in die Klemmvorrichtung eingeführt, dass die Abflachungen und/oder Einbuchtungen im Bereich der

Trennebenen der Klemmbacken der Klemmvorrichtung zu liegen kommen. Das Stangenmaterial wird dann mittels der Klemmvorrichtung radial so

zusammengequetscht, dass es in die Führungsöffnung der Bodenmatrize passt. Durch die Verwendung von Stangenmaterial mit abgeflachten bzw. eingebuchteten Querschnittsbereichen und das Zusammenquetschen des Stangenmaterials mit Hilfe der Klemmvorrichtung wird erreicht, dass die Bodenmatrize gezielt und

reproduzierbar gefüllt werden kann, so dass für das herzustellende Formteil immer die gleiche Materialmenge zur Verfügung steht und dadurch die Masshaltigkeit gewährleistet wird. Es kann ausserdem Stangenmaterial mit einer grösseren

Durchmessertoleranz verwendet werden, was sich positiv auf die Materialkosten auswirkt. Durch die Ausrichtung der Abflachungen und/oder Einbuchtungen auf die Trennebenen der Klemmbacken wird verhindert, dass während des

Zusammenpressens der Klemmbacken und während der Druckbeaufschlagung des Stangenmaterials durch den Stempel Werkstoff zwischen die Klemmbacken ausgetrieben werden kann.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Stangenmaterial erst vor der Einführung in die Klemmvorrichtung mittels einer Querschnittsverformungsvorrichtung in die mit den Abflachungen und/oder Einbuchtungen versehene Querschnittsform gebracht. Dies hat gegenüber der Verwendung von vorgeformtem Stangenmaterial den Vorteil, dass das

Stangenmaterial nicht erst in Bezug auf die Klemmvorrichtung orientiert werden muss. Die Querschnittsform des Stangenmaterials wird dabei vorteilhafterweise durch Walzen oder Hämmern oder mittels einer Reduziermatrize oder Klemmbacken erzeugt.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Klemmvorrichtung verwendet, deren Klemmbacken an ihren das Stangenmaterial fassenden Innenflächen mit reibungserhöhenden

Strukturierungen, insbesondere Rippen, versehen sind. Die reibungserhöhenden Strukturierungen der Klemmbacken sorgen dafür, dass dem Werkstofffliessen des Stangenmaterials mehr Widerstand entgegengesetzt wird als bei Klemmbacken ohne solche Strukturierungen (bei gleicher axialer Länge der Klemmbacken). Dadurch reduziert sich die erforderliche axiale Länge der Klemmbacken bzw. der Klemmvorrichtung, was hinsichtlich anderer Funktionen der Klemmvorrichtung von Vorteil ist (z.B. geringere Massenträgheit bei der axialen Verstellung).

Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemässe Verfahren so geführt, dass die Führungsöffnung der Bodenmatrize durch den bei der axialen Druckbeaufschlagung des Endabschnitts des Stangenmaterials bewirkten Materialfluss des Stangenmaterials aufgefüllt wird.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Klemmvorrichtung durch den bei der axialen Druckbeaufschlagung des Endabschnitts des Stangenmaterials bewirkten

Materialfluss teilweise aufgefüllt wird, wobei der Grad der Auffüllung über die axiale Länge der Klemmvorrichtung mit zunehmendem Abstand von der Bodenmatrize abnimmt. Vorzugsweise ist dabei die axiale Länge der Klemmvorrichtung so gewählt, dass der Materialfluss das der Bodenmatrize abgewandte Ende der

Klemmvorrichtung nicht erreicht. Durch das Auffüllen der Klemmvorrichtung wird das Stangenmaterial innerhalb der Klemmvorrichtung in den Bereichen der

Abflachungen bzw. Einbuchtungen sukzessive dicker, bis es schliesslich fast die Abmessungen der Führungsöffhung der Bodenmatrize erreicht.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Klemmvorrichtung verwendet, deren lichte Weite in geschlossenem

Zustand an ihrem der Bodenmatrize zugewandten Ende grösser ist als an ihrem der Bodenmatrize abgewandten Ende, wobei die Klemmvorrichtung dabei vorzugsweise eine im Wesentlichen konische Innenwand aufweist, die ebenfalls mit

reibungserhöhenden Strukturierungen versehen sein kann. Eine weitere Erhöhung des dem Materialfluss entgegenstehenden Widerstands wird dadurch erreicht, dass die Führungsöffhung der Bodenmatrize sich über deren Länge in Richtung zur

Umformmatrize hin etwas erweiternd, vorzugsweise konisch, ausgebildet wird.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Klemmvorrichtung verwendet, deren das Stangenmaterial fassende

Innenwand zwei oder mehrere axial versetzte, vorzugsweise im Wesentlichen konische, Abschnitte aufweist. Weiters sind die Klemmbacken der Klemmvorrichtung vorzugsweise in zwei oder mehrere axial aneinander gereihte Segmente unterteilt. Letzteres erlaubt eine einfachere Herstellung der

Klemmvorrichtung bzw. von deren Klemmbacken.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist in der Kalt- bis Warmumformung im gesamten Temperaturbereich einsetzbar.

Im Folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele detaillierter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 - schematisch die wesentlichsten Komponenten einer Umformeinrichtung;

Fig. 2 - einen Querschnitt eines Stangenmaterials gemäss der Linie II-II der Fig. 1 , um 90° gedreht,

Fig. 2a,b - zwei Ansichten gemäss der Linie II-II der Fig. 1 einer Klemmvorrichtung in geöffnetem bzw. geschlossenem Zustand mit Stangenmaterial, um 90° gedreht,

Fig. 3a - eine Ansicht der Klemmvorrichtung gemäss der Linie Illa-IIIa der Fig. 1 in geschlossenem Zustand mit Stangenmaterial, um 90° gedreht,

Fig. 3b - eine Ansicht einer Bodenmatrize mit Stangenmaterial gemäss der Linie

Illb-IIIb der Fig. 1, um 90° gedreht,

Fig. 4a-f - verschiedene Querschnittsformen des Stangenmaterials,

Fig. 5a-e - eine Bodenmatrize, eine Klemmvorrichtung und Stangenmaterial in fünf verschiedenen Phasen des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 6a-c - drei Skizzen zur Erläuterung des Fliessverhaltens des Stangenmaterials und Fig. 7 - einen Axialschnitt durch eine in Segmente unterteilte Klemmvorrichtung.

Für die nachstehende Beschreibung gilt die folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen angegeben, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungsteil nicht erwähnt, so wird auf deren

Erläuterung in vorangehenden oder nachfolgenden Beschreibungsteilen verwiesen. Umgekehrt sind zur Vermeidung zeichnerischer Überladung für das unmittelbare Verständnis weniger relevante Bezugszeichen nicht in allen Figuren eingetragen. Hierzu wird auf die jeweils übrigen Figuren verwiesen.

Die Figur 1 illustriert schematisch eine für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Umformeinrichtung, wobei nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile der Umformeinrichtung, teilweise in axialen Schnitten, dargestellt sind. Man erkennt koaxial zu einer Achse A hintereinander angeordnet eine Querschnittsverformungsvorrichtung Q, eine Klemmvorrichtung K, eine stationäre Führung bzw. sogenannte Bodenmatrize B, eine Umformmatrize M und einen Stempel S. Ein mit R bezeichnetes Stangenmaterial erstreckt sich koaxial durch die Querschnittsverformungsvorrichtung Q, die Klemmvorrichtung K und die Bodenmatrize B hinein in die Umformmatrize M, wobei der sich in die

Umformmatrize M hinein erstreckende vorlaufende Endabschnitt des

Stangenmaterials R mit RE bezeichnet ist.

Die Querschnittsverformungsvorrichtung Q ist z.B. als Reduziermatrize

(Ziehmatrize) ausgebildet. Sie kann aber auch als Walzwerk oder Hämmerwerk oder als eine weitere, der Klemmvorrichtung K ähnliche Klemm- bzw. Quetschvorrichtung mit Klemmbacken ausgebildet sein. Die Querschnittsverformungsvorrichtung Q verformt den Querschnitt des ihr zugeführten, z.B. kreiszylindrischen

Stangenmaterials R beim Durchlauf des Stangenmaterials beispielsweise in eine der in den Figuren 4b-4f dargestellten Querschnittsformen. Näheres zu letzteren ist weiter unten beschrieben. Die Klemmvorrichtung K umfasst zwei oder mehrere um das Stangenmaterial R herum angeordnete Klemmbacken, die im geschlossenen Zustand der

Klemmvorrichtung in Trennebenen aneinander grenzen. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1, 2a, 2b und 3a umfasst die Klemmvorrichtung zwei Klemmbacken 10 und 20, deren Trennebenen in Figur 2b mit T bezeichnet sind. Figur 1 zeigt die

Klemmbacke 10 in einer Draufsicht auf die Trennebenen T, die sich hier in der Zeichnungsebene befinden. Die Klemmbacken 10 und 20 sind zum Öffnen der Klemmvorrichtung K radial zur Achse A auseinander bewegbar und zum Schliessen der Klemmvorrichtung K entsprechend radial gegen einander pressbar. Die

Bewegung der Klemmbacken 10 und 20 bzw. das Öffnen und Schliessen der

Klemmvorrichtung K erfolgt durch an sich bekannte, in Figur 2a durch Doppelpfeile 12 und 22 symbolisierte Antriebsmittel. Die Klemmvorrichtung K ist ferner als Ganze axial bewegbar. Die dafür erforderlichen Antriebsmittel sind konventionell ausgebildet und in Figur 1 durch einen Doppelpfeil 11 symbolisiert. Der lichte Innendurchmesser der Klemmvorrichtung K im geschlossenen Zustand ist mit d ₃ bezeichnet (Figuren 2b und 3a).

Die Bodenmatrize B weist eine zur Achse A koaxiale, durchgehende

Führungsöffhung 30 auf, deren lichter Innendurchmesser mit d ₂ bezeichnet ist (Figur 3b).

Die Umformmatrize M ist quer zur Achse A bewegbar, um den in ihr befindlichen Endabschnitt RE des Stangenmaterials nach der Umformung vom Rest des

Stangenmaterials R abscheren zu können. Die Querbewegung der Umformmatrize M erfolgt durch an sich bekannte Antriebsmittel, die in der Figur 1 durch einen

Doppelpfeil 40 symbolisiert sind.

Der Stempel S ist koaxial zur Achse A bewegbar und ist querschnittsmässig an die innere Querschnittsform der Umformmatrize M angepasst. Mittels des Stempels S kann der vorlaufende Endabschnitt RE des Stangenmaterials R axial mit Druck beaufschlagt und dadurch in die Umformmatrize M hinein verformt werden. Die Bewegung des Stempels S und die Druckbeaufschlagung des Endabschnitts RE erfolgt durch an sich bekannte Antriebsmittel, die in Figur 1 durch einen Doppelpfeil 50 symbolisiert sind.

Der allgemeine Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens ist wie folgt:

Ausgehend von einer axialen Position des Stangenmaterials R, geschlossener Klemmvorrichtung K und axial fixiertem Stangenmaterial R gemäss Figur 1 wird der Stempel S gegen den vorlaufenden Endabschnitt R _E des Stangenmaterials R gepresst. Durch den dabei auf den Endabschnitt R _E ausgeübten Druck wird dieser in die Umformmatrize M hinein zu einem Formteil umgeformt. Anschliessend wird der Stempel S zurückbewegt und die Umformmatrize M quer zur Achse A bewegt, wodurch der in ihr befindliche, umgeformte Endabschnitt R _E des Stangenmaterials (also das hergestellte Formteil) vom Rest des Stangenmaterials R abgeschert wird. Nach der Entnahme des umgeformten Endabschnitts bzw. Formteils aus der

Umformmatrize M wird diese wieder in ihre Ausgangsposition zurückbewegt. Es wird die Situation gemäss Figur 5a erreicht, wobei in den Figuren 5a-6c die Matrize M und der Stempel S nicht mehr dargestellt sind. Anschliessend wird die

Klemmvorrichtung K geöffnet (Figur 5b) und um eine definierte, der gewünschten Länge des (unverformten) Endabschnitts R _E entsprechende Strecke längs des Stangenmaterials R von der Bodenmatrize B zurückbewegt (Figur 5c). Dann wird die Klemmvorrichtung K wieder geschlossen, wobei sie das Stangenmaterial R festklemmt (Figur 5d). Daraufhin wird die Klemmvorrichtung K um dieselbe definierte Strecke wieder bis zur Bodenmatrize B vorwärts bewegt (Figur 5e), wobei das Stangenmaterial R um die genannte definierte Strecke in die Umformmatrize M vorgeschoben wird. Die vorstehend beschriebenen Schritte werden nun zyklisch wiederholt, bis das Stangenmaterial R keine ausreichende Restlänge mehr aufweist.

Anstelle das Stangenmaterial R mittels der Klemmvorrichtung K vorzuschieben, kann selbstverständlich auch eine separate Vorschubvorrichtung eingesetzt werden. Die Klemmvorrichtung K könnte in diesem Fall axial stationär angeordnet sein.

Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht soweit dem z.B. in der eingangs erwähnten WO 2010/040238 AI beschriebenen bekannten Verfahren dieser Art und bedarf deshalb für den Fachmann keiner näheren Erläuterung. Auf die Unterschiede des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik wird im Folgenden näher eingegangen.

Um die Masshaltigkeit des herzustellenden Formteils, also des in der Umformmatrize M umgeformten Endabschnitts RE des Stangenmaterials R zu gewährleisten, ist es ausschlaggebend, dass die Bodenmatrize B bzw. deren Führungsöffhung 30 reproduzierbar gefüllt wird, so dass nach dem Vorschub des Stangenmaterials R in der Umformmatrize M eine immer gleich bleibende Materialmenge vorliegt. Da in der Praxis Dickenschwankungen des Stangenmaterials R nicht ganz auszuschliessen sind, ist nach den herkömmlichen Verfahren die reproduzierbare Füllung der

Bodenmatrize B nicht immer gewährleistet. Hier setzt nun die Erfindung ein.

Gemäss einem ersten wesentlichen Gedanken der Erfindung wird ein Stangenmaterial R verwendet, dessen Querschnittsform gegenüber der in Figur 3b dargestellten, hier im Beispiel kreisförmigen Querschnittsform der Führungsöffnung 30 der

Bodenmatrize B Abflachungen und/oder Einbuchtungen aufweist. In den Figuren 2, 4b und 4c sind drei typische Querschnittsformen dargestellt, wobei je zwei

Abflachungen gegenüber einer in Figur 4a dargestellten kreisförmigen Grundform 60 mit 61 bzw. 62 bzw. 63 bezeichnet sind. Die Figur 4d zeigt eine weitere

Querschnittsform auf Basis einer kreisförmigen Grundform mit zwei Einbuchtungen 64. Die Figuren 4e und 4f stellen zwei weitere Querschnittsformen mit drei bzw. vier Abflachungen 65 bzw. 66 gegenüber einer ebenfalls kreisförmigen Grundform dar. Auf die beiden letzteren Querschnittsformen wird weiter unten noch näher eingegangen. Es können auch Querschnittsformen gewählt werden, die eine

Kombination von Abflachungen und Einbuchtungen aufweisen.

Ferner weist die Querschnittsform des Stangenmaterials R zwischen den

Abflachungen 61, 62, 63, 65, 66 bzw. Einbuchtungen 64 einen grösseren

Durchmesser auf als die Querschnittsform der Führungsöffhung 30 der Bodenmatrize B. In Figur 2 ist dieser grössere Durchmesser der Querschnittsform des

Stangenmaterials R mit dj bezeichnet. Der demgegenüber etwas kleinere Durchmesser der Führungsöffhung 30 der Bodenmatrize B ist in Figur 3b eingetragen und dort mit d ₂ bezeichnet.

Gemäss einem weiteren wesentlichen Gedanken der Erfindung wird das

Stangenmaterial R in Bezug auf die Klemmvorrichtung K (in Umfangsrichtung) so orientiert bzw. so in die Klemmvorrichtung K eingeführt, dass die Abflachungen 61 , 62, 63, 65, 66 und/oder Einbuchtungen 64 im Bereich der Trennebenen T der Klemmbacken 10 und 20 zu liegen kommen, so wie dies in den Figuren 2a und 2b dargestellt ist.

Anstelle einer Klemmvorrichtung mit zwei Klemmbacken kann auch eine solche mit mehreren, z.B. drei oder vier, Klemmbacken eingesetzt werden. Sinngemäss muss dann Stangenmaterial mit einer Querschnittsform verwendet werden, die

entsprechend mehrere Abflachungen bzw. Einbuchtungen aufweist, und die

Orientierung des Stangenmaterials wird wiederum so gewählt, dass die Abflachungen bzw. Einbuchtungen im Bereich der Trennebenen T zwischen den Klemmbacken zu liegen kommen. Die Figuren 4e und 4f verdeutlichen dies, wobei die

Klemmvorrichtung in Figur 4e drei Klemmbacken 110, 120 und 130 und die

Klemmvorrichtung in Figur 4f vier Klemmbacken 210, 220, 230 und 240 aufweist.

Die abgeflachte bzw. eingebeulte Querschnittsform des Stangenmaterials R ist erst innerhalb der Klemmvorrichtung K und der Bodenmatrize B von Relevanz. Das heisst, dass entweder Stangenmaterial verwendet werden kann, das die gewünschte Querschnittsform schon von Anfang an hat, oder dass von einem (Roh-)

Stangenmaterial mit anderem Querschnitt ausgegangen wird und dieses vor der Einführung in die Klemmvorrichtung K in die mit den Abflachungen und/oder Einbuchtungen versehene Querschnittsform gebracht wird, so wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, dass das Stangenmaterial nicht orientiert werden muss, da bei entsprechender Ausrichtung der

Querschnittsverformungsvorrichtung Q das Stangenmaterial automatisch richtig zur Klemmvorrichtung K orientiert ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass ein (Roh-)Stangenmaterial mit grösserer Querschnittstoleranz verwendet werden kann, was sich günstig auf die Materialkosten auswirkt. Gemäss einem weiteren wichtigen Gedanken der Erfindung entspricht die innere Querschnittsform der Klemmvorrichtung K in geschlossenem Zustand an ihrem der Bodenmatrize B zugewandten Ende der Querschnittsform der Führungsöffnung 30 der Bodenmatrize B oder ist eventuell geringfügig kleiner (enger). Das (in den Bereichen zwischen den Abflachungen bzw. Einbuchtungen dickere) Stangenmaterial R wird dabei beim Schliessen der Klemmvorrichtung K mittels dieser (in den

Bereichen zwischen den Abflachungen bzw. Einbuchtungen) radial so

zusammengequetscht, dass es in die Führungsöff ung 30 der Bodenmatrize B passt. Beim Zusammenquetschen durch die Klemmvorrichtung K überschüssiges Material kann dabei in die Bereiche der Abflachungen bzw. Einbuchtungen ausweichen und diese teilweise auffüllen. In den Figuren 5a-5e ist deutlich zu erkennen, wie die dort mit 61 bezeichneten Abflachungen sukzessive aufgefüllt werden. Die Abflachungen bzw. Einbuchtungen werden so bemessen, dass sie dabei nicht vollständig aufgefüllt werden. Die Abflachungen bzw. Reste davon können bis in die Bodenmatrize B hinein reichen und werden dann dort durch das während des Umformprozesses nachfliessende Material aufgefüllt. Näheres dazu ist weiter unten ausgeführt.

Beim Umformen, insbesondere bei einem Napfvorgang, wirken erhebliche axiale Druckkräfte auf das Stangenmaterial R. Damit dieses unter der Wirkung dieser Druckkräfte nicht axial ausweichen kann, muss die das Stangenmaterial R axial festlegende Klemmvorrichtung K dieses sicher greifen und axial festhalten können. Vorzugsweise ist daher die Innenwand der Klemmvorrichtung K bzw. von deren Klemmbacken 10 und 20 bzw. 110, 120 und 130 bzw. 210, 220, 230 und 240 mit reibungserhöhenden Strukturierungen versehen. Diese Strukturierungen können z.B. als Umfangsrippen 70 ausgebildet sein, wie dies besonders deutlich in Figur 5c erkennbar ist. Beim Schliessen der Klemmvorrichtung K werden deren

Klemmbacken zusammengepresst. Dabei prägen sich die Strukturierungen bzw. Umfangsrippen 70 in die Oberfläche des Stangenmaterials R ein und erzeugen dort gegengleiche Strukturierungen bzw. Umfangsrippen 80, welche ebenfalls in Figur 5c besonders deutlich erkennbar sind. Die reibungserhöhenden Strukturierungen 70 der Klemmbacken sorgen dafür, dass dem Werkstofffliessen des Stangenmaterials mehr Widerstand entgegengesetzt wird als bei Klemmbacken ohne solche Strukturierungen (bei gleicher axialer Länge der Klemmbacken). Dadurch reduziert sich die erforderliche axiale Länge der

Klemmbacken bzw. der Klemmvorrichtung, was hinsichtlich anderer Funktionen der Klemmvorrichtung von Vorteil ist (z.B. geringere Massenträgheit bei der axialen Verstellung).

Die in das Stangenmaterial R eingeprägten Strukturierungen bzw. Umfangsrippen 80 sowie die Resthohlräume im Bereich der Abflachungen bzw. Einbuchtungen werden innerhalb der Bodenmatrize B während des Umformprozesses durch den durch die Druckbeaufschlagung des Stangenmaterials bewirkten Materialfluss aufgefüllt.

In der ersten Phase des Umformprozesses wird der sich der Druckkraft

entgegensetzende Widerstand ausschliesslich durch die Klemmwirkung der

Klemmvorrichtung K erzeugt. In dieser Phase wird die Führungsöffhung 30 der Bodenmatrize B durch den Materialfluss vollständig aufgefüllt. Im weiteren Verlauf dieser ersten Phase (z.B. Stauchung) wird der Widerstand nahezu vollständig von der vorderen Werkzeugkante der Bodenmatrize B übernommen. Nur noch ein geringer Teil wird von der Klemmvorrichtung K getragen. Nach Abschluss der ersten

Umformphase ist das Stangenmaterial im Bereich der Abflachungen bzw.

Einbuchtungen dicker geworden, wobei es möglich ist, dass die Abflachungen bzw. Einbuchtungen innerhalb der Klemmvorrichtung noch nicht soweit aufgefüllt sind, dass die Trennfugen zwischen den Klemmbacken erreicht werden.

In der zweiten Phase des Umformprozesses (z.B. Rückwärtsfiiesspressen oder Näpfen) wird der benötigte axiale Widerstand nicht mehr von der Bodenmatrize B, sondern nahezu vollumfänglich von der Klemmvorrichtung K übernommen. Auch wenn der Werkstoff des Stangenmaterials schon vor Beginn dieser zweiten Phase die Trennfugen zwischen den Klemmbacken der Klemmvorrichtung an deren der Bodenmatrize B zugewandten Ende erreicht haben sollte, wird der Werkstoff nach dem Prinzip des geringeren Widerstands nicht in die Trennfugen, sondern in die von vorhergehenden Umformzyklen (Klemmen, Stauchen etc.) nicht gefüllten Hohlräume der reibungserhöhenden Strukturen 70 bzw. der entsprechenden

Oberflächenstrukturen 80 des Stangenmaterials eindringen bzw. fliessen. Die

Klemmvorrichtung K wird also durch den Materialfluss von der Seite der

Bodenmatrize B her teilweise aufgefüllt, wobei der Grad der Auffüllung über die axiale Länge der Klemmvorrichtung K mit zunehmendem Abstand von der

Bodenmatrize B abnimmt. Der Widerstand, der sich durch das Werkstofffliessen über die reibungserhöhenden Strukturen hinweg ergibt, führt dazu, dass die

Umformmatrize M reproduzierbar gleich bleibend gefüllt wird. Die axiale Länge der Klemmvorrichtung K wird so gewählt, dass während des sich zyklisch

wiederholenden Prozesses die fortlaufende Füllung der Hohlräume das der

Bodenmatrize B abgewandte Ende der Klemmvorrichtung K nicht erreicht. Dadurch wird verhindert, dass das Stangenmaterial im Querschnitt den Durchmesser der Führungsöffnung der Bodenmatrize B überschreitet. In den Figuren 6a-6c ist dargestellt, wie die Hohlräume der Klemmvorrichtung K von der Seite der

Bodenmatrize B her fortschreitend aufgefüllt werden. In Figur 6a ist der

Auffüllungsgrad noch relativ gering. In Figur 6b ist er schon etwas höher und in Figur 6c hat er seinen Endwert erreicht.

Für die Klemmvorrichtung K bieten sich verschiedene weitere

Ausgestaltungsmöglichkeiten. So kann z.B. eine Klemmvorrichtung verwendet werden, deren lichte Weite in geschlossenem Zustand an ihrem der Bodenmatrize B zugewandten Ende etwas grösser ist als an ihrem der Bodenmatrize B abgewandten Ende. Die Klemmvorrichtung kann dabei (in geschlossenem Zustand) eine im

Wesentlichen konische Innenwand aufweisen. Ferner kann die das Stangenmaterial R fassende Innenwand der Klemmvorrichtung K zwei oder mehrere axial versetzte, vorzugsweise konische, Abschnitte aufweisen.

Die Klemmbacken der Klemmvorrichtung können je einstückig ausgebildet oder je in zwei oder mehrere axial aneinander gereihte Segmente unterteilt sein. In Figur 7 ist rein beispielsweise eine Klemmvorrichtung K dargestellt, deren Klemmbacken 10 und 20 in je vier Segmente 10a-10d bzw. 20a-20d unterteilt sind. Die Segmente sind an ihren Innenflächen wieder mit den reibungserhöhenden Strukturierungen 70 ausgestattet. Selbstverständlich können auch weniger oder mehr als vier Segmente pro Klemmbacken vorgesehen sein.

Die Führungsöffhung 30 der Bodenmatrize B kann ebenfalls leicht konisch ausgebildet sein, wodurch sich der Widerstand weiter erhöht.

Vorstehend wurde das erfindungsgemässe Verfahren unter beispielsweiser

Verwendung von Stangenmaterial mit - bis auf die Abflachungen bzw.

Einbuchtungen - im Wesentlichen kreisförmigem Grundquerschnitt beschrieben. Es versteht sich, dass auch Stangenmaterial mit anderen Querschnittsformen sinngemäss verwendet werden kann, wobei die Querschnittsformen der Klemmvorrichtung und der Bodenmatrize entsprechend angepasst sein müssen. Die Erfindung ist deshalb nicht auf Stangenmaterial mit kreisförmigem Grundquerschnitt beschränkt.