Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCTION OF WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/062405
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for production of workpieces (1), made from a non-ferrous metal, with projections extending in a pre-determined direction from a base body. Said method comprises fixing a die (9 and 11), corresponding to the negative of the workpiece to be produced with recesses corresponding to the projection, on a fixing bed (7) and/or a stamp (10) of an extrusion press (8), in such a way that the predetermined direction of the recesses corresponds to the displacement direction (12) of the stamp (10) of the extrusion press (8), moving relative to the fixing bed (7). Finally, a non-ferrous blank (6) is subjected to an extrusion pressing process, whereby the base end separation from the fixing bed (7), relative to the stamp (10), is fixed to correspond to the thickness of the base body of the workpiece to be produced.

Inventors:
WICK VIKTOR (CH)
LUEDI FRITZ (CH)
Application Number:
PCT/CH2001/000108
Publication Date:
August 30, 2001
Filing Date:
February 19, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
E & R CONSULT AG (CH)
WICK VIKTOR (CH)
LUEDI FRITZ (CH)
International Classes:
B21C23/20; B21J5/02; B21K1/26; (IPC1-7): B21C23/20; B21J5/02; B21K1/26
Foreign References:
FR1370135A1964-08-21
FR1155566A1958-05-06
US3847004A1974-11-12
US5055000A1991-10-08
Attorney, Agent or Firm:
Stocker, Kurt (v.Révy & Partner Postfach 907 Wil, CH)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von Werkstücken (1) aus einem NichtEisenmetall mit aus einem Bodenkörper (2) in einer vorbestimmten Richtung hervortretenden Vor sprüngen (3), dadurch gekennzeichnet, dass man eine dem Negativ des herzustellen den Werkstückes entsprechende Pressform (9 bzw. 11) mit den Vorsprüngen (3) ent sprechenden Vertiefungen derart auf ein Aufspannbett (7) und/oder einen Stempel (10) einer Fliesspresse (8) aufspannt, dass die vorbestimmte Richtung der Vertiefungen der Bewegungsrichtung (12) des sich relativ zum Aufspannbett (7) bewegenden Stempels (10) der Presse (8) entspricht, und dass anschliessend ein Rohling (6) aus dem Nicht Eisenmetall einem Fliesspressvorgang unterworfen wird, wobei der BodenEndabstand von Aufspannbett (7) relativ zum Stempel (10) entsprechend der Dicke des Bodenkörpers (2) des herzustellenden Werkstückes (1) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das herzustellende Werkstück (1) wandartige Vorsprünge (3), insbesondere einer von einer geraden Linear form abweichenden Form, besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das herzu stellende Werkstück (1) Vorsprünge (3) zur Begrenzung von Flüssigkeitskanälen (4) be sitzt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Werkstück (1) als im wesentlichen flacher Teil mit einer relativ grossen Di mension in zwei Richtungen und einer relativ dazu geringen Dimension in einer dritten, zur Ebene der beiden ersten Richtungen senkrechten Richtung ausgebildet ist, von dem die Vorsprünge (3) abstehen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Teil ein Wandungsteil eines Gehäuses, insbesondere eines Getriebekastens, ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Fliesspressvorgang ein KaltFliesspressvorgang ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das NichtEisenmetall ein Leichtmetall, insbesondere ein Aluminium enthalten des Metall, ist.
Description:
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON WERKSTÜCKEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Werkstük- ken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Sobald Werkstücke der im Oberbegriff genannten Art, nämlich aus einem Nicht-Eisenme- tall mit aus einem Grundkörper in einer vorbestimmten Richtung hervortretenden Vor- sprüngen-insbesondere mit einer von einer geraden Linearform abweichenden Form, wie einer Nockenform oder einer gewellten Form-herzustellen ist, denkt der Fachmann im allgemeinen an Giessvorgänge, welche sichern sollen, dass die Vorsprünge das ge- wünschte Mass erreichen. Zwar ist stets ein gewisses Toleranzmass zuzurechnen und dann wiederum auf das Endmass abzuarbeiten, doch hat man sich damit abgefunden.

Typischerweise handelt es sich bei einem solchen Giessvorgang um einen Druckgiess- vorgang, insbesondere, wenn das Werkstück aus einem Leichtmetall, wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bestehen soll.

Natürlich könnten Werkstücke mit besonderen, von einer Geraden Form abweichenden Form auch durch Fräsen auf einer NC-Maschine oder mittels Funkenerosion hergestellt werden, doch sind solche Verfahren relativ teuer.

Wähit man aber ein Giessverfahren, wie etwa das Druckgiessen, so ergeben sich für die Anwendung gewisse Nachteile : Das Formgefüge ist porös, so dass das Werkstück kaum für die Be- grenzung flüssigkeitsgefüllter Räume einsetzbar ist.

Dazu kommt die relativ hohe Sprödigkeit, die leicht zu Brüchen oder Rissen führt, wobei mit Formrissen insbesondere dann zu rechnen ist, wenn es sich um ein Werkstück mit Vorsprüngen der oben genannten Art handelt.

Zum Entformen müssen die Teile eine gewisse Konizität besitzen, was nicht in allen Fällen erwünscht bzw. tolerierbar ist.

* Die Nachbearbeitung, insbesondere im Angußbereich, ist recht erheb- lich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, nach dem Werkstücke der oben genannten Art in besserer Qualität preisgünstig herstellbar sind.

Dies gelingt erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

An sich sind Ftiesspressvorgänge in der Metallverarbeitung von Nicht-Eisenmetallen (NE- Metallen) durchaus gängig. Sie werden jedoch im allgemeinen bei relativ kleinen Teilen angewandt und meist bei Teilen mit Vorsprüngen, welche nicht in einer vorbestimmten Richtung der Achse der Bewegung des Presswerkzeuges, sondern am Endprodukt radial von einem Hauptkörper des Werkstückes abstehen. Beispiele hierfür sind in den US- Patenten Nr. 3, 910,091 ; 4,800,745 ; 4, 878, 370 oder 5,732,586 zu finden.

Für die Einstellung des Boden-Endabstandes ist bei herkömmtichen Fliesspressen ent- weder die Höhe des Aufspannbettes relativ zum untersten Punkt eines herabfahrenden Stempels (statt einer vertikal beweglichen Fliesspresse wäre allerdings auch ein sich waagrecht bewegender Stempel denkbar) und/oder dieser unterste Bewegungspunkt des Stempels einstellbar. In diesem Falle geschieht das Einstellen vor dem Bearbeiten eines Rohlings. Es ist allerdings auch möglich, etwa eine hydraulische Presse zu verwenden, bei welcher der unterste Punkt während des langsamen Absenkens des Stempels wäh- rend der Bearbeitung des Rohlings bestimmt werden kann.

Es hat sich herausgestellt, dass mittels des erfindungsgemässen Verfahrens, welches praktisch die Anwendung eines Fliesspressverfahrens auf ein Werkstück der oben ge- nannten Art darstellt, nicht nur ein, vor allem auch gegenüber Gasen oder Flüssigkeiten (z. B. als Kanalwandung eines Getriebes), dichteres Gefuge, und damit eine bessere und masshaltigere Qualität, erhalten werden kann, bei der die Endbearbeitung auf ein Mini- mum herabgesetzt werden kann, sondern die Werkstücke auch preisgünstiger zu fertigen sind, weil mit einer Fliesspresse viel höhere Stückzahlen pro Zeiteinheit erreicht werden können als selbst mit einer Druckgiessmaschine. Ausserdem besteht kein sogenannter Kaltfluss und keine Metallüberlappung. Die Masshaltigkeit ist wesentlich besser (kein Schwund).

Obwohl es im Rahmen der Erfindung durchaus möglich ist, ein Warm-Fliesspressverfah- ren anzuwenden, hat es sich für die angestrebte Qualitätsverbesserung als günstiger er- wiesen, wenn der Fliesspressvorgang ein Kalt-Fliesspressvorgang ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschrei- bung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zei- gen : Fig. 1 ein Teil eines typischen herzustellenden Werkstücks in Draufsicht, und Fig. 2 die Vorderansicht einer Kalt-Fliesspresse zur Herstellung eines Werkstückes nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine Kanalplatte 1 für ein Getriebes eines Fahrzeugs, bei dem von einem Bodenkörper 2 relativ geringer Dicke in Richtung nach oben rippenartige Vorsprünge 3 hervortreten. Die Bodendicke tässt sich an Hand der Fig. 2 abschätzen, wo ein zu formender ptattenförmiger Rohling 6 auf einer Pressform für die Unterseite oder eine Platte 9 auf einem Aufspannbett 7 liegt. Die Höhe dieses Rohlings 6 ist grosseur als die Bodendicke des Bodenkörpers 2 (Fig. 1), nachdem der Rohling durch Pressen zu der Kanalplatte 1 geformt worden ist. Im Gegensatz zu dieser relativ geringen Dicke sind die in der Zeichenebene der Fig. 1 gelegenen Dimensionen in zwei zueinander senkrechten Richtungen wesentlich grosseur, so dass das Werkstück insgesamt im wesentlichen als Flachteil bezeichnet werden kann. Es versteht sich aber, dass die Erfindung nicht auf derartige flache Teile beschränkt ist, sondern auch auf kleiner Teile anwendbar ist, sofern sie aus einem Nicht-Eisenmetall, insbesondere einem Leichtmetall, wie einem Aluminium enthaltenden Metall (also entweder Reinaluminium oder-wie üblich-eine Aluminiumle- gierung) bestehen und aus dem Bodenkörper 2 in vorbestimmter Richtung (hier aus der Zeichenebene heraus nach oben) hervortretende Vorsprünge 3 besitzen. Diese Vor- sprünge 3 müssen nicht unbedingt rippenförmig sein, obwohl die Anwendung auf solche Vorsprünge 3 bevorzugt ist. Auch wird sich das erfindungsgemässe Verfahren besonders für solche Rippen 3 eignen, die-wie aus Fig. 1 ersichtlich-eine von einer geraden oder Linearform abweichende, hier gewellte Form besitzen. Es sei jedoch erwähnt, dass sich die Erfindung auch für andere Ausbildungen eignet, wenn etwa von einem Bodenkörper 2 nockenartige Vorsprünge vorragen sollen, die beispielsweise zur Betätigung von relativ zu ihnen bewegten Teilen dienen. Auch zapfenartige Vorsprünge wären denkbar.

Wie ersichtlich, begrenzen beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel je zwei sol- cher Vorsprünge oder Rippen 3 zwischen einander einen Kanal 4 der im Betrieb des Ge- triebes eine, insbesondere ölige, Steuerflüssigkeit führen soll. Die Vorsprünge 3 bilden somit die Begrenzungswände des jeweiligen Kanales 4. Es ist daher wichtig, dass die

Rippen 3 nicht derart porös sind, dass Leckverluste entstehen können. Auch zeigt Fig. 1, dass das von den Rippen 3 bzw. Kanälen 4 gebildete Muster relativ kompliziert ist, um Flüssigkeit von einer bestimmten Stelle, z. B. über Querbohrungen 5, an eine andere be- stimmte Stelle gelangen zu lassen. Diese Querbohrungen 5 mögen Entrittsbohrungen sein und die Kanäle 4 am jeweils anderen Ende Auslassbohrungen, z. B. in einer die Rip- pen 3 abdichtenden Parallelwand, aufweisen.

Die Kompliziertheit des Musters bringt aber auch leicht die Gefahr von Formrissen, Aus- brüchen und anderen Beschädigungen mit sich, insbesondere wenn-wie dies bisher ge- schah-solche Werkstücke 1 im Druckguss hergestellt wurden. Zwar hat man versucht, eine Dichtheit von Druckgussteilen durch Anwendung eines Thixo-Verfahrens mit halbfe- stem Ausgangsmaterial zu verbessern, doch ist dieses Ausgangsmaterial noch relativ teuer, und es hat sich gezeigt, dass durch die Erfindung ein wesentlich höherer Ausstoss pro Zeiteinheit bei noch besserer Qualität erreicht werden kann.

Dabei besteht die Erfindung im wesentlichen darin, den Rohling 6 (Fig. 2) in einer Fliess- presse 8 in die schon erwähnte untere Form oder Platte 9 auf dem Aufspannbett in an sich bekannter und beliebiger Weise einzulegen. Ein beweglicher Stempel 10, der mit hoher Druckkraft, z. B. von 1000 bis 2000 Tonnen und mehr, vertikal durch einen mecha- nischen oder hydraulischen Antrieb der bei Fliesspressen üblichen Art bewegt werden kann, weist an seiner Unterseite eine obere Pressform 11 auf, die beispielsweise ein Ne- gativ des herzustellenden Werkstückes 1 mit den Vorsprüngen 3 entsprechenden Vertie- fungen ist. Alternativ könnte natürlich auch die untere Form 9 derart ausgestaltet sein.

Das bedeutet, dass in jedem Falle die letztlich hergestellten Vorsprünge 3 (bzw. die ent- sprechenden Vertiefungen mindestens einer der Formen 9 bzw. 11) in Achsrichtung der Bewegung des Stempels 10 entsprechend dem Pfeil 12 ausgerichtet sein werden. Es sei jedoch erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die Anwendung von Fliesspressen mit verti- kaler Bewegung eingeschränkt ist, wenngleich dies die herkömmliche Ausführung solcher Fliesspressen darstellt ; die Erfindung aber wäre mit gleichen Vorteilen auch auf eine Presse mit waagrecht oder sonst in beliebiger Richtung bewegtem Stempel 10 anwend- bar.

Um den Bodenkörper 2 in der jeweils gewünschten Dicke herzustellen, ist an der Fliess- presse 8 eine Einstelleinrichtung mit einem Handrad 13 vorgesehen, durch welches ent- weder die Höhe des Aufspannbettes 7 und/oder der unterste Punkt des Hubes des Stem- pels 10 eingestellt werden kann. Solche Einstelleinrichtungen sind an den meisten Flies-

spressen vorgesehen und an sich bekannt. Dabei ist das Handrad 13 beispielsweise mit dem aus Fig. 2 ersichtlichen Pfeil versehen, der entlang einer Skala 14 bewegt werden kann. Selbstverständlich kann aber auch jede beliebige andere, an sich bekannte Einstel- leinrichtung verwendet werden. An der Skala 14 kann der eingestellte Bodenabstand bzw. die so erreichte Dicke des Bodenkörpers 2 abgelesen werden. Alternativ wäre es denk- bar, wenngleich weniger bevorzugt, wenn der Stempel 10, z. B. hydraulisch, schon wäh- rend des Pressens in einer Einstellphase soweit langsam abwärts bewegt werden kann, bis der gewünschte Bodenabstand erreicht ist. In diesem Augenblick wird beispielsweise eine Memorytaste, ähnlich der in Fig. 2 ersichtlichen Taste 15, betätigt und damit der Stempel 10 angehalten. Bei Betätigung dieser Memorytaste wird die, z. B. von einem Po- sitionssensor, festgestellte Endlage des Stempels abgelesen und in einem elektronischen Speicher gespeichert. Ein Programmwerk, insbesondere ein Mikroprozessor, liest dann den Speicher ab und veranlasst einen Stellmechanismus an der Presse 8 den gewünsch- ten Boden-Endabstand einzustellen. Es versteht sich, dass diese Art der Einstellung un- abhängig von der Art des zu bearbeitenden Werkstückes an einer Presse 8 vorgesehen sein kann und deshalb einen gesonderten Erfindungsgedanken darstellt.

Die Fig. 2 veranschaulicht beispielsweise zwei weitere Tasten 16 und 17, von denen die Taste 16 zum Einschalten eines solchen Einstellbetriebes dient, wogegen die Taste 17 für den normalen Betrieb der Presse 8 vorgesehen ist. Selbstverständlich werden darüber hinaus alle jene Sicherheitseinrichtungen an der Presse 8 vorgesehen sein, welche übli- cher Weise an Pressen angebracht werden, wie Not-Ausschalter, Schutzgitter und seine zugehörigen Schalteinrichtungen usw.